Em que consiste o cérebro humano? Como a informação é transferida do receptor para o cérebro! O cérebro como forma de receber e transmitir informações

Uma pessoa é capaz de sentir e perceber o mundo objetivo graças à atividade especial do cérebro. Todos os órgãos dos sentidos estão conectados ao cérebro. Cada um desses órgãos reage a um certo tipo de estímulo: os órgãos da visão - à influência da luz, os órgãos da audição e do tato - à influência mecânica, os órgãos do paladar e do olfato - à influência química. Porém, o próprio cérebro não é capaz de perceber esse tipo de influência. Ele apenas “compreende” sinais elétricos associados a impulsos nervosos. Para que o cérebro responda a um estímulo, cada modalidade sensorial deve primeiro converter a energia física correspondente em sinais eléctricos, que depois seguem os seus próprios caminhos até ao cérebro. Este processo de tradução é realizado por células especiais nos órgãos sensoriais chamadas receptores. Os receptores visuais, por exemplo, estão localizados em uma fina camada na parte interna do olho; Cada receptor visual contém uma substância química que reage à luz, e essa reação desencadeia uma série de eventos que resulta em um impulso nervoso. Os receptores auditivos são células ciliadas finas localizadas nas profundezas do ouvido; as vibrações do ar, que são um estímulo sonoro, dobram essas células ciliadas, resultando em um impulso nervoso. Processos semelhantes ocorrem em outras modalidades sensoriais.

Receptor- é uma célula nervosa especializada, ou neurônio; quando excitado, envia um sinal elétrico aos interneurônios. Esse sinal viaja até atingir sua zona receptiva no córtex cerebral, sendo que cada modalidade sensorial possui sua própria zona receptiva. Em algum lugar do cérebro – talvez no córtex receptivo, ou talvez em alguma outra parte do córtex – um sinal elétrico provoca a experiência consciente de uma sensação. Assim, quando sentimos o toque, a sensação “acontece” no nosso cérebro, não na nossa pele. Além disso, os impulsos eléctricos que medeiam directamente a sensação do tacto foram eles próprios causados por impulsos eléctricos gerados nos receptores tácteis localizados na pele. Da mesma forma, a sensação de gosto amargo não se origina na língua, mas no cérebro; mas os impulsos cerebrais que mediam a sensação do paladar eram causados por impulsos elétricos das papilas gustativas da língua.

O cérebro percebe não apenas o impacto do estímulo, mas também uma série de características do estímulo, como a intensidade do impacto. Consequentemente, os receptores devem ter a capacidade de codificar a intensidade e os parâmetros qualitativos do estímulo. Como eles fazem isso?

7.2. Tipos de sensações

Existem diferentes abordagens para classificar sensações. Há muito tempo é costume distinguir entre cinco (com base no número de órgãos dos sentidos) tipos principais de sensações: olfato, paladar, tato, visão e audição. Esta classificação das sensações segundo as principais modalidades é correta, embora não exaustiva. B.G. Ananyev falou sobre onze tipos de sensações. A.R. Luria acredita que a classificação das sensações pode ser realizada segundo pelo menos dois princípios básicos - sistemático e genético (ou seja, segundo o princípio da modalidade, por um lado, e segundo o princípio da complexidade ou nível de sua construção, por outro).

Sherrington Charles Scott (1857-1952)- Fisiologista e psicofisiologista inglês. Ele se formou na Universidade de Cambridge em 1885 e depois trabalhou em universidades famosas como Londres, Liverpool, Oxford e Edimburgo. De 1914 a 1917 foi professor pesquisador em fisiologia na Royal Institution da Grã-Bretanha. Laureado com o Prêmio Nobel.

Tornou-se amplamente conhecido graças às suas pesquisas experimentais, que conduziu com base na ideia do sistema nervoso como um sistema integral. Ele foi um dos primeiros a tentar a verificação experimental da teoria de James-Lange e mostrou que a separação do sistema nervoso visceral do sistema nervoso central não altera o comportamento geral do animal em resposta à influência emotiogênica.

Ch. Sherrington pertence à classificação dos receptores em exteroceptores, proprioceptores e interoceptores. Ele também mostrou experimentalmente a possibilidade da origem de receptores distantes dos de contato.

Classificação sistemáticasensações foi proposto por um fisiologista inglês C.Sherrington. Ele dividiu os maiores e mais significativos grupos de sensações em três tipos principais:

interoceptivo - combinar sinais que nos chegam do ambiente interno do corpo; surgem devido a receptores internos localizados nas paredes do estômago e intestinos, coração e sistema circulatório e outros órgãos internos; o grupo de sensações mais antigo e elementar; estão entre as formas de sensações menos conscientes e mais difusas e sempre mantêm sua proximidade com os estados emocionais.

proprioceptivo - transmitir informações sobre a posição do corpo no espaço e a posição do sistema músculo-esquelético; fornecer regulação de movimentos; inclui uma sensação de equilíbrio ou sensação estática, bem como uma sensação motora ou cinestésica; os receptores periféricos da sensibilidade proprioceptiva estão localizados nos músculos e articulações (tendões, ligamentos) e são chamados de corpúsculos de Paccini; os receptores periféricos para a sensação de equilíbrio estão localizados nos canais semicirculares do ouvido interno.

exteroceptivo Sentir - fornecer sinais do mundo exterior e criar a base para o nosso comportamento consciente; grupo exteroceptivo as sensações são convencionalmente divididas em dois subgrupos: sensações de contato e sensações distantes.

