Модель живого нейрона

Кора головного мозга человека состоит из ~ нейронов с высокой степенью межнейронных связей. Каждый нейрон связан примерно с других нейронов. Внутренность нейрона отделена от внешней среды плазматической мембраной. Различная концентрация положительных и отрицательных ионов внутри и вне нейрона создает разность потенциалов около 87 мВ. Нервы и мышцы способны генерировать электрические импульсы одинаковой амплитуды с длительностью 1 мс. Энергетические затраты мозга [18] составляют Дж. на операцию в секунду, в то же время ЭВМ затрачивает Дж. Информация кодируется в виде количества и частоты этих импульсов.

Нейрон состоит из следующих частей: 1) тела (сомы); 2) синапсов – тонких отростков для связи с другими нейронами (3-100 мкм); 3) дендритов – коротких отростков, с которыми образуют контакт синапсы; 4) аксонов – длинных коммуникационных отростков, передающих импульсы от нейрона к мышцам и от органов чувств к нейрону; 5) глиальных (швановских) клеток – спирально закрученных клеток, покрывающих большую часть поверхности нейрона; 6) перехватов Ранвье – узкие (1 мкм) области контакта мембраны нейрона с окружающей средой; 7) разветвляющихся окончаний в мышечных волокнах. Схематичное изображение нейрона приведено на рис.11.1.

Рис.11.1. Структура живого нейрона и диаграмма импульсных последовательностей, генерируемых нейроном

Хорошей иллюстрацией работы нейрона служат диаграммы импульсных последовательностей, генерируемых нейроном. Диаграммы, демонстрирующие характер изменения импульсных последовательностей, формируемых зрительным нервом, приведены на рис.11.1. В качестве изменяемого параметра для этих диаграмм использована интенсивность световой вспышки А, последовательно уменьшаемая в 10 раз.