Принципы кодирования информации в нервной системе

Заказать работу

Сегодня можно говорить о нескольких принципах кодирования в нейронных сетях. Одни из них достаточно просты и характерны для периферического уровня обработки информации, другие — более сложны и характеризуют передачу информации на более высоких уровнях нервной системы, включая кору.

Одним из простых способов кодирования информации признается специфичность рецепторов, избирательно реагирующих на определенные параметры стимуляции, например колбочки с разной чувствительностью к длинам волн видимого спектра, рецепторы давления, болевые, тактильные и др.

Другой способ передачи информации получил название частотного кода. Наиболее явно он связан с кодированием интенсивности раздражения. Частотный способ кодирования информации об интенсивности стимула, включающего операцию логарифмирования, согласуется с психофизическим законом Г. Фехнера о том, что величина ощущения пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя.

Однако позже закон Фехнера был подвергнут серьезной критике. С. Стивене на основании своих психофизических исследований, проведенных на людях с применением звукового, светового и электрического раздражения, взамен закона Фехнера предложил закон степенной функции. Этот закон гласит, что ощущение пропорционально показателю степени стимула, при этом закон Фехнера представляет лишь частный случай степенной зависимости.

Анализ передачи сигнала о вибрации от соматических рецепторов показал, что информация о частоте вибрации передается с помошью частоты, а ее интенсивность кодируется числом одновременно активных рецепторов.

В качестве альтернативного механизма к первым двум принципам кодирования — меченой линии и частотного кода — рассматривают также паттерн ответа нейрона. Устойчивость временного паттерна ответа — отличительная черта нейронов специфической системы мозга. Система передачи информации о стимулах с помощью рисунка разрядов нейрона имеет ряд ограничений. В нейронных сетях, работающих по этому коду, не может соблюдаться принцип экономии, так как он требует дополнительных операций и времени по учету начала, конца реакции нейрона, определения ее длительности. Кроме того, эффективность передачи информации о сигнале существенно зависит от состояния нейрона, что делает данную систему кодирования недостаточно надежной.

Идея о том, что информация кодируется номером канала, присутствовала уже в опытах И.П. Павлова с кожным анализатором собаки. Вырабатывая условные рефлексы на раздражение разных участков кожи лапы через «касалки», он установил наличие в коре больших полушарий соматотопической проекции. Раздражение определенного участка кожи вызывало очаг возбуждения в определенном локусе соматосенсорной коры. Пространственное соответствие места приложения стимула и локуса возбуждения в коре получило подтверждение и в других анализаторах: зрительном, слуховом. Тонотопическая проекция в слуховой коре отражает пространственное расположение волосковых клеток кортиевого органа, избирательно чувствительных к различной частоте звуковых колебаний. Такого рода проекции можно объяснить тем, что рецепторная поверхность отображается на карте коры посредством множества параллельных каналов — линий, имеющих свои номера. При смещении сигнала относительно рецепторной поверхности максимум возбуждения перемещается по элементам карты коры. Сам же элемент карты представляет локальный детектор, избирательно отвечающий на раздражение определенного участка рецепторной поверхности. Детекторы локальности, обладающие точечными рецептивными полями и избирательно реагирующие на прикосновение к определенной точке кожи, являются наиболее простыми детекторами. Совокупность детекторов локальности образует карту кожной поверхности в коре. Детекторы работают параллельно, каждая точка кожной поверхности представлена независимым детектором.

Сходный механизм передачи сигнала о стимулах действует и тогда, когда стимулы различаются не местом приложения, а другими признаками. Появление локуса возбуждения на детекторной карте зависит от параметров стимула. С их изменением локус возбуждения на карте смещается. Для объяснения организации нейронной сети, работающей как детекторная система, Е.Н. Соколов предложил механизм векторного кодирования сигнала.

Принцип векторного кодирования информации впервые был сформулирован в 50-х годах шведским ученым Г. Йохансоном, который и положил начало новому направлению в психологии — векторной психологии. Г. Йохансон основывался на результатах летапьного изучения восприятия движения. Он показал, что если две точки на экране движутся навстречу друг другу — одна по горизонтали, другая по вертикали, — то человек видит движение одной точки по наклонной прямой. Для объяснения эффекта иллюзии движения Г. Йохансон использовал векторное представление. Движение точки рассматривается им как результат формирования двухкомпонентного вектора, отражающего действие двух независимых факторов (движения в горизонтальном и вертикальном направлениях). В дальнейшем векторная модель была распространена им на восприятие движений корпуса и конечностей человека, а также на движение объектов в трехмерном пространстве. Е.Н Соколов развил векторные представления, применив их к изучению нейронных механизмов сенсорных процессов, а также двигательных и вегетативных реакций.

