Кодирование информации в сенсорных системах

     Кодирование – процесс преобразования информации в условную форму (код), удобную для передачи по каналу связи. Кодирование информации в организме осуществляется с помощью нервных импульсов, при этом содержание информации определяется частотой импульсов (интервалами времени между отдельными импульсами), объединением их в пачки, числом импульсов в пачке, интервалами между пачками. Передача сигнала от одной клетки к другой во всех отделах анализатора осуществляется с помощью химического кода, т.е. различных медиаторов. Для хранения информации в ЦНС кодирование осуществляется с помощью структурных изменений в нейронах (механизмы памяти).

    В анализаторах кодируются качественная характеристика раздражителя (например, свет, звук) за счет специфичности рецепторов; сила раздражителя путем изменения частоты импульсов, т.е. их общим количеством в единицу времени (частотное кодирование); время его действия с момента начала возбуждения рецептора и окончания (временное кодирование), а также пространство или место действия раздражителя, которое кодируется величиной площади возбужденных рецепторов (пространственное кодирование) и его локализация в среде, которое кодируется тем, что рецепторы различных участков тела посылают импульсы в определенные зоны коры большого мозга.

 В проводниковом отделе кодирование осуществляется только при передаче сигнала от одного нейрона к другому. Импульсы в отдельном нервном волокне формируются в пачки (паттерны), между которыми могут быть различные интервалы, в пачках – разное число импульсов, между пачками разные интервалы. В таламусе информация может кодироваться за счет изменения объема импульсации на входе и выходе, и за счет пространственного кодирования, т.е. связи определенных нейронов с определенными рецепторами.

    В корковом отделе происходит частотно-пространственное кодирование, нейрофизиологической основой которого является пространственное распределение ансамблей специализированных нейронов и их связей с определенными рецепторами.

 

 

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Учение И.П.Павлова об анализаторах. Представление о сенсорных системах (П.Г.Снякин), их роль в целенаправленном поведении человека.

2. Классификация сенсорных систем (анализаторов)

3. Основные свойства сенсорных систем, критерии оценки их чувствительности.

4. Функциональная организация сенсорных систем (анализаторов) - общие принципы строения и функции отделов.

5. Периферический (рецепторный) отдел анализатора. Классификация рецепторов, их функциональные свойства и особенности. Рецепторный и генераторный потенциал, механизмы их возникновения.

6. Проводниковый отдел анализатора. Особенности проведения афферентных возбуждений. Специфические и неспецифические пути. Участие подкорковых образований в проведении и переработке афферентных возбуждений.

7. Корковый отдел анализатора. Локализация афферентных функций. Моно- и полимодальные нейроны. Процессы высшего коркового анализа и синтеза афферентных возбуждений.

8.  Кодирование информации в различных отделах анализатора.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Работа 1. Определение порогов различения

Под порогом различения подразумевают воспринимаемый субъективно наименьший прирост или наименьшая убыль интенсивности раздражения (Э.Вебер, 1834). Так, усиление ощущения давления на кожу руки возникает лишь в том случае, когда накладывают дополнительный груз, составляющий определенную часть положенного ранее.

Оснащение: предметное стекло, гири, разновесы.

Цель работы: определить зависимость ощущения приращения тяжести от изменения силы раздражителя.

Ход работы: Испытуемый кладет руку с выпрямленными пальцами на стол ладонью кверху и закрывает глаза. Экспериментатор кладет на кончики пальцев предметное стекло, ставит на него гирьку определенного веса и постепенно увеличивает груз до тех пор, пока испытуемый не сообщит, что чувствует прибавку веса. Опыт проводят несколько раз при разных исходных нагрузках (50, 100, 200,300, 400 г).

Оформление работы: Результаты работы представить в виде таблицы 1.

Таблица 1

Исходная величина груза (I)	Величина прибавки в г (∆I)	Константа const =∆I/I
50 г
100 г
200 г
300 г
400 г

 

   В выводах отметить: какова количественная зависимость величины ощущения от силы раздражения и как зависит ощущение от величины исходной нагрузки. Сравнить между собой величины констант.

Работа 2. Исследование слуховой усталости и адаптации у человека

  При продолжительном воздействии (минуты, часы) звукового стимула на орган слуха, слуховые ощущения, вызванные другими звуковыми стимулами, существенно изменяются в течение некоторого времени. Наиболее изучены изменения порога слышимости. Явление увеличения порога слышимости одного звукового сигнала после действия другого называют временным сдвигом порога (ВСП). Если ВСП исчезает через несколько секунд, то такой сдвиг называют остаточной маскировкой. Если ВСП исчезает в течение минуты, то его называют слуховой адаптацией. Если ВСП сохраняется больше минуты, то это слуховая усталость или слуховое утомление.

Оснащение: аудиометр, наушники.

Цель работы: исследовать изменение порога слышимости при разной длительности действия «утомляющего» стимула.

Ход работы: С помощью аудиометра на орган слуха испытуемого действуют звуковым сигналом («утомляющий» стимул) с частотой 400 Гц и уровнем громкости 40 дБ в течение 8 минут. После окончания действия утомляющего стимула на 1-ой, 2-ой, 4-ой и 8-ой минутах определяют пороги слышимости на той же частоте. Опыт повторяют при длительности утомляющего стимула

в 4, 2 и 1 минуту.

Оформление работы: записать результаты измерений порогов слышимости в таблицу 2.

 Таблица 2.

Длительность «утомляющего» стимула	Время после окончания «утомляющего» стимула
	1-ая минута	2-ая минута	4-ая минута	8-ая минута
8 минут
4 минуты
2 минуты
1 минута

 

В выводах отметить, как изменяется порог слышимости при действии утомляющего стимула различной длительности.