Лев Ительсон - Лекции по общей психологии

Отсюда видно огромное значение явлений остаточного возбуждения в деятельности нервной системы. Уже на уровне анализаторов оно обеспечивает объединение, слияние, синтезирование информации о свойствах раздражителя по признаку их связи во времени. Так кажущийся недостаток нервных клеток — их инерционность, сравнительная медлительность их реакции —- блестяще используется природой. Он превращает рецептивные поля из простых чувствительных датчиков в интегрирующие и синтезирующие устройства.

Таким образом, внутримодальные вариации ощущений представляют собой как бы ступень более тонкого декодирования. С помощью его извлекается информация о свойствах раздражителя, которая содержится в сериях электрических импульсов, параллельно поступающих в сенсорное поле за определенный отрезок времени.

Попробуем рассмотреть этот процесс более детально. Возьмем, например, срезы всех центростремительных аксонов, идущих от сетчатки глаза, у их основания, т.е. на местах их входа в свои нейроны. Всего таких аксонов идет от сетчатки около ста тысяч.

В любой данный момент времени на каждом срезе может иметь место или фаза покоя, или фаза возбуждения, или рефракторная фаза, или фаза сверхчувствительности. Если взять за единицу отрезок времени в 6 миллисекунд (т.е. время полного срабатывания), то за этот период на срезе или будет иметь место возбуждение, или будет сохраняться фаза покоя. Иначе говоря, состояние афферентного нерва на этом срезе будет характеризоваться распределением в пространстве точек с потенциалами -80 милливольт и +40 милливольт. Условно это можно описать чередованием единиц (для возбужденного среза) и нулей (для среза в покое). Например, вот так:

Если «читать» это распределение всегда по одному правилу (например, по спирали, начиная с левого верхнего крайнего среза), то состояние афферентного нерва на входе в сенсорное поле можно будет описать двоичным числом.

Например, для мозаики на приведенном рисунке это будет:

11000110010111... В следующие 6 сек. эта мозаика изменится и будет описываться, например, так:

10100100000111... Сравнив, увидим, что первый «вход» остался в том же состоянии возбуждения; второй из состояния возбуждения перешел в состояние покоя, третий — из покоя в возбуждение и т.д.

Если подписать строчки, получающиеся для соседних интервалов времени одну под другой, то получим матрицу. Например, такую:

001001 10101000...

01 1001000001 10...

10101001 1 10001...

Нетрудно заметить, что она описывает частоту и ритм чередования импульсов на выходе каждого аксона, а также изменение всей мозаики состояний на выходе афферентного нерва во времени. Получаем опять системы двоичных чисел, которыми, как мы уже видели, можно передать любую информацию.

С физической точки зрения изменение во времени пространственного распределения потенциалов (или электрохимических состояний) представляет собой так называемую фазовую волну. Область всех возможных состояний системы называют фазовым пространством, а количество различных состояний, в которых может одновременно находиться система, принимают за число измерений этого условного фазового пространства.

При таком подходе, характер, ритм и частота совместных изменений элементов системы могут быть математически описаны как форма фазовой волны. Соответственно, можно сказать, что информация, подаваемая афферентным нервом в первичное сенсорное поле, закодирована формой фазовой волны в пространстве состояний на выходе афферентных аксонов.

Что же кодирует нерв таким способом? Свойства раздражителя, выражающиеся в характере его воздействия на рецептор. Но любое воздействие — это передача некоторого вида энергии и превращение ее в электрическую энергию. Соответственно, оно непосредственно характеризуется энергетической структурой, т.е. законом распределения его энергии в пространстве и времени.

Но распределение энергии в пространстве и времени тоже представляет собой волну. Только уже не условную фазовую волну в математическом фазовом пространстве, а реальную четырехмерную (пространственно-временную) волну в некотором реальном энергетическом поле. Структура соответствующего энергетического аспекта раздражителя описывается формой этой реальной волны в реальном пространстве ее энергетического поля.