Sensações de contato são causadas pelo impacto direto de um objeto nos sentidos: paladar e tato.

Distante Sentir refletem as qualidades dos objetos localizados a alguma distância dos sentidos: audição e visão.

Cheiro, segundo muitos autores, ocupa uma posição intermediária entre o contato e as sensações distantes, pois formalmente as sensações olfativas surgem à distância do objeto, mas ao mesmo tempo, as moléculas que caracterizam o cheiro do objeto, com as quais o receptor olfativo entra em contato , sem dúvida pertencem a este objeto.

Esta é a dualidade da posição ocupada pelo olfato na classificação das sensações.

Como a sensação surge como resultado da ação de um estímulo físico específico sobre o receptor correspondente, a classificação primária das sensações vem do tipo de receptor que dá a sensação de uma determinada qualidade, ou “modalidade”.

Existem sensações que não podem ser associadas a nenhuma modalidade específica - intermodal . Esses incluem sensibilidade à vibração , que conecta a esfera tátil-motora com a esfera auditiva.

Sensação de vibração - Esta é a sensibilidade às vibrações causadas por um corpo em movimento. Segundo a maioria dos pesquisadores, o sentido vibratório é uma forma intermediária e de transição entre a sensibilidade tátil e auditiva.

A sensibilidade à vibração adquire particular significado prático em casos de danos à visão e à audição. Desempenha um grande papel na vida de pessoas surdas e surdo-cegas. Os surdocegos, graças ao alto desenvolvimento da sensibilidade vibratória, aprenderam sobre a aproximação de um caminhão e outros meios de transporte a grandes distâncias. Da mesma forma, através do sentido vibracional, os surdocegos sabem quando alguém entra em seu quarto. Consequentemente, as sensações, sendo o tipo mais simples de processos mentais, são na verdade muito complexas e não foram totalmente estudadas.

Classificação genética, proposto por um neurologista inglês X. Cabeça. nos permite distinguir dois tipos de sensibilidade:

protopático (mais primitivo, afetivo, menos diferenciado e localizado), que inclui sentimentos orgânicos (fome, sede, etc.);

epicrítico (mais sutilmente diferenciador, objetivado e racional), que inclui os principais tipos de sensações humanas; mais jovem geneticamente, controla a sensibilidade protopática.

Classificação famoso psicólogo doméstico B. M. Teplova - dividiu todos os receptores em dois grandes grupos:

exteroceptores (receptores externos) localizados na superfície do corpo ou próximos a ele e acessíveis a estímulos externos,

interoceptores (receptores internos) localizados profundamente nos tecidos, como músculos, ou na superfície dos órgãos internos. Um conjunto de sensações que chamamos de “sensações proprioceptivas”, B.M. Teplov os considerou sensações internas.

Da retina, os sinais são enviados para a parte central do analisador ao longo do nervo óptico, que consiste em quase um milhão de fibras nervosas. Ao nível do quiasma óptico, cerca de metade das fibras vão para o hemisfério oposto do cérebro, a metade restante vai para o mesmo hemisfério (ipsilateral). A primeira troca das fibras do nervo óptico ocorre no corpo geniculado lateral do tálamo. A partir daqui, novas fibras são enviadas através do cérebro até o córtex visual (Fig. 5.17).

Comparado à retina, o corpo geniculado é uma formação relativamente simples. Há apenas uma sinapse aqui, uma vez que as fibras que chegam ao nervo óptico terminam nas células que enviam seus impulsos ao córtex. O corpo geniculado contém seis camadas de células, cada uma das quais recebe informações de apenas um olho. As quatro camadas superiores são células pequenas, as duas inferiores são células grandes, então as camadas superiores são chamadas parvocelular(parvo - pequeno, celula - célula, lat.) e os inferiores - magnocelular(magnus - grande, lat.)(Fig. 5.18).

Esses dois tipos de camadas recebem informações de diferentes células ganglionares associadas a diferentes tipos de células bipolares e receptores. Cada célula do corpo geniculado é ativada a partir do campo receptivo da retina e possui centros “on” ou “ofrV” e uma periferia de sinal oposto. No entanto, entre as células do corpo geniculado e as células ganglionares da retina existe

Arroz. 5 17 Transmissão de informações visuais para o cérebro. 1- olho; 2 - retina; 3 - nervo óptico; 4 - quiasma visual; 5 - corpo geniculado externo, 6 - radiação visual; 7 - córtex visual; 8 - lobos occipitais (Lindsney, Norman, 1974)

O cérebro é a base física da visão. A maioria das vias que vão da retina ao córtex visual nos hemisférios posteriores passa pelo corpo geniculado lateral. Um corte transversal desta estrutura subcortical revela seis camadas celulares, duas das quais correspondem a conexões magnocelulares (M) e quatro a conexões parvocelulares (P) (Zeki, 1992).

