In cosa è composto il cervello umano? Trasmissione di segnali dagli analizzatori uditivi al cervello Area di orientamento, memoria e immaginazione

Principi di trasmissione dell'informazione e organizzazione strutturale del cervello

Piano

introduzione

Principi di trasmissione dell'informazione e organizzazione strutturale del cervello

Interconnessioni nei sistemi nervosi semplici

Reti neurali complesse e funzioni cerebrali superiori

Struttura della retina

Schemi e connessioni neuronali

Corpo cellulare, dendriti, assoni

Metodi per identificare i neuroni e tracciare le loro connessioni. Elementi non nervosi del cervello

Raggruppamento delle celle in base alla funzione

Sottotipi cellulari e funzione

Convergenza e divergenza delle connessioni

Letteratura

introduzione

I termini “neurobiologia” e “neuroscienze” entrarono in uso negli anni ’60 del XX secolo, quando Stephen Kuffler creò il primo dipartimento della Harvard Medical School, il cui staff comprendeva fisiologi, anatomisti e biochimici. Lavorando insieme, hanno risolto i problemi del funzionamento e dello sviluppo del sistema nervoso ed hanno esplorato i meccanismi molecolari del cervello.

Il sistema nervoso centrale è un conglomerato di cellule in continuo lavoro che ricevono costantemente informazioni, le analizzano, le elaborano e prendono decisioni. Il cervello è anche in grado di prendere l’iniziativa e produrre contrazioni muscolari coordinate ed efficienti per camminare, deglutire o cantare. Per regolare molti aspetti del comportamento e controllare direttamente o indirettamente l'intero corpo, il sistema nervoso dispone di un numero enorme di linee di comunicazione fornite dalle cellule nervose (neuroni). I neuroni sono l’unità di base, o elemento costitutivo, del cervello

Interconnessioni nei sistemi nervosi semplici

Gli eventi che si verificano durante l'attuazione dei riflessi semplici possono essere tracciati e analizzati in dettaglio. Ad esempio, quando si colpisce il legamento del ginocchio con un piccolo martello, i muscoli e i tendini della coscia vengono allungati e gli impulsi elettrici viaggiano lungo le fibre nervose sensoriali fino al midollo spinale, dove le cellule motorie vengono eccitate, producendo impulsi e attivando le contrazioni muscolari. Il risultato finale è il raddrizzamento della gamba all'altezza dell'articolazione del ginocchio. Tali circuiti semplificati sono molto importanti per la regolazione delle contrazioni muscolari che controllano i movimenti degli arti. In un riflesso così semplice, in cui uno stimolo porta ad un risultato specifico, è possibile analizzare con successo il ruolo dei segnali e delle interazioni di soli due tipi di cellule.

Reti neurali complesse e funzioni cerebrali superiori

Analizzare l’interazione dei neuroni in percorsi complessi che coinvolgono letteralmente milioni di neuroni è significativamente più difficile che analizzare semplici riflessi. Rif-

Fornire informazioni al cervello per la percezione del suono, del tatto, dell'olfatto o della vista richiede l'impegno sequenziale di un neurone per neurone, proprio come quando si esegue un semplice movimento volontario. Una sfida importante nell’analisi delle interazioni neuronali e della struttura della rete deriva dal denso accumulo di cellule nervose, dalla complessità delle loro interconnessioni e dall’abbondanza di tipi cellulari. Il cervello è strutturato in modo diverso rispetto al fegato, che è costituito da popolazioni di cellule simili. Se hai scoperto come funziona un'area del fegato, allora sai molto sul fegato nel suo insieme. Conoscere il cervelletto, tuttavia, non dice nulla sul funzionamento della retina o di qualsiasi altra parte del sistema nervoso centrale.

Nonostante l’enorme complessità del sistema nervoso, è oggi possibile analizzare i molteplici modi in cui i neuroni interagiscono durante la percezione. Ad esempio, registrando l'attività dei neuroni lungo il percorso dall'occhio al cervello, è possibile rintracciare i segnali prima nelle cellule che rispondono specificatamente alla luce, e poi, passo dopo passo, attraverso successivi interruttori, ai centri superiori del cervello. cervello.

Una caratteristica interessante del sistema visivo è la sua capacità di distinguere immagini, colori e movimenti contrastanti su una vasta gamma di intensità di colore. Mentre leggi questa pagina, i segnali all'interno dell'occhio rendono possibile che le lettere nere risaltino su una pagina bianca in una stanza scarsamente illuminata o in pieno sole. Connessioni specifiche nel cervello formano un'unica immagine, anche se i due occhi sono situati separatamente ed eseguire la scansione di diverse aree del mondo esterno. Inoltre, esistono meccanismi che garantiscono la costanza dell'immagine (anche se i nostri occhi sono in continuo movimento) e forniscono informazioni precise sulla distanza dalla pagina.

In che modo le connessioni delle cellule nervose forniscono tali fenomeni? Sebbene non siamo ancora in grado di fornire una spiegazione completa, ora si sa molto su come queste proprietà della visione siano mediate da semplici reti neurali nell’occhio e dai primi stadi di commutazione nel cervello. Naturalmente, rimangono molte domande su quali siano le connessioni tra proprietà neuronali e comportamento. Quindi, per leggere una pagina, devi mantenere una certa posizione del corpo, della testa e delle mani. Inoltre, il cervello deve garantire l’idratazione costante del bulbo oculare, la respirazione costante e molte altre funzioni involontarie e incontrollate.

Il funzionamento della retina è un buon esempio dei principi di base del sistema nervoso.

Riso. 1.1. Vie dall'occhio al cervello attraverso il nervo ottico e il tratto ottico.

Struttura della retina

L'analisi del mondo visivo dipende dalle informazioni provenienti dalla retina, dove avviene la prima fase di elaborazione, che fissa i limiti della nostra percezione. Nella fig. La Figura 1.1 mostra i percorsi dall'occhio ai centri superiori del cervello. L'immagine che entra nella retina è invertita, ma sotto tutti gli altri aspetti rappresenta una rappresentazione autentica del mondo esterno. Come può questa immagine essere trasmessa al nostro cervello attraverso segnali elettrici che hanno origine nella retina e poi viaggiano lungo i nervi ottici?

Schemi e connessioni neuronali

Nella fig. La Figura 1.2 mostra i diversi tipi di cellule e la loro posizione nella retina. La luce che entra nell'occhio passa attraverso strati di cellule trasparenti e raggiunge i fotorecettori. I segnali trasmessi dall'occhio lungo le fibre del nervo ottico sono gli unici segnali informativi su cui si basa la nostra visione.

