MedBookAide - путеводитель в мире медицинской литературы
Разделы сайта
Поиск
Контакты
Консультации

Степанов - Основы медицинской гомеостатики

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
СодержаниеДальше >>>

Степанов - Основы медицинской гомеостатики (лекции по теории и практике биоинформационных коррекций)

Монография посвящена системным методам анализа переноса и реализации информации в биологии и медицине. Излагаются основополагающие принципы гомеостатики как нового направления науки о принципах управления, ис­пользующей закон единства и борьбы противоположностей в природных и со­циальных системах. Показываются теоретические основы нейрофизио-логичес­ких механизмов информационных взаимодействий между врачом и пациентом, а также практические методы освоения и применения методов дистантного био­информационного регулирования состояния организма больного.

Рекомендовано к печати решением Совета кафедры электропунктуры мето­дом доктора Р.Фолля и гомеопатии института повышения квалификации врачей при Министерстве здравоохранения Российской Федерации.

Предисловие

Концепция Вернадского о единстве мироздания в настоящее время все больше находит признание в научном мире. Представляется, что это единство прежде всего должно проявляться в общности механизмов организа­ции и управления систем различной природы. При этом следует учитывать, что все ультрасложные системы (живые, социальные, экономические и т.д.) являются гомеостатическими, т.е. для их устойчивого существования необ­ходимо поддержание постоянства жизненно важных параметров и функций. Этому служат некоторые общие механизмы управления - гомеостаты, которые в основном определяют жизнь, болезни и гибель таких систем. Отсюда необ­ходимо изучение этих механизмов и учет полученных знаний при решении ши­рокого спектра задач, имеющих гомеостатический характер. Все это, как раз, является предметом гомеостатики - новой ветви развития кибернетики.

В настоящее время гомеостатика уже получила определенное признание так на VIII международном конгрессе по кибернетике и системам в Нью-Йор­ке в 1990 г. была создана новая секция - "гомеостатика"; вышла коллек­тивная монография "Гомеостатика живых, технических, социальных и эколо­гических систем", 1990 и большая статья о гомеостатике в престижном сборнике "Cybernetics and Applied Systems", New York, 1992; наш семинар по гомеостатике стал ассоциативным членом Всемирной организации систем и кибернетики (WOSC).

Применительно к медицине необходимость в создании науки, занимающейся изучением механизмов антагонистического управления в живых организмах, существует уже давно (наиболее ярко эта необходимость сформулирована в статье Д.А. Саркисова в журнале "Клиническая медицина", 1990, № 1).

В настоящее время имеется множество исследований и публикаций, посвя­щенных вопросам гомеостатики в живых организмах. Однако все они исходят из классической концепции "черного ящика". Лекции же А.М. Степанова - это первый существенный вклад в медицину, в котором автор, исходя из классической концепции "серого ящика", рассматривает структуру и свойства информационной единицы жизни.

В своих лекциях автор сначала кратко излагает содержание основ гоме­остатики, а затем привносит свой оригинальный материал по развитию ее фундамента. В частности, им дана гомеостатичская трактовка механизмов наследственного аппарата с подробным анализом работы его составных эле­ментов. Важным также является то, что автором с позиций гомеостатики объясняются механизмы действия на человека гомеопатических препаратов и биополей. Кроме того, автором дается подробное руководство для врачей, готовящихся использовать в своей практической деятельности биополевую диагностику и биополевое лечение.

Написание подобного курса лекций с нетрадиционным взглядом на многие проблемы медицины потребовало от автора не только больших знаний, но и умения обобщать разноплановый материал, часто далеко выходящий за рамки медицинских канонов. Такие лекции сейчас, когда в целительстве творится разгул шарлатанства и непрофессионализма, могут служить определенным пу­теводителем для практических врачей.

Критически оценивая изложение материалов лекций, вероятно можно было бы предъявить автору целый ряд претензий. Однако вряд ли это целесооб­разно делать учитывая, что рассматривается первое издание лекций и в последующих изданиях автор учтет высказанные ему пожелания и замечания. В заключение еще раз хотелось бы отметить большой вклад А.М.Степанова в формирование основ медицинской гомеостатики. Будем надеяться, что нача­тая им работа по развитию медицинской гомеостатики будет продолжаться им и его последователями.

Председатель международного семинара по гомеостатике, академик Между­народной Академии информатизации Ю.М. Горский.

