Распознавание, декодирование информации

Прежде чем произойдет какая-либо приспособитель­ная реакция, осуществляется процесс восприятия сиг­налов. Но живой организм заинтересован не в самих воздействиях как в таковых, а в том, о чем они сигна­лизируют, и, соответственно, не в оценке их физичес­ких параметров, а в тех соотношениях, которые с их помощью передаются. Вместе с тем понятно, что отне­сение сигнала к тому или иному классу, то есть его распознавание, основано на выделении ряда физичес­ких характеристик, образующих область признаков данного класса сигналов.

Из сказанного выше следует, что сенсорная функ­ция мозга заключается в определении сигнальной (био­логической) значимости сенсорных стимулов на осно­вании анализа их физических характеристик. Под биологической значимостью понимается направленность реакций живого организма, которая определяется его доминирующей мотивацией, той, что возникает при от­клонении параметров устойчивого неравновесия, а так­же информацией, извлекаемой из окружающей среды и прошлого жизненного опыта.

Для оценки биологической значимости сенсорных сигналов анализ их физических характеристик являет­ся необходимой, но недостаточной операцией. Биоло­гическая значимость сигнала реализуется в активации некоей совокупности эффекторных аппаратов. Следова­тельно, извлечение биологически полезной информации с целью ее использования для формирования поведен­ческих актов основано на преобразовании входной ко­довой комбинации активности нервных элементов сен­сорных систем в реакцию исполнительных аппаратов, что по своей сути представляет процесс декодирова­ния сенсорных сообщений.

Тогда оценка биологической значимости сигнала сво­дится к установлению соответствующей закономернос­ти взаимодействия нервных элементов сенсорных и дви­гательных систем мозга (Батуев, Куликов, 1983).

Нервные образования, входящие в систему оценки биологической значимости сигналов, должны удовлет­ворять ряду требований.

Во-первых, они должны быть связаны с различными сенсорными системами.

Во-вторых, они должны быть связаны со структура­ми мозга, генерирующими мотивационные состояния, ибо значимость тех или иных сигналов определяется на ос­нове доминирующей мотивации.

В-третьих, учитывая, что значимость одного и того же сенсорного стимула зависит от всей окружающей си­туации, то есть от показаний и других сенсорных сис­тем, следует допустить наличие конвергенции полимо­дальной импульсации и способность к пластической перестройке активности нейронов.

Наконец, в-четвертых, эта система должна быть свя­зана с регуляцией целостных двигательных актов на ос­нове избирательного характера реагирования.

Изложенным выше требованиям удовлетворяют таламокортикальные ассоциативные системы мозга.

Общим для ассоциативных систем является наличие нейронов, способных реагировать на возбуждение раз­личных сенсорных входов (полисенсорные нейроны). Роль ассоциативных систем, в оценке биологической зна­чимости сенсорных сигналов отчетливее видна по отно­шению к зрению и слуху. Конечно, сигнальное значение имеют все сенсорные стимулы, но способностью опере­жающего воздействия обладают, в первую очередь, зри­тельные и слуховые, а также обонятельные сигналы.

Для целей определения биологической значимости механизмы конвергенции обеспечивают полифункцио­нальность одного и того же сигнала, то есть зависи­мость его смысла от ситуации, в которой он возника­ет. Степень значимости любого агента внешней среды зависит не только от определенной мотивации, но и от сопоставления этого агента с другими факторами среды, когда он выступает в контексте более сложного сенсорного комплекса. Именно поэтому наиболее полная сигналь­ная значимость фактора окружающего пространства мо­жет реализовываться с участием тех структур мозга, куда приходит информация о разных по сенсорным качествам факторах среды, то есть по механизму одновременного гетеросенсорного сопоставления. Значит степень совер­шенства интегративной деятельности мозга тесно связа­на со структурной дифференциацией и функциональной специализацией ассоциативных таламокортикальных систем мозга.

Одним из проявлений динамического характера кон­вергенции в ассоциативные зоны коры является свой­ство привыкания их электрических реакций при исполь­зовании однообразной ритмической стимуляции, что совпадает с закономерностями проявления ориентиро­вочного рефлекса. Поэтому предполагается, что «но­визна» является тем информативным признаком сен­сорных стимулов, с которого начинается их оценка в ассоциативных системах мозга. Привыкание к повтор­ным стимулам, вероятно, связано с процессами форми­рования следов кратковременной памяти.

