fbpx

КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ

  Радиоэлектроника сыграла большую роль в развитии почти всех наук к в том числе науки о живом веществе — биологии, физиологии, медицине. Длительный путь изучения живого вещества был ос­нован на случайном эмпирическом подходе к рассмотре­нию, в основном, структурных (морфологических) картин, тогда как динамические функциональные взаимодействия отдельных структур оставались долгое время неизвестны­ми. И сейчас еще многие структуры остаются нам неиз­вестными в отношении их функций на различных уровнях, начиная от органного, тканевого и кончая молекулярным уровнем.

  С появлением электронных усилителей, преобразова­телей одного вида энергии в другой (датчиков) самых разнообразных приборов, позволяющих собрать, усилить, и обработать биологическую информацию о процессах, про­текающих в живых организмах, биологические науки ста­ли бурно развиваться и совершенствоваться.

  Появилась возможность собирать обширную биологи­ческую информацию в объективном, числовом виде и об­рабатывать её на быстродействующих электронно-счетных машинах. Но чрезвычайно сложные живые системы не поддаются простому изучению даже при этих технических возможностях, если отсутствует правильный научный под­ход к постановке эксперимента. Обычный эмпирический подход к исследованиям может привести к ошибочным суждениям о закономерностях воздействия отдельных мор­фологических образований.
Развитие физиологии и особенно отечественных фи­зиологических школ дает возможность построить теоретические схемы отдельных функциональных элементов в жи­вых организмах, которые помогают целенаправленно по­вести исследования по определенным путям.

  Важную роль в данной ситуации сыграло появление науки об управлении — кибернетики, а также таких раз­делов её, как теории информации, автоматики, телемеха­ники.

  На основании широкого изучения нервных механиз­мов управления в живых организмах, изложенных в трудах отечественных физиологов, и, в частности развитие нер­визма, как принципа подхода к изучению живого организ­ма, было создано стройное учение о физиологических функ­циональных системах.

  Функциональная физиологическая система — как ап­парат саморегуляции в живом организме. Под функциональ­ной системой представляется: «… такое сочетание про­цессов и механизмов, которое, формируясь динамически в зависимости от ситуации, непременно приводит к конечно­му приспособительному эффекту, полезному организму как раз в этой ситуации…» (П. К. Анохин, 1962).

  Это определение показывает, что функциональная система не ограничивается анатомическими понятиями, а включает в себя определенную цепь структурных образо­ваний, не связанных с определенным органом, а целым ‘ комплексом отдельных анатомических субстратов, деятель­ность которых направлена на достижение конечной цели -выполнение приспособительного акта.

  Можно привести пример типичной функциональной сис­темы, рассмотрев такую важную функцию, какой является функция дыхания. Функция дыхания и, в частности, функ­ция внешнего дыхания осуществляется для поддержания таких жизненно важных параметров, как парциальное дав­ление кислорода и углекислоты в альвеолярном воздухе в определенных границах.

  Эта функциональная система состоит из нервных об­разований, (ЦНС) перерабатывающих информацию, посту­пающую от рецепторов лёгких, сосудистой системы и тка­ней, об уровне парциального давления этих газов. В за­висимости от парциального давления газов и данной ситуа­ции, в которой находится организм, центральная нервная система (ЦНС) посылает импульсы рабочему органу, ко­торый осуществляет определенный уровень вентиляции аль­веол. Этим рабочим органом является сложный комплекс морфологических структур (дыхательные мышцы, грудная клетка, воздухоносные пути лёгких и альвеолы). Вентиля­ция альвеол Поддерживает парциальное давление этих га­зов в альвеолярном воздухе на заданном уровне и меняет его в зависимости от сложившихся обстоятельств.

  Рассматривая эту физиологическую функциональную систему, можно целенаправленно организовать и спланиро­вать эксперимент, который должен выявить закономернос­ти в деятельности этой системы, познать законы управле­ния этой системой, и на основании закономерностей пост­роить ряд мероприятий, направленных на изменение этой функции, что явится воздействием на весь организм. При­чем это воздействие можно дозировать и направлять в не­обходимую сторону. Если данная система не обеспечивает адекватное поддержание парциального давления газов в альвеолярном воздухе, должны наблюдаться патологические сдвиги в организме, которые можно будет теперь ликви­дировать путем целенаправленного воздействия на функцио­нальную систему.

  На этом примере можно обосновать правильный под­ход к изучению любой физиологической функциональной сис­темы, а также дать технические задания на построение электронных и других приборов для изучения данной функ­циональной системы или любой другой системы, изучение которой интересует исследователя.

  На данном примере можно с большей определенностью построить эксперимент. Для эксперимента по изучению функции внешнего дыхания или других функций организма необходимо получить информацию в виде чисел или кривых о состоянии или уровне жизненно важных констант орга­низма, поддерживаемых системой, в данном случае это ка­сается парциального давления кислорода и углекислоты в альвеолярном воздухе. Также желательно знать, что про­исходит в рецепторах, которые контролируют парциальное давление этих газов в лёгких. Полезной окажется инфор­мация об импульсах, идущих от рецепторов по нервным во­локнам в ЦНС. Очень важно знать какие процессы совершаются в нервных центрах, получающих эту информацию и что происходит в самих нервных клетках. Должны быть известными процессы происходящие в рабочем органе и какие импульсы от ЦНС получает рабочий орган, в данном случае дыхательная мускулатура, а также полезно знать о том, как изменяется рабочий параметр в этой системе, т.е. легочная вентиляция. Данный конкретный пример по­строения эксперимента по изучению деятельности функцио­нальной системы внешнего дыхания позволяет определить не только перечень параметров, подлежащих наблюдению, но и указать характер датчиков, электронных усилителей, преобразователей, регистрирующих систем и других уст­ройств, необходимых для эксперимента. На основе такого подхода к изучению организма можно дать вполне опреде­ленные технические задания специалистам по радиоэлек­тронике, конструкторам и техникам для обеспечения дан­ного исследования.

  Придерживаясь принципа изучения организма в физио­логических и патологических условиях по принципу иссле­дования определенных функциональных систем, можно пе­рейти от случайного стихийного, эмпирического подхода к научному поиску не только в отношении самого экспе­римента, но и в отношении дальнейшего развития биоло­гической, медицинской радиоэлектроники и техники.

Оставить комментарий

Служба поддержки: noastma@gmail.com

Политика конфиденциальности

Ответственность

Copyright©2012-2024. Алик Муллахметов. Все права защищены