Б. Обработка информации
Информация от рецепторов поступает в задние рога спинного мозга, откуда сигнал может вызвать один эффект или комбинацию эффектов (рис.4). Среди них различают:
1. возбуждение и торможение (ингибицию) постсинаптических потенциалов;
2. суммацию в пространстве – дополнительное воздействие всех внутренних и внешних раздражителей, направленных одномоментно на нейрон или в центр;
3. суммацию во времени - общее влияние всех внешних раздражителей, поступающих последовательно к данному нейрону или к центру в определенный период времени.
Полученная информация обрабатываются сначала мозжечком, который постоянно изменяет свои внешние ответы, корректируя их с информацией, поступающих из всех других источников (рис 5). Функция мозжечка необходима для развития человека, и его подавляющая (сдерживающая) деятельность называется феномен «ингибиции вокруг себя».
Мозжечок взаимодействует с другими сенсорными источниками (JMR и т.д.) для того, чтобы влиять на движения тела и координировать точные мышечные движения.
Теория большой унификации мозга.
Общеизвестно, что таламус не просто простая ретрансляционная станция, получающая стимулы от органов чувств и посылающая их для обработки в различные области коры мозга, он также функционирует как мозговые часы. При изучении данных электроэнцефалографии обнаружено, что таламус находится в постоянном диалоге с высшими мозговыми центрами обработки. (Рис.6)
Попытка понять, как может быть организован мозг в целом, является серьезной темой исследования. Один из аспектов его нейронной организации, видимо, является главным для глобальной функции - обширное таламокортикальное взаимодействие и особенно реципрокная природа таламокортикальной нейронно-ганглионарной деятельности. Более того, взаимодействие между специфическими и неспецифическими ганглиями таламуса предполагает, что таламус представляет собой ключ к пониманию, а не только воротами к мозгу, из которых любой участок коры может сообщаться с любыми другими участками (рис. 7). Центральное интегративное состояние – сумма всех возбуждающих и ингибирующих постсинаптических потенциалов, поступающих параллельно и последовательно на данный нейрон или центр ( рис.8)
Как известно, нервные клетки, соединенные друг с другом составляют в сумме 1.5 млн км (900,000 миль). Из них 90% мозговых клеток - глиальные клетки (обеспечивающие структуру, транспортировку, взаимосвязь) и только 10% мозговых клеток являются собственно нейронами, то есть “активными” клетками, используемыми для переработки информации, мышления, обучения и т.д. (рис 9)… Таким образом, каждый нейрон имеет до 20 000 соединений (связей) Вследствие интенсивной мозговой деятельности теряется около 10 000 нейронов в день. Поэтому взрослый человек имеет половину нейронов 2-х летнего ребенка. Нейрональная скорость афферентного импульса типа Iа имеет скорость 120M/sec.
За некоторым исключением вся деятельность ЦНС представляет получение, обработку и интеграцию информации, которая в конечном итоге реализуется в виде эфферентного сигнала и выражается в мышечном сокращении. Идёт обмен сигналами между корой, таламусом, мозжечком и всеми промежуточными структурами. С этих позиций мышечная деятельность может быть не только сознательным движением, но и неосознанным постуральным контролем.
В соматосенсорной коре представлено человеческое тело, называемое гомункулусом (рис.10) или «маленьким человеком»
Основные кортикальные зоны для планирования и выполнения целенаправленных движений.
Как известно, области, богато иннервированые, включая губы и язык, связаны с большим количеством нейронов в мозге, и их интенсивная деятельность позволяет им занимать большую территорию в кортикальном слое 4, который управляет входящей сенсорной информацией.
Исследователи из Гарвардского медицинского университета (школы) обнаружили, что у человека имеется отдельный ген, имеющий влияние на мозговую ткань, а именно, он способствует изменению пространственной архитектоники сенсорного гомункулуса в соответствии с потребностью и интенсивностью обработки информации (Genes or Environment: What Shapes the Sensory Homunculus?; Protein shown to help build body maps raises questions about individual differences in function; Harvard Medical School, Boston, MA, 03/30/00)
“…Настоящая работа не отрицает важность нервной деятельности афферентных (входящих) нейронов при определении мозговой карты. Впервые в ней говорится что кора тоже помогает при распределении частей мозгового пространства ”
“Дело в том, что входящие нейроны взаимодействуют, «переговариваются» («перекрестный огонь») с комбинацией афферентной информации, поступающей от рецепторов, которые они несут. В конце каждая информация находит свое надлежащее место в пространственной форме сенсорного гомункулуса, отражающей внешний мир.”
Некоторые факты предполагают, что префронтальная (PF) доля коры и базальные ганглии важны для когнитивных аспектов поведения. Мы представляем модульную нервную сетевую модель таких зон, которая расшифровывает серийный порядок событий в пространственные модели PF деятельности. Модель основана на топографически специфических кругах, соединяющих PF с базальными ганглиями (рис 11). Каждый модуль прослеживает дорогу от PF через базальные ганглии и таламус, и назад к PF. Полная модель состоит из совокупности модулей, взаимодействующих через повторяющиеся кортико-стриарнные проекции и коллатеральную ингибицию между стриарно-спинальными соединениями (узлами).
Базальные ганглии модулируют и регулируют особые кортикальные функции. Они важны для эмоционального поведения, обучения движению, памяти движения.
Интеграция каждого базального ядра требует суммации в пространстве и времени широкого спектра информации для базальных ганглиев.
Базальные ганглии интегрируют большое количество «нейро-поведенческих переменных» модели мышечного сокращения, движения конечностей. Нейротрансмиттеры являются ключом для понимания проводящей функции мозга (рис.12). Лимбическая система осуществляет неразрывную связь между эмоциями и сознанием.