25. Психофизиология восприятия. Принципы кодированияинформации в цнс. Две системы: «Что?» и «Где?»

Человек воспринимает окружающий мир при помощи специализированных сенсорных систем — анализаторов. Восприятие — это процесс и результат формирования субъективного образа предмета или явления, действующего на анализатор.

Классификация анализаторов осуществляется на основе местоположения рецепторов. Рецепторы — это специальные чувствительные нервные образования, воспринимающие раздражения из внешней или внутренней среды и перерабатывающие их в нервные сигналы. По локализации рецепторов анализаторы делятся на экстероцептивные(источники стимуляции находятся вне организма) и интероцептивные (информация поступает от внутренних систем и органов). Извне на организм действуют зрительные, слуховые, тактильные, вкусовые, обонятельные стимулы, а также сила тяготения. Все виды восприятия несут информацию о времени, т.е. о том моменте, когда появился стимул и как долго он действовал. Другими словами, восприятие — это процесс, началом которого служит момент действия стимула на рецептор. Завершением восприятия является образ стимула — объекта и его опознание (идентификация). Длительность одного акта восприятия может быть очень короткой, почти мгновенной, особенно, когда объект восприятия хорошо знаком. В таком случае говорят об одномоментном (симультанном) восприятии. Если человек сталкивается с неизвестным стимулом, длительность восприятия может существенно увеличиваться. Требуется время, чтобы провести детальный сенсорный анализ, выдвинуть и проверить несколько гипотез по поводу действующего стимула, и лишь после этого принять решение о том, что же представляет собой воспринимаемый стимул. В этом случае говорят о последовательной обработке информации и сукцессивном восприятии.

Кодирование информации в нервной системе – это преобразование специфической энергии стимулов (света, звука, давления и др.) в универсальные коды нейронной активности, на основе которых мозг осуществляет весь процесс обработки информации.

Проблема преобразования информации в нервной системе привлекала внимание исследователей очень давно. Первые идеи в этой области были представлены еще в середине прошлого века учением Мюллера о специфической энергии органов чувств. Его суть состояла в том, что чувствительность к раздражению зависит не от воздействующего раздражителя, а от свойств возбуждаемых нервов. Например, зрительный нерв передает ощущение света, даже если его раздражать механически (например, удар в глаз). Мюллер и его последователи полагали, что каждое ощущение возникает при разрядах специфических нейронов мозга, имеющих собственные “линии связи” с периферическими органами. Различные комбинации этих элементарных ощущений должны были создавать более сложные виды восприятия.

Разумеется, эти представления в основном представляют собой историческую значимость. В настоящее время физиология сенсорных систем очень развита (по сравнению с другими разделами) область нейробиологии, но тем не менее основная проблема по сути не изменилась. Каким образом импульсация, идущая от специализированных рецепторов органов чувств, передает информацию разных типов? Проблема усугубляется тем, что хотя рецепторы модально специализированы и чувствительны к определенному типу стимуляции (звуку, свету, давлению и т.д.), нервы, по которым “бегут” импульсы в основном одинаковы, и сами импульсы, распространяющиеся от этих рецепторов в головном мозге, имеют постоянные характеристики. Хорошо известно, что нервный импульс генерируется нейроном по принципу “все или ничего” и имеет постоянную длительность и амплитуду.

Наиболее простой ответ предполагает, что мозг узнает о типе воздействующего стимула на основании того, “в какой конечный пункт назначения” в коре больших полушарий приходит нервная импульсация. Так, нервные импульсы, поступающие в зрительные области коры, несут информацию о зрительных стимулах, а сходные импульсы, поступающие в слуховые зоны, - несут информацию о звуках и т.д.

Известно, однако, что каждая из сенсорных систем может различать разные качества действующего стимула. Во всех модальностях человек может судить о силе действующего раздражителя.

Каким образом мозг различает разные качества и интенсивность каждого из стимулов в пределах одной модальности, т.е. как мозг дифференцирует разные зрительные или разные звуковые раздражители? Такие тонкие различения осуществляются на основе особых форм организации импульсной активности нейронов, которые получили название кодов. Таким образом, коды – это особые формы организации импульсной активности нейронов, которые несут информацию о качественных и количественных характеристиках действующего на организм стимула.

При решении вопроса о природе того или иного кода выделяются четыре главных вопроса:

1) какую конкретную информацию представляет данный код;

2) по какому закону преобразуется данная информация;

3) каким образом передается преобразованная информация;

4) каким образом осуществляется ее интерпретация.

Наиболее распространена в сенсорных системах передача информации с помощью частоты разрядов нейронов. На частоте основываются, например, суждения об интенсивности действующего на анализатор раздражителя. Чем сильнее стимул, тем значительнее реагируют на него рецепторы, вызывая усиление частоты потока импульсной активности нейронов в вышележащие центры анализатора. При снижении силы раздражителя наблюдается противоположное явление: уменьшается уровень возбуждения рецепторов и вместе с этим снижается частота импульсной активности нейронов.

Возможны и другие варианты нейронных кодов: плотность импульсного потока, интервалы между импульсами, особенности организации импульсов в “пачке” (группе импульсов) - периодичность “пачек”, длительность, число импульсов в “пачке” и т.д.

В зрительном анализаторе выделяются две системы обработки информации о внешнем мире. Это система: “Что?” и система “Где?”. Первая ответственна за опознание объекта, вторая определяет локализацию объекта во внешнем зрительном поле. Выполняя разные функции зрительного восприятия, эти системы отличаются по своему морфологическому строению. Хотя обе системы начинаются в сетчатке, система “Что” берет начало от так называемых клеток типа Х, система “Где” - от клеток типа У. Далее эти системы имеют свое “представительство” в разных подкорковых центрах: система “Что” продолжает обработку информации о форме объекта в латеральных коленчатых телах таламуса, откуда информация поступает в зрительные центры коры: первичную проекционную зону, во вторичные ассоциативные поля (более подробно о свойствах этих зон и оттуда – в нижневисочную зону коры. При выборочном поражении отдельных участков перечисленных зон страдает восприятие отдельных качеств объекта: только цвета, только формы или движения. Интеграция всех раздельно обрабатываемых признаков объекта происходит в нижневисочной коре, которая отвечает за окончательное формирование целостного зрительного образа объекта.

Система “Где” имеет иную мозговую топографию. От сетчатки волокна этой системы направляются в собственные подкорковые центры - верхние двухолмия. В этой структуре осуществляется не только зрительное восприятие пространственных характеристик объекта, в ней же находятся центры, управляющие движением глаз. Активация этих центров запускает саккаду - быстрое скачкообразное движение глаз, амплитуда и направление которой обеспечивает попадание стимула в центральное поле зрения. Это необходимо, потому что именно центральное поле зрения обладает наилучшими способностями к восприятию высококонтрастных сложных стимулов. Дальнейшая обработка информации в системе “Где” связана с деятельностью другого подкоркового центра более высокого уровня и теменной области коры больших полушарий. В этой области происходит интеграция информации от первичной зрительной коры и центров, контролирующих движения глаз. Слияние двух потоков информации создает константный, т.е. постоянный экран внешнего зрительного поля. Благодаря этому перемещающийся по сетчатке во время движения глаз образ зрительного мира остается неизменным.

Таким образом, на основе взаимодействия информации, поступающей из разных отделов зрительной системы и системы управления глазодвигательной активностью, осуществляется построение целостной и стабильной картины миры.