Медико-биологические основы безопасности - страница 9

К процессам управления в живых системах относятся: регуляция, инициация и координация (рис. 6).

Рис. 6. Управление в живых системах

Регуляция представляет собой управление деятельностью органа (системы органов), обладающего свойством автоматии и работающего в автономном режиме (например, сердце). Регуляция проявляется либо в уменьшении (ослаблении, торможении, ингибировании, угнетении) или в увеличении (усилении, активации, стимуляции) деятельности органа (системы органов). Инициация является процессом управления, при котором инициируется деятельность органа, не обладающего свойством автоматии (например, скелетные мышцы). Координация обеспечивает согласованность деятельности различных органов (систем органов), направленной на получение полезного для организма адаптивного результата (например, функциональные системы в соответствии с концепцией П.К. Анохина). К структурам, участвующим в процессах управления (средствам управления) относятся: во-первых, структуры, находящиеся непосредственно в управляемых органах и системах органов (например, периферические рефлекторные дуги); во-вторых, клетки-продуценты биологически активных веществ и гормонов, включая клетки желез внутренней секреции; в-третьих, структуры центральной нервной системы.

Управление в живых системах реализуется за счет трех основных механизмов – местных, гуморальных и нервных (рис. 6). Местные механизмы управления реализуются с участием либо местных рефлекторных дуг (например, мейсснерово и ауэрбахово сплетения в пищеварительном тракте), либо гуморальных факторов (метаболитов), которые образуются непосредственно в самом управляемом органе (так, при работе в скелетных мышцах накапливаются продукты обмена, вызывающие их расслабление с возрастанием кровотока и обеспечения энергией). В гуморальных механизмах управления участвуют гормоны и другие биологически активные вещества, продуцируемые вдали от управляемого органа (системы органов). Нервные механизмы управления являются наиболее совершенными, в них участвует специально предназначенная для этого структура – центральная нервная система.

Управление в живых системах базируется на трех основных сформулированных кибернетикой принципах – по рассогласованию, по возмущению и по прогнозированию (рис. 6). Принцип управления по рассогласованию (по ошибке) заключается в том, что результат деятельности объекта управления постоянно сравнивается с эталоном. Этот принцип реализуется в системах стабилизации и если имеется существенно (сверхпороговое) расхождение между эталоном и результатом, то управляющее устройство вырабатывает систему команд (управляющее воздействие), обеспечивающую коррекцию деятельности объекта управления. На основе такого принципа функционируют многие безусловные вегетативные рефлексы, участвующие в поддержании гомеостаза (например, артериального давления). Принцип управления по возмущению состоит в том, что управление в живых системах осуществляется на основе информации о величине (силе) возмущения, которое воздействует на объект управления, оцениваемой измерительным устройством. В соответствии с этой информацией управляющее устройство вырабатывает систему команд (управляющее воздействие) изменяющую деятельность объекта управления таким образом, что регулируемый параметр, несмотря на действие возмущения, остается на постоянном уровне. В организме имеется множество безусловных рефлексов, которые функционируют по данному принципу. Например, при низкой температуре воздуха информация о ней с помощью терморецепторов кожи направляется в гипоталамус, где вырабатывается комплекс команд, повышающих теплопродукцию до того, как произойдет снижение температуры тела. Иными словами, заблаговременные изменения в деятельности печени и скелетной мускулатуры будут способствовать сохранению постоянства температуры тела.