Existem diferenças, das quais a mais significativa é a capacidade muito mais pronunciada da periferia do campo receptivo das células do corpo geniculado em suprimir o efeito do centro, ou seja, são mais especializados (Hubel, 1974).

Os neurônios do corpo geniculado lateral enviam seus axônios para o córtex visual primário, também chamado zonaVI (visual - visual, Inglês). Visual primário (estriado) o córtex consiste em dois sistemas paralelos e amplamente independentes - magnocelular e parvocelular, nomeados de acordo com as camadas dos corpos geniculados do tálamo (Zeki e Shopp, 1988). O sistema magnocelular é encontrado em todos os mamíferos e, portanto, tem uma origem anterior. O sistema parvocelular está presente apenas em primatas, o que indica sua origem evolutiva posterior (Carlson, 1992). O sistema magnocelular está incluído na análise da forma, movimento e profundidade do espaço visual. O sistema parvocelular está envolvido em funções visuais desenvolvidas em primatas, como percepção de cores e detecção de detalhes finos (Merigan, 1989).

A conexão entre os corpos geniculados e o córtex estriado é realizada com alta precisão topográfica: a zona VI contém, na verdade, um “mapa” de toda a superfície da retina. Danos a qualquer parte da via nervosa que conecta a retina à zona VI levam ao aparecimento campos de cegueira absoluta, cujas dimensões e posição correspondem exatamente ao comprimento e localização

localização do dano na zona VI. S. Henschen nomeou esta zona retina cortical (Zeki, 1992).

As fibras provenientes dos corpos geniculados laterais estão em contato com as células da quarta camada do córtex. A partir daqui, a informação eventualmente se espalha para todas as camadas. As células da terceira e quinta camadas do córtex enviam seus axônios para estruturas mais profundas do cérebro. A maioria das conexões entre as células do córtex estriado correm perpendicularmente à superfície, as conexões laterais são predominantemente curtas. Isto sugere a presença de localidade no processamento de informações nesta área.

A área da retina que afeta a célula simples do córtex (o campo receptivo da célula), assim como os campos dos neurônios da retina e dos corpos geniculados, é dividida em regiões “on” e “offr”. No entanto, estes campos estão longe de ser um círculo perfeito. Num caso típico, o campo receptivo consiste numa área “op” muito longa e estreita, que é adjacente em ambos os lados por áreas “o!G” mais largas (Hubel, 1974).

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO ANALISADOR AUDITIVO HUMANO

Estrutura e funcionamento do analisador auditivo humano

Todas as informações sonoras que uma pessoa recebe do mundo exterior (é aproximadamente 25% do total) são reconhecidas por ela através do sistema auditivo.

O sistema auditivo é uma espécie de receptor de informações e consiste na parte periférica e nas partes superiores do sistema auditivo.

A parte periférica do sistema auditivo desempenha as seguintes funções:

- uma antena acústica que recebe, localiza, foca e amplifica o sinal sonoro;

- microfone;

- analisador de frequência e tempo;

Um conversor analógico-digital que converte um sinal analógico em impulsos nervosos binários.

O sistema auditivo periférico é dividido em três partes: ouvido externo, médio e interno.

O ouvido externo consiste no pavilhão auricular e no canal auditivo, que termina em uma fina membrana chamada tímpano. Os ouvidos externos e a cabeça são componentes de uma antena acústica externa que conecta (combina) o tímpano ao campo sonoro externo. As principais funções das orelhas externas são a percepção binaural (espacial), a localização da fonte sonora e a amplificação da energia sonora, principalmente nas frequências médias e altas.

Aurícula 1 na área do ouvido externo (Fig. 1.a) direciona as vibrações acústicas para o canal auditivo 2, terminando com o tímpano 5. O canal auditivo serve como ressonador acústico em frequências de cerca de 2,6 kHz, o que aumenta três vezes a pressão sonora. Portanto, nesta faixa de frequência o sinal sonoro é significativamente amplificado, e é aqui que se localiza a região de máxima sensibilidade auditiva. O sinal sonoro afeta ainda mais o tímpano3.

O tímpano é uma película fina de 74 mícrons de espessura, em forma de cone com a ponta voltada para o ouvido médio. Forma a fronteira com a região do ouvido médio e está conectado aqui ao mecanismo de alavanca musculoesquelético em forma de martelo 4 e bigorna 5. O pedículo da bigorna repousa sobre a membrana da janela oval 6 ouvido interno 7. O sistema de alavanca martelo-bigorna é um transformador das vibrações do tímpano, aumentando a pressão sonora na membrana da janela oval para maior retorno de energia do ambiente aéreo do ouvido médio, que se comunica com o externo ambiente através da nasofaringe 8, na área do ouvido interno 7, preenchido com líquido incompressível - perilinfa.

