Людина в змозі відчувати і сприймати об'єктивний світ завдяки особливій діяльності мозку. Саме з мозком пов'язані всі органи чуття. Кожний з цих органів реагує на певного роду стимули; органи зору — на світлову дію, органи слуху і дотику — на механічну дію, органи смаку і нюху — на хімічне. Проте сам мозок не в змозі сприймати ці види дій. Він «розуміє» тільки електричні сигнали, пов'язані з нервовими імпульсами. Для того, щоб мозок відреагував на подразник, в кожній сенсорній модальності спочатку повинне відбутися перетворення відповідної фізичної енергії в електричні сигнали, які потім своїми шляхами слідують в мозок. Цей процес перекладу здійснюють спеціальні клітки в органах чуття, звані рецепторами. Зорові рецептори, наприклад, розташовані тонким шаром на внутрішній стороні ока; у кожному зоровому рецепторі є хімічна речовина, що реагує на світло, і ця реакція запускає ряд подій, в результаті яких виникає нервовий імпульс. Слухові рецептори є тонкі волосяні клітки, розташовані глибоко в юшці; вібрації повітря, що є звуковим стимулом, згинають ці волосяні клітки, внаслідок чого і виникає нервовий імпульс. Аналогічні процеси відбуваються і в інших сенсорних модальностях.
Рецептор — це спеціалізована нервова клітина, або нейрон; будучи збудженою, вона посилає електричний сигнал проміжним нейронам. Цей сигнал рухається, поки не досягне своєї рецептивної зони в корі головного мозку, причому у кожної сенсорної модальності є своя рецептивна зона. Десь в мозку — може, в рецептивній зоні кори, а може, в якомусь іншій ділянці кори — електричний сигнал викликає усвідомлене переживання відчуття. Так, коли ми відчуваємо дотик, це відчуття «відбувається» у нас в мозку, а не на шкірі. При цьому електричні імпульси, які прямо опосередкують відчуття торкання, самі були викликані електричними імпульсами, що виникли в рецепторах дотики, які розташовані в шкірі. Схожим чином відчуття гіркого смаку народжується не в мові, а в мозку; але мозкові імпульси, опосредующие відчуття смаку, самі були викликані електричними імпульсами смакових рецепторів мови.
Мозок сприймає не тільки дію подразника, він також сприймає і ряд характеристик подразника, наприклад інтенсивність дії. Отже, рецептори повинні володіти здатністю кодувати інтенсивність і якісні параметри подразника. Як вони це роблять?
Для того, щоб відповісти на це питання, ученим необхідно було провести ряд експериментів по реєстрації активності одиничних кліток рецептора і провідних шляхів під час пред'явлення випробовуваному різних вхідних сигналів, або стимулів. Так можна точно визначити, на які властивості стимулу реагує той або інший нейрон. Як практично здійснюєтьсяподібний експеримент?
 До початку експерименту тварину (мавпу) піддають хірургічній операції, під час якої в певні ділянки зорової кори імплантуються тонкі дроти. Зрозуміло, така операція проводиться в умовах стерильності і при відповідній анестезії. Тонкі дроти — мікроелектроди — покриті ізоляцією скрізь, окрім самого кінчика, яким реєструється електрична активність нейрона, що контактує з ним. Після імплантації ці мікроелектроди не викликають болі, і мавпа може жити і пересуватися цілком нормально. Під час власного експерименту мавпу поміщають в пристрій для тестування, а мікроелектроди під'єднують до підсилюючих і реєструючих пристроїв. Потім мавпі пред'являють різні зорові стимули. Спостерігаючи, від якого електроду поступає стійкий сигнал, можна визначити, який нейрон реагує на кожний із стимулів. Оскільки ці сигнали дуже слабкі, їх треба підсилити і відобразити на екрані осцилографа, що перетворює їх в криві зміни електричної напруги. Більшість нейронів виробляє ряд нервових
|