Кибернетика функциональных систем - страница 6

Поскольку это так, а ниже показано, что другую возможность трудно допустить, немедленно возникает вопрос о сходстве и различиях между функциональной системой живого организма и замкнутыми механическими системами, функционирующими на основе автоматической регуляции с обратной связью.

Нет сомнений в том, что сопоставление принципиальных механизмов тех и других систем, сравнительная оценка средств, при помощи которых достигаются аналогичные эффекты в этих системах, — все это первые и совершенно необходимые шаги в плодотворном союзе физиологов, физиков и техников. Только

при таком условии можно будет с пользой для технических систем раскрыть необъятные возможности тех принципов организации, которыми располагает центральная нервная система живого организма. И, наоборот, на путях этих сопоставлений более простые механизмы технических систем, легко поддающиеся математической обработке, могут значительно расширить возможности точного физического и математического анализа физиологических и биологических феноменов.

Именно на этой основе и произведены все последующие сопоставления.

Возвращаясь к той паре физиологических механизмов, которую мы назвали “жизненным узлом” любой функциональной системы, мы должны прежде всего спросить себя: на чем основано это органическое единство приспособительного эффекта и аппаратов оценки его достаточности?

Для ответа разберем типичную функциональную систему, поддерживающую такую жизненно важную функцию, как дыхание, т.е. в конечном счете окислительные процессы в тканях (рис. 1).

Конечным приспособительным эффектом этой функциональ-ной системы является более или менее постоянное соотношение парциальных давлений кислорода и углекислоты.

Колебания этих давлений могут происходить только около вполне определенной величины, отклонение от которой немедленно включает ряд механизмов, выравнивающих это отношение, т.е. возвращающих парциальные давления к норме.

Совершенно очевидно, что в этой паре “эффект — рецептор” рецепторный аппарат и представляет собой наиболее консервативный фактор, который, оставаясь крайне постоянным и раздражаясь отклонениями содержания С0_>2 и 0_>2, включает попеременно многочисленные технические аппараты, выравнивающие содержание этих газов в крови (см. рис. 1).

Совершенно по такому же типу, но с еще большей жесткостью и императивностью, функционируют механизмы, поддерживающие, например, осмотическое давление крови, подробно разобранные в одной из последних наших работ^>4>.

Но и здесь решающее влияние оказывает также рецепторный

Рис. 1. Принципиальная схема типичной функциональной системы на примере дыхательной функции.

о_>2 — со_>2 — конечный приспособительный эффект, который через возбуждение различных рецепторных аппаратов приводит к многообразным приспособительным изменениям центробежных функций, выправляющим его.

аппарат гипоталамуса, который с чрезвычайной силой и весьма разнообразно включает аппараты выравнивания, до сложных поведенческих актов включительно. Именно рецептор функциональной системы должен обладать чрезвычайным постоянством, чтобы все колебания и отклонения конечного приспособительного эффекта немедленно приводили к мобилизации аппаратов выравнивания.

Возникает вопрос: с каким элементом автоматических технических приспособлений может быть поставлен в один ряд этот аппарат?

Ответ не представляет больших затруднений.

Если регулируемый приспособительный эффект организма может быть поставлен в аналогию с “заданным эффектом”» всегда имеющимся в механизмах с автоматической регуляцией, то консервативный рецепторный механизм живого организма может быть аналогизирован с “чувствительным устройством” механической системы.

В этом “чувствительном устройстве” должны быть представлены все возможности воспринять существенные параметры заданного рабочего эффекта и реагировать на отклонения командами к регулирующим механизмам.

Таким образом, в машинных устройствах с автоматической регуляцией все свойства рабочего эффекта заданы, или программированы конструктором и, следовательно, за человеком остается только роль наблюдателя за надежностью чувствительного устройства.