В 1957 г. американский исследователь В. Маунткасл анализировал ответы нейронов в соматосенсорной коре кошки на стимулы разных модальностей и обнаружил, что при погружении микроэлектрода перпендикулярно поверхности новой коры (неокортекса) все встречаемые им нейроны отвечали на раздражитель одной и той же модальности. Если электрод погружать под углом к поверхности неокортекса, то на его пути попадались нейроны с другой сенсорной модальностью.
На основании экспериментальных фактов В. Маунткасл сделал заключение, что соматосенсорная кора организована системой колонок диаметром в 500 мкм, ориентированных перпендикулярно поверхности неокортекса.
Согласно теории Маунткасла, колонка является функциональной единицей сенсомоторной коры, где осуществляется переработка информации от рецепторов одной модальности. Гипотеза колончатой организации неокортекса получила широкое распространение и дала толчок к дальнейшим исследованиям в этой области.
Колонка располагается в пяти или шести слоях неокортекса коры больших полушарий головного мозга. Мы будем рассматривать в ней нейроны из верхних слоёв - крона колонки, и остов колонки представляет из себя крупный пирамидный нейрон, отвечающий за реакцию колонки.
Для кроны характерно то, что она состоит из звездчатых и малых пирамидных нейронов, которые образуют между собою определённые замкнутые цепи - память колонки. По этим замкнутым цепям может циркулировать нервный импульс и раздражать остов до тех пор, пока к нейронам цепи не поступят тормозные импульсы.
Крона колонки получает афферентный возбуждающий сигнал, затем она начинает неоднократно возбуждать остов до тех пор, пока не получит тормозной сигнал. Возбуждает крона остов колонки с определённым кодом импульсов (паттерн), который зависит от специфики структуры замкнутых цепей - от памяти колонки.
Колонка имеет в ЦНС имеет три функции:
- Получение информации и формирование ответной реакции;
- Кодирование информации в паттерн импульсов остова для последующего анализа и хранения информации в других замкнутых нейронных цепях;
- Сокращение скелетной мышцы с определённым тембром, с определённой последовательностью во времени.
Неокортекс впервые появился у пресмыкающихся, наиболее выраженное многослойное строение получил у млекопитающих. Колонки неокортекса у большинства животных имеют память с наследственным происхождением и не меняются до конца жизни организма. У высших животных, у человека память колонок может деформироваться, могут создаваться новые колонки с приобретённой памятью.
Для изменения памяти колонки необходимо перестраивать сложную структуру замкнутых цепей в кроне, а для этого необходима ещё более сложная работа для изменения структуры активных синапсов на мембране каждого нейрона.
Система активных синапсов на мембране нейрона регулируется и поддерживается в памяти ДНК нейрона. И для изменения памяти колонки все ДНК в кроне должны изменить функциональную программу работы.
Некоторый нейрон в кроне получает возбуждение от поступившей информации и начинает реагировать на остов. Но он не может самостоятельно наладить необходимую работу остова, которая бы привела к определённому результату.
В данном случае ДНК данного нейрона начинает начинает через ауру информировать другие ДНК кроны с требованием изменения функциональной программы регулирования активных синапсов. В результате чего все нейроны кроны приступают к перестройке связей между собою. Происходит поиск правильного паттерна возбуждения остова колонки.
Правильный паттерн приводит к достижению необходимого результата, после которого из структур лимбической системы мозга поступает тормозной импульс к кроне колонки.
Если крона долгое время не получает тормозного импульса, то она перевозбуждается и самостоятельно переходит в заторможенное состояние. К анализу поступающей информации приступает другая колонка.
