Πώς λειτουργεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος (σύντομο εκπαιδευτικό πρόγραμμα). Εφηύρε μια μέθοδο μετάδοσης πληροφοριών απευθείας μέσω του ανθρώπινου εγκεφάλου Ο εγκέφαλος ως τρόπος λήψης και μετάδοσης πληροφοριών

Εδώ θα μιλήσουμε και για πληροφορίες. Αλλά για να μην μπερδευτούμε σε διαφορετικές ερμηνείες της ίδιας λέξης, ας ορίσουμε αμέσως με σαφήνεια ποιες πληροφορίες θα συζητηθούν.Έτσι, ο εγκέφαλος μπορεί να διορθώσει μόνο συνδέσεις. Αυτό το είδος πληροφοριών (σύνδεση) θυμάται ο εγκέφαλος. Η διαδικασία με την οποία το κάνει αυτό ονομάζεται διαδικασία «Μνήμης», αλλά έχουμε συνηθίσει να αποκαλούμε πληροφορίες που ο εγκέφαλος δεν μπορεί να θυμηθεί. Αυτά είναι πραγματικά υπάρχοντα αντικείμενα του κόσμου γύρω μας. Αυτό είναι το μόνο που πρέπει να μάθουμε στο σχολείο ή στο κολέγιο. Θα μιλήσουμε για αυτές τις πληροφορίες τώρα. Ας καταλάβουμε πώς αντιδρά ο εγκέφαλος σε πραγματικά αντικείμενα, σε πληροφορίες κειμένου και σε έναν πολύ ειδικό τύπο πληροφοριών - συμβολικές (ή ακριβείς) πληροφορίες. ο εγκέφαλος δεν μπορεί να θυμηθεί. Αλλά η εμπειρία δείχνει ότι μπορούμε ακόμα να θυμόμαστε κάτι από τα παραπάνω. Πώς γίνεται η απομνημόνευση και η αναπαραγωγή τέτοιων πληροφοριών;

1. ΕΙΚΟΝΕΣ 2. ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΚΕΙΜΕΝΟΥ 3. ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

Αρχικά, ας αναλύσουμε την αντίδραση του εγκεφάλου σε αντικείμενα της πραγματικής ζωής. Πώς καταφέρνει ο εγκέφαλος να τα αναπαράγει εάν κανένας από τους ερευνητές δεν μπορεί να ανιχνεύσει οπτικές εικόνες στον εγκέφαλο; Η φύση έχει ενεργήσει πολύ πονηρά. Κάθε αντικείμενο της πραγματικής ζωής έχει εσωτερικές συνδέσεις. Ο εγκέφαλος είναι σε θέση να αναγνωρίσει και να θυμηθεί αυτές τις συνδέσεις. Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί, στην πραγματικότητα, ένα άτομο χρειάζεται πολλά αισθητήρια όργανα; Γιατί ξέρουμε πώς να μυρίζουμε, να γευόμαστε, να βλέπουμε ένα αντικείμενο και να το ακούμε (αν εκπέμπει ήχους); Ένα πραγματικό αντικείμενο εκπέμπει φυσικά και χημικά σήματα στο διάστημα. Αυτό είναι το φως που ανακλάται από αυτό ή εκπέμπεται από αυτό, αυτά είναι όλα τα είδη δονήσεων στον αέρα, το αντικείμενο μπορεί να έχει γεύση και τα μόρια αυτού του αντικειμένου μπορούν να πετάξουν μακριά από αυτό. Εάν ένα άτομο είχε μόνο ένα αισθητήριο όργανο, τότε το σύστημα μνήμης του εγκεφάλου, που καθορίζει τις συνδέσεις, δεν θα μπορούσε να θυμηθεί τίποτα. Όμως, ένα γενικό πεδίο πληροφοριών από ένα αντικείμενο χωρίζεται από τον εγκέφαλό μας σε διάφορα στοιχεία. Οι πληροφορίες εισέρχονται στον εγκέφαλο μέσω διαφορετικών καναλιών αντίληψης. Ο οπτικός αναλυτής μεταφέρει τα περιγράμματα του αντικειμένου (ας είναι ένα μήλο). Ο ακουστικός αναλυτής αντιλαμβάνεται τους ήχους που κάνει το αντικείμενο: όταν δαγκώνεις ένα μήλο, ακούγεται ένα χαρακτηριστικό τσούγκωμα. Ο αναλυτής γεύσης αντιλαμβάνεται τη γεύση. Η μύτη, λίγα μέτρα μακριά, είναι σε θέση να πιάσει τα μόρια που εκπέμπουν τα ώριμα μήλα. Μέρος των πληροφοριών για το αντικείμενο μπορεί να εισέλθει στον εγκέφαλο μέσω των χεριών (αφή) Ως αποτέλεσμα της διάσπασης των πληροφοριών για το αντικείμενο σε μέρη, ο εγκέφαλος έχει την ευκαιρία να σχηματίσει συνδέσεις. Και αυτές οι συνδέσεις σχηματίζονται φυσικά. Ό,τι υπάρχει στο μυαλό σε μια στιγμή του χρόνου συνδέεται, δηλαδή θυμάται. Ως αποτέλεσμα, ενώ μελετάμε ένα μήλο, ενώ το εξετάζουμε, το στρίβουμε στα χέρια μας, το δοκιμάζουμε, ο εγκέφαλος εντοπίζει διάφορα χαρακτηριστικά αυτού του φυσικού αντικειμένου και αυτόματα δημιουργεί συνδέσεις μεταξύ τους. Κανένα από τα χαρακτηριστικά δεν απομνημονεύεται από μόνο του . Απομνημονεύονται μόνο οι συνδέσεις. Στο μέλλον, όταν η μύτη μας μυρίσει τη μυρωδιά των μήλων -δηλαδή, ένα ερέθισμα θα εισέλθει στον εγκέφαλο- οι προηγουμένως σχηματισμένες συνδέσεις θα λειτουργήσουν και ο εγκέφαλος θα δημιουργήσει άλλα χαρακτηριστικά αυτού του αντικειμένου στο μυαλό μας. Θα θυμηθούμε την ολιστική εικόνα ενός μήλου Ο μηχανισμός της φυσικής απομνημόνευσης είναι τόσο προφανής που είναι ακόμη και περίεργο να μιλάμε για αυτόν. Αυτή η μέθοδος απομνημόνευσης μας δίνει την ευκαιρία να ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΟΥΜΕ τα αντικείμενα του κόσμου γύρω μας μόνο από ένα μικρό μέρος των πληροφοριών για αυτά.

