Про величину шумів в зоровій системі і їх характеристиках ми судимо головним чином на підставі непрямих міркувань. Електрофізіологічні методи дослідження, зокрема відведення потенціалів дії поодиноких нервових елементів, дозволяють підійти до більш прямого їх вивчення.
Якщо інформація на рівні гангліозних клітин сітківки закодована числом імпульсів у відповіді і розподілом інтервалів між ними, то шуми повинні проявлятися у випадкових зміни цих величин. Дослідження постійної фонової активності в сітківці кішки в темряві * і на світлі було зроблено Каффлером, Фитцхьюгом і Барлоу (Kuffler, Fitzhugh a. Barlow, 1957). Розподіл інтервалів між піками порушення на перший погляд дещо нагадує розподіл інтервалів між імпульсами в лічильнику Гейгера, де імпульси є статистично незалежними подіями. Проте статистичний аналіз виявляє негативну кореляцію між двома послідовними інтервалами. Іншими словами, за більш тривалим інтервалом, ніж середній, найбільш ймовірно поява короткого інтервалу. Можна припустити, що це сприяє вирівнюванню середнього числа імпульсів в порівняно коротких кодових посилках.
Фитцхыог (Fitzhugh, 1957) вивчав вплив шумів на швидкість передачі інформації з рецептивного поля сітківки кішки. Від ганглиозной клітини, рецептивное поле якою дратували спалахами різної інтенсивності, відводили потенціали дії. При цьому враховували кількість імпульсів у відповіді. Це могло кількість флуктуировать внаслідок спонтанної імпульсації в рецептивном полі.
На рис. 49 наведено графік, на якому показано залежність середньої кількості інформації, переданого рецептивным полем у відповідь на спалах світла, від інтенсивності. Кількість інформації, що припадає на спалах в умовах передачі по каналу з шумами, може бути визначено за формулою (52).
У дослідах Фитцхьюга х могло мати два значення: 1 або 0. Обидва ці значення були рівноймовірні. Отже, М (х)= 1 дв. од. на пред'явлення. Ця величина виражає граничну кількість інформації на одне пред'явлення, яке може бути отримано при відсутності шуму. В протилежному випадку при дії інтенсивних шумів статистичні зв'язки між їх практично відсутні. Спільна ймовірність подій у та х, які стали незалежними, виражається добутком їх ймовірностей
Р(х, у) = р(х)р(в). (53)
При цьому М (х)+Н (у)=Н (х,у) і кількість отриманої інформації на пред'явлення дорівнює нулю. В реальних випадках швидкість передачі інформації має проміжне значення між цими двома крайніми значеннями, 1>R>0.
Рис. 49 показує, що R збільшується з інтенсивністю світлового стимулу, досягаючи практично граничної величини при інтенсивності, в три рази перевищує порогову. За поріг в цих дослідах приймалася інтенсивність спалаху, за якої експериментатор міг розрізнити відповідь на екрані осцилографа або на слух в половині випадків. Зрозуміло, ця величина є умовною.
Рис. 49. Залежність кількості інформації R, переданої рецептивным полем, від інтенсивності спалаху I.
Рис. 50. Залежність прийнятого кількості інформації Rn від числа спалахів в групі n.
Збільшення числа випробувань дозволяє отримати більше інформації. На рис. 50, запозичене з тієї ж роботи Фитцхьюга, показана залежність прийнятого кількості інформації від числа спалахів в групі. Цей досвід є моделлю такого психофізичного досвіду, коли при кожному пред'явленні дається не одиночна спалах, а кілька спалахів фіксованого інтенсивності, ** однак тут оцінка проводиться експериментатором. У природних умовах роботи зорової системи група буде складена поруч сигналів, що надходять у вищі відділи зорового аналізатора від декількох суміжних рецептивних полів або за декілька періодів тимчасової сумації.
З малюнка слід, що чим більше подразнень в групі, тим більше інформації надійде з рецептивного поля. Збільшення кількості інформації при даній інтенсивності стимулу відповідає зменшення порогової інтенсивності.
** Апріорна ймовірність спалахів в цих дослідах була раніше 1/2.
