Бнс как система конкурентной активации пространственных элементов.

Активация, Субактивация, Покой нейрона.

 

Наши далекие предки, имеющие недифференцированную НС, обладали примитивной реакцией на приходящие из внешней среды раздражители – диффузное тотальное сокращение всего тела. Эволюция, создав множество специализированных мозговых структур в виде рецепторных и двигательных нейронных комплексов и систем превратила древний диффузный и тотальный ответ в выборочный и специализированный.

При этом неизбежно возникает вопрос – на основании каких критериев могут быть активированы те или иные специализированные рецепторные и двигательные комплексы? Если исходить из основного критерия – то, что НС и ГМ – это первичная нейронная сеть, в которую погружены все специализированные мозговые структуры, то ответ будет очевиден.

Активация как отдельного нейрона, так и целых нейронных комплексов из всей массы этих нейронов и нейронных комплексов во всей нейронной сети возможна при условии выполнения трех критериев.

1. – индикация мощности воздействий (ИМВ). Для активации нейрона или НК к нему необходимо подвести воздействия свыше порога необходимой мощности активации.

2. – эти воздействия должны поступить в тот локус НС, в котором расположены эти самые нейроны или НК. То есть воздействия на нейроны или НК должны соответствовать не только параметру мощности, но также еще одному параметру – мощности, выделенной на миллиметр кубический. (Или пересчитайте сами в микроваттах и нанометрах).

3. – время активации. Если учесть, что по нашей НС и ГМ «гуляет» множество нейронных импульсов как целенаправленных, так и спонтанных, а нейроны имеют друг на друга как возбуждающие воздействия, так и тормозные, то становиться понятно, что в первую очередь будут активированы те участки в нейронной сети, в которые в первую очередь придет необходимое количество возбуждающих воздействий.

Эволюция выбрала в качестве основного переносчика энергии приходящих воздействий вещества химической природы – нейромедиаторы. Для этого были веские основания. А именно – это позволяет сделать приходящие воздействия дискретными. А дискретность приходящих на нейроны ГМ сигналов (нейронных импульсов) позволяет расширить возможности управления нейронными комплексами. В норме для активации нейрона требуется около 20 одномоментно и локально приходящих на клетку нейронных импульсов. Импульсы, приходящие за большее, чем установленная единица время и приходящие на клетку не локально (то есть воздействия меньшей порога возбуждения мощности) вызвать процесс активации не могут. Это будет лишь субактивациянейрона или НК.

Таким образом активация НК из всего их многообразия в ГМ происходит на конкурентной основе и по критерию мощности приходящих воздействий. А ГМ – это система конкурентной активации пространственных элементов (нейронов и нейронных комплексов) – СКАПЭ.

Субактивация – это воздействие на нейрон или НК факторов мощностью, менее пороговой и не приводящей к разряду нейрона. При этом состоянии нейрон активен, но серии нейронных импульсов не выдает, либо выдает единичные случайные разряды. Субактивация единичного нейрона или НК в НС является самостоятельным и очень важным фактором работы всей НС и ГМ. И вот почему. При этом состоянии облегчается активация нейрона или НК. В случае каких то дополнительных воздействий предварительная субактивация РцНК обеспечивает преференции необходимой группе нейронов, облегчая восприятие нужных сигналов внешней среды, соответственно предварительная субактивация ДвНК облегчает его активацию и выдачу необходимой группы команд для исполнительных органов. Активация и субактивация РцНК и ДвНК также происходят в условиях локализации их в нейронной сети. В норме в ГМ между нейронами происходит постоянное воздействие нейронными импульсами, которые не вызывают активацию нейрона. Такие приходящие импульсы нейтрализуются постоянно работающими в синапсах ферментами – инактиваторами нейромедиаторов.

Субактивация – эта характеристика для нейронов, не находящийся, так сказать на «передовой» рецепторного процесса.  Необходимо отметить, что у периферических рецепторов, например зрительной системы, функцию субактивации нейрона практически не рассмотреть. Просто потому, что эволюция настолько «занизила» необходимый для активации порог мощности воздействий, что активация этих нейронов начинается практически с единичных фотонов света. А источники воздействий на нейроны с меньшей мощностью энергии чем фотоны света биология просто не берет во внимание.

И еще раз для лучшего понимания – предварительная субактивация рецепторных НК облегчает восприятие соответствующего сигнала внешней среды. Предварительное торможение этих же НК приведет к эффекту игнорирования того же самого сигнала.

Те же самые процессы в двигательных отделах нейросети приведут либо к облегчению начала движения, либо к выпадению двигательного навыка у данного животного.

А также нейрон, либо нейронный комплекс могут находиться в состоянии полного покоя. Состояние полного покоя не является нормальным физиологическим состояние для клеток НС и ГМ и в работе нашего главного органа встречаются исключительно при тяжёлой мозговой патологии.

В нормальных физиологических условиях у нейрона или НК – два состояния – субактивации или активации. По своему значению фактор субактивации нисколько не уступает фактору активации нейрона. Состояние покоя нейронов – это предвестник смерти организма. ГМ имеет специальную структуру, выполняющую функцию неспецифической локальной субактивации нейронных комплексов – ретикулярную (сетчатую) формацию - РФ. Также у животных имеется еще одна система неспецифической субактивации нейронов – нейрогуморальная.