Όλα τα συναισθήματά μας σχηματίζονται στον εγκέφαλο. Ανεξάρτητα από το είδος των εισερχόμενων πληροφοριών, είτε πρόκειται για ήχους μουσικής, κάποιες μυρωδιές ή οπτικές εικόνες, όλα αυτά, στην ουσία τους, είναι απλώς σήματα που μεταδίδονται και αποκωδικοποιούνται από εξειδικευμένα κύτταρα. Ταυτόχρονα, εάν αυτά τα σήματα δεν ληφθούν υπόψη, τότε ο εγκέφαλος δεν έρχεται σε άμεση επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον. Και αν ναι, τότε είναι πιθανό να έχουμε την ικανότητα να διαμορφώνουμε νέους τρόπους για τον εγκέφαλο να αλληλεπιδρά με τον έξω κόσμο και να μεταδίδει δεδομένα απευθείας.

Ας πάμε δύο φράσεις πίσω. Εάν όλες οι πληροφορίες είναι απλώς εισερχόμενες παρορμήσεις, τότε γιατί η όραση είναι τόσο διαφορετική από την όσφρηση ή τη γεύση; Γιατί δεν μπερδεύετε ποτέ την οπτική ομορφιά ενός ανθισμένου πεύκου με τη γεύση της φέτας; Ή το τρίψιμο του γυαλόχαρτου στα δάχτυλά σας με τη μυρωδιά του φρέσκου εσπρέσο; Μπορεί να υποτεθεί ότι αυτό έχει να κάνει με τη δομή του εγκεφάλου: οι περιοχές που εμπλέκονται στην ακοή είναι διαφορετικές από αυτές που επεξεργάζονται δεδομένα σχετικά με οπτικές εικόνες κ.λπ. Αλλά γιατί, σε αυτή την περίπτωση, οι άνθρωποι που έχουν χάσει, για παράδειγμα, την όραση, σύμφωνα με πολυάριθμες μελέτες, αποκτούν έναν «αναπροσανατολισμό» της οπτικής ζώνης για να ενισχύσουν άλλα συναισθήματα;

Έτσι προέκυψε η υπόθεση ότι η εσωτερική υποκειμενική εμπειρία καθορίζεται από τη δομή των ίδιων των δεδομένων. Με άλλα λόγια, η ίδια η πληροφορία, που προέρχεται, ας πούμε, από τον αμφιβληστροειδή, έχει διαφορετική δομή από τα δεδομένα που προέρχονται από το τύμπανο ή τους υποδοχείς από τα άκρα των δακτύλων. Ως αποτέλεσμα, δημιουργούνται διαφορετικά συναισθήματα. Αποδεικνύεται ότι θεωρητικά μπορούμε να διαμορφώσουμε νέους τρόπους μετάδοσης πληροφοριών. Δεν θα είναι σαν να βλέπεις, να ακούς, να γεύεσαι, να αγγίζεις ή να μυρίζεις. Θα είναι κάτι εντελώς νέο.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να γίνει αυτό. Το πρώτο είναι με την εμφύτευση ηλεκτροδίων απευθείας στον εγκέφαλο. Το δεύτερο είναι με τη λήψη σημάτων από τον εγκέφαλο μη επεμβατικά. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας φορητές συσκευές. Φανταστείτε ότι φοράτε ένα βραχιόλι με πολλούς κινητήρες δόνησης που διεγείρουν διαφορετικά σημεία γύρω από τον καρπό σας για να σχηματίσουν μια ροή δεδομένων. Όταν καθιερώνουμε μια σαφή σχέση μεταξύ της πληροφορίας και του είδους της αφής, οι άνθρωποι μπορούν εύκολα να αρχίσουν να την αναγνωρίζουν. Κάτι παρόμοιο κάνει αυτή τη στιγμή η NeoSensory, δημιουργώντας δονητικές νευρικές διεπαφές. Ένας από αυτούς τους προγραμματιστές σχεδιάζει να παρουσιάσει ήδη το επόμενο 2019.

«Σκεφτείτε πώς τα μωρά «μαθαίνουν» να χρησιμοποιούν τα αυτιά τους χτυπώντας παλαμάκια ή μουρμουρίζοντας και παίρνοντας ήχους. Τέτοια μάθηση μπορεί επίσης να παρατηρηθεί σε άτομα που γεννιούνται κωφοί και εξοπλισμένα με κοχλιακά εμφυτεύματα ως ενήλικες. Πρώτον, η εμπειρία του κοχλιακού εμφυτεύματος δεν μοιάζει σε τίποτα με τον ήχο. Ο φίλος μου το περιέγραψε ως ανώδυνο ηλεκτροσόκ. Δεν ένιωθε ότι είχε καμία σχέση με τον ήχο. Αλλά μετά από περίπου ένα μήνα, όλα άρχισαν να «ακούγονται», αν και χάλια. Ίσως η ίδια διαδικασία συνέβη στον καθένα μας όταν μάθαμε να χρησιμοποιούμε τα αυτιά μας. Απλώς δεν το θυμόμαστε». - είπε ένας από τους συγγραφείς της εργασίας για τη δημιουργία νευρωνικών διεπαφών, ο David Eagleman.

Βασισμένο σε ένα σημείωμα του καθηγητή Ψυχιατρικής και Συμπεριφορικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Στάνφορντ, συγγραφέα του The Brain: The Story Of You και του συνιδρυτή του NeoSensory, David Eagleman. Δημοσιεύτηκε στο Wired.

Πιστεύετε στην ανάπτυξη νευρωνικών διεπαφών; Μπορείτε να μιλήσετε για αυτό στο δικό μας

Ένα άτομο είναι σε θέση να αισθανθεί και να αντιληφθεί τον αντικειμενικό κόσμο λόγω της ειδικής δραστηριότητας του εγκεφάλου. Όλα τα αισθητήρια όργανα συνδέονται με τον εγκέφαλο. Κάθε ένα από αυτά τα όργανα ανταποκρίνεται σε ένα συγκεκριμένο είδος ερεθισμάτων: τα όργανα της όρασης - στην έκθεση στο φως, τα όργανα της ακοής και της αφής - στη μηχανική κρούση, τα όργανα της γεύσης και της όσφρησης - σε χημικά. Ωστόσο, ο ίδιος ο εγκέφαλος δεν είναι σε θέση να αντιληφθεί αυτού του είδους τις επιρροές. «Κατανοεί» μόνο ηλεκτρικά σήματα που σχετίζονται με νευρικές ώσεις. Για να ανταποκριθεί ο εγκέφαλος σε ένα ερέθισμα, σεαπό κάθε αισθητηριακή μέθοδο, η αντίστοιχη φυσική ενέργεια πρέπει πρώτα να μετατραπεί σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια ακολουθούν τα δικά τους μονοπάτια προς τον εγκέφαλο. Αυτή η διαδικασία μετάφρασης πραγματοποιείται από ειδικά κύτταρα στα αισθητήρια όργανα που ονομάζονται υποδοχείς. Οι οπτικοί υποδοχείς, για παράδειγμα, βρίσκονται σε ένα λεπτό στρώμα στο εσωτερικό του ματιού. Κάθε οπτικός υποδοχέας έχει μια χημική ουσία που αντιδρά στο φως και αυτή η απόκριση πυροδοτεί μια σειρά γεγονότων που καταλήγουν σε μια νευρική ώθηση. Οι ακουστικοί υποδοχείς είναι λεπτά τριχωτά κύτταρα που βρίσκονται βαθιά στο αυτί. οι δονήσεις του αέρα, που είναι ένα ηχητικό ερέθισμα, λυγίζουν αυτά τα τριχωτά κύτταρα, με αποτέλεσμα μια νευρική ώθηση. Παρόμοιες διαδικασίες συμβαίνουν και σε άλλες αισθητηριακές μορφές.

