grad-green grad-gray grad-blue grad-red grad-pink grad-purple grad-yellow
Нести помощь людям

Вход на сайт

Нейроны-детекторы

Краткое описание: 
Сазонов В.Ф. Нейроны-детекторы [Электронный ресурс] // Кинезиолог, 2009-2023: [сайт]. Дата обновления: 26.02.2023. URL: https://kineziolog.su/content/neyrony-detektory (дата обращения: __.__.201_).

Нейронные механизмы восприятия

В настоящее время существуют вполне определенные представления о конкретных нейронных механизмах, осуществляющих сенсорный анализ и построение сенсорной модели внешней среды.

Детекторная концепция

В этой концепции главным является представление о нейроне-детекторе. Такие клетки выделяют в сложном раздражителе его отдельные признаки. Разделение сложного сенсорного сигнала на признаки для их раздельного анализа является необходимым этапом операции опознания образов в сенсорных системах. Нейроны-детекторы были обнаружены в 60-е годы сначала в сетчатке лягушки, затем в зрительной коре кошки, а впоследствии и в зрительной системе человека.За открытие феномена ориентационной избирательности нейронов зрительной коры кошки ее авторы Д.Хьюбел и Т.Визел в 1981 г. были удостоены Нобелевской премии. Явление ориентационной избирательности заключается в том, что нервная клетка дает максимальный по частоте и числу импульсов разряд при определенном угле наклона световой или темновой полоски или решетки. 

Информация об отдельных параметрах стимула кодируется нейроном-детектором в виде частоты потенциалов действия, при этом нейроны-детекторы обладают избирательной чувствительностью по отношению к отдельным сенсорным параметрам.

Определение понятия "нейрон-детектор"

Нейроны-детекторы – это высокоспециализированные нейроны, избирательно реагирующие на определенный отдельный признак сложного стимула - например, на ориентацию, направление движения, интенсивность и т.д.

Нейрон-детектор частоты следования импульсов - нейрон такого типа содержит дендриты (узел ветвления), реализующие операцию выделения определенного интервала (частоты) следования импульсов.

Нейроны-детекторы соматосенсорной системы - активность нейронов-детекторов связана с определением движения тактильного стимула по коже или величины суставного угла при изменении положения конечности.

Нейроны-детекторы пространственной ориентации настроены на оценку пространственного расположения воспринимаемого объекта, его ориентации в пространстве, например на оценку угла расположения какой-либо линии по отношению к горизонтальной плоскости.

Нейроны-детекторы новизны запрограммированы на реакции только на новую информацию.

Нейроны-детекторы контраста реагируют на чётко обозначенные контрасты в изображениях, например на границы, разделяющие между собой чёрные и белые участки зрительно воспринимаемого изображения.

Нейроны-детекторы длины настроены на восприятие отрезков линий определённой длины, например коротких и длинных отрезков прямой линии.

Ориентационно-чувствительные нейроны-детекторы. Явление ориентационной избирательности заключается в том, что клетка даёт максимальный по частоте и числу импульсов разряд лишь при определенном угле поворота световой или темновой полоски или решетки.

Простые, сложные и сверхсложные нейроны-детекторы

В зрительной коре описаны 3 типа нейронов-детекторов по степени их сложности и месту в цепи последовательной обработки сигнала: простые, сложные и сверхсложные клетки. Первые — в основном звёздчатые клетки IV слоя коры, первично получающие сигналы из наружного коленчатого тела. У них небольшие рецептивные поля, острая ориентационная настройка, предпочтение к низким скоростям движения стимулов. Нейроны-детекторы сложного типа — в основном пирамидные нейроны II-III и V-VI слоев коры, с более широкими рецептивными полями и не столь острой ориентационной настройкой; они чувствительны к более быстрым движениям стимула. Сверхсложные нейроны (пирамиды II-III слоя) во многом сходны с простыми, но чувствительны к ширине и длине световой полоски и сильно реагируют на острые углы и изломы на контурах изображений.

Дирекционально-селективные (избирательные к направлению) нейроны-детекторы

Такие нейроны-детекторы избирательно реагируют на движение стимула через их рецептивное поле по одному из возможных направлений. В большей части случаев нейроны зрительной коры обладают одновременно и ориентационной, и дирекциональной селективностью.

Нейроны-детекторы движения и новизны - входят в нейрофизиологический аппарат ориентировочной реакции (рефлекса). Они обладают генетически заданной способностью генерировать имульсы при возникновении движения какого-либо объкта в поле зрения.

