Элементы теории биологических анализаторов - Позин Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
о направлении на источник.
Отсюда вытекает задача следующего уровпя: произвести статистическую обработку реакций ансамбля первичных детекторов. Цель обработки — повысить детерминированность результатов измерения. В итоге должны быть образованы вторичные детекторы, реакция которых при перемене направления на источник также состоит в изменении вероятности появлепия выходного импульса детектора, но это изменение должно быть более резким, т. е. про исходить на интервале, много меньшем всего диапазона измерения Именно таковы физиологические характеристики (рис. 54) зле ментов, принадлежащих к СБС и расположенных уровнем выш< (§ 2, п. 5). Реакция вторичного детектора позволяет более опреде ленно судить о направлении на источник звука. При наличш достаточно стабильных элементов процедура повышения точносп измерения в принципе может быть продолжена.
2. Организация ансамбля нейронов — первичных детекторо: ¦направления. Первичные детекторы направления или элемепп совпадения составляют четвертый уровень модели (Ь4), отражаю щий работу медиальных олив OS М. В § 3 указывалось, что н .каждом из двух дендритов нейронов OSM заканчивается мона
*) Весь диапазон измерения разности фаз равен у кошки примерн 150 мке, но интервал заметного изменения вероятности появления импульс у элемента MSO па рис. 52 имеет тот же порядок.
уральная обработка информации но одному из параллельных каналов, идущих от рецепторов. В самом же теле клетки (соме) происходит сравнение результирующих моментов прихода импульсов по дендритам слева и справа. Процесс взаимодействия этих двух импульсов подробпо рассмотрен в гл. III (см. также § 2 настоящей главы), где дапо обоснование экспериментальной зависимости: если инсилатеральный импульс приходит раньше контрлатерального, то в пределах ) рабочего диапазона увеличение интервала А/,, между пи- Р.) ‘.........
ми уменьшает вероятность р g) срабатывания, т. е. генерации спайка нейроном. Идеализированная характеристика такого элемента изображена на рис. 61, а.
Четвертый уровень модели (рис. 60) представляется плоским слоем нейронов с двумя дендрита-ми — элементов совпадепия или первичных детекторов направления с характеристиками, как па рис. 52 или 61, а.
Ось х по-прежнему характеризует изменение свойств каналов: с координатой х возрастает инерционность пер, вичного преобразователя канала (элемепта мембраны).
Ось у4 указывает на изменение свойств элементов сравнения в рамках одного канала: с координатой г/4 меняется сдвиг характеристики каждого элемепта по ее абсциссе Atp. Текущим значением г/4 можно указать положение Т\ точки перегиба вероятностной характеристики копкретного (г-го) элемента сравнения (первичного детектора). Поскольку «столбец» вдоль уц образован этими элементами, то по оси z/4 можно также откладывать и номер / детектора.
Сдвиг характеристик первичных детекторов (рис. 61, б) по временной оси г/4 -- Дгр осуществляется введепием постоянной временной задержки, своей для каждого детектора. На рис. 60 детекторы расположены в порядке постепенного изменения этой
1 ис. 61. Схематическое изображение распределений вероятностей ответов элементов па слоях L\ и Ls модели; р — вероятностная характеристика одного элемента, 1ы (О — распределение вероятностей ответов первичных де-
тенторов слоя Ьл, pg (i) — элементов уровня
Г1 11 г11
l5> 1>5 (О — элементов уровня Ls , Р5 (г) — выходных элементов уровня ,
задержки за счет изменения длипы соответствующих] участков дендритов.
Б силу вероятностных свойст» первичных детекторов в ответ па бинауральный сигнал многие детекторы данного канала («столбца» х х*) сработают, образовав выходной импульс. Благодаря сдвигу характеристик детекторов вероятпость появления импульса будет разной в разных точках оси Д?р. По форме ото распределение вероятностей ответов первичных детекторов (г) (рис. 61, в) представляет перевернутую по абсгщссе характеристику одного элемента. Очевидно, что точка перегиба смещается с изменением A t*.
Иными словами, вероятность срабатывания детектора равна единице, если для конкретного сигнала разность Atp меньше или равна значению 1\, на которое данный детектор настроен, т. е. At* ^ Тi. С усилением неравенства вероятность
ответа детектора с номером «г» уменьшается. В итоге распределение импульсов по элементам одного капала оказывается функцией па-правления на источник звука (пример частной реализации приведен на рис. 61, г).
3. Организация вторичных детекторов. Итак, определить направление на источник сигнала нельзя по одноразовому ответу одного первичного детектора. Но информацию о направлении можнс извлечь из ответов совокупности детекторов.
Ипформация о направлении связапа с положением но оси у, области изменения вероятностей ответов первичных детекторог (рис. 61, в) — назовем ее областью (зоной) неопределенности или ра бочей областью. Задачу дальнейшей обработки информации предста вим состоящей из двух этапов: во-первых, надо сузить зону неопределенности, т. е. увеличить крутизну изменения кривой распределение вероятностей; во-вторых, потребуется выделить эту область так чтобы легко было определить ее положение по оси Atv.
