О системной нейрофизиологии<br> (стр. 2 )

Желающие могут подробно изучить все это. Несмотря на большой объем, это стоит того, чтобы с ним ознакомиться хотя бы на уровне реферата :)<br>

Кратко резюмируя: функция нейронов сводится к единственной операции: сравнения величины электрического потенциала с пороговым значением, начиная с которого нейрон возбуждается (разряжается), вырабатывая стандартные электрические импульсы с частотой следования, пропорциональной общей сумме воздействий всех входных сигналов. <br>

Т. е. нейрон - это пороговый элемент (компаратор) или генератор импульсов (релаксаторного, разряжающегося типа), запускаемый, воздействующими сигналами, в сумме не меньше определенного значения (зависящего от свойств его мембраны, которая выполняет функции алгебраического суммирования всех приложенных к ней сигналов). А к одному телу нейрона может быть приложено до 10000 сигналов - по числу возможных контактов (синапсов). <br>

Нейрон - очень простой функциональный элемент, который так же можно назвать детектором (определителем) превышения порога возбуждения. А т. к. сигналы приходят из определенных предшествующих структур (даже жестко определенных в случае первичных рецепторов), то нейрон это - детектор появления такого достаточно сильного сигнала. Пожалуйста, запомните эту детекторную ипостась функциональности нейрона :)<br>

Чтобы разместить все синоптические контакты и чтобы получить их из разных точек нервной сети, от тела нейрона разветвляется множество корнеобразных ответвлений - дендритов, на которых и располагаются синапсы (они могут располагаться и на самом теле нейрона, это совершенно не принципиально). <br>

Если нейрон возбуждается, то электрические импульсы распространяются от его тела по отростку (обычно единственному) - аксону, длина которого бывает достаточна, чтобы, например, образовывать нервы - жгуты аксонов, идущих в одном пучке, соединяющие мозг и различные органы. Внутри же самого мозга аксоны относительно короткие. Подробнее - в книге Д. Хьюбела - <a href="/neuro/science/base/brain. htm">МОЗГ</a><br>

Синапсы по воздействию бывают двух видов: те, что при передаче сигнала приводят к возбуждению и те, что, наоборот, еще более повышают порог возбуждения - блокируют, "тормозят" нейрон.<br>

<br>

Изучая, как организуется простейшее поведение улитки, можно проследить, как все начинается с рецепторов - чувствительных элементов-клеток, способных преобразовывать воздействие внешней среди или характеристики внутренней среды в стандартные электрические импульсы нейронной активности. <br>

Можно сказать, что рецептор это клетка - несколько видоизмененный нейрон, мембрана которого способна поляризоваться при воздействии вспомогательных преобразователей специфических механических, фото, или химических воздействий. <br>

Осуществляется же реакция с помощью эффекторов - преобразователей нервных импульсов в специфическое действие: сокращение мышечного волокна, выделение химических веществ или же остается стандартным сигналом для воздействия на элементы самой нейронной сети, организуя переключения активности с помощью внимания.<br>

Подробнее о рецепторах и эффекторах - в <a href="/neuro/science/recept2/in_out. php"> Рецепторы и эффекторы </a><br>

В простейшем случае у насекомых раздражение рецепторов вызывает возбуждение нейронов, которое передается эффекторам. Часто бывает разветвление небольшого количества рецепторных сигналов для срабатывания целого блока эффекторов, вызывающего целую последовательность реакций - программу действия. <br>

Так организуется связь между важным (т. е. достаточно сильным для возникновения реакции в случае насекомых, которые по-другому никак не оценивают эту важность) для организма воздействием внешней среды или важного изменения состояния внутренней среды в ответную реакцию. Важность определяется <a href="/neuro/neuro_sys/help/n_sekection. php" target="blank"> естественным отбором </a> в виде оптимизации чувствительности рецепторов и уровня запуска реакции: полезные реакции остаются и усиливаются, а бесполезные и вредные исчезают. <br>

Внутренние важные сигналы обуславливаются <a href="/neuro/neuro_sys/help/need. php" target="blank"> потребностями </a> (которые в случае простейших "оцениваются" (или лучше сказать проявляются) лишь как объективный фактор, определяющий то, что необходимо для существования). <br>

Легко видеть, что любые сигналы, и внешние и внутренние, можно отнести, в зависимости от конкретных условий, или к положительным (полезным) для организма или отрицательным (вредным). Результат такой оценки всегда зависит от условий (внешних и внутренних, текущих и постоянных), в которых эти сигналы проявляются. <br>