O ouvido médio é uma cavidade cheia de ar conectada à nasofaringe pela trompa de Eustáquio para equalizar a pressão atmosférica. O ouvido médio desempenha as seguintes funções: combinar a impedância do ambiente aéreo com o ambiente líquido da cóclea do ouvido interno; proteção contra sons altos (reflexo acústico); amplificação (mecanismo de alavanca), devido à qual a pressão sonora transmitida ao ouvido interno é amplificada em quase 38 dB em relação à que atinge o tímpano.

Figura 1. Estrutura do órgão auditivo

A estrutura do ouvido interno (mostrada ampliada na Figura 1.6) é muito complexa e é discutida aqui esquematicamente. Sua cavidade 7 é um tubo afinando em direção ao ápice, enrolado em 2,5 voltas em forma de caracol de 3,5 cm de comprimento, ao qual ficam adjacentes os canais do aparelho vestibular em forma de três anéis 9. Todo este labirinto é limitado por um septo ósseo 10. Observe que na parte de entrada do tubo, além da membrana oval, existe uma membrana de janela redonda 11, desempenhando a função auxiliar de coordenação do ouvido médio e interno.

A membrana principal está localizada ao longo de todo o comprimento da cóclea 12 - analisador de sinal acústico. É uma estreita faixa de ligamentos flexíveis (Fig. 1.6), que se expande em direção ao topo da cóclea.. A seção transversal (Fig. 1.c) mostra a membrana principal 12, membrana óssea (Reissner) 13, separar o ambiente líquido do aparelho vestibular do sistema auditivo; ao longo da membrana principal existem camadas de terminações de fibras nervosas do 14º órgão de Corti, conectando-se em um torniquete 15.

A membrana principal consiste em vários milhares de fibras transversais comprimento 32 milímetros. O órgão de Corti contém receptores auditivos especializados- células ciliadas. Na direção transversal, o órgão de Corti consiste em uma fileira de células ciliadas internas e três fileiras de células ciliadas externas.

O nervo auditivo é um tronco torcido, cujo núcleo consiste em fibras que se estendem do ápice da cóclea e as camadas externas de suas seções inferiores. Tendo entrado no tronco cerebral, os neurônios interagem com as células em vários níveis, subindo até o córtex e cruzando ao longo do caminho para que a informação auditiva do ouvido esquerdo chegue principalmente ao hemisfério direito, onde a informação emocional é processada principalmente, e do ouvido direito. para o hemisfério esquerdo, onde a informação semântica é processada principalmente. No córtex, as principais zonas auditivas estão localizadas na região temporal e há interação constante entre os dois hemisférios.

O mecanismo geral de transmissão do som pode ser simplificado da seguinte forma: as ondas sonoras passam pelo canal sonoro e excitam as vibrações do tímpano. Essas vibrações são transmitidas através do sistema ossicular do ouvido médio até a janela oval, que empurra o fluido para a parte superior da cóclea.

Quando a membrana da janela oval oscila no fluido do ouvido interno, ocorrem vibrações elásticas, movendo-se ao longo da membrana principal desde a base da cóclea até seu ápice. A estrutura da membrana principal é semelhante a um sistema de ressonadores com frequências ressonantes localizadas ao longo de seu comprimento. As áreas da membrana localizadas na base da cóclea ressoam aos componentes de alta frequência das vibrações sonoras, fazendo-as vibrar, as do meio reagem aos de média frequência e as áreas localizadas próximas ao topo - às baixas frequências. Os componentes de alta frequência na linfa atenuam-se rapidamente e não afetam áreas da membrana remotas desde o início.

Fenômenos de ressonância localizados na superfície da membrana em forma de relevo, conforme mostrado esquematicamente na Fig. 1. G, excitar células nervosas “capilares” localizadas na membrana principal em várias camadas, formando o órgão de Corti. Cada uma dessas células tem até cem terminações de “cabelo”. No lado externo da membrana existem três a cinco camadas dessas células, e abaixo delas há uma fileira interna, de modo que o número total de células “pilosas” interagindo umas com as outras camada por camada quando a membrana é deformada é de cerca de 25 mil.

No órgão de Corti, as vibrações mecânicas da membrana são convertidas em impulsos elétricos discretos das fibras nervosas. Quando a membrana principal vibra, os cílios das células ciliadas se dobram e isso gera um potencial elétrico, que causa um fluxo de impulsos nervosos elétricos que transportam todas as informações necessárias sobre o sinal sonoro recebido ao cérebro para posterior processamento e resposta. O resultado deste processo complexo é a conversão do sinal acústico de entrada em forma elétrica, que é então transmitida às áreas auditivas do cérebro através dos nervos auditivos.

