Mecanismele psihofiziologice ale senzatiilor

Mecanismele psihofiziologice ale senzatiilor

La nivelul senzatiilor legatura dintre fiziologic si psihologic este atât de strânsa, încât cu greu ar putea fi facute unele delimitari, fiziologicul convertindu-se în psihologic, iar psihologicul declansând noi manifestari ale fiziologicului. Se si afirma, de altfel, ca senzatiile sunt domeniul în care studiul psihologic se afla în "cel mai lung si mai fericit mariaj cu fiziologia" (Gray, 1991, p. 239) 323c22d . La producerea senzatiei participa numeroase instante si mecanisme, fiecare din ele îndeplinind roluri specifice. în principal, aparatul morfo-fUnctional care contribuie la realizarea senzatiei este analizatorul, cu parti si functii distincte. Rolul lui este acela de a converti energia exterioara sau interioara într-un fapt de constiinta, fie si simplu, cum este senzatia. Pentru aceasta el este nevoit sa puna în disponibilitate o serie de procese si mecanisme a caror înlantuire va conduce în final la aparitia efectului scontat.

4.1. Recepta stimulilor

Este unul dintre primele mecanisme puse în functiune de analizator. La realizarea ei participa atât o serie de structuri accesorii, cât si structurile receptoare propriu-zise.

Structurile accesorii sunt constituite dintr-o gama de mijloace fizice, obiective (ochelari pentru vedere, cornete sau aparate auditive pentru auditie etc). Desi structurile accesorii nu au rolul de a transforma, de a schimba natura energiei ce actioneaza asupra organului de simt, ele aduc o modificare a acesteia (de exemplu, o atenueaza atunci când este prea intensa, violenta sau o amplifica daca este prea slaba), facilitând receptia corecta a stimulilor sau compensând unele deficiente ale organelor receptoare. în rândul structurilor accesorii ar putea fi încadrate si o serie de alte elemente de natura anatomo-fiziologica (pleoapele, genele, pavilioanele urechilor etc.) care, în functie de conformatia sau de marimea lor, faciliteaza sau împiedica receptia.

Organele esentiale prin intermediul carora se realizeaza captarea informatiilor sunt însa receptorii, extrem de numerosi (cea 400.000.000) si specializati pentru receptio-narea diverselor forme de energie. Celulele receptoare ale analizatorului vizual (conurile si bastonasele din retina) receptioneaza, de pilda, undele electromagnetice cu lungimi cuprinse între 390 si 800 milimicroni; organul Corti (receptorul analizatorului auditiv) receptioneaza undele sonore cu frecvente cuprinse între 16 si 20.000 Hz etc. Cel putin doua caracteristici ale receptorilor retin atentia : a) eî sunt sensibili fata de stimulii adecvati, specifici, dar nu si pentru stimulii inadecvati

sau nespecifîci fata de care ramân insensibili (cu exceptia stimulilor electrici si

mecanici, considerati ca fiind universali si deci aplicabili pe orice receptor);

