Как мозг обрабатывает информацию

Путь сигналов в нервной системе

Нервные импульсы должны пройти через два и более нейрона, чтобы сформировать некий сенсорный опыт, двигательный ответ или мысль. Чем сложнее функция, тем больше нейронов участвует в передаче сообщения. Каждый нейрон добавляет к сенсорному опыту и реакции человека все больше элементов. У всех людей нервная система функционирует по определенной типичной схеме, поэтому перцепция и реакции у нас во многом схожи.

Как мы узнаем значение различных ощущений и решаем, что с ними делать? Почему у некоторых людей определенные сообщения не доходят до «адресата», а у других доходят? Почему мы ощущаем далеко не все, что стимулирует нашу нервную систему? Что заставляет нас перевозбуждаться?

Представьте, что вы трогаете пальцем горячую плиту. Тепло активирует тактильные рецепторы в коже пальцев, и они посылают болевые импульсы, которые идут через сенсорные волокна ладони, руки и плеча к спинному мозгу. Сенсорные волокна, заканчивающиеся в спинном мозге, выделяют химическое вещество в микроскопические щели между концом сенсорного волокна и нейроном спинного мозга (так называемые синапсы). Химическое вещество переносит электрическую энергию через синапсы к группе двигательных нейронов, которые отправляют импульсы назад, к мышцам руки, ладони или пальцев. Эти импульсы заставляют мышцы сокращаться так, что человек отдергивает руку от плиты.

Синапс

Синапсы - это зоны, где нейроны вступают друг с другом в электрохимический контакт. Они служат «мостами», по которым импульсы передаются от нейрона к нейрону. Эти мосты перекинуты между отростками разных нейронов или отростком одного нейрона и телом другого нейрона. С окончанием раннего детства физическое строение большинства нейронов сильно не меняется, а вот способность синапсов проводить нервные импульсы претерпевает изменения. Изменения в проводимости синапсов лежат в основе обучения, в том числе школьного и профессионального.

Рефлекс, вынуждающий нас отдергивать руку, если мы почувствовали боль, затрагивает несколько синапсов. Сложные виды активности, включающие двигательную координацию, эмоции и размышления, требуют взаимодействия множества нейронов через бесчисленное количество синапсов. При прикосновении к горячей плите болевые импульсы стимулируют двигательные нейроны и через синапсы передаются к нейронам спинного мозга и далее, к мозговому стволу. Оттуда импульсы путешествуют от одного нейрона к другому через разные синапсы и влияют на многие области мозга. Их влияние включает осознание боли, эмоциональную реакцию на нее, целенаправленное поведение (например, выключение плиты), мысли, воспоминания и решения (например, больше никогда не прикасаться к горячим плитам).

Каждое нейросообщение в доли секунды разветвляется по тысячам или миллионам синапсов. Любой вид активности затрагивает целый лабиринт нейронов и синапсов. Для адекватной перцепции или поведения необходимо, чтобыимпульсы находили верный путь. Если сенсорная стимуляция не обеспечивает соответствующей перцепции или поведения, это говорит о том, что где-то в нервной системе сообщения не доходят до тех синапсов, до которых они должны были бы дойти. Сигналы затерялись в лабиринте.

Если поток ощущений беспорядочен,жизнь становится похожа на автомобильную пробку.

Возбуждение и торможение

Некоторые области мозга посылают сигналы, помогающие другим сигналам пройти через определенные синапсы. Эти сигналы называются возбуждающими. Другие области мозга отправляют сообщения, мешающие сигналам проходить через синапсы, то есть тормозящие их. Сочетание возбуждающих и тормозящих сигналов вызывает модуляцию - процесс самоорганизации нервной системы. Мы модулируем звуки, льющиеся из радиоприемника, посредством регулирования громкости. Нервная система модулирует сама себя, сообщая больше энергии одним сигналам и ослабляя энергию других.

Например, сигналы, идущие от вестибулярных ядер, возбуждают двигательные сигналы в спинном мозге, иэто помогает поддерживать тонус мышц и положение тела. В то же самое время активность вестибулярных ядер подавляется сигналами, идущими от мозжечка, и это подавление предотвращает чрезмерную активность вестибулярных процессов. Любой сенсорный или двигательный процесс включает комплексную организацию возбуждающих факторов - чтобы нужные сообщения дошли куда надо, а также подавляющих факторов - чтобы сократить число ненужных импульсов. Без надежных «тормозов» сенсорные импульсы распространялись бы подобно лесному пожару по всей нервной системе, и ни одно действие нельзя было бы довести до конца. Человек был бы просто сокрушен ими.

Дети могут совершенно по-разному реагировать на одну и ту же сенсорную стимуляцию.

На электрическую и химическую энергию синапса влияют импульсы, пришедшие из разных частей тела и мозга. В синапсе все они должны сливаться друг с другом. Чтобы сигнал прошел через синапс и направился к другой области нервной системы, импульсы должны либо обладать большой электрической силой, либо им должны помогать другие импульсы.

Любой вид активности, впечатлений или переживаний возможен только благодаря работе невероятно сложного клубка нейронов и синапсов.

И возбуждение, и торможение одинаково важны для сенсорной интеграции. Способность модулировать ощущения нужна ребенку, чтобы со временем он мог справляться с воздействием сенсорных стимулов.