Центральные нервные сети

Центральные нервные сети [c.172]

Суш ествует несколько способов семантического представления. К ним относятся модели, основанные на математической логике и реализуемые аппаратом исчислений предикатов первого порядка [8] реляционные модели, в основе которых лежит задание информации в виде таблиц [9] ситуационные модели, в которых выделяются множества объектов и набор многоместных отношений между ними [101 семантические сети [11]. Сеть можно представить в виде графа, вершинам которого соответствуют абстрактные ситуации, конкретные события, объекты, а дуги указывают связи и тип отношения между этими сущностями . Другой способ задания семантической сети основан на теоретической разработке структуры нейронных сетей центральной нервной системы человека [12]. [c.259]

Высокочастотные поля вредно действуют на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Безопасность работ обеспечивается заземлением одной из пластин конденсатора (обычно в анодной цепи генераторной лампы) и заземлением корпуса генератора. Таким образом, под высоким потенциалом относительно корпуса и земли находятся отрицательный полюс выпрямителя и катод лампы. Дверцы генераторного шкафа и рабочей камеры оснащают блокировкой — при открытии дверцы генератор отключается от питающей сети, и элементы высокого напряжения автоматически заземляются. В процессе эксплуатации необходимо тщательно следить за чистотой токонесущих элементов и система- [c.162]

Согласно обычному определению, к автономной нервной системе относятся только нейроны, проводящие моторные импульсы к внутренним органам иными словами, это исключительно двигательный периферический отдел. Выделять такую часть нервной системы, безусловно, полезно однако нервную регуляцию вегетативных органов следует рассматривать значительно шире. Необходимо учитывать роль сенсорных сигналов от внутренних органов, действие множества пептидов и гормонов, а также то, что нервные сети, регулирующие функцию периферических ганглиев и нервов, есть и в центральной нервной системе. Мы уже говорили об этом в главе 3, рассматривая общую организацию нервной системы. [c.26]

В нашем определении центральных систем в начале упоминаются клетки, а в конце — поведение но есть и ряд промежуточных уровней организации (мы уже отмечали это в гл. 1). На рис. 25.2 приведена возможная схема взаимоотношений этих уровней в центральных системах. В основе деятельности этих систем лежат свойства нервных клеток и отходящих от них отростков — коротких и длинных. Из этих элементов построены нервные сети различного типа в зависимости от природы нейронов и межнейронных связей. При объединении различных сетей образуются системы. Системы осуществляют различные функции, такие как рефлексы и комплексы фиксированных действий. И наконец, согласованная деятельность различных систем обеспечивает определенное поведение. На рис. 25.2 приведен лишь один возможный вариант при необходимости можно указать и другие варианты. [c.163]

Между эктодермой и энтодермой расположен слой неклеточного вещества, носящий название мезоглеи. В этом веществе помещаются нервные клетки, происходящие из эктодермы (рис. 2.1В). Отростки этих клеток распространяются на различные расстояния и образуют между собой синаптические контакты. Тем самым образуется двумерная нервная сеть, проходящая по всему телу медузы. Входами этой сети являются различные сенсорные клетки сенсорные ямки (в основном для хеморецепции), глазки, или точечные глаза, для зрительной рецепции, тактильные сенсорные клетки и статоцисты для восприятия гравитации. Сами нервные клетки отличаются медленной спонтанной активностью. Выходы нервной сети идут к сократительным эпителиальным клеткам, расположенным под колоколом медузы, что обеспечивает медленные плавательные движения и рефлексы, восстанавливаю щие нормальное положение тела в пространстве. Активность, управляющая этими движениями, распространяется по нервной сети медленно и диффузно. У некоторых видов медуз отмечается объединение нервных клеток в небольшие рыхлые скопления, которые называются маргинальными (краевыми) тельцами их можно рассматривать как примитивные ганглии, но центральной нервной системы у этих животных нет. [c.40]

