Человек в состоянии чувствовать и воспринимать объективный мир благодаря особенной деятельности мозга. Как раз с мозгом связаны все органы эмоций. Любой из этих органов реагирует на определенного рода стимулы: органы зрения — на световое действие, органы слуха и осязания — на механическое действие, обоняния и органы вкуса — на химическое. Однако сам мозг не в состоянии принимать эти виды действий. Он «осознаёт» лишь электрические сигналы, которые связаны с нервными импульсами. Чтобы мозг отреагировал на раздражитель, в каждой сенсорной модальности сперва должно случиться преобразование соответствующей физической энергии в электрические сигналы, каковые после этого собственными путями следуют в мозг. Данный процесс перевода реализовывают особые клетки в органах эмоций, именуемые рецепторами. Зрительные рецепторы, к примеру, расположены узким слоем на внутренней стороне глаза; в каждом зрительном рецепторе имеется химическое вещество, реагирующее на свет, и эта реакция запускает последовательность событий, из-за которых возникает нервный импульс. Слуховые рецепторы являются узкие волосяные клетки, расположенные глубоко в ухе; вибрации воздуха, являющиеся звуковым стимулом, изгибают эти волосяные клетки, в следствии чего и появляется нервный импульс. Подобные процессы происходят и в других сенсорных модальностях.
Рецептор — это специальная нервная клетка, либо нейрон; будучи возбужденной, она отправляет электрический сигнал промежуправильным нейронам. Данный сигнал движется, пока не достигнет собственной рецептивной территории в коре головного мозга, причем у каждой сенсорной модальности имеется собственная рецептивная территория. Где-то в мозге — может, в рецептивной территории коры, быть может, в каком-то втором участке коры — электрический сигнал вызывает осознанное переживание ощущения. Так, в то время, когда мы чувствуем прикосновение, это чувство «происходит» у нас в мозге, а не на коже. Наряду с этим электрические импульсы, каковые прямо опосредуют чувство касания, сами были вызваны электрическими импульсами, появившимися в рецепторах осязания, каковые находятся в коже. Сходным образом чувство неприятного вкуса рождается не в языке, а в мозге; но мозговые импульсы, опосредующие чувство вкуса, сами были позваны электрическими импульсами вкусовых рецепторов языка.
Мозг принимает не только действие раздражителя, он кроме этого принимает и последовательность черт раздражителя, к примеру интенсивность действия. Следовательно, рецепторы должны владеть свойством кодировать качественные параметры и интенсивность раздражителя. Как они это делают?
Чтобы ответить на данный вопрос, ученым нужно было совершить последовательность экспериментов по регистрации активности единичных клеток рецептора и проводящих дорог во время предъявления испытуемому разных входных сигналов, либо стимулов. Так возможно определить, на какие конкретно свойства стимула реагирует тот либо другой нейрон. Как фактически осуществляется подобный опыт?
До начала опыта животное (обезьяну) подвергают операции , на протяжении которой в определенные участки зрительной коры вживляются узкие провода. Разумеется, такая операция проводится в условиях стерильности и при соответствующей анестезии. Узкие провода — микроэлектроды — покрыты изоляцией везде, не считая самого кончика, которым регистрируется электрическая активность контактирующего с ним нейрона. По окончании имплантации эти микроэлектроды не вызывают боли, и мартышка может жить и передвигаться в полной мере нормально. На протяжении собственно опыта мартышку помещают в устройство для тестирования, а микроэлектроды подсоединяют к усиливающим и регистрирующим устройствам. После этого мартышке предъявляют разные зрительные стимулы. Наблюдая, от какого именно электрода поступает устойчивый сигнал, возможно выяснить, какой нейрон реагирует на любой из стимулов. Потому, что эти сигналы весьма не сильный, их нужно усилить и отобразить на экране осциллографа, преобразующего их в кривые трансформации электрического напряжения. Большая часть нейронов производит последовательность нервных импульсов, отражающихся на осциллографе в виде вертикальных всплесков (спайков). Кроме того при отсутствии стимулов многие клетки производят редкие импульсы (спонтанная активность). В то время, когда предъесть стимул, к которому чувствителен данный нейрон, возможно видеть стремительную последовательность спайков. Регистрируя активность единичной клетки, ученые много определили о том, как органы эмоций кодируют интенсивность и качество стимула. Главный метод кодирования интенсивности стимула — это число нервных импульсов в единицу времени, т. е. частота нервных импульсов. Продемонстрируем это на примере осязания. В случае если кто-то легко коснется вашей руки, в нервных волокнах покажется последовательность электрических импульсов. В случае если давление возрастает, величина импульсов остается той же, но их число в единицу времени возрастает. То же самое с другими модальностями. В общем, чем больше интенсивность, тем выше частота нервных импульсов и тем больше принимаемая интенсивность стимула.
