Системы и закономерности их функционирования (стр. 4 из 10)

- синтез оптимальних пристроїв виведення інформації і органів управління, що дозволять людині втрутитися в роботу технічної системи;

- оптимальний розподіл функцій між людиною-оператором і автоматами в системі;

- контроль за станом людини-оператора, динамічна діагностика його стану і на цій основі рішення про допуск його до оперативного управління технічними системами, до рішення певної тактичної задачі, повторний оперативний перерозподіл функцій.

Рис.1.4. Задачі психологічної кібернетики

Ці задачі вирішуються в теорії ергатичних систем (ергатична система – складна система управління, складовою частиною якої є людина-оператор або група операторів, наприклад, система керування літаком тощо). Рішення задачі моделювання взаємодії людей приводить до оптимізації розподілу функцій між членами колективу, що виконує одну задачу. Найбільш простим прикладом може служити розподіл трудових операцій між людьми на конвейєрі, а найбільш складним - взаємодія вчителя з учнями в процесі виховання і навчання. Нарешті, моделювання взаємодії людей між собою в рамках тієї або іншої соціальної системи складає основу аналізу соціологічних систем.

Прикладна біокібернетика. Розглянемо основні розділи біокібернетики (рис. 1.5). Видно, що організація охорони здоров'я і біотехніка входять до складу прикладної біокібернетики. Проте в теоретичній біокібернетиці ці розділи включалися в медичну кібернетику як її складові частини. Таке співвідношення між цими розділами виправдане відмінністю в предметі і специфіці методів дослідження кожного з цих розділів. У медичній кібернетиці людина з усіма її підсистемами є об'єктом вивчення, а методи, що застосовуються - специфічні для біокібернетики. При рішенні задач організації охорони здоров'я об'єктом вивчення є системи обслуговування, що включають