72 :: 73 :: Содержание

73 :: Содержание

Принцип структурно-функциональных корреляций.

Неодинаковая степень кортикализации сенсорных систем и большее развитие глубоких структур слуховой системы по сравнению со зрительной свидетельствует о том, что зрительная сигнализация для некоторых животных обладает наибольшей физиологической силой, и степень кортикализации зрительной системы настолько высока, что любое повреждение коры прежде всего сказывается на дефектах зрительного распознавания, в меньшей степени отражаясь на анализе звуковых сигналов.

У таких животных как дельфины, летучие мыши, слуховая система выполняет более важную роль в пространственной ориентации, чем зрительная система.

Любая психофизиологическая функция зависит от одновременной работы нескольких сенсорных систем, то есть является полисенсорной и поэтому не может быть локализованной в ограниченных отделах мозга. Сама же сенсорная система выступает как определенная локализованная анатомическая система, выполняющая специализированную функцию обнаружения и преобразования информации в нервный код, в котором заключена совокупность описания признаков воспринимаемого объекта или явления.

73

73 :: Содержание

74 :: 75 :: 76 :: 77 :: Содержание

§ 8. Закономерности обнаружения сигналов

Все, что определяется понятием "живое", обладает общим свойством реактивности, то есть способностью более или менее срочно реагировать на разнообразные воздействия. Проявлением реактивности является раздражимость - способность организма к ответу, посредством которого достигается приспособление к условиям среды. Раздражителями могут быть любые физико-химические изменения среды, приводящие к сдвигам метаболизма.

Свойство раздражимости еще не способно обеспечить отражение качественного своеобразия раздражителя. В отличие от раздражимости возбудимость - это способность воспринимать существенные для организма признаки раздражений и трансформировать в специфическую нервную сигнализацию.

Специализация рецепторных элементов нервной системы связана, главным образом, со свойствами превращать акт внешнего раздражения в совершенную и быстро действующую нервную сигнализацию, то есть в своеобразный "физиологический код" в форме серий электрических импульсов.

Следовательно, наиболее общим свойством рецепторов является генерация в них электрических процессов при воздействии раздражителя. Они запускают нервную сигнализацию.

На первом этапе восприятия должна быть решена задача обнаружения сенсорного воздействия и определена его модальность, что и обеспечивается рецепторами. Сущность рецепции сводится к преобразованию энергии воздействующего стимула в изменения физико-химических параметров рецепторных элементов. Иными словами, сущность первичных механизмов рецепции заключается в высвобождении потенциальной энергии рецепторных элементов.

В зависимости от силы раздражения электрические потенциалы рецепторов преобразуются в серии импульсов различной частоты, которые подаются по чувствительным проводникам в центральную нервную систему.

74

Рецепторы превращают непрерывный отсчет физической величины потенциала (являющегося аналогом внешнего стимула) в дискретный сигнал. В свою очередь, нервный проводник может быть определен как канал линии связи, работающий на параметрах частотно-импульсной модуляции.

Приспособление рецепторов к реагированию на определенные по энергии стимулы (световые, механические и т.д.) обуславливает специфичность рецепторов и лежит в основе их классификации по данному признаку. Степень соответствия стимула специфичности рецепторов характеризует адекватность раздражения.

Комбинации нервных импульсов при воздействии раздражителей на рецепторы составляют материальную основу отражения в мозгу предметов и явлений внешнего и внутреннего мира, но по своим физическим и химическим характеристикам они совершенно не схожи со свойствами отражаемых объектов. Комплекс внешних раздражений и порождаемые ими биофизические и биохимические превращения в веществе мозга служат материальной основой функционального соответствия между сигналом и его отражением в организме. Благодаря этому обеспечивается восприятие внешнего мира и переработка закодированной информации, поступающей в мозг через рецепторы.

Хорошо известно, что при длительном воздействии различными стимулами ощущение постепенно уменьшается. В основе этого явления, получившего название адаптации, чрезвычайно характерного для различных сенсорных систем, лежат весьма сложные процессы, происходящие как в рецепторных аппаратах, так и в центральных отделах нервной системы.

О том, что животное может менять поток сенсорной информации, поступающей в организм, известно давно. Вначале ограничивались описанием наиболее очевидных реакций, определяющих ориентацию рецепторных поверхностей по отношению к источнику сигналов и изменяющих характеристики сигналов при их прохождении через вспомогательные структуры к рецепторам. Это реакции поворота головы, глаз, ушных раковин, расширение или сужение зрачков и т.д.

75

Центральные управляющие влияния обнаружены почти на каждом уровне переработки информации, что приводит к изменению порогов обнаружения тех или иных сенсорных сигналов.

В обнаружении сенсорных сигналов важную роль выполняют так называемые вспомогательные структуры рецепторных аппаратов, то есть всех тех дополнительных приспособлений, которые окружают собственно рецептирующий элемент (оболочки, оптическая система глаза, глазодвигательные мышцы, наружное и среднее ухо, основная и покровная мембраны и пр.).

Нервная система влияет на работу рецепторных приборов различными способами: 1) изменив питание рецепторных приборов и окружающих тканей путем изменения их кровотока, 2) влияя на свойства вспомогательных структур, 3) непосредственно меняя функциональное состояние самих рецепторов и 4) меняя активность отходящих от рецепторов чувствительных трактов.

В общей форме задача обнаружения сигнала сводится к выделению нервной сигнализации из собственного шума. Последний обычно связывают с фоновой активностью нейронов, хорошо выраженной на разных уровнях сенсорных систем. Воздействие стимула на вход системы приводит к изменению нервной активности, а не к ее возникновению. Так как характеристики фоновой активности флуктуируют и имеют определенное распределение вероятности достижения конкретных величин, то при одних и тех же физических параметрах нервная активность будет меняться. При этом в зависимости от характеристик шума распределение вероятности достижения конкретных величин нервной активности может быть различным. Они могут и не отличаться от величин, характеризующих активность в отсутствие раздражителя. Поэтому возможность решения задачи обнаружения сигнала основывается на введении критерия порога. При значении нервной активности больше критерия порога организм свидетельствует о наличии сигнала. Эта теория позволяет объяснить появление "ложных тревог" в процессе обнаружения, то есть принятия решения о воздействии на вход сенсорной системы при фактическом отсутствия стимула.

76

В зависимости от положения критерия порога человек практически может не реагировать на собственные шумы, но при этом уменьшается и вероятность обнаружения сигналов. И, наоборот, человек может обнаружить большинство сигналов, но при этом будет реагировать и на собственные шумы. В зависимости от необходимости обнаруживать все сигналы или, наоборот, не допускать ошибок положение критерия порога меняется. Пороги восприятия эмоционально значимых и нейтральных сигналов также различны.

Критерий наличия или отсутствия сигналов устанавливается под влиянием доминирующей потребности организма. Следует отличать порог возбуждения сенсорных систем и порог ощущения. Пороги возбуждения рецепторных элементов зависят не только от присущих им собственных свойств, но и от влияния вспомогательных структур, управляющих нервно-гуморальных воздействий. Поэтому вряд ли можно получить абсолютные величины порогов собственно рецепторных элементов, имея в виду их непрерывную системную регуляцию.

Итак, обнаружение сенсорных сигналов зависит от различных факторов, связанных как с функционированием соответствующей сенсорной системы, так и с интегративной деятельностью целого мозга.

77