Интенсивность стимула возможно кодировать и другими методами. Один из них — кодировать интенсивность в виде временного паттерна следования импульсов. При низкой интенсивности нервные импульсы следуют довольно редко и промежуток между соседними импульсами изменчив. При высокой же интенсивности данный промежуток делается достаточно постоянным. Еще одна возможность — кодировать интенсивность в виде полного числа активированных нейронов: чем больше интенсивность стимула, тем больше вовлеченных нейронов.
Кодирование качества стимула — дело более сложное. Пробуя растолковать данный процесс, И. Мюллер в 1825 г. высказал предположение, что мозг способен различать данные различных сенсорных модальностей за счет того, что она идет по разным чувствительным нервам (одни нервы передают зрительные ощущения, другие — слуховые и т. д.). Исходя из этого, если не брать во внимание последовательность утверждений Мюллера о непознаваемости настоящего мира, то возможно дать согласие с тем, что нервные дороги, начинающиеся у разных рецепторов, оканчиваются в разных территориях коры мозга. Следовательно, мозг приобретает данные о качественных параметрах раздражителя благодаря тем нервным каналам, каковые соединяют рецептор и мозг.
Но мозг способен различать воздействия одной модальности. К примеру, мы отличаем красное от зеленого либо сладкое от кислого. По всей видимости, кодирование тут кроме этого связано со своеобразными нейронами. К примеру, имеется подтверждение тому, что человек отличает сладкое от кислого легко вследствие того что для каждого вида вкуса имеются собственные нервные волокна. Так, по «сладким» волокнам передается по большей части информация от рецепторов сладкого, по «кислым» волокнам — от рецепторов кислого, да и то же самое с «солеными» волокнами и «неприятными» волокнами.
Но специфичность — не единственный вероятный принцип кодирования. Вероятно кроме этого, что в сенсорной совокупности для кодирования информации о качестве употребляется опредроблённый паттерн нервных импульсов. Отдельное нервное волокно, максимально реагируя, скажем, на сладкое, может реагировать, но в разной степени, и на другие виды вкусовых стимулов. Одно волокно посильнее всего реагирует на сладкое, не сильный — на горькое и еще не сильный — на соленое; так что «сладкий» стимул активировал бы много волокон с различной степенью возбудимости, и тогда данный конкретный паттерн нервной активности и был бы в совокупности кодом для сладкого. В качестве кода неприятного по волокнам передавался бы другой паттерн.
Вместе с тем в научной литературе мы можем встретить и второе вывод. К примеру, имеется все основания утверждать, что качественные параметры раздражителя смогут быть закодированы через форму электрического сигнала, поступающего в мозг. С подобным явлением мы сталкиваемся, в то время, когда принимаем тембр голоса либо тембр звучания музыкального инструмента. В случае если форма сигнала близка к синусоиде, то тембр нам приятен, в случае если же форма значительно отличается от синусоиды, то у нас появляется чувство диссонанса.
Так, отражение в ощущениях качественных параметров раздражителя — это сверхсложный процесс, природа которого до конца не изучена.
По; Аткинсон Р. Л., Аткинсон Р. С., Смит Э. Е. и др. Введение в психологию: Учебник для университетов / Пер. с англ. под. ред. В. П. Зинченко. — М.: Тривола, 1999.
Синапс
