Классификация механизмов саморегуляции

Классификация видов саморегулирования в живых системах •еще мало разработана. С. Н. Брайнес и В. Б. Свечинский предложили общую схему управления функциями организма на трех уровнях. Низший уровень нервной и гуморальной регуляции обеспечивает по интероцептивным сигналам постоянство основных физиологических констант (кровяного давления, состава крови_, температуры тела и т. д.). Средний уровень безусловнорефлекторного управления обеспечивает приспособительные реакции организ­ма в связи с изменениями его состояния (например, поведение голодного и сытого животного). Высший уровень условнорефлекторного управления обеспечивает по сигналам внешнего мира приспо­собительные изменения вегетативной сферы и целостного поведения организма.

Анализ процессов управления с учетом термодинамических кри­териев привел к выделению семи уровней целесообразного саморе­гулирования в ответ на внешние так называемые энтропийные факторы, повышающие внутреннюю энтропию живой системы:

1. Стабилизация путем поддержания посто­янными параметров системы при кратковременном действии слабых энтропийных факторов.

2. Адаптация путем перестройки внутрен­ней структуры и функций системы при длительном или постоянном действии слабых энтропийных факторов.

3. Самовосстановление путем создания новых структур взамен разрушенных кратковре­менным действием сильных энтропийных факторов.

4. Размноже­ние путем воспроизведения себе подобных для сохранения системы вида при действии факторов, уничтожающих отдельные особи.

5. Развитие путем объединения и реализации в одной системе всех предыдущих уровней саморегулирования при действии разнообраз­ных энтропийных факторов.

6. Эволюция путем переключения на использование новых видов веществ и энергии при действии энтро­пийных факторов истощения окружающей среды

7. Соревнование-путем формирования структур и развития функций, противодейст­вующих влиянию энтропийных факторов, порождаемых деятель­ностью других биокибернетических систем.

В технике возможно четкое разделение управляющего устройст­ва и объекта управления. Однако в жи­вом организме они настолько переплетаются, что границу между ними бывает трудно провести. Например, когда образующиеся при переваривании пищи пептоны, всасываясь в кровь, вызывают усиленное выделение желудочного сока, который увеличивает обра­зование пептонов, то белковые вещества выступают в роли управ­ляющего устройства и в роли объекта управления. Более ясное разграничение управляющих и исполнительных структур имеет мес­то в системе движений. В управляющих воз­действиях предыдущих звеньев рефлекторного механизма на по­следующие проявляется принцип детерминирующей роли «станции отправления».

Ф. Гродинз предпринял попытку анализа общих принци­пов организации управляющих систем, наиболее выраженных в био­логических системах. Он выделил в управляющем устройстве две подсистемы — детектор ошибки и собственно регулятор. Первая оценивает рассогласование между фактическим выходным и задан­ным сигналами. Вторая, получив сигнал ошибки, вычисляет и вы­дает на выход скорректированную управляющую команду, которая поступает к управляемому объекту (см. схему). Во всех рефлектор­ных механизмах проявляется управляющее воздействие предыду­щих звеньев на последующие.

7

Блок-схема системы управления с обратной связью (по Ф, Гродинзу)