АНАТОМИЯ ШПИЦИНА

Спонтанная активность является также результатом нефиксированных влияний на рецепторы окружающих тканей. Ее функциональное значение состоит в том, что рецепторы фиксируют действие внешнего стимула на фоне «шума» усилением или уменьшением частоты разряда. Нейроны без спонтанной активности (молчащие) обычно наиболее чувствительны: они имеют самый низкий порог и отражают максимальные возможности сенсорной системы.

Вторично чувствующие рецепторы всегда мономодальны (слух, зрение), первично чувствующие рецепторы (кожные) бывают мономодальными, бимодальными и полимодальными (тактильное чувство + боль, тактильное + температурное чувство + боль). Функциональная специализация рецепторов отражает биологическое значение и степень развития сенсорных систем.

При длительном воздействии любого раздражителя (света, звука, тепла, холода, запаха и т.д.) ощущение постепенно уменьшается, а иногда и полностью пропадает (например, при постоянном давлении на кожу). Это связано с явлением адаптации (см. 1.4), в основе которого лежат процессы, развивающиеся как на рецепторном уровне, так и в центральных отделах сенсорных систем.

Процессы адаптации рецепторов определяются как минимум четырьмя факторами: а) свойствами вспомогательного аппарата, проводящего раздражение к рецептору; б) собственными характеристиками рецепторов; в) регенеративными качествами нервных окончаний, в которых возникают импульсы; г) явлениями в области синаптического контакта рецептора и окончаний сенсорного нейрона (для вторично чувствующих рецепторов). Быстро адаптирующиеся рецепторы реагируют на быстрые изменения раздражителя (например, на его скорость, ускорение, прерывание, изменение ритмической структуры), медленно адаптирующиеся — на стационарную стимуляцию (например, сдавливание, растяжение, постоянный ритм).

Информация о раздражителе после трансформации в рецепторах поступает в центральную нервную систему (ЦНС), которая представляет собой совокупность нервных образований спинного и (или) головного мозга. В ЦНС происходит обработка, передача, хранение, воспроизведение информации и ее использование с целью адекватного взаимодействия организма с изменениями окружающей среды.

Основная структурная и функциональная единица нервной системы (передающая сенсорную информацию) — нейрон. Нейроны сенсорных систем, например зрения и слуха, в зависимости от функций называются чувствительными, центростремительными, афферентными, сенсорными, а по модальности (качеству передаваемых ощущений) — зрительными и слуховыми.

12

1.5. Принципы обработки сенсорной информации

Чувствительный (сенсорный) нейрон способен принимать, обрабатывать, кодировать, хранить и передавать информацию, реагировать на раздражения, устанавливать контакты с другими нейронами и клетками органов. Функционально нейрон состоит из воспринимающей части (дендриты, мембрана сомы нейрона), интегративной (сома с аксональным холмиком) и передающей (аксональный холмик с аксоном). В периферических или центральных сенсорных нейронах развиваются основные нервные процессы — возбуждение и торможение, реализующиеся через возбуждающие и тормозные синапсы.

Информация в сенсорных системах шифруется неимпульсными

иимпульсными (разряд нервной клетки) кодами. Неимпульсное кодирование информации выражается в виде изменения рецепторного, синаптического или мембранного потенциалов. Импульсное кодирование доминирует над безымпульсным и осуществляется: частотным

иинтервальным кодированием, латентным периодом, длительностью реакции, вероятностью появления импульса, вариабельностью частоты импульсации. Частотное кодирование осуществляется количеством импульсов в единицу времени. Интервальное кодирование осуществляется различными временными интервалами между импульсами нейрона при их постоянной средней частоте. Сила раздражения кодируется временем латентного периода появления ответа нервной клетки, числом импульсов и временем реакции нейрона. Все способы кодирования редко выступают в чистом виде.

Качество раздражения кодируется интервальным, пространст- венно-временным способами и мечеными линиями. Пространственное и пространственно-временное кодирование — это кодирование информации путем формирования специфической пространственной и временной мозаики из возбужденных и заторможенных нейронов. Кодирование мечеными линиями предполагает, что любая информация, идущая от данного рецептора, оценивается в коре как сообщение одного качества (модальности); в процессе эволюции количество каналов и уровней передачи и переработки информации возрастает (см. рис. 3).

Эффективность кодирования информации повышается при увеличении скорости ее передачи. Надежность передачи информации в сенсорной системе обусловлена дублированием каналов связи, элементов и систем (структурная избыточность), «излишним» числом импульсов в разряде, а также повышением возбудимости нервной клетки (функциональная избыточность). Увеличение структурно-функциональной избыточности характеризует как фило-, так и онтогенетическое развитие (рис. 4).

Передача нервной активности от рецепторов к сенсорным ядрам осуществляется в большинстве сенсорных систем в импульсной

13