Введение

Весь окружающий нас мир (макрокосмос) и наш внутренний мир (микрокос­мос) построены на информационных взаимодействиях. Каждой мельчайшей час­тице присуща та или иная информационная составляющая, которую оценить полностью количественно не представляется реальным. Возможно, что коли­чество информации, которое содержится в любом самом малом объекте все­ленной, равно бесконечности. Мы же оцениваем только ту часть ее, которую способны осознано выделить на понятийном уровне. Люди давно поняли эту особенность нашего мира, выражая ее различным образом в зависимости от уровня развития современной науки: "В каждой капле отражается вся все­ленная", "Что в верху, то внизу", "Континуум Вселенной есть триединство материи, времени и информации". Несмотря на множество таких качественных высказываний само определение - что такое информация? - до сих пор не имеет удовлетворительного понятийного описания.

В античное время информацией называли разъяснение, изложение, истол­кование. К. Шеннон [158] определял ее как снятие неопределенности. У. Эшби [148] - как количество разнообразия. Марксистская философия инфор­мацию связывает с понятием отражения: "Информация - это один из видов осуществления процессов отражения". И. Новик [88] считает, что информа­ция по отношению к отражению занимает такое же место, как энергия по от­ношению к движению. Энергия - это качественная и количественная характе­ристика движения... Информация, подобно этому, представляет собой ка­чественную и количественную характеристику организованности отражения. В Библии об информации говорится как о Божественной ипостаси: "В начале было Слово (Логос). И Слово было у Бога" [9]. В диалектическом учении Гегеля [28] эта мысль блестяще разворачивается. В сущности, под словом "идея" Гегель подразумевает слово "информация", ее движение и развитие. Метафизика считает информацию продуктом духовной деятельности, проявле­нием абсолютно иного, трансцендентного. Действительно, информация, буду­чи неразрывно связанной с материей и энергией, не может отождествляться ни с материей, ни с энергией. Она неотъемлемое свойство Универсума на всех уровнях его проявления.

Если законы преобразования вещества и энергии достаточно хорошо изу­чены, то закономерности получения и преобразования информации еще мало познаны и нет универсального математического аппарата для их описания. В самых последних разработках в области процессов управления в понятийном определении что такое информация исходят из системного понятия - органи­зованности. Организованность - одно из фундаментальных свойств всех ма­териальных систем, начиная с суб-атомарной и кончая большой системой. На основе понятия организованности было предложено определять информацию как атрибут материи, выступающий, с одной стороны, как характеристика (отражение) организованности материи, а с другой - как средство ее орга­низации [33]. При этом информация как средство изменения организованнос­ти материи будет иметь потенциальный характер, если нет исполнительных органов, реализующих ее в вещественные или энергетические воздействия на материю.

Информация - это атрибут материи, выступающий в пассивной форме как отражение организованности (дезорганизованности) материи, а в активной форме как средство организации (дезорганизации) материи [33].

Таким образом, любой акт представляется не только как материальное действие, но и одновременно как взаимодействие на информационном уровне. Это важно нам для рассмотрения процессов управления в организме с точки зрения адекватного отражения окружающей среды, а следовательно, здо­ровья. Исторически сложилось так, что источником идей в области процес­сов управления как интегративной науки, которой является кибернетика, были науки о живом, в частности физиология и медицина. Идеи кибернетики, предложенные Н. Винером [23], на заре ее развития казались наукой, кото­рая будет единственной объединяющей, охватывающей то общее, что есть у биологических, технических, социальных и природных объектов. На базе ки­бернетики стали активно развиваться новые науки и дисциплины, например информатика, искусственный интеллект. Однако реальный мир оказался го­раздо сложней. Выяснилось, что модели, предлагаемые ею, не позволяют адекватно формализовать суть тех процессов, которые к настоящему моменту изучаются учеными различных отраслей знаний, особенно в биологии и меди­цине. Поэтому в наши дни как дальнейшее развитие кибернетики возникла гомеостатика.

Гомеостатика формируется на пересечении таких наук и дисциплин, как кибернетика, системный анализ, биология, медицина, психология, филосо­фия, социология, искусственный интеллект, экология, экономика и др.

Сущностью гомеостатики является изучение механизмов иерархического управления сложными системами, обеспечивающих поддержание динамического постоянства жизненно важных функций, параметров, ритмов и трендов разви­тия. Гомеостаз проявляется в системах различной природы: от клетки живо­го организма до сложных технических устройств и социальных систем.

Накопленный колоссальный фактологический материал, описывающий раз­личные проявления гомеостаза в живых организмах требует глубокого пере­осмысления и обобщения, поскольку в биологии и медицине исследования проводились в основном под углом зрения физиологических и биохимических процессов. Гомеостатика не должна и не может подменять собой медицинские и биологические науки, поскольку задачей гомеостатики, прежде всего, яв­ляется изучение общих механизмов управления гомеостатического типа, вы­явления в них роли кооперации, конкуренции и конфликта и установления с управленческих позиций аналогий между системами различной природы.