Хотя эти различия во времени действия усложнили нашу терминологию, они тем не менее говорят нам нечто важное о том, как работает нервная система. Поведение животных связано с явлениями самого различного временного масштаба. Сенсорные системы устроены так, чтобы воспринимать и обрабатывать информацию очень быстро, часто в течение миллисекунд. Аналогичным образом и двигательные системы могут обеспечивать очень быстрые движения, также в миллисекундном диапазоне, например при печатании на пишущей машинке или игре на фортепиано. Вместе с тем некоторые движения очень медленны примеры — поддержание определенной позы у позвоночного или длительное сокращение мышцы, закрывающей раковину двустворчатого моллюска. То же самое применимо и к центральной нервной системе, обеспечивающей и быструю инициацию произвольных движений, и медленную модуляцию состояний сна и бодрствования в течение дня и ночи, и постепенные изменения в процессе развития, созревания и старения. Один из наиболее глубоких вопросов, касающихся нервной системы,— как она координирует все эти виды активности, имеющие место одновременно в пределах одних и тех же нервных сетей, в одних и тех же нейронах По крайней мере частично ответ, по-видимому, состоит в том, что она использует различные вещества, действующие на разные рецепторы с разным развитием действия во времени, как это обсуждалось выше. [c.228]

Стимул преобразован в частотный код, и импульсы направляются к центральной нервной системе. Для нее характерна передача сенсорной информации через ряд центров. В каждом центре имеются условия для переработки сигналов и их интеграции с другими типами информации. Таким образом, сенсорный проводящий путь состоит из ряда модально-специфических нейронов, соединенных синапсами. Все сети, заключенные в проводящем пути и связанные с ним, составляют сенсорную систему. [c.276]

Есть диффузная сеть нервных клеток, но центральной нервной системы нет, а чувствующие органеллы рудиментарны. [c.142]

В путях эволюции и функционировании иммунной и нервной систем можно найти много общего. Например, обе эти системы за счет межклеточной коммуникации обладают способностью к обучению и хранению памяти кроме того, среди их компонентов много общих медиаторов, рецепторов и антигенов. Для функционирования обеих систем требуется внутренняя коммуникационная сеть, а также сеть, которая обеспечивает регуляцию и взаимодействие с другими органами. Посылая сигналы на периферию, центральная нервная система непосредственно телеграфирует по нервным стволам и волокнам почти во все органы и ткани, а также использует ось ги- [c.192]

Изучение сенсорных и двигательных систем в значительной степени облегчено тем, что эти системы образованы локальными центрами и путями, которые можно активировать по отдельности, и они дают на выходе вполне определенные ответы, доступные для количественной оценки. При изучении же центральных механизмов мы в большинстве случаев ие располагаем такими.возможностями эти механизмы скрыты в глубине ЦНС, и доступ к ним затруднен. Центральные нейроны и нейронные сети образуют перекрывающиеся подсистемы, разграничить которые нелегко избирательно активировать их трудно или просто невозможно. Выходная информация центральных систем может быть адресована самым различным структурам, и тогда ее нельзя зарегистрировать или описать надлежащим образом. Наконец, многие центральные процессы могут протекать в течение нескольких дней,-месяцев или даже лет. В связи с этим не приходится удивляться, что, хотя многие формы поведения, обусловленные деятельностью центральных систем, поддаются описанию и классификации, их нервный субстрат вскрыть чрезвычайно трудно. Тот факт, что в последнее десятилетие было получено так много сведений о нейронах и нейронных сетях центральных систем, свидетельствует о больших возможностях современных нейробиологических методов. [c.161]

Вопрос о нейронной основе поведения, являясь центральной проблемой современной нейробиологии и главной темой данной книги, заслуживает дополнительного обсуждения. В последние годы многие исследователи занимались изучением свойств синапсов и нейронных сетей, а также связью между ними и простыми формами поведения. Остается, однако, невыясненным, как, начиная с уровня одиночного синапса, выстроить всю восходящую последовательность уровней организации, на базе которых реализуется сложное естественное поведение животных. Только в последние годы удалось изучить детальную синаптическую организацию различных частей нервной системы. Удивительно то, что именно на этом среднем уровне интеграции очень четко выявляются общие принципы организации, что и отражено во многих главах настоящей книги. Накопленные данные показывают, что сложные естественные поведенческие акты, подобные пищевому и половому поведению, и есть то, чем определяется устройство нейронных сетей. Перефразируя известный афоризм о биологии и эволюции Феодосия Добржанского, можно суммировать эти наблюдения следующим образом Ничто в нейробиологии не имеет смысла, если рассматривается не в аспекте поведения . [c.16]

