Глава 11. Недостаточность и избыточность информации

Все задачи, которые Вы решали до сих пор, должны были способствовать достижению двух целей – научиться мыслить физиологически и научиться мыслить системно. При этом все задачи были построены корректно. Это означает, что в условии содержалась вся необходимая для решения информация и отсутствовала информация ненужная, лишняя. Однако, к сожалению, в жизни так бывает далеко не всегда. Очень часто мы не располагаем всей информацией, которая необходима для успешного решения задачи. И здесь никакие правила не помогут просто потому что они не могут заменить отсутствующую информацию.

В других случаях, наоборот, ситуация перегружена лишней информацией, которая только запутывает дело и уводит нас в сторону. Умение выделить необходимую информацию, определить недостающую и отбросить излишнюю – это свидетельство уже очень высокого уровня, достигнутого в ходе профессиональной деятельности. Данная глава представляет Вам возможность хотя бы немного попрактиковаться в приобретении и этого, столь важного умения.

11.1. Недостаточность информации

При решении задач нужно исходить из следующего. Ознакомившись с условием, Вы приступаете к решению, используя те правила, с которыми все время работали в предыдущих главах. Но здесь в каждой задаче намеренно не упомянуто что-нибудь, о чем необходимо знать, чтобы справиться с задачей. А далее возможны две ситуации. Если Вы знаете о том, что не упомянуто в условии, то никаких дополнительных трудностей не возникнет и задачу можно решать в обычном порядке. В противном случае самое главное – определить, какой же необходимой для решения информации у Вас нет. Собственно в этом основное назначение задачи, поскольку дальше Вы уже будете действовать по освоенным правилам. Итак, внимание! Ищем недостающую информацию!

Тренировочные задачи

625. При воздействии на нерв импульсами (ударами) постоянного и индукционного тока возбуждение возникает при действии любого из этих раздражителей.

Если в нерве постепенно развивается патологический процесс, то сначала исчезает ответ на один из раздражителей, а затем и на другой. При восстановлении функции нерва ответы на раздражение появляются в обратном порядке. Укажите последовательность исчезновения и появления ответов на раздражение и объясните причину этого.

Решение. Ситуация типичная для использования прямого правила АРР-ВС. Понятно, что, если система «нерв в патологическом состоянии» по-разному реагирует на воздействие систем «постоянный ток» и «индукционный ток», то причину следует искать в каких-то различиях между свойствами раздражающего удара тока. Для того чтобы раздражитель вызвал эффект, он должен соответствовать трем законам раздражения – закон силы, закон крутизны нарастания и закон времени. Силу тока мы можем подобрать любую. Что касается крутизны нарастания и продолжительности толчка тока, то в условии задачи нет сравнительных данных для каждого из этих раздражителей. Следовательно, именно в этом и состоит недостаточность информации в данной задаче.

В таком случае необходимо получить недостающие сведения. Оказывается, крутизна нарастания импульса достаточно велика и для постоянного тока, и для индукционного. А вот продолжительность импульса индукционного тока меньше, чем постоянного.

При патологических процессах состояние возбудимого объекта ухудшается и кривая силы – времени сдвигается вправо. Это означает, что на короткие импульсы нерв уже не может ответить. При дальнейшем ухудшении состояния исчезнут ответы и на более продолжительные раздражения. Поэтому сначала нерв перестанет реагировать на удары индукционного тока, а потом и на удары постоянного тока. При постепенном восстановлении функции нерва его ответы появляются, как легко понять, в обратном порядке.

Внимание! В ходе решения Вы могли вполне справедливо подумать о том, что и в решении задач предыдущих глав Вам иногда приходилось искать недостающую информацию. Действительно, это так. Но тогда главное заключалось в том, чтобы освоить новые для Вас принципы решения задач. И поиск нужной информации являлся не целью, а средством, необходимым для решения задачи. Но теперь у Вас уже накопился достаточный опыт решения и задачи данной главы направлены прежде всего не на само решение, а на определение того, в чем состоит недостаточность или избыточность информации. Это главное, а само решение, будем надеяться, уже не вызывает таких затруднений, как это могло быть при начале работы с пособием.

626. Анализ показал, что кровь, притекающая к сердцу по коронарным сосудам, содержит 19 объемных процентов кислорода и 52 объемных процента углекислого газа. Венозная кровь из коронарного синуса – соответственно 12 процентов и 58 процентов. Через сосуды сердца за минуту проходит 300 мл крови. Анализ проведен у мужчины в возрасте 45 лет, ростом 168 см и весом 57 кг. Соответствует ли уровень основного обмена у этого человека должной величине?

