Кодуванні інформації в нервовій системі

У нервову систему інформація надходить з рецепторів органів почуттів по аферентні шляхах. Аферентні імпульси проходять по нервових волокнах і передаються через синапси. Кодування – умовне позначення властивостей і інтенсивності подразників рецепторів. Нервові імпульси, відповідні якості й інтенсивності подразника, передаються по нервових волокнах допомогою високовольтних, пікових потенціалів. Так як після досягнення критичної порогової величини висота, або амплітуда, піка не змінюється, то протягом мізерно малого відрізка часу кожну ділянку нервового волокна знаходиться або в стані граничної збудження, про що судять по появі піку, або відносного спокою, коли піку немає. Нервовий імпульс може бути і не бути (правило «все або нічого»), що за аналогією з електронними кібернетичними машинами можна умовно позначити цифрами 1 (імпульс) і 0 (пауза). У машинах максимальний обсяг інформації залежить від кількості двоечних цифр (1 і 0), або біт, переданих в одиницю часу.

Двоечний код – найбільш проста форма цифрового кодування інформації. Можна припустити, що цей код використовується в нервових волокнах. Характер інформації може передаватися в них двома способами: 1) зміною кількості імпульсів і пауз між ними в одиницю часу і 2) різної угрупованням залпу імпульсів. Але на відміну від машини максимальну кількість аферентних імпульсів в одиницю часу, їх амплітуда, тривалість і угруповання залежать від збудливості і лабільності нервових волокон. Сила і частота нервових імпульсів і поточний обмін речовин в нервових волокнах змінюють їх збудливість і лабільність, що впливає на передачу інформації. Інтенсивність роздратування передається не амплітудою піку, незмінною для даного відрізка часу, а частотою потенціалів, яка пропорційна логарифму інтенсивності подразника.

Кількісні критерії теорії інформації (ентропія, інформаційна цінність повідомлення) застосовані в оцінці умовно-рефлекторних зв’язків. Наприклад, використовуючи прийом з підказкою і підраховуючи ймовірності виникають словесних реакцій, вдається визначити інформаційну цінність словесно-словесних зв’язків у бітах (С. І. Гальперін і В. В. Мельников, 1975).

Крім цифрових кібернетичних машин, існують аналогові, які працюють за принципом «більше або менше», тобто визначають співвідношення між кількостями. Подібно аналоговим кібернетичним машинам функціонують синапси. Передача в них залежить від концентрації медіатора, звільненого з бульбашок, від кількості його квант, діючих на рецепторні ділянки мембран, від концентрації відповідних іонів по обидві сторони мембрани. У синапсах хімічна (аналогова передача імпульсів знову переходить в цифрову допомогою потенціалів. Цей процес повторюється в кожному синапсі. Але на відміну від машини передача нервових імпульсів в синапсах залежить від хімічної природи медіатора і проходять через мембрани попів, від якості та кількості ферментів, що беруть участь і розщепленні і синтезі медіатора, від рівня обміну речовин в нейронах.

Отже, передбачається, що кодування імпульсів і нервовій системі відбувається за типом цифрових (неградуальних) і аналогових (градуальних) процесів, подібних принципам дії кібернетичних машин, але докорінно відрізняються від функціонування цих машин.

Поки немає обгрунтованих припущень про фізіологічні механізми декодування імпульсів.
Важливо врахувати, що кодуються і декодуються не тільки фізичні і хімічні властивості подразника, але і біологічне значення подразника, що грає вирішальну роль в збереженні і розвитку життя організму.
У нервовій системі відбувається активний відбір інформації і лише близько тисячної частини інформації, яка сприймається із зовнішнього світу, доходить до свідомості.

Посилання на основну публікацію