As partes superiores do sistema auditivo (incluindo as zonas auditivas do córtex) podem ser consideradas como um processador lógico que identifica (decodifica) sinais sonoros úteis contra um fundo de ruído, agrupa-os de acordo com certas características, compara-os com imagens na memória , determina seu valor informativo e toma uma decisão sobre as respostas.

Transmissão de sinais de analisadores auditivos para o cérebro

O processo de transmissão de estímulos nervosos das células ciliadas para o cérebro é de natureza eletroquímica.

O mecanismo de transmissão dos estímulos nervosos ao cérebro é representado pelo diagrama da Fig. 2, onde L e R são as orelhas esquerda e direita, 1 são nervos auditivos, 2 e 3 são centros intermediários de distribuição e processamento de informações localizadas no tronco cerebral, e 2 são os chamados. núcleos cocleares, 3 - azeitonas superiores.

Figura 2. Mecanismo de transmissão de estímulos nervosos ao cérebro

O mecanismo pelo qual a sensação de altura é formada ainda está em debate. Sabe-se apenas que em frequências mais baixas ocorrem vários pulsos para cada meio ciclo de vibração sonora. Em frequências mais altas, os pulsos não ocorrem a cada meio ciclo, mas com menos frequência, por exemplo, um pulso a cada segundo período, e em frequências mais altas até a cada terceiro. A frequência dos impulsos nervosos que surgem depende apenas da intensidade da estimulação, ou seja, no nível de pressão sonora.

A maior parte da informação proveniente do ouvido esquerdo é transmitida para o hemisfério direito do cérebro e, inversamente, a maior parte da informação proveniente do ouvido direito é transmitida para o hemisfério esquerdo. Nas partes auditivas do tronco cerebral são determinados o tom, a intensidade do som e algumas características do timbre, ou seja, O processamento primário do sinal é executado. Processos complexos de processamento ocorrem no córtex cerebral. Muitos deles são congênitos, muitos se formam no processo de comunicação com a natureza e as pessoas, desde a infância.

Foi estabelecido que na maioria das pessoas (95% dos destros e 70% dos canhotos) o hemisfério esquerdo é alocado e processado; sinais semânticos de informação, e à direita - estéticos. Esta conclusão foi obtida em experimentos sobre a percepção biótica (bifurcada, separada) da fala e da música. Ao ouvir com o ouvido esquerdo um conjunto de números e com o direito outro, o ouvinte dá preferência àquele que é percebido pelo ouvido direito e cuja informação é recebida pelo hemisfério esquerdo. Pelo contrário, ao ouvir melodias diferentes com ouvidos diferentes, dá-se preferência àquela que é ouvida pelo ouvido esquerdo e cuja informação entra no hemisfério direito.

As terminações nervosas sob a influência da excitação geram impulsos (ou seja, praticamente um sinal já codificado, quase digital), transmitidos ao longo das fibras nervosas até o cérebro: no primeiro momento até 1000 impulsos/s, e após um segundo - não mais que 200 devido à fadiga, que determina o processo de adaptação, ou seja, diminuição do volume percebido com exposição prolongada a um sinal.

A organização especial do sistema nervoso humano torna possível sentir e perceber o mundo objetivo. Todos os órgãos dos sentidos estão conectados ao cérebro. Cada órgão dos sentidos reage a estímulos de uma determinada modalidade:

Órgãos da visão à exposição à luz,

Órgãos auditivos para vibrações de ondas de ar,

Órgãos de toque à influência mecânica,

Órgãos gustativos para exposição química na área da boca,

Órgãos olfativos à exposição química na região do nariz.

Para que o cérebro responda a um estímulo, cada modalidade sensorial deve primeiro converter a energia física correspondente em energia elétrica. Então esses sinais – cada um à sua maneira – seguem para o cérebro. Esse processo de conversão de energia física em energia elétrica é realizado por células especiais nos órgãos sensoriais, chamadas receptores.

Os receptores visuais estão localizados em uma fina camada na parte interna do olho. Cada receptor visual contém uma substância química que reage à luz, e essa reação desencadeia uma série de eventos que resulta em um impulso nervoso.

Os receptores auditivos são células ciliadas finas localizadas nas profundezas do ouvido. As vibrações do ar dobram essas células ciliadas, resultando em um impulso nervoso.

A natureza criou “truques” semelhantes para outras modalidades sensoriais.

Um receptor é um neurônio, ou seja, uma célula nervosa, ainda que especializada. O receptor excitado envia um sinal elétrico aos interneurônios. Aqueles - para a zona receptiva do córtex cerebral. Cada modalidade sensorial possui sua própria área receptiva.

Na zona receptiva ou em outra zona do córtex, surge uma experiência consciente de sensação. O cérebro e a consciência percebem não apenas o impacto do estímulo, mas também uma série de características do estímulo, por exemplo, a intensidade do impacto.

Quanto maior a intensidade do impacto, maior a frequência dos impulsos nervosos - assim a natureza codificou esta correspondência. Quanto maior a frequência dos impulsos nervosos, maior será a intensidade percebida do estímulo pelo cérebro e pela consciência.

