Кодування сенсорної інформації у нервовій системі
Послідовність імпульсів, що надходять у нервові центри, є нервовим кодом, який несе інформацію про різні
характеристики стимулу. Кодування інформації здійснюється декількома способами - числом та частотою спайків у розряді, інтервалами між розрядами, конфігурацією розрядів.
Як мозок розпізнає ознаки з урахуванням нервового коду? Найбільш поширеним є детекторний принцип кодування.
На різних рівнях аналізатора виявлено високо спеціалізовані нейрони, що вибірково реагують на певну ознаку стимулу - орієнтацію, напрямок руху, інтенсивність. Вони дістали назву детекторів. Нейрони-детектори, що виділяють різні ознаки стимулу (колір, рух, орієнтація), розташовані у різних шарах кори та утворюють об'єднання (нейронні ансамблі).
Для проекційних кіркових зон найбільш характерними є вертикально орієнтовані нейронні ансамблі - колонки, вперше виявлені Маунткаслом у соматосенсорній корі. Одні колонки реагували на дотик поверхні тіла, інші на тиск. Частина колонок реагувала на стимуляцію лише половини тіла. Колонки виявляються й інших областях кори. За складністю оброблюваної інформації виділяють три типи колонок: мікроколонки, макроколонки та гіперколонки, або модулі (рис.12).
Мікроколонки реагують лише на певну градацію будь-якої ознаки, наприклад, вертикальну або горизонтальну орієнтацію.
2*
Розділ I. Нейрофізіологічна основа психічних процесів
Розділ6. Психофізіологія сприйняття
Мал.12. Схема модульної організації нейронів у корі великих півкуль. Ліворуч позначені шари кори.
цію; макроколонки, поєднуючимікроколонки, що виділяють загальну ознаку орієнтації, реагуючи на різні її значення. Модуль виконує обробку різних характеристик стимулу (інтенсивність стимулу, колір, орієнтація, рух).
Ієрархічно організована система зв'язків від мікроколонок до модулів забезпечує можливість тонкого диференційованого аналізу ознак різної складності всередині однієї сенсорної модальності, що здійснюється у проекційній корі.
Подальша обробка сенсорно-специфічних сигналів здійснюється за участю так званих гностичних нейронів, що отримують інформацію про окремі при-
знаки від системи нейронів-детекторів. У гностичний нейронах окремі ознаки інтегруються в цілісний одномодальний (зоровий або слуховий) образ об'єкта, що сприймається. Гностичні нейрони, що інтегрують ознаки однієї сенсорної модальності, становлять 4-5 % у первинних проекційних зонах та широко представлені у вторинних полях.
Принцип
Частотної фільтрації
Крім детекторного принципу кодування, заснованого на диференційованому сприйнятті окремих ознак стимулу, властивого всім сенсорним системам, у зоровій корі може бути реалізований принцип кодування зовнішньої інформації на підставі просторово-частотного опису об'єкта по чергуванню світлих і темних його частин. Передбачається, що нейронні ансамблі налаштовані на певну ширину світлих і темних смуг, що чергуються, і працюють як частотні фільтри. Одні з них описують об'єкт детально – високочастотна фільтрація. Інші - менш диференційовано і захоплюючи більшу частину об'єкта або об'єкт цілком - низькочастотна фільтрація. Низькочастотні нейронні ансамблі, що створюють загальне враження про об'єкт, описують його швидше.Високочастотний опис потребує більше часу.
Наявність таких незалежних апаратів опису зображення дозволяє здійснити швидке ознайомлення з об'єктом без його детального аналізу за відсутності необхідності в ньому або за неможливості його ре-
алізувати, наприклад, при розфокусуванні об'єкта.
Системна організація зорового сприйняття
Сприйняття як психічна функція не обмежується аналізом сенсорної інформації в сенсорно-специфічному аналізаторі. Будучи активним процесом, сприйняття включає низку когнітивних операцій - оцінку стимулу з погляду його значущості, упізнання, класифікацію і істотно залежить від завдання, що стоїть перед суб'єктом. Найбільш детально вивчена система зорового сприйняття, і це особливо важливо, тому що у людини 90% інформації надходить зоровим каналом.
В системі сприйняття особлива роль належить асоціативним областям кори, які здійснюють інтеграцію ознак різної сенсорної модальності та на цій основі створюють цілісний образ зовнішнього світу. В рамках сприйняття однієї модальності вони завдяки зв'язкам з різними підкірковими структурами та іншими областями кори беруть участь у звірянні готівкової інформації зі слідами в пам'яті, оцінці значимості відповідно до провідної потреби, пізнання та класифікації. Система двосторонніх зв'язків асоціативних областей кори, особливо лобових відділів, з лімбічними та ретикулярними регуляторними структурами визначає високу пластичність процесу сприйняття та її адекватність поточної ситуації.
Істотну роль у з'ясуванні структурно-функціональної орга-
нізацію сприйняття зіграло використання електрофізіологічних методик, що дозволило виявити як специфіку участі різних областейкори в акті сприйняття, так і механізми, що лежать в її основі.