Живые существа могут воспринимать окружающий их мир через прямые контакты с разными химическими веществами, через звуковые волны определенного спектра, через фотоны, видимого спектра. (Фотоны видимого спектра сопоставимы по длине волны с размерами органических молекул.)
Восприятие информации об окружающем мире, его отражение в нервной системе живых существ, достаточно простой процесс, ибо даже существа с самой простой нервной системой легко ориентируются, где свет, а где тень. Существа с продвинутой нервной системой, например, насекомые быстро и легко и почти безошибочно находят интересующее их место.
Чтобы понять процесс моделирования информации об окружающем мире зрительным анализатором живых существ, нужно понять, что моделирует этот анализатор.
Все пространство между частицами вещества заполнено фотонами разных частей фотонного спектра, причем спектр фотонов определяется их взаимодействием с молекулами вещества, по-разному отражающими, поглощающими и излучающими фотоны. Фотоны разной длинны волны, почти не взаимодействуют между собой, но фотоны одинаковой длинны волны взаимодействуя друг с другом, всегда создают некую интерференционную структуру (по-английски pattern).
При некоторых условиях интерференционная структура может быть выявлена при взаимодействии фотонов с веществом. Например, фотография - это как бы двумерная интерференционная картина. Трехмерная интерференционная картина - это голограмма.
Технически для создания голограммы нужно когерентное излучение. Голограмма создается, когда есть два луча света, одинаковой длинны волны. Первый луч отражается от фотографируемого объекта. Затем второй луч сталкивается с отраженным светом первого. При этом они создают интерференционную картинку, которая затем записывается в толстом светочувствительном слое. Для невооруженного глаза картинка, получаемая в светочувствительном слое, совершенно не похожа на фотографируемый объект. Она напоминает кучу концентрических кругов разного размера. Но когда луч лазера или просто направленный яркий свет попадает на пленку, в некотором объеме вокруг светочувствительного слоя возникает трехмерное изображение первоначального объекта.
Если светочувствительный слой разрезать на части и любую часть осветить лазером, возникнет целое изображение, но оно будет тем хуже, чем меньше кусок.
Первые голограммы был созданы в 1947 году Дэннисом Габором, он получил за это Нобелевскую премию. Голограмма это некий объем вещества, в котором запечатлена картина интерференции фотонов в какой-то момент времени.
Габор использовал математический подход, основанный на способе, созданном в XVIII веке французским математиком Жаном Фурье, разработавшего математический метод перевода паттерна любой сложности на язык простых волн. Он также показал, как эти волновые формы могут быть преобразованы в первоначальный паттерн. Преобразования Фурье позволили Габору перевести изображение объекта в интерференционное "пятно" на голографической пленке, а также изобрести способ обратного преобразования интерференционных паттернов в первоначальное изображение.
Отражение реального мира в нервной системе.
Нервная система живых существ реагирует на информацию из окружающего мира, именно как прибор, фиксирующий огромную серию голограмм поступающих туда с частотой примерно несколько выборок в секунду.
Нервная система древнейших животных, представлявшая минимальную сеть нервных клеток, не могла не фиксировать расположение максимумов в той интерференционной картине, которая формировалась в самом теле этого существа фотонами. Уже на эту картину накладывались сигналы от механических и химических рецепторов тела.
У более развитых животных интерференционная картина поступавших извне фотонов, стала взаимодействовать с нервной системой в специализированном органе зрения - глазу. Глаз стал создавать серию электрохимических голограмм, слабых подобий исходной фотонной голограммы. Уже электрохимические голограммы обрабатываются всей нервной системой.
По этому же принципу звуковые электрические голограммы получаются в результате работы слухового анализатора реагирующего на звуковые колебания, поступающие из внешнего мира.
Все органы чувств создают свои электрические голограммы, формирующиеся в своих центрах в мозгу.
Надо подчеркнуть, что в реальном мире нет ни цвета, ни запаха, ни звука. Есть колебания атомов в молекулах, движение молекул, фотонов разной частоты, но восприятие всего этого в том виде как мы представляем окружающий мир, это особенности нашей внутренней электрической голограммы, особенности способа нашего анализа внешнего мира через посредство той модели, которая создается в нашей нервной системе.
К идее голографической теории работы мозга пришел в 1963 г. Ван Хеерден, работавший в Polaroid Research Laboratories в Кембридже, штат Массачусетс, но его работа прошла незамеченной. В 1966 году нейрохирург Карл Прибрам после прочтения в журнале "Scientific American" статьи, где описывались первые опыты построения голограммы, опубликовал свою статью о предполагаемой голографической природе мозга, и его работы были замечены. Но Прибрам был мистиком, он отвергал вообще дифференциальную работу частей мозга, считая мозг просто вместилищем голограмм изначально существующих в мире. Прибрам верил во всякие мистические чудеса, объясняя их тем, что мир вообще-то не реальность, а голограмма. Поэтому последовали Прибраму в основном такие же мистики как он. Идея Ван Хеердена, что мозг работает с голограммами, Прибрамом была сильно скомпрометирована.
Работа нейронов высших животных с голограммами.
