Курс – II семестр
Физиологиялық кибернетика
жүктеу/скачать 495,83 Kb.
|
2 Физиологиялық кибернетикаФизиологиялық кибернетика (меңгерім)—тіршіліктің қалып-ты əрекеттерінің өздігінен реттелу заңдылықтарын зерттейді. Ол бұл құбылыстарды меңгерілу теориясы негізінде тексереді. Мең-геруді жалпы алғанда, жүйені жөнге келтіру деп қарауға болады. ЯРНИ, оны осы ортада күші бар белгілі объективтік заңдылықтар-ға сəйкес келтіру. Қибернетикалық жүйелерге басқарылатын жылжымалы жүй-елер 'мен меңгеру жүйелерінің жиынтығы жатады. Биологиялық жүйелердің меңгеру процестері екі түрлі: тікелей байланысты меқгеру (ДНҚ негізінде белок құрамысы), кері байланысты мең-геру. Ал меңгеру—ақпараттық процестермен тығыз байланысты. Бүкіл кибернетикалық жүйелер əсерінің негізгі мəні меңгеруші жəне меңгерілуші жүйелер арасындағы ақпарат алмасу болып саналады. Сонымен қатар бұл екі жүйеге де сыртқы ақпарат тү-седі (əсерлік, ауытқулық). Меңгеру жүйесі ұйғарымдар түзеді, ал меңгерілуші жүйе өз күйін езгертіп, оған кері қарай ақпарат жі-береді (кері байланыс). Осы келген мəліметтерге сəйкес жаңа ұйғарымдар туады. Сөйтіп кері байланыс нысыналы, тиімді мең-геру ісін жүзеге асады. Тірі организмде, əдетте, барлық құбылыстар кері байланыс арқылы атқарылады. Ол адамньщ ерікті іс-əрекетінде, рефлекстік əсерленістерінде организм тіршілік ететін жағдайлардың (жылу реттеу, су-тұз алмасуы, қан қысымы жəне т. с. с.) тұрақтылығын сақтауда өте маңызды орын алады. Кері байланыс теріс жəне оң болып бөлінеді. Теріс кері бай-ланыс əрекеттік жүйедегі келіссіздікті жоюға бағытталған ұйға-рымдарды жеткізеді. Мəселен, дененің температурасы көтерілген-де, терідегі капиллярлар кеңейіп, жылу шығаруды ұлғайтады, ал кəдімгі термост — температура жоғарыласа, кыздыруды басып, жылу өндіруді азайтады. Бұл екі жағдайдағы кері байланыс əсері-нің нəтижесі бірдей — қалыпсыз температураның көтерілуі жой-ылады, алайда оны реттеу тəсілі мен механизмдері əртүрлі. Оң кері байланыс жүйедегі келіссіздікті жоймайды, керісінше күшейтеді. Бұған мысал ретінде артериялық гипертензияны (қы-сым асу), қуықтың несеп шығар кезде жиырылуын келтіруге бо-лады. Кері.байланыс қарапайым жəне күрделі жүйелердің өздігінен реттелу механизмінің негізі болып саналады. Тірі организм кері байланыс арқылы тіршілік жағдайларына бейімделеді. Сондыктан кері байланыс эволюішялық даму кезінде организмнің сыртқы ортамен өзара əрекетінің əмбебап амалы болып қалыптасты. Организмнің икемделуі жылжымалы жүйелерге байланысты. Жылжымалы (динамикалық) жүйе деп өз күйін етпелі процестер арқылы өзгертетін жүйелерді атайды. Жүйе жағдайының дəйекті өзгерістерінің жиынтығы өтпелі процесс. Жылжымалы жүйелер 3 режимде болады: 1) тепе-тендік режим —езгерістердің жоқты- ғымен сипатталады; 2) оқтын-оқтын режим-жүйе белгілі бір мер-зімде езінің күйін қайталап отырады; 3) өтпелі режим-жүйенін, басқа режимге көшуімен сипатталады. Осы режимдерді меңгеру ісі кері байланыс арқылы атқарылады. Ол автоматтық реттелу