Современные исследователи слуха пользуются изош,ренными приборами и очень точными математическими методами, причем многие результаты выражаются в терминах децибелов, спектров МОШ.НОСТИ, графиков Боде и других понятий, трудных для понимания начинаюш,их. Поэтому мы займемся только структурой и свойствами разного рода слуховых рецепторов и центральными нервными сетями, служащими для переработки слуховой информации. [c.394]

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Подобно АТС с сетью телефонньк проводов, ЦНС обеспечивает взаимосвязь всех частей нервной системы и их координированную работу. У позвоночных ЦНС развивается из продольной впячивающейся внутрь складки эктодермы — наружного зародышевого листка складка возникает непосредственно над хордой — длинным опорным стержнем, на основе которого формируется позвоночник. При смыкании краев этой складки на спинной стороне образуется полая нервная трубка, проходящая по всей длине тела животного. В дальнейшем она дифференцируется на расширенную переднюю часть, дающую головной мозг, и длинный цилиндрический снинной мозг. [c.304]

Деяте.1ьность желез внутренней секреции, образование и выделение в кровь гормонов, регулируются, в свою очередь, центральной нервной системой. Железы внутренней секреции снабжены нервами, образующими в них сеть нервных окончаний. От центральной нервной системы, коры головного мозга по нервам направляются в железы импульсы, усиливающие или ослабляющие их деятельность. В ряде случаев гормоны осуществляют регуляторную роль, воздействуя в органах на нервные окончания. Отсюда понятна тесная связь, существующая между центральной нервной системой и железами внутренней секреции при осуществлении ими регуляции химических процессов, процессов обмена веществ в организме животных и человека. Деятельность желез внутренней секреции (эндокринных желез), а также регуляция гормонами функции органов и организма в целом, изучается специальной отраслью физиологии —эндокринологией. В ее задачу входит также изучение изменений, наступающих в организме в результате нарушения функций эндокринных желез. Биохимия призвана заниматься вопросами выяснения химической структуры гормонов, изучения обмена веществ в эндокринных железах, приводящего к образованию в них [c.136]

Прежде чем переходить к анализу отдельных примеров двигательных систем, нужно будет несколько подробнее рассмотреть центральные генераторы программ. Из схемы, приведенной иа рис. 21.2, видно, что такие генераторы занимают ключевое положение в любой системе управления локомоцией. Данные носледних лет показывают, что, несмотря на все разнообразие строения тела и способов передвижения у животных, основные виды нервных сетей, ответственных за ритмическую активность иа выходе генератора, весьма малочисленны. Рассматриваются три главные модели таких сетей — они представлены на рис. 21.3. [c.72]

При обсуждении сенсорных, двигательных и нейроэндокринных систем мы могли убедиться в том, что в большинстве случаев наши знания о позвоночных и беспозвоночных животных примерно одинаковы. В отношении же центральных систем чаша весов явно склоняется в сторону позвоночных. Возможно, это связано с тем, что крупные размеры головного мозга у высших позвоночных благоприятствуют созданию сетей и систем, образующих исключительно внутрицентральные связи. В последние годы была получена огромная информация о таких системах. Некоторые данные пролили свет на нервные механизмы поведения, однако многие факты оказались настолько неожиданными, что мы только начинаем понимать их значение. Для того чтобы как-то систематизировать все эти разнообразные сведения, мы поставим во главу угла нейрохимические свойства нейронов, а также различные типы нейронов и нервных сетей. [c.172]

Еще одну точку зрения на организацию нервной системы иллюстрирует схема на рис. 3.8. На спинальном уровне имеются -входные сенсорные пути и выходные двигательные. За счет непосредственной связи между двумя этими системами образуют- ся рефлекторные дуги, опосредующие немедленные реакции на воздействие среды. Непрямые соединения, осуществляемые в спинном мозге через интернейроны, обеспечивают более слож-. ые виды рефлексов и координированных двигательных актов (например, при локомоции). Примерно так организованы поведенческие акты беспозвоночных. Подобный базовый тип организации позволяет объяснить многое в поведении низших позво-лочных, а также те двигательные акты высших позвоночных, которые носят более автоматический характер. Ствол головного мозга, а в еще большей степени — конечный мозг вносят своидо- бавления в организацию нейронных сетей, что значительно повышает сложность поведения животного. Как показано на, рис. 3.8, эти сети могут участвовать в дополнительной обработке -сенсорной информации, в более сложных процессах регуляции двигательного поведения или же они могут образовывать цент-4)альные системы, не являющиеся ни специфически двигательными, ни сенсорными, которые участвуют в механизмах научения, памяти, а также лежат в основе адаптивных и познавательных способностей, которые принято называть высшими психическими функциями . Хотя по мере продвижения вверх по спинному мозгу сенсорные, двигательные и центральные системы все больше перекрываются, различать их тем не менее полезно для классификации нервных сетей и функций. Такое разделение от-,ражено и в самой структуре данной книги. [c.64]

