Мет указания СА

пределы, организма и которые, обеспечивают поддержание определенных жизненно важных показателей организма только внутренними, как правило, генетически детерминиро-

ванными (предсказуемыми) механизмами саморегуляции. Си-

стемы подобного типа в большинстве случаев являются под-

системами более сложных функциональных систем. Приме-

ром функциональных систем этой группы является функцио-

нальная система, определяющая необходимый уровень кро-

вяного давления. Полезный приспособительный результат в этой системе состоит в поддержании кровяного давления на таком уровне, который обеспечивает нормальную жизнедея-

тельность органов и тканей.

Ко второй подгруппе относят функциональные систе-

мы, у которых в нормальных условиях взаимосвязь с окру-

жающей средой для обеспечения полезного приспособитель-

ного результата является относительно пассивной. К этой группе можно отнести функциональная система, определяю-

щая газовый состав организма. Основное ее назначение со-

стоит в обеспечении метаболических процессов организма кислородом и удаление избытка углекислого газа. В отличие от функциональных систем кровяного давления, в этой си-

стеме для обеспечения организма кислородом и выделения углекислого газа имеется специальный тоже саморегулирую-

щийся аппарат внешнего дыхания. В связи с этим эта система имеет внутреннее и внешнее звенья саморегуляции. Оба звена

26

служивания)

Содержание отчета:

1.Введение (раскрыть необходимость применения метода, области применения)

2.Теоретическая часть (раскрыть суть метода, ис-

пользуя при необходимости рисунки, математические зави-

симости, графики, диаграммы)

3.Практическая часть (привести пример (из обла-

сти анатомии, физиологии или медицинского приборострое-

ния), раскрывающий суть метода)

4.Выводы по работе (дать характеристику рас-

смотренного метода, оценить возможность его применения)

Требования к докладу

Время доклада должно составлять не более 7-10 мин

(за это время нужно постараться донести суть метода до слу-

шателей и рассмотреть пример использования метода), 10

мин – вопросы.

Литература к практическому занятию №1

1. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Основы системного анализа: Учеб. 3-е изд. – Томск: Изд-во НТЛ, 2001.– 396 с.:

11

афферентной импульсации, постоянно идущей в нервные центры и сигнализирующей об "успехе" перестройки той или иной физиологической функции в интересах целого организ-

ма.

Рассмотрим основные узловые звенья и связи в струк-

турной схеме функциональных систем. Основной частью лю-

бой функциональной системы является то, что направление возбуждений от афферентного толчка передается к перифери-

ческому рабочему аппарату Необходимо также отметить, что, как следует из

структуры, функциональные системы представляют собой замкнутые организации, объединяющие центральные и пери-

ферические механизмы на основе афферентации от перифе-

рических органов.

Каждая функциональная система, имеющая строго очерченный состав компонентов, всегда имеет разнообразные афферентные влияния. Один из афферентных импульсов дан-

ной системы является для нее пусковыми, они служат перво-

толчком к развитию тем или иным способам, уже раньше ин-

тегрированной системы процессов, другие наоборот, возни-

кают в момент осуществления афферентного комплекса функций системы и служат для поддержания правильного те-

чения интегрированных процессов в пространстве и во вре-

мени.

Каждая функциональная система имеет определенный

24

Практическое занятие №2

Виды и способы описания систем

Цель работы:

1.Изучить различные виды и способы описания си-

стем

2.Приобретение навыков в применении изученного материала в описании систем различного назначе-

ния

Теоретическая часть

Для того чтобы исследовать системы необходимо рас-

смотреть виды и способы их описания т.е. такого информаци-

онного представления, которые позволяют учесть все ее мно-

гообразие в пространстве и времени.

Важное значение при решении задачи исследования систем имеет форма ее представления (описания). Это обу-

словлено тем, что система, с одной стороны, может быть опи-

сана динамически, как процесс (т.е. во времени), а с другой стороны, статически, с точки зрения либо внешних, либо внутренних характеристик. Кроме того, внутреннее строение системы может быть представлено в виде функциональных связей и структуры, реализующей эти зависимости

13

К описанию систем предъявляются следующие требо-

вания: адекватность, однозначность и удобство для последу-

ющих аналитических исследований.

Традиционно составление описаний основывается на двух приемах:

декомпозиция (расчленение);

рассмотрение отдельных частей системы с раз-

личных точек зрения.

Принято выделять пять основных видов системных представлений:

1.процессуальное;

2.функциональное;

3.морфологическое;

4.информационное;

5.генетико-прогностическое.

Различные описания системы отображают определен-

ные группы их свойств и позволяют выявить: упорядочен-

ность (или организацию), структурность, функциональную организованность и другие свойства системы. Классификация видов и особенностей описания систем представлена на рис.

1.

14

Рис. 2. Обобщенное структурное представление функ-

циональных систем по П.К. Анохину

Объединение всех узловых механизмов в функцио-

нальную систему определяет, полезный для метаболизма ор-

ганизма в целом результат ее деятельности. Любое изменение результата, так же как и его оптимальное для метаболизма организма состояние, постоянно воспринимается соответ-

ствующими рецепторами. Сигнализация, возникающая в ре-

цепторах, поступает в соответствующие нервные центры и избирательно вовлекает в данную функциональную систему элементы различного уровня для построения исполнительной деятельности, направленной на восстановление потребного для метаболизма результата.

