Нейрон-детектор: психофізіологія свідомості

На підставі результатів психофізичного вивчення сприйняття людини і реєстрації активності окремих нейронів мозку тварин була сформульована гіпотеза, згідно з якою зовнішні стимули відображаються на гіперсферу, локалізовану в багатовимірному евклідовому просторі (Фомін, Соколов, Вайткявічюс, 1979). З запропонованої гіпотези слід, що стимули представлені однаковими за своєю довжиною векторами. Кожну точку на гіперсфері, що представляє певний стимул, можна характеризувати або декартовими координатами, або сферичними (кутовими) координатами. Співвідношення декартових і кутових (сферичних) координат в разі чотиривимірного колірного простору задається системою рівнянь.

Вибір чотиривимірного простору як приклад багатовимірного різноманітності сприйняття пояснюється тим, що саме чотиривимірна гіперсфера була виявлена при аналізі експериментальних даних, отриманих при дослідженні сприйняття кольорів і емоційних виразів обличчя (Izmailov, Sokolov, 1991- Izmailov, Sokolov, 2004). При цьому декартові координати відповідають возбуждениям нейронів-предетекторов, а кутові (сферичні) координати відповідають психологічним характеристикам цих стимулів. Таким чином, сферична модель когнітивних процесів поєднує в собі фізіологічні та психологічні аспекти, являючи собою справді психофізіологічну конструкцію.

Гіперсфера утворена безліччю нейронів-детекторів. Виникнення специфічного відчуття або сприйняття пов`язане з локальним порушенням одного з детекторів, що утворюють сферичну нейронну карту. Таким чином, окремим відчуттям відповідають порушення окремих нейронів. При зміні стимулу фокус порушення переміщається по детекторной карті з одного нейрона на інший. З запропонованої гіпотези слід далі, що відчуття виникають при локальної активації нейронов- детекторів. Останні повинні активуватися вибірково. Це досягається спеціальним синаптическим механізмом. Кожен детектор має власний набір різних по ефективності синапсів. За цим контактам детектори отримують комбінацію збуджень, що надходять від нейронів-предетекторов. Предетекторов утворюють ансамбль нейронів, визначаючи для зовнішнього стимулу специфічну комбінацію однакових збуджень. Ці порушення адресовані всім нейронам-детекторів, що становить дану детекторні карту. При цьому, однак, максимально збуджується тільки один детектор, а саме той, комбінація синаптичних зв`язків якого збігається з комбінацією збуджень предетекторов. Це виборче порушення одного з детекторів детекторной карти і визначає виникає відчуття. Таким чином, векторний код не тільки обумовлює перетворення зовнішніх сигналів, а й поширюється на опис синаптичних контактів, що утворюють вектори ваг (ефективностей) синаптичних зв`язків детекторів. Це дозволяє представити реакції детекторів у вигляді скалярних творів вектора збудження предетекторов на вектори синаптичних зв`язків детекторів. Така вибірковість реакцій детекторів є механізм визначення однієї зі специфічних характеристик стимулу - процесу його специфікації. Термін «специфікація» відноситься до виділення одного з властивостей об`єкта, відрізняючись від терміна «ідентифікація», який передбачає зіставлення комплексу ознак зі слідами довготривалої пам`яті.

Крім специфікації стимулу на детекторной карті векторне кодування включає ще одну когнітивну операцію - обчислення відмінності між стимулами. Така відмінність можна уявити як відстань між кінцями відповідних векторів. Іншими словами, відмінність між стимулами дорівнює абсолютній величині різниці відповідних векторів збудження.

Універсальність сферичної моделі когнітивних процесів була підтверджена при дослідженні різних форм зорового сприйняття: кольору, інтенсивності, орієнтації ліній, напрямку руху зорових об`єктів, а також більш складних форм сприйняття зорових комплексів (Ізмайлов, Чернорізов, 2005).

Увага, тільки СЬОГОДНІ!