Lo schema per il passaggio delle informazioni attraverso la retina (Fig. 1.2A) fu proposto da Santiago Ramon y Cahal1) alla fine del XIX secolo. Fu uno dei più grandi ricercatori del sistema nervoso e condusse esperimenti su un'ampia varietà di animali. Ha fatto una generalizzazione significativa secondo cui la forma e la disposizione dei neuroni, così come la regione di origine e destinazione finale dei segnali neuronali in una rete, forniscono informazioni critiche sul funzionamento del sistema nervoso.

Nella fig. La Figura 1.2 mostra chiaramente che le cellule della retina, come in altre parti del sistema nervoso centrale (SNC), sono molto fitte. Inizialmente, i morfologi dovevano separare il tessuto nervoso per vedere le singole cellule nervose. Le tecniche che colorano interi neuroni sono praticamente inutili per esaminare la forma e la connettività delle cellule perché strutture come la retina appaiono come una macchia scura di cellule e processi intrecciati. Micrografia elettronica in Fig. La Figura 1.3 mostra che lo spazio extracellulare attorno ai neuroni e alle cellule di supporto è largo solo 25 nanometri. La maggior parte dei disegni di Ramón y Cajal sono stati realizzati utilizzando il metodo di colorazione di Golgi, che colora, mediante un meccanismo sconosciuto, solo pochi neuroni casuali dell'intera popolazione, ma questi pochi neuroni sono completamente colorati.

Riso. 1.2. Struttura e connessioni delle cellule nella retina dei mammiferi. (A) Schema della direzione del segnale dal recettore al nervo ottico secondo Ramon y Cajal. (B) Distribuzione Ramon y Cajal degli elementi cellulari retinici. (C) Disegni di bastoncelli e coni della retina umana.

Riso. 1.3. Denso accumulo di neuroni nella retina della scimmia. Un'asta (R) e un cono (C) sono etichettati.

Schema in Fig. La Figura 1.2 mostra il principio della disposizione ordinata dei neuroni nella retina. È facile distinguere tra fotorecettori, cellule bipolari e cellule gangliari. La direzione della trasmissione va dall'ingresso all'uscita, dai fotorecettori alle cellule gangliari. Inoltre, altri due tipi di cellule, orizzontali e amacrine, formano connessioni che collegano percorsi diversi. Uno degli obiettivi della neurobiologia presente nei disegni di Ramon y Cajal è il desiderio di capire come ogni cellula partecipa alla creazione dell'immagine del mondo che osserviamo.

Corpo cellulare, dendriti, assoni

La cellula gangliare mostrata in Fig. 1.4 illustra le caratteristiche strutturali delle cellule nervose inerenti a tutti i neuroni del sistema nervoso centrale e periferico. Il corpo cellulare contiene il nucleo e altri organelli intracellulari comuni a tutte le cellule. La lunga estensione che lascia il corpo cellulare e forma una connessione con la cellula bersaglio è chiamata assone. I termini dendrite, corpo cellulare e assone vengono applicati ai processi in cui le fibre in entrata formano contatti che agiscono come stazioni riceventi per l'eccitazione o l'inibizione. Oltre alla cellula gangliare, in Fig. La Figura 1.4 mostra altri tipi di neuroni. I termini usati per descrivere la struttura di un neurone, in particolare i dendriti, sono alquanto controversi, ma sono comunque convenienti e ampiamente utilizzati.

Non tutti i neuroni sono conformi alla semplice struttura cellulare mostrata in Fig. 1.4. Alcuni neuroni non hanno assoni; altri hanno assoni su cui si formano le connessioni. Esistono cellule i cui dendriti possono condurre impulsi e formare connessioni con le cellule bersaglio. Mentre una cellula gangliare è conforme al progetto di un neurone standard con dendriti, corpo cellulare e assone, altre cellule non sono conformi a questo standard. Ad esempio, i fotorecettori (Fig. 1.2C) non hanno dendriti evidenti. L'attività dei fotorecettori non è causata da altri neuroni, ma è attivata da stimoli esterni, illuminazione. Un'altra eccezione nella retina è l'assenza di assoni fotorecettori.

Metodi per identificare i neuroni e tracciare le loro connessioni

Sebbene la tecnica del Golgi sia ancora ampiamente utilizzata, molti nuovi approcci hanno facilitato l’identificazione funzionale dei neuroni e delle connessioni sinaptiche. Le molecole che colorano l'intero neurone possono essere iniettate attraverso una micropipetta, che registra contemporaneamente il segnale elettrico. I marcatori fluorescenti come il giallo Lucifero rivelano i processi più fini in una cellula vivente. Possono essere introdotti marcatori intracellulari come l'enzima perossidasi di rafano (HRP) o la biocitina; una volta fissati, formano un prodotto denso o brillano intensamente sotto la luce fluorescente. I neuroni possono essere colorati con perossidasi di rafano e con applicazione extracellulare; l'enzima viene catturato e trasportato nel corpo cellulare. I coloranti carbocianici fluorescenti, a contatto con la membrana del neurone, si dissolvono e si diffondono su tutta la superficie della cellula.

Riso. 1.4. Forme e dimensioni dei neuroni.

Riso. 1.5. Gruppo di cellule bipolari colorate con un anticorpo per l'enzima fosfochinasi C. Colorate solo le cellule contenenti l'enzima.

Queste tecniche sono molto importanti per tracciare il passaggio degli assoni da una parte all'altra del sistema nervoso.

Gli anticorpi vengono utilizzati per caratterizzare neuroni, dendriti e sinapsi specifici etichettando selettivamente componenti intracellulari o di membrana. Gli anticorpi vengono utilizzati con successo per tracciare la migrazione e la differenziazione delle cellule nervose durante l'ontogenesi. Un ulteriore approccio per caratterizzare i neuroni è l'ibridazione sul posto: sonde specificamente etichettate etichettano l'mRNA neuronale che codifica la sintesi di un canale, recettore, trasmettitore o elemento strutturale.

Elementi non nervosi del cervello

Gliale cellule. A differenza dei neuroni, non hanno assoni né dendriti e non sono direttamente collegati alle cellule nervose. Ci sono molte cellule gliali nel sistema nervoso. Eseguono molte funzioni diverse legate alla trasmissione del segnale. Ad esempio, gli assoni delle cellule gangliari della retina che compongono il nervo ottico conducono gli impulsi molto rapidamente perché sono circondati da una guaina lipidica isolante chiamata mielina. La mielina è formata da cellule gliali che avvolgono gli assoni durante lo sviluppo ontogenetico. Le cellule gliali della retina sono chiamate cellule di Müller.

