Детектора (кортикальные колонки) в сенсорной коре представляют собой основную структурную и функциональную единицу, отвечающую за обработку сенсорной информации и ее анализ. Кортикальные колонки состоят из группы нейронов, находящихся в вертикальном расположении сенсорной коры и сформированных вокруг оси, проходящей сенсорным параметром. Например, в коре зрительной области (визуальной коре) эти колонки формируются вокруг оптической оси и образуют вертикальные столбики, ответственные за обработку информации о линиях, контурах и других характеристиках визуальных стимулов.
Структурно детекторы состоят из нескольких слоев нейронов, включающих в себя входные нейроны, нейроны-детекторы и нейроны-интеференсеры. Входные нейроны получают информацию от внешнего мира и передают ее на нейроны-детекторы, которые активизируются при наличии определенного стимула. Нейроны-интерференсеры активизируются только в случае возникновения необычной ситуации или взаимодействия с другими детекторами.
Функционально детекторы выполняют ряд различных задач. Одна из основных задач детекторов - это детектирование наличия определенного стимула или его свойств. Например, в случае кортикальных колонок зрительной коры детекторы могут определять наличие контура, его ориентацию, цветовые характеристики и т. д.
Однако детекторы не только детектируют наличие стимула, но и выполняют ряд других функций. Во-первых, они обеспечивают объединение сенсорной информации с различных частей входных сигналов в одном детекторе. Это позволяет формировать комплексные представления о стимуле и делает восприятие более обобщенным и устойчивым к шумам и изменениям внешних условий. Во-вторых, детекторы могут ингибировать активацию других детекторов. Это позволяет фокусировать внимание на определенных характеристиках стимула и отбрасывать ненужную информацию. Наконец, детекторы могут образовывать связи с более высокими уровнями коры и служат основой для формирования сложных восприятий и категорий.
Существует несколько различных моделей, описывающих работу детекторов и механизмы восприятия. Рассмотрим две основные модели: детекторную концепцию и концепцию частотной фильтрации.
Детекторная концепция предполагает, что вся сенсорная информация представлена как набор отдельных детекторов, каждый из которых специализирован на обнаружение определенного стимула или его свойства. Например, визуальная система может содержать детекторы, специализированные на обнаружение границ, пространственной ориентации, цвета и т. д. Каждый детектор активизируется только при наличии своего специфического стимула, а полученные данные объединяются в комплексное представление стимула в вышестоящей части коры. Данная концепция объясняет способность человеческого мозга распознавать и классифицировать визуальные стимулы с высокой точностью и скоростью.
Однако, недостатком данной модели является ее "жадность" и недостаточная связь между детекторами разных типов. Например, для распознавания сложных объектов, требуется сочетание информации от нескольких детекторов. Также, модель не учитывает механизмы внимания и фокусирования на определенных стимулах.
Концепция частотной фильтрации основана на представлении, что сенсорная информация представляет собой суперпозицию различных частотных компонент. Для восприятия стимула нужно применять специальные фильтры для выделения определенных частот. Например, в случае визуальной системы, фильтры могут быть способными обнаруживать и анализировать не только пространственные компоненты стимулов, но и временные компоненты, такие как движение и динамика. Данная модель объясняет механизмы, лежащие в основе обработки сложных стимулов и позволяет воспроизводить некоторые эффекты восприятия, такие как сторонний эффект, воспринимаемый взаимодействием различных пространственных и временных частот.
В целом, модели детекторов и механизмы восприятия являются достаточно сложными и до конца не ясными. Однако, они представляют собой важные инструменты для объяснения и понимания работы сенсорного мозга и механизмов восприятия. Они помогают объяснить какие типы информации обрабатываются сенсорным мозгом, как эта информация объединяется и рассматривается в контексте окружающей среды.
