12. Механизмы возникновения рецепторного потенциала

Общие механизмы возбуждения рецепторов:)(12 механизм возникновения рецепторного потонциала)

-         взаимодействие стимула с рецепторной белковой молекулой, которая находится в мембране рецептора

-         усиление и передача стимула в пределах рецепторной клетки

-         открывание в мембране рецептора ионных каналов, через которые начинает течь ионный ток, что сопровождается деполяризацией клеточной мембраны и возникновением рецепторного потенциала.

15. Кодирование информации

Кодированием называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму-код. В сенсорной системе информация кодируется с помощью двоичного кода – наличием или отсутствием импульса в тот или иной момент времени. Этот код прост и устойчив к помехам. Информация может передаваться в виде отдельного импульса или пачки импульсов. Причем амплитуда, длительность и форма каждого импульса одинаковы, а их количество в пачке, частота их следования, длительность пачки, интервал между ними  и временной рисунок разные.

Особенности кодирования в сенсорных системах:

-         при декодировании не восстанавливается первоначальный вид информации

-         множественность и перекрытие кодов, используются  при этом для кодирования одной характеристики несколько кодов (частота, число импульсов в пачке, число возбужденных нейронов и т.д.).

В коре сигналы также кодируются с помощью включения параллельных нейронных каналов, по которым направляется импульс, синхронностью ритмических импульсных разрядов нейронов, изменением их числа. В периферических сетях преобладает временное кодирование, а в коре – пространственное по ширине зоны возбуждения и по её глубине по отношению к коре.

 

Детектирование сигнала

Детектированием называется избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего биологическое (поведенческое) значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, реагирующие только на определенные свойства стимула. Есть детекторы первого порядка, занимающиеся выделение простых свойств  раздражителя и детекторы высшего порядка, как например “детекторы моей бабушки” Ю.Конорского, обнаруженные в нижневисочной зоне обезьян и отвечающие за узнавание лица.

 

Опознание образов

Конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы, которая заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т.е. речь идет о классификации образов. Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высшие отделы сенсорной системы формируют образ и сравнивают его с огромным числом уже имеющихся образов, хранящихся в памяти. Завершается этот процесс принятием решения о том, с каким объектом или какой ситуацией мы имеем дело. В результате этого происходит восприятие (чье лицо видим, кого слышим и т.д.). Поскольку мы узнаем образ в различных условиях и с изменением ряда его свойств, то, следовательно, имеющийся у нас образ является инвариантным, т.е. независимым от ряда признаков. При опознании сенсорных образов возможны ошибки и сенсорные иллюзии.

В сенсорных системах возможна общая или локальная адаптация к длительно действующему стимулу, что проявляется в понижении абсолютной и нарастании дифференциальной чувствительности системы.

Сенсорные системы могут взаимодействовать между собой на спинальном, ретикулярном, таламическом и корковом уровнях, особенно широко представлена интеграция в ретикулярной формации. На корковом уровне такая интеграция создаёт карту мира.

В сенсорных системах имеется свойство конвергенции и дивергенции сигналов, а также идет тормозный процесс, причем тем сильнее, чем активнее сенсорный раздражитель.

Сенсорные системы имеют многослойное (каждый слой специализирован на свой анализ) и многоканальное строение (каждый канал проводит определенные характеристики сигнала.

В основе всех концепций отражения, нарушений функции головного мозга лежит понятие  о целостности  реального человека. Качество целостности принадлежит всей  сложной органической системе, существующей в непрерывном контакте с окружающей средой. К сожалению и медицина, и биология, и психология не имеют возможности интегрировать знания о человеке, поскольку обратный синтез того, что разделено на отдельные области и органы возможно только теоретически, поскольку система-человек - среда является уже не только целой, но и целостной. Целостная система – это единый самовзаимодействующий объект, существующий сам по себе, имеющий единое время, справедливое для всех составляющих его частей. Принципиальная неделимость физиологических и психологических функций особенно отчетливо проявляется во время болезни.

В человеке целостном неразделимо присутствуют и непрерывно взаимодействуют два начала: биологическое и психическое, поскольку индивидуальность является сферой биологического, а личность – сферой психического.