Одной из основных, ведущих в динамической, цикли-

ческой организации физиологических функций является роль

23

стема, которая определяет деятельность организма, удовле-

творение его доминирующей потребности и подчиняет себе деятельность других функциональных систем.

Общая теория функциональных систем позволяет с но-

вых позиций исследовать различные проявления живого ор-

ганизма – от его гомеостатических функций до активной це-

ленаправленной деятельности животных и человека во внеш-

ней среде.

Предложенная П.К. Анохиным структура функцио-

нальных систем, представленная на рис. 2, имеет принципи-

ально однотипную организацию и включает в себя следую-

щие общие и универсальные для разных функциональных си-

стем периферические и центральные узловые механизмы:

1. полезный приспособительный результат, как веду-

щее звено функциональной системы;

2.рецепторы результата;

3.обратная афферентация (обратная связь) от рецепто-

ров результата к центральным образованиям системы;

4.центральная архитектура, представляющая собой избирательное объединение нервных элементов различных уровней;

5.исполнительные соматические, вегетативные и эн-

докринные компоненты, включая организованное поведение.

22

Рис. 1. Виды и особенности описания систем

Процессуальное описание дает представление об осо-

бенностях процессов, протекающих в системах и об изменчи-

вости ее свойств. Центральным понятием здесь является по-

нятие «жизненного цикла». Таким образом, в процессуальном аспекте система рассматривается в динамике (во времени), а

остальные системные представления отражают статический аспект исследуемой системы.

Функциональное описание предназначено для харак-

теристики системы, и позволяет получить следующую ин-

формацию: назначение системы, ее отношение к другим си-

стемам, ее контакты с окружающим миром, направление из-

менений функции.

15

Функциональное описание связывает внешние воздей-

ствия на систему с ее реакцией, ответом, поведением, воздей-

ствием на элементы системы и позволяет оценить уровень ор-

ганизации (дезорганизации) системы и предсказать, в вероят-

ностном смысле, реакцию системы на то или иное воздей-

ствие. В рамках этого описания дается характеристика ин-

формационных потоков, циркулирующих в системе (в аффе-

рентных (осведомительных) и эфферентных (управляющих)

каналах), и алгоритмов взаимодействия элементов. Функцио-

нальное описание может задаваться некоторым оператором в алгебраической, логической, дифференциальной и любой другой форме, входящим в скалярное, векторное или матрич-

ное уравнения. Оператор составляется на основании измере-

ния внешних характеристик системы, либо на основании зна-

ния строения системы (ее морфологии).

Морфологическое описание дает представление о строении системы и позволяет выделить основные элементы,

связи и определить тип структуры. Расчленение системы на элементы является одним из первых шагов при построении морфологического описания. При этом имеет значение только те свойства элементы, которые определяют его взаимодей-

ствие с другими элементами системы. Для представления об основных свойствах структуры морфологическое описание может быть дано на нескольких уровнях. При этом на разных уровнях могут использоваться принципиально другие спосо-

16

Практическое занятие №3

Функциональные системы с различными звеньями саморегуляции

Цель работы:

1. Изучение различных видов функциональных си-

стем

2. Анализ функциональной системы с позиций мор-

фологического и процессуального описания

Теоретическая часть

Живой организм представляет собой сложнейший ме-

ханизм, состоящий из тесно «пригнанных» в своей работе различных функциональных систем, имеющих общие точки соприкосновения. Работу многих функциональных систем организма, как указывалось выше, объединяют кровь, лимфа и межтканевая жидкость, где сосредоточиваются предконеч-

ные приспособительные результаты многих функциональных систем. Процессы взаимодействия различных функциональ-

ных систем определяют устойчивость внутренней среды, оп-

тимальную для метаболизма отдельных клеток: организма – гомеостаз в широком смысле слова. Однако в каждый момент времени всегда имеется доминирующая функциональная си-

21

Литература к практическому занятию №2

1.Павлов Е.Г., Тюрина М.М. Биофизика. Сложные систе-

мы: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. Гос. Техн.

Ун-та, 2005. – 142 с.: ил.

2.Материалы сети Internet.

20

бы описания. Например, для организма такие уровни, как ор-

ган – группа клеток – клетки – внутриклеточные структуры –

... требуют совершенно различных способов описания и ис-

следования. Так, на уровне органов используются физиологи-

ческие методы, на уровне клеток – данные микроскопических исследований, для описания процессов во внутриклеточных структурах – методы биохимического анализа и т. д.

Информационное описание дополняет функциональ-

ное и морфологическое описание и позволяет судить об уровне организации системы. Информационное описание позволяет оценить организованность (или неорганизован-

ность) системы, характеризует циркулирующие в системе ин-

формационные потоки, определяет упорядоченность системы и, следовательно, выражает способности системы предсказы-

вать свое будущее поведение, дает перспективу. Информаци-

онное описание тесно связано, с понятием энтропии H (не-

определенности исхода опыта), величина которой зависит от вероятности р пребывания системы в любом из n возможных состояний.

Генетико-прогностическое описание позволяет про-

следить путь развития системы в историческом аспекте. Оно выявляет происхождение системы (объекта), отражает глав-

ные этапы в его развитии, позволяет оценить перспективы дальнейшего существования. При исследовании сложных си-

стем только прослеживание эволюционного пути позволяет

17