Ένας υποδοχέας είναι ένα εξειδικευμένο νευρικό κύτταρο ή νευρώνας. όταν διεγείρεται, στέλνει ένα ηλεκτρικό σήμα στους ενδιάμεσους νευρώνες. Αυτό το σήμα ταξιδεύει μέχρι να φτάσει στην περιοχή υποδοχής του στον εγκεφαλικό φλοιό, με κάθε αισθητήριο να έχει τη δική του δεκτική περιοχή. Κάπου στον εγκέφαλο - ίσως στον δεκτικό φλοιό, ή ίσως σε κάποια άλλη περιοχή του φλοιού - ένα ηλεκτρικό σήμα προκαλεί τη συνειδητή εμπειρία της αίσθησης. Έτσι, όταν νιώθουμε το άγγιγμα, η αίσθηση «εμφανίζεται» στον εγκέφαλό μας, όχι στο δέρμα μας. Ταυτόχρονα, οι ηλεκτρικές ώσεις που μεσολαβούν άμεσα στην αίσθηση της αφής προκλήθηκαν οι ίδιοι από ηλεκτρικές ώσεις που προέκυψαν στους υποδοχείς αφής που βρίσκονται στο δέρμα. Ομοίως, η αίσθηση της πικρής γεύσης δεν προέρχεται από τη γλώσσα, αλλά από τον εγκέφαλο. αλλά οι εγκεφαλικές παρορμήσεις που μεσολαβούν στην αίσθηση της γεύσης προκλήθηκαν οι ίδιες από ηλεκτρικές παρορμήσεις από τους γευστικούς κάλυκες της γλώσσας.

Ο εγκέφαλος αντιλαμβάνεται όχι μόνο τον αντίκτυπο του ερεθίσματος, αλλά αντιλαμβάνεται επίσης μια σειρά από χαρακτηριστικά του ερεθίσματος, όπως η ένταση του ερεθίσματος. Επομένως, οι υποδοχείς πρέπει να είναι σε θέση να κωδικοποιούν τις παραμέτρους έντασης και ποιότητας του ερεθίσματος. Πώς το κάνουν;

Για να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα, οι επιστήμονες έπρεπε να πραγματοποιήσουν μια σειρά πειραμάτων για να καταγράψουν τη δραστηριότητα μεμονωμένων κυττάρων του υποδοχέα και των μονοπατιών κατά την παρουσίαση διαφόρων σημάτων εισόδου ή ερεθισμάτων στο άτομο. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατό να προσδιοριστεί με ακρίβεια ποιες ιδιότητες του ερεθίσματος ανταποκρίνεται ένας συγκεκριμένος νευρώνας. Πώς γίνεται στην πράξη ένα τέτοιο πείραμα;

Πριν την έναρξη του πειράματος, το ζώο (πίθηκος) υποβάλλεται σε χειρουργική επέμβαση, κατά την οποία εμφυτεύονται λεπτά σύρματα σε ορισμένες περιοχές του οπτικού φλοιού. Φυσικά, μια τέτοια επέμβαση πραγματοποιείται υπό στείρες συνθήκες και με κατάλληλη αναισθησία. Λεπτά σύρματα - μικροηλεκτρόδια - καλύπτονται με μόνωση παντού, εκτός από την ίδια την άκρη, η οποία καταγράφει την ηλεκτρική δραστηριότητα του νευρώνα που έρχεται σε επαφή μαζί του. Μετά την εμφύτευση, αυτά τα μικροηλεκτρόδια δεν προκαλούν πόνο και ο πίθηκος μπορεί να ζήσει και να κινηθεί κανονικά. Κατά τη διάρκεια του πραγματικού πειράματος, ο πίθηκος τοποθετείται στη συσκευή δοκιμής και τα μικροηλεκτρόδια συνδέονται με συσκευές ενίσχυσης και εγγραφής. Στη συνέχεια ο πίθηκος παρουσιάζεται με διάφορα οπτικά ερεθίσματα. Παρατηρώντας από ποιο ηλεκτρόδιο προέρχεται ένα σταθερό σήμα, είναι δυνατό να προσδιοριστεί ποιος νευρώνας ανταποκρίνεται σε καθένα από τα ερεθίσματα. Δεδομένου ότι αυτά τα σήματα είναι πολύ αδύναμα, πρέπει να ενισχύονται και να εμφανίζονται σε μια οθόνη παλμογράφου, η οποία τα μετατρέπει σε καμπύλες τάσης. Οι περισσότεροι νευρώνες παράγουν μια σειρά από νευρικές ώσεις που αντανακλώνται στον παλμογράφο με τη μορφή κάθετων εκρήξεων (ακίδες). Ακόμη και απουσία ερεθισμάτων, πολλά κύτταρα παράγουν σπάνιες παρορμήσεις (αυθόρμητη δραστηριότητα). Όταν παρουσιάζεται ένα ερέθισμα στο οποίο ένας δεδομένος νευρώνας είναι ευαίσθητος, μπορεί να φανεί μια ταχεία διαδοχή αιχμών. Καταγράφοντας τη δραστηριότητα ενός μόνο κυττάρου, οι επιστήμονες έμαθαν πολλά για το πώς τα αισθητήρια όργανα κωδικοποιούν την ένταση και την ποιότητα του ερεθίσματος. Ο κύριος τρόπος κωδικοποίησης της έντασης του ερεθίσματος είναι ο αριθμός των νευρικών ερεθισμάτων ανά μονάδα χρόνου, δηλ. συχνότητα νευρικών ερεθισμάτων. Ας το δείξουμε αυτό με το παράδειγμα της αφής. Αν κάποιος αγγίξει ελαφρά το χέρι σας, θα εμφανιστούν μια σειρά από ηλεκτρικές ώσεις στις νευρικές ίνες. Εάν η πίεση αυξηθεί, το μέγεθος των παλμών παραμένει το ίδιο, αλλά ο αριθμός τους ανά μονάδα χρόνου αυξάνεται. Το ίδιο ισχύει και για άλλους τρόπους. Γενικά, όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα των νευρικών ερεθισμάτων και τόσο μεγαλύτερη η αντιληπτή ένταση του ερεθίσματος.

