Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Если мы будем помнить о различиях физической природы процессов и если мы всегда будем иметь в виду, что мы говорим о сходстве общего характера, касающемся передачи информации с помощью сигналов в пределах организованной системы, то мы, во-первых, избежим грубой ошибки, заключающейся в ложном утверждении, что «животное подобно техническому автомату», и, во-вторых, сумеем внести много нового в наше понимание процессов жизни.
Не все реакции живых органимов «неожиданны» или «произвольны» даже с первого взгляда. Произвольных в строгом смысле слова, т. е. беспричинных реакций, вообще не существует, есть только очень сложные реакции, вызываемые незаметными и неизвестными нам причинами, в частности прошлой историей существования живого организма, т. е. реакции, имеющие для нас характер случайности. Но многие жизненные проявления имеют вполне устойчивый, закономерный характер, напоминающий строго закономерные реакции машин-автоматов и получившие за это названия «автоматизмов». Вот об этих автоматизмах мы, в первую очередь, и поведем разговор.
Для нормального существования живого организма необходимо строгое поддержание постоянства некоторых физико-химических величин. Регулирование этих величин производится автоматически и протекает помимо ощущений, сознания и воли. Человек обычно не может прямым волевым актом повысить или понизить температуру своего тела, кровяное давление, содержание сахара в крови и т. д. Сознание и воля могут оказывать влияние на эти величины, но не так непосредственно, как, скажем, на работу скелетных мышц.
Функции организма, не подчиненные непосредственно центральной нервной системе и обеспечивающие постоянство внутренней среды организма, так называемые вегетативные функции, протекают под управлением сложного механизма автономной (висцеральной, или вегетативной) нервной системы.
143
Интересным и очень важным свойством этих процессов является их постоянство и закономерность. Для данного нормального индивидуума любой из вегетативных процессов при повторных экспериментах будет давать одну и ту же зависимость от времени. Те же эксперименты для другого индивидуума дадут другую, но тоже постоянную зависимость. Отклонение зависимости от обычной для данного индивидуума всегда свидетельствует об отклонениях функций от нормы и может быть использовано для диагностики заболевания. Именно поэтому врачи часто больше внимания уделяют изучению объективных лабораторных анализов, чем жалоб пациента.
Автоматические реакции по поддержанию постоянства внутренней среды организма — гомеостазис — осуществляются в связи с энергетическими процессами усвоения питательных веществ и их использования в организме. Получение питательных веществ, воды, кислорода, химиче-ское расщепление и синтез новых веществ, доставка нужных продуктов к внутренним органам, использование запасов энергии и физической энтропии, заключенных в этих продуктах и получаемых организмом извне для нужд организма, удаление продуктов распада — вот основные энергетические процессы, протекающие в различных органах и тканях.
Все эти процессы протекают одновременно в различных органах и должны быть точно согласованы друг с другом во времени и пространстве. В любую минуту включение в работу той или иной группы мышц или других «потребителей» энергетической системы должно быть удовлетворено соответствующим «обслуживанием» во всех отношениях. Эта внутренняя «интеграция функций» различных органов не может иметь места без обмена информацией между сотрудничающими органами, без каналов связи и автоматов регулирования. Можно предположить, что если бы все вегетативные регулировки человеческого тела зависели от внимания человека, то человеку не только некогда было бы подумать ни о чем другом, кроме этих внутренних регулировок, но, попросту, не хватило бы внимания и времени обо всех о них подумать во-время.
Итак, кроме взаимодействий энергетических, связанных со снабжением тканей питательными веществами и кислородом, необходима сигнальная связь между органами и взаимное согласование их работы. Такая связь, как мы уже знаем, осуществляется, в первую очередь, по нервным волокнам вегетативной нервной системы. Кроме того,
144
информация о химических реакциях переносится химическими же веществами — гормонами, которые разносятся током крови и оказывают воздейсгвие на соответствующие органы, даже в ничтожно малой концентрации. Оба типа каналов связи, нервный и химический, тесно взаимодействуют: под действием нервных раздражений возникают химические вещества (нейро-гуморы), воздействие гормонов на нервные узлы вызывает передачу раздражений по нервам. Управление функциями с помощью этих двух типов связи называется нейро-гуморальной регуляцией.
Работа мышечных волокон сопровождается усиленным потреблением кислорода и выделением углекислого газа. Снабжение клеток происходит через посредство крови. Если бы при работе мышцы ток крови не усиливался, мышца не могла бы долго усиленно работать. Однако то возможно, так как при включении в работу мышцы одновременно увеличивается приток крови к работающей мышце. Как это происходит? Выделяемый при работе мышечной клетки в кровь углекислый газ является переносчиком информации о работе мышцы. Повышение концентрации С02 в крови служит сигналом, на который сосуды прилежащие к работающей мышце, реагируют расширением. В результате, ток крови усиливается и обмен веществ обеспечивает возросшую потребность. Местный регулирующий механизм представляет собой автомат с обратной связью, причем внешним сигналом является иннервация мышцы, а его исполнением — увеличение притока крови. Передача сигнала происходит с помощью физикохимического процесса изменения содержания СОг в крови.
