 |
О восприятии сигналов. Рецепция любого сигнала любого уровня сложности – это всегда есть процесс вычленения этого сигнала из всей доступной нам «сенсорной массы» специализированными структурами нервной системы.
|
|
|
|
О восприятии сигналов.
Восприятие любых воздействий в целом, а также частей элементов этих воздействий окружающей или внутренней среды в животном мире всегда непосредственное и прямое, без всякой, естественно, математической обработки. Это касается как внутриклеточного (молекулярного) уровня рецепторов (рецепторы клетки – к адреналину, инсулину и пр. ), также клеточного уровня рецепторов – рецепторы качества всех модальностей, так и надклеточного уровня восприятия сигналов. Для восприятия сигналов любого уровня природа создавала свою, адекватную этому уровню биологическую структуру.
Рецепция любого сигнала любого уровня сложности – это всегда есть процесс вычленения этого сигнала из всей доступной нам «сенсорной массы» специализированными структурами нервной системы.
На внутриклеточном уровне – это рецепторы клетки – молекулы различной структуры и строго специфической функции. На первичных этапах эволюции НС – клеточный уровень – это нейроны, специализированные для восприятия сигналов среды различного качества. Это то, что в нейрофизиологии принято называть собственно рецепторами.
Для восприятия или вычленения сложных сигналов внешней среды – надклеточный уровень рецепции – природа также создавала специализированные структуры – рецепторные нейронные комплексы (РцНК) различного уровня эволюционной сложности.
Но принцип работы БНС оставался все время прежним – для восприятия нового сигнала обязательным условием является создание новой и адекватной этому сигналу структуры. Без новой структуры не может быть восприятия нового сигнала.
Человеческий ГМ отличается от ГМ остальных животных тем, что восприятие сигналов зрительной и акустической модальностей осуществляется в основном на надклеточном уровне.
|
|
|
Рецептор НС– функционально чувствительная единица НС, воспринимающая воздействия внешней среды – механические или химические (других рецепторов не существует), которые могут быть однонейронные, а также многоклеточные (Многонейронные) рецепторы сложного типа ( рецепторные нейронные комплексы) и преобразующие их в серию нейронных импульсов для ДвНК.
Этапы эволюции нейронных рецепторов на примере зрительной системы.
Почему, кстати, зрительная система человека имеет такое непонятное и даже «странное» строение? А именно – мощное нарастание количества нейронов от сетчатки до вторичных и третичных отделов КГМ? Отчего такое необычное нарастание рецепторной нейронной массы и прогрессивное " расширение" нейронной сети? И почему, например, такое явление не наблюдается в обонятельных путях? Именно правильный ответ на этот вопрос и позволяет понять принципы работы нашего ГМ.
А ответ на этот вопрос заключается в том, что вся наша зрительная система по всей своей вертикали от нейронов – фоторецепторов сетчатки и до нейронов третичных отделов коры головного мозга состоит исключительно из рецепторов, и этими рецепторами являются уже не отдельные периферические нейроны, а следующими за ними рецепторные нейронные комплексы.
И те рецепторы, которых нет и не может быть по функциональному определению в сетчатке глаза – (рецепторы движения, границы тени, отрезков, линий, углов и их ориентаций и других, вплоть до рецепторов объектов и их взаимоотношений) имеются в головном мозгу, а именно в более вышележащих отделах ГМ.
Именно таким образом эволюция «сумела» дать животным те механизмы восприятия сигналов зрительной модальности внешней среды, которые невозможно было получить с помощью рецепторов качества и непосредственно на сетчатке глаза. Глаз, кстати, считается вынесенной за пределы черепа частью мозга. И это правильное утверждение получает теперь и новую окраску.
|
|
|
Зрительная система млекопитающих и особенно первичная зрительная кора являются, пожалуй, наиболее изученными в функциональном плане частями мозга. И самой сложной рецепторной системой ГМ. Именно в зрительной системе можно проследить четыре этапа восприятия сигналов данной модальности.
Этим четырем этапам соответствуют четыре типа рецепторов разной степени эволюционной сложности. Со своими характеристиками и локализацией. Все эти рецепторные системы появлялись на различных этапах эволюционного процесса, но были встроены в ходе эволюции в одну модальную систему – зрительную. Для каждого очередного эволюционного этапа рецепции природа создавала свою, адекватную этому уровню, систему двигательных нейронных комплексов. Но рецепторы сетчатки в дальнейшем ходе эволюции утратили прямые связи с ДвНК и были полностью встроены в систему рецепции второго этапа. Вот эти этапы. (В представлении и классификации автора).