Η ένταση του ερεθίσματος μπορεί να κωδικοποιηθεί με άλλους τρόπους. Ένα από αυτά είναι να κωδικοποιήσει την ένταση ως ένα χρονικό μοτίβο παλμών. Σε χαμηλή ένταση, οι νευρικές ώσεις ακολουθούν σχετικά σπάνια και το διάστημα μεταξύ των παρακείμενων παλμών είναι μεταβλητό. Σε υψηλή ένταση, αυτό το διάστημα γίνεται αρκετά σταθερό. Μια άλλη δυνατότητα είναι να κωδικοποιήσουμε την ένταση ως προς τον απόλυτο αριθμό των ενεργοποιημένων νευρώνων: όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του ερεθίσματος, τόσο περισσότεροι νευρώνες εμπλέκονται.

Η ποιότητα του ερεθίσματος κωδικοποίησης είναι πιο περίπλοκη. Προσπαθώντας να εξηγήσει αυτή τη διαδικασία, ο I. Muller το 1825 πρότεινε ότι ο εγκέφαλος είναι σε θέση να διακρίνει πληροφορίες διαφορετικών αισθητηριακών τρόπων λόγω του γεγονότος ότι πηγαίνει κατά μήκος διαφορετικών αισθητηριακών νεύρων (μερικά νεύρα μεταδίδουν οπτικές αισθήσεις, άλλα - ακουστικές κ.λπ.) . Επομένως, εάν δεν λάβουμε υπόψη μια σειρά από δηλώσεις του Muller σχετικά με τη μη γνώση του πραγματικού κόσμου, τότε μπορούμε να συμφωνήσουμε ότι οι νευρικές οδοί που ξεκινούν από διαφορετικούς υποδοχείς καταλήγουν σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού. Κατά συνέπεια, ο εγκέφαλος λαμβάνει πληροφορίες για τις ποιοτικές παραμέτρους του ερεθίσματος χάρη σε εκείνα τα νευρικά κανάλια που συνδέουν τον εγκέφαλο και τον υποδοχέα. Ωστόσο, ο εγκέφαλος είναι σε θέση να διακρίνει μεταξύ των επιπτώσεων ενός τρόπου. Για παράδειγμα, ξεχωρίζουμε το κόκκινο από το πράσινο ή το γλυκό από το ξινό. Προφανώς, η κωδικοποίηση εδώ σχετίζεται επίσης με συγκεκριμένους νευρώνες. Για παράδειγμα, υπάρχουν στοιχεία ότι ένα άτομο ξεχωρίζει το γλυκό από το ξινό απλώς και μόνο επειδή κάθε είδος γεύσης έχει τις δικές του νευρικές ίνες. Έτσι, οι πληροφορίες από τους υποδοχείς των γλυκών μεταδίδονται κυρίως μέσω των «γλυκών» ινών, από τους υποδοχείς ξινής μέσω των «ξινών» ινών και το ίδιο συμβαίνει με τις «αλμυρές» και τις «πικρές» ίνες.

Ωστόσο, η εξειδίκευση δεν είναι η μόνη δυνατή αρχή κωδικοποίησης. Είναι επίσης πιθανό ότι ένα συγκεκριμένο μοτίβο νευρικών ερεθισμάτων χρησιμοποιείται στο αισθητήριο σύστημα για την κωδικοποίηση πληροφοριών ποιότητας. Μια μεμονωμένη νευρική ίνα, που αντιδρά στο μέγιστο, ας πούμε, στα γλυκά, μπορεί να αντιδράσει, αλλά σε διαφορετικό βαθμό, σε άλλα είδη γευστικών ερεθισμάτων. Μια ίνα αντιδρά πιο έντονα στο γλυκό, πιο αδύναμο στο πικρό και ακόμα πιο αδύναμο στο αλμυρό. έτσι ώστε ένα «γλυκό» ερέθισμα θα ενεργοποιούσε έναν μεγάλο αριθμό ινών με ποικίλους βαθμούς διεγερσιμότητας, και τότε αυτό το συγκεκριμένο μοτίβο νευρικής δραστηριότητας θα ήταν ο κωδικός για γλυκό στο σύστημα. Ένα διαφορετικό σχέδιο θα μεταδιδόταν μέσω των ινών ως πικρός κώδικας.

Ωστόσο, στην επιστημονική βιβλιογραφία μπορούμε να συναντήσουμε μια άλλη άποψη. Για παράδειγμα, υπάρχει κάθε λόγος να πιστεύουμε ότι οι ποιοτικές παράμετροι ενός ερεθίσματος μπορούν να κωδικοποιηθούν μέσω της μορφής ενός ηλεκτρικού σήματος που εισέρχεται στον εγκέφαλο. Παρόμοιο φαινόμενο συναντάμε όταν αντιλαμβανόμαστε τη χροιά μιας φωνής ή τη χροιά ενός μουσικού οργάνου. Εάν το σχήμα του σήματος είναι κοντά σε ένα ημιτονοειδές, τότε η χροιά είναι ευχάριστη για εμάς, αλλά εάν το σχήμα διαφέρει σημαντικά από ένα ημιτονοειδές, τότε έχουμε μια αίσθηση παραφωνίας.

Έτσι, η αντανάκλαση στις αισθήσεις των ποιοτικών παραμέτρων του ερεθίσματος είναι μια πολύ περίπλοκη διαδικασία, η φύση της οποίας δεν έχει μελετηθεί πλήρως.

Από: Atkinson R.L., Atkinson R.S., Smith E.E., etc. Introduction to Psychology: A Textbook for Universities / Per. από τα Αγγλικά. υπό. εκδ. V.P. Zinchenko, - M.: Trivola, 1999.

