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 исследованиям Маунткасл колонку назвал функциональной единицей сенсомоторной коры. Колонка осуществляет переработку информации от рецепторов одной модальности. Гипотеза колончатой организации неокортекса получила широкое распространение. Более того, дала толчок к дальнейшим исследованиям в этой области. В частности, психологияПсихология есть наука, изучающая личностный рост, интеллектуальные и волевые способности человека во взаимодействии с социальным окружением. More Гурана основана на исследованиях американского ученого.
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. Крона образует определённые замкнутые цепи — память колонки. По замкнутым цепям циркулирует нервный импульс. И раздражает остов до тех пор, пока к нейронам цепи не поступят тормозные импульсы.
Крона колонки получает афферентный возбуждающий сигнал. После чего она начинает неоднократно возбуждать остов до тех пор, пока не получит тормозной сигнал.
Возбуждает крона остов колонки с определённым кодом импульсов — паттерн. Паттерн зависит от специфики структуры замкнутых цепей — от памяти колонки.
Три функции колонки, которую открыл Маунткасл
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 деформируется, может создавать 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 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.