В количественном аспекте биологическое проявляется тем, что индивид имеет определенное количество элементов (тканей, органов, частей тела), в то же время у части людей это количество в силу мутаций, болезней, травм не соблюдается. В этом случае кроме количественного принципа начинает действовать количественно-качественный принцип, отражающий тот минимум количества, который необходим для жизни, и те возможности качества регуляторных систем организма, которые способны поддержать в той или иной мере целостность живой системы. Единичное проявляется в изменении генотипа человека, соответствии его возможностей условиям жизни, роду деятельности и т.д. Если его адаптационные возможности оптимальны для единства организма со средой, то мы имеем состояние здоровья, если имеющиеся индивидуальные возможности не оптимальны конкретным жизненно важным потребностям, то мы имеем состояние переадаптации – болезнь.

Несмотря на яркие индивидуальные различия, тот факт, что несмотря на различия в начальных условиях, индивидуумы способны достигать одинакового конечного результата связан с единым для всех свойством –  свойством реактивности.

Реактивность – особая форма ответной реакции организма на воздействие внешней среды в целях сохранения своей целостности (гомеостаза). Человек целостный как система систем путем прямых и обратных связей через комплекс механизмов саморегуляции способен активно приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям внешней среды.

Мы видели, что уже на уровне нейрона нет пассивного ожидания, а тем более пассивного проведения импульса. Этот процесс активный, процесс связанный с переработкой информации, следовательно, каждый нейрон обладает не пассивной реактивностью, а активностью в преобразовании того, что поступает из внешней среды и таким образом является как бы аналогом целостного организма на клеточном уровне.

Вместе с тем, мы убедились в том, что некоторые раздражители могут обладать повреждающим действием (имеет значение произведение его силы на длительность – экспозицию) и поэтому все раздражители можно разделить на физиологические и агрессивные (экстремальные).

Физиологическими называются простые или сложные раздражители любого рода, которые, независимо от точки их приложения, не вызывают значительных и устойчивых нарушений гомеостатических параметров организма. Эти раздражители не только не безразличны, но и необходимы для гомеостаза, поддерживая его в состоянии нелинейной гибкости.

К экстремальным (агрессивным) относятся раздражители, вызывающие прямое или косвенное повреждение структуры ткани (органа), влекущее за собой защитную компенсаторно-адаптивную реакцию при участии ЦНС (болезнь).

Разделение условно, поскольку один и тот же раздражитель при определенных условиях может быть физиологическим для одного и экстремальным для другого индивида. Один и тот же раздражитель может вызвать различные реакции при разном функциональном состоянии организма в конкретный отрезок времени.

Среди экстремальных выделяются летальные раздражители, которые при своем воздействии нарушают интегрирующую (системообразующую) функцию ЦНС.

В последние десятилетия изменилось само понимание здоровья как некого постоянного состояния организма. Напротив, все больше утверждается положение о том, что наиболее характерным признаком здоровья (а значит высокой адаптивности с наименьшими затратами) является не жесткая детерминированность ритмов и условий физиологических процессов, а напротив, нелинейная гибкость функций. Широта интервалов вокруг констант гомеостаза, в пределах которых возможно достижение оптимального уровня функционирования и свидетельствует о высокой надежности биологической системы. Однако эта гибкость ограничена рамками фенотипа, сформированного в онтогенезе и качественно и количественно определяющего набор биологических свойств организма.

Под психической активностью в общем виде можно понимать меру взаимодействия субъекта и окружающей среды, т.е. активность – самовыражение индивида относительно внешнего мира. Активность наряду с саморегуляцией является важнейшим внутренним фактором успешности выполнения деятельности. Активность имеет две составляющие: скоростную и эргическую (длительность интеллектуального напряжения), а также склонность индивида к разнообразию действий. Активность связана с темпераментом и характеризует не только силу внутренней тенденции к активному действию, но и напряженность, энергичность, скорость, темп, ритм этого действия и разнообразие действий.  Выделяется три уровня активности: умственный, двигательный (в том числе и речедвигательный) и социальный.  Умственная активность обнаруживает определённую связь с ЭЭГ. Так фактор энергии медленных ритмов ЭЭГ оказывает существенное негативное влияние на скорость психических процессов.

