Prawo Energii Własnych

1. Prawo Energii Własnych Prawo energii własnych nerwów (Law of Specific Nerve Energies), 1830 : - postrzegamy nie przedmioty lecz sygnały o nich, przekazywane nam przez nerwy - różne rodzaje nerwów, każdy ma swój rodzaj energii - nerw przekazuje swój rodzaj energii, niezależnie od sposobu pobudzenia The same cause, such as electricity, can simultaneously affect all sensory organs, since they are all sensitive to it; and yet, every sensory nerve reacts to it differently; one nerve perceives it as light, another hears its sound, another one smells it; another tastes the electricity, and another one feels it as pain and shock. One nerve perceives a luminous picture through mechanical irritation, another one hears it as buzzing, another one senses it as pain. . . He who feels compelled to consider the consequences of these facts cannot but realize that the specific sensibility of nerves for certain impressions is not enough, since all nerves are sensitive to the same cause but react to the same cause in different ways. . . (Sensation is not the conduction of a quality or state of external bodies to consciousness, but the conduction of a quality or state of our nerves to consciousness, excited by an external cause.)

2. Pięć zmysłów

3. Modalności sensoryczne u człowieka

4. Od receptorów do percepcji • Procesowanie informacji sensorycznej • Receptory • Obwody i trakty sensoryczne • Percepcja

5. Receptory miejsce transdukcji lub transmisji synaptycznej miejsce powstawania impulsu bodziec

6. Operacje w transdukcji sensorycznej

7. Potencjał receptorowy Potencjał receptorowy na przykładzie receptora rozciągnięcia mięśnia (mechanoreceptora). A. Receptor mięśniowy (wrzeciono mięśniowe). Zakończenia neuronu czuciowego są owinięte wokół pojedynczych włókien mięśniowych. Zakończenia nerwowe reagują na rozciągnięcie mięśnia. Mechaniczna deformacja błony komórkowej otwiera kanały jonowe (Na/Ca) i powoduje depolaryzacje błony. B. Górny zapis: potencjał receptorowy w aksonie włókna sensorycznego w odpowiedzi na rozciąganie o różnej wartości (AP zablokowane przez TTX). Dolny zapis: amplituda i tempo rozciągania. Początkowa depolaryzacja (faza dynamiczna), zależy od tempa i amplitudy rozciągania. Przy stałym rozciągnięciu, potencjał ustala się na stałej wartości zależnej tylko od amplitudy rozciągnięcia (faza statyczna) C. Zapis patch clamp odpowiedzi pojedynczych kanałów jonowych na rozciąganie. Zapis górny: spoczynek, zapisy dolne: podczas rozciągania błony. Dłuższe otwarcia kanałów powodują większą depolaryzację.

8. Intensywność bodźca Częstotliwość odpowiedzi Kodowanie bodźca - impuls receptorowy Kodowanie intensywności stymulacji w czasie w neuronach czuciowych. Zapisy z lewej: największa odpowiedz pojawia się w w fazie narastania bodźca. W fazie statycznej odpowiedź maleje. Jest to proces adaptacji. Receptory przekazujące powolne i długotrwałe zmiany adaptują się wolno. Zapisy z prawej: receptory o szybkiej adaptacji odpowiadają tylko na początku i na końcu stymulacji. Potencjał receptorowy i częstość odpowiedzi wykazują (prawie) idealną korelację.

9. Hierarchiczne procesowanie informacji • Podstawowe zasady • Dywergencja • Konwergencja • Równoległość • Sprzężenie zwrotne (feedback)

10. Topologia połączeń • Wzorce połączeń między neuronami: • Zbieżność • Rozbieżność • Transmisja seryjna (szeregowa) • Transmisja równoległa • Samosprzężenie • Pobudzające sprzężenie zwrotne dodatnie • Hamujące sprzężenie zwrotne dodatnie • Sprzężenie zwrotne ujemne

11. Triada synaptyczna Triada synaptyczna: neurony wejściowe (input elements), neurony przekaźnikowe (relay neuron), interneurony (intrinsic neuron)

12. Mikroobwody Przykłady triad synaptycznych w obwodach narządów zmysłów. Dominuje transmisja w kanałach równoległych (od receptorów do komórek wyjściowych). Oddziaływania poziome zapewniają neurony wewnętrzne.