Raggruppamento delle celle in base alla funzione

Una proprietà notevole della retina è la disposizione delle cellule in base alla funzione. I corpi cellulari dei fotorecettori, delle cellule orizzontali, delle cellule bipolari, delle cellule amacrine e delle cellule gangliari sono disposti in strati distinti. Una stratificazione simile si osserva in tutto il cervello. Ad esempio, la struttura dove terminano le fibre del nervo ottico (il corpo genicolato laterale) è costituita da 6 strati di cellule facilmente distinguibili anche a occhio nudo. In molte aree del sistema nervoso, le cellule con funzioni simili sono raggruppate in strutture sferiche distinte note come nuclei (da non confondere con il nucleo cellulare) o gangli (da non confondere con le cellule gangliari della retina).

Sottotipi cellulari e funzione

Esistono diversi tipi distinti di cellule gangliari, orizzontali, bipolari e amacrine, ciascuno con morfologia caratteristica, specificità del trasmettitore e proprietà fisiologiche. Ad esempio, i fotorecettori sono divisi in due classi facilmente distinguibili – bastoncelli e coni – che svolgono funzioni diverse. Le aste allungate sono estremamente sensibili ai minimi cambiamenti nell'illuminazione. Mentre leggi questa pagina, la luce ambientale è troppo intensa per le bacchette, che funzionano solo in condizioni di scarsa illuminazione dopo un lungo periodo al buio. I coni rispondono agli stimoli visivi in piena luce. Inoltre, i coni sono ulteriormente classificati in sottotipi di fotorecettori sensibili alla luce rossa, verde o blu. Le cellule amacrine sono un esempio lampante di diversità cellulare: si possono distinguere più di 20 tipi secondo criteri strutturali e fisiologici.

La retina illustra così i problemi più profondi della moderna neurobiologia. Non è noto il motivo per cui siano necessari così tanti tipi di cellule amacrine e quali funzioni diverse abbia ciascuno di questi tipi di cellule. È deludente rendersi conto che la funzione della stragrande maggioranza delle cellule nervose nei sistemi nervoso centrale, periferico e viscerale è sconosciuta. Allo stesso tempo, questa ignoranza suggerisce che molti dei principi fondamentali del cervello robotico non sono ancora stati compresi.

Convergenza e divergenza delle connessioni

Ad esempio, si osserva una forte diminuzione del numero di cellule coinvolte nel percorso dai recettori alle cellule gangliari. Le risposte di oltre 100 milioni di recettori convergono su 1 milione di cellule gangliari, i cui assoni costituiscono il nervo ottico. Pertanto, molte cellule gangliari (ma non tutte) ricevono input da un gran numero di fotorecettori (convergenza) attraverso le cellule intercalari. A sua volta, una cellula gangliare si ramifica intensamente e termina su molte cellule bersaglio.

Inoltre, a differenza del diagramma semplificato, le frecce dovrebbero puntare verso l'esterno per indicare le interazioni tra cellule nello stesso strato (connessioni laterali) e anche in direzioni opposte - ad esempio, indietro dalle cellule orizzontali ai fotorecettori (connessioni reciproche). Tali influenze convergenti, divergenti, laterali e ricorrenti sono proprietà costanti della maggior parte dei percorsi neurali in tutto il sistema nervoso. Pertanto, la semplice elaborazione del segnale passo dopo passo è complicata da interazioni parallele e inverse.

Biologia cellulare e molecolare dei neuroni

Come altri tipi di cellule del corpo, i neuroni possiedono pienamente i meccanismi cellulari dell'attività metabolica e della sintesi delle proteine di membrana (ad esempio proteine e recettori dei canali ionici). Inoltre, le proteine dei canali ionici e dei recettori vengono trasportate direttamente ai siti di localizzazione nella membrana cellulare. I canali specifici del sodio o del potassio si trovano sulla membrana degli assoni delle cellule gangliari in gruppi discreti (cluster). Questi canali sono coinvolti nell’avvio e nella conduzione del PD.

I terminali presinaptici, formati da processi di fotorecettori, cellule bipolari e altri neuroni, contengono canali specifici nella loro membrana attraverso i quali possono passare gli ioni calcio. L'ingresso del calcio innesca il rilascio del trasmettitore. Ciascun tipo di neurone sintetizza, immagazzina e rilascia un tipo specifico di trasmettitori. A differenza di molte altre proteine di membrana, i recettori per specifici neurotrasmettitori si trovano in posizioni ben definite: le membrane postsinaptiche. Tra le proteine di membrana sono note anche proteine di pompa o proteine di trasporto, il cui ruolo è quello di mantenere la costanza del contenuto interno della cellula.

La principale differenza tra le cellule nervose e altri tipi di cellule del corpo è la presenza di un lungo assone. Poiché gli assoni non dispongono della “cucina” biochimica per la sintesi proteica, tutte le molecole essenziali devono essere trasportate ai terminali mediante un processo chiamato trasporto assonale, spesso su distanze molto lunghe. Tutte le molecole necessarie per mantenere la struttura e la funzione, così come le molecole dei canali di membrana, si allontanano dal corpo cellulare attraverso questo percorso. Allo stesso modo, le molecole catturate dalla membrana terminale ritornano al corpo cellulare utilizzando il trasporto assonale.

I neuroni differiscono dalla maggior parte delle cellule anche perché, con poche eccezioni, non possono dividersi. Ciò significa che negli animali adulti i neuroni morti non possono essere sostituiti.

Regolazione dello sviluppo del sistema nervoso

L'elevato grado di organizzazione di una struttura come la retina pone nuovi problemi. Se per costruire un computer è necessario un cervello umano, allora nessuno controlla il cervello mentre si sviluppa e crea connessioni. È ancora un mistero come il corretto "assemblaggio" di parti del cervello porti alla comparsa delle sue proprietà uniche.

Nella retina matura ogni tipo di cellula si trova in uno strato o sottostrato corrispondente e forma connessioni strettamente definite con le corrispondenti cellule bersaglio. Tale dispositivo è una condizione necessaria per il corretto funzionamento. Ad esempio, affinché le cellule gangliari normali si sviluppino, la cellula precursore deve dividersi, migrare in una posizione specifica, differenziarsi in una forma specifica e formare connessioni sinaptiche specifiche.

