Қызметтік жүйелер туралы П.К.Анохинның ілімі

Әсерлік мецгеру - реттеушІ шаманың күтілген және деректі мәндерінің айырмашылығын анықтау арқылы аткарылады. Бұл реттеуші нысандардың қалыпты жағдайы өзгеруін шектейді. Мысалы, глюкоза мөлшері өзгергенде, оны гипоталамус- гипофиз - буйрекусті жуйесі қалпына келтіреді.

Ауытқулық мецгеру - әсер етуші түрткінің кернеу күшін  пайдаланып, өтеміс тетігі аркылы өзгерген көрсеткішті орнына келтіреді. Мәселен, ішекте глюкозаның көп мөлшерде сіңірілуі - ұйқы безінде инсулиннің бөлінуін күшейтеді. Сөйтіп, ауытқушы әсер ететін үрдісіне айналып, қандары қант мөлшерін тұрақтайды.

Болжамдьщ мецгеру - сырткы және ішкі ортаның өзгерісінен болатыны туралы мәлімет келгенде ғана меңгеруші әсерді іске қосады. Мүндай меңгеру организмді алдьш ала дайьшдап, бейімделуге жағдай жасайды. Мәселен, тағамның түрі, иісі тәбет сөлінің бөлінуін қамтамасыз етіп асқорыту жүйесін даярлайды.

Организмдердегі рефлекстік әсерленістің тура және кері байланысы кибернетикадағы байланыстармен бірдей. Кибернетикалық жүйенің  арасында бір-бірімен  мәліметтесу  байкалады,  яғни оның  кызметі  ақпарат (информация) заңдарына негізделген, Ақпарат теориясы түрлі мәліметгі қабылдау, таңбалау (кодтау), талдау, мәлімет тасу және сақтау заңдарын зерттейді.

Кері байланыс теріс және оң больш бөлінеді. Теріс керІ байланыс әрекеттік жүйедегі келіссіздікті жоюға бағытталған үйғарьшдарды жеткізеді. Мәселен, дененің температурасы көтерілгенде, терідегі капиллярлар кеңейіп, жылу шығаруды үлғайтады, ал кәдімгі термостат - температура жоғарыласа, қыздыруды басып, жылу өндіруді азайтады. Бүл екі жағдайдағы кері байланыс әсерінін нәтижесі бірдей -қалыпсыз температураның көтерілуі жойылады, алайда оны реттеу тәсілі мен тетіктері әртүрлі.

Оң кері байланыс жүйедегі келіссіздікті жоймайды, керісінше күшейтеді. Бұған мысал ретінде артериялық гипертензияны (қысым асу), куықтың несеп шығар кезде жиырылуын келтіруге болады.

Кері байланыс қарапайым және күрделі жүйелердің өздігінен реттелу тетігінің негізі болып саналады. Тірі организм кері байланыс аркылы тіршілік жағдайларына бейімделеді. Сондықтан кері байланыс эволюциялық даму кезінде организмнің сыртқы ортамен өзара әрекетінің әмбебап амалы болып қалыптасты.

Организмнің икемделуі  жылжымалы жүйелерге байланысты. Жылжъшалы (динамикалық) жүйе деп өз күйін өтпелі үрдістер арқылы өзгертетін жүйелерді атайды, Жүйе жағдайының дәйекті өзгерістерінің жиынтығы - өтпелі үрдіс.

Жылжымалы жүйелер 3 режимде болады: 1) теңдесулі режим -өзгерістердің жоқтығымен сипатталады; 2) тербелісті режим - жүйе белгілі бір мерзімде өзінің күйін қайталап отырады; 3) өтпелі режим - жүйенің басқа режимге көшуімен сипатталады. Осы режимдерді меңгеру ісі кері байланыс аркылы атқарылады. Ол автоматгык ретгелу теориясының негізін қалайды. Жүйелерде реттеудің мақсатына, тәсідіне байланысты оцтайлы (оптималды) және төтенше (экстремалды) меңгеру үйымдастырылады.

