Анализ различных результатов взаимодействия систем (правило АРР-ВС)

Если нужно предсказать заранее неизвестный результат взаимодействия систем, или найти причину получения различных результатов при взаимодействии разных систем, необходимо построить узлы пересечения рассматриваемых систем и сравнить различия в узлах пересечения с особенностями ожидаемых или уже полученных результатов.

Правило АРР-ВС имеет две формы. Если различия узлов пересечения известны заранее и нужно предсказать различия ожидаемых результатов взаимодействия систем, будем говорить о прямом правиле АРР-ВС. Если известны различия полученных результатов и нужно найти объясняющие их различия в узлах пересечения, то в этом случае применяют обратное правило АРР-ВС.

Для иллюстрации использования каждой из указанных форм правила АРР-ВС вернемся к рассмотренному выше примеру свертывания крови в двух разных пробирках.

Пример 4.8. Допустим, мы не знаем заранее, в какой из пробирок кровь свернется быстрее. Этот результат нужно предсказать. Но зато нам заранее известно, в чем состоят различия между пробирками. В одной стенки стеклянные, в другой покрыты парафином. Построим узлы пересечения. Со стороны системы «кровь» в нем находится элемент «кровяные факторы свертывания». Со стороны системы «пробирка» – элемент «внутренняя поверхность стенок», который непосредственно взаимодействует с кровью. Для того чтобы начался процесс свертывания, должно произойти разрушение тромбоцитов и эритроцитов, что приведет к освобождению факторов свертывания. Таким образом со стороны системы «кровь» в узел пересечения нужно включить обозначенный более точно элемент «разрушение клеток крови». Это разрушение происходит за счет трения между кровью и стенками пробирки.

Итак, мы построили узел пересечения, после чего нетрудно установить, что взаимодействие систем в этом узле будет происходить по-разному. Парафин почти не смачивается водой, а следовательно, и кровью. Поэтому в «парафиновой» пробирке трение будет значительно меньше и форменные элементы будут разрушаться в ней медленней. Соответственно медленней будет происходить и свертывание.

Пример 4.9. Для обратного правила АРР-ВС условие задачи будет вы – глядеть несколько иначе. В две пробирки поместили свежие порции одной и той же крови. В первой пробирке свертывание произошло медленней, чем во второй. Почему?

Решение. Точно так же, как и в предыдущем примере, мы должны построить узлы пересечения, рассуждая аналогичным образом. Однако, в данном случае мы незнаем, чем различались пробирки. Значит, нужно или выяснить это, или предположить, что в первой пробирки стенки были из плохо смачиваемого кровью материала, в частности, покрыты парафином, воском и т. п. Но возможны и другие варианты. Например, в первую пробирку кровь осторожно выпускали из пипетки на дно, а во вторую наливали по стенкам. В этом случае узлы пересечения несколько изменятся, но сущность происходящих в них процессов останется прежней.

Пример 4.10. В Италии есть так называемая «собачья пещера». Свое название она получила потому, что человек, находящийся некоторое время в этой пещере, остается невредимым, а собаки погибают. В чем причина?

Внимание!Попробуйте предложить эту задачу своим товарищам при условии, что ответ заранее им неизвестен. Можно не сомневаться, что решение будут искать путем беспорядочного перебора. «А может это?» «А может так?»

Кто-то догадается сразу, кто-то с третьей – четвертой попытки, кто-то вообще не догадается. Но вся беда в том, что даже самый удачливый не извлечет из своей догадки полезного опыта и следующую задачу опять начнет решать методом перебора. А на этот раз ему может и не повезти. Смысл и эффективность работы по правилам в том и состоит, что умеющий ими пользоваться просто обязан добиваться успеха. Разумеется, если правила «правильные». А теперь перейдем к решению нашего примера:

Решение. Итак, имеются две системы – «человек» и «собака» и две квазисистемы – «обычная среда» и «пещера». Система (квазисистема) «обычные условия» при пересечении с системами «человек» и «собака» никаких интересующих нас изменений не вызывает. А вот система (квазисистема) «пещера» вызывает гибель системы «собака», при пересечении с ней. Таким образом нам нужно проанализировать две ситуации.

Ситуация 2-1. Две системы «обычные условия» и «пещера» действуют на систему «собака» Результаты взаимодействия систем резко отличаются – нормальное состояние в одном случае и гибель в другом. Поскольку различия результатов известны, применим обратное правило АРР-ВС.

Ситуация 1-2. Система «пещера» пересекается одновременно с двумя системами – «человек» и «собака». Человек не страдает, а собака погибает. Понятно, что и здесь следует использовать обратное правило АРР-ВС. Приступим к делу.

Итак, рассмотрим ситуацию 2-1. Проанализируем элементы, характерные для системы «пещера». Это темнота, холод, возможность выделения газов, наличие боковых коридоров, сталагмиты и сталактиты, подземные реки и озера и т.д. Какие из этих элементов могут представлять опасность для жизни? Очевидно, холод, газы, подземные водные пространства. Эти элементы могут входить в узлы пересечения с какими-то элементами систем «человек» и «собака». Но от холода собака защищена лучше человека, возможность утонуть чисто случайна и не может угрожать только собакам. Остается действие газов.

