Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
В живых организмах регулировки чаще всего осуществляются по двум противоположно действующим, как бы «борющимся», каналам. Так, например, к сердцу подходят 10* 147
¦ г
—t
б)
»)
Рис. 6.8. Примеры реакций органических систем с обратной связью на внешнее возбуждение типа единичного импульса.
а) возбудимость сетчзтки глаза в зависимости от времени после однократного раздражения электрическим током (по Мотокава), б) изменение скорости ростз рзстения после переноса его из темноты иа свет (по Блаув), в) изменение водородного показзтеля (pH) крови собаки после вдыхания углекислоты (по Гольвят* церу). Момент вдыхания отмечен черточками на оси времени.
148
два регулирующих нервных ствола — блуждающий нерв и ветвь симпатического нерва. Периодические сокращения сердца могут протекать независимо от воздействия обоих этих нервов. Однако оба нерва оказывают воздействие на работу сердца. Возбуждение ветви симпатического нерва вызывает ускорение и усиление сердцебиения, возбуждение блуждающего — замедляет сердцебиение и даже прекращает его возсе. Воздействия обоих нервов на сердце передаются с помощью нейтрогуморов — ацетилхолина и
5
^по
§f60
25
3-20
I#
§
1 ш
J г
ft /
| КоитрслШя группа \
I V IN**
О 5
10 15 Z0 25 30 36 40 43 врет, су тки
Рис. 6.9. Примеры реакций органических систем с обратной связью на внешнее возбуждение типа единичного импульса и единичного
скачка.
а) изменение содержания сахара а крови после приема внутрь 25 и 100 граммов глюкозы (по Францу), б) выделение азота с мочой,, после резкого увеличения содержания белков в пище (по Йошимура).
симпатина, соответственно. Ритм работы сердца определяется, таким образом, уровнем возбуждения обоих нервов, действующих в противоположных направлениях: уменьшение возбуждения одного действует примерно так же, как усиление возбуждения другого.
Не только сердце регулируется подобным образом. Вся автономная или симпатическая нервная система делится на два раздела: ортосимпатическую и пара-
симпатическую системы. Клетки первой располагаются глазным образом вдоль позвоночного столба (вне спинного мозга), клетки второй образуют узлы (ганглии)
149
в различных участках тела, располагаясь рядом с 'Внутренними органами. Функционально каждый внутренний орган испытывает противоположные воздействия от обеих систем; если одна тормозит его функции, другая — возбуждает их. Чувствительность обеих систем к воздействию химических веществ совершенно различна.
Пользуясь техническими терминами, можно сказать, что мы имеем некоторое подобие балансной системы, когда положительные воздействия передаются отдельно от отрицательных, по отдельным цепям. Такая система раздельной передачи положительных и отрицательных воздействий по разным каналам в живом организме неизбежна, так как по нервам могут передаваться возбуждения лишь одного знака, от состояния покоя и до максимума.
Рефлексы
Не только вегетативные функции внутренних органов регулируются механизмами с обратной связью. Такие же механизмы в ряде случаев действуют и в управлении скелетной мускулатурой. К их числу относятся антигравитационные механизмы, обеспечивающие устойчивость тела в поле тяжести, регулировки, создающие наилучшие условия работы рецепторов, а также многие другие безусловные рефлексы.
Скелетные мышцы, обеспечивающие устойчивое положение нашего тела в поле тяжести, например мышцы ног и опины, всегда несколько напряжены. Состояние напряжения мышц вызывает раздражение особых чувствительных окончаний афферентных нервов, расположенных в мышцах и суставах. (Благодаря этим проприоцептивным или интрорецептивным нервам внутренней чувствительности мы знаем о положении наших членов тела, не глядя на них). Если мышца ноги окажется дополнительно растянутой или сокращенной за счет -внешнего воздействия (как это случается, например, когда мы спускаемся на лыжах с горы по неровному склону), вследствие автоматической реакции произойдет удлинение или сокращение мышцы таким образом, что нога не потеряет контакта с почвой и не передаст нашему телу опрокидывающего толчка; мышца автоматически приспособится к изменению внешней нагрузки. Регулирующий механизм безусловного рефлекса состоит из афферентных нервов, поднимающихся от чувствительных окончаний к спинному мозгу, промежуточных нервных связей в тканях спинного мозга, эфферентных