Кстати, отсюда следует невозможность определения абсолютного добра и зла как некоего стандарта, подходящего для всех :) Но личное разделение добра и зла на каждый данный момент существующих условий - принципиально важно! Такое разделение, уже на уровне самой простейшей нервной сети, задает систему отношения организма (пока рано говорить о личности :) ) или систему значимости, которая в случае более сложных реакций, чем просто стимул-ответ, гибко, в зависимости от условий, определяют направленность поведения. <br>

Понятие системы значимости очень важно. Но для простейших, таких как насекомые, введено несколько преждевременно в том смысле, что значимость определяется как критерий того, насколько это полезно и важно для жизнеобеспечения вида, но, конечно же, никак не оценивается (и не используется) самим организмом :) Т. е. понятие значимость - в данном случае - чисто условно (с точки зрения методологии термин значимость, как введенная абстракция, имеет определенные границы, которые проходят эволюционно примерно на уровне сложности организации птиц, явно разделяющих стиль реакций в зависимости от эмоционального состояния). <br>

Уже на уровне насекомых закладывается основа для развития этой системы настолько, что позволяет оценивать воздействующие условия и результаты собственного поведения с позиции важности для самого организма и, соответственно, корректировать поведение не из поколения в поколение, а оперативно и гибко. <br>

<br>

В настоящее время хорошо изучены структуры генов даже сложных организмов и стало ясно, что количество информации совершенно недостаточно не только для детального плана строения мозга (число состояний связей которого превышает число атомов во вселенной), но даже основных особенностей строения тела и программы его развития. <br>

Генетическая информация нужна только для задания первоначального состояния и отдельных эпизодов влияния на развитие. А все, во что превращаются клетки развивающихся тканей, зависит от условий, в которых они развиваются - от окружения. Эволюция добилась того, что в данных условиях, данное начальное состояние организма, в силу причинности и с коррекций в нужные моменты генетической информацией, приводит к достаточно однозначному результату. Изменятся условия и результат будет соответственно иным. <br>

Условия могут измениться настолько, что организм вообще окажется нежизнеспособным, несмотря на то, что в среде нет никаких явных повреждающих факторов. Сама среда и физико-химические законы являются необходимым и достаточным дополнением генетической информации, которая активизируется в нужные моменты, подправляя развитие. <br>

Мозг изначально не имеет эффективных связей между нейронами (кроме самых древних), которые созревая в ткани мозга из протоклеток, приобретают специализацию как нейроны, отростки которых растут достаточно разнообразно от организма к организму. Вот что об этом известно: <a href="/neuro/science/memory/mem1.php">Формирование синапсов</a>, <a href="/neuro/science/memory/mem2.php">Аксоны: механизмы выбора пути</a><br>

Характер ветвления отростков нейронов так же зависит от условий развития и определяет характерные особенности психики отдельных особей, их возможности и способности (почему и как станет ясно позже).<br>

Что в системном смысле необходимо, чтобы простейший организм, такой как улитка, мог обладать поведенческой функциональностью, достаточной для выживания в определенных условиях? Нужно, чтобы он обладал чувствительными датчиками-рецепторами, которые могли бы реагировать на все значимые для него внешние и внутренние условия, нужно, чтобы он обладал исполнительными органами-эффекторами, способными или противодействовать нежелательным условиям или способствовать желательным. И нужно, чтобы была возможность строить управляющие цепи, которые в зависимости от сигналов рецепторов, могли активизировать эффекторы, а так же изменять сами управляющие цепи так, чтобы активизировать то, что имеет положительное значение и подавлять то, что приводит к отрицательным последствиям. <br>

Последнее реализовалось в виде двух видов синоптических контактов: возбуждающих и тормозных. Если бы были только возбуждающие, то с приходом первого же импульса вся нейронная сеть, рано или поздно, оказалась бы возбужденной (что-то сродни эпилептическому припадку). <br>

Отточив функциональность рецепторов и эффекторов в длительном эволюционном отборе (а точнее, просто оставляя в живых то, что жизни не противоречило), природа получила универсальные в земных условиях комплектующие элементы для моделирования поведения организмов, а методом моделирования был естественный отбор. <br>

<br>

Кроме общей регуляторной функции, обеспечивающей построение направленных цепей управления эффекторами, эти два вида действия синоптических контактов приобрели еще одно важное функциональное назначение при формировании ответов на благоприятные или неблагоприятные воздействия. Если результат поведения привел к отрицательным последствиям (сигналам системы значимости, основанной на рецепторах, смысл которых зависит от конкретных условий), то такое поведение должно быть заторможено на будущее. А поведение, приводящее к положительным последствиям - стимулировано. Подразумевается, что уже образовались некоторые программы действий (или эффектороные программы, - имеются в виду последовательность срабатывания элементарных эффекторов, формирующая действие от начала до конца) или последовательности действий (как они формируются - <a href="#mark2">ниже</a>). <br>