Что такое нейрон-детектор в психологии?
Нейрон-детектор (англ. neuron-detector) – специализированная нервная клетка, способная реагировать на тот или иной признак сенсорного сигнала. Нейрон-детектор выделяет или обнаруживает в сложном раздражителе его отдельный признак или значение этого признака. Разделение сложного сенсорного сигнала на отдельные признаки для их раздельного анализа – необходимый этап операции опознания образов в сенсорных системах.
Нейроны-детекторы были открыты в 1958–1959 гг. Ж. Леттвином, Х. Матурано, У. Мак-Каллоком и У. Питсом в сетчатке лягушки и позднее Д. Хьюбелем и Т. Визелем в зрительной коре кошки (за что оба получили Нобелевскую премию в 1981 г.). У низших позвоночных нейроны-детекторы локализованы в ганглиозных клетках сетчатки глаза, а у хищных и приматов практически полностью вытеснены в кору головного мозга. Это обеспечивает огромные пластические возможности анализаторов и их способность к сенсорному научению.
Наиболее детально нейроны-детекторы исследованы в зрительной системе. Это, прежде всего, ориентационно и дирекционально-селективные клетки. Первые генерируют максимальный по частоте и числу импульсов разряд при определённом угле поворота одиночной световой (или темновой) полоски или решётки из чередующихся полос в пределах своего рецептивного поля, т. е. определённой пространственной области фоторецепторов сетчатки. При других ориентациях эти клетки отвечают на стимул плохо или не отвечают совсем. По кривой зависимости ответа от ориентации стимула оценивают остроту настройки и предпочитаемую нейроном ориентацию. Дирекционально-селективные нейроны-детекторы избирательно реагируют на движение стимула через их рецептивное поле по одному из возможных направлений. В большей части случаев нейроны зрительной коры обладают одновременно и ориентационной, и дирекциональной селективностью.
В зрительной коре описаны 3 типа нейронов-детекторов по степени их сложности и месту в цепи последовательной обработки сигнала: простые, сложные и сверхсложные клетки. Первые – в основном звёздчатые клетки IV слоя коры, первично получающие сигналы из наружного коленчатого тела. У них небольшие рецептивные поля, острая ориентационная настройка, предпочтение к низким скоростям движения стимулов. Нейроны-детекторы сложного типа – в основном пирамидные нейроны II–III и V–VI слоёв коры, с более широкими рецептивными полями и не столь острой ориентационной настройкой; они чувствительны к более быстрым движениям стимула. Сверхсложные нейроны (пирамиды II–III слоя) во многом сходны с простыми, но чувствительны к ширине и длине световой полоски и сильно реагируют на острые углы и изломы на контурах изображений.
Описаны также нейроны-детекторы более сложных признаков изображений: наиболее интенсивно возбуждаемые, например, движущейся по экрану тенью руки; циклическими движениями, напоминающими взмахи крыльев; реагирующие лишь на приближение и удаление объектов. Общий принцип работы систем нейронов-детекторов, по-видимому, заключается в формировании нейрон-детекторами всё более обобщённых и полимодальных (зрительно-слуховых, зрительно-соматосенсорных и т.п.) признаков сенсорного сигнала при удалении от первичных корковых проекций. При этом острота селективности детектирования снижается.
Примеры незрительных нейронов-детекторов немногочисленны. Это слуховые нейроны-детекторы положения источника звука в пространстве и нейроны-детекторы направления его движения; направления движения тактильного стимула по коже или угла сгибания сустава; и нейроны-детекторы с определённой настройкой по диапазону температур в соматосенсорной системе.
Получены убедительные данные о большой пластичности свойств корковых нейронов-детекторов. Так, в раннем онтогенезе удаётся значительно модифицировать свойства отдельных нейронов-детекторов и их системы путём избирательной тренировки. Избирательная зрительная тренировка котят в течение первых 4 нед. жизни приводит к тому, что в коре у них не формируются детекторы тех ориентаций, которые не предъявлялись, и одновременно выявляется поведенческая слепота к изображениям с этими же ориентациями. У взрослых животных свойства зрительных нейронов-детекторов значительно изменяются при смене условий адаптации или уровня бодрствования.
Источник: Мещеряков Б.Г., Зинченко В.П. Большой психологический словарь.
Возможные проблемы:
- Сложность идентификации конкретных нейронов-детекторов в живых системах
- Трудности регистрации активности отдельных нейронов у человека
- Высокая вариативность свойств нейронов-детекторов даже в пределах одной сенсорной системы
- Динамические изменения свойств нейронов-детекторов под влиянием обучения и опыта
- Ограниченные возможности изучения нейронов-детекторов вне зрительной системы
- Технические сложности при картировании рецептивных полей нейронов-детекторов
- Проблема экстраполяции данных, полученных на животных, на человека
- Влияние состояния организма (усталость, стресс) на активность нейронов-детекторов
- Неполная изученность механизмов пластичности нейронов-детекторов у взрослых особей
- Трудности моделирования работы систем нейронов-детекторов в искусственных системах
Вы можете задать мне уточняющие вопросы.
