Передача и преобразование сигналов

Процессы передачи и преобразования сигналов обеспечивают поступление в высшие сенсорные центры наиболее важной (существенной) информации об окружающем мире в такой форме, которая удобна для быстрого анализа. Что следует считать существенной информацией? Имеется некоторое общее свойство, которое универсально отличает существенную информацию от несущественной. Это - степень новизны. Эволюционно было выработано свойство прежде всего и быстрее всего передавать в мозг и перерабатывать информацию об изменениях во внешней среде (изменения сенсорной среды). Эти изменения могут быть как временными, так и пространственными. Среди пространственных преобразований выделяют изменения представительства, размера или соотношения разных частей сигнала. Так, на корковом уровне значительно искажаются геометрические пропорции отдельных частей тела или частей поля зрения (в зрительной коре значительно расширено представительство центральной ямки сетчатки, ответственной за детальное, поточечное описание изображения при относительном сжатии проекции периферического поля зрения - "циклопический глаз"; в соматосенсорной коре также пространственно представлены наиболее важные для тонкого разделения и организации поведения зоны тела - кожи пальцев рук и лица - "сенсорный гомункулус").

Для временных преобразований информации во всех сенсорных системах типично сжатие, или временная компрессия, сигналов: переход от длительной импульсации нейронов на нижних уровнях системы к коротким, "пачечным", разрядам нейронов высоких уровней.

Ограничение избыточности информации. Вся информация, идущая от рецепторов, могла бы очень быстро насытить информационные резервы мозга. Избыточность информации, идущей от рецепторов, ограничивается путем подавления информации о менее существенных стимулах. (Менее важно во внешней среде то, что неизменно либо меняется медленно во времени и пространстве.)

КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Кодированием называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму - код. В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом (наличие или отсутствие электрического импульса в определенный момент времени). Информация о раздражении и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп ("пачек") импульсов. На уровне периферических отделов сенсорной системы типично временное кодирование: количество импульсов, частота их следования, длительность "пачек" и интервалов между ними.

Важная особенность нервного кодирования - множественность и перекрытие кодов. Для одного и того же стимула сенсорная система использует несколько кодов: частота и число импульсов в пачке, число возбужденных нейронов и их локализация в слое. В коре головного мозга основным способом кодирования является позиционное кодирование. Оно заключается в том, что какой-то признак раздражителя вызывает возбуждение определенного нейрона или небольшой группы нейронов, расположенных в определенном месте нейронного слоя. [99, 52]