Решение. Должную величину для человека с указанными в условии данными находим в известных Вам таблицах. Она составляет 1 387 ккал в сутки. А теперь правило АСФ. Нужно сравнить системы «человек» и «сердце». Сначала будем анализировать систему «сердце», потому что именно для нее приводятся цифровые данные. Найдем величину ДК. Она равна 58-52/19-12 = 0,86. Калорический коэффициент кислорода по таблице равен 4,87 ккал. Поскольку сердце потребляло 6 объемных процентов кислорода, то за минуту из прошедших через сосуды сердца 300 мл крови было извлечено 18 мл (0,018 л) кислорода. Расход энергии за минуту 4,87 х 0,018 = 0,08766 ккал. За сутки 0,08766 х 1440 = 126,2 ккал.

Таким образом с сердцем после произведенных расчетов все ясно. Но речь-то идет о человеке. Вот здесь и необходима отсутствующая в условии информация.

Хотя опять-таки кому-нибудь из читателей она, возможно, известна. Нужно знать, какая же часть всей потребляемой организмом энергии приходится на долю сердца? В условии задачи об этом не сказано. Из литературы выясним, что в состоянии основного обмена сердце потребляет около 9 % от общих энергетических затрат. Тогда в пересчете на весь организм получим 126,2/9 х 100 = 1 402 ккал. Это всего на 1 % больше должной величины. Значит, определение было проведено в условиях основного обмена.

627. В финальном матче футбольного чемпионата мира были травмированы два игрока – по одному из каждой команды. Пришлось поместить их в больницу. Ввиду того, что травмы были совершенно идентичны по степени тяжести и локализации, обоим футболистам назначили одинаковое лечение. Кто из них выздоровел раньше?

Решение. Сразу понятно, что без дополнительной информации задача не имеет смысла. Однако, где же ее искать? Прежде всего, исходя из условия. Поэтому вопросы типа «а не был ли один футболист значительно крепче, чем другой» – некорректны. Ведь так можно спрашивать о чем угодно. Например «а не забыли ли одному из них дать нужное лекарство» или «не случилось ли у кого-нибудь из них пищевого отравления» и т. п. Искать нужно не случайные, а закономерные различия. Чем же могли отличаться футболисты упомянутых в условии задачи команд? Речь идет именно о командах, а не об отдельных игроках. До начала матча таких различий не было. Во всяком случае об этом в условии ничего не говорится. А вот после матча появилось важнейшее различие. Одна команда стала чемпионом мира, а другая проиграла. Известно, что у победителей положительные эмоции ускоряют заживление ран, стимулируя соответствующие реакции через нервную и эндокринную системы. На побежденных, наоборот, неблагоприятно влияют отрицательные эмоции. Имеется много данных о том, что бойцы, раненные во время успешного наступления, выздоравливают, быстрее, чем те, кто был ранен при отступлении.

Таким образом на вопрос задачи отвечаем так «быстрее должен выздороветь тот, кто играл в команде, ставшей чемпионом мира».

628. Открыта неизвестная ранее болезнь. Установлено, что ею болеют за редкими исключениями только лица женского пола. Можно ли в связи с этим предположить, что возникновение болезни связано с гормональными особенностями женского организма?

Решение. Эту задачу, не долго думая, надо решать по прямой аналогии. Для этого не поленитесь заглянуть в задачу № 594. Теперь остается только спросить, не подвержены ли этой болезни маленькие дети (девочки). Если нет, то предположение логично (у маленьких детей еще не выражены гормональные особенности, связанные с полом). Если да, то очевидно, причина в чем-то другом. Например, в генетической передаче патологического признака, связанного с полом.

629. В ходе работы с НМП студент заявил, что, когда он прикасается к нерву никелированным инструментом (пинцет, ножницы), то иногда наблюдается сокращение мышцы. Ему возразили, что подобный эффект имеет место только, если к нерву одновременно прикасаются двумя различными металлами, как в знаменитом первом опыте Гальвани. Что до/жен выяснить студент, чтобы доказать свою правоту?

Решение. Чудес не бывает. Если такое сокращение мышцы, действительно имело место (может быть и в Вашей практике), нужно искать информацию о втором металле. На никелированном инструменте могут быть участки, где кусочек никеля откололся. Под ним обнажается основной металл (например, железо). Если случайно дотронуться до нерва именно таким участком, то воспроизводится первый опыт Гальвани, но в несколько необычной форме.

Задачи для самоконтроля

630. Нерв НМП раздражают электрическими импульсами. Будет ли частота ПД, возникающих в мышце, соответствовать частоте раздражения?

631. На каком объекте легче вызвать гладкий тетанус – на икроножной мышце лягушки или летательной мышце шмеля?