 

Автоматтьщ меңгеру жүйесі мынадай: 1) өтеміс; 2) қадағалау (бағдарлы реттеу); 3) өздігінен реттелу режимдерінде істейді. Бұл режимдер барлық жанды және жасанды кибернетикалық жүйелерде кезде-седі. Автоматтық реттеу жүйесінің тұрақты және түрақсыз көрсеткі-штері болады. Түрақсыздық реттелуші нәрселерге ескерілмеген әсер-лерден немесе реттеу режимін қате тандаудан болуы мүмкін.

Автоматтық реттеудің  түрактылығы гомеостаз үғымымен тығыз бай-ланысгы. Мүндай тұрақтылык тірі организмнің өз күйін сыртқы ортаның жағдайларымен теңестіруі, ягни бейімделісі арқылы сақталады,

Бейімделіс - жуйенің өздігінен реттелуінің бір нүсқасы. Өздігінен реттелу, өздігінен икемделу - тірі организмнің, ондағы бөлшектердің, қауымдалыстың, биоценоздың түбегейлі қасиеті.

Өздігінен реттелуді тәсіліне сәйкес - ауытқулық, үйлеспеулік; мақсатына қарай - тиімді, төтенше; деңгейіне байланысты - жоғары, орташа, төмен; сапасы жөнінде - тұрақты, түраксыз деп жіктейдІ.

Қалыпты жағдайда органнзмнің тіршіліктік жүйелерінің  өзара байланысы әралуан әсерлерге барабар жауапты қамтамасыз етеді. Сондықтан әрбір тіршіліктік жүйе түрақты (стационарлық) және өтпелі жағдайда болады.

Стационарлъщ жагдай белгілі бір мөлшердің айналасында байқа-латын тербелісті көрсеткіштерден тұрады. Әрбір тіршІліктік көрсеткіш

әртүрлі сипатталады. Мәселен, физиология мен клиникада  қан айналысы жүйесінің жағдайы тамыр соғуының орталық көрсеткішімен аныкталады.

Өтпелі жагдатар - тіршілікгік жүйенің жаңа тұрақты режимге ауысқан сәті. Өгпелі үрддстердің жүзеге асуына барлық ретгеуші жүйелер қатысады. Өгпелі үрдіс - организмнің сыртқы әсерге беретін жауабы. Сонымен бірге түрақгы режим өзі бірнеше өтпелі жағдайлардан түрады. Сол сияқгы өтпелі режим ол да түрақгы кездерден қүралады. Өгпелі үрдістер жеке тіршіліктік жүйелерді үнемі тендестіріп, организмді бірлескен жүйе ретінде жөнге салады. Әртүрлі физиологиялық жүйелердің жеке көрсеткіштерінің өзара математикалык тәуедділігі өтпелі әрекеттер деп аталады. Алайда бүл әрекеттер тұрақгы және өтпелі режимдерде әртүрлі болады.

 

Меңгеруді зерттеу әдістері. 1. Физиологиялъщ сынамалар - жүйенің реггелу сапасын тексеру үшін, мөлшерленген ауыткулар шығару әдісін қолданады. Медицина саласында олар әрекеттік сынамалар деп аталады.

2. Өздігінен реттеліс  тетіктерін көптеген кибернетикалық  әдістер-мен зерттейді. Олардың ішінде кеңінен тарағаны әртүрлі моделдер (сүлбі) жасау әдісі.

Моделдеу әдісі - күрделі нәрселердің, жүйелердің қызметін, әрекеттік құбылыстарды зерттеуге пайдаланылады. Медицинада оның екі түрін қолданады: заттардың, қүбылыстардың, әрекеттердің физикалық үқсастарын (аналог- тақылет) жасау және математикалық жүйелеп (пішіндеп) баяндау.