Система, оценивающая биологическую значимость сенсорных стимулов, должна обладать избирательным характером реагирования на их отдельные значимые признаки и/или совокупность последних.

Закономерности избирательного реагирования могут служить физиологическими предпосылками для трак­товки механизмов сенсорного внимания. В самом общем смысле внимание рассматривается как один их меха­низмов устранения избыточности сенсорных сообще­ний, который участвует как в избирательном подавле­нии, обеспечении сенсорных входов, так и в фильтрации информации, извлекаемой из систем кратковременной и долговременной памяти.

Активный характер сенсорного восприятия, на ко­торый обращал внимание еще И. М. Сеченов, сомнений не вызывает. И. П. Павлов также подчеркивал важ­ность механизма внимания.

Оно является следствием определенного состояния живого организма — доминантного, по А. А. Ухтомско­му. Сам А. А. Ухтомский считал, что сформулирован­ный им принцип доминанты и есть физиологическая основа акта внимания, когда из множества действую­щих рецепций доминанта «вылавливает» группу рецеп­ций, которая для нее в особенности значима.

Приведенные выше аргументы позволяют полагать, что определение вектора поведения (по принципу доми­нанты) основано на взаимодействии биологически зна­чимых сенсорных воздействий, основным субстратом установления которого являются высшие интегратив-ные (в том числе и ассоциативные) системы мозга.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Любая сенсорная функция основана на целостной дея­тельности сенсорных систем, и выход на исполнительные аппараты получают лишь определенные, соответствующие доминирующей мотивации компоненты специфического импульсного воздействия.

Классические сенсорные системы со всей сложнос­тью их мозговых конструкций не способны обеспечить функцию опознания сигналов. Они выполняют сложные процессы описания сигналов, осуществляя операцию кодирования информации, развертывающуюся в много­канальной сенсорной системе — от рецепторов вплоть до высших уровней ее мозговой организации и в значи­тельной мере облегчается наличием набора детекторов.

Операция опознания сигнала, то есть отнесение его к определенному классу сигналов, записанному в аппара­тах памяти, требует дополнительного участия «внесенсорных» структур мозга, к которым, в первую очередь, относятся таламокортикальные ассоциативные системы. С помощью этих структур происходит оценка «новиз­ны» и биологической значимости сигнала в соответствии с доминирующей мотивацией, то есть сигнал оценивает­ся как интегрированное целое, несущее значимую ин­формацию для основной деятельности организма — вы­полняется операция декодирования.

Происходит селективный отбор одних видов инфор­мации с одновременным сопряженным торможением других сенсорных влияний. Доминирующая мотивация формируется при воздействии стимулов, ранее связан­ных с определенными биологическими актами. Чело­век способен предвидеть изменение гомеостаза с помо­щью сигналов, предвосхищающих сдвиг параметров от нормы или возвращение к ней. В связи с этим другие сенсорные стимулы способны изменять значимость сиг­нала, если они меняют доминирующую мотивацию. И тогда значимый стимул является сигналом, вероят­ность реагирования на который сопряжена с большой вероятностью достижения желаемого результата в со­ответствии с доминирующей мотивацией и прошлым жиз­ненным опытом. Наличие сопряженных признаков в ком­плексном сенсорном воздействии позволяет уменьшить неопределенность выбора поведенческих реакций, необ­ходимых для получения требуемого результата.

В качестве последнего выступает снижение домини­рующей мотивации и как итог — удовлетворение по­требности.

Благодаря ассоциативным системам мозга осуществ­ляется использование широкополосного приема, подра­зумевающего необязательность фиксированного выделе­ния в сенсорных образованиях мозга определенных значимых признаков сигналов. Потенциальная возмож­ность широкополосного приема при наличии специаль­ных механизмов выделения значимых (релевантных) при­знаков сенсорных сигналов увеличивает адаптивность организма как системы.

Целостная сенсорная функция мозга обеспечивает­ся содружественной деятельностью сенсорных, мотор­ных и ассоциативных систем и направлена на органи­зацию адаптивных движений и действий. Последнее и лежит в основе принципа «согласования движения с чувствованием», выдвинутого еще И. М. Сеченовым.