13. Skrzypłocz (mieczogon ) Skrzypłocz (Limulus) Krew skrzypłoczy ma specyficzną właściwość reagowania na toksynyprodukowane przez bakterie. W kontakcie z nimi natychmiast wytwarza widoczne gołym okiem "agregaty obronne„. Dzięki temu w ciągu kilku sekund wiadomo, czy powierzchnia lub przedmiot potarte krwią skrzypłoczasą zainfekowane bakteriami oraz jak dużo jest tych bakterii.Testy bakteryjne wykonane z krwi skrzypłoczy wykorzystywane są m.in. w przemyśle kosmicznym. Cząsteczka hemocyjaniny

14. Hamowanie oboczne – lateral inhibition Skrzypłocz (Limulus) A. Oko złożone Limulusa składa się z 800 ommatidiów. Każde ommatidium składa się z 10-15 komórek receptorowych (retinula cell) ułożonych wokoło komórki centralnej (eccentric cell). Komórki centralne tworzą połączenie wzajemne połączenia hamujące. B. Rozkład odpowiedzi komórek centralnych przy pobudzeniu bodźcem schodkowym.

15. Hamowanie oboczne – lateral inhibition A. Oko Limulusa. B. Odpowiedzi komórek centralnych przy pobudzeniu plamką światła (trójkąty) o dużej i małej jasności oraz bodźcem schodkowym (koła). Różnica pomiędzy krzywymi pokazuje wzmacnianie odpowiedzi z jasnej strony i osłabianie odpowiedzi z ciemnej strony. Zjawisko hamowania obocznego ma znaczenie we wzmacnianiu kontrastu i rozpoznawaniu wzorców.

17. Sieć Hermana

18. Percepcja 1. Detekcja bodźca (zachowanie progowe – receptor threshold, behavior threshold) P – źrenica (pupil) FP – punkt patrzenia (fixation point) M - monochromatory S – przesłona (shutter) L - lampa Układ do pomiaru minimalnej energii wywołującej wrażenie wzrokowe. Z. Selig Hecht, Simon Shaleri Maurice Henri Pirenne. Energy, Quanta and Vision. The Journal of General Physiology, Vol 25, 819-840 (1942) - Pojedynczy foton może pobudzić pojedynczy fotoreceptor w siatkówce człowieka - Jednoczesna aktywacja 7 receptorów jest potrzebna by świadomie zarejestrować stymulację

19. Percepcja 2. Szacowanie siły bodźca Prawo Webera - Fechnera p – percepcja k – stała eksperymentalna S – bodziec S0- bodziec progowy Prawo Stevensa a - wykładnik

20. Prawo Webera – Fechnera vs. Prawo Stevensa

21. Percepcja 3. Rozdzielczość przestrzenna Dwu – punktowa rozdzielczość w różnych obszarach ciała. Najlepsza rozdzielczość występuje na końcach palców, na wargach i na języku.

22. 4. Wyodrębnianie cech (feature abstraction lub feature extraction) Percepcja

23. 5. Wyodrębnianie submodalności (jakości) Percepcja Analityczne Syntetyczne

24. 6. Rozpoznawanie wzorców Percepcja Psychologia lub teoria Gestalt: teoria umysłu, wg. której – postrzegamy świat całościowo, równolegle, analogowo i w sposób samoorganizujący się. Efekt Gestalt - zdolność zmysłów do tworzenia wzorców, szczególnie w odniesieniu do wzrokowego rozpoznawania kształtów i form, a nie zbioru punktów i linii.

25. Milczenie Owiec – detal plakatu Salvador Dali In Voluptas Mors, 1951 Percepcja - rozpoznawanie wzorców - cd Milczenie Owiec - plakat