Взаимодействие афферентных систем

Категория:
Эргономика


Взаимодействие афферентных систем

Любой внешний раздражитель, воздействующий на организм, обладает целым рядом признаков, восприятие которых обусловливает представление об этих раздражителях, их классификацию и отнесение к тому или иному более широкому классу явлений.

Физиологическая основа формирования образа обеспечивается сложными процессами аналитико-синтетической деятельности центральной нервной системы. Как было показано в работах Л. А. Орбе-ли и его школы, одним из ведущих первичных механизмов такой деятельности является взаимодействие афферентных систем.

Среди проблем, составляющих эту группу исследований, следует выделить следующие:
1) проблему формирования образа на основе действия раздражителей на функционально различные элементы одной афферентной системы;
2) проблему формирования образа на основе действия раздражителей на рецепторные элементы различных афферентных систем;
3) рассмотрение взаимодействия афферентных систем как формы обеспечения помехоустойчивости при восприятии сигналов внешней среды.

Основные теоретические положения, связанные с кругом изучаемых проблем, заключаются в том, что весь характер работы анализаторов при воздействии раздражителя рассматривается как определяющийся двумя факторами — количественными и качественными параметрами этого раздражителя, с одной стороны, и физиологической характеристикой анализатора и состоянием центральной нервной системы — с другой. От соотношения этих факторов и зависит характер взаимодействия афферентных систем. Второе положение заключается в отрицании единого механизма взаимодействия и признании зависимости этих процессов от информационных характеристик раздражителя.

Эти положения позволили разделить всю группу явлений, описываемых как взаимодействие афферентных систем, на два класса, сходных по физиологической структуре, но различных по сйоей биологической значимости.

Первый класс включает явления, обусловленные особенностями динамики процессов в центральной нервной системе: преобладанием процессов иррадиации или индукции и временными соотношениями в их развитии. Большинство исследований этого класса явлений выполнены на основе пороговой методики и показывают уменьшение, а чаще увеличение порогов ощущения одного анализатора при одновременном воздействии раздражителя на какой-либо другой анализатор. В работе С. В. Кравкова обобщены многие из полученных данных. Исследования последних лет отчетливо показали связь величины изменения порога с физической интенсивностью раздражителя.

Есть все основания предполагать, что большая доля этих изменений обусловлена механизмами ориентировочного рефлекса. Одним из доказательств этого являются опыты, где аналогичные исследования проводились в течение длительного времени (180 мин) при применении теста каждые 10 мин. Указанные условия исключали возможность наложения на картину опыта утомления одного из анализаторов и тем самым снижения физиологической интенсивности раздражителя.

При этом обнаружилось, что уменьшение ориентировочной реакции, отмечаемое по обычным показателям вегетативных функций, приводит и к уменьшению первоначально принятого порога. Например, если в начале опыта порог был повышен до 136% по сравнению с изолированным действием света, то уже к шестому предъявлению порог снижался до 107%, оставаясь на этом уровне все время исследования.

Если дополнительное раздражение афферентной системы действует в течение всего времени опыта, то можно отметить определенную динамику колебания порога второй афферентной системы. Так, В. П. Загрядским было отмечено, что при дополнительном раздражении проприорецепторов руки наблюдается волнообразное колебание критической частоты слияния мельканий. На 1-й минуте зарегистрировано увеличение, которое затем сменяется уменьшением.

В подобных исследованиях показано также, что различные функциональные поля одного и того же анализатора могут по-разному реагировать на дополнительное раздражение другого анализатора. В уже упомянутых наблюдениях с раздражением проприорецепторов скрытый период рефлекса на световые раздражения, нанесенные на центральные элементы сетчатки, увеличивался на 10—15%, а при раздражении периферии сетчатки скрытый период уменьшался.

Одной из существенных особенностей такого вида взаимодействия афферентных систем является отсутствие связи наблюдаемого эффекта со специфичностью раздражителя.

Описанные особенности поведения афферентной системы при действии постороннйх раздражителей позволяют обобщить рассматриваемые закономерности как проявление физиологических механизмов взаимоотношения сигнала и помехи. Как и в ряде технических систем, здесь наблюдается активная перестройка структуры входа воспринимающей системы, позволяющая в условиях одновременного поступления двух разнородных раздражителей отбросить по признаку интенсивности все слабые сигналы, подчинив свою деятельность наиболее сильным. Биологическая значимость такой реакции понятна.

Однако уже в этих исследованиях наблюдались случаи, когда вместо ожидаемого увеличения порога происходило снижение его, причем оно иногда носило закономерный характер. Так, нами было показано, Что в процессе темновой адаптации порог слуха уменьшался.

Возникло предположение, что не все виды взаимодействия укладываются в схему «сигнал—помеха» и существуют иные формы деятельности афферентных систем. Решение этого вопроса заставило отказаться от уже привычной пороговой методики и перейти к методам, основанным на изучении способности к опознанию и классификации объектов внешней среды, особенно тех, которые характеризуются раз-номодальностью действующих на организм характеристик этих объектов.