632. При определении ЖЕЛ у физически тренированного юноши ее величина составила 4 800 мл, а у нетренированного того же возраста – 5 200 мл. Нет ли ошибки в измерениях?

633. При внутриклеточном раздражении мышечного волокна постоянным током надпороговой величины волокно не сокращается в ответ на замыкание тока. Можно ли утверждать, что волокно утратило возбудимость?

634. Во взятой у человека пробе крови обнаружено десять миллиардов лейкоцитов на литр. Эта величина выше нормы. Следует ли думать о наличии патологического процесса, например, воспаления?

635. На возбудимую клетку наносят два надпороговых раздражения с интервалом 2 мс. Сколько ПД будет зарегистрировано – один или два?

636. После перелета на самолете из пункта А в пункт В у человека в течение нескольких дней наблюдались различные дискомфортные явления. Может ли воздушное путешествие вызвать столь продолжительный эффект?

637. Длина аксона, иннервирующего мышцу, составляет один метр. В эксперименте блокируют мионевральные синапсы через 0,01 с после возникновения возбуждения в теле нервной клетки, от которой отходит аксон. Сократится ли мышца?

638. Для перфузии изолированного сердца кролика был приготовлен раствор Рингер – Локка, содержащий все необходимые компоненты. Однако вскоре после начала перфузии сердце остановилось. На другом сердце в аналогичных условиях эксперимента тоже произошла остановка вскоре после начала перфузии. Какая ошибка была допущена?

639. Если наложить два электрода на поврежденный и неповрежденный участки мышцы и соединить их с высокочувствительным стрелочным гальванометром, то можно зарегистрировать ток покоя. Если в качестве электродов использовать просто обычные медные провода, то один из них может оказаться окисленным. В таком случае получится пара из двух разнородных металлов и прибор покажет артефакт – не ток покоя, а ток, возникший из-за разности потенциалов, образовавшейся в месте прикосновения двух различных металлов к нерву – проводнику второго рода. Можно ли установить истину (ток покоя или артефакт), используя только имеющийся прибор?

640. У членистоногих роль крови выполняет гемолимфа, которая содержит дыхательные пигменты – гемоглобин или гемоцианин. Однако у насекомых таких пигментов в гемолимфе нет. Чем объяснить эту их особенность?

641. У собаки выработан пищевой УР. В одном из опытов в момент подкрепления условного раздражителя безусловным (дача мясного порошка) собака, вместо того чтобы сразу начать поглощать столь вкусную пищу, проявила отчетливую ориентировочную реакцию и только после этого с большой задержкой во времени начала есть. В чем дело?

642. Взято некоторое количество лимфы, оттекающей от миокарда одной собаки, и введено в коронарные сосуды другой. Что произойдет с этой второй собакой?

Решения задач для самоконтроля

630. Правило АСФ. Чтобы решить задачу, необходимо знать, во-первых, величину лабильности нерва, мионевральных синапсов и мышцы, и, во-вторых, частоту раздражения. Первое известно Вам из курса физиологии. Второе же обязательно должно быть указано в условии задачи. В противном случае ответить на вопрос можно только условно, например, будет, если частота раздражения не превышает величину лабильности мионевральных синапсов и тем более величину лабильности самой мышцы.

631. Прежде всего в задаче употреблен не совсем корректный термин «легче». Каждый может понять его по своему. Поэтому в подобных случаях обязательно нужно уточнить – что же имеется в виду. В данной задаче под словом легче подразумевается – при меньшей частоте раздражения. Тогда условие задачи понятно, но недостаточно. Если о продолжительности одиночного сокращения икроножной мышцы лягушки можно узнать в любом учебнике физиологии, то в отношении летательных мыши шмеля о ней можно только догадываться В этом и состоит недостаточность информации в данной задаче. Оказывается, летательные мышцы шмеля могут давать до тысячи одиночных сокращений в секунду. Тогда понятно, что вызвать в них гладкий тетанус трудней, чем в икроножной мышце лягушки, так как потребуется очень большая частота раздражений.

632. Величина ЖЕЛ у здоровых людей зависит не только от степени тренированности, но и от роста. А о нем в задаче не говорится. Если у испытуемых большая разница в росте, а точнее в размерах тела, то ошибки в измерениях нет.

633. Задача некорректна в связи с недостаточностью информации. Следует указать, какой полюс находится внутри волокна. Если это катод, то возбуждение не сможет возникнуть и в нормальном волокне.

634. Нужно уточнить, в каких условиях брали кровь. Если после еды, интенсивной физической работы, эмоционального возбуждения, то обнаруженный лейкоцитоз является физиологическим. Всегда следует помнить, что не бывает физиологических показателей вообще, а есть показатели в данных конкретных условиях.

