Латеральное торможение.

Сенсорные нейроны низшего иерархического уровня способны передавать электрические сигналы одновременно нескольким нейронам следующего уровня благодаря дивергенции к ним своих аксонов. Это повышает надежность передачи информации от одного иерархического уровня к другому и позволяет сохранять чувствительность сенсорной системы при утрате отдельных нейронов. Возбуждение нейронов более высокого иерархического уровня определяется не только действием на них нейронов предыдущего уровня, но и механизмом латерального торможения, существующего в переключательных ядрах (рис. 17.2).

Рис. 17.2. Схема латерального торможения в сенсорных системах. Тормозные интернейроны (их тела выделены черным цветом) возбуждаются возвратными коллатералями переключательных сенсорных нейронов: чем сильнее возбужден переключательный нейрон, тем большее торможение соседних переключательных нейронов он вызовет. Степень возбуждения переключательных нейронов определяется интенсивностью раздражения центра или периферии его рецептивного поля. В результате возбуждение будет передаваться от одной части рецептивного поля на фоне торможения или прерывания сигналов от другой его части, что создает эффект контрастирования, способствующий различению действующих стимулов.

Латеральное торможение происходит вследствие активации тормозных интернейронов переключательного ядра коллатералями возбуждающих нейронов. Чем сильнее возбужден релейный сенсорный нейрон, тем больше он активирует тормозные нейроны, которые подавляют активность соседних релейных нейронов. Релейные нейроны, передающие сигналы от центра рецептивного поля, сильнее других повышают активность тормозных нейронов, а их влияние на соседние релейные нейроны делает еще большим контраст между возбужденными и тормозимыми нейронами, выделяя линию передачи избранных сигналов.

Высшие уровни сенсорной системы регулируют переработку информации в низших по отношению к ним переключательных ядрах посредством нисходящего торможения или усиления передаваемых сигналов. Нисходящее торможение (рис.17.3) происходит вследствие активации тормозных нейронов переключательного ядра, деятельность которых определяют нисходящие пути, начинающиеся на более высоком иерархическом уровне сенсорной системы. В результате нисходящего торможения повышается порог афферентной синаптической передачи в переключательном ядре низшего уровня. Нисходящее торможение представляет собой регуляцию сенсорного восприятия по механизму отрицательной обратной связи. Тормозные интернейроны переключательных ядер уменьшают частоту передаваемых на следующий уровень сигналов, в связи с чем сенсорное ощущение ослабляется.

Нисходящее усиление происходит с помощью возбуждающих интернейронов переключательного ядра, которые активируются аксонами нейронов более высокого иерархического уровня. Вследствие этого в управляемом по механизму положительной обратной связи переключательном ядре понижается порог синаптической передачи, что делает возможным прохождение относительно слабых сигналов на следующий иерархический уровень. Одновременное использование механизмов отрицательной и положительной обратной связи позволяет освобождаться от избыточной информации, подавлять «шум», т. е. нейронную активность, не содержащую физиологически значимых сообщений, и одновременно выделять и усиливать сигналы, на которых будет сосредоточено внимание.

Рис. 17.3. Схема нисходящего торможения в сенсорных системах. Передачу афферентных сигналов от одного иерархического уровня сенсорной системы к другому в переключательных ядрах контролируют высшие иерархические уровни. На схеме показан принцип нисходящего торможения коры, которое осуществляется с помощью тормозных интернейронов (выделены черным цветом) переключательного ядра. Возбуждение тормозных интернейронов под влиянием коры препятствует передаче афферентных сигналов в переключательном ядре.

Большинство раздражителей, воспринимаемых сенсорными системами, оказывает на них комплексное действие, поскольку одновременно возбуждает разные типы рецепторов. Например, прикасающийся к ограниченному участку кожи предмет может быть гладким или шершавым, теплым или холодным, сухим или влажным, а его давление на кожу может усиливаться или ослабевать, он может передвигаться в том или ином направлении.

Зрительные ощущения представляют собой сочетание определенной формы воспринимаемого предмета, его движения и комбинации различных цветов, заполняющих ту или иную деталь формы. Сенсорные системы организованы так, что информация о каждом компоненте комплексного раздражителя передается одновременно по нескольким параллельным путям, каждый из которых относится к определенной субмодальности, как, например, форма, движение или цвет наблюдаемого зрительного объекта. В каждом из таких путей независимо друг от друга перерабатываются сигналы, несущие информацию о разных качествах подействовавшего на рецепторы комплексного раздражителя. При этом разные каналы, используемые для передачи сенсорной информации, не дублируют друг друга, в чем проявляется принцип многоканальности, присущий всем сенсорным системам. Высокая упорядоченность нейронных переключений на каждом иерархическом уровне обеспечивает поступление информации от каждого рецептивного поля к соответствующим именно ему кортикальным колонкам проекционной коры. Необходимое для целостного восприятия раздражителя объединение информации, относящейся к разным субмодальностям, происходит в сенсорных регионах коры

Каждая сенсорная система воспринимает действие адекватного стимула в ограниченном диапазоне значений его силы. Наименьший по интенсивности стимул, способный вызвать ощущение, называется абсолютным порогом ощущения. Его величина устанавливается опытным путем, она не одинакова у разных людей и может изменяться у одного и того же человека в зависимости от функционального состояния, различаясь, например, при оптимальной работоспособности и утомлении. Величина абсолютного порога ощущения выше абсолютного порога первичных сенсорных нейронов, так как возбуждение отдельных чувствительных нейронов или их небольшой группы не обязательно приводит к возбуждению высших уровней сенсорной системы вследствие тормозных процессов на предыдущих иерархических уровнях. Поэтому не каждый стимул, возбуждающий рецепторы первичного сенсорного нейрона, субъективно ощущается и осознается.

Величина, на которую один стимул надпорогового диапазона должен отличаться от другого, чтобы их разницу можно было субъективно различить, получила название дифференциального порога или порога различения. Ощущаемый прирост интенсивности раздражения (дифференциальный порог) должен превышать ранее действовавший стимул на определенную и постоянную величину. Например, человек легко различает по весу гирьки весом 14 и 15 граммов (разница в 1 грамм), но гирьки весом 29 и 30 граммов кажутся ему одинаковыми, и различия между ними выявляются, если разница окажется не меньше 2 граммов. Если же гирька составит 60 граммов, то субъективное ощущение большего груза возможно только тогда, когда его прирост будет не меньше 4 граммов. Таким образом, ощущаемый прирост силы раздражителя возможен при ее увеличении на постоянную величину, что сформулировано в законе Вебера как сигма*S/S = к, где S — раздражение, сигма*S — его ощущаемый прирост, к — постоянная величина.

Упражнение 2. "Техника применения "белого пятна" в сфере восприятия информации по визуальному сенсорному каналу (БП)"

"Белое пятно" (БП) - это сферы в правом и левом глазах человека, в которых он при определенных условиях не различает визуального изображения. Определенными условиями считаются: а) монокулярное зрение; б) концентрация взгляда на каком-либо объекте вне БП.

Инструктор, выполняющий упражнения, находится на расстоянии полметра от стола, на котором лежат два темных предмета диаметром один сантиметр, на расстоянии двадцать-тридцать сантиметров друг от друга по фронту.

Инструктор, выполняющий упражнения, закрывает один глаз и сосредотачивает свое внимание на одном, ближайшем к нему, предмете. Перемещением тела вперед-назад, вправо-влево без отрыва взгляда от выбранного предмета, инструктор определяет сферу, где второй предмет будет исчезать из поля визуального восприятия. То же самое проделать и с другим глазом.

Упражнение постепенно усложняется. В пределе, инструктор не только должен наработать навык мгновенного отключения визуального восприятия объекта размером с человеческий рост в сфере БП, но и инвертировать этот феномен на визуальную систему восприятия мира противником. БП используется на реальной местности для маскировки и незаметного для противника перемещения, а также в схватке для незаметных движений и ударов. В единоборствах использование БП приводит к тому, что противник может вообще не увидеть наносимого ему удара.

Аксиома биоэнергетического анализа состоит в том, что тело — это единственное, что реально чувствует и с чем соприкасается человек. Окружающую среду он чувствует лишь в качестве воздействий на свое тело. Он чувствует, как тело реагирует на стимулы окружающей среды и потом проецирует свое чувство на стимулы. Так, когда ваша теплая рука лежит на моей руке, все, что я в действительности чувствую — это тепло в моей руке, вызванное вашей. Все чувства заключаются в восприятиях тела. Если тело человека не реагирует на окружающую среду, то оно ничего не чувствует.

Самоосознание есть функция чувствования. Это совокупность всех ощущений тела в любой данный момент времени. Благодаря самоосознанию человек знает, кто он есть. Он сознает все, что происходит в любой части его тела. Другими словами, он находится в соприкосновении с самим собой. Он ощущает, например, поток чувств в теле, связанный с дыханием, а также все остальные спонтанные или непроизвольные движения тела.

Однако он сознает не только это, но и ограничивающие его движения мышечные напряжения, ибо они тоже создают ощущения. Человек с недостаточным самоосознанием часто стеснителен. Вместо контакта с собственным телом он видит его как бы со стороны, мысленным взором. При отсутствии внутреннего контакта с собой он чувствует странность и неуклюжесть своего тела, что заставляет его стесняться своих движений и выражений.

Обычно человек не может сказать, расслаблены или сокращены мышцы его ног, отведены назад или подобраны его ягодицы, прямая или сгорбленная у него спина, приподняты или опущены плечи.