Системынеспецифической активации – нейрогуморальная и ретикулярной формации существуют в дополнение к тому, что осталась от первичной нейронной сети наших предков – множественные прямые межнейронные контакты. Этот фактор показывает важность характеристики проведения воздействий между нейронами по различным направлениям.

 

 

Как это все работает.

 

Мозг работает по программам, заложенным в двигательных структурах – двигательных нейронах или нейронных комплексах – одноклеточных или многоклеточных. Эти программы заданы последовательностью расположения двигательных нейронов, их связями с исполнительными органами и последовательностью их активации, а запускаются они сигналами, поступающими с рецепторов. Сами же рецепторы активизируются специфическими воздействиями, поступающими в мозг из внешней среды или из самого организма.

Сложность выполняемых ГМ команд обусловлена количеством вовлеченных в работу НП и мотонейронов.

Сложность воспринимаемых сигналов, в свою очередь, обусловлена количеством вовлеченных в процесс восприятия рецепторов, как простых, так и сложных (многоклеточных). При этом возникает проблема выбора необходимой программы действий. Активация необходимых НП происходит с учетом факторов активации и субактивации соответствующих нейронных комплексов в условиях их локализации.

Или, говоря об этом языком функций, сформированная процессом эмбриогенеза и обучения природная нейронная сеть представляет собой набор микропрограмм различной степени сложности (нейронных двигательных комплексов) и набор кнопок (рецепторов – простых или сложных) для запуска этих двигательных микропрограмм. Выбор же активации какого либо нейронного комплекса из всего их разнообразия в ГМ в данный момент времени зависит от того, в какой именно участок нейронной сети в данный момент времени придет наибольшее количество возбуждающих нейронных импульсов или других воздействий.

Как можно представить путь и характер преобразований совокупности нейронных сигналов от периферических рецепторов НС и до мотонейронов коры ГМ?

Может быть так. Первичный недифференцированный пул нейронных сигналов, полученных, например на сетчатке глаза, двигаясь по зрительным путям ГМ активирует при этом те или иные соответствующие различным сигналам рецепторные НК, расположенные в зрительной системе в порядке иерархии по типу от простого к сложному по ходу движения сигнала.

При этом РцНК, расположенные в зрительной системе по ходу нейронных сигналов в порядке иерархии можно сравнить со своеобразными «крючками с подсветкой» сигналов, где каждый «крючок» - рецептор цепляет только один специфический этому рецептору сигнал.

При восприятии адекватного сигнала происходит активация данного конкретного рецептора, своеобразное «высвечивание» его из всей группы образований во всей нейронной сети.

Эти активированные и «подсвеченные» более простые РцНК, посылают нейронные импульсы на другие, уже более сложные РцНК. И в случае достижения достаточной мощности воздействий активируют уже и их. А также и двигательные НК, если это предусмотрено структурой мозга.

И такой процесс последовательной повторной активации, РцНК может повторятся в НС неоднократно. При этом мы будем наблюдать субъективное восприятие все более и более сложных объектов внешней среды, а в наиболее совершенной эволюционной форме вплоть до появления сложного сенсорного образа при активации вторичных и третичных отделов КГМ.

На данном примере хорошо заметна разница в ГМ между процессом №1 и процессом №2.

Мозг – это электрохимическая система. Не электротехническая, не цифровая, а именно электрохимическая. И при этом работающая по физическим (и конечно же биологическим законам). То есть процессы активации и дезактивации приходящих на нейрон воздействий реализуются через химических посредников – нейромедиаторов.

Головной мозг животных (и человека) имеет одну особенность – отсутствие состояния покоя. По данным электроэнцефалографии (ЭЭГ) – наличие электрических ритмов различных типов характерно для головного мозга при любом состоянии человека – сон, медикаментозный наркоз, либо даже мозговая кома. Появление на ЭЭГ изоэлектрической прямой трактуется как электрическое молчание коры головного мозга и означает смерть мозга. Переход от состояния сна или покоя к состоянию психической активности вызывает появление на ЭЭГ, так называемой, десинхронизации мозговой деятельности. То есть замены постоянных мозговых ритмов относительно хаотичными всплесками нейронных разрядов в различных отделах коры головного мозга. Такое же явление на ЭЭГ наблюдается и в период сновидений человека

Образно выражаясь, головной мозг животных – это «бульон, кипящий всю жизнь», в котором ни на миг не прекращаются спонтанные и вызванные, но «холостые» разряды нейронов. Без дополнительных воздействий эти спонтанные и холостые разряды вызывают лишь электроэнцефалографические признаки работы мозга. А при наличии дополнительных специфических воздействий по различным модальностям возникают как ощущения различной сложности, так и целенаправленные двигательные акты.

Прошу обратить внимание на тот факт, что нейрофизиологические признаки – ЭЭГ – сновидений и активного мышления одни и те же. Это очень интересный и примечательный факт. Заставляет о многом задуматься.