<<
>>

Частотное кодирование и нейроны без импульсов

  У обычного нейрона, с описания которого мы начали эту главу, имеется возбудимая мембрана, которая в ответ на входной сигнал, достигший порога, выдает выходной сигнал в виде ПД всегда одной и той же формы и амплитуды.
Таким образом, ПД не несет никаких признаков входного сигнала. Одна и та же клетка в нервно# системе может генерировать импульс и в ответ на свет, и в ответ на звук, и если мы будем регистрировать импульсы в ее аксоне, мы никаким способом не сможем узнать, по какой причине они возникли.
Получается, что нейрон при передаче сигналов «обедняет» информацию. Правда, оказывается, что хотя нейрон ничего не может сообщить об источниках входных сигналов, он может сообщить об их силе. Как это делается? Амплитуда входного сигнала — это сумма (алгебраическая, конечно) всех синаптических потенциалов, создаваемых активными синапсами. Пусть во время действия сигнала амплитуда его не меняется (это значит, что постоянна разность между числом активных возбуждающих и числом тормозных синапсов). Тогда через мембрану нейрона все время будет течь примерно постоянный синаптический ток. Легко сообразить, что чем больше ток, идущий через мембрану, тем с большей частотой будет работать нейрон (рис. 55). Действительно, после каждого очередного импульса мембрана нейрона гиперполяризуется, так как открываются калиевые каналы. Чем больше ток, текущий Дерез мембрану нейрона, тем быстрее он возвратит его потенциал к пороговому значению. Таким образом, чем больше амплитуда входного сигнала, тем выше частота выходных импульсов. Этот способ передачи информации называют частотным кодированием.
Однако, оказывается, существуют нейроны совершенно другого типа, резко отличающиеся по способу своей работы от «стандартных». Мембрана таких нейронов вообще невозбудима, т. е. не способна генерировать импульсы. Поэтому при поступлении входного сигнала на такой

Рис. 55. Зависимость частоты разряда мотонейрона от силы деполяризующего тока (сплошная кривая — сигнал сильный, МП быстро достигает порогового значения Рр, штриховая кривая — сигнал слабый, МП медленно достигает порогового значения Рр)


«безымпульсный» нейрон возникает не ПД определенной амплитуды, а только сдвиг мембранного потенциала, тем больший, чем больше сила сигнала. Этот сдвиг потенциала электротонпчески передается по аксону к синапсам и вызывает там выделение медиатора. Если на клетку пришел большой внешний сигнал и вызвал сильный сдвиг потенциала, то медиатора выделяется больше и клетка сильнее воздействует на своего адресата. Таким образом, без- ымпульсные нейроны передают входной сигнал аналоговым способом: здесь все величины (входной сигнал — сдвиг мембранного потенциала — величина потенциала, передаваемого по аксону,— количество выделяющегося медиатора) остаются непрерывными, не преобразуются в дискретные стандартные импульсы.
Где же в нервной системе используются такие безым- пульсные нейроны? Прежде всего, таковы многие рецепторы, т. е. нервные клетки, которые реагируют на сигналы из внешней среды (на свет, звук и т. д.). Например* безымпульсные нейропы глаза усоногого рака меняют под действием света свой МП непрерывным образом и передают эти изменения (кан мы рассказывали в гл. 6) электротонически на расстояние в несколько сантиметров. Рецепторы глаз человека и других позвоночных — палочки и колбочки — тоже являются безымпульсными нейронами.
Другие безымпульсные нейроны сами не являются рецепторами, но собирают сигналы от рецепторов и передают нх дальше аналоговым образом. Такой нейрон обнаружен, например, у речного рака; он собирает сигналы от нескольких механорецепторов, и сдвиг его потенциала пропорционален скорости движения воды относительно тела, когда вода течет от хвоста к голове. Почему именно в таком направлении? Потому, что рак пятится хвостом вперед, и эти безымпульсные нейроны помогают ему измерять скорость его попятного движения. В сетчатке человека и животных безымпульсными являются не только палочки и колбочки, но и многие другие типы клеток, которые получают сигнал от фоторецепторов. Вся обработка сигналов в сетчатке в сложной сети этих разных типов клеток осуществляется без импульсов, аналоговым образом. Генерируют импульсы только выходные клетки сетчатки — ганглиозные клетки, которым нужно передать сигнал от сетчатки в мозг по длинным аксонам, образующим зрительный нерв. 
<< | >>
Источник: Беркинблит М. Б., Глаголева Е. Г.. Электричество в живых организмах. 1988

Еще по теме Частотное кодирование и нейроны без импульсов:

  1. Нейронные сети и ГИС
  2. Кодирование
  3. 3.2 Кодирование
  4. БЕЗ ДОСОК, БЕЗ КЛИНЬЕВ: ДЛЯ ПЕРЕМЫЧЕК БЕРУТСЯ ГОТОВЫЕ БЛОКИ
  5. Практическое социологическое рассуждение: следование инструкциям кодирования
  6. Получение и кодирование поставляемой продукции
  7. ЧАСТЬ 1 Творческий импульс
  8. Тайный импульс
  9. Четыре импульса всех холонов
  10. Всеохватывающий импульс эволюции
  11. Л. Н.ГУМИЛЕВ. БИОСФЕРА И ИМПУЛЬСЫ СОЗНАНИЯ
  12. Между импульсом и действием: рычаги разума
  13. Ценности как импульс развития культуры
  14. ГЛАВА XV О ПРИРОДЕ И РАЗЛИЧНОМ ПОНИМАНИИ ДВИЖЕНИЯ И СТРЕМЛЕНИЯ (ИМПУЛЬСА - CONATUS)
  15. 1. РЕАКЦИОННЫЕ, АНТИГУМАНИСТИЧЕСКИЕ ИДЕИ ИМПЕРИАЛИСТИЧЕСКОЙ БУРЖУАЗИИ — ДУХОВНЫЙ ИМПУЛЬС ФАШИЗМА