2.5. Деякі питання кодування інформації в нервовій системі

Кодування інформації є необхідною умовою для здійснення ре­гуляторних функцій нервової системи. У периферійних аферентних приладах-рецепторах кодування змін інтенсивності зовнішнього впливу в часі здійснюється за рахунок зміни частоти нервових ім­пульсів, що передаються від периферії до центру. При цьому харак­тер функції частоти розрядів відповідає не фізичній силі подраз­нення, а інтенсивності виникаючого суб'єктивного відчуття. Імпу­льсивне бомбардування нейронів, на які передається інформація від периферійних апаратів, у свою чергу визначають у них локаль­ні градуальні зміни, що пропорційні тимчасовому розподілу преси- наптичних імпульсів, які надходять на нейрон і його дендрити. Відповідно до конвергентно дивергентної організації нервової сис­теми (Л. Р. Зенков, 1982) на одному нейроні ІДНС, особливо кори великого мозку, закінчується багато десятків і сотні нервових за­кінчень від найрізноманітніших джерел. У зв'язку з цим виникає надзвичайно складне підсумовування гальмівних і збуджувальних потоків нервових імпульсів, у яких, власне, губиться активність, зумовлена одиничним синаптичним впливом, і виникає складна картина коливань потенціалу на нейроні, специфічна вже не для одиничного, вирваного із загального контексту стимулу, а для складної конкретної ситуації, що охоплює повну інформацію про зовнішні умови і внутрішній стан організму. Завдяки конвергент­но-дивергентній організації нервової системи подібні специфічні характеристики коливань потенціалу і відповідних їм тимчасових розподілів збудливості і гальмування виникають практично одно- моментно у великих обсягах кіркових і підкіркових нейронів мозку. Завдяки цьому створюється основа для інтегративної діяльності мозку, з якою пов'язані вищі психічні функції сприйняття, упізна­вання, пам'яті і, врешті, — свідомості.

Питання кодування і зчитування інформації на центральних рівнях є винятково складними. Основним питанням є витягнення конкретної ізольованої інформації за умов, коли внаслідок уже за­значених властивостей великого поширення імпульсації з тих са­мих джерел на всьому мозку і взаємодії на окремому нейроні вхід­них сигналів від тисяч синаптичних закінчень відбувається неми­нуча втрата інформації, пов'язана з порушенням одиничних синагг сів.

Дослідження останніх років показали, що процеси фіксації, ви­тягнення і переробки інформації в такій системі найбільшою мірою відповідають так званій голографічній (грецьк. Ьоіов — цілісний) моделі сприйняття і пам'яті (К. Ргісігат, 1975). Відповідно до ції'і теорії при сприйнятті і навчанні відбувається створення відобріг жувальної системи великих популяцій нейронів І ЇХНІХ зв'язкії! майже в усіх зонах мозку, активність яких змінюється координова­ним чином під впливом стимулу. На основі цієї системи виробля­ється загальний модус активності, часовий малюнок якої має міст- в усіх втягнених у систему зонах. У такій системі інформаційне зна­чення події представлене середньою поведінкою нейрональнопі ансамблю з його зв'язками, а не винятково поведінкою будь-якого специфічного нейрона. В одній і тій самій нейрональній системі при такій організації може бути представлено кілька інформацій­них змістів за рахунок відмінностей тимчасових рисунків нейрона- льної активності. Основними властивостями такої системи є' 1) ці­лісність роботи системи з відображення стимулу! 2) симультанність організації; 3) відсутність необхідності обліку окремих характерис­тик образу, оскільки весь він представлений у кожній ланці систе­ми! 4) можливість відновлення цілісного відображення при відсут­ності низки ланок, що здаються істотними.

Запам'ятовування в такій системі можна уявити як інтерферен­цію потоку нервових імпульсів, що відповідають інформації, яка надходить від будь-якого зовнішнього супутнього джерела. Поява активності в мозку, що відповідає одному з процесів, приведе до відновлення того, з яким інтерферувала ця активність у процесі сприйняття і запам'ятовування інформації. Одномоментність від­творення цієї активності пояснює такі властивості пам'яті, як симу- льтантність упізнавання, навчання з однієї спроби без необхідності повторного поєднання стимулів, навчання не на основі особистого досвіду, а за даними спостереження за поведінкою інших осіб. Ці­лісна участь мозку в запам'ятовуванні і витягненні інформації по­яснює, чому руйнування навіть його великих частин не веде до пов­ної втрати придбаного досвіду, пояснює феномени фантомних від­чуттів у втрачених кінцівках, здатність мозку відновлювати образ при відсутності істотної частини інформації. Реальність такого типу процесів сприйняття, запам'ятовування і відтворення інформації підтверджується близькими аналогіями з використовуваними у фі­зиці й обчислювальній техніці голографічними методами оброб­лення інформації.