Первый этап. Клеточный. Рецепторы качества – фоторецепторы. Восприятие самых простых сигналов одной зрительной модальности. Палочки и колбочки. Восприятие света и цвета. По своей физиологии – хеморецепторы. (Восприятие фотонов света у нас химически опосредованное). Локализация – наружный слой сетчатки (которая при этом еще и вывернута «наизнанку»), прилегающий к пигментному слою. Количество колбочек до 4. 5 млн клеток на каждый глаз. Палочек – до 92 млн на каждый глаз. В ходе эволюции утратили связи с мотонейронами. У низших животных эта связь с ДвНК сохраняется.
Второй этап. Надклеточный. Малонейронные (образованы малым количеством нейронов) рецепторы жесткого типа (остаются неизменными после формирования в раннем периоде развития) зрительной модальности – восприятие отдельных пространственно ориентированных и двигательно ассоциированных сигналов простого типа. Восприятие отрезков, линий, углов, крестов, границы тени, световых пятен, направлений движения и прочих простых элементов. Локализация – зрительные пути от амакриновых клеток сетчатки и вплоть до нейронов первичной зрительной коры ГМ. Формируются на ранних этапах жизни животного. Вероятный механизм формирования – образование устойчивых межнейронных связей в тех участках нейронной сети, которые активированы достаточно длительное время. Не формируются в период зрелости. Нейроны данного участка зрительной системы, не принявшие участия в формировании данного типа рецепторов, подвергаются нейродегенрации. Животное, у которого не сформированы в раннем периоде жизни такие рецепторы, навсегда останется слепым, даже при абсолютно здоровых НС и ГМ. Имеются уже у рыб и амфибий, развит у рептилий. Повреждение этих участков НС вызывает скотомы. У низших животных имеют обширные связи с ДвНК. У высших – относительно меньшие. Дает нам представление о том, как видят мир эти животные -, например, рептилии. Совсем не так как мы. Более фрагментировано и намного более примитивно. Так, например, рептилии не способны к восприятию сложных зрительных сигналов.
|
|
|
Третий этап. Надклеточный. Многонейронные (образованы большим количеством нейронов) рецепторы ассоциативного типа (могут быть переформированы в процессе функционирования ГМ) зрительной модальности сложного типа – восприятие части предмета или целого предмета зрительной модальности. Локализация – нейроны вторичной зрительной коры ГМ. Образованы нейронами, способными к формированию устойчивых межнейронных связей (сложных рецепторных нейронных комплексов) благодаря появлению синапсов, способных к пластической перестройке. Функционируют в зрелом возрасте, не подвергаются нейродегенрации. Зачатки подобного рода рецепторов в ходе эволюции возникают уже у рептилий. Повреждение этих участков НС не вызывает скотом, но вызывает «душевную слепоту» – нарушение восприятия предмета целиком. Имеют межнейронные связи с ДвНК своего и, возможно, нижележащего уровня.
Четвертый этап. Надклеточный. Многонейронные ассоциативные рецепторы сложного типа смешанной модальности – восприятие взаимосвязей предметов в пространстве. Восприятие взаимосвязей предметов и причинно – следственных связей между ними. Локализация – третичные отделы КГМ. Отличие от нейронов вторичной зрительной коры в том, что в данную зону мозга приходят сигналы не только зрительной модальности, но также и слуховой, и тактильной, возможно и других модальностей.
|
|
|
При разрушении сложного рецепторного комплекса у человека или животного теряется способность воспринимать именно сложный сигнал, но сохраняется восприятие более простых составных частей этого сигнала. Например, при повреждении части вторичной зрительной коры у человека (клинические наблюдения) тот сохраняет способность видеть все элементы сложного предмета, но не может опознать предмет целиком. При возможности тактильного или слухового контакта с предметом – легко опознает его. Этот пример означает, что функция сложного рецепторного комплекса – фиксация именно совокупности более простых сигналов и, соответственно, дальнейшая передача их на нейронный процессор.
При повреждении у человека участков третичных зон коры ГМ тот теряет способность воспринимать, например, взаиморасположение предметов в пространстве или не может воспринять взаимоотношения предметов между собой.
Таким образом, восприятие сложного сигнала – предмета, среды, процесса – зависит от такого фактора как количество нейронов в рецепторе данного вида.
|
|
|
