Цель управления в живых система

Мы специально остановились на том, что темпы в биосистемах можно рассматривать как управляемые переменные, что цель системы управления можно формулировать в терминах поддержания постоянства темпов. Существуют два математически формализованных подхода, при которых основное внимание уделяется темпам процессов, происходящих в живых системах, потокам веществ, проходящих через биосистему. Один из них связан с рассмотрением термодинамических моделей открытых систем, другой — с так называемыми компартментальными моделями открытых систем. Мы кратко ознакомимся с первым из иих в разд. 1.8 компартментальным моделям посвящена гл. 6. [c.30]

Высказанная Н. Винером идея о применении методов теории управления в физиологии оказалась, несомненно, плодотворной и породила целый ряд работ по моделированию гомеостаза в физиологических системах. К этим работам мы еще вернемся в главе о моделировании гомеостаза (см. разд. 3.4 и 7.3). С другой стороны, эта идея привела к тому, что возникла тенденция вообще отождествлять гомеостаз организма с простой схемой на рис. 2.5 [56, 322 и др.]. Дело в том, что сама методология классической теории управления, основанная на выделении конечного и небольшого числа регулируемых параметров, хорошо приспособлена для изучения простых по конструкции автоматических систем для понимания же специфических процессов в живом организме часто требуются методы, выходящие за рамки классической теории регулирования [177]. Поэтому естественно, что наибольшие успехи в понимании физиологических регуляторных механизмов животного организма с помощью простой модели рис. 2.5 были получены при моделировании изолированных физиологических систем [60, 130, 253]. [c.55]

Экспериментатьные исследования путей биосинтеза дают обширную информацию о химии этих процессов. Эти знания обеспечивают твердую основу для всей области бномиметических путей синтеза разнообразных природных соединений, которые используют стратегические принципы, разработанные Природой (см., например, синтез морфина, разд. 3.2.1). Однако, несмотря на многочисленные экспериментальные данные о механизме основных биохимических трансформаций, нам все еше слишком мало известно о способе действия фермента как катализатора. Был предложен целый ряд гипотез ддя объяснения замечательной способности ферментов осуществлять высоко эффективный и селективный катализ. Это было предметом многочисленных исследований по созданию специальных химических моделей ферментативного катализа (см, ниже). Кроме того, имеются еще более важные аспекты ферментативного катализа, а именно способность ферментов в нужный момент узнавать свой субстрат среди тысяч органических соединений, присутствующих в клетке, и регулируемость активности ферментов. Деятельность сотен и тысяч ферментов, одновременно оперируюшлх в любой живой системе", требует же -сткого управления с тем, чтобы в каждый данный момент и в каждом конкрет- [c.476]

Современная биология достигла значительных успехов в познании многообразных проявлений живого фундаментальных основ, общих закономерностей организации и эволюции жизни на Земле. Дальнейший прогресс науки о жизни требует не только все более глубокого проникновения в сущность процессов взаимодействия вещества и энергии, но и исследования информационных взаимодействий в биологических системах. Основоположник этого нового направления в изучении свойств живого А. Г. Гурвич но азал возможность передачи информации из одной клетки в другую фотонами электромагнитного поля н высказал гипотезу о существовании в живых системах полей, которые он назвал биологическими . К сожалению, это направление в наше время развивается недостаточно интенсивно. Проблемы передачи биологической информации, записи и хранения ее как в клетках, таки мея ду клетками и органами в настоящее время приобретают первостепенное значение. Управление известными обменно-трофическими процессами, преобладающими как внутри клеток, так и в целом организме животных и человека, невозможно объяснить только нейрогормональными и гуморальными (биохимическими), а также известными биофизическими факторами (изменение различных потенциалов, градиентов и др.). Необходимы поиски иных, более эффективных каналов связи. Вместе с тем егце в ранних работах отечественных ученых (А. Г. Гурвич, Э. С. Бауэр, В. И. 13ериад-ский, А. Л. Чижевский и др.) обоснованно поднимались вопросы термодинамической характеристики процессов жизни, предпринимались попытки изучения информационных механизмов, специфически присущих жизненным явлениям. Факт существования сверхслабого электромагнитного излучения в настоящее время общепризнан и экспериментально обнаружен у всех исследованных клеток растений и животных. Как оказалось, так называемое спонтанное свечение биологических объектов является универсальным свойством живых клеток [Тарусов, 4965 Журавлев и др., 1961, 1975 Мамедов, 1976 Баренбойм, 1966 Владимиров, 1966 Марченко, 1973 Коиев, 1965 Рорр, 1979]. Дискуссионным остается положение о сигнальной функции этого излучения. [c.3]