Gli assoni di questa cellula devono trovare, attraverso una distanza considerevole (nervo ottico), un determinato strato di cellule bersaglio nel collegamento successivo della commutazione sinaptica. Processi simili si verificano in tutte le parti del sistema nervoso, dando luogo alla formazione di strutture complesse con funzioni specifiche.

Lo studio dei meccanismi di formazione di strutture complesse come la retina è uno dei problemi chiave della moderna neurobiologia. Comprendere come si formano le complesse interconnessioni dei neuroni durante lo sviluppo individuale (ontogenesi) può aiutare a descrivere le proprietà e le origini dei disturbi funzionali del cervello. Alcune molecole possono svolgere un ruolo chiave nella differenziazione neuronale, nella crescita, nella migrazione, nella formazione di sinapsi e nella sopravvivenza. Tali molecole vengono ora descritte sempre più spesso. È interessante notare che i segnali elettrici regolano i segnali molecolari che innescano la crescita degli assoni e la formazione delle connessioni. L'attività gioca un ruolo nello stabilire il modello di connessioni.

Gli approcci genetici consentono l'identificazione di geni che controllano la differenziazione di interi organi, come l'occhio nel suo insieme. Hering e colleghi hanno studiato l'espressione genica senza occhi in una mosca della frutta Drosofila, che controlla lo sviluppo dell'occhio. La rimozione di questo gene dal genoma fa sì che gli occhi non si sviluppino. Geni omologhi nei topi e nell'uomo (noti come occhio piccolo E aniridia) simili nella struttura. Se un gene omologo senza occhi mammiferi è integrato artificialmente ed espresso nella mosca, quindi questo animale sviluppa occhi aggiuntivi (simili a quelli di una mosca) sulle antenne, sulle ali e sulle gambe. Ciò suggerisce che questo gene controlla la formazione degli occhi allo stesso modo in una mosca o in un topo, nonostante la struttura e le proprietà completamente diverse degli occhi degli insetti e dei mammiferi.

Rigenerazione del sistema nervoso dopo l'infortunio

Il sistema nervoso non solo stabilisce connessioni durante lo sviluppo, ma può riparare alcune connessioni dopo un danno (il tuo computer non può farlo). Ad esempio, gli assoni della mano possono germogliare dopo un infortunio e stabilire connessioni; la mano può di nuovo muoversi e sentire il tatto. Allo stesso modo, in una rana, in un pesce o in un animale invertebrato, dopo la distruzione del sistema nervoso si osserva la rigenerazione assonale e il ripristino della funzione. Dopo aver tagliato il nervo ottico in una rana o in un pesce, le fibre ricrescono e l'animale può vedere. Tuttavia, questa capacità non è inerente al sistema nervoso centrale dei vertebrati adulti: in essi la rigenerazione non avviene. I segnali molecolari che bloccano la rigenerazione e il loro significato biologico per il funzionamento del sistema nervoso sono sconosciuti

conclusioni

∙ I neuroni sono collegati tra loro in modo strettamente definito.

∙ Le informazioni vengono trasmesse da cellula a cellula attraverso le sinapsi.

∙ In sistemi relativamente semplici, come la retina, è possibile tracciare tutte le connessioni e comprendere il significato dei segnali intercellulari.

∙ Le cellule nervose del cervello sono gli elementi materiali della percezione.

∙ I segnali nei neuroni sono altamente stereotipati e sono gli stessi per tutti gli animali.

∙ I potenziali d’azione possono percorrere lunghe distanze senza perdite.

∙ I potenziali graduali locali dipendono dalle proprietà elettriche passive dei neuroni e si propagano solo su brevi distanze.

∙ La speciale struttura delle cellule nervose richiede un meccanismo specializzato per il trasporto assonale di proteine e organelli da e verso il corpo cellulare.

∙ Durante lo sviluppo individuale, i neuroni migrano verso le loro posizioni finali e stabiliscono connessioni con i bersagli.

∙ I segnali molecolari controllano la crescita degli assoni.

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PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELL'ANALIZZATORE DELL'UDITO UMANO

Struttura e funzionamento dell'analizzatore uditivo umano

Tutte le informazioni sonore che una persona riceve dal mondo esterno (pari a circa il 25% del totale) vengono riconosciute da lui utilizzando il sistema uditivo.

Il sistema uditivo è una sorta di ricevitore di informazioni ed è costituito dalla parte periferica e dalle parti superiori del sistema uditivo.

La parte periferica del sistema uditivo svolge le seguenti funzioni:

- un'antenna acustica che riceve, localizza, focalizza e amplifica il segnale sonoro;

- microfono;

- analizzatore di frequenza e tempo;

Un convertitore analogico-digitale che converte un segnale analogico in impulsi nervosi binari.

Il sistema uditivo periferico è diviso in tre parti: orecchio esterno, medio e interno.

L'orecchio esterno è costituito dal padiglione auricolare e dal condotto uditivo, che termina con una sottile membrana chiamata timpano. Le orecchie esterne e la testa sono componenti di un'antenna acustica esterna che collega (abbina) il timpano al campo sonoro esterno. Le funzioni principali delle orecchie esterne sono la percezione binaurale (spaziale), la localizzazione della sorgente sonora e l'amplificazione dell'energia sonora, soprattutto nelle frequenze medie e alte.

padiglione auricolare 1 nella zona dell'orecchio esterno (Fig. 1.a) dirige le vibrazioni acustiche nel condotto uditivo 2, termina con il timpano 5. Il canale uditivo funge da risonatore acustico a frequenze di circa 2,6 kHz, che aumenta la pressione sonora tre volte. Pertanto, in questa gamma di frequenze il segnale sonoro viene notevolmente amplificato, ed è qui che si trova la regione di massima sensibilità uditiva Il segnale sonoro influisce ulteriormente sul timpano3.

Il timpano è una pellicola sottile spessa 74 micron, a forma di cono con la punta rivolta verso l'orecchio medio. Forma il confine con la regione dell'orecchio medio ed è qui collegato al meccanismo di leva muscolo-scheletrico sotto forma di martello 4 e incudine 5. Il peduncolo dell'incudine poggia sulla membrana della finestra ovale 6 orecchio interno 7. Il sistema di leve martello-incudine è un trasformatore delle vibrazioni del timpano, aumentando la pressione sonora sulla membrana della finestra ovale per il massimo ritorno di energia dall'ambiente aereo dell'orecchio medio, che comunica con l'orecchio esterno ambiente attraverso il rinofaringe 8, nell'area dell'orecchio interno 7, piena di fluido incomprimibile - perilinfa.