Сетчатка это производное мозга, как и любая другая часть мозга, она состоит из сети специализированных нейронов. Специфическим свойством нейронов сетчатки является наличие в них светочувствительных пигментов. (Палочки, колбочки и меланопсинсодержащие ганглиозные клетки сетчатки это фоторецепторные нейроны.)
В толстом слое сетчатки паттерн фотонов несущих информацию о внешнем мире в разных местах очень по-разному активизирует работу зрительных нейронов. То есть, в описываемой матрице, уровни электрических напряжений на мембранах разных нейронов в каждый момент времени будут разными. (Одномоментная картина практически такая же, как голограмма получающаяся в толстом слое фотоэмульсии.)
Одномоментное считывание со светочувствительных нейронов и передача в зрительный бугор мозга этой информации происходит под влиянием 16 - 24 герцевых внутренних синхронных сигналов создаваемых ретикулярной формацией мозга.
В каждом нейроне этот процесс имеет несколько стадий. На мембрану активирующую разрядку нейрона несущего информацию, поступает нейромедиатор от вспомогательного нейрона, входящего в особую сеть нейронов связанных с ретикулярной формацией. Сигналы этих специализированных нейронов передают синхронный для всех нейронов обрабатывающих информацию, сигнал сброса потенциала с мембраны. Происходит активация части мембраны информационного нейрона - в области основания его аксона (аксонного бугорка). В результате открытия каналов для ионов натрия и калия, ионы калия выходят из нейрона, а ионы натрия входят в него, в результате возникает электрический импульс строго определенной силы. (Калий вне нейронов тут же поглощается клетками глии.) Этот импульс распространяется далее по аксону к его окончанию. Когда импульс достигает окончания аксона, там активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, - кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс. Нейромедиатор воздействует на постсинаптическую мембрану, активирующую зарядку нейрона через работу в этом нейроне калий-натриевые канальцев закачивающих строго определенное количество калия в нейрон. При этом на его мембране возникает строго определенный потенциал. (Возбуждающий или тормозной характер действия медиатора в синапсе определяется свойствами нейрона и постсинаптической мембраны его синапсов, а не медиатора.)
То есть потенциал в рецепторном нейроне и в нейронах, получающих сигнал от него, будет, в принципе, одинаковым. Но это и так, и не так. Информация передается не в фиксированном виде, а в динамике. И промежуточные нейроны, и нейроны нервных центров связаны между собой сетью аксонов и дендритов, поэтому они передают элементарные составляющие паттерна полученного с рецептора во всех направлениях, всем нейронам. Но паттерн при этом сохраняется так же, как стоячая волна.
Паттерн, полученный из зрительных рецепторов, приходит в зрительный бугор.
Паттерн, полученный из рецепторов кожи, мышц, вестибулярного аппарата приходит в постцентральные извилины, создавая схему тела.
Паттерн, полученный из слуховых рецепторов, приходит в височные слуховые зоны. Все эти паттерны, вступая в контакт, формируют паттерн, суммирующий их свойства, отражающий положение тела данного существа в окружающем мире.
Память.
Кратковременная память это сохранение новых связей между близко расположенными нейронами. Эта память формируется как появление новых отростков нейронов и синапсов в процессе отражения паттерна. Долговременная память связана с покрытием постоянно функционирующих отростков нервных клеток глиальными чехлами, являющимися отростками глиальных клеток. Стимулятором нарастания глии является выбрасываемый в процессе работы нейронов калий.
В отсутствии сигналов извне обычные синхронизирующие импульсы, проходя по нервным клеткам, покрытым глией, заставляют восстановиться в мозгу разные элементы когда-то существовавших паттернов. Дело в том, что дендриты покрытые глией проводят сигналы быстрее, точнее и дальше, чем дендриты не покрытые глией. В дендритах покрытых глией сохраняются сигналы более слабые, чем в дендритах не покрытых глией.
Некоторые комплексы нервных клеток, связанные с питающей их глией, моделируя некоторые паттерны, многократно повторяющиеся в процессе жизни данного существа, становятся чёткими образами мира. Такими комплексами нервных клеток фиксированных глиальными клетками, то есть образами мира, являются различные центры мозга, центр зрения, слуха, схемы тела, образы вещей, и связей между ними, существующих в мире. Образы слабо изменяются от поступления в мозг новых и новых паттернов внешней информации. Мозг, получая сиюминутно все новые и новые паттерны, сопоставляет с уже имеющимися образами памяти, что определяет активные действия данного организма. В мозгу позвоночных в правом полушарии имеющиеся образы оцениваются как образы прошлого, а в левом полушарии имеющиеся уже образы абстрактны, вневременны, мозг соединяет их в разных комбинациях с поступающими сиюминутными паттернами, создавая абстрактные образы будущего, как реализуемые, так и не подлежащие реализации.
Глия, вместе со структурами из нервных клеток, описываемые как образы мира, определяет прочность памяти на данные конфигурации паттерна. Тем не менее, в долго не подкрепляемых образах глия утончается и исчезает, и такие образы исчезают, а их нейроны включаются в другие образы. То есть важнейшая часть долговременной памяти - глия, что подтверждается тем, что при заболеваниях мозга связанных с разрушением глии, долговременная память резко нарушается.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
