Физиология и кибернетика

Кибернетика (от греч. kybernetike — искусство управления) — наука об управлении автоматизирован­ными процессами. Процессы управления, как известно, осуществляются путем сигналов, несущих определенную информацию. В организме та­кими сигналами являются нервные импульсы, имеющие электрическую природу, а также различные химические вещества.

Кибернетика изучает процессы восприятия, кодирования, переработки, хранения и воспроизведения информации. В организме для этих целей существуют специальные приборы и системы (рецепторы, нервные волокна, нервные клетки и т.д.).

Технические кибернетические устройства позволили создать модели, воспроизводя­щие некоторые функции нервной системы. Однако работа мозга в целом такому модели­рованию еще не поддается, и необходимы дальнейшие исследования.

Союз кибернетики и физиологии возник всего лишь три десятка лет назад, но за это время математический и технический арсенал современной кибернетики обеспечил значи­тельные успехи изучения и моделирования физиологических процессов.

Математика и вычислительная техника в физиологии. Одновременная (синхронная) регистрация физиологических процессов позволяет производить количественный анализ их и изучать взаимодействие между различными явлениями. Для этого необходимы точные математические методы, использование которых также знаменовало новую важ­ную ступень в развитии физиологии. Математизация исследований позволяет использо­вать в физиологии электронно-вычислительные машины. Это не только увеличивает ско­рость обработки информации, но и дает возможность производить такую обработку непосредственно в момент эксперимента, что позволяет менять его ход и задачи самого исследования в соответствии с получаемыми результатами.

Таким образом, как бы завершился виток спирали в развитии физиологии. На заре возникновения этой науки исследование, анализ и оценка результатов производились экспериментатором одновременно в процессе наблюдения, непосредственно во время самого эксперимента. Графическая регистрация позволила разделить эти процессы во времени и обрабатывать и анализировать результаты после окончания эксперимента. Радиоэлектроника и кибернетика сделали возможным вновь соединить анализ и обра­ботку результатов с проведением самого опыта, но на принципиально иной основе: одно­временно исследуется взаимодействие множества различных физиологических процессов и количественно анализируются результаты такого взаимодействия. Это позволило проводить так называемый управляемый автоматический эксперимент, в котором вычисли­тельная машина помогает исследователю не просто анализировать результаты, но и менять ход опыта и постановку задач, равно как и типы воздействия на организм, в зависимости от характера реакций организма, возникающих непосредственно в ходе опыта. Физика, математика, кибернетика и другие точные науки перевооружили фи­зиологию и предоставили врачу могучий арсенал современных технических средств для точной оценки функционального состояния организма и для воздействия на организм.

Математическое моделирование в физиологии. Знание физиологических закономер­ностей и количественных взаимоотношений между различными физиологическими про­цессами позволило создать их математические модели. С помощью таких моделей вос­производят эти процессы на электронно-вычислительных машинах, исследуя различные варианты реакций, т.е. возможных будущих их изменений при тех или иных воздей­ствиях на организм (лекарства, физические факторы или экстремальные условия окру­жающей среды). Уже сейчас союз физиологии и кибернетики оказался полезным при проведении тяжелых хирургических операций и в других чрезвычайных условиях, тре­бующих точной оценки как текущего состояния важнейших физиологических процессов организма, так и предвидения возможных изменений. Такой подход позволяет значи­тельно повысить надежность «человеческого фактора» в трудных и ответственных звень­ях современного производства.

Физиология XX в. имеет существенные успехи не только в области раскрытия меха­низмов процессов жизнедеятельности и управления этими процессами. Она осуществила прорыв в самую сложную и таинственную область—в область психических явлений.

Физиологическая основа психики — высшая нервная деятельность человека и жи­вотных стала одним из важных объектов физиологического исследования.