L'orecchio medio è una cavità piena d'aria collegata al rinofaringe tramite la tromba di Eustachio per equalizzare la pressione atmosferica. L'orecchio medio svolge le seguenti funzioni: adattamento dell'impedenza dell'ambiente aereo con l'ambiente liquido della coclea dell'orecchio interno; protezione dai suoni forti (riflesso acustico); amplificazione (meccanismo a leva), grazie alla quale la pressione sonora trasmessa all'orecchio interno viene amplificata di quasi 38 dB rispetto a quella che colpisce il timpano.

Fig. 1. Struttura dell'organo dell'udito

La struttura dell'orecchio interno (mostrata ingrandita nella Fig. 1.6) è molto complessa e viene qui discussa schematicamente. La sua cavità 7 è un tubo rastremato verso l'apice, avvolto in 2,5 spire a forma di chiocciola lungo 3,5 cm, al quale sono adiacenti i canali dell'apparato vestibolare sotto forma di tre anelli 9. L'intero labirinto è limitato da un setto osseo 10. Si noti che nella parte di ingresso del tubo, oltre alla membrana ovale, è presente una membrana a finestra rotonda 11, svolgendo la funzione ausiliaria di coordinare l'orecchio medio e interno.

La membrana principale si trova lungo l'intera lunghezza della coclea 12 - analizzatore di segnali acustici. È uno stretto nastro di legamenti flessibili (Fig. 1.6), che si espande verso la sommità della coclea. La sezione trasversale (Fig. 1.c) mostra la membrana principale 12, membrana ossea (di Reissner). 13, separare l'ambiente liquido dell'apparato vestibolare dal sistema uditivo; lungo la membrana principale si trovano strati di terminazioni di fibre nervose del 14o organo del Corti, che si collegano in un laccio emostatico 15.

La membrana principale è costituita da diverse migliaia di fibre trasversali lunghezza 32 mm. L'organo del Corti contiene recettori uditivi specializzati- cellule ciliate. Nella direzione trasversale, l'organo del Corti è costituito da una fila di cellule ciliate interne e tre file di cellule ciliate esterne.

Il nervo uditivo è un tronco contorto, il cui nucleo è costituito da fibre che si estendono dall'apice della coclea e dagli strati esterni dalle sue sezioni inferiori. Entrati nel tronco cerebrale, i neuroni interagiscono con le cellule a vari livelli, salendo fino alla corteccia e incrociandosi lungo il percorso in modo che le informazioni uditive dall'orecchio sinistro arrivino principalmente all'emisfero destro, dove vengono elaborate principalmente le informazioni emotive, e dall'orecchio destro all'emisfero sinistro, dove vengono elaborate principalmente le informazioni semantiche. Nella corteccia, le principali zone uditive si trovano nella regione temporale e esiste un'interazione costante tra i due emisferi.

Il meccanismo generale di trasmissione del suono può essere semplificato come segue: le onde sonore passano attraverso il canale sonoro ed eccitano le vibrazioni del timpano. Queste vibrazioni vengono trasmesse attraverso il sistema ossiculare dell'orecchio medio alla finestra ovale, che spinge il fluido nella parte superiore della coclea.

Quando la membrana della finestra ovale oscilla nel fluido dell'orecchio interno, si verificano vibrazioni elastiche che si muovono lungo la membrana principale dalla base della coclea al suo apice. La struttura della membrana principale è simile ad un sistema di risonatori con frequenze di risonanza localizzate lungo la loro lunghezza. Le aree della membrana situate alla base della coclea risuonano con le componenti ad alta frequenza delle vibrazioni sonore, facendole vibrare, quelle centrali reagiscono a quelle a media frequenza e le aree situate vicino alla parte superiore - a basse frequenze. I componenti ad alta frequenza nella linfa si attenuano rapidamente e non influenzano le aree della membrana lontane fin dall'inizio.

Fenomeni di risonanza localizzati sulla superficie della membrana sotto forma di rilievo, come mostrato schematicamente in Fig. 1. G, eccita le cellule nervose “capelli” situate sulla membrana principale in diversi strati, formando l'organo del Corti. Ognuna di queste cellule ha fino a cento terminazioni “capelli”. Sul lato esterno della membrana ci sono da tre a cinque strati di tali cellule, e sotto di essi c'è una fila interna, in modo che il numero totale di cellule "capelli" che interagiscono tra loro strato per strato quando la membrana è deformata è di circa 25mila.

Nell'organo del Corti, le vibrazioni meccaniche della membrana vengono convertite in impulsi elettrici discreti delle fibre nervose. Quando la membrana principale vibra, le ciglia delle cellule ciliate si piegano e questo genera un potenziale elettrico, che provoca un flusso di impulsi nervosi elettrici che trasportano tutte le informazioni necessarie sul segnale sonoro ricevuto al cervello per un'ulteriore elaborazione e risposta. Il risultato di questo complesso processo è la conversione del segnale acustico in ingresso in forma elettrica, che viene poi trasmessa alle aree uditive del cervello attraverso i nervi uditivi.

Le parti superiori del sistema uditivo (comprese le zone uditive della corteccia) possono essere considerate come un processore logico che identifica (decodifica) segnali sonori utili su uno sfondo di rumore, li raggruppa secondo determinate caratteristiche, li confronta con le immagini in memoria , determina il loro valore informativo e prende una decisione sulle risposte.

Trasmissione di segnali dagli analizzatori uditivi al cervello

Il processo di trasmissione degli stimoli nervosi dalle cellule ciliate al cervello è di natura elettrochimica.

Il meccanismo di trasmissione degli stimoli nervosi al cervello è rappresentato dal diagramma in Fig. 2, dove L e R sono le orecchie sinistra e destra, 1 sono i nervi uditivi, 2 e 3 sono centri intermedi per la distribuzione e l'elaborazione delle informazioni situati nel tronco cerebrale, e 2 sono i cosiddetti . nuclei cocleari, 3 - olive superiori.

Fig.2. Meccanismo di trasmissione degli stimoli nervosi al cervello

Il meccanismo attraverso il quale si forma la sensazione di tono è ancora oggetto di dibattito. È noto solo che alle frequenze più basse si verificano diversi impulsi per ogni semiciclo di vibrazione sonora. A frequenze più alte, gli impulsi non si verificano in ogni semiciclo, ma meno frequentemente, ad esempio un impulso ogni secondo periodo, e a frequenze più alte anche ogni terzo. La frequenza degli impulsi nervosi dipende solo dall'intensità della stimolazione, ad es. sul livello di pressione sonora.