Οι αισθήσεις συνδέουν ένα άτομο με τον έξω κόσμο και είναι ταυτόχρονα η κύρια πηγή πληροφοριών για αυτόν και η κύρια προϋπόθεση για την πνευματική ανάπτυξη. Ωστόσο, παρά το προφανές των διατάξεων αυτών, έχουν επανειλημμένα αμφισβητηθεί. Οι εκπρόσωποι της ιδεαλιστικής τάσης στη φιλοσοφία και την ψυχολογία συχνά εξέφρασαν την ιδέα ότι η αληθινή πηγή της συνειδητής μας δραστηριότητας δεν είναι οι αισθήσεις, αλλά η εσωτερική κατάσταση της συνείδησης, η ικανότητα ορθολογικής σκέψης, εγγενής στη φύση και ανεξάρτητη από την εισροή πληροφοριών που προέρχονται από τον έξω κόσμο. Αυτές οι απόψεις αποτέλεσαν τη βάση της φιλοσοφίας ορθολογισμός.Η ουσία του ήταν ο ισχυρισμός ότι η συνείδηση ​​και η λογική είναι η πρωταρχική, περαιτέρω ανεξήγητη ιδιότητα του ανθρώπινου πνεύματος.

Ιδεαλιστές φιλόσοφοι και πολλοί ψυχολόγοι που είναι υποστηρικτές της ιδεαλιστικής έννοιας έχουν συχνά προσπαθήσει να απορρίψουν τη θέση ότι οι αισθήσεις ενός ατόμου τον συνδέουν με τον εξωτερικό κόσμο και να αποδείξουν την αντίθετη, παράδοξη θέση, η οποία συνίσταται στο γεγονός ότι οι αισθήσεις χωρίζουν ένα άτομο από τον εξωτερικό κόσμο με ένα ανυπέρβλητο τείχος. Ανάλογη θέση προέβαλαν εκπρόσωποι του υποκειμενικού ιδεαλισμού (D. Berkeley, D. Hume, E. Mach).

Ο I. Müller, ένας από τους εκπροσώπους της δυϊστικής κατεύθυνσης στην ψυχολογία, με βάση την προαναφερθείσα θέση του υποκειμενικού ιδεαλισμού, διατύπωσε τη θεωρία της «ειδικής ενέργειας των αισθητηρίων οργάνων». Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, καθένα από τα αισθητήρια όργανα (μάτι, αυτί, δέρμα, γλώσσα) δεν αντανακλά την επίδραση του εξωτερικού κόσμου, δεν παρέχει πληροφορίες για τις πραγματικές διεργασίες που συμβαίνουν στο περιβάλλον, αλλά δέχεται μόνο κραδασμούς από εξωτερικές επιρροές που διεγείρουν τις δικές τους διαδικασίες. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, κάθε αισθητήριο όργανο έχει τη δική του «ειδική ενέργεια» που διεγείρεται από οποιαδήποτε επιρροή προέρχεται από τον έξω κόσμο. Έτσι, αρκεί να πιέσετε το μάτι ή να ενεργήσετε πάνω του με ηλεκτρικό ρεύμα για να έχετε μια αίσθηση φωτός. Η μηχανική ή ηλεκτρική διέγερση του αυτιού είναι επαρκής για την παραγωγή της αίσθησης του ήχου. Από αυτές τις διατάξεις, συνήχθη το συμπέρασμα ότι τα αισθητήρια όργανα δεν αντανακλούν εξωτερικές επιρροές, αλλά διεγείρονται μόνο από αυτές, και ένα άτομο δεν αντιλαμβάνεται τις αντικειμενικές επιρροές του έξω κόσμου, αλλά μόνο τις δικές του υποκειμενικές καταστάσεις, που αντανακλούν τη δραστηριότητα της αίσθησης του. όργανα.

Κοντινή ήταν η άποψη του G. Helmholtz, ο οποίος δεν απέρριψε το γεγονός ότι οι αισθήσεις προκύπτουν ως αποτέλεσμα της επίδρασης των αντικειμένων στα αισθητήρια όργανα, αλλά πίστευε ότι οι νοητικές εικόνες που προκύπτουν ως αποτέλεσμα αυτής της πρόσκρουσης δεν έχουν καμία σχέση με αληθινά αντικείμενα. Σε αυτή τη βάση, ονόμασε τις αισθήσεις «σύμβολα» ή «σημάδια» εξωτερικών φαινομένων, αρνούμενος να τις αναγνωρίσει ως εικόνες, ή αντανακλάσεις, αυτών των φαινομένων. Πίστευε ότι η πρόσκρουση ενός συγκεκριμένου αντικειμένου στο αισθητήριο όργανο προκαλεί στο μυαλό ένα «σημάδι» ή «σύμβολο» του ενεργού αντικειμένου, αλλά όχι την εικόνα του. «Γιατί η εικόνα απαιτείται να έχει κάποια ομοιότητα με το αντικείμενο που απεικονίζεται... Από το σημείο, ωστόσο, δεν απαιτείται ομοιότητα με αυτό του οποίου είναι σημάδι».

Είναι εύκολο να δει κανείς ότι και οι δύο αυτές προσεγγίσεις οδηγούν στην ακόλουθη δήλωση: ένα άτομο δεν μπορεί να αντιληφθεί τον αντικειμενικό κόσμο και η μόνη πραγματικότητα είναι οι υποκειμενικές διαδικασίες που αντικατοπτρίζουν τη δραστηριότητα των αισθητηρίων οργάνων του, που δημιουργούν τα υποκειμενικά αντιληπτά «στοιχεία του κόσμος."

Παρόμοια συμπεράσματα αποτέλεσαν τη βάση της θεωρίας αυτοκρατία(από λατ. Solus-ένας, εννοείται-ο ίδιος) που συνοψίζεται στο γεγονός ότι ένα άτομο μπορεί να γνωρίζει μόνο τον εαυτό του και δεν έχει καμία απόδειξη για την ύπαρξη τίποτε άλλου εκτός από τον εαυτό του.

Αντίθετες θέσεις παίρνουν εκπρόσωποι της υλιστικής τάσης, που θεωρούν εφικτό να αντικατοπτρίζουν αντικειμενικά τον εξωτερικό κόσμο. Η μελέτη της εξέλιξης των αισθητηρίων οργάνων δείχνει πειστικά ότι στη διαδικασία της μακροχρόνιας ιστορικής ανάπτυξης, σχηματίστηκαν ειδικά όργανα αντίληψης (αισθητήρια όργανα ή υποδοχείς) που ειδικεύονταν στην αντανάκλαση ειδικών τύπων αντικειμενικά υπαρχόντων μορφών κίνησης της ύλης (ή τύπους ενέργεια): ακουστικοί υποδοχείς που αντανακλούν ηχητικές δονήσεις. οπτικούς υποδοχείς που αντανακλούν ορισμένες περιοχές ηλεκτρομαγνητικών δονήσεων κ.λπ. Η μελέτη της εξέλιξης των οργανισμών δείχνει ότι στην πραγματικότητα δεν έχουμε «συγκεκριμένες ενέργειες των ίδιων των αισθητηρίων οργάνων», αλλά συγκεκριμένα όργανα που αντικειμενικά αντανακλούν διάφορα είδη ενέργειας. Επιπλέον, η υψηλή εξειδίκευση των διαφόρων αισθητήριων οργάνων βασίζεται όχι μόνο στα δομικά χαρακτηριστικά του περιφερειακού τμήματος του αναλυτή - υποδοχείς, αλλά και στην υψηλότερη εξειδίκευση των νευρώνων που αποτελούν μέρος του κεντρικού νευρικού μηχανισμού, οι οποίοι λαμβάνουν σήματα που γίνονται αντιληπτά από την περιφερική αισθητηριακά όργανα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι οι ανθρώπινες αισθήσεις είναι προϊόν ιστορικής εξέλιξης και ως εκ τούτου διαφέρουν ποιοτικά από τις αισθήσεις των ζώων. Στα ζώα, η ανάπτυξη των αισθήσεων περιορίζεται πλήρως από τις βιολογικές, ενστικτώδεις ανάγκες τους. Σε πολλά ζώα, ορισμένοι τύποι αισθήσεων είναι εντυπωσιακοί στη λεπτότητα τους, αλλά η εκδήλωση αυτής της λεπτώς αναπτυγμένης ικανότητας αίσθησης δεν μπορεί να υπερβεί τον κύκλο των αντικειμένων και των ιδιοτήτων τους που έχουν άμεση ζωτική σημασία για τα ζώα ενός δεδομένου είδους. Για παράδειγμα, οι μέλισσες είναι σε θέση να διακρίνουν τη συγκέντρωση ζάχαρης σε ένα διάλυμα πολύ πιο λεπτά από τον μέσο άνθρωπο, αλλά αυτό περιορίζει τη λεπτότητα της γευστικής τους αίσθησης. Ένα άλλο παράδειγμα: μια σαύρα, που μπορεί να ακούσει το ελαφρύ θρόισμα ενός ερπυσμού εντόμου, δεν θα αντιδράσει με κανέναν τρόπο σε ένα πολύ δυνατό χτύπημα πέτρας σε πέτρα.

Στους ανθρώπους, η ικανότητα να αισθάνονται δεν περιορίζεται από βιολογικές ανάγκες. Η εργασία του δημιούργησε ένα ασύγκριτα ευρύτερο φάσμα αναγκών από ό,τι για τα ζώα, και σε δραστηριότητες που στοχεύουν στην ικανοποίηση αυτών των αναγκών, οι ανθρώπινες ικανότητες, συμπεριλαμβανομένης της ικανότητας να αισθάνεται, αναπτύσσονται συνεχώς. Επομένως, ένα άτομο μπορεί να αισθανθεί πολύ μεγαλύτερο αριθμό ιδιοτήτων των αντικειμένων που τον περιβάλλουν από ένα ζώο.

1 Αυτή η ενότητα βασίζεται σε κεφάλαια από το βιβλίο: Ψυχολογία. / Εκδ. καθ. Κ.Ν. Kornilov, καθ. Α.Α. Smirnova, καθ. Β.Μ. Teplov. - Εκδ. 3ο, αναθεωρημένο. και επιπλέον - M.: Uchpedgiz, 1948.

ΚΥΡΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΑΝΑΛΥΤΗ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΚΟΗΣ

Η δομή και η λειτουργία του ανθρώπινου ακουστικού αναλυτή

Όλες οι ηχητικές πληροφορίες που λαμβάνει ένα άτομο από τον έξω κόσμο (είναι περίπου το 25% του συνόλου), τις αναγνωρίζει με τη βοήθεια του ακουστικού συστήματος.

Το ακουστικό σύστημα είναι ένα είδος δέκτη πληροφοριών και αποτελείται από το περιφερειακό μέρος και τα ανώτερα μέρη του ακουστικού συστήματος.

Το περιφερειακό τμήμα του ακουστικού συστήματος εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:

- μια ακουστική κεραία που λαμβάνει, εντοπίζει, εστιάζει και ενισχύει το ηχητικό σήμα.

- μικρόφωνο

- αναλυτής συχνότητας και χρόνου.

Ένας μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό που μετατρέπει ένα αναλογικό σήμα σε δυαδικές νευρικές ώσεις.

Το περιφερειακό ακουστικό σύστημα χωρίζεται σε τρία μέρη: το εξωτερικό, το μέσο και το έσω αυτί.

Το έξω αυτί αποτελείται από το αυτί και τον ακουστικό πόρο, ο οποίος καταλήγει σε μια λεπτή μεμβράνη που ονομάζεται τυμπανική μεμβράνη. Τα εξωτερικά αυτιά και το κεφάλι είναι στοιχεία της εξωτερικής ακουστικής κεραίας που συνδέει (ταιριάζει) το τύμπανο με το εξωτερικό ηχητικό πεδίο. Οι κύριες λειτουργίες των εξωτερικών αυτιών είναι η διφωνική (χωρική) αντίληψη, ο εντοπισμός μιας ηχητικής πηγής και η ενίσχυση της ηχητικής ενέργειας, ιδιαίτερα στις μεσαίες και υψηλές συχνότητες.

Λοβός 1 στην περιοχή του εξωτερικού αυτιού (Εικ. 1.α) κατευθύνει ακουστικούς κραδασμούς στον ακουστικό πόρο 2, που τελειώνει με την τυμπανική μεμβράνη 5. Ο ακουστικός πόρος χρησιμεύει ως ακουστικός συντονιστής σε συχνότητες περίπου 2,6 kHz, που ανεβάζει την ηχητική πίεση τρεις φορές. Επομένως, σε αυτό το εύρος συχνοτήτων, το ηχητικό σήμα ενισχύεται σημαντικά και εδώ βρίσκεται η περιοχή μέγιστης ευαισθησίας ακοής. Το ηχητικό σήμα επηρεάζει περαιτέρω το τύμπανο3.

Η τυμπανική μεμβράνη είναι μια λεπτή μεμβράνη πάχους 74 microns, έχει τη μορφή κώνου, στραμμένη προς το μέσο αυτί. Σχηματίζει ένα όριο με την περιοχή του μέσου ωτός και συνδέεται εδώ με έναν μυοσκελετικό μοχλό μηχανισμό με τη μορφή σφυρού. 4 και άκμονες 5. Το στέλεχος του άκμονα στηρίζεται στη μεμβράνη του οβάλ παραθύρου 6 εσωτερικό αυτί 7. Το σύστημα μοχλού σφύρας-αμόνι είναι ένας μετασχηματιστής των δονήσεων της τυμπανικής μεμβράνης, αυξάνοντας την ηχητική πίεση στη μεμβράνη του ωοειδούς παραθύρου για τη μεγαλύτερη επιστροφή ενέργειας από το μέσο αέρα του μέσου αυτιού, το οποίο επικοινωνεί με το εξωτερικό περιβάλλον μέσω του ρινοφάρυγγα 8, στην περιοχή του έσω αυτιού 7, γεμάτο με ασυμπίεστο υγρό - περιλέμφο.