Часть I. Гомеостатика как научная дисциплина

История развития гомеостатики

Изначально понятие гомеостазиса, впервые сформулированное У. Кенноном на основе идей К. Бернара, содержало изложение лишь некоторого общего принципа поддержания постоянства внутреннего состояния в живых системах без раскрытия механизмов управления, которые обеспечивают реализацию этого принципа [8,159,160,161].

Первая попытка модельного проникновения в сущность явления гомеоста­зиса и установления возможных механизмов, лежащих в основе его управле­ния, принадлежит Р. Эшби [157], построившему модель ультраустойчивой системы, названной им гомеостатом. Гомеостат Эшби, представлявший собой систему потенциометрических схем, воспроизводил лишь функциональные сто­роны явления и не имел целью адекватное отображение сущности тех процес­сов, которые лежат в основе гомеостазиса живых систем.

Следующий важный шаг в развитии гомеостатики внес С. Бир. Он указал на два новых принципиальных момента: иерархический принцип построения гомеостатических структур для управления сложными объектами и принцип живучести. Бир сделал определенные попытки по использованию некоторых гомеостатических принципов при практической разработке организационных структур управления, где пытался провести некоторые кибернетические ана­логии между живой системой и сложным производством [11].

В дальнейшем было несколько этапов развития, подъемов и спадов. Здесь можно выделить такие направления исследований, проводившихся "под фла­гом" гомеостаза, как физиологические и морфологические (Р.Харди [137], Г.Н.Кассиль [60], В.М.Дильман [42], Д.С.Саркисов [105] и др.); модельные с использованием классических методов теории автоматического регулирова­ния (В.Н.Новосельцев [89] и др.).

Качественно новый этап в развитии этого направления наступил после опубликования идей и формальной модели гомеостата отечественным ученым Ю.М.Горским [33] в начале 80-х годов.

Как пишет Ю.М.Горский [34], толчком к созданию новых взглядов и ново­го концептуального уровня рассмотрения явлений природы явилась беседа его с Гансом Селье. Критикуя существующие методы моделирования управле­ния в живом за то, что они не рассматривают антагонистических отношений между частями живого, Г.Селье сказал примерно следующее: "...если удаст­ся включить в модели, отражающие работу живых систем, противоречия, да еще при этом понять, почему природа, создавая живое, пошла по такому пу­ти, - это будет новым прорывом в тайны живого с большим практическим вы­ходом".

Можно считать, что в определенной степени это завещание Г.Селье вы­полнено: такая модель гомеостата разработана и выявлены ее основные свойства, интенсивно изучаются природные способы реализации единства и противоположности отношений внутри естественных систем.

Началом формирования гомеостатики можно считать создание Ю.М.Горским и В.И. Астафьевым постоянно действующего семинара "Гомеостатика живых и технических систем", который в дальнейшем был прикреплен к Совету по ав­томатизации научных исследований при Президиуме АН СССР в настоящее вре­мя как международный семинар.

Работы ведутся в пяти основных направлениях:

- философско-методологические и системные вопросы гомеостатики; - медико-биологические аспекты гомеостазиса; - рефлексотерапия и восточная медицина с позиций гомеостатики; - использование принципов гомеостатического управления в технических задачах и в искусственном интеллекте; - природные и экономические аспекты гомеостаза.

В настоящее время накопился колоссальный фактологический материал, описывающий различные проявления гомеостаза в живых, технических, соци­альных и экологических системах. Он требует изучения и рассмотрения с единых методологических позиций, которые сформулированы в формальном ап­парате общей гомеостатики.

Задачей настоящей работы является осмысление некоторых биологических и медицинских закономерностей с точки зрения гомеостатического функцио­нирования живого как единого проявления формы движения материи.

Ниже, в двух последующих главах изложены основные понятия аппарата общей гомеостатики, модель гомеостата и ее свойства, которые были разра­ботаны отечественным ученым Ю.М. Горским и изложены в монографиях, мно­гочисленных публикациях заседаний школы-семинара по гомеостатике, конфе­ренциях, международных симпозиумах и конгрессах. Для удобства восприятия специалистов, не имеющих достаточной математической и физической подго­товки, автор избегает приводить сопровождающие текст формулы и фор­мальные выражения тех или иных понятий и их взаимосвязей. Читателям, ин­тересующимся более глубоким проникновением материала, рекомендую два ос­новных источника: Ю.М. Горский "Системно-информационный анализ процессов управления".-Новосибирск: Наука, 1988. -327 с. и коллективная монография "Гомеостатика живых, технических, социальных и экологических сис­тем".-Новосибирск: Наука, 1990. -350 с.