теориясының негізін қалайды. Жүйелерде реттеудің мақсатына, тəсіліне байланысты тиімді (оптимальдық) жəне тетенше (экстре-мальдық) меңгеру ұйымдастырылады. Автоматтық меңгеру жүйесі мынадай: 1) өтеміс; 2) қадағалау (бағдарлы реттеу); 3) өздігінен - реттелу режимдерінде істейді. Бұл режймдер барлық жанды жəне жасанды кибернетикалық жүйелерде кездеседі. Автоматтық реттеу жүйецінің тұрақты жəне тұрақсыз көрсеткіштері болады. Тұрақсыздық реттелуші нəрсе- лерге ескерілмеген əсерлерден немесе реттеу режимін қате таңда-удан болуы мүмкін. Автоматтық реттеудің тұрақтылығы гомеостаз ұғымымен ты-ғыз байланысты. Мұндай тұрақтылық тірі организмнің өз күйін сыртқы ортаның жағдайларымен теңестіруі, яғни бейімделісі ар-қылы сақталады. Бейімделіс — жүйенің ездігінен реттелуінің бір нұсқасы. Өзді-гінен реттелу, өздігінен икемделу — тірі организмнін, ондағы элементтердің, популяцияның, биоценоздың түбегейлі қасиеті. Өздігінен реттелуді тəсіліне сəйкес — ауытқулық, үйлеспеулік; мақсатына қарай — тиімді, төтенше; деңгейіне байланысты — жоғары, орташа, төмен; сапасы жөнінде — тұрақты, тұрақсыз деп жіктейді. Органинизмнің тіршіліктік əсерленістері бірнеше сатылы жəне əртекті реттелу жүйелері арқылы меңгеріледі. Н. М. Амосов рет-телуші жүйенің төрт түрін жіктейді. 1) Химиялық, бейарнамалы жүйе — зат алмасуы енімдері арқылы ағзалардын, өзара əрекетін қамтамасыз етеді. 2). Эндокриндік жүйе. Ол əртүрлі ағзаларды ерекше сөлініс заттары — гормондар арқылы белсендіреді. 3). Ве-гетативтік жүйке. Ол бір орталықтан бірнеше объектерді: ағза, ткань, физиологиялық жүйені бір мезгілде қамтып қашықтықтан, пəрменді меңгереді. 4) Орталық жүйке жүйесі. Ми бір жағынан организмнің ішкі ортасынын, тұрақтылығын (гомеостаз) реттейді, екіншіден, біртұтас организмді сыртқы ортамен теңестіреді. Қалыпты жардайда организмнің тіршіліктік жүйелерінін, өза-ра байланысы əралуан əсерлерге барабар жауапты қамтамасыз етеді. Сондықтан əрбір тіршіліктік жүйе тұрақты (стационарлық) жəне етпелі жағдайда болады. Стационарлық жағдай белгілі бір мөлшердің айналасында байқалатын тербелісті көрсеткіштерден тұрады. Əрбір тіршіліктік көрсеткіш əртүрлі сипатталады. Мəсе-лен, физиология мен клиникада қан айналысы жүйесінің жағ-дайы пульстік орталық көрсеткішімен анықталады. Өтпелі жағдайлар — тіршіліктік жүйенің жаңа тұрақты ре-жимге ауысқан сəті. Өтпелі процестердің жүзеге асуына барлық реттеуші жүйелер қатысады. Өтпелі процесс — организмнің сырт-қы əсерге беретін жауабы. Сонымен бірге тұрақты режим өзі бір-неше етпелі жағдайлардан тұрады. Сол сияқты етпелі режим ол да тұрақты кездерден құралады. Өтпелі процестер жеке тіршілік-тік жүйелерді үнемі теңдестіріп, организмді интегралдық жүйе ретінде женге салады. Əртүрлі физиологиялық жүйелердің жеке көрсеткіштерінің өзара математикалық тəуелділігі етпелі əрекет-тер деп аталады. Алайда бұл əрекеттер тұрақты жəне өтпелі ре- жимдерде əртүрлі болады. Өздігінен реттеліс механизмдерін көптеген кибернетикалық