Общая информация о человеческом мозге

Каждый человек хоть что-то знает о мозге. Большинство современников обладает лишь отрывочной и зачастую недостоверной информацией. Человек знает, как устроена его рука, нога, желудок и чего можно от них ожидать. Но основные принципы работы собственного мозга, с которым большинство людей отождествляет себя как личность, остаются загадкой.

Нервная система живого существа является средством для взаимодействия организма с внешней средой и для управления внутренними функциями. Эволюция нервной системы привела к существованию у живых организмов двух ее типов: сетевой и ганглиозной.

Сетевой нервной системой считается система, не обладающая узлами, в которой сигналы от рецепторов передаются непосредственно исполнительным органам. Такой системой обладают, например, черви. На любое прикосновение иголкой живой червь обязательно отреагирует.

Ганглиозная нервная система обладает ганглиями (узлами), в которых сигналы от рецепторов обрабатываются по пути к исполнительным органам. Человек не обязательно внешне отреагирует на прикосновение иголкой.

Эти ганглии в совокупности и составляют то, что принято называть мозгом. В зависимости от количества и функциональной дифференцированности ганглий мозг обладает или не обладает определенными способностями.

У мозга много функций. Важнейшие из них — управление функционированием внутренних систем организма и обеспечение успешного для организма взаимодействия с внешней средой. Причем, внутренние потребности организма контролируют одни ганглии (отделы) мозга, а переработкой внешней информации занимаются другие. Они связаны друг с другом, и поэтому полностью отделять их при рассмотрении некорректно.

Наибольший интерес с точки зрения хранения и переработки информации о внешнем мире представляют так называемый промежуточный мозг (diencephalon) и конечный мозг (telencephalon).

По отношению к мозгу любого живого существа справедливы следующие общие замечания:

1. Мозг воспринимает мир не в виде реальных образов (ситуаций), а в виде отображения этих ситуаций на рецепторных полях органов очувствления. Таким образом, все воспринимаемые мозгом ситуации и реакции мозга на них нельзя представить в виде многомерных векторов состояния, а распознавание не может быть логической операцией по классификации ситуаций.
2. Рецепторы одного вида очувствления обладают одинаковой физической природой.
3. Рецепторы, образующие рецепторное поле, автономны (независимы) друг от друга. Это позволяет представить рецепторное поле не в виде матрицы, где каждый элемент имеет две координаты, а в виде отдельных независимых элементов, которые для удобства можно расположить в линию или представить в виде одномерного массива.
4. На пути от рецепторов к мозгу сигналы чаще всего проходят предварительную обработку. Механизм такой обработки зависит от вида очувствления, вида организма и текущего состояния этого организма.

Но все эти механизмы выполняют следующие общие функции:

а) устанавливают интервал восприятия внешних ситуаций. В простейшем случае это порог чувствительности: при слишком слабом раздражении рецептор не возбуждается, при слишком сильном воспринимается как боль (отсутствие дифференцированной информации). Например, в случае со зрением слишком темный объект и слишком яркий предмет не могут быть восприняты дифференцированно. Все рецепторы обладают интервалом восприятия (чувствительности);

б) адаптируют внешнюю ситуацию к интервалу восприятия рецепторов. В случае со зрением это зрачок глаза, который регулирует яркость образа, попадающего на рецепторные поля сетчатки глаза;

в) отделяют преобладающую в данный момент информацию от второстепенной, т.е. производят фокусирование на одной конкретной ситуации в каждый момент времени. В случае со зрением это, например, достигается расслаиванием первичного рецепторного поля сетчатки и тех инстанций, куда затем идет информация от него. Ситуация, попавшая в центральное поле зрения сетчатки глаза, отделяется от периферической (фона), причем в зрении центральная часть сетчатки представлена в 35 раз более детально, чем периферические области. В зрении есть и другой механизм.

Считать ли темное объектом, а светлое — фоном, или темное фоном, а светлое — объектом? На этот вопрос отвечают имеющиеся в сетчатке и других частях мозга «on-” и «off-» клетки.

Вообще, механизмы предварительной переработки информации от рецепторов в настоящее время в основном поняты и изучены.

Усиление сигналов в мозге

О способности мозга человека и животных усиливать поступающие от рецепторов сигналы было известно еще в прошлом веке. Но четкого понимания места усиливающего механизма в общей работе мозга почему-то до сих пор нет. Между тем, еще И.М. Сеченов в работе "Рефлексы головного мозга" указывал на связь "усиливающих" и "задерживающих"... ⇒