Константные нейроны-детекторы - учитывают кроме зрительных сигналов сигналы о положении глаз в орбитах. В теменной коре реакция константных нейронов-детекторов привязана к определенной области внешнего пространства, образуя константный экран (Пигарев И.Н., Родионова Е.Н., 1985).

Другой тип константных нейронов-детекторов, кодирующих цвет, открыт С. Зеки в экстрастриарной зрительной коре, в поле V4. Их реакция на определённые отражательные свойства цветовой поверхности объекта не зависит от условий освещения.

Нейроны-детекторы сложных признаков изображений - наиболее интенсивно возбуждаемые движущейся по экрану тенью руки; циклическими движениями, напоминающими взмахи крыльев; реагирующие лишь на приближение и удаление объектов.

Гностические нейроны - отдельные признаки интегрируются в целостный одномодальный (зрительный или слуховой) образ воспринимаемого объекта. Гностические нейроны, интегрирующие признаки одной сенсорной модальности, со¬ставляют 4-5 % в первичных проекционных зонах и широко представлены во вторичных полях.

Дирекционально-избирательные нейроны - реагируют на движение стимула, демонстрируя предпочтение в выборе направления и скорости движения.

Нейроны-модуляторы - это нервные клетки, изменяющие напряженность взаимодействия между нейронами-детекторами и другими нейронами.

Детекторы слуховых признаков

В последние годы все большее количество экспериментальных данных подтверждает представление о том, что специализированные нейроны-детекторы слуховых признаков являются необходимым звеном в системе центральной переработки информации о стимуле.

Подробно описаны нейроны-детекторы, выделяющие следующие признаки:

  • частотную и амплитудную модуляцию,
  • амплитудно-импульсную
  • частотно-импульсную модуляцию, которые соотносятся с определенными перцептивными качествами звуков, - такими, как:
    • ритмическая последовательность,
    • изменение направления движения источника звука,
    • изменение расстояния от источника и др.

Показано также, что система слухового анализа имеет иерархическую организацию. Сложно организованные нейроны вышележащих отделов слухового пути выделяют все более сложные качества звука. Имеются основания считать, что некоторые признаки звуков выделяются существующим врожденным, встроенным в систему восприятия детектором.

Одновременно расширяется объём работ, показывающих и подчеркивающих наличие высокой пластичности работы нейронов в различных состояниях исследуемого животного. Увеличивается также количество работ, в которых рассматривается значение обучения для организации деятельности нервной системы. Обсуждается вопрос о том, в какой мере имеют значение прошлый опыт и текущее обучение в организации работы детекторов, подвержены ли они обучению или сохраняют свои врожденные свойства.

Встречаются, правда, и сомнения относительно существования слуховых нейронов-детекторов, поскольку их обнаружение в значительной степени зависит от экспериментальной процедуры: состояния животного, выполнения им определенной деятельности, уровня и качества наркоза. На сегодняшний день трудно оценить результаты многочисленных исследований проблемы в силу различных методических условий, использованных при их осуществлении. Очевидно, что вопрос этот сложный и требует дальнейшего систематического и целенаправленного изучения. Несомненно, однако, то, что в зрелом организме восприятие едва ли может базироваться только на работе врожденных детекторов. Представляется весьма существенной роль нейронов памяти в анализе качеств звукового раздражителя, особенно в разграничении действия предшествующего и последующего звукового впечатления.

Дополнение

Ансамбль нейронов - это группа нейронов, имеющая общий для них вход и конвергирующая на более высоком уровне на одном или параллельно на группе нейронов (https://cyberleninka.ru/article/n/ocherki-po-psihofiziologii-soznaniya).

Не только речь, мышление и память имеют явную языковую структуру, но и зрительное восприятие — это тоже «язык», и не в переносном, а в прямом значении этого слова. Поэтому мозговые механизмы зрительного восприятия имеют непосредственное отношение к языковым механизмам. Более того, язык зрительного восприятия значительно проще речевого или интеллектуального языка, но в то же время обладает всеми языковыми атрибутами (алфавитом, грамматикой, синтаксисом) и в этом смысле представляет собой удобный материал для исследования нейрофизиологических механизмов собственно «речи» и «языка» (https://cyberleninka.ru/article/n/yazyk-vospriyatiya-i-mozg). Физиология мышления (https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-fiziologicheskom-mehanizme...).

Ваша оценка: 
5
Средняя: 5 (5 проголосовавших)