əдістермен зерттейді. Олардың ішінде кеңінен тарағаны əртүрлі моделдер (сүлбі) жасау əдісі. Жүйенің реттелу сапасын тексеру үшін мөлшерленген ауытқулар шырару əдісі қолданылады. Меди-пина саласында олар əрекеттік сынамалар деп аталады. Моделдеу эдісі күрделі нəрселердің, жүйелердің қызметін, əре-кеттік құбылыстарды зерттеуге пайдаланылады. Медицина сала-сында оның екі түрі: заттардың, құбылыстардьщ, əрекеттердің фи-зикалық ұқсастарьш (аналог) жасау жəне математикалық жүйе-леп (пішіндеп) баяндау. Физиологиялық əрекеттерді моделдеу жинайтын ақпаратты тиянақтау (нығыздау), жүйе іс-əрекетінің кейбір жақтарын жете анықтау үшін жасалады. Сонымен бірге тіршіліктік əрекеттерді меңгерудің тиімді режимдерін ұсыну, олардың өзара əсерлерінің сандық керсеткіштерін табу үшін қолданылады. Моделдеуді тə-жірибе жүргізуге, клиникада, гигиеналық зерттеулерде пайдала-нады. Соның ішінде жасанды ағзалар істеу кеңінен таралып отыр. Əрбір модель заттар мен құбылыстардың түп нұсқасының көп-теген жақтарын көрсете алмайды. Сондықтан модель мен объек-тінің ұқсастығының бірнеше белгілерін ажыратады. Олардың құ-рылымдық, заттық (субстрат), энергиялық, ақпараттық, жүйелік жəне интегралдық керсеткіштерінің үқсастықтары болуға тиіс. Негізгі моделдеу аналогтық (ұқсастыру), механикалық, гидро-динамикалық, пневмотикалық, оптикалық, химиялық, электрлік, электрондық болып бірнеше түрге бөлінеді. Модель жасау тəсілдері физикалық (динамокардиограф, бал-листокардиограф, электрлік (импеданс, ЭҚГ, ЭЭГ т. б.), матема-тикалық (алгоритмдер, статистика т. б.) электрондық (электрон-ды есептегіш машиналар) болып жіктеледі. Осы тəсілдер арқылы қазір физиологиялық əрекеттердің көбі-сінің математикалық іс-жобалары жасалды. Олардың ішінде ве-гетативтік əрекеттердің қимыл-тірек, талдағыштар жүйесі, мидың жұмысы (нейрокибернетика) жəне т. б. ұқсастырылыстар (иден-тификация) бар. Мəселен, жүрек жұмысын реттейтін электрон-дық демеуші (стимулятор) колданғалы көп уакыт болды. Қан ай-налысы жүйесінің аймақтық жəне жүйелік (макро-, микроцирку-ляция), каротид синусы моделдері жасалды. Тыныс жүйесінің газалмастыру, желдетіліс əрекеттері, оны реттеуші тыныс орта-лықтарының моделдері құралды. Жасанды тыныс аппараты кли-никада кең-інен пайдаланылуда. Қаннық тасымал əрекеті, клетка гемостаты, плазмостат, иммуногемостаттар іске қосылды. Бүгін нейрокибернетиканьвд қарқынды дамуына байланысты есептегіш машиналардың жаңа, өте күрделі түрлері даярланды. Бұл техникалық ғылымның саласы биониканы жедел дамытты. Би-оника тірі организм əрекеттеріне ұқсас — машиналар жасау мүм-кіндігін зерттейді. Бионика арқылы жүйке, сезім жүйесі, бейне- лерді тану, ультрадыбыс қабылдау проблемасы, сейсмикалық тер- белістерді, штормды сезуді, жануарлар мен құстардың бағдарла-ныс (ориентация) əрекеттері, олардың өзара байланысын (ком-муникация) сипаттайтын техникалық қондырғылар мен құралдар іске қосылды. жүктеу/скачать 495,83 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|