Типичная схема опыта заключается в том, что испытуемым из заранее известного набора последовательно предъявляются- сложные сигналы, отличающиеся друг от друга не по какому-либо одному, а по ряду параметров, воспринимаемых либо разными полями одного и того же анализатора, либо разными анализаторами. Например, это может быть серия кожных раздражителей, различающихся по весу (давлению) и температуре контактирующей поверхности, серия звуковых раздражителей, одновременно предъявляемых испытуемому и в виде осциллограммы на экране кинескопа, или только световые или звуковые раздражители, различные в первом случае по цвету, яркости, форме, а во втором — высоте, громкости, локализации и т. п. Испытуемый должен назвать сигнал или его кодовый номер.

Проведенные по этой схеме исследования позволили установить ряд важных положений. Первое из них было получено в опытах, где испытуемым предъявлялись сложные сигналы, но ведущим признаком для опознания была длительность. Этот параметр определялся испытуемыми по звуковому сигналу (длительность тона), по световому (длительность вспыхивания неоновой лампочки) и при одновременном действии этих двух раздражителей.

Общее количество стимулов, среди которых испытуемый должен был произвести выбор, равнялось 6.

Видно, что при совместном действии двух раздражителей, несущих одну и ту же информацию, различение ухудшалось. В исследованиях Е. Н. Бережной одновременное поступление информации на зрительный и кинестетический анализатор ухудшало точность движения руки по сравнению с движением только с проприоцептивным контролем.

Результаты этих наблюдений можно было трактовать так, что необходимая для идентификации информация полностью обеспечивалась работой одного из анализаторов и поэтому подключение другого или ничего не давало, или, в результате разницы в характере параллельно текущих нервных процессов в каждом из анализаторов, вызывало определенные затруднения в работе и мешало идентификации.

Этот вывод доказан в других исследованиях, где работа каждого из анализаторов осуществлялась в условиях действия адекватной для данного анализатора помехи. При этом ни одна из афферентных систем при изолированном действии на нее сигнала не получала полной информации.

В работе В. П. Морозова, где изучалось раздельное и одновременное действие звукового и вибрационного раздражителя, показано, что действительно в этом случае одновременная подача раздражителей привела к улучшению восприятия. Наиболее отчетливо это видно на результатах опытов с предъявлением сложных сигналов (последовательность из 10), отличавшихся по 1—2 или сразу по 4 параметрам (прерывистость, интенсивность огибающего спектра, модуляция) и подававшихся испытуемым в виде звукового сигнала или в виде динамической спектрограмма на экране осциллографа. Помехой в данном случае был белый шум. Каждый день предъявлялось в общей сложности 100 сигналов.

Таким образом, видно, что здесь в отличие от разобранной выше первой ситуации решающими являются не физические характеристики сигналов, а информационные, причем, чем больше дополнительной информации может быть передано при совместной работе двух афферентных систем, тем выше эффект совместного действия.

Обращает внимание и другое обстоятельство: если в исследованиях по изучению порогов эффект повышения порога сразу же был максимальным и затем лишь несколько снижался, то в этих опытах происходит постепенное увеличение эффекта, т. е. обучение поиску и извлечению необходимой информации. В ряде случаев было отмечено, что в первые моменты совместного действия сигналов обнаружение 92 даже несколько ухудшилось, т. е. вначале дополнительный сигнал воспринимался как помеха.

| Физиологическая сила — интенсивность признака, несущего информацию, сохраняется лишь как фактор, облегчающий поиск или выделение информации, но решающим становится доля несомой признаком информации, необходимой для идентификации.

Все это позволяет высказать положение о том, что взаимодействие афферентных систем проявляется тогда, когда лишь совместная их работа обеспечит извлечение необходимой полной информации о сигнале. Это возможно в случаях.когда: а) часть необходимой информации заложена в физических реальностях, адекватных для одного анализатора, а часть этой информации — в реальностях, адекватных для другого, б) полезный сигнал действует на фоне помехи, и фактор избыточности является решающим для извлечения информации и в) информация связана с большим числом параметров сигнала.

Следует выделить специальный случай, когда взаимодействие афферентных систем обусловливается не одновременной их работой, а последовательным чередованием во времени. Так, в исследованиях эквивалентности временных и пространственных образов, известных еще с работ Лешли, показано, что зрительные и тактильные сигналы при известных ограничениях воспринимаются одинаково, независимо от того, предъявляются ли они последовательно, по частям, или сразу, целиком. Оказалось, что одним из существенных моментов здесь является пространственное или временное разобщение рецепторных полей.

Таким образом, установлено, что под понятием взаимодействия афферентных систем предполагаются два качественно различных механизма, один из которых обусловливает отражение в основном физических характеристик сигнала и является по механизму близким к ориентировочной реакции, хотя и не аналогичен ей.

Заимствуя терминологию С. В. Кравкова, этот вид взаимодействия мы называем взаимоотношением афферентных систем, тем самым отличая его от взаимодействия, основанного на анализе информационных характеристик сигнала, где более доминируют вырабатываемые условно-рефлекторные компоненты поведения. Промежуточное место занимают генетически закрепленные формы взаимодействия, хотя и обусловливающие восприятие физических характеристик сигнала, но изменяющих сам принцип реагирования на эти раздражители. Примером такого взаимодействия является отношение протопатической и эпикритической чувствительности, анализ которых, проведенный Л. А. Орбели, лег в основу учения о взаимодействии афферентных систем.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум