Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Николис Дж. -> "Динамика иерархических систем: эволюционное представление" -> 151

Динамика иерархических систем: эволюционное представление - Николис Дж.

Николис Дж. Динамика иерархических систем: эволюционное представление — М.: Мир, 1989. — 490 c.
Скачать (прямая ссылка): dinamikaiearhicheskihsistem1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 145 146 147 148 149 150 < 151 > 152 153 154 155 156 157 .. 187 >> Следующая

самого начала, что мозг не является обычным процессором, занимающимся
обработкой сигналов: из-за чудовищной избыточности мозга различные отделы
всей системы пронизаны "шумами" различного рода, выполняющими функции
своего рода триггеров, настроенных на различное время [6.27] и
принимающих различное "долевое участие" в катализе тех или иных
метаболических процессов.
Мнения различных экспериментаторов в настоящее время сходятся по
некоторым основным вопросам. Перечислим те пункты, по которым достигнуто
согласие.
а) ЭЭГ есть суммарный эффект носящих характер незатухающих колебаний
элементарных "медленных" активностей (плавных субпороговых потенциалов
постсинаптических мембран), сосредоточенных в весьма малых объемах ткани
коры (головного мозга) непосредственно под регистрирующим электродом
(отведение с волосистой части головы).
б) Для образования и формы ЭЭГ несущественны всплески, распространяющиеся
вдоль осей отдельных нейронов. Эти всплески создают лишь нелинейную связь
между элементарными генераторами (через пресинаптическое возбуждение и
выбор гормона-нейромедиатора в синаптическую щель).
в) Между элементарными нейронными осцилляторами и ЭЭГ в целом не
существует устойчивых фазовых соотношений. Амплитуда внутриклеточных
осцилляторов составляет ~50 мВ, амплитуда ЭЭГ в целом - 100 мкВ.
Спектральные характеристики нейронных осцилляторов и ЭЭГ более или менее
тождественны (узкополосный шум в диапазоне ~0,3-45 Гц). С точки зрения
статистических характеристик амплитуда функции плотности вероятности
каждого элементарного осциллятора имеет негауссовское распределение
[6.23], в то время как амплитуда функции плотности распределения ЭЭГ
имеет гауссовское распределение в "праздном" режиме, но оно становится
более или менее асимметричным на стадии быстрого сна (быстрое движение
глаз) и при выполнении (контролируемых) интеллектуальных заданий.
Таковы "твердо" установленные факты. Приводимые ниже данные по существу
являются следствиями из приведенных выше фактов и дальнейших
экспериментальных результатов, которые не являются общепризнанными.
Стохастичность: хаос и странные аттракторы
405
Фундаментальный вопрос состоит в следующем: что представляет собой ЭЭГ?
Активность синхронизованных (взаимно синхронизованных) групп нейронных
осцилляторов или результат суммирования сигналов со статистически
независимыми фазами? Обе эти альтернативы были подвергнуты интенсивной
экспериментальной проверке. Большинство современных исследователей
разделяют компромиссную точку зрения [6.24] и склонны считать, что ЭЭГ
может быть порождена посредством последовательной и перемежающейся
синхронизации отдельных сравнительно небольших групп кортикальных
нейронов (не обязательно из одного и того же участка коры мозга), каждая
из которых образует небольшое (1-10 %) подмножество всей популяции
нейронов. Кроме того, мы можем регистрировать активность только той
конкретной подгруппы нейронов, которая оказывается синхронизованной в
данный момент и, следовательно, достигает уровней напряжения, доступных
экспериментальному обнаружению (выше ~5 мкВ).
Некоторые данные свидетельствуют о том, что такая последовательная
синхронизация, или, более общо, установление дальнодействующей
пространственно-временной когерентности среди элементов отдельных
подгрупп нейронов [6.25], осуществляется посредством специфических групп
нейронов в таламусе, выполняющих функцию ритмоводителя (передающих
сенсорные сигналы в кору). Таламокортикальные и кортикоталамические петли
обратной и упреждающей связи (последняя заканчивается в неспецифических
таламических ядрах, функциональное назначение которых пока остается
невыясненным) были подробно исследованы экспериментально и нанесены на
карты [6.26]. Помимо сказанного принято считать, что эти ритмоводи-
тельные петли ответственны за процесс сканирования и выборки тех или иных
значений из непрерывных сигналов, что позволяет последовательно
формировать и разрушать соотношения, упорядочивающие фазы между
нейронами, образующими отдельные подгруппы.
Такой механизм позволяет на неокортикальном уровне мультиплицировать
подлежащую обработке информацию с разделением времени. Поэтому, несмотря
на то, что ЭЭГ кажется непрерывным случайным процессом, в
действительности ее можно рассматривать как временную последовательность
дискретно индуцированных потенциалов, каждый из которых имеет среднюю
продолжительность 100-300 мс. Синхронизация должна усиливать (по одной за
один раз) структуры специфических групп кортикальных нейронов, обретающих
после этого способность к обработке и хранению на коллективной основе
специфические сенсорные модальности через каскады нейронных петель,
пре/постсинаптическая мембрана цитоплазма ядро.
406
Глава 6
6.5.4. Модель
Построим теперь модель "таламокортикального ритмоводителя" как
диссипативного незатухающего (релаксационного) осциллятора с большой
амплитудой, который в отсутствие входного сигнала из окружающей среды
Предыдущая << 1 .. 145 146 147 148 149 150 < 151 > 152 153 154 155 156 157 .. 187 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed