Общие принципы конструкции сенсорных систем

Для понимания механизмов приема и переработки информации используют термин «сенсор­ные системы», понимая под ними анатомически орга­низованную в структурах мозга систему ядерных об­разований и связей, служащую для обнаружения и кодирования информации определенной модальности.

Сенсорные системы подразделяются на внешние и внутренние.

Внешние сенсорные системы снабжены экстерорецепторами, воспринимающими раздражения из внешней среды. Экстерорецепторы делятся на дистантные (свето­вые, звуковые, обонятельные) и контактные (кожные, вкусовые). Внутренние сенсорные системы имеют рецепторные аппараты — интерорецепторы во всей внутрен­ней среде организма (стенки сосудов, внутренние орга­ны, мышцы, суставы, кости скелета и пр.).

По форме энергии, которая воспринимается рецепто­рами, последние подразделяются на световые и звуковые рецепторы, механорецепторы, хеморецепторы и терморе­цепторы. В особую группу выделяют болевые рецепторы.

В обычных условиях существования на организм па­дают сложные, комплексные раздражения, которые вос­принимаются одновременно различными рецепторными аппаратами. Поэтому в норме сенсорные системы осу­ществляют свою деятельность в тесном взаимодействии друг с другом.

Принципы многоканальности и многоуровневости. Одним из существенных результатов эволюции сенсор­ных систем является постепенное формирование многоканальности передачи сигнализации в высшие этажи мозга. Например, в пределах зрительной системы мож­но выделить чувствительные пути, пространственно рас­пределенные в мозговых структурах и передающие ин­формацию о перемещении предмета в поле зрения, о его цветовых свойствах и пр.

Поканальность проведения сигнализации предпола­гает многоуровневый или многоэтажный характер пере­дачи и обработки сенсорных сообщений. Чем большее число каналов в пределах данной сенсорной системы, тем большее число переключений характерно для каждого канала. Многоканальность, наряду с более детальной обработкой информации, подразумевает замедленную ее передачу в мозговые центры (рис. 1).

Дублирование каналов связи является одним из путей обеспечения надежности работы сенсорных систем. По­этому существование наряду с вышеописанными и спрям­ленных путей уменьшает число промежуточных звеньев переключения импульсации и коэффициент информа­тивности передаваемого по этому каналу сигнала должен возрастать. Появление таких каналов отражает общую тен­денцию к совершенствованию конструкции мозга и повы­шению надежности его сенсорных аппаратов.

Принцип конвергенции и дивергенции. Надежность каналов связи еще более возрастает благодаря частично­му взаимному перекрытию нейройов. Даже на рецепторном уровне, например, в сетчатке глаза, концевые раз­ветвления одного и того же нейрона контактируют с несколькими нейронами более высокого уровня (дивер­генция, мультипликация). В то же время один и тот же нейрон контактирует, получая импульсацию, сразу с не­сколькими нейронами предыдущего уровня (конверген­ция). Следовательно, четкая линейность проведения ин­формации по независимым каналам сенсорной системы не соблюдается (рис. 2).

Поверхность, где находятся все без исключения пе­риферические разветвления волокна первого чувстви­тельного (афферентного) нейрона, называется перифе­рическим рецептивным полем данного нейрона. Взаимное перекрытие рецептивных полей особенно отчетливо про­является в центральных ядрах сенсорных систем, буду-

Рис. 2.

Схемы общей конструкции нейронных переключений в сенсорных системах (по Г. И. Полякову, 1964)

А — более простая; В — более сложная конструк­ция; 1 — рецепторы; 2 — периферические чувстви­тельные нейроны; 3 — низшая переключатель­ная инстанция; 4 — сред­няя переключательная инстанция; 5 — высшая переключательная ин­станция в коре.