Кодирование информации в анализаторах

В анализаторах кодируются качественные свойства раздражителя, его сила и продолжительность действия, а также пространство, т.е. участок тела, на который действует раздражитель и локализация раздражителя в окружающей среде.

Кодированием называют процесс преобразования информации в отделах анализатора в условную форму, или код, удобную для передачи. Воспринимаемый рецепторами анализатора стимул кодируется, т.е. преобразуется в электрическую форму – нервный импульс. В синапсах проводящих афферентных путей электрический сигнал вызывает выделение медиатора, превращаясь в химический код. Таким образом, в процессе передачи информации в анализаторах код неоднократно меняется, но восстановления сигнала в его первоначальном виде уже не происходит. Например, звуковые колебания воспринимаются слуховыми рецепторами, но далее в проводниковом и корковом отделах анализатора нервные импульсы, идущие от рецепторов, в звуковые колебания обратно не преобразуются.

Особенностью кодирования информации в сенсорных системах является то, что оно осуществляется на основе недвоичных кодов, позволяющих при малой длине кода получить большее число комбинаций. Нервные импульсы служат универсальным кодом нервной системы. Содержание информации кодируется не амплитудой импульсов, а частотой импульсов, объединением их в пачки, числом импульсов в пачке, интервалами между пачками. Передача сигнала с нейрона на нейрон в анализаторах осуществляется с помощью различных медиаторов, т.е. химического кода. Поступившая в ЦНС информация хранится (запоминается). Для этого она кодируется с помощью биохимических и структурных изменений в нейронах.

В периферическом отделе анализатора кодирование качества раздражителя осуществляется за счет специфичности рецепторов, которые приспособились в процессе эволюции к восприятию адекватного раздражителя.

Кодирование силы раздражителя происходит вследствие изменения частоты импульсов, генерируемых рецепторами в единицу времени (частотное кодирование). При увеличении в определенных пределах силы раздражения частота импульсов возрастает. Также при изменении силы раздражителя может изменяться число возбужденных рецепторов, величина латентного периода и время реакции.

Кодирование пространства, т.е. раздражаемого участка тела, осуществляется величиной площади рецептивного поля, на котором возбуждаются рецепторы. Кроме того, от рецепторов различных участков тела импульсы поступают в определенные зоны коры больших полушарий.

Кодирование продолжительности (времени) действия раздражителя происходит благодаря тому, что рецепторы начинают возбуждаться с началом действия раздражителя и прекращают возбуждаться сразу после его прекращения. В организме имеются on-, off- и on-off- рецепторы, возбуждающиеся соответственно только при включении, только при выключении, а также при включении и выключении раздражителя.

В проводниковом отделе анализатора кодирование осуществляется только в синапсах, где происходит смена кода, а в самих нервных волокнах дополнительно информация не кодируется. Нервные волокна служат как бы проводами, по которым передается информация, закодированная в рецепторах и переработанная в синапсах, расположенных в нервных центрах. Между нервными импульсами, проводимыми по нервному волокну, могут быть различные интервалы, импульсы могут быть объединены в пачки, насчитывающие разное число импульсов. Между пачками могут быть различные интервалы. Количество возбужденных нервных волокон в нервном стволе тоже может быть разным.

В нервных центрах проводникового отдела, например в зрительных буграх, информация кодируется путем изменения объема импульсации на входе и на выходе, а также путем пространственного кодирования, обусловленного связью определенных нейронов с определенными рецепторами. В сенсорных центрах осуществляются тормозные процессы, которые производят фильтрацию и дифференциацию поступающей информации.

В корковом отделе анализатора поступающая в виде нервных импульсов информация перекодируется в структурные и биохимические изменения в нейронах, что обусловливает ее запоминание. В коре больших полушарий осуществляется высший анализ и синтез поступившей информации.

Анализ заключается в том, что благодаря возникающим ощущениям человек различает действующие раздражители (звуки, запахи и др.), определяет их силу, время действия, а также участок тела, на который действует раздражитель, и локализацию самого раздражителя.

В результате синтеза поступающей информации происходит узнавание известного предмета или явления. Если предмет или явление встречаются впервые, то в корковом отделе анализатора формируется образ нового предмета или явления. При этом объединяется информация, поступающая от нескольких анализаторов, а также происходит ее сопоставление со следами памяти о других похожих предметах или явлениях. Полученная информация кодируется с помощью механизмов долговременной памяти. Затем осуществляется выбор имеющейся или разработка новой программы ответной поведенческой реакции организма.