Para uma especificação mais precisa do sinal (por exemplo, qual é a cor da luz ou qual é o sabor da comida), existem neurônios específicos (um neurônio transmite informações sobre a cor azul, outro sobre o verde, um terceiro sobre comida ácida, um quarto sobre salgado...).

Na percepção sonora, as características da sensação podem ser codificadas pela forma do sinal elétrico que entra no cérebro. Se a forma de onda estiver próxima de uma onda senoidal, esse som será agradável para nós.

Literatura

Atkinson R. L., Agkinson R. S., Smith E. E. Introdução à psicologia: livro didático para universidades / Transl. do inglês sob. Ed. V. P. Zinchenko. - M.: Trivola, 1999.

Uma pessoa é capaz de sentir e perceber o mundo objetivo graças à atividade especial do cérebro. Todos os órgãos dos sentidos estão conectados ao cérebro. Cada um desses órgãos reage a um certo tipo de estímulo: os órgãos da visão - à influência da luz, os órgãos da audição e do tato - à influência mecânica, os órgãos do paladar e do olfato - à influência química. Porém, o próprio cérebro não é capaz de perceber esse tipo de influência. Ele "compreende" apenas os sinais elétricos associados aos impulsos nervosos. Para que o cérebro responda a um estímulo, V Cada modalidade sensorial deve primeiro converter a energia física correspondente em sinais elétricos, que então seguem seus próprios caminhos até o cérebro. Este processo de tradução é realizado por células especiais nos órgãos sensoriais chamadas receptores. Os receptores visuais, por exemplo, estão localizados em uma fina camada na parte interna do olho; Cada receptor visual contém uma substância química que reage à luz, e essa reação desencadeia uma série de eventos que resulta em um impulso nervoso. Os receptores auditivos são células ciliadas finas localizadas nas profundezas do ouvido; as vibrações do ar, que são um estímulo sonoro, dobram essas células ciliadas, resultando em um impulso nervoso. Processos semelhantes ocorrem em outras modalidades sensoriais.

Um receptor é uma célula nervosa especializada, ou neurônio; quando excitado, envia um sinal elétrico aos interneurônios. Esse sinal viaja até atingir sua zona receptiva no córtex cerebral, sendo que cada modalidade sensorial possui sua própria zona receptiva. Em algum lugar do cérebro – talvez no córtex receptivo, ou talvez em alguma outra parte do córtex – um sinal elétrico provoca a experiência consciente de uma sensação. Assim, quando sentimos o toque, a sensação “acontece” no nosso cérebro, não na nossa pele. Além disso, os impulsos eléctricos que medeiam directamente a sensação do tacto foram eles próprios causados por impulsos eléctricos gerados nos receptores tácteis localizados na pele. Da mesma forma, a sensação de gosto amargo não se origina na língua, mas no cérebro; mas os impulsos cerebrais que mediam a sensação do paladar eram causados por impulsos elétricos das papilas gustativas da língua.

Para responder a esta questão, os cientistas necessitaram de realizar uma série de experiências para registar a actividade de células receptoras únicas e vias durante a apresentação de vários sinais de entrada, ou estímulos, ao sujeito. Dessa forma, você pode determinar com precisão a quais propriedades do estímulo um determinado neurônio responde. Como tal experimento é realizado na prática?

Antes do início do experimento, o animal (macaco) é submetido a uma cirurgia, durante a qual fios finos são implantados em determinadas áreas do córtex visual. Obviamente, tal operação é realizada em condições estéreis e com anestesia adequada. Fios finos - microeletrodos - são cobertos com isolamento em todos os lugares, exceto na ponta, que registra a atividade elétrica do neurônio em contato com eles. Uma vez implantados, esses microeletrodos não causam dor e o macaco pode viver e se movimentar normalmente. Durante o experimento real, o macaco é colocado em um dispositivo de teste e microeletrodos são conectados a dispositivos de amplificação e gravação. O macaco é então apresentado a vários estímulos visuais. Observando qual eletrodo produz um sinal estável, podemos determinar qual neurônio responde a cada estímulo. Como esses sinais são muito fracos, eles devem ser amplificados e exibidos na tela de um osciloscópio, que os converte em curvas de tensão elétrica. A maioria dos neurônios produz uma série de impulsos nervosos que são refletidos em um osciloscópio na forma de rajadas verticais (picos). Mesmo na ausência de estímulos, muitas células produzem impulsos raros (atividade espontânea). Quando um estímulo ao qual um determinado neurônio é sensível é apresentado, uma sequência rápida de picos pode ser vista. Ao registrar a atividade de uma única célula, os cientistas aprenderam muito sobre como os órgãos sensoriais codificam a intensidade e a qualidade de um estímulo. A principal forma de codificar a intensidade do estímulo é o número de impulsos nervosos por unidade de tempo, ou seja, frequência dos impulsos nervosos. Vamos mostrar isso usando o exemplo do toque. Se alguém tocar levemente sua mão, uma série de impulsos elétricos aparecerá nas fibras nervosas. Se a pressão aumentar, a magnitude dos pulsos permanece a mesma, mas seu número por unidade de tempo aumenta. É o mesmo com outras modalidades. Em geral, quanto maior a intensidade, maior será a frequência dos impulsos nervosos e maior será a intensidade percebida do estímulo.