Το μέσο αυτί είναι μια κοιλότητα γεμάτη αέρα που συνδέεται με τον ρινοφάρυγγα μέσω της ευσταχιανής σάλπιγγας για να εξισορροπήσει την ατμοσφαιρική πίεση. Το μέσο αυτί εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες: αντιστοίχιση της σύνθετης αντίστασης του μέσου αέρα με το υγρό μέσο του κοχλία του εσωτερικού αυτιού. προστασία από δυνατούς ήχους (ακουστικό αντανακλαστικό). ενίσχυση (μηχανισμός μοχλού), λόγω του οποίου η ηχητική πίεση που μεταδίδεται στο εσωτερικό αυτί αυξάνεται κατά σχεδόν 38 dB σε σύγκριση με αυτή που εισέρχεται στο τύμπανο.

Εικ.1. Η δομή του οργάνου ακοής

Η δομή του εσωτερικού αυτιού (που φαίνεται διευρυμένη στο Σχήμα 1.6) είναι πολύ περίπλοκη και συζητείται εδώ σχηματικά. Η κοιλότητα του 7 είναι ένας σωλήνας που λεπταίνει προς την κορυφή, διπλωμένος σε 2,5 στροφές με τη μορφή κοχλία μήκους 3,5 cm, στον οποίο γειτνιάζουν τα κανάλια της αιθουσαίας συσκευής με τη μορφή τριών δακτυλίων 9. Όλος αυτός ο λαβύρινθος περιορίζεται από ένα οστέινο διάφραγμα 10. Σημειώστε ότι στο τμήμα εισόδου του σωλήνα, εκτός από την οβάλ μεμβράνη, υπάρχει μια στρογγυλή μεμβράνη παραθύρου 11, εκτελώντας μια βοηθητική λειτουργία ταιριάσματος του μέσου και του εσωτερικού αυτιού.

Η κύρια μεμβράνη βρίσκεται σε όλο το μήκος του κοχλία 12 - αναλυτής ακουστικού σήματος. Είναι μια στενή κορδέλα εύκαμπτων συνδέσμων (Εικ. 1.6), που εκτείνεται προς την κορυφή του κοχλία. Η διατομή (Εικ. 1.γ) δείχνει την κύρια μεμβράνη 12, μεμβράνη οστού (Reissner). 13, περίφραξη του υγρού περιβάλλοντος της αιθουσαίας συσκευής από το ακουστικό. κατά μήκος της κύριας μεμβράνης υπάρχουν στρώματα απολήξεων των νευρικών ινών του 14 οργάνου του Corti, που συνδέονται σε ένα τουρνικέ 15.

Η κύρια μεμβράνη αποτελείται από πολλές χιλιάδες εγκάρσιες ίνεςμήκος 32 χλστ. Το όργανο του Corti περιέχει εξειδικευμένους ακουστικούς υποδοχείς- τριχωτά κύτταρα. Εγκάρσια, το όργανο του Corti αποτελείται από μια σειρά εσωτερικών τριχωτών κυττάρων και τρεις σειρές εξωτερικών τριχωτών κυττάρων.

Το ακουστικό νεύρο είναι ένας στριμμένος κορμός, ο πυρήνας του οποίου αποτελείται από ίνες που εκτείνονται από την κορυφή του κοχλία και τα εξωτερικά στρώματα - από τα κάτω τμήματα του. Κατά την είσοδό τους στο εγκεφαλικό στέλεχος, οι νευρώνες αλληλεπιδρούν με κύτταρα διαφόρων επιπέδων, ανεβαίνουν στον φλοιό και διασταυρώνονται κατά μήκος της διαδρομής, έτσι ώστε οι ακουστικές πληροφορίες από το αριστερό αυτί να πηγαίνουν κυρίως στο δεξί ημισφαίριο, όπου επεξεργάζονται κυρίως οι συναισθηματικές πληροφορίες, και από το δεξί αυτί στο το αριστερό ημισφαίριο, όπου γίνεται κυρίως η επεξεργασία των σημασιολογικών πληροφοριών. Στον φλοιό, οι κύριες ζώνες ακοής βρίσκονται στην κροταφική περιοχή, υπάρχει μια συνεχής αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο ημισφαιρίων.

Ο γενικός μηχανισμός μετάδοσης του ήχου μπορεί να απλοποιηθεί ως εξής: τα ηχητικά κύματα διέρχονται από το κανάλι ήχου και διεγείρουν τους κραδασμούς του τυμπάνου. Αυτές οι δονήσεις μεταδίδονται μέσω του οστεοειδούς συστήματος του μέσου αυτιού στο οβάλ παράθυρο, το οποίο ωθεί το υγρό στο πάνω μέρος του κοχλία.

Όταν η μεμβράνη του ωοειδούς παραθύρου δονείται στο υγρό του εσωτερικού αυτιού, προκύπτουν ελαστικοί κραδασμοί που κινούνται κατά μήκος της κύριας μεμβράνης από τη βάση του κοχλία προς την κορυφή του. Η δομή της κύριας μεμβράνης είναι παρόμοια με ένα σύστημα συντονιστών με συχνότητες συντονισμού εντοπισμένες κατά μήκος. Τα τμήματα της μεμβράνης που βρίσκονται στη βάση του κοχλία αντηχούν στα συστατικά υψηλής συχνότητας των ηχητικών δονήσεων, προκαλώντας ταλάντωση, τα μεσαία ανταποκρίνονται σε μεσαίας συχνότητας και τα τμήματα που βρίσκονται κοντά στην κορυφή σε χαμηλές συχνότητες. Τα συστατικά υψηλής συχνότητας στη λέμφο αποσυντίθενται γρήγορα και δεν επηρεάζουν τα μέρη της μεμβράνης που είναι απομακρυσμένα από την αρχή.