La maggior parte delle informazioni provenienti dall'orecchio sinistro viene trasmessa all'emisfero destro del cervello e, al contrario, la maggior parte delle informazioni provenienti dall'orecchio destro viene trasmessa all'emisfero sinistro. Nelle parti uditive del tronco encefalico si determinano l'altezza, l'intensità del suono e alcune caratteristiche del timbro, ad es. Viene eseguita l'elaborazione del segnale primario. Nella corteccia cerebrale hanno luogo processi di elaborazione complessi. Molti di loro sono congeniti, molti si formano nel processo di comunicazione con la natura e le persone, a partire dall'infanzia.

È stato stabilito che nella maggior parte delle persone (95% dei destrimani e 70% dei mancini) l'emisfero sinistro viene allocato ed elaborato; segni semantici di informazione e, a destra, quelli estetici. Questa conclusione è stata ottenuta in esperimenti sulla percezione biotica (biforcata, separata) della parola e della musica. Quando si ascolta con l'orecchio sinistro una serie di numeri e con l'orecchio destro un'altra, l'ascoltatore dà la preferenza a quello che viene percepito dall'orecchio destro e le informazioni su cui vengono ricevute dall'emisfero sinistro. Al contrario, quando si ascoltano melodie diverse con orecchie diverse, viene data preferenza a quella ascoltata dall'orecchio sinistro e alle informazioni da cui entra nell'emisfero destro.

Le terminazioni nervose sotto l'influenza dell'eccitazione generano impulsi (cioè praticamente un segnale già codificato, quasi digitale), trasmessi lungo le fibre nervose al cervello: nel primo momento fino a 1000 impulsi/s, e dopo un secondo - non più di 200 a causa della fatica, che determina il processo di adattamento, cioè diminuzione del volume percepito con l'esposizione prolungata a un segnale.

Qui parleremo anche di informazioni. Ma per non confonderci in diverse interpretazioni della stessa parola, definiamo subito chiaramente di quali informazioni parleremo, quindi il cervello è in grado di registrare solo connessioni. Il cervello ricorda questo tipo di informazioni (connessione). Il processo con cui fa ciò si chiama processo della “Memoria”, ma siamo abituati a chiamare informazione anche ciò che il cervello non sa ricordare. Questi sono oggetti realmente esistenti del mondo che ci circonda. Questo è tutto ciò che dobbiamo imparare a scuola o all'università ed è di queste informazioni che parleremo ora. Scopriamo come reagisce il cervello agli oggetti reali, alle informazioni testuali e a un tipo molto speciale di informazioni: informazioni simboliche (o precise). Il cervello non riesce a ricordare i tipi di informazioni elencati: oggetti reali, testi, numeri di telefono (e informazioni simili). Ma l’esperienza suggerisce che possiamo ancora ricordare alcuni di quanto sopra. Come avviene la memorizzazione e riproduzione di tali informazioni?

1. IMMAGINI 2. INFORMAZIONI DI TESTO 3. INFORMAZIONI DI SEGNALE

Innanzitutto, analizziamo la reazione del cervello agli oggetti della vita reale. Come fa il cervello a riprodurli se nessuno dei ricercatori riesce a rilevare le immagini visive nel cervello? La natura ha agito in modo molto astuto. Qualsiasi oggetto realmente esistente ha connessioni interne. Il cervello è in grado di identificare e ricordare queste connessioni. Ti sei mai chiesto perché una persona ha effettivamente bisogno di più organi di senso? Perché siamo in grado di annusare, gustare, vedere un oggetto e ascoltarlo (se emette suoni)? Un oggetto della vita reale emette segnali fisici e chimici nello spazio. Questa è la luce riflessa da esso o emessa da esso, questi sono tutti i tipi di vibrazioni nell'aria, un oggetto può avere un sapore e le molecole di questo oggetto possono volare lontano da esso. Se una persona avesse un solo organo di senso, il sistema di memoria del cervello, che registra le connessioni, non sarebbe in grado di ricordare nulla. Ma un campo informativo generale di un oggetto è diviso dal nostro cervello in più componenti. Le informazioni entrano nel cervello attraverso diversi canali di percezione. L'analizzatore visivo trasmette il contorno di un oggetto (lascia che sia una mela). L'analizzatore uditivo percepisce i suoni prodotti da un oggetto: quando si morde una mela si sente un caratteristico scricchiolio. L'analizzatore del gusto percepisce il gusto. Il naso può rilevare le molecole emesse dalle mele mature a pochi metri di distanza. Alcune informazioni su un oggetto possono entrare nel cervello attraverso le mani (tocco) e, come risultato della suddivisione delle informazioni su un oggetto in parti, il cervello è in grado di formare connessioni. E queste connessioni si formano naturalmente. Tutto ciò che è nella coscienza in un dato momento viene associato, cioè ricordato. Di conseguenza, mentre studiamo una mela, mentre la guardiamo, la giriamo tra le mani, la gustiamo, il cervello identifica diverse caratteristiche di questo oggetto naturale e automaticamente crea connessioni tra loro. ricordato. Vengono ricordate solo le connessioni. Successivamente, quando il nostro naso sente l'odore delle mele - cioè uno stimolo arriva al cervello - le connessioni precedentemente formate funzioneranno e il cervello creerà nella nostra mente altre caratteristiche di questo oggetto. Ricorderemo l'intera immagine di una mela. Il meccanismo di memorizzazione naturale è così ovvio che è persino strano parlarne. Questo metodo di memorizzazione ci dà l'opportunità di RICONOSCERE gli oggetti del mondo che ci circonda solo da una piccola parte delle informazioni su di essi.

Percezione umana delle informazioni

04.04.2015

Snezhana Ivanova

La percezione è il processo di riflessione nella coscienza di una persona di fenomeni e oggetti nella somma delle loro proprietà, stati e componenti.

È difficile immaginare la vita di una persona moderna senza informazioni. I media sono letteralmente pieni di tutti i tipi di eventi che potrebbero interessare una persona. Oggi l’informazione non manca in nessun ambito; al contrario, ce n'è un eccesso. Le persone spesso si confondono sugli stessi concetti perché potrebbero esserci informazioni contrastanti sullo stesso argomento. Pertanto, per comprendere una questione complessa, a volte è necessario studiare molte posizioni diverse.

Percezione– questo è il processo di riflessione nella coscienza dell'individuo dei fenomeni e degli oggetti nella somma delle loro proprietà, stati, componenti. Questo processo è strettamente correlato ai sensi, poiché riceviamo qualsiasi informazione attraverso la partecipazione di sensazioni visive, uditive e di altro tipo.

