神经信息回路的三个基本环节及其研究

神经信息的基本通路如图6．1所示。为便于讨论，可将其分为三部分，这三部分中的信号变化规律有所不同，但是它们可以相互通信，类似于计算机中的A／D 和D／A 变换器。

（1）外界信号的输入环节。这是感觉器官的最前端，即感觉器官中的感受细胞把外界刺激（输入信号）变为神经脉冲的过程。大多数变化过程是先把外界输入的物理量（或化学量等）变为神经细胞的阈值以下的分级电位（或称模拟量），再把分级电位变为神经脉冲（动作电位），类似于传感器与数字电路中的A／D 变换。视觉系统中这一过程最为典型，需要几个细胞共同来实现这一变化。外界信号变为脉冲信号的规律可参见第10 章。听觉系统中也有类似过程：外界输入信号强度越高，对应的输出脉冲序列频率也越高；输入信号的频率越高，对应的输出脉冲序列频率也越高。听觉系统中声音变为神经脉冲也满足可排序规律，其规律与嗅觉系统相同（详见第8 章）。外界物理或化学等的刺激量（输入信号）最终都变为可排序的脉冲序列输出。

（2）脉冲序列传输、变换和运算环节。信号变换为神经脉冲后，到达运动传出神经前的环节存在于大脑中的所有神经网络中。这属于脉冲序列传输、变换和运算环节。神经信息处理的主要内容和最核心问题就是研究这一环节中的信号传输和变换规律（也包括记忆）等。这里最基本的规律是单一神经元的输入输出关系。我们发现这一关系符合广义圆映射（见第5章）。这里的脉冲序列极大部分是可排序、有大小之分的，还有一部分是逻辑判断信号。本书讨论的神经信息，主要是此环节中的信息变换和处理。(www.xing528.com)

（3）运动输出环节。这一环节有些像计算机中的D／A 转换，也就是把前一环节的神经脉冲序列所反映的信号变为脉冲频率信号。如前所述，在这一环节中，输出不同频率的神经脉冲序列可以使肌肉产生不同紧张度的收缩。