Эти данные ясно свидетельствуют о том, что продолжительное пребывание в невесомости (8—10 недель) оказывает влияние на механизмы поддержания позы. Возможно, что в этом играет роль несколько систем. Во-первых, мышцы ног во время полета в какой-то степени атрофируются без употребления, что может сказываться иа способности стоять в самый первый период восстановления. Во-вторых, мышечно-сухожильные рефлексы находятся в гиперактивном состоянии это может вызвать нарушение координированной работы мышц при стоянии. Наконец, было высказано предположение, что в течение полета некоторый паттерн-центр в центральной нервной системе подвергается изменениям, связанным с привыканием к полету, и при возвращении на землю должны произойти обратные изменения. Указанный паттерн-центр интегрирует сигналы от вестибулярного органа, мышечных и сухожильных рецепторов, а также механорецепторов кожи и глубоких структур. Он представляет собой распределенную систему для поддержания стоячей позы. Способность всей этой системы приспосабливаться к переходам от нормальной силы тяжести к нулевой согласуется с удивительной степенью пластичности, которая свойственна нервным сетям вообще и уже демонстрировалась, в частности, для вестибулярной системы (см. выше о вестибуло-окуляр- [c.391]

Рецепторный потенциал вызывает потенциалы действия, в которых закодированы интенсивность и временной ход стимуляции и которые передают эту информацию в центральную нервную систему. Импульсы возникают в аксоне на некотором расстоянии от тела клетки. Механизм электротонического распространения рецепторного потенциала к аксону подобен рассмотренному в главе 8 для рецепторов растяжения рака. От аксона отходит некоторое число коллатералей, образующих сплетение под омматидием. Внутри этого сплетения коллатерали связаны реципрокными и последовательными синапсами. Они образуют сети, обеспечивающие латеральные тормозные взаимодействия. [c.429]

Детально изучена и электронно-микроскопическая структура отростков. Дендриты (рис. 1.3, 10), короткие отростки, ветвящиеся вблизи тела нейронов. Для них характерно наличие большого количества микротрубочек и нейрофиламентов, ориентированных вдоль отростка, хорошо развитая сеть цистерн ЭПР, свободные рибосомы. В местах ветвления дендритов в цитоплазме находятся скопления митохондрий и свободных рибосом, цистерн гладкого и шероховатого ЭПР, элементы АГ. Места ветвления дендритов являются важным структурно-функциональным компонентом нейронов и влияют на характер проведения нервных импульсов. Характерная структурная особенность дендритов центральной нервной системы - наличие особых цитоплазматических выростов - шипиков (рис. 1.3. 4). Количество и распределение их по дендриту зависит от типа нейрона. Шипики имеют разные размеры и форму и нередко характеризуются присутствием особой структуры - шипи-кового аппарата, состоящего из 3-4 уплощенных цистерн, между которыми выявляется прослойка электронно-плотного вещества (рис. 1.3,14). Они образуют синаптические контакты. Различают аксо-аксонные (рис. 1.3, 22) и аксо-шипиковые (рис. 1.3, 23) контакты. При различных воздействиях и функциональных состояниях шипики могут менять свои размеры и форму, наблюдаются картины дегенерации отдельных шипиков, образование новых. [c.15]

Предлагаемая модель нейроподобной структуры (НСС) функционально является более близкой к естественному прототипу -центральной нервной системе - (ЦНС), чем современные модели нейронных сетей [15,24,29,31], за которыми исторически закрепилось направление нейрокомпьютинга. Оперируя в семантическом пространстве аппаратом НСС (как и ЦНС) можно бесконфликтно разрешать многие проблемы современного состояния как нейрокомпьютинга, так и ВТ, см. Приложение 2. [c.67]