Векторная психофизиология — новое направление, ориентированное на соединение психологических явлений и процессов с векторным кодированием информации в нейронных сетях.

При подготовке этой работы были использованы материалы с сайта http://www.studentu.ru

Другие материалы

  • Шпаргалки по физиологии высшей нервной деятельности
  • ... раздражения, преобразуют их в нервные импульсы, проводят в соответствующие центры ЦНС, где обеспечивается анализ информации. И.П. Павлов закономерно объединил в понятие психической деятельности два механизма: 1 – механизм условных рефлексов, 2 – механизм анализаторов (высших корковых структур ...

  • Кодирование сигнала в латеральном коленчатом теле и первичной зрительной коре
  • ... мы лишь дадим схематический набросок функциональной архитектуры латерального коленчатого тела и зрительной коры, а также их роли в обеспечении первых шагов анализа зрительных сиен: определение линий и форм на основе поступающего из сетчатки сигнала в форме «центр-фон». При продвижении от сетчатки ...

  • Классификация и использование информации
  • ... С момента появления первых персональных компьютеров – ПК (80-е годы 20 века) – до 80% их рабочего времени посвящено работе с текстовой информацией. Хранение информации при использовании компьютеров осуществляется на магнитных дисках или лентах, на лазерных дисках (CD и DVD), специальных устройствах ...

  • Гипноз (кодирование), как средство лечения наркозависимости и алкоголизма
  • ... и внушение; о том, как мы все друг друга постоянно кодируем и что такое гипноз, кодирование (и чем они отличаются от зомбирования). Каждый день на нас с экрана TV обрушивается масса рекламной информации, которая делается с учетом строения человеческой психики. Методов лечения алкоголизма и курения ...

  • Передача и кодирование сигнала в сетчатке глаза
  • ... шагом рассмотрим, каким образом возникает сигнал на сетчатке при улавливании света зрительными пигментами и передается затем далее по зрительному пути.   Анатомия проводящих путей зрительного анализатора Путь зрительного анализатора, начинающийся от глаза и идущий до коры головного мозга, ...

  • Разработка устройства кодирования-декодирования 32-х разрядных слов методом Хемминга
  • ... . Кодер – декодер будем разрабатывать на основе ИМС К555ВЖ1.   2.1 Разработка устройства кодирования информации методом Хемминга Кодер, преобразует 32х битное слово в 38ми разрядный код Хэмминга, после чего слово хранится в памяти или передаётся по шинам и т.д. В процессе передачи или ...

  • Самообучающиеся системы
  • ... , производить прогнозирование и т.д. В этой области приложений самым лучшим образом зарекомендовали себя так называемые нейронные сети – самообучающиеся системы, имитирующие деятельность человеческого мозга. Область науки, занимающаяся построением и исследованием нейронных сетей, находится на стыке ...

  • Природа информации
  • ... , у кого понятия, каким бы образом они не создались, проходят проверку практикой. 4. Уровень и сложность СУ определяется природой объекта, которой служит эта СУ. Объем и качество информации, сложность системы управления строго определяется типом объекта, его жизненно важными функциями, без которых ...

  • Описание системы Бянь Чжичжуна
  • ... гомеостазис. Они работают и в обратном направлении, т.е. при уменьшении параметров включают системы регуляции повышающие их и тем самым обеспечивающие восстановление гомеостазиса. Описанные особенности регуляции жизнедеятельности способствуют надежности живых систем. Надежностью биологической ...

  • Что есть информация, что есть жизнь?
  • ... так и в шумовой помехе, возникающей при неисправности, причём в помехе расчёты показывают даже большее количество информации, чем в наиполезнейшем сигнале! В такой широкой трактовке информации что-то явно неладно. Если придерживаться распространённой точки зрения, то каждый объект (например, любое ...

  • Концепция информации
  • ... , передавал по телефону главу из Библии, чтобы его конкуренты не могли воспользоваться связью. В этом случае канал был загружен полностью, а количество информации было равно нулю, ибо абоненту передавались известные для него сведения. Канал работал вхолостую, пропустив строго определенное количество ...

  • Автоматизированные системы обработки информации и управления
  • ... аппарат Фотонаборный аппарат можно увидеть только в солидной полиграфической фирме. Он отличается своим высоким разрешением. Для обработки информации фотонаборный аппарат оборудуется процессором растрового изображения RIP, который функционирует как интерпретатор PostScript в растровое изображение. ...

  • Информационный процесс в автоматизированных системах
  • ... подходе к анализу окружающего мира, о роли информации в управлении, специфике самоуправляемых систем, общей закономерности информационных процессов в системах различной природы. Основой мировоззрения, главным его компонентом является научная картина мира, рассматриваемая как высший уровень ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info