Физиологиялык әрекеттерді  моделдеу жинайтын акпаратты тиянақтау (нығыздау), жүйе ісәрекетінің кейбір жақтарын жете анықтау үшін жасалады. Сонымен бірге тіршіліктік әрекеттерді меңгерудің тиімді режимдерін ұсыну, олардың өзара әсерлерінің сандық көрсетк-іштерін табу үшін қолданылады.

Кибернетикалық  жүйелер әрекетінің негізгі және жалпы қағидалары физиологиялық кейбір үрдістердің үқсас үлгісін жасауға мүмкіндік береді. Мысалы, шартты рефлекстердің козу механизмі, нейрондардың моделдері жасалды. Жүрек ырғағын зерттеу нәтижесінде электростимулятор іске қосылып, көптеген науқастар жазьшып еңбекке қайтарылды. Қатерлі жүрек ауруларына операция жасау үшін жасанды аппараттар жиі қолданылды. Осы іспетті гемодиализ немесе жасанды бүйрек кеңінен тарады.

Моделдеуді тәжірибе жүргізуге, клиникада, гигиеналық зерттеу-лерде  жиі пайдаланады. Соның ішінде жасанды  ағзалар істеу кеңінен таралып  отыр.

Әрбір модель заттар мен қүбылыстардың түп нүсқасының көпте-ген жақтарын көрсете алмайды. Сондықтан сүлбі мен нысанның ұқсастығының бірнеше белгілерін ажыратады. Олардың құрылымдық, зат-тык (субстрат), қуатгык, ақпараттық, жүйелік және бірлестік көрсеткіштерінің ұқсастықтары болуға тиіс.

Негізгі сүлбі жасау аналогтық (ұқсастыру), механикалық, гидро-динамикалык, пневматикалық, оптикалық, химиялық, электрлік элек-трондық болып бірнеше түрге бөлінеді.

Моделдердің түрлерін жасау тәсілдері физикалық (динамокардиограф, баллистокардиограф, электрлік (импеданс, ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ, реограф т. б.), математикалық (алгоритмдер, статистика т. б.) және электрондық (ЭЕМ) болып жіктеледі.

Осы тәсілдер арқылы қазір  физиологиялық әрекеттердің көбісінің математикальтқ іс-жобалары жасалды. Олардың ішінде вегетативтік әрекеттердің, қимыл-тірек, талдағыштар жүйесі, нейронның, мидың жұмысы (нейрокибернетика) және т. б. үқсастырылыстар (идентификация) бар. Мәселен, жүрек жүмысын реттейтін электрондық демеу-ші (стимулятор) қолданғалы көп уақыт болды. Қанайналымы жүйесінің аймақтық және жүйелік (макро-, микроциркуляция), каротид синусы моделдері жасалды. Тынысалу жүйесінің ауа алмастыру әрекеттері, оны реттеуші тынысалу орталықтарының сүлбілері құралды. Жасанды тыныс аппараты клиникада кеңінен пайдаланылуда. Қанның тасымал әрекеті, жасуша гемостаты, плазмостат, иммуногемостаттар іске қосылды. Асқорыту жүйесінІң сөлініс қызметін, ферменттік ыдырау, олардың реттелу улгісі жасалды. Жылу, қуат, зат алмасу үрдістерінің, олардың нейрогуморалдық реттелу моделдері бар.

 

3. Нейрокибернетика - физиологияның ми қызметі моделдерін 
жасайтын ең күрделі саласы. Нейрокибернетика - адам мен жануар- 
лар жүйке жүйесІнде ақпарат қабылдау, сақтау және өңдеу үрдістері 
туралы ғылым. Орталық жүйке жүйесі қызметІн тексеретін нейрофи- 
зиология кибернетиканың бастамасы болды. Өйткені кибернетиканын 
ірге тасын қалаушы Н. Винер мен А. Розенблюм нейрофизиология- 
лық тәжірибелердің нәтижесінде кибернетикалық қағидаларды ашты.

Қазіргі кезде  невропатология, психиатрия, нейрофизиология, психология ғылымдарында кибернетикалық амал кеңінен қолданыс тауып отыр. Өйткені, мидың нейрон, шартты рефлекстер, зерде, ойлау, мінез-қүлық сияқты әрекеттік жүйелерінің моделдері жасалды. Қазір "жасанды парасат" жасап шығару амалдары да нәтижелі шешілуде.

