О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка):
Описанные детекторы частично бывают врожденными, а частично создаются в результате научения. Если детеныш животного (или ребенок) в некоторый критический период жизни будет лишен возможности видеть, то в дальнейшем он не сможет уже нормально перерабатывать зрительную информацию и останется по существу слепым.
Часто, если не всегда, сенсорные ощущения категоризуются и из непрерывных превращаются в прерывистые. Так, световой спектр, по сути непрерывный, разбивается на участки, которые мы воспринимаем как качественно разные цвета, разделенные границами. Эти границы, по-видимому, носят врожденный характер и определяются организацией нервных механизмов.
Мозг обладает памятью и способностью к научению. Физиче-
ской основой этого служат изменения эффективности синаптических связей между нейронами при повторной стимуляции. Однако система памяти мозга отличается от той, которой обладает компьютер: элементы информации извлекаются не с помощью постоянного адреса их хранения — адрес может варьировать в зависимости от “ассоциации идей”. Кроме того, следы памяти в мозгу имеют не локализованный, а “распределенный” характер: единицы информации не хранятся в каких-либо отдельных ячейках, а представлены в виде некоторого состояния той или другой крупной системы. Поэтому при повреждении или разрушении отдельных участков мозга хранящиеся в памяти сведения обычно не утрачиваются вовсе, хотя их извлечение становится менее эффективным, осюооооооюооооошоешх^^
Двигательные центры мозга управляют движениями тела на основе сигналов, поступающих от других частей нервной системы, в особенности от различных органов чувств. Но прежде чем достигнуть двигательных центров, идущая от этих органов информация должна быть представлена в подходящей форме, что довольно сложно. Кроме того, мозг имеет дело не только с текущей входной информацией: у него есть еще свойство, именуемое памятью. В этой главе мы рассмотрим некоторые элементарные аспекты такой подготовительной обработки сигналов.
Глаз и мозг
В первом приближении наш глаз подобен телекамере: хрусталик (линза) проецирует все поле зрения на сетчатку (экран), где и формируется изображение (см. рис. 21-8). Сетчатка состоит из светочувствительных клеток — палочек и колбочек, которые начинают посылать сигналы, когда на них падает свет. Таким способом изображение вначале передается в виде точечного “узора”, где каждая точка соответствует реакции отдельной светочувствительной клетки. В дальнейшем возникают импульсы в нейронах, которые передаются по зрительному нерву в мозг. Там они прежде всего поступают в нервные узлы, называемые боковыми коленчатыми телами, а затем в заднюю, затылочную часть мозга (рис. 22-1).
О том, что сигналы идут от сетчатки именно этим путем, мы знаем отчасти от анатомов, изучивших ход нервных волокон в мозгу, а отчасти — благодаря физиологическим методам, позволяющим вводить в мозг тончайшие электроды. С помощью таких электродов можно регистрировать потенциалы действия отдельных нейронов. Введя электрод в какой-нибудь участок мозга, мы
19*
Рис. 22-1. Путь сигналов от глаз к зрительной коре (мозг показан снизу). Сигналы от левой половины сетчатки того и другого глаза идут в левое полушарие, а от правой — в правое. Окончательная переработка сигналов происходит в зрительной коре, в задних (затылочных) долях каждого полушария.
можем затем освещать отдельные места сетчатки и смотреть, в каком случае в данной точке мозга будут возникать потенциалы действия. Таким способом мржно постепенно картировать весь путь сигнала. Подобные эксперименты проводятся на различных животных, в частности на обезьянах. Мозговые ткани нечувствительны к боли, поэтому животные не страдают от опытов, но повторные эксперименты все же приводят в конце концов к некоторому повреждению мозга, так что на человеке этот метод не используется.
Переработка сигналов
Сказанное выше может навести на мысль, что и весь процесс зрения у животных напоминает действие телекамеры, определяющей яркость различных точек в изображении на экране и передающей эту информацию приемнику, который затем формирует такой же точечный узор на своем собственном экране. Но изображение — это не просто набор точек: оно приобретает смысл лишь при сопоставлении этих точек друг с другом. Чтобы увидеть изображение,
а не одни лишь точки, нужна переработка сигналов, позволяющая определить, как они между собой соотносятся.
В том, что мозг действительно перерабатывает видимую картину, можно убедиться, включив экран черно-белого телевизора. До включения в хорошо освещенной комнате телеэкран выглядит почти белым. Когда появляется изображение, некоторые части экрана добавляют еще и собственный свет и теперь кажутся уже по-настоящему белыми, тогда как другие, отражающие столько же света, что и раньше, выглядят теперь черными. Система “глаз — мозг” сравнивает яркость различных частей экрана и оценивает менее светлые участки как “черные”, хотя они остаются столь же “белыми”, как и до включения телевизора. Иначе говоря, важны соотношения между точками, а не их абсолютная светлота.