Каждый индивид имеет свою неповторимую тактику выбора. В вероятностной среде примерно 50 % испытуемых придерживаются и стратегии вероятностного следования, т.е. адекватно отражают в своей модели структуру среды. И примерно по 25% завышают и занижают вероятную частоту событий, принимая недостаточно адекватные решения.

Активность - общеличностная  характеристика, выражающая природное стремление индивида к повышенной и разнообразной нагрузке в умственной и психомоторной сферах и обуславливает стремление индивида к эффективному освоению окружающего мира. Активность – интегральный параметр личности, включающий качественную (мотивы, установки, интересы, побуждения) и количественную - процессуальную (темп, интенсивность,  уровень, распределение во времени) составляющие.

Саморегуляция – универсальный механизм, действие которого можно проследить на всех внутренних органах. Интеллектуальная саморегуляция – способность индивида создавать программы деятельности и на этой основе управлять своими действиями и состояниями.

Основное звено саморегуляции – построение прогноза наступления тех или иных событий (акцептор результата действия), который формируется в мозгу параллельно построению программы действия. Акцептор результата действия – комплекс опережающих возбуждений, отражающих параметры будущего результата, но этот результата не является абсолютным, так как невозможно предвидеть однозначно ход событий и результаты действия.

Таким образом в основе интеллектуальной саморегуляции лежит два фактора:

- чувствительность к среде, определяющая общую стратегию выбора;

- пластичность, детерминирующая разнообразие тактик выбора.

В основе второй составляющей интеллектуального поведения – активности, как мы видели, лежит:

-  скорость психических процессов;

-   вариативность скорости психических процессов.

Интеллектуальная деятельность отражается в определенных изменениях ЭЭГ:

- синхронизация – пространственно-временное сопряжение ЭЭГ ритмов связана со скоростью прогнозирования и оказывает отрицательное влияние на креативность, в то же время способность к синхронизации ритмов ЭЭГ свидетельствует о зрелости коры головного мозга вследствие развития внутрикорковых связей. Кроме того синхронность ЭЭГ ритмов связана с поведенческим возбуждением и развитием активного торможения, с формированием сложных двигательных стереотипов, с программирующей функцией коры, а также с умственным напряжением.

Выраженность медленных ритмов ЭЭГ (тета и дельта) связана с легким развитием утомления и со склонностью к стрессовым состояниям, т.е. отражает снижение функционального состояния коры и низкую скорость психических процессов.

Бета-волны и их выраженность обнаруживают связь с чувствительностью в вероятностной среде. Кроме того индивиды, имеющие выраженную бета-активность в лобных и затылочных отведениях характеризуются более высоким уровнем психической активности (стремлением к разнообразию при решении интеллектуальных задач).

Обратная связь имеется между частотой пульса как показателем эмоционального напряжения и скоростью психических процессов.

Саморегуляция – способность системы возвращаться в исходное состояние после   выведения её из равновесия. Любая адекватная реакция может быть осуществлена только при наличии определенного уровня бодрствования.  И.П.Павлов  главным источником энергетизации мозга считал подкорковые образования, в первую очередь мы подразумеваем ретикулярную формацию. Но оптимальный уровень активности невозможно достичь без участия коры. Таким образом между корой и подкоркой  существует двустороннее взаимодействие. С одной стороны, кора оказывает тормозное воздействие, ограничивая генерализацию возбуждения из подкорки, с другой стороны деятельность подкорки моделируется в зависимости от информации, полученной корой по специфическим и неспецифическим каналам.

У.Келл и А.Ферри показали, что угнетение активности одного полушария приводит к возрастанию активности мозгового ствола, что проявляется в усилении вызванного потенциала, т.о. имеется обратная связь и в случае отклонения активности в ту или иную сторону включаются либо тормозные, либо активизирующие механизмы, возвращающие систему к физиологической константе. В характеристике саморегуляции объективным критерием, отражающим способность системы возвращаться к исходному состоянию, является последействие.