A intensidade do estímulo pode ser codificada de outras maneiras. Uma delas é codificar a intensidade na forma de um padrão temporal de impulsos. Em baixa intensidade, os impulsos nervosos seguem relativamente raramente e o intervalo entre os impulsos adjacentes é variável. Em alta intensidade, esse intervalo torna-se bastante constante. Outra possibilidade é codificar a intensidade como o número absoluto de neurônios ativados: quanto maior a intensidade do estímulo, mais neurônios estão envolvidos.

Codificar a qualidade de um estímulo é mais complexo. Tentando explicar esse processo, I. Müller em 1825 sugeriu que o cérebro é capaz de distinguir informações de diferentes modalidades sensoriais devido ao fato de viajar ao longo de diferentes nervos sensoriais (alguns nervos transmitem sensações visuais, outros auditivos, etc.). Portanto, se não levarmos em conta uma série de afirmações de Muller sobre a incognoscibilidade do mundo real, podemos concordar que as vias neurais que começam em diferentes receptores terminam em diferentes áreas do córtex cerebral. Conseqüentemente, o cérebro recebe informações sobre os parâmetros qualitativos do estímulo graças aos canais nervosos que conectam o cérebro e o receptor. No entanto, o cérebro é capaz de distinguir entre os efeitos de uma modalidade. Por exemplo, distinguimos o vermelho do verde ou o doce do azedo. Aparentemente, a codificação aqui também está associada a neurônios específicos. Por exemplo, há evidências de que uma pessoa distingue o doce do azedo simplesmente porque cada tipo de sabor tem suas próprias fibras nervosas. Assim, as fibras “doces” transmitem principalmente informações de receptores doces, fibras “ácidas” - de receptores ácidos, e o mesmo com fibras “salgadas” e fibras “amarras”.

Contudo, a especificidade não é o único princípio de codificação possível. Também é possível que o sistema sensorial utilize um padrão específico de impulsos nervosos para codificar informações de qualidade. Uma fibra nervosa individual, reagindo ao máximo a, digamos, doces, pode responder, mas em graus variados, a outros tipos de estímulos gustativos. Uma fibra reage mais fortemente aos alimentos doces, mais fraca aos alimentos amargos e ainda mais fraca aos alimentos salgados; de modo que um estímulo “doce” ativaria um grande número de fibras com graus variados de excitabilidade, e então esse padrão específico de atividade neural seria o código para o doce no sistema. Um padrão diferente seria transmitido ao longo das fibras como um código amargo.

No entanto, na literatura científica podemos encontrar uma opinião diferente. Por exemplo, há todos os motivos para afirmar que os parâmetros qualitativos de um estímulo podem ser codificados através da forma de um sinal elétrico que entra no cérebro. Encontramos um fenômeno semelhante quando percebemos o timbre de uma voz ou o timbre de um instrumento musical. Se a forma do sinal for próxima de uma sinusóide, então o timbre é agradável para nós, mas se a forma for significativamente diferente de uma sinusóide, então temos uma sensação de dissonância.

Assim, o reflexo dos parâmetros qualitativos de um estímulo nas sensações é um processo muito complexo, cuja natureza não foi totalmente estudada.

Por: Atkinson R.L., Atkinson R.S., Smith EE e outros Introdução à Psicologia: Livro Didático para Universidades / Trans. do inglês sob. Ed. V.P. Zinchenko, - M.: Trivola, 1999.

As sensações conectam a pessoa com o mundo exterior e são ao mesmo tempo a principal fonte de informação sobre ela e a principal condição para o desenvolvimento mental. No entanto, apesar da obviedade destas disposições, elas têm sido repetidamente questionadas. Representantes da tendência idealista em filosofia e psicologia muitas vezes expressaram a ideia de que a verdadeira fonte de nossa atividade consciente não são as sensações, mas o estado interno de consciência, a capacidade de pensamento racional, inerente à natureza e independente do influxo de informações provenientes de o mundo lá fora. Essas visões formaram a base da filosofia racionalismo. Sua essência era a afirmação de que a consciência e a razão são as propriedades primárias e inexplicáveis do espírito humano.

Filósofos idealistas e muitos psicólogos que apoiam o conceito idealista muitas vezes fizeram tentativas de rejeitar a posição de que as sensações de uma pessoa a conectam com o mundo exterior e de provar a posição oposta e paradoxal, a saber, que as sensações são um muro intransponível que separa uma pessoa do mundo exterior. Uma posição semelhante foi apresentada por representantes do idealismo subjetivo (D. Berkeley, D. Hume, E. Mach).