Важность исследования чувствительности для биологических систем объясняется тем, что такая постановка задачи близка по смыслу к задачам анализа сохранительных характеристик живых систем, зависимости переменных их внутренней среды от внешних условий. В настоящее время можно указать целый ряд работ, в которых исследуется чувствительность биосистем. Одно из направлений таких поисков связано с определением факторов, оказывающих наибольшее влияние на те или иные выходные сигналы системы. Цель подобных работ обычно заключается в том, чтобы выбрать наиболее эффективные управляющие переменные (например, для управления процессом теплообмена в системе жизнеобеспечения в космосе [126]), в оценке качества управления в системе (например, чувствительность процессов в сердечно-сосудистой системе человека и животных [106, 246, 268, 342], чувствительность процессов оармакокинетики [365], управление в ферментных системах 310]), или, наконец, в том, чтобы решать вопросы прогнозирования поведения физиологических систем [323]. При таком подходе о качестве системы можно судить только после упорядочения функций чувствительности, организации способа оценки степени влияния параметров системы на ее состояние. Одним [c.94]

В заключение важно отметить, что в подходах к проблеме химической эволюции у И. Р. Пригожина и А. П. Руденко есть много общего. Общим является отрицание актуалистических теорий и противопоставление им эмпирически обоснованных теорий, решающих вопрос о возникновении порядка из хаоса, о саморазвитии открытых химических систем. Общим является также привлечение в качестве отправного пункта неравновесной термодинамики, статистических, кинетических и информационных принципов, или методов, исследования. Различие же состоит главным образом в разных самоорганизующихся объектах и разных целях исследования. У Пригожина такими объектами являются макросистемы, а основная цель исследования — доказательство принципиальной возможности самоорганизации. Концепция Пригожина не описывает химическую эволюцию с естественным отбором. Руденко, напротив, исследует самоорганизацию микросистем, преследуя цель реконструкции всего хода химической эволюции через естественный отбор вплоть до выяснения механизма ее тупиковых форм и биогенеза. В этом смысле можно сказать, что теория Руденко предметнее отражает проблемы эволюционной химии как самостоятельной концептуальной системы. Эта теория может уже сегодня решать практические задачи освоения каталитического опыта живой природы и управления химическими процессами, относящимися к нестационарной технологии. Перед учением Пригожина такого рода задач сегодня поставить нельзя. Однако если говорить [c.216]

Теория управления и регулирования сделала большие успехи в исследовании различных систем связи и автоматических устройств. Затем было обращено внимание (Н. Винер) [251) на глубокое сходство между системами управления связи в технике и системами, обеспечивающими регулирование в живых организмах. Эта концепция, получившая развитие в тех областях, которые именуются применением кибернетики к биологии , ценна потому, что устанавливает взгляд на организм именно как на машину, а не как на собрание статистических единиц с весьма проблематичными перспективами самоорганизации. Правда, по-прежнему, остается неясным, почему хаотизированная и открытая среда породила столь сложные машины, но по крайней мере внимание направляется на свойства самих машин, а это дает надежду на отыскание законов, которые описывали бы не только среду или организм в отдельности, но и среду и организм как целое. [c.66]

Автоматизация управления процессом хлорирования воды с целью удаления примесей биологического происхождения представляет в П ш-ципе более сложную задачу. Содержание юлогических примесей, состоящих из живых организмов — простейших, бактерий, водорослей, фитопланктона, может быть определено только биологическими тестами, весьма сложными для автоматизации. Поэтому в этом случае приходится использовать упрощенные системы управления процессом хлорирования — хло рирование с дистанционным управлением дозировкой. [c.99]

КИБЕРНЕТИКА — наука об общих закономерностях процессов управления п организованных системах (маигинах, живых организмах и их объединениях). Впервые необходимость совместного изучения различных физич. систем унравления была обоснована в 1948 амер. ученым Н. Винером в его кииге Кибернетика . Им же введен и самый термин. К. зародилась как средстио обобщения теоретич. и нрактич. достижений автоматики, вычислительной техники, телемеханики и спязи, с одной стороны, и физиологии, психологии, генетики н т. и.— с другой. Важнейшая практич. цель [c.303]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология