Эволюционный аспект системных исследований. Основные функциональные характеристики сложных систем

Лекция 3. Функциональные системы организма

Эволюционный аспект системных исследований. Основные функциональные характеристики сложных систем. Основные положения теории функциональных систем. Основные принципы построения и функционирования анализаторов. Примеры функциональных систем. Функциональная система регуляции, ритма сердечных сокращений, артериального давления, концентрации различных веществ в биологических средах организма (в т.ч. уровня сахара в крови и уровня кислорода и углекислого газа в крови), терморегуляции, регуляции электрической активности головного мозга и ЖКТ.

Приобретение устойчивых качеств, дающих возможность организмам противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды - результат многовекового отбора, в процессе которого постоянно изменялись как структуры, так и функции отдельных систем.

ЭА является одним из важнейших этапов при изучении организмов.

Перечислим основные особенности высших форм биологических систем:

1. Экономичность обмена веществ, высокая эффективность использования энергии внешней среды,

2. Более совершенные клеточные механизмы преобразования энергии (окислительное фосфорилирование),

3. Стремление клеток организма изолировать себя от управляющей внешней и внутренней среды и создание промежуточной, более регулируемой внутренней среды,

4. Появление специализированных систем регулирования параметров внутренней среды (температуры, кислотности, давления и т.д.). Принцип минимизации расхода энергии отдельными системами организма,

5. Наличие разветвленных рецепторных подсистем (хемо-, баро-, сенсорные-, проприо-, фото-, механорецепторов),

6. Обособление восприятия и обработки информации от двигательной деятельности,

7. Усложнение нервной системы и особенно структуры головного мозга.

8. Выработка более гибких алгоритмов функционирования,

9. Влияние нескольких подсистем на выполнение отдельных функций, которое выражается в различных физико-химических способах передачи управляющих сигналов,

10. Возникновение более эффективных способов управления всей внутренней средой организма,

11. Взаимозаменяемость элементов в отдельных подсистемах с наличием в некоторых подсистемах полуторо - или трехкратного запаса элементов.

Новые, более совершенные формы организации и управления сочетаются с древними механизмами управления. При этом обе формы не всегда действуют согласованно. Рассмотрим некоторые принципы организации управления, действующие в биологических системах.

1. Иерархическая организация подсистем организма (например, в ЦНС существуют более древние и молодые структуры). Древние центры отвечают за выполнение примитивных функций (спинной мозг, дыхательный, сосудодвигательный, терморегуляции, рвотный и т.д.). Более поздние структуры отвечают за более сложные, многоплановые действия (ВНД).

2. Органы и подсистемы организма, управляемые нервными центрами, решают отдельные частные задачи регулирования в соответствии со своей сложноорганизованной внутренней структурой.

3. Наличие многоуровневого управления, обусловленное иерархичностью структуры организма.

4. Наличие разветвленной рецепторной подсистемы и многочисленность эффекторных связей, с помощью которых осуществляется регулирующее воздействие. Причем каждый орган обладает двусторонней связью с ЦНС, обладая способностью изменять ее функцию.

5. Совокупность параметров, характеризующих внутреннее состояние организма, определяет некоторый функциональный уровень организма.

6. В состоянии физиологического покоя или слабых воздействий каждая подсистема организма работает по принципу наименьшего взаимодействия.

7. При сильных внешних воздействиях происходит нарушение принципа наименьшего взаимодействия с возникновением эффекта непосредственного возмущающего действия одних систем на другие - эффекты иерархических влияний, доминирования конкурентных отношений.

8. Принцип поддержания постоянства внутренней среды. Разделение показателей по важности определяется их значимостью для выживания организма.

9. Величина существенных показателей данной системы является результатом взаимодействия всей совокупности воздействия организма на интересующую систему.

10. Любая подсистема обеспечивает выполнение функции с помощью некоторого набора механизмов регуляции. При этом можно выделить центральные и локальные механизмы.

11. Взаимодействие центральных и локальных механизмов регуляции отражает многоуровневость структуры управления в организме.

12. Наличие процессов, протекающих в разных временных масштабах в связи с различной скоростью протекания процессов в организме. Он называется принципом разновременности процессов.

13. Разнообразие подсистем регулирования в организме по принципам управления.

· принцип обратной связи,

· управление по отклонению,

· управление по возмущению,

· прогнозирование.

14. Способность организма к преднастройке и прогнозированию ситуации на ближайшее будущее.

15. Обучаемость.

Дата добавления: 2017-01-14