Читинская государственная медицинская академия,  г. Чита

Кибернетика  -   учение    об   алгоритмах    управления    сложными   системами,  связанными  с  переработкой  информации.  Кибернетический процесс есть упорядочение системы. Он позволяет и стабилизировать систему,  и обеспечить достижение полезного эффекта.  Мерой организованности системы является информация. [1] Существенной стороной процессов управления является наличие в системе обратных связей.  Обратные связи, сводящие внешнее воздействие к нулю, называют гомеостатическими. [1]

 Если гомеостаз не поддерживается, формируется проблема  (требующая разрешения). Переработкой принципиально новой информации в организме (млекопитающих) занимаются в основном нервная и иммунная (лимфоциты) системы совместно с антигенпрезентирующими клетками (макрофагами, дендритными клетками и иными). Именно лимфоциты и макрофаги скапливаются в проблемных зонах (в частности, воспаления) для управления регенерацией (восстановлением). Макрофаги (как биофабрики) могут насинтезировать нужные регуляторы, расчищают завалы некротической ткани; лимфоциты руководят расчисткой, как скульпторы убивают лишние клетки, высвобождают трансфер-фактор – РНК (рибонуклеиновую кислоту), захват которой иными лимфоцитами (и не только) позволяет информировать все зоны (иные локально специализированные лимфоциты /кожи, слизистых оболочек, дыхательной системы …/) об адаптивных решениях.

Есть  процессы,  которые  неплохо  корригируются и  перенаправляются  в точках бифуркаций согласно адаптивным или аттракторным наработкам.  Организм может выбрать  правильное  решение  в  развитии иммунного ответа. Например, при бруцеллезе антитела (в основном IgG) вредят, поскольку через них идет фагоцитоз бруцелл, что «на руку» бактериям, поскольку затем они  размножаются в цитоплазме макрофагов. У некоторых  больных начинается  синтез неполных одновалентных   (дефектных) антител,  почти не запускающих  фагоцитоз.  Какой механизм лежит в основе данной адаптации - перебор  вариантов или управление? Философия чаще  склоняется к дуализму решений.

 В  организме,  несомненно,  есть «капитан на корабле» - «Я». Произвольные движения, следуемые  за командой «Я» (встал, сел, согнул палец …) начинаются с активации  нейрона (открытия ионных каналов нейрона, находящихся, вероятно, в состоянии  метастабильности  и постоянных флуктуаций.

Организм как систему (целостность) условно обозначают кругом. В  целое  (круг)  явно  не  вписывается морфогенез, иммунная система, произвольные движения, выбор решения в игре (хотя в данной ситуации может «победить» привычный аттрактор) и др. Иерархию управления в организме изображают древом. Получается  дуализм круга и «креста» (в виде буквы «х» как начала ветвления древа - кроны и корней).   Управление (в иерархии древа) обычно подразумевается как временной процесс (реакция на команды), тем не менее управление через перераспределение («бюджета» /кислорода и пр./)  - пространственного характера.  В философии биологии плохо разработано обоснование таких состояний, как митоз клетки, сон млекопитающих, апоптоз клетки - т.е.  процессов, в течение которых система минимально реагирует на раздражители (погружена во «внутреннее»). Диада пространства-времени («режима пространства» - «режима времени» [2]) сочетается с диадой «внешнее-внутреннее». 

У растений целостность обеспечивается  гормонами (ауксинами, цитокининами и др.), электрическими потенциалами действия, микроритмами. [5] В «режиме пространства» же роль единого перераспределительного звена у растений может выполнять опорная механическая ткань (склеренхима [5], колленхима) по аналогии с ролью экстрацеллюлярного матрикса стромы у животных [3].

У животных в  большей степени, чем у растений, управление осуществляется через квоты - перераспределение кровотока, перераспределение эндорфинов и энкефалинов (синтезируемых, в частности, скопившимися и активированными лимфоцитами в проблемных зонах).  Согласно восточной медицине перераспределяется и некая энергия (по «энергетическим каналам»). Описаны световоды и у растений.

На  клеточном  уровне  «думают» предположительно  «микротрубочки» [4], генетический аппарат.  У любой мигрирующей клетки есть «Я» (целенаправленные действия, движения). Стационарное состояние клетки (с появлением дендритов, заякориванием в ткани) надо полагать вводит клетку в иное рабочее состояние. 

Биологические системы пытаются описать через синхронию («режим пространства») и диахронию («режим времени»). [6] Если части системы реагируют одна за другой, то данный тип состояния – диахрония; если реакция одновременная (согласованная) – синхрония.  Биологические системы как бы расположены в  двумерной матрице  (рис.) синхронной и диахронной иерархической организации. [6]

 

Рис.   1. Диахрония клеток поддерживается поступлением и транспортом веществ. Синхрония клеток (в затемненной области рисунка) поддерживается идентичностью короткоживущих молекул в любом временном срезе. [6]

2. Двумерная матрица организационной иерархии. Вертикальная ось показывает временное (диахроническое) измерение,  горизонтальная ось - пространственное (синхронное) измерение.  Диахрония  отношений «части и целого» обозначена вертикальной линией,  синхронные отношения - горизонтальной линией. [6]

Природа иерархична (соподчинена) в пространстве (командам морфогенеза …) и во времени (реакции на раздражители). Прослеживается дуализм   «внешнего /экзосреды/ и внутреннего», во внутреннем -  дуализм «древа соподчинения» и «круга» (тоже с реакциями на внешние раздражители; работа над внутренними проблемами); в круге (системе) последнее также можно разделить на диадные состояния как бы «сна» («режима пространства» /эмбриогенез …/) и активной работы.  Налицо принцип вложенности (но не фрактальность). Кибернетические процессы в живых организмах следует рассматривать  как минимум с двух  принципиально разных состояний живого – синхронии и диахронии.  

  Литература

1. Гладилин А.П. Концепции современного естествознания: Обзорная лекция с тестовыми заданиями и контрольными для студентов заочной и очной форм обучения / Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности. - М., 2005. - 72 с.  

2. Ложкина А.Н., Алешкин В.А. Нужны термины взамен предложенных "режим пространства"-"режим времени" // Современный мир, природа и человек.- Сб.науч.тр. (Томск) - 2009. - Т. 1, N 2. - С. 151-154.

3. Ложкина А.Н., Дульянинова А.Ю. Фибрин, соединительная ткань и пространственный морфогенез // Вопросы патогенеза типовых патологических процессов: Труды Всерос. научно-практ. конф. - Новосибирск: Сибмедиздат НГМУ, 2009. - С. 226-230.

4. Пенроуз   Р.  Тени разума: в поисках науки о сознании. – Москва-Ижевск:  Институт  компьютерных  исследований, 2005. -  688 с.  (С. 549-551)

5. Степанов С.А. Проблема целостности растения на современном этапе развития биологии // Известия Саратовского университета. – 2008. – Т. 8. Сер. Химия. Биология. Экология. – Вып. 2. – С. 1-8.

6. Nakajima, Toshiyuki   Synchronic and diachronic hierarchies of living systems // International journal of general systems. -2004. - V. 33, N 5. – P. 505-526.