4. Системна організація процесів кодування інформації.

В техніці відображення одного сигналу іншим прийнято називати кодуванням. Якщо наслідувати таку термінологію, можна сказати, що рецептори кодують інформацію про середовище, тобто перетворюють сигнали, які мозок не може сприймати у інші, йому “зрозумілі”.

Під кодуванням у нервовій системі розуміють встановлення відповідності між певними параметрами сенсорного стимулу і характеристиками імпульсної активності нейрона й місцем його розташування. Ця відповідність може бути встановлена по частоті, величині між імпульсних інтервалів, ступеню їх стабільності, розподілення імпульсів у часі ( патерн розряду нейрону).

Для проблеми кодування вирішальним є виявлення залежності частоти імпульсації нейрона від інтенсивності сенсорних стимулів.

Аналіз інтенсивності стимулів визначається діяльністю нижчих рівнів сенсорної системи.

Точний аналіз окремих сенсорних стимулів не може базуватись на показниках одного чутливого елементу. Наприклад, навіть в межах одної модальності існує своя специфіка (смакові рецептори відповідають на різні за смаковими якостями стимули). Збільшення специфічності реагування досягається сукупною діяльністю всіх елементів сенсорної системи.

Структурні особливості нервової системи створюють умови для повного перекриття рецептивних полів нейронів, тому імпульси передаються по суворо певним нервовим каналам, тобто за принципом “міченої лінії”, або як прийнято говорити: кодування сенсорної інформації відбувається номером каналу. Це відповідає просторовому злагодженому розташуванню нейронів на різних рівнях сенсорних систем. При цьому розташовані поряд ділянки рецепторної поверхні проектуються в сусідні ділянки того ж центрального рівня сенсорної системи. За таких умов будь-який, навіть слабенький імпульс міг би викликати ланцюгову реакцію широкого поширення нервового збудження нейронів усього мозку.

Цьому запобігає латеральне гальмування, яке гальмує взаємодію як між сусідніми рецепторами, так і між центральними нейронами. Завдяки цьому збудження не поширюється по нейронній сітці й забезпечується феномен загострення (контрасту), тобто збільшення перепаду між збудженими і не збудженими нейронами.

Латеральне гальмування забезпечує вибірковий характер реагування нейрону під час впливу на певні ділянки рецепторної поверхні.

Просторова організація сенсорних систем базується на багатоканальній передачі імпульсів у вищі поверхи мозку.

Існують канали, що спеціалізовані по більшому числу ознак, ніж належить за їх розташуванням. Так, наявність елементів, що швидко і повільно адаптуються вказує на існування каналів, що спеціалізуються на сприйманні постійних і змінних у часі стимулів.

У зоровій та слуховій системі є просторово розташовані канали, пов’язані з обробкою інформації про знаходження джерела сенсорних стимулів, їх переміщення, про хроматичні та частотні якості сигналів тощо.

Особливу цікавість являють собою канали, пов’язані з сприйманням і проведенням інформації про стабільні і чітко визначені ознаки сенсорного сигналу, - детектори.

Детектор – це нейрон, який вибірково налаштований на певний параметр сигналу за рахунок фіксованої системи зв’язків його з рецепторами або іншими нейронами більш низького рівню.

На детекторі сходяться кілька каналів, по кожному з яких збудження поступає через фіксований синаптичний контакт. При зміні параметрів стимулу, відповідь детектора зменшується.

Серед детекторів є і такі, синаптичні зв’язки яких не є постійними і змінюються під час збудження допоміжного набору детекторів – пластичні детектори. Їх біологічна роль полягає у забезпеченні попереднього налаштування каналів сенсорної системи до більш повного і адекватного сприймання інформації, що виникає під час обстеження об’єкту.

Різні рівні сенсорних систем отримують входи і від інших, не сенсорних утворень головного мозку. Таким чином, кожне сенсорне утворення мозку, починаючи з рецепторного органу, знаходиться під безперервним контролем як вище розташованих відділів даної системи, так і різних інших нервових утворень.

Ця, та ряд інших ознак вищих відділів сенсорних систем, опираються на високу ефективність процесів гальмування, як основного чинника, що забезпечує стабільний і пластичний характер їх реагування.

Сприймання складних стимулів відбувається завдяки сукупній діяльності нейронів або їх структурно-функціональних об’єднань різних рівнів сенсорних систем.