166 • Частина II. Психічні процеси

Людина в змозі відчувати і сприймати об'єктивний світ завдяки особливій діяльності мозку. Саме з мозком пов'язані всі органи чуття. Кожний з цих органів реагує на певного роду стимули; органи зору — на світлову дію, органи слуху і дотику — на механічну дію, органи смаку і нюху — на хімічне. Проте сам мозок не в змозі сприймати ці види дій. Він «розуміє» тільки електричні сигнали, пов'язані з нервовими імпульсами. Для того, щоб мозок відреагував на подразник, в кожній сенсорній модальності спочатку повинне відбутися перетворення відповідної фізичної енергії в електричні сигнали, які потім своїми шляхами слідують в мозок. Цей процес перекладу здійснюють спеціальні клітки в органах чуття, звані рецепторами. Зорові рецептори, наприклад, розташовані тонким шаром на внутрішній стороні ока; у кожному зоровому рецепторі є хімічна речовина, що реагує на світло, і ця реакція запускає ряд подій, в результаті яких виникає нервовий імпульс. Слухові рецептори є тонкі волосяні клітки, розташовані глибоко в юшці; вібрації повітря, що є звуковим стимулом, згинають ці волосяні клітки, внаслідок чого і виникає нервовий імпульс. Аналогічні процеси відбуваються і в інших сенсорних модальностях.

Рецептор — це спеціалізована нервова клітина, або нейрон; будучи збудженою, вона посилає електричний сигнал проміжним нейронам. Цей сигнал рухається, поки не досягне своєї рецептивної зони в корі головного мозку, причому у кожної сенсорної модальності є своя рецептивна зона. Десь в мозку — може, в рецептивній зоні кори, а може, в якомусь іншій ділянці кори — електричний сигнал викликає усвідомлене переживання відчуття. Так, коли ми відчуваємо дотик, це відчуття «відбувається» у нас в мозку, а не на шкірі. При цьому електричні імпульси, які прямо опосередкують відчуття торкання, самі були викликані електричними імпульсами, що виникли в рецепторах дотики, які розташовані в шкірі. Схожим чином відчуття гіркого смаку народжується не в мові, а в мозку; але мозкові імпульси, опосредующие відчуття смаку, самі були викликані електричними імпульсами смакових рецепторів мови.

Мозок сприймає не тільки дію подразника, він також сприймає і ряд характеристик подразника, наприклад інтенсивність дії. Отже, рецептори повинні володіти здатністю кодувати інтенсивність і якісні параметри подразника. Як вони це роблять?

Для того, щоб відповісти на це питання, ученим необхідно було провести ряд експериментів по реєстрації активності одиничних кліток рецептора і провідних шляхів під час пред'явлення випробовуваному різних вхідних сигналів, або стимулів. Так можна точно визначити, на які властивості стимулу реагує той або інший нейрон. Як практично здійснюється подібний експеримент?

До початку експерименту тварину (мавпу) піддають хірургічній операції, під час якої в певні ділянки зорової кори імплантуються тонкі дроти. Зрозуміло, така операція проводиться в умовах стерильності і при відповідній анестезії. Тонкі дроти — мікроелектроди — покриті ізоляцією скрізь, окрім самого кінчика, яким реєструється електрична активність нейрона, що контактує з ним. Після імплантації ці мікроелектроди не викликають болі, і мавпа може жити і пересуватися цілком нормально. Під час власного експерименту мавпу поміщають в пристрій для тестування, а мікроелектроди під'єднують до підсилюючих і реєструючих пристроїв. Потім мавпі пред'являють різні зорові стимули. Спостерігаючи, від якого електроду поступає стійкий сигнал, можна визначити, який нейрон реагує на кожний із стимулів. Оскільки ці сигнали дуже слабкі, їх треба підсилити і відобразити на екрані осцилографа, що перетворює їх в криві зміни електричної напруги. Більшість нейронів виробляє ряд нервових

імпульсів, що відбиваються на осцилографі у вигляді вертикальних сплесків (спайков). Навіть за відсутності стимулів багато кліток виробляють рідкісні імпульси (спонтанна активність). Коли пред'являється стимул, до якого чутливий даний нейрон, можна бачити швидку послідовність спайков. Реєструючи активність одиничної клітки, учені немало дізналися про те, як органи чуття кодують інтенсивність і якість стимулу. Основний спосіб кодування інтенсивності стимулу — це число нервових імпульсів в одиницю часу, тобто частота нервових імпульсів. Покажемо це на прикладі дотику. Якщо хтось злегка торкнеться вашої руки, в нервових волокнах з'явиться ряд електричних імпульсів. Якщо тиск збільшується, величина імпульсів залишається тій же, але їх число в одиницю часу зростає. Те ж саме з іншими модальностями. Загалом, чим більше інтенсивність, тим вище частота нервових імпульсів і тим більше сприймана інтенсивність стимулу.

Інтенсивність стимулу можна кодувати і іншими способами. Один з них — кодувати інтенсивність у вигляді тимчасового патерну проходження імпульсів. При низькій інтенсивності нервові імпульси слідують відносно рідко і інтервал між сусідніми імпульсами мінливий. При високій же інтенсивності цей інтервал стає досить постійним. Ще одна можливість — кодувати інтенсивність у вигляді абсолютного числа активованих нейронів: чим більше інтенсивність стимулу, тим більше залучених нейронів.

Кодування якості стимулу — справа складніша. Намагаючись пояснити цей процес, И. Мюллер в 1825 р. припустив, що мозок здатний розрізняти інформацію разных сенсорних модальностей завдяки тому, що вона йде по різних чутливих нервах (одні нерви передають зорові відчуття, інші — слухові і т. д.). Тому, якщо не брати до уваги ряд затверджень Мюллера про непізнаваність реального миру, то можна погодитися з тим, що нервові шляхи, що починаються у різних рецепторів, закінчуються в різних зонах кори мозку. Отже, мозок отримує інформацію про якісні параметри подразника завдяки тим нервовим каналам, які сполучають мозок і рецептор.

Проте мозок здатний розрізняти дії однієї модальності. Наприклад, ми відрізняємо червоне від зеленого або солодке від кислого. Мабуть, кодування тут також пов'язане із специфічними нейронами. Наприклад, є підтвердження тому, що людина відрізняє солодке від кислого просто тому, що для кожного виду смаку є свої нервові волокна. Так, по «солодких» волокнах передається в основному інформація від рецепторів солодкого, по «кислих» волокнах — від рецепторів кислого, і те ж саме з «солоними» волокнами і «гіркими» волокнами

Проте специфічність — не єдиний можливий принцип кодування. Можливо також, що в сенсорній системі для кодування інформації про якість використовується певний патерн нервових імпульсів. Окреме нервове волокно, максимально реагуючи, скажімо, на солодке, може реагувати, але в різному ступені, і на інші види смакових стимулів. Одне волокно найсильніше реагує на солодке, слабкіше — на гірке і ще слабкіше — на солоне; отже «солодкий» стимул активував би велику кількість волокон з різним ступенем збудливості, і тоді цей конкретний патерн нервової активності і був би в системі кодом для солодкого. Як код гіркого по волокнах передавався б інший патерн.

Разом з тим в науковій літературі ми можемо зустріти і іншу думку. Наприклад, є всі підстави стверджувати, що якісні параметри подразника можуть бути закодовані через форму електричного сигналу, що поступає в мозок. З подібним явищем ми стикаємося, коли сприймаємо тембр голосу або тембр звучання музичного інструменту. Якщо форма сигналу близька до синусоїди, то тембр нам приємний, якщо ж форма істотно відрізняється від синусоїди, то у нас виникає відчуття дисонансу.

Таким чином, віддзеркалення у відчуттях якісних параметрів подразника — це вельми складний процес, природа якого до кінця не вивчена.

По: Аткинсон Р. Л., Агкинсон Р. С., Сміт Э. Е. і ін. Введення в психологію: Підручник для університетів /Пер. з англ. під. ред. У. П. Зінченко. — М.: Трівола, 1999.