Глава 12 ИНФОРМАЦИЯ И ОРГАНЫ ЧУВСТВ

  В предшествующих главах были рассмотрены некоторые аспекты внешней среды, существенные для животных, — кислород, пища, температура, вода. Настоящая глава посвящена вопросу о том, как животные получают информацию об окружающей их среде и как они эту информацию используют.

Нас будет интересовать: 1) какая информация может быть получена и 2) как она перерабатывается и передается в центральную нервную систему. В следующей, последней, главе мы ознакомимся с тем, как используется информация, поступающая извне и из самого организма, и как регулируются и интегрируются различные физиологические функции.
Практически все животные нуждаются в информации об окружающей их среде — как в поисках пищи и особей другого пола, так и при избегании хищников. Они должны находить в ней свой путь и оценивать ее важные свойства (например, температуру).
Большую часть информации о среде организм получает с помощью специализированных органов чувств. По традиции эти органы разделяют на экстероцепторы, отвечающие на внешние стимулы, например на свет и звук, и проприоцепторы, реагирующие на внутреннюю информацию, например о положении конечностей. Такое деление не имеет большого внутреннего смысла и в лучшем случае просто удобно. Другая традиционная классификация исходит из пяти наиболее очевидных чувств человека, к которым относятся зрение, слух, вкус, обоняние и осязание. В действительности наш сенсорный аппарат далеко не так ограничен.
Список внешних стимулов, на которые реагируют по крайней мере некоторые животные, достаточно велик (табл. 12.1). Разные категории в этом списке не имеют четких границ, и разделение их несколько произвольно. Но все же ради удобства мы будем придерживаться этой последовательности, когда будем рассматривать возможности и ограничения при использовании разных видов доступной информации. Эта информация естественным образом распадается на три основные категории: информация об электромагнитной и тепловой энергии, о механической энергии и механических силах и о химических агентах.
В данном контексте не имеет значения вопрос о том, может ли информация попадать в центральную нервную систему, минуя органы чувств (экстрасенсорное, или внечувственное, восприятие). В настоящей главе речь пойдет об измеримых физических величинах, которые можно опознавать, описывать и изменять контроли- 41

Таблица 12.1
Внешние стимулы, имеющие значение для сенсорного восприятия

руемым образом. Хотя некоторые сенсорные механизмы, возможно, еще неизвестны (это касается, например, реакции на магнитные поля), но само слово «экстрасенсорный» по определению значит, что никакая сенсорная структура в нем не участвует.
Большое разнообразие стимулов и поразительные структурные различия между органами могут создать впечатление запутанности, пока не станет ясно, что общая последовательность событий во всех

Рис. 12.1. Упрощенная схема последовательности событий при сенсорном восприятии.

В качестве примера взято зрительное восприятие, хотя у высших животных его организация гораздо сложнее, чем показано на схеме.


случаях сходна (рис. 12.1). Внешний стимул воздействует на вспомогательную структуру, которая или очень сложна, как глаз и ухо, или гораздо проще, как, например, тактильные рецепторы в коже. Через вспомогательные структуры внешний стимул доходит до одного или нескольких сенсорных нейронов. В разных органах чувств эти нейроны обладают многими общими свойствами, но различи-
ются тем, что каждый их тип особенно чувствителен к одному специфическому виду стимулов. Сенсорные нейроны сетчатки высокочувствительны к свету, нейроны уха — к вибрациям в пределах частот, которые мы обозначаем как «звук», и т. д. Однако все сенсорные нейроны реагируют одинаково; они преобразуют стимул в. нервные импульсы, которые по соответствующим сенсорным нервам передаются в центральную нервную систему.
Теперь мы приходим к тому интригующему факту, что все нервные импульсы, проводимые по разным сенсорным нервам, имеют в основе своей одну и ту же природу. Например, зрительный нерв проводит нервные импульсы такого же рода, что и слуховой нерв, а идентификация первоначального стимула происходит в центральной нервной системе. При искусственной стимуляции слухового нерва вызываемые ею нервные импульсы воспринимаются мозгом как «звук», а искусственное раздражение зрительного нерва воспринимается как «свет». Большинству из нас это знакомо по собственному опыту: мы знаем, что механическое давление на глазное яблоко воспринимается как свет, а от резкого удара по глазу «из глаз сыплются искры», хотя никакого света при этом не было.
Возвращаясь к схеме, представленной на рис. 12.1, мы скажем, что сенсорные нейроны служат преобразователями, которые получают информацию извне и кодируют ее в форме импульсов, идущих по сенсорным нервам[12], В центральной нервной системе эти нервные сигналы снова декодируются и соответствующая информация интегрируется и используется. Наибольший интерес представляют преобразование и кодирование информации, с одной стороны, и ее декодирование и переработка — с другой. Сенсорные нервы служат линиями передачи, и в нашем контексте это наименее интересная часть системы.
В этой главе мы сначала рассмотрим, какие виды информации могут быть получены, а также возможности и ограничения, присущие различным ее видам. Сенсорная информация кодируется и передается в виде нервных сигналов и снова декодируется в центральной нервной системе. Поразительно то, что все эти различные операции производятся нервными клетками, которые действуют в основе своей одним и тем же способом, основанным на изменении разности электрических потенциалов по обе стороны клеточной мембраны. Поэтому мы познакомимся с мембранным потенциалом нервных клеток и рассмотрим, как генерируются и передаются им

пульсы. Затем можно будет вернуться к вопросу о том, как все богатство поступающей информации просматривается, сортирует ся и перерабатывается.

Еще по теме Глава 12 ИНФОРМАЦИЯ И ОРГАНЫ ЧУВСТВ:

1. ГЛАВА 9.              ОРГАНЫ ЧУВСТВ
2. Органы чувств, или анализаторы
3. Органы чувств, или анализаторы
4. 3.4.3. Использование генетической информации в процессах жизнедеятельности 3.4.3.1. Роль РНК в реализации наследственной информации
5. ГЛАВА 6 ОНТОГЕНЕЗ КАК ПРОЦЕСС РЕАЛИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ
6. ГЛАВА 6.              ОРГАНЫ РАЗМНОЖЕНИЯ
7. ГЛАВА 2. ОРГАНЫ ДВИЖЕНИЯ НОЖКИ
8. 4. Чувства собак
9. Физиология органов чувств
10. ПЯТЬ ЧУВСТВ
11. 2.3.3. Поток информации
12. Реализация генетической информации