Такой недостаток осознанности говорит о неполноценном функционировании тех частей тела, которые выпали из сознания. Человеку, не чувствующему своих ног, не достает уверенности, поскольку он не знает, крепко ли стоит на ногах.

Для закрепления обучения можно использовать методы болевого воздействия, лучше всего разрядами тока.

Упражнение 3. "Техника применения "белого шума" в сфере восприятия информации по аудиальному сенсорному каналу (БШ)"

"Белый шум" (БШ) - две частоты в аудиальном сенсорном диапазоне частот, не воспринимаемые сознанием человека. На этих частотах производится кодирование подсознания человека с последующим проявлением эффекта пост гипнотического внушения ("человек думает, что совершаемые им действия и намерения - его собственная инициатива").

Инструктор, выполняющий упражнения, включает генератор звукового сигнала и постепенно меняет частоту излучаемого звука, убеждаясь, что при определенной частоте он не слышит сигнала. Инструктор, выполняющий упражнения, должен запомнить частоту этого звукового сигнала, и в дальнейшем избегать звуков, близких по частоте данному сигналу.

В боевых искусствах техника БШ применяется для подавления способности противника осуществлять активные защитные мероприятия и для непосредственного воздействия на подсознание противника перебором звуковых сигналов разной частоты ("произнесение определенного по частотным составляющим набора слов-команд; невыполнение одной из команд является признаком нахождения зоны БШ противника").

Закон Вебера справедлив для разных модальностей, но лишь в границах раздражения средней силы, а при слабых и сильных стимулах способность к различению силы стимулов у человека снижается. Предложена также ступенчатая шкала интенсивности ощущений, в которой за ноль принимается величина абсолютного порога, а зависимость между интенсивностью стимула и ощущением выражается как: E = k x log(S/S0), где Е — интенсивность ощущения, к — постоянная величина, S — интенсивность стимула, S0 — абсолютный порог.

Эта зависимость, получившая название закона Вебера—Фехнера, показывает, что линейное увеличение интенсивности ощущения отражает логарифмический рост интенсивности стимула. Закон Вебера—Фехнера характеризует субъективную способность человека различать действующие стимулы (шкала различения), но не оценивает саму интенсивность ощущений, поскольку этот закон основан на допущении равенства любых ее приростов, как к слабым, так и к сильным стимулам.

Субъективная оценка интенсивности раздражителя (качественное различие) возрастает при увеличении разницы между пороговой и действующей силой стимула (количественное различие). Однако зависимость между силой стимула и ощущением не одинакова при разной интенсивности стимулов, а потому имеет не линейный, а степенной характер.

Для оценки интенсивности ощущений всего диапазона используется шкала Стивенса, устанавливающая зависимость ощущений от силы стимула в виде степенной функции: Е = k(S — S0)n, где Е — интенсивность ощущения, S — действующая сила стимула, S0 — абсолютный порог, к — константа шкалы, n — показатель степени, который зависит от сенсорной модальности (например, для восприятия светового ощущения он составляет 0,33, громкости звука — 0,6, а для проприоцептивных ощущений — 1,7).

Пространственные характеристики действующих стимулов, необходимые для их различения, зависят от специфических особенностей каждой сенсорной системы и величины рецептивных полей. Прикосновение к коже дистальной фаланги пальца руки двух ножек циркуля с расстоянием между ними 2 мм ощущается раздельно, но чтобы ощутить раздельное прикосновение к коже спины, ножки циркуля необходимо раздвинуть до 60 мм.

Пространственное восприятие этих тактильных стимулов зависит от размеров соответствующих рецептивных полей: раздельное ощущение возможно только при условии раздражения каждой ножкой циркуля независимого рецептивного поля. Лишь тогда информация о каждом стимуле будет перерабатываться раздельно на каждом уровне организации сенсорной системы, включая проекционную область коры. Аналогичная ситуация имеет место при восприятии двух точек зрительного поля: они не сливаются в одну, если отражаемые ими световые лучи попадут на разные рецептивные поля сетчатки. Имеет значение и степень контраста между действующим стимулом и его фоном: хорошо контрастируемые объекты (например, черное на белом) различаются легче, чем мало контрастируемые (черное на сером).

Временная характеристика восприятия действующих стимулов у человека имеет абсолютный порог различения коротких временных отрезков, который соответствует примерно 1/18 секунды. Например, 18 зрительных изображений, предъявленных в течение 1 секунды, сливаются в непрерывное движение, 18 прикосновений к коже за 1 секунду воспринимаются как одно, а 18 звуковых колебаний в секунду воспринимаются как один очень низкий звук. Разрешающая способность сенсорных систем для восприятия действующих через малые промежутки времени стимулов ограничена рефрактерным периодом, во время которого система не способна реагировать на предъявленный стимул.