Φαινόμενα συντονισμού εντοπίζονται στην επιφάνεια της μεμβράνης με τη μορφή ανάγλυφου, όπως φαίνεται σχηματικά στο Σχ. ένας. ΣΟΛ,διεγείρουν τα νευρικά κύτταρα «τρίχας» που βρίσκονται στην κύρια μεμβράνη σε διάφορα στρώματα, σχηματίζοντας το όργανο του Corti.Κάθε ένα από αυτά τα κύτταρα έχει έως και εκατό απολήξεις «τρίχας». Στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης υπάρχουν τρία έως πέντε στρώματα τέτοιων κυττάρων και κάτω από αυτά υπάρχει μια εσωτερική σειρά, έτσι ώστε ο συνολικός αριθμός των κυττάρων "τρίχας" που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε στρώματα όταν η μεμβράνη παραμορφώνεται είναι περίπου 25 χίλια.

Στο όργανο του Corti, οι μηχανικοί κραδασμοί της μεμβράνης μετατρέπονται σε διακριτές ηλεκτρικές ώσεις νευρικών ινών. Όταν η κύρια μεμβράνη δονείται, οι βλεφαρίδες στα τριχωτά κύτταρα κάμπτονται και αυτό δημιουργεί ένα ηλεκτρικό δυναμικό, το οποίο προκαλεί ένα ρεύμα ηλεκτρικών νευρικών ερεθισμάτων που μεταφέρουν όλες τις απαραίτητες πληροφορίες σχετικά με το εισερχόμενο ηχητικό σήμα στον εγκέφαλο για περαιτέρω επεξεργασία και απόκριση. Το αποτέλεσμα αυτής της πολύπλοκης διαδικασίας είναι η μετατροπή του ακουστικού σήματος εισόδου σε ηλεκτρική μορφή και στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τα ακουστικά νεύρα, μεταδίδεται στις ακουστικές περιοχές του εγκεφάλου.

Τα ανώτερα μέρη του ακουστικού συστήματος (συμπεριλαμβανομένων των ζωνών του ακουστικού φλοιού) μπορούν να θεωρηθούν ως ένας λογικός επεξεργαστής που επιλέγει (αποκωδικοποιεί) χρήσιμα ηχητικά σήματα στο φόντο του θορύβου, τα ομαδοποιεί σύμφωνα με ορισμένα χαρακτηριστικά, τα συγκρίνει με τις εικόνες στη μνήμη, καθορίζει την πληροφοριακή τους αξία και αποφασίζει για την ανταπόκριση.ενέργειες.

Μετάδοση σημάτων από ακουστικούς αναλυτές στον εγκέφαλο

Η διαδικασία μετάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων από τα τριχωτά κύτταρα στον εγκέφαλο έχει ηλεκτροχημικό χαρακτήρα.

Ο μηχανισμός μετάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων στον εγκέφαλο φαίνεται στο διάγραμμα του Σχ. 2, όπου τα L και R είναι το αριστερό και το δεξί αυτί, 1 είναι ακουστικά νεύρα, 2 και 3 είναι ενδιάμεσα κέντρα για τη διανομή και την επεξεργασία των πληροφοριών που βρίσκονται στο εγκεφαλικό στέλεχος, και το 2 είναι το λεγόμενο . πυρήνες σαλιγκαριού, 3 - πάνω ελιές.

Εικ.2. Ο μηχανισμός μετάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων στον εγκέφαλο

Ο μηχανισμός με τον οποίο διαμορφώνεται η αντίληψη του τόνου είναι ακόμα αντικείμενο συζήτησης. Είναι γνωστό μόνο ότι σε χαμηλότερες συχνότητες εμφανίζονται αρκετοί παλμοί για κάθε μισό κύκλο μιας ηχητικής ταλάντωσης. Σε υψηλότερες συχνότητες, οι παλμοί δεν εμφανίζονται σε κάθε μισό κύκλο, αλλά λιγότερο συχνά, για παράδειγμα, ένας παλμός για κάθε δεύτερη περίοδο και σε υψηλότερες συχνότητες, ακόμη και για κάθε τρίτο. Η συχνότητα εμφάνισης νευρικών ερεθισμάτων εξαρτάται μόνο από την ένταση της διέγερσης, δηλ. στην τιμή της στάθμης ηχητικής πίεσης.

Οι περισσότερες πληροφορίες που προέρχονται από το αριστερό αυτί μεταδίδονται στο δεξί ημισφαίριο του εγκεφάλου και, αντίθετα, οι περισσότερες πληροφορίες που προέρχονται από το δεξί αυτί μεταδίδονται στο αριστερό ημισφαίριο. Στα ακουστικά μέρη του εγκεφαλικού στελέχους προσδιορίζεται το ύψος, η ένταση του ήχου και ορισμένα σημάδια χροιάς, δηλ. πραγματοποιείται επεξεργασία σήματος. Πολύπλοκες διαδικασίες επεξεργασίας λαμβάνουν χώρα στον εγκεφαλικό φλοιό. Πολλά από αυτά είναι έμφυτα, πολλά διαμορφώνονται στη διαδικασία επικοινωνίας με τη φύση και τους ανθρώπους, ξεκινώντας από τη βρεφική ηλικία.

Έχει διαπιστωθεί ότι στην πλειονότητα των ανθρώπων (95% των δεξιόχειρων και 70% των αριστερόχειρων) στο αριστερό ημισφαίριο κατανέμονται και υποβάλλονται σε επεξεργασία. σημασιολογικά σημάδια πληροφοριών, και στα δεξιά - αισθητικά. Αυτό το συμπέρασμα προέκυψε σε πειράματα σχετικά με τη βιοτική (δισχιδή, χωριστή) αντίληψη του λόγου και της μουσικής. Όταν ακούει ένα σύνολο αριθμών με το αριστερό αυτί και ένα άλλο σύνολο αριθμών με το δεξί αυτί, ο ακροατής προτιμά αυτόν που γίνεται αντιληπτός από το δεξί αυτί και πληροφορίες για το οποίο εισέρχονται στο αριστερό ημισφαίριο. Αντίθετα, όταν ακούγονται διαφορετικές μελωδίες με διαφορετικά αυτιά, προτιμάται αυτή που ακούγεται με το αριστερό αυτί και πληροφορίες από τις οποίες εισέρχονται στο δεξί ημισφαίριο.

Οι νευρικές απολήξεις υπό τη δράση διέγερσης παράγουν παλμούς (δηλαδή σχεδόν ένα σήμα ήδη κωδικοποιημένο σχεδόν ψηφιακό), που μεταδίδονται μέσω νευρικών ινών στον εγκέφαλο: την πρώτη στιγμή έως και 1000 imp/s και μετά από ένα δευτερόλεπτο - όχι περισσότερα από 200 λόγω κόπωση, η οποία καθορίζει τη διαδικασία προσαρμογής, δηλ. μείωση της αντιληπτής έντασης με παρατεταμένη έκθεση σε ένα σήμα.