Разное количество элементов в соседних нейронных слоях формирует «сенсорные воронки». Так, в сетчатке каждого глаза у человека насчитывается 130 млн фоторецепторов, а в слое выходных (ганглиозных) клеток сетчатки нейронов в 100 раз меньше («суживающаяся воронка»). На следующих уровнях зрительной системы формируется расширяющаяся воронка: количество нейронов в первичной проекционной области зрительной коры мозга в тысячи раз больше, чем на выходе из сетчатки. В слуховой системе и в ряде других сенсорных систем от рецепторов к коре представлена только расширяющаяся воронка. Физиологический смысл суживающейся воронки связан с изменением избыточности информации, а расширяющийся – с обеспечением параллельного анализа разных признаков сигнала.

Дифференциация сенсорной системы по вертикали заключается в образовании отделов, каждый из которых состоит, как правило, из нескольких нейронных слоев. Таким образом, отдел сенсорной системы – более крупное образование, чем слой нейронов. Каждый отдел (например, обонятельные луковицы или кохлеарные ядра слуховой системы) имеет определенную функцию.

Дифференциация сенсорной системы по горизонтали определяется различиями в свойствах рецепторов, нейронов и связях между ними в пределах каждого из слоев. Так, в зрении работают два параллельных нейронных канала, идущих от фоторецепторов к коре и по-разному перерабатывающих информацию от центра и от периферии сетчатки.

Под кодированием понимается преобразование информации в условную форму – код, которое совершается по определенным правилам. В нервной системе сигналы кодируются по наличию или отсутствию электрического импульса в определенный момент времени, т. е. двоичным кодом – достаточно простым и устойчивым к помехам способом кодирования.

Сенсорная информация кодируется также по числу одновременно возбужденных нейронов и их расположению в нейронном слое.

В коре головного мозга сигналы кодируются также по последовательности включения параллельно работающих нейронных каналов, по синхронности ритмических импульсных разрядов возбужденных нейронов, по изменению их числа. Одним из основных используемых способов в коре становится позиционное кодирование, при котором определенный раздражитель вызывает возбуждение конкретного нейрона или группы нейронов, расположенных в данном месте нейронного слоя. Например, возбуждение небольшой локальной группы нейронов зрительной коры означает, что в заданной части поля зрения появилась световая полоска установленного размера и ориентации. Возбуждение определенных нейронов височной коры сигнализирует о появлении в поле зрения знакомого лица. В периферических отделах сенсорной системы распространено временное кодирование признаков раздражителя, а на высших уровнях происходит переход к преимущественно пространственному (позиционному) кодированию.

Восприятие осуществляется при помощи рецепторов (воспринимающих элементов) сенсорных систем. Внешняя информация, необходимая для ориентации во внешней среде и для оценки состояния самого организма, поступает в мозг через сенсорные сигналы, которые возникают в рецепторах, а затем передаются в мозг через цепи нейронов и связывающие их нервные волокна сенсорной системы.

Каждой сенсорной системой выполняется с сенсорными сигналами ряд основных функций или операций: обнаружение сигналов, их различение, передача, преобразование и кодирование, а также детектирование признаков сенсорного образа и его опознание. Рецепторами обеспечивается уже обнаружение и первичное различение сигналов, а нейронами корковых уровней сенсорной системы – их детектирование и опознание. Нейронами всех уровней системы осуществляется передача, преобразование и кодирование сигналов (Клементьев А. М., 2005).