Processo di percezione delle informazioni rappresenta un lavoro interno altamente organizzato a cui partecipano tutti i processi mentali: attenzione, immaginazione, memoria, pensiero. Affinché le informazioni che entrano nel cervello possano essere assorbite meglio, devono essere realizzate o comprese. La percezione svolge la funzione di una sorta di conduttore tra le nuove informazioni e la sua consapevolezza.

La percezione umana delle informazioni avviene a diversi livelli. Tutti, in un modo o nell'altro, influenzano i sensi e sono associati ai processi cognitivi.

Canali di percezione delle informazioni

Sotto canali di percezione comprendere l'orientamento predominante verso un organo di senso, che garantisce una migliore assimilazione delle informazioni in arrivo. Vale la pena considerare il fattore che ogni persona ha il proprio orientamento individuale. Per alcuni è sufficiente leggere il materiale una volta per padroneggiarlo, per altri è necessario ascoltare un docente sullo stesso argomento, ecc.

Canale visivo. Mirato all'assimilazione delle informazioni concentrandosi maggiormente sulle immagini visive. Una persona dominata da questo canale di percezione ha un'elevata capacità di assorbire informazioni attraverso la lettura. In questo caso, è sufficiente che l'individuo legga il materiale e l'informazione sarà saldamente “fissata” nel cervello. Non è necessario raccontare di nuovo ciò che leggi o condividi con gli altri. Se l'informazione stessa è contraddittoria, solleva ulteriori domande o provoca una controversia, allora l'individuo potrebbe aver bisogno di familiarizzare in dettaglio con opinioni diverse per formare il proprio punto di vista.
Canale uditivo. Mirato ad assimilare le informazioni concentrandosi principalmente sulle immagini uditive. Se predomina questo canale di percezione, una persona ha un'elevata capacità di ricordare ascoltando il materiale desiderato. Gli studenti il cui canale uditivo è dominante assorbono perfettamente le informazioni proposte durante una lezione e non devono studiare nulla a casa: tutto è già facile nella loro testa, quindi non rimangono domande inutili! Se sorgono momenti difficili, il materiale è complesso e incomprensibile, una persona del genere di solito si sforza di chiarire immediatamente i dettagli importanti e capirli sul posto ponendo al docente le domande appropriate.
Canale cinestetico. Mirato all'assimilazione delle informazioni concentrandosi principalmente sulle sensazioni fisiche. La percezione cinestetica è strettamente correlata agli organi del tatto, quindi una persona del genere deve toccare l'interlocutore durante una conversazione. Anche l'olfatto e il gusto sono di fondamentale importanza per questa persona: è molto attenta ai dettagli e ai propri sentimenti. Se chiedi a una persona cosa gli sta succedendo, sarà in grado di descrivere le sue emozioni con i colori e riconoscere le loro vere manifestazioni.
Canale digitale. Mirato all'assimilazione delle informazioni concentrandosi su immagini astratte - logiche. Una persona del genere è incline a cercare un significato in ogni cosa, a ordinare la sua conoscenza "sugli scaffali". È estremamente importante per una persona digitale sapere per quale scopo esegue questa o quell'azione e cosa ne conseguirà. Ha la capacità di prevedere la situazione e quindi è incline alla pianificazione e all'analisi approfondita degli eventi attuali. Molto spesso, le persone digitali sono impegnate in attività scientifiche per tutta la vita.

I canali di percezione elencati sono i principali, ma oltre a loro ce ne sono altri: gustativo, olfattivo, semantico, ecc. In base alle caratteristiche presentate di ciascun canale, la psicologia distingue i seguenti tipi di percezione delle informazioni: visivo, uditivo, tattile, verbale. Ciascuno dei tipi elencati è completamente correlato ai canali di percezione delle informazioni sopra menzionati.

Proprietà della percezione

Obiettività. Caratterizzato da un focus sul mondo esterno. Una persona focalizza sempre la sua attenzione sulle cose che si riflettono nello spazio circostante. Questi possono non essere necessariamente oggetti e fenomeni, ma anche concetti astratti. In ogni caso, c'è una profonda concentrazione mentale sull'uno o sull'altro argomento: quotidiano, artistico o scientifico.
Integrità. A differenza della sensazione, che riflette le proprietà individuali degli oggetti e dei fenomeni del mondo circostante, la percezione costituisce la sua immagine generale. Consiste in una combinazione di diverse sensazioni e forma un'idea olistica di un particolare oggetto.
Strutturalità. Va notato che la percezione umana è strutturata in modo tale da avere la capacità di sistematizzare il materiale in un certo ordine, cioè dal flusso generale di informazioni in arrivo, selezionare solo ciò che sarà utile in un dato caso.
Costanza. Questa proprietà si riferisce alla relativa costanza delle informazioni percepite in diverse condizioni. Ad esempio, la forma degli oggetti, la loro dimensione e il colore appaiono uguali a una persona in condizioni di vita diverse.
Significatività. Una persona non solo percepisce oggetti e fenomeni, ma lo fa in modo significativo, intenzionale, anticipando un certo risultato e lottando per ottenerlo. Ad esempio, gli studenti ascoltano una lezione per superare con successo un test o un esame e frequentano lezioni di cultura artistica per autodidatta. In ogni azione, una persona si sforza di agire in modo significativo, perché altrimenti non sarà possibile eseguire alcuna attività.

Forme complesse di percezione dell'informazione

Per forme di percezione delle informazioni si intendono determinate categorie basate sulla riflessione e sull'attenzione alla ricerca della verità.

