Нервная система включает в себя нервную ткань и вспомогательные элементы, которые являются производными всех других тканей. В основе функционирования нервной системы лежит рефлекторная деятельность. Понятие рефлекса сыграло важнейшую роль в становлении физиологии нервной системы, но представления о нем неоднократно менялись в истории науки, вызывая бурные споры.

В самом общем смысле рефлекс – это ответная реакция организма на раздражитель. Рефлекс проявляется через рефлекторную дугу – цепочку нейронов, по которой проходит нервный импульс

На основе работы рефлекторной дуги в пределах нервной системы обычно можно выделить три отдела, которые формируют свои самостоятельные функциональные системы разного уровня сложности: сенсорные, ассоциативные и эффекторные.

Сенсорные системы воспринимают и анализируют поступающую информацию.

Ассоциативные системы объединяют информационные сигналы разных областей для программирования поведения.

Эффекторные системы осуществляют конкретный вид активности на основе полученной информации.

Основные способы кодирования сложной информации о свойствах окружающей среды нервной системой

Основных видов кодирования два: частотное и пространственное. Иногда их объединяют и получается частотно-пространственное кодирование.

Частотное кодирование информации

Частотное кодирование: чем сильнее раздражитель, тем чаще будут идти порождаемые им импульсы.

Пример потоков нервных импульсов:

Слабый раздражитель: | _ | |_ | _ | _ |

Сильный раздражитель: | | | | || |

Заметили разницу? Сильный раздражитель можно отличить от слабого по тому, что импульсы от рецептора при сильном раздражении идут чаще, чем при слабом раздражении. Это и называется частотным кодированием информации в нервной системе. Рецептор преобразует силу раздражителя в потоки импульсов, отличающиеся по частоте в зависимости от силы раздражения – это и называется частотный код.  

Пространственное кодирование информации

Пространственное кодирование заключается в том, что на определенные характеристики раздражения реагирую не все, а только определенные рецепторы. Возбуждение доставляется адресно в строго определенную нервную структуру для анализа.

Процесс кодирования

Определенные параметры раздражителя, которые умеет снимать рецептор, он превращает в пропорциональное локальное электрохимическое возбуждение (рецепторный потенциал), а затем - в поток нервных импульсов определенной частоты и пространственной организации.

Таким образом, параметры раздражителя должны передаваться параметрами электрохимической импульсации, идущей от рецепторов.

Закономерности кодирования (виды кодов)

• Соответствие по частоте: частота импульсов, порождаемых рецепторами, пропорциональна силе раздражителя. Чем больше сила раздражителя, тем больше частота импульсов, идущих от рецепторов. Образно можно сказать так: "Сила - в частоте!" По крайней мере, именно так считает наша нервная система.
• Соответствие номеру канала: определенному рецептору соответствует определенный адрес в сенсорной проекционной зоне коры больших полушарий головного мозга.
• Топическое соответствие: взаиморасположение частей раздражителя соответствует взаиморасположению нейронов, из которых строится его нервная модель. Например, соответствуют друг другу: участок поля зрения – участок сетчатки с рецепторами – участок в релейной структуре (низшем нервном центре) – участок в зрительной проекционной зоне коры. Таким образом, каждый участок проекционной зоны имеет свое рецептивное поле, отличающееся от других участков.
• Соответствие по количеству: чем сильнее раздражитель, тем больше число возбуждающихся рецепторов.
• Соответствие по длительности: чем сильнее раздражитель, тем дольше продолжается импульсация рецептора.
• Соответствие по латентному периоду импульсации: сильный раздражитель уменьшает латентный период.
• Детекция: нейрон-детектор возбуждается при раздражении своего рецептивного поля определенной конфигурации и не реагирует на отличающиеся рецептивного поля, т.е. на поля другой конфигурации.
• Соответствие по паттерну (узору импульсов): характеристики раздражителя отражаются в узоре импульсации.