Бүгін нейрокибернетиканың  қарқынды дамуына байланысты есептегіш  машиналардың жаңа, өте күрделі түрлері  даярланды. Бұл техникалық ғыльшның саласы биониканы жедел дамытты.

 

4. Бионика - тірі организм әрекеттеріне үқсас машиналар мен 
техникалық қүралдар жасау мүмкіндігін зерттейді.

Бионика арқылы жүйке, сезім  жүйесі, бейнелерді тану, ультрадыбыс  қабылдау проблемасы, сейсмикалық тербелістерді, штормды сезуді, жануарлар мен құстардың бағдарланыс (ориентация) әрекеттері, олардың өзара байланысын (коммуникация) сипаттайтын техникалық қондырғылар мен қүралдар іске косылды.

Физиологиялық кибернетиканы  пайдалану медицинада ерекше орын алады. Медициналық электроника, емдеу, анықтау, үздіксіз бақылау (мониторинг) күралдары ауруханаларда, лабораториялық істерде және зерттеу жүмыстарында жиі қолданылады. Қазіргі кезде ауруханалар-да науқастардың жағдайын бақылайтын жүйелер жете зерттелІп дайындалған. Сөйтіп медицинаның көптеген саласында автоматты анық-талым (диагностика) және бақылау әдістері кеңінен енгізілді,

 

5. Квантты медицина. Соңғы жылдары емдеу-анықтау істерінде квантгық физика, биофизика және шығыс медицинасы жетістіктеріне негізделген биорезонанс тәсілдері кеңінен таралып отыр. Мүнда төмен қуатты электромагнит сәулеленісімен (квант) организмнің ақпараттық-қуаттық құрылымдарының өзара әрекеттесуін, гомеостазды қалыптастыру үшін жиі қолданады. Өйткені тірі организмнен сейілетін сәу-леленіс (толқындар) кванттқ немесе электромагниттік өрістен құралады. Басқа толкындар іспетгі, оларда да организмнің физиологиялық күйін көрсететін қуат және белгілі ақпарат болады. Оның компьютерлік анықтау әдістері (МЬ8 - әдісі, Фоль, Накатани, Акабане т.б.) адамның қалыпты күйінің өгерістерін, аурудың симптомдары білінбей түрғанда, ертерек тіркей алады.

Тіршіліктік кибернетика  дәрігерлердің еңбегін өте жеңілдетеді. Есептегіш қүралдарды, алгоритмдерді, әртүрлі бағдарламаларда емдеу және анықтау аппаратын кеңінен пайдаланып, ақпараттың орасан зор көлемін тез өндеуге және талдауға мүмкіндік туды. Осыған бай-ланысты медициналық анықтальш орталықтарын үйымдастьфу мәселесінің болашағы зор. Бүл экономикалық түрғыдан алғанда да өте тиімді. Мұндай диагностикалық жүйелерді қолдану арқылы жаппай халықты профилактикалық тексеруден өткізуге болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қолданылған әдебиеттер:

1. «Адам физиологиясы» ред. Х.Қ.Сатпаева, ж.б. Алматы . «Білім» 1995 жыл. 100-106, 113-116 беттер
2. «Кішкене бездердің үлкен құпиясы» ред. Ж.Абылаев, Алматы, Қазақстан. 1993 жыл, 117-120 беттер.
3. «Основы физиологии» ред. Н.Стерки, Москва «Мир» 1984 жыл 485-508 беттер.
4. «Физиология человека» ред.  Р.Шмидт, Р.Тевс, Москва «Мир» 1986 жыл, 4-ші том, 251-254, 259-560 беттер.
5. «Физиология человека» ред. Н.А.Агаджанян, Н.З.Толь,  ж.б. Алматы, Қазақстан. 1992 жыл, 175-192 беттер