Percezione dello spazio. Ognuno di noi ha un approccio molto individuale alla percezione dello spazio. Se veniamo trasferiti in un altro luogo, non saremo in grado di ritrovare immediatamente la strada finché non avremo sviluppato tattiche comportamentali e capito come comportarci al meglio. Una persona è in grado di affrontare i cambiamenti delle condizioni in modo diverso rispetto a un’altra e ognuno ha la propria percezione.
Percezione del tempo. Ognuno di noi ha il proprio orologio biologico che ci ricorda di compiere determinate azioni. Esiste una teoria comune sui nottambuli e sui mattinieri. Alcuni hanno difficoltà a svegliarsi la mattina; possono rimanere svegli durante il giorno; altri hanno bisogno di alzarsi presto e andare a letto presto. Se chiedi a una persona per strada “Che ore sono?”, la maggior parte inizierà immediatamente a cercare un orologio che ti risponda. Nel frattempo, dentro tutti sanno approssimativamente che ore sono in questo momento. Questo è il motivo per cui diventa possibile il processo di pianificazione di qualsiasi attività commerciale, prevedendo varie situazioni ancor prima che si verifichino nella realtà.
Percezione del movimento. Le impressioni del movimento vengono create in modo puramente individuale. È sufficiente che qualcuno inclini la testa in avanti e assuma la posizione appropriata del proprio corpo per creare l'illusione di muoversi nello spazio. La percezione del movimento viene registrata dal cervello e realizzata dall’individuo attraverso l’apparato vestibolare e i propri pensieri e stati d’animo soggettivi.
La percezione è intenzionale e non intenzionale. Queste forme differiscono l'una dall'altra nella partecipazione della coscienza alla percezione di qualsiasi oggetto. Altrimenti, possono anche essere chiamati involontari e volontari. Nel primo caso, la percezione viene effettuata a causa di circostanze esterne che hanno attirato l'attenzione di una persona e nel secondo è guidata dalla coscienza. La percezione intenzionale è caratterizzata da un obiettivo chiaro, compiti definiti, una struttura chiara e coerenza nell'attuazione di tutti i passaggi necessari.

Peculiarità della percezione delle informazioni

Ogni persona si avvicina alla percezione degli stessi eventi e fenomeni in modo molto individuale. Dopotutto, uno vedrà una benedizione per se stesso in ciò che sta accadendo, mentre l'altro lo considererà una punizione per se stesso in queste circostanze. Inoltre, le persone differiscono anche nei principali canali di percezione delle informazioni. Se qualcuno ha bisogno di leggere il materiale studiato, è molto importante che un altro lo ascolti a orecchio.

Per il visivoè estremamente importante che tutte le informazioni siano nel suo campo visivo. È fantastico se hai l'opportunità di acquisire familiarità con il materiale attraverso la lettura. Solo quando la persona visiva vede ciò che ha bisogno di ricordare, è in grado di percepire veramente.

Per uditivoÈ sempre meglio ascoltare il materiale una volta piuttosto che leggerlo più volte. Questo è il tipo di percezione in cui una parola detta dal vivo acquista un significato enorme. Le persone che hanno un canale uditivo di percezione leader trovano sempre più facile assorbire le informazioni durante le lezioni o partecipare ai seminari.

Una caratteristica distintiva della cinestetica C'è un bisogno naturale di toccare tutto con le mani. Altrimenti, il processo di percezione olistica non può procedere. Solo con l'aiuto delle emozioni, rafforzate dall'interazione con persone o oggetti, comprendono la realtà circostante. Di norma, queste persone sono molto emotive e esposte a varie aree di attività. Molti di loro sono artisti, musicisti, scultori, cioè coloro che sono in grado di vivere tutta la vita a contatto con gli oggetti e persino di creare la propria realtà.

I digitali sono propensi ad un’analisi approfondita dell’attualità. Questi sono essenzialmente veri pensatori e filosofi. Per loro, le nuove informazioni devono necessariamente essere oggetto di pensiero analitico astratto, frutto di un serio lavoro interno associato all'allineamento logico di strutture complesse. Conoscere la verità è il loro obiettivo principale.

Esistono quindi modi molto diversi di percepire le informazioni. Insieme creano un quadro armonioso e olistico del mondo, in cui la pienezza della diversità è accolta con favore. È necessario sviluppare tutti i canali di percezione, ma farlo basandosi sulla visione dominante. Quindi qualsiasi attività umana avrà successo e lo porterà a nuove scoperte e risultati.

Un team di scienziati provenienti da Spagna, Francia e Inghilterra ha annunciato il completamento del primo esperimento in assoluto sulla trasmissione di un segnale tra le menti di due persone utilizzando esclusivamente tecnologie non invasive. Un segnale composto da 140 bit di informazioni è stato trasmesso dall'India alla Francia tramite Internet. Il lavoro è stato pubblicato su PLOS One.

Schema generale dell'esperimento. Immagine: PLOS un articolo

L'esperimento si basava su interfacce cervello-computer (BCI) e interfacce cervello-computer (CBI), il segnale veniva trasmesso via Internet. Alla fine il messaggio era la parola "hola" - "ciao" in spagnolo (e catalano). Per la codifica è stato utilizzato il codice Bacon, che utilizza 5 bit per lettera. La parola è stata trasmessa 7 volte per raccogliere statistiche sufficienti, quindi il messaggio finale era lungo 140 bit.

Gli scienziati hanno modellato l’interfaccia cervello-computer come segue: per codificare “0”, il “trasmettitore” umano ha mosso il piede, e per codificare “1”, ha mosso il palmo della mano. Prendendo un elettroencefalogramma dalle aree della corteccia cerebrale responsabili di questi movimenti, il computer riceveva il messaggio trasmesso sotto forma di bit binari.

Con l’interfaccia computer-cervello le cose erano più complicate. Sulla testa del "ricevitore" umano hanno trovato il centro visivo della corteccia cerebrale, dopo la stimolazione del quale è sorto il fenomeno dei fosfeni - sensazioni visive che sorgono senza informazioni dall'occhio. La presenza di tale sentimento è stata codificata "1", l'assenza - "0".

Quattro volontari di età compresa tra 28 e 50 anni hanno agito come trasmettitori e ricevitori. Per l'esperimento finale, il segnale è stato trasmesso dall'India alla Francia. Per eliminare le interferenze dei sensi, la persona “ricevente” indossava una maschera a prova di luce sugli occhi e gli venivano posti dei tappi nelle orecchie. Per eliminare la possibilità di indovinare la parola codificata, la sequenza veniva prima ulteriormente codificata per ottenere un codice pseudo-casuale che, dopo la trasmissione, veniva decifrato per ripristinare il messaggio originale.

Come risultato dell'esperimento è stato possibile trasmettere 140 bit di informazioni con un tasso di errore del 4%. Per fare un confronto, per assicurarsi che questo risultato sia statisticamente significativo: la probabilità di indovinare tutti i 140 caratteri di fila è inferiore a 10 -22 e quella di indovinare almeno l'80% di 140 caratteri è inferiore a 10 -13 . Pertanto, secondo gli scienziati, si è effettivamente verificata una trasmissione diretta del segnale da cervello a cervello.

La novità e l'importanza di questo lavoro derivano dal fatto che fino ad ora tutti questi esperimenti erano limitati a una delle due interfacce, oppure venivano condotti su animali da laboratorio, o comportavano procedure invasive per l'impianto di sensori in un organismo vivente. In questo lavoro, gli scienziati sono riusciti per la prima volta a realizzare una trasmissione non invasiva da persona a persona.