9. Физиологические исследования количественного отношения между величиной стимула и ответной реакцией мозга

Длительный спор в психофизической и психологической литературе относительно формы зависимости (логарифмической или степенной) между характеристиками интенсивности стимула и величиной ощущения и точным характером этой зависимости стимулировал к дальнейшему исследованию этого вопроса не только психологов, психофизиологов, но и физиологов (Г. Тамар, 1976; Э. М. Рутман, 1974,1979).

Этому способствовало сделанное Е. Эдрианом (Е. Adrian, 1972) открытие того, что сенсорные нервы несут информацию мозгу об усилении стимуляции повышением частоты нервных импульсов. За этим последовали физиологические исследования разного характера: нервных волокон, нейронов, вызванных электрических потенциалов мозга и т. д. Но в силу неоднозначности результатов окончательного ответа о характере связи между величиной стимула и ответной реакцией ЦНС сделать нельзя.

Таким образом, одним из путей поиска механизма, лежащего в основе зависимости между характеристиками стимула и величиной вызываемого им ощущения, является изучение регистрируемых показателей деятельности сенсорных систем во всех звеньях, начиная с рецептора, в зависимости от интенсивности стимула. У человека изучение этого механизма возможно при параллельном получении психофизических и физиологических показателей, прежде всего посредством регистрации вызванных потенциалов (ВП) коры головного мозга.

Наиболее важными представляются работы, в которых проводится сопоставление зависимости субъективной оценки интенсивности ощущений (шкалирование) и амплитуды ВП от интенсивности стимула. Результаты и заключения подобных работ довольно часто оказываются не совпадающими между собой. Причиной расхождений в результатах разных исследователей могут являться различия в области регистрации ВП, в способе стимуляции, в выделяемом компоненте ВП, неучтенное влияние внесенсорных факторов, а также факт сходства в определенных пределах логарифмических и степенных функций, что позволяет описывать одни и те же полученные данные как логарифмической, так и степенной функцией.

Наличие и характер зависимости между характеристиками интенсивности стимула и величиной ответной реакции нервной системы остаются нерешенными и на физиологическом уровне. Обобщая накопленные в психофизиологии результаты исследований, следует выделить следующие способы кодирования информации об интенсивности сигналов:

1) частотой импульсации в отдельных рецепторах, афферентных волокнах и центральных нейронах; 2) количеством сенсорных и центральных элементов, участвующих в ответе; 3) синхронностью разрядов множества центральных нейронов. Эти три фактора могут лежать в основе усиления возбуждения и, соответственно, роста силы ощущения при усилении стимуляции (Дж. Сомьен, 1975; Н. Pieron, 1956; Д. Мас-Кау, 1963 и др.). Интимные внутринейронные механизмы кодирования интенсивности частотой импульсации нервных элементов сложны, и существуют различные представления об их природе в связи с длительностью рефракторного периода после прохождения каждого импульса (R. Mansfield, 1976; А. Н. Лебедев, 1985 и др.).

Кроме того, в настоящее время выделяется еще один, четвертый, способ кодирования информации об интенсивности. Это кодирование сигнала номером канала-детектора, или кодирование местом (Е. Н. Соколов, 1981; С. В. Фомин, Е. Н. Соколов, Г. Г. Вайткявичус, 1979 и др.).

Заметим, что при разработке наших представлений об усилении возбуждения и соответственно о росте силы ощущения при увеличении стимуляции мы опирались на данные о первых трех способах кодирования интенсивности.