b) sunt specializati numai in raport cu tipul de energie pe care o capteaza, nu si cu cea pe care o transmit,catre fibrele nervoase, aceasta din urma fiind identica. Rolul esential al receptorilor este de a converti energia fizica, externa a stimuliior în activitate neurala, proces numit transduc!ie. Prin transductie celulele receptoare produc o schimbare electrica în raspunsul la un stimul. De exemplu, receptorii din ochi raspund luminii, cei din ureche sunetului etc. în raspunsul la un stimul, membrana devine mai permeabila la anumite particule încarcate electric (ionii de sodiu si de potasiu). O data cu trecerea acestor particule din afara înauntru, se schimba încarcatura electrica de-a lungul membranei, schimbare electrica numita potential de receptor, analoaga potentialului postsinaptic produs de neuroni prin actiunea transmiterilor sinaptice. Concomitent cu transductia are loc si codarea primara a informatiilor, adica transpunerea proprietatilor fizice ale stimulilor într-o structura a activitatii neurale care identifica specificul proprietatilor fizice ale obiecte­lor, în principal, este vorba despre proprietatile cantitative si calitative ale obiectelor. Proprietatile cantitative se refera la taria, intensitatea, forta lor (lumina poate fi puternica sau slaba, moleculele care stimuleaza gustul sau olfactia pot fi concentrate sau diluate). Proprietatile calitative se refera la tipul, felul de energie (contactul cu undele electromagnetice permite perceperea culorilor, în timp ce contactul cu sunetele permite perceptia frecventei acestora). Codarea informatiilor consta practic în inclu­derea proprietatilor cantitative si calitative ale stimulilor în structura potentialului de actiune si în transmiterea acestuia creierului. Procesual lucrurile se prezinta în felul urmator: informatia fizica sau chimica a stimulilor actioneaza într-o zona specifica a receptorului, numita pozitie transductoare; activarea acestei zone genereaza potentialul de receptor, a carui amplitudine este dependenta de intensitatea stimulului, dar si de intensitatea altor stimuli ce actioneaza în zone spatiale apropiate ale aceleiasi celule; potentialul de receptor se difuzeaza si ajunge într-un alt Joc", numit loc generator, situat în celula sau în celule cu care cea initiala este legata sinaptic direct sau indirect; în Jocul generator" se produce o variatie a potentialului de repaus, care reproduce mai mult sau mai putin fidel potentialul de receptor, acesta fiind potentialul generator; când depolarizarea potentialului generator atinge o ampli­tudine critica, are loc emisia potentialului de actiune, care nu este altceva decât mesajul nervos (vezi Bonnet si Chantrier, 1994, p. 143).

între caracteristicile cantitative aie stimulului, potentialul de receptor si potentialul de actiune exista o strânsa dependenta. Astfel, stimulii mai puternici produc potentiale de receptor mai largi, care la rândul lor declanseaza ritmuri rapide ale potentialelor de actiune în neuronii senzoriali, în acest fel explicându-se si capacitatea creierului de a interpreta ritmurile rapide ca sîimuii puternici, iar ritmurile mai lente ca stimuli slabi. Cât priveste codarea dimensiunilor calitative ale stimulilor, aceasta se produce deoarece receptorii contin elemente diferit specializate care raspund mai bine diverselor forme de energie. Pentru a da doar un simplu exemplu sa ne referim la analizatorul vizual. J.Y. Lettvin, H.R. Maturana, W.H. Pitts si W.S. McCulloch (1959), studiind ochiul broastelor, au descoperit patru tipuri de receptori, regasiti de B. Pomeranz si S.H. Chung (1970) si la mormoloci. Acesti receptori au forme distincte, raspund la diferite caracte­ristici ale stimulilor si transmit informatia în zone specifice ale creierului. Celebrele cercetari ale lui D. Hubel si T. Wiesel, începute la sfârsitul anilor '50 si încununate cu premiul Nobel douazeci de ani mai târziu, au evidentiat existenta (la pisici si maimute) a trei tipuri de celule neuronale în receptorul vizual: simple (care au proprietatea de a detecta contururi, fante luminoase sau linii); complexe (detecteaza orientarea si miscarea stimulilor); hipercomplexe (detecteaza dimensiunea si unghiurile stimulilor). Aceste celule au fost denumite detectori de trasaturi. Spre sfârsitul anilor '60 si începutul anilor '70 se credea ca sistemul vizual dispune de o ierarhie simpla, celulele retinei fiind grupate în unitaii centru - periferie (celulele simple subordonate celor complexe, iar acestea din urma celulelor hipercomplexe). "Plauzibila, o astfel de organizare nu trebuie absolutizata, existând posibilitatea functionarii simultane, în paralel, a celulelor de la niveluri diferite"' (Miclea, 1994, p. 73). si alte cercetari au pus în lumina existenta unor celule retiniene riguros specializate functional: celule de tip X (care transmit semnale lente de-a lungul cailor vizuale; sunt sensibile la stimuli continui si Ia contrastele luminoase; permit o buna localizare a stimulului); celule de tip Y (transmit semnale rapide, sunt sensibile la miscare, raspund la miscarea stimulilor); celule de tip W (vehiculeaza informatiile foarte lente). C. Biakemore (1975) a redat traiectele ipotetice ale celulelor X, Y, W, sugerând totodata diferitele instante de tratare a informatiilor (vezi fig. 1.4). Se poate observa ca doua linii se termina cu semne de întrebare, aratând astfel ca originea lor este înca necunoscuta. Studiul celulelor X, Y, W constituie princi­palul pol de atractie al cercetarilor actuale (vezi Lindsay si Norman, 1980, pp. 137-241).

4.2. Conducerea influxului nervos la creier

Reprezinta un al doilea mecanism implicat in producerea senzatiilor. Transmiterea la creier a influxului nervos se face prin imeimediul fibrelor aferente, mai putin numeroase decât receptorii. Se considera ca ar exista în total 4.000.000 de asemenea fibre, deci fiecare fibra nervoasa vine în contact cu circa 100 de celule receptoare. In afara de aceasta particularitate întâlnim insa si o alta. Traseul cerebral care porneste de la receptor la creier nu este continuu, ci prezinta 3-4 întreruperi sinaptice, amplasate la diferite niveluri ale sistemului nervos central. Aceste întreruperi se complica progresiv, începând cu etajele inferioare si terminând cu cele superioare (vezi fig. 1.5). Compli­carea pe care o avem în vedere se realizeaza în functie de numarul de neuroni, numarul de sinapse, numarul straturilor de ordonare. Rolul esential al cailor de conducere sau aferente este acela de prelucrare succesiva tot mai complexa a semnalelor nervoase. Daca în receptor are loc codarea primara a informatiilor, in caile de conducere asistam la recodiflcarea informatiilor, la reorganizarea elementelor informationale, la filtrarea lor. Unele dintre ele, cele cu mare încarcatura informationala, sunt retinute, în timp ce altele, mai putin semnificative, sunt fie eliminate, fie blocate la nivel subcortical. Cercetarile au aratat ca pe caile aferente circula o cantitate imensa de informatii (100.000.000 biti pe secunda), în timp ce creierul nu poate opera decât cu o cantitate relativ mica de informatii (100 biti pe secunda). Aceasta înseamna ca travaliul realizat de etajele inferioare în prelucrarea informatiilor este imens. în caile de conducere are loc elaborarea neurogramelor, care cuprind in ele informatia senzoriala ce va fi transmisa spre creier.

4.3. Interpretarea informatiilor nervoase de catre creier

Acesta este mecanismul cel mai important al senzatiei. Ea se produce in zonele de proiectie corticala ale analizatorului care se compun dintr-o portiune centrala sau primara, numita nucleul analizatorului, si alta periferica. Prima portiune este înalt

ai ia v Uiuaia vivil/wi ■-/t'Vipivai/, ana ol __ v r _ _. f ^_ ."

(lobul temporal). în imediata vecinatate a ariei senzoriale se afla aria motorie principala, neuronii din ea controlând motilitatea voluntara rapida, precisa si coordonata a muscu­laturii scheletice din partea opusa a corpului. Localizarea segmentelor corticale ale analizatorilor este redata în figura 1.6. Reprezentarea corticala în cele doua arii (senzo­riala si motorie) ia forma unui fel de om, asa-numitul homunculus senzitiv, respectiv homunculus motor, având componentele deformate deoarece reprezentarea diverselor portiuni ale corpului nu este proportionala cu suprafata, ci cu importanta lor. Astfel, în homunculus senzitiv cele mai întinse reprezentari corticale le au zonele cu cea mai mare sensibilitate (buzele, limba, mâinile), iar în homunculus motor, musculatura implicata în

efectuarea unor miscari fine (musculatura mâinii etc.) {vezi fig. 1.7). între cele doua arii exista o strânsa interactiune, cea senzoriala constituind input-\x\ (intrarea) iar cea motorie output-v\ (iesirea). Stimularea ariei senzoriale produce în 20% din cazuri raspunsuri motorii, în timp ce stimularea ariei motorii este urmata de reactii senzitive. Functia principala a zonelor de proiectie corticala este aceea de a efectua analiza, sinteza si prelucrarea complexa a semnalelor provenite pe caile aferente. Segmentul cortical (central) realizeaza decodificarea semnalelor, adica finalizarea semnalelor nervoase, într-un cod imagine ce se afla în relatie izomorfa cu însusirile stimulului receptionat. în zonele primare ale capatului cortical se elaboreaza asa-numitele matrice interpretative care decodifica informatia fixata în neurograme.

4.4. Sanctionarea activitatii verigilor periferice (receptoare si efectoare)

Aceasta reprezinta mecanismul final al senzatiei. Ea se produce prin intermediul conexiunii inverse, care constituie un mecanism reglator. Instantele superioare controleaza activitatea receptorilor, obligându-i la modificarea starilor functionale, în sensul amplificarii sau eliminarii excitabilitatii, selectivitatii etc, în functie de necesitatile momentane ale organismului (trebuinte, expectatii etc). în acest caz, receptorul devine si efector, deoarece sub influenta semnalelor de comanda sosite de la creier el îsi schimba starea functionala. Confruntarea dintre influxurile nervoase aferente declansate de stimuli si influxurile nervoase eferente comandate de scoarta cerebrala permite reproducerea adecvata, optima a realitatii.

în figura 1.8 prezentam într-o forma schematizata elementele morfofunctionale ale producerii senzatiilor.

4.5, Alte mecanisme

în realizarea tuturor acestor mecanisme o mare importanta o au neuronii, cu extraordinara lor varietate chimica, morfologica si coneciiva. dar si alte tipuri de celule non-neuronale, cum ar fi, de exemplu, celulele pliate, care intervin în apararea imunkara a creierului, ca si în eliminarea celulelor nervoase moarte, conducând asifel la buna functionare a creierului. Separe, de asemenea, ca mecanismul sinapselor, al legaturilor dintre neuroni,

are o mare importanta în explicarea senzatiilor. Sinapsele determina, dupa opinia unor autori, "structura retelelor care constituie baza celulara a comportamentului" (Prochiantz, 1989, p. 56). O senzatie depinde, asadar, nu doar de natura stimulului, de particularitatile stimularii, ci si de structura sinaptica dintre celulele neuronale. Proprie­tatea creierului care asigura o buna functionalitate a senzatiilor este plasticitatea sa. Cortexul senzorial (vizual, auditiv, olfactiv etc), cel motor, regiunile subcorticale care servesc drept relee între aferentatia senzoriala si eferentatia motorie, dispunând de o mare plasticitate, permit diferentierea senzatiilor si cresterea rolului lor în procesul cunoasterii. Cercetarile recente de neuropsihologie au evidentiat si faptul ca multe dintre fenomenele care au loc în embriogeneza au mare importanta pentru functionarea de mai târziu a creierului la adult. De aceea, diviziunea celulara, mecanismele si ratiunea mortii neuronale, migrarea celulelor neuronale constituie "punctele calde" ale embriogenezei sistemului nervos. "Uniifactori ai cresterii, care asigura maturitatea neuronului, ramân permanent prezenti în organismul adult fiind implicati în mentinerea si plasticitatea sistemului nervos. în consecinta, toate cercetarile întreprinse de multi ani asupra embriogenezei acestui sistem ramân de o importanta fundamentala pentru întelegerea vietii adulte si a batrânetii" (ibidem, p. 67). Aceste studii nasc speranta de a mentine creierul mereu "tânar", de a descoperi mijloacele pentru a lupta contra maladiilor degenerative, de a mentine constante capacitatile senzoriale ale omului.