Ағзадағы биофизикалық үрдістер Биофизикаға кіріспе
жүктеу/скачать 0,69 Mb.
|
Ағзадағы биофизикалық үрдістер
| Үлгілердің түрлері
Физикалық үлгілердің физикалық табиғаты зерттелетін обьектінің физикалық табиғатындай. Мысалы, қантамырларымен қанның ағысы құбырлар арқылы (қатаң және созылмалы) сұйықтықтың қозғалысымен үлгіленеді. Жүректегі электрлік үрдістерді үлгілеу кезінде жүректі электр диполі ретінде қарастырады. БМ-р арқылы иондардың өтімділік үрдістерін оқып- зерттеу үшін реал мембрана жасанды мембранамен алмастырылады (мысалы, липосомамен). Липосома дегеніміз биомембрананың физикалық үлгісі. Тірі ағзаның мүшелерін уақытша алмастыратын физикалық қондырғыларын да физикалық үлгілерге жатқызуға болады: жасанды бүйрек- бүйректің үлгісі, кардиостимулятор- жүректің синусты түйініндегі үрдістердің үлгісі, жасанды тыныс алу аппараты- өкпелердің үлгісі. Биологиялық үлгілер тәжірибелік зерттеуге ыңғайлы биологиялық обьектілер болып табылады, олар арқылы күрделі реал обьектілердегі биофизикалық үрдістердің заңдылықтары, қасиеттері оқып- зерттелінеді. Мысалы, жүйке талшықтарындағы әрекет потенциалының пайда болу мен таралу заңдылықтары кальмардың гигант аксоны деген сәтті биологиялық үлгісі табылғаннан кейін ғана оқып- зерттелді. Белсенді тасымалдың бар болуын дәлелдейтін Уссинг тәжірибесі биологиялық үлгімен жүргізілді- биомембрананың белсенді тасымалды жүзеге асыра алатын қасиетін үлгілейтін бақа терісімен жүргізілді. Миокардтың жиырылғыштық заңдылығын капилляр бұлшықеттегі үлгілеу тәжірибесі негізінде тағайындайды. Математикалық үлгілер математикалық теңдеулердің, қағида бойынша дифференциалдық теңдеулердің көмегімен реал обьектідегі үрдістерді суреттеу. Математикалық үлгілерді іске асыру үшін қазіргі кезде компьютерлер кең пайдаланылады. ЭЕМ көмегімен кардиологияда патологиялық үрдістерді, эпидемияның дамуын зерттеуде т.б. «машиналы тәжірибелер» деп аталатын тәжірибелер жүргізіледі.Осы кезде масштабты уақыт бойынша оңай өзгертуге болады: үрдістің ағымын үдетуге не баяулатуға, үрдісті стационарлық режимде, кеңістікте қарастыруға болады. Мысалы, параметрлердің жергілікті кеңістіктегі біртекті еместігін енгізу, патология аймағының пішінін өзгерту. Коэффициенттерді өзгерте не дифференциалдық теңдеуге жаңа мүшелерді енгізе отырып, үлгіленген обьектінің кезкелген қасиеттерін ескеруге болады немесе басқа жаңа қасиеттері бар болатын обьектілерді теориялық жолмен жасауға болады, мысалы, аса тиімді әсер ететін дәрмектік препараттарды алу. ЭЕМ көмегімен күрделі теңдеулерді шешуге болады және жүйенің жүріс- тұрысы жайында болжам жасауға болады: аурудың ағымы, емдеу тиімділігі, фармацевті препараттың әсері және т.б. Егер үлгідегі үрдістердің табиғаты негізгі нұсқаның табиғатынан басқа болса, бірақ сондай математикалық аппаратпен сипатталса (бірдей дифференциалдық теңдеулермен), онда осындай үлгі ұқсас деп аталады. Әдетте ұқсас үлгі ретінде электрлік сызбалар қолданылады. Мысалы, қантамырлар жүйесіне ұқсас үлгі ретінде кедергіден, сыйымдылықтан, индуктивтіліктен тұратын электрлік тізбек алынады. Үлгіге қойылатын негізгі талаптар: 1. Дәлдігі (тиістілігі)- үлгінің обьектіге сәйкестігі, яғни берілген дәлдік дәрежесі бойынша үлгі зерттелетін құбылыстардың заңдылықтарын туындау (өндіру) керек. Дәлдікті талдау үлгіні таңдау кезінде және үлгілеу нәтижелерін обьектінің жүріс- тұрысымен салыстыру кезінде жүргізілуі керек. 2. Үлгінің қолданылу шекарасы тағайындалу керек, яғни таңдалған үлгі зерттелетін обьектіге барабар болғандағы шарттар айқын көрсетілуі керек, өйткені ешбір үлгі обьектінің суреттелуінің толық жауабын бермейді. Қолданылу шекарасы үлгіні құрастыру кезіндегі жорамалдармен анықталады. Ережеге сәйкес, жорамалдар неғұрлым көп болса, қолданылу шекарасы соғұрлым жіңішке болады. Егер липидті қос қабаттың түрлі заттарға өтімділігі оқып- зерттелетін болса, онда липосома биомембрананың дәлме дәл үлгісі болып есептеледі. Егер зерттеу мақсаты жасушалардағы электрогенез болса, онда осы жағдайда липосома барабар үлгі болмайды, оның қолданыу шекарасы зерттеу мақсатын қанағаттандырмайды. Үлгілеудің нәтижесі зерттелінетін үрдістің ағымы, қасиеттері жайында жаңа мәліметтер алу болып табылады. Үлгілеу нәтижесі зерттелетін обьект жайында қорытынды, нақты мәліметтер бермейді, бірақ бұл ол туралы біздің білімізді тереңдетеді, ары қарай аса күрделі зерттеулер жүргізуге мүмкіндік береді. Медика- биологиялық зерттеулерде бірқатар жағдайларда «қара жәшік» әдісі қолданылады. Осы кезде зерттелінетін обьектінің тек енетін және шығатын параметрлері ғана оқып- зерттелінеді, оның ішкі құрылысы мен ішкі үрдістері есепке алынбайды. Осы жағдайда шығу параметрлерінің ену параметрлеріне тәуелділігі оқып- зерттелінеді, осыны «таратушы функциялар» деп айтады. Оған нейрокибернетикада қолданатын «формальды нейрон» мысал бола алады. Биология мен медицинада санның өсу үлгісі мен фармакологиялық үлгінің мәні зор. жүктеу/скачать 0,69 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|