Сеть нервных связей у высших животных чрезвычайно обширна и сложна, и при изучении развития нервной системы центральная проблема состоит в том, почему образуются именно такие, а не какие-нибудь другие соединения. Связь нейронов с надлежащими клетками-партнерами в значительной степени запрограммирована, но не с абсолютной точностью. Вначале образуется как бы черновой вариант с избытком нейронов и синапсов, а затем первоначальная система соединений пересматривается и исправляется, ненужные соединения уничтожаются, что приводит в конечном итоге к строго упорядоченной сети связей. Во многих случаях этот процесс находится под контролем электрической активности возбуждение нейронов может иметь решающее значение для закрепления или уничтожения той или иной связи. Таким образом, внешние раздражители, возбуждая соответствующие нейроны, влияют на развитие схемы нервных соединений. В результате этого нервяая система сохраняет в себе следы прошлого опыта, что выражается в тоичай- [c.138]

Из всех членистоногих, у которых изучались нервные механизмы локомоции, особый интерес представляет таракан (рис. 21.6). Центральный генератор ритма у таракана состоит из группы клеток, мембранный потенциал которых постоянно осциллирует. Исследователи из Альберты К- Пирсон (Pearson) и Ч. Фортнер (Fourtner) показали, что некоторые из этих нейронов принадлежат к безымпульсным клеткам эти клетки через синапсы задают ритм мотонейронам сгибателей конечностей и одновременно через тормозные интернейроны затормаживают разгибатели. Как нейроны генератора, возбуждающего сгиба тели, так и мотонейроны разгибателей находятся под тоническим возбуждающим контролем со стороны командных волокон от вышележащих центров. Благодаря этому мотонейроны разгибателей могут возбуждаться только в противофазе с мотонейронами сгибателей. Тем самым обеспечивается правильное чередование сокращений сгибателей и разгибателей ног, лежащее в основе шагания. Нейронная сеть, управляющая этим двигательным актом, сходна с моделью В на рис. 21.3, с той разницей, что генератором ритма, поступающего к мотонейронам-сгибателей, здесь служит группа клеток, близкая по своей организации к модели Б на рис. 21.3. [c.78]

Некоторые недостатки такого децентрализованного управления движениями выявились при анализе поведения. Эксперимент, представленный на рис. 23.2, показал, что осьминог способен оценивать на ощупь степень шероховатости поверхности цилиндра, но плохо различает характерный рельеф или форму тест-объектов. В других экспериментах было показано, что осьминог не способен научиться различать предметы разного веса. Такого рода слабые стороны, по-видимому, объясняются тем, что получаемая сенсорная информация в основном не выходит за пределы локальных рефлекторных путей внутри щупальца поэтому большая часть ее недоступна для остальных отделов нервной системы и не может использоваться для более сложных процессов пространственного различения или для процессов научения. Англичанин М. Уэллс (Wells), проводивший эти исследования, полагает, что все это — следствие необычайной гибкости тела и щупалец головоногих, приводящей к тому, что в нервную систему поступает огромный объем сенсорной информации относительно положения щупалец. С точки зрения затраты нервной ткани более экономно обрабатывать эту информацию в периферических нейронных сетях, однако это ограничивает способность всей системы к научению, которое возможно лишь при участии центральных ассоциативных путей. Таким образом, щупальце как манипуляторный орган приобретает чрезвычайную гибкость, но зато животное не может хорошо различать объекты и обучаться манипуляциям нового типа (см. гл. 30). [c.122]

Многие думают, что центральные нейроны соединены в цепи, подобные рефлекторным путям. Однако сейчас мы знаем, что есть и другие способы организации межнейронных взаимодействий. Эти способы представлены на рис. 25.3. Например, нейроэндокринные клетки (А) могут передавать сигналы, выделяя в кровь определенные вещества. Нейроны могут образовывать локальные сети (Б) в том или ином участке. ЦНС. Возможны и сети с отдаленными связями (В), соединяющие два или несколько таких участков такого рода сет и могут быть как специфическими, так и диффузными. Наконец, существуют сложные системы — комбинации сетей того или иного типа они могут находиться в разных отделах мозга и могут быть связаны гормональными воздействиями или длинными нервными путями такие системы мы будем называть распределенными (distributed). [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология