От чего зависит скорость нервной реакции?

Автор: Кирилл Стасевич

Скорость нервной реакции определяется не величиной порогового раздражения двигательных нейронов, как считалось, а временем передачи сигнала между сенсорной и двигательной цепями.

Двигательный нейрон и иннервируемая им мышца (фото Dr Keith Wheeler).

Любая наша реакция зависит от слаженной работы двух типов нейронов — чувствительных и моторных. Зрительный, звуковой, обонятельный, осязательный или вкусовой раздражитель воспринимается сенсорными нервными клетками, и в ответ двигательные нейроны сигнализируют телу, что нужно совершить какое-то действие. Временной зазор между стимулом и ответом на него зависит от многих факторов, но, обобщая, если требуется сделать что-то точно и аккуратно, передача сигнала от сенсорной половины двигательному участку будет замедляться, а если нужно совершить быстрое действие, то и время ответа сократится.

Довольно долго считалось, что мозг контролирует время ответа, повышая или понижая порог раздражения, после которого моторные нейроны понимают, что надо действовать. Исследования, проведённые учёными из Университета Вандербильта (США), опровергают эту точку зрения.

Эксперимент американцев состоял в том, что макак приучали следить за какой-то целью, появляющейся в разных местах на экране монитора. В какой-то момент следом за ней возникал специальный стоп-сигнал, после которого обезьяна должна была уставиться на точку в центре экрана; правильное выполнение задания, естественно, подразумевало вознаграждение. Задержка между перемещающейся целью и стоп-сигналом могла составлять от 25 до 275 миллисекунд. В течение этого времени нейроны, отвечающие за движения глаз, продолжали получать стимул к действию. Чем больше была задержка перед стоп-сигналом, тем труднее обезьяна удерживала взгляд на центральной точке, стараясь не глядеть на скачущую по экрану цель. И чем быстрее стоп-сигнал появлялся, тем дольше активировались двигательные нейроны, то есть мозг не пускал к ним сигнал от сенсорных клеток, которые фиксировали перемещения цели.

Полностью результаты исследования будут представлены в издании Journal of Neuroscience.

Из всего этого авторы делают следующий вывод: не порог раздражения влияет на скорость реакции, а время, в течение которого двигательные нейроны получают информацию от нейронов сенсорных. Иными словами, мозг может сразу открыть контакт между двумя цепями нейронов, а может задержать передачу для каких-то целей — например, ради получения более полных сведений о раздражителе.

Эти результаты входят в явное противоречие с теорией порогового раздражения, которая сформировалась в 1970-х годах. Тем не менее авторы полагают, что их данные позволят более ясно представить природу таких психоневрологических расстройств, как шизофрения или синдром дефицита внимания и гиперактивности (известно, что характерной чертой шизофреников является огромный «зазор» между импульсом и действием, тогда как у людей с синдромом гиперактивности обе системы замкнуты друг на друга практически с нулевым интервалом).

Подготовлено по материалам Университета Вандербильта.