Понятийный аппарат общей гомеостатики

Важнейшим понятием гомеостатики является ГОМЕОСТАТ, который служит механизмом поддержания динамического постоянства функционирования систе­мы в заданных пределах. Гомеостат - это базисное функциональное понятие механизма переработки информации. Он реализуется на различных матери­альных носителях.

В живых организмах гомеостат в отличие от вещественной единицы жизни - клетки выступает как ИНФОРМАЦИОННАЯ ЕДИНИЦА ЖИЗНИ.

ГОМЕОСТАТ (Homeostat) - структура управления материальными объектами, содержащая прямые, обратные и перекрестные связи, обеспечивающая в про­цессе своей работы поддержание гомеостаза, т.е. динамического посто­янства жизненно важных функций и параметров системы.

Гомеостатическая система - система, состоящая из управляемой части и управляющей, когда последняя представляет собой гомеостат.

Модель гомеостата и ее свойства

Если рассмотреть весьма упрощенную блок-схему гомеостата (смотри рис.1а), то она выглядит следующим образом - это двухканальный симмет­ричный гомеостат с тремя контурами управления: основной, осуществляющий непосредственное управление; дополнительной адаптации; защитный. Инфор­мационные сигналы поступают на регулятор-руководитель и разделяется им на два симметричных потока, которые направляются через регуляторы-испол­нители, находящиеся между собой в конкурентных отношениях, т.е. имеют разные знаки на выходе. Практически это выражается в том, что рабочие точки симметричных регуляторов предварительно разводятся относительно нулевой точки, что создает как бы противоречие между каналами, которое является "горячим резервом" гомеостата. Управление этим резервом, также как и коррекция задания регуляторам, производится регулятором-руководи­телем. Причем делается это очень "мудро": во всех режимах поддерживается гомеостаз и не допускается чтобы конкуренция между регуляторами-исполни­телями перешла в конфликт, т.е. чтобы один из них начал подавлять дру­гой. "Горячий резерв "вводится только для компенсации больших неожидан­ных возмущений. Задания между рабочими регуляторами перераспределяется, если функция одного из них начинает снижаться. Подобный механизм действует вплоть до полного отключения одного их них.

Различные возмущения, действующие на саму систему управления, могут нарушать работу всего управления и привести к полной дезорганизации функционирование объекта. Рис. 1. Блок-схема модели основного контура гомеостата а) основной контур; б) выходная характеристика при конкурентных отно­шениях; в) выходная характеристика при союзнических отношениях.

Обозначения: Р3 - регулятор-руководитель; Р1,Р2 регуляторы-исполните­ли, находящиеся в конкурентных отношениях; R1, R2, R3 - три уровня отно­шений: R1 - между исполнителями и управляемым объектом, R2 - между ис­полнителями, R3 - между исполнителями и руководителем; О - объект регу­лирования; u1, u2 - управляющие сигналы с противоположно направленными знаками; y1, y2 - обратная связь от объекта регулирования на регулято­ры-исполнители; y3 - обратная связь на регулятор-руководитель и выход сигнала на внешние структуры; Xs - входной сигнал; Ys - выходной пара­метр.

В технике существует три основных способа защиты системы управления от действия на нее помехи: создание специальных экранов, использование различных фильтров и самокомпенсация, т.е. управление; дополнительной адаптации; защитный. Информационные сигналы поступают на регулятор-руко­водитель и разделяются им на два симметричных потока, которые направля­ются через регуляторы-исполнители, находящиеся между собой в конкурент­ных отношениях, т.е. имеют разные знаки на выходе. Практически это выра­жается в том, что рабочие точки симметричных регуляторов предварительно разводятся относительно нулевой точки, что создает как бы противоречие между каналами, которое является "горячим резервом" гомеостата. Управле­ние этим резервом, также как и коррекция задания регуляторам, произво­дится регулятором-руководителем. Подавление помехи внутри самого управ­ления посредством тех или иных информационных преобразований. Первые два способа защиты от помехи являются пассивными, а последний активным.

Гомеостат живого организма не содержит в своем составе (по крайней мере для электромагнитных возмущений) явно выраженных экранов или фильтров, поэтому можно полагать, что основным способом защиты гомеоста­та от проникающей помехи является способ самокомпенсации. Вероятно, именно этот фактор в значительной степени повлиял на отбор природой та­кой структуры гомеостата. Сильная помеха оказывает двоякое действие на систему управления живого организма: для верхних уровней она служит ос­новной информацией для запуска соответствующих адаптационных механизмов, а для нижних выполняет роль вредных воздействий, которые, если их не скомпенсировать, могут нарушить поддержание различных гомеостазов.

СодержаниеДальше >>>

medbookaide.ru