I. Müller, um dos representantes da tendência dualista na psicologia, com base na posição de idealismo subjetivo acima mencionada, formulou a teoria da “energia específica dos sentidos”. Segundo essa teoria, cada um dos órgãos dos sentidos (olho, ouvido, pele, língua) não reflete a influência do mundo externo, não fornece informações sobre os processos reais que ocorrem no ambiente, mas apenas recebe impulsos de influências externas que excitar seus próprios processos. Segundo esta teoria, cada órgão dos sentidos possui a sua própria “energia específica”, excitada por qualquer influência vinda do mundo exterior. Então, basta pressionar o olho ou aplicar uma corrente elétrica nele para ter uma sensação de luz; A estimulação mecânica ou elétrica do ouvido é suficiente para produzir a sensação sonora. Destas disposições concluiu-se que os sentidos não refletem influências externas, mas apenas são excitados por elas, e uma pessoa não percebe as influências objetivas do mundo externo, mas apenas seus próprios estados subjetivos, refletindo a atividade de seus sentidos.

Ponto de vista semelhante foi o de G. Helmholtz, que não rejeitou o fato de que as sensações surgem como resultado da influência dos objetos nos órgãos dos sentidos, mas acreditava que as imagens mentais que surgem como resultado dessa influência não têm nada em comum com objetos reais. Com base nisso, ele chamou as sensações de “símbolos” ou “sinais” de fenômenos externos, recusando-se a reconhecê-las como imagens, ou reflexos, desses fenômenos. Ele acreditava que o impacto de um determinado objeto em um órgão dos sentidos evoca na consciência um “sinal” ou “símbolo” do objeto influenciador, mas não sua imagem. “Pois é necessário que a imagem tenha uma certa semelhança com o objeto representado... Não é necessário que o signo tenha qualquer semelhança com aquilo de que é signo.”

É fácil ver que ambas as abordagens levam à seguinte afirmação: uma pessoa não pode perceber o mundo objetivo, e a única realidade são os processos subjetivos que refletem a atividade de seus sentidos, que criam os “elementos do mundo percebidos subjetivamente”. .”

Conclusões semelhantes formaram a base da teoria solipsismo(de lat. solução - um, ipse - ele mesmo) que se resumia ao fato de que uma pessoa só pode conhecer a si mesma e não tem nenhuma evidência da existência de outra coisa senão ela mesma.

Representantes da escola materialista, que acreditam ser possível uma reflexão objetiva do mundo externo, assumem posições opostas. O estudo da evolução dos órgãos dos sentidos mostra de forma convincente que, no processo de longo desenvolvimento histórico, foram formados órgãos perceptivos especiais (órgãos dos sentidos ou receptores), especializados em refletir tipos especiais de formas objetivamente existentes de movimento da matéria (ou tipos de energia): receptores auditivos que refletem vibrações sonoras; receptores visuais que refletem certas faixas de vibrações eletromagnéticas, etc. O estudo da evolução dos organismos mostra que na verdade não temos “energias específicas dos próprios órgãos dos sentidos”, mas órgãos específicos que refletem objetivamente vários tipos de energia. Além disso, a alta especialização dos vários órgãos dos sentidos baseia-se não apenas nas características estruturais da parte periférica do analisador - os receptores, mas também na maior especialização dos neurônios que compõem o aparelho nervoso central, que recebem sinais percebidos por os órgãos dos sentidos periféricos.

Deve-se notar que as sensações humanas são produto do desenvolvimento histórico e, portanto, são qualitativamente diferentes das sensações dos animais. Nos animais, o desenvolvimento das sensações é inteiramente limitado pelas suas necessidades biológicas e instintivas. Em muitos animais, certos tipos de sensações são impressionantes em sua sutileza, mas a manifestação dessa habilidade de sensação finamente desenvolvida não pode ir além dos limites daquele círculo de objetos e suas propriedades que têm significado vital direto para os animais de uma determinada espécie. Por exemplo, as abelhas são capazes de distinguir a concentração de açúcar numa solução de forma muito mais subtil do que a pessoa média, mas isto limita a subtileza das suas sensações gustativas. Outro exemplo: um lagarto que pode ouvir o leve farfalhar de um inseto rastejante não reagirá de forma alguma à batida muito forte de pedra contra pedra.

Nos humanos, a capacidade de sentir não é limitada pelas necessidades biológicas. O trabalho criou nele uma gama de necessidades incomparavelmente mais ampla do que nos animais, e nas atividades destinadas a satisfazer essas necessidades, as habilidades humanas estavam em constante desenvolvimento, incluindo a capacidade de sentir. Portanto, uma pessoa pode sentir um número muito maior de propriedades dos objetos ao seu redor do que um animal.

1 Esta seção é baseada em capítulos do livro: Psicologia. /Ed. prof. K. N. Kornilova, prof. A.A. Smirnova, prof. B. M. Teplova. -Ed. 3º, revisado e adicional - M.: Uchpedgiz, 1948.