Теперь перейдем к ситуации 1-2. Очевидно, что опасный для жизни газ попадает в организм только через органы дыхания. Тогда в узле пересечения оказываются элементы «вредный газ» и «нос». Наверно, Вам уже все стало ясно. Но иногда ситуация бывает весьма сложной и не удается сразу найти элемент, который входит в узел пересечения и определяет различия получаемых результатов. В таком случае целесообразно рассмотреть достаточно большое количество различий между сравниваемыми системами и попытаться найти среди них тот элемент, который может войти в узел пересечения и повлиять на получаемый результат.

Система «пещера» пока по непонятной для нас причине губительным образом влияет на собаку, но не на человека. Тогда начнем анализировать различия между этими системами. Поскольку наш пример носит тренировочный характер, постараемся перечислить побольше элементов, хотя некоторые из них вряд ли имеют отношение к обсуждаемым результатам.

Итак, каковы же эти различия?

Теперь произведем несложный анализ. Конечно, дело не в наличии у собаки хвоста, шерсти, четырех ног и умения лаять. Главное – рост. Нос у собаки находится внизу, а у человека значительно выше. Остается только предположить, что токсичный газ тяжелее воздуха. Так оно и есть. В пещере выделяется углекислый газ, который скапливается внизу. В силу низкого роста собака оказывается в атмосфере углекислого газа и дышит им, что достаточно быстро приводит к параличу дыхательного центра. Спасти беднягу от гибели нетрудно. Достаточно взять ее на руки. Но для этого необходимо было предварительно решить задачу.

Вы могли подумать, что решение данной задачи не обязательно требовало столь подробных рассуждений. Но, если Вы хотите овладеть важным свойством эффективного мышления – последовательностью, то надо заставить себя не прыгать сразу через несколько ступенек, а научиться преодолевать их одну за другой. Ступеньки ведь бывают разные и пока не выработался уверенный навык последовательного продвижения к цели, торопиться не надо.

Пример 4.11. В больницу поступил больной, отравившийся барбитуратами. При этой патологии резко понижается чувствительность нейронов дыхательного центра к углекислому газу. Врач решил назначить дыхание чистым кислородом. К чему это может привести?

Решение. Нужно предсказать результат взаимодействия. Значит, применим прямое правило АРР-ВС. Итак, взаимодействуют системы «газы крови» и «дыхательный центр». Из системы «дыхательный центр» в узле пересечения находится элемент «нейроны центра». Точнее, «возбудимость нейронов». Из системы «газы крови» в узел пересечения следует включить элементы «углекислый газ» (избыток) и «кислород» (недостаток). Оба этих элемента взаимодействуют с элементом «возбудимость нейронов», вызывая возбуждение дыхательного центра. Теперь сравним узлы пересечения для здорового и больного человека. Разница в том, что у больного с отравлением в узле пересечения отсутствует элемент «избыток углекислого газа». Значит, у больного в отличие от здорового человека в узле пересечения остался только один раздражитель нейронов дыхательного центра – снижение количества кислорода в крови. При дыхании чистым кислородом и этот фактор будет устранен. В результате дыхательный центр не сможет возбуждаться, что создаст серьезную угрозу жизни больного.

Таким образом и на данном примере Вы имели возможность убедиться в том, что сущность правила АРР-ВС заключается в сравнении различий в узлах пересечения взаимодействующих систем с различиями получаемых результатов.

Пример 4.12. Это реальная история, рассказанная знаменитым ученым, автором учения о стрессе Гансом Селье. В институте, которым он руководил, в двух лабораториях ставили одинаковые опыты. Лаборантки вводили крысам один и тот же препарат. И вот здесь начались чудеса. В одной лаборатории большинство крыс погибали, как и ожидалось. А в другой лаборатории результат оказался отрицательным – крысы остались живыми. Никто не мог понять, в чем дело. Обе лаборантки были опытными и добросовестными. Использовалось одно и то же вещество, доза его строго выдерживалась. Не хватало только одного – знания правила АРР-ВС. В соответствии с этим правилом при построении узлов пересечения нужно учитывать все без исключения элементы, которые могут принимать участие во взаимодействии систем. Поэтому рассмотрим более подробно ситуацию, долгое время не поддававшуюся объяснению.

Взаимодействующие системы – «инъекция» и «крыса». Инъекцию делали подкожно, поэтому элементы системы «крыса», входящие в узел пересечения, можно обозначить как «кожа» и «подкожное пространство». Элементы системы «инъекция» – это игла шприца, вещество и его доза, область инъекции и, наконец, человек, производящий инъекцию. Все эти элементы в обеих лабораториях оказались совершенно одинаковыми, о чем и сообщили врачи, которых Селье просил выяснить причину столь различных результатов. Правда, разными были лаборантки, но проверяющие утверждали, что они все делали одинаково. Получалась какая-то чертовщина – все одинаково, а результаты совершенно разные. Загадку разгадал сам Селье, который оказался более дотошным наблюдателем, чем его сотрудники. Но прежде чем Вы узнаете причину столь загадочного события, рассмотрим еще одно важное положение.

