Классификация биокибернетики. Особенности биокибернетических систем.

Биологическая кибернетик а – это научное направление, в котором идеи, методы и технические средства кибернетики применяются к биологии. Биологическая кибернетика изучает организацию и управление в биологических объектах главным образом с точки зрения происходящих при этом процессов восприятия, передачи и переработки информации. Биологическую кибернетику можно разделить на теоретическую и практическую. Основная задача теоретической биокибернетики – изучение общих вопросов управления, получения, хранения, переработки и передачи информации в живых системах. Практическая биокибернетика занимается моделированием структуры и поведения биологических систем. Частью этого направления является конструирование искусственных систем, воспроизводящих деятельность отдельных органов, их внутренние связи и внешние взаимодействия. Биологическая кибернетика изучает специфические для животных общие принципы и конкретные механизмы целесообразного саморегулирования и активного взаимодействия с окружающей средой. Биологическая кибернетика изучает явления жизни с точки зрения происходящих в живых системах:

1) процессов самоорганизации систем;

2) информационных процессов;

3) процессов управления.

Биологические кибернетические системы – это сложные и очень сложные, вероятностные, открытые системы, обменивающиеся с внешней средой веществом, энергией и информацией Биологические кибернетические системы имеют ряд специфических особенностей, характеризующих жизнь, а именно: способность к росту и размножению, самообновлению и эволюции. Кроме того биокибернетические системы отличаются от других кибернетических систем:

Ø Вариабельностью элементов. В частности биологические системы отличаются вариабельностью элементов даже в аналогичных системах, что проявляется, например, индивидуальными отличиями в деталях строения и физиологических параметрах однотипных организмов.

Ø Высокой динамичностью. Для них характерны непрерывные изменения функционального состояния, что обусловлено необходимостью постоянного приспособления к изменяющимся условиям внешней среды. С этим связано непрерывное регулирование, происходящее на всех уровнях и во всех звеньях системы в процессе жизнедеятельности организма.

Ø Сложностью. Они имеют сложную структуру с большим количеством подсистем и составляющих их элементов с разнообразными связями между ними. В порядке возрастания сложности и соподчинения условно выделяют следующие

уровни биологических систем:

а) субклеточный,

б) клеточный,

в) тканевый,

г) уровень органов и функциональных систем,

д) организм как целое,

е) биоциноптический уровень.

Ø Надежностью, обеспечиваемой высокоразвитой способностью к регенерации при различных повреждениях, а также постоянным самообновлением структурных элементов системы.

Биологическую кибернетику подразделяют на медицинскую, физиологическую, психологическую, нейрокибернетику. Кроме того выделяют еще одно направление, появившееся сравнительно недавно – бионику.

Медицинская кибернетика – направление кибернетики, изучающее проблемы организации и управления в медицине и здравоохранении. Она занимается моделированием заболеваний и использованием моделей для диагностики, прогнозирования и лечения.

Физиологическая кибернетика изучает структурную и функциональную организацию а также регулирование и управление в организмах животных и человека на уровне клеток, органов и их систем в норме и патологии. В физиологических системах наблюдаются все виды регулирования: стабилизирующее, регулирование по заданной программе, прогностическое, оптимальное и адаптивное. Однако наиболее замечательным свойством этих систем является высокоразвитая способность целесообразного саморегулирования, самоорганизации и самосовершенствования.

Нейрокибернетика изучает организацию и управление в нервной системе высших животных и человека преимущественно с точки зрения происходящих при этом процессов восприятия, хранения, передачи и преобразования информации. Информация, поступающая из внешней среды (а также из внутренней среды самого организма) в форме различных раздражений воспринимается нервными рецепторами и кодируется в форме импульсов возбуждения, которые передаются по нервным проводникам. В основные задачи нейрокибернетики входят: 1) изучение свойств нервной клетки (нейрона) и нейронных ансамблей (сетей) и механизма переработки в них информации; 2) моделирование и изучение рецепторных систем (органов чувств); 3) моделирование отдельных функций головного мозга (распознавание образов, образование понятий и эмоций, памяти и т.д.).

Психологическая кибернетика моделирует психику на основе изучения поведения человека. В частности она изучает взаимодействие подсистем мозга при формировании поведения и др.

Бионика занимает промежуточное звено между биологической и технической кибернетикой. Бионика – это наука об использовании моделей биологических процессов и механизмов в качестве прототипов для совершенствования и создания новых технических устройств.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: