Понятие о материальных носителях информации в нервной системе - это очень важная тема, необходимая для понимания самой сущности работы нервной системы, необходимая для понимания того, что же именно скрывается за словами «информация», «кодирование» и «обработка информации в нервной системе».

«Обработка информации в нервной системе» - это довольно туманное выражение, за которым стоит обобщённое абстрактное понятие об информации, в то время как конкретная информация должна иметь свой совершенно конкретный материальный носитель.

Но во многих учебниках авторы как раз любят употреблять это загадочное выражение: "обработка информации"... Жаль, что оно почти ни о чём не говорит студентам.

Поэтому я решил дать здесь краткий, но очень важный материал о реальных носителях информации в нервной системе.

И первое, с чего надо начать, говоря о работе нервной системы и её структур, - это перейти от понятия "информация" к более конкретному понятию "возбуждение".

С точки зрения физиологии при описании работы нервной системы следует везде, где только это возможно, заменять абстрактный термин "информация" на термин, характеризующий вполне материальный физиологический процесс: "нервное возбуждение". Описание физиологических механизмов психических процессов - это, как правило, описание пути движения нервного возбуждения по нервным структурам. Например, именно таким способом описываются механизмы рефлексов через работу их рефлекторных дуг (Рефлексы ).

Однако популярное в последнее время высказывание о том, что "мысль материальна" - в корне не верно! Мысль - идеальна, это один из вариантов существования информации. Но вот носители мысли - безусловно, материальны! Это нервные структуры и нервные процессы.

Материальные носители информации в нервной системе:

1. Локальные электрические потенциалы: ВПСП, ТПСП и РП (рецепторный потенциал), а также следовые потенциалы.

2. Нервные импульсы.

3. Выбросы нейротрансмиттеров (медиаторов и модуляторов).

4. Мембранные структуры нервных клеток (молекулярные рецепторы, ионные каналы).

5. Внутренние структуры цитоплазмы и ядра нервных клеток: ДНК и РНК (нуклеиновые кислоты) и белки.

«Обработка информации» в нервной системе - это частичное преобразование (трансформация) содержания информации, смена материальных носителей и переход информации из одной формы в другую, с одного носителя на другой.

Сохранять информацию можно только на одном из таких носителей, никаких прочих "ячеек памяти" или "ячеек хранения информации" в нервной системе не обнаружено.

Одним вариантом сохранения информации в нервной системе будет постоянное «перетекание» информации с одного носителя на другой, когда она будет сохраняться лишь в динамической подвижной форме. Сохранения информации в этом случае обеспечивается непрерывной циркуляцией возбуждения. В случае остановки этого процесса информация будет потеряна безвозвратно. Собственно, и вся жизнь на Земле устроена точно так же. В случае остановки биохимических процессов в организме - неизбежно наступает смерть.

Другим вариантом сохранения информации будет изменение структуры самого носителя информации, существующее более длительно и статично. Например, структуры мембраны могут измениться на короткий или длительный срок, или внутриклеточные структуры, включая ядерные, могут измениться, что приведёт к изменению свойств клетки. Это и будет сохранением информации.

Такое изменение клеточных структур под влиянием полученной информации называется пластичностью, и оно лежит в основе важнейших психических процессов.

Пластичность нервных клеток лежит в основе следующих явлений:

1. Память.

2. Научение.

3. Условный рефлекс.

4. Доминанта.

Память, научение, условные рефлексы и доминанта – это пластические перестройки синапсов.

Информация сохраняется (фиксируется, запоминается) в изменённых нейронных связях, а не в каком-то особом "хранилище информации".

Этапы обработки  информации (транформации возбуждения)

1. Ввод информации в нервную систему осуществляется с помощью раздражения рецепторов. Итак, первый этап - это раздражение.
   

2. Рецепторы производят трансдукцию – преобразование (транформацию) раздражения в нервное возбуждение. Трансдукция — это первая трансформация информации в нервной системе, первая её обработка. Заметьте, что часть информации при этом неизбежно теряется. Этот процесс также можно назвать восприятием, рецепцией, кодированием, т.к. раздражение воспринимается и переводится в форму нервных импульсов, т.е. во внутренний код нервной системы. Подробности смотрите тут: Физиология восприятия, восприятие, кодирование

3. Возбуждение, порождённое (генерированное) рецепторами, доставляется по афферентным нейронам в низший нервный центр. Это всего лишь проведение возбуждения, без его переработки.
   

4. В низшем нервном центре происходит вторая трансформация информации. Возбуждение видоизменяется и разделяется на несколько потоков. Подробности смотрите тут: пути сенсорного возбуждения

Потоки возбуждения, выходящие из низших центров:

а) сенсорно-перцептивный - в вышележащий центр и далее в высший нервный центр коры для создания сенсорного образа и его анализа,

б) модулирующий - в модулирующую (активирующую и тормозящую) систему мозга для изменения активности мозговых структур,

в) эффекторно-рефлекторный - на эффекторы для ответной реакции (рефлекса).

5. В высшем нервном центре происходит третья трансформация информации. Пришедшее в него сенсорное возбуждение преобразуется и разделяется на множество потоков. Формируется перцептивный сенсорный образ раздражителя.