При любом взаимодействии систем могут включиться случайные факторы, которые не входят в состав этих систем и поэтому обычно не оказываются в узле пересечения. Примеров этому множество. Беда в том, что о таких случайных факторах, как правило, не думают, специально их не ищут и обнаруживают в большинстве случаев тоже случайно. Об этом всегда следует помнить, когда анализ узлов пересечения, состоящих из обычных для анализируемых систем элементов, не дает результатов.

Итак, что же происходило в институте Селье? Оказалось, что никто не обратил внимания на ситуацию, возникающую после выполнения инъекции. Дело в том, что при подкожной инъекции введенная жидкость не может всосаться сразу же. Поэтому в месте введения под кожей образуется бугорок – так называемая папула, которая затем постепенно и довольно медленно рассасывается и введенное вещество поступает в кровь. В одной лаборатории все так и происходило. Следовательно, узел пересечения включал элементы «папула» и «всасывание препарата». А в другой лаборатории сыграл решающую роль случайный фактор, на что обратил внимание только сам Селье. Дальше приведем цитату из книги Селье. «Я настоял на повторении эксперимента в присутствии обеих лаборанток и причина расхождения сразу же стала очевидной. Лаборантка с восьмого этажа вводила экстракт гормона в обширную подкожную зону и затем массировала это место, чтобы препарат распределился равномерно. Но такая процедура очевидным образом вела к столь быстрому всасыванию гормона на большой поверхности, что большая его часть исчезала или разрушалась еще до того, как оказывала устойчивое влияние на кальциевый обмен. В то же время на седьмом этаже лаборантка вводила всю дозу в одну точку, на этом месте образовывался пузырек, который рассасывался очень медленно и потому оказывал более устойчивое воздействие».

Таким образом различия полученных результатов оказались закономерным следствием различия узлов пересечения. В одном из них появился новый элемент – «массаж папулы». Он повлиял на свойства элемента «всасывание препарата», что и привело к измененному результату.

Вы могли убедиться в том, что обратное правило АРР-ВС помогает решать самые различные задачи, разгадывать весьма трудные загадки. Оно имеет еще одно полезное свойство, о чем свидетельствует только что рассмотренный пример.

Так, в институте Селье после истории с массажем папулы поняли, что при работе с некоторыми препаратами необходимо обязательно обеспечивать медленное их всасывание и стали специально следить за этим.

Мы рассмотрели правила, которые окажут Вам существенную помощь при решении задач. Если они показались Вам не совсем обычными – это совершенно естественно. К сожалению, до сих пор очень многие решают свои задачи старым методом проб и Ошибок, основанном на достаточно бессистемном переборе вариантов, часто весьма и весьма многочисленных. Если же Вы освоите хотя бы в начальной степени системный подход, то перед Вами откроются прекрасные новые горизонты. Чего Вам автор от души желает.

***

Автор желает Вам успешного и интересного плавания в океане задач. И всегда помните – дорогу осилит идущий!

В заключение повторим окончательный порядок работы при самостоятельном решении задач.

1. Внимательно ознакомьтесь с условием задачи. Не читайте его бегло.

2. Убедитесь в правильном понимании всех специальных терминов. Если потребуется, проверьте себя по «Словарю физиологических терминов» или по любому учебнику физиологии.

3. Если Вы чувствуете, что недостаточно хорошо знаете фактический материал, который необходим для решения той или иной задачи, прочитайте соответствующий раздел в одном из учебников, указанных во введении.

4. Определите, достаточно ли сложна задача, чтобы решать ее по правилам АС и АРР-ВС. Некоторые задачи, особенно вводные, весьма простые и поэтому можно решать их, не прибегая к правилам.

5. Внимательно продумайте условие и выберите правило (АСС, АСФ, САС, или АРР-ВС), которое Вы предполагаете использовать при решении. В случае сомнений на этот счет можно заглянуть в «Указатель правил, используемых при решении задач», приведенный в конце книги.

6. В ходе решения следите за строгой последовательностью рассуждений. Это означает, что последующее рассуждение должно быть логически связано с предыдущим.

Внимание!Даже если ответ на очередной вопрос кажется Вам очевидным, не следует на первых порах «перепрыгивать» через него. Важно овладеть методикой решения, не пропуская ни одного ее этапа. В дальнейшем, когда Вы приобретете опыт, можно будет двигаться вперед более крупными шагами.

7. Решив задачу, сравните результат с ответом в разделе «Решения». Проанализируйте различия Вашего решения и ответа, если они имеют место.

В тексте часто повторяются некоторые термины, например, потенциал действия, ацетилхолин и т. п. Все они в дальнейшем будут даваться в сокращенном виде – ПД, АХ и т.д. Список сокращений приводится в конце книги.

Итак, все готово для того, чтобы поднять паруса и отправиться в океан задач. Но перед этим познакомьтесь еще с одной главой, которая должна помочь Вам ориентироваться в рисунках, сопровождающих физиологические тексты. Такой навык очень пригодится при работе с физиологической литературой.