635. Правило АСФ. Если второе раздражение попадет в АРП, то на него ответа не будет. Но продолжительность АРП значительно различается у различных возбудимых тканей. Поэтому необходимо уточнить, какую именно возбудимую клетку раздражают, узнать, какова продолжительность АРП в клетках данного типа и только после этого дать ответ.

636. Правило САС. Нужно уточнить, на каком расстоянии друг от друга находятся пункты А и В. Если их разделяет несколько часовых поясов, то потребуется перестройка суточных ритмов, которая у многих людей идет с трудом. Возникают явления десинхроноза, длящиеся некоторое время.

637. Правило САС. Необходима дополнительная информация о том, какие волокна входят в состав аксона. После этого можно провести сравнительный анализ. Если речь идет о скелетной мышце, то в аксонах, иннервируюших эти мышцы, скорость проведения большая – до 120 м/с и в таком случае мышца успеет сократиться. Если же мышца гладкая, то в соответствующих аксонах скорость проведения мала и сокращение в условиях эксперимента не произойдет.

638. Недостающая информация может относиться или к особенностям сердца, или к особенностям раствора. Поскольку и на другом сердце был получен такой же эффект, следует думать о растворе. Все необходимые компоненты по условию задачи в нем имеются. Чего же недостает? Опыт ставится на сердце теплокровного животного. В таком случае раствор должен иметь температуру 38 градусов. Но об этом в условии ничего не сказано. Поэтому остается предположить, что раствор не был подогрет.

639. Отправную точку для рассуждений дает правило АРР-ВС. Имеется две системы – «мышца» и «электроды». Главные элементы этих систем, которые попадают в узел пересечения, – это «окисленный участок электрода» и «поврежденный участок мышцы». Проще всего установить истину, если оба электрода наложить на неповрежденные участки мышцы. Если электрод окислен, то гальванометр покажет наличие артефакта. Если же электрод не окислен, то будет обнаружено отсутствие тока. Но при препаровке небольшие участки мышцы могут оказаться поврежденными, хотя внешне это может быть незаметно. В этом случае вопрос останется по прежнему открытым. Более надежен и изящен второй способ. Применим правило САС. Если данный электрод окислен, то под ним всегда будет возникать потенциал определенного знака, независимо от того, на каком участке мышцы находится электрод. Точно так же, если данный участок мышцы поврежден, то в нем всегда будет отрицательный потенциал, независимо от электрода. Поэтому для уверенного ответа на вопрос нужно просто поменять электроды местами. Если дело было в электроде, то после перемены мест электродов знаки зарядов поменяются и ток пойдет в противоположном направлении. При этом стрелка гальванометра отклонится примерно на ту же величину, но в другую сторону. Это подтвердит наличие артефакта. Если же дело не в электродах, то независимо от их местоположения неповрежденный и поврежденный участки мышцы сохранят свои заряды и стрелка отклонится в ту же сторону. Значит, зарегистрирован истинный ток покоя. В чем же тогда недостаточность информации? Она состоит в том, что для регистрации не только величины, но и направления тока нужен гальванометр с нулем посередине шкалы. А об этом в условии задачи ничего не сказано.

640. Об этом уже говорилось в некоторых аналогичных задачах. При трахейном дыхании, присущем насекомым, воздух поступает через систему трахей прямо к тканям. Поэтому нет необходимости в дыхательных пигментах. Но о недостаточности информации можно говорить лишь условно. Она имеет место только для тех, кто не знает, что у насекомых трахейное дыхание.

641. Правило АРР-ВС. Обратное. Ясно, что в узле пересечения систем «собака» и «пища» что-то изменилось, причем неожиданно для собаки. Очень хорошо, если Вы сразу же вспомните задачу № 598. Ситуация аналогична – акцептор действия обнаруживает несовпадение модели ожидаемого результата с реальным. Почему такая ситуация возникла в данной задаче? Очевидно, что подкрепление внезапно оказалось не таким, как всегда. Действительно, в опыте произвели экстренную замену обычного подкрепления (сухарный порошок) необычным – мясной порошок.

642. Сразу видно, что задача на недостаточность информации. Действительно, сама по себе лимфа не может вызвать какие-либо вредные последствия. Значит, необходимо уточнить, в каком состоянии находилась первая собака. Если в обычном – ничего особенного не произойдет. Если же, например, у первой собаки вызвали острую ишемию миокарда и взяли лимфу в этом состоянии, то в ней окажется множество токсичных продуктов, поступивших в лимфу из ишемизированной ткани. Тогда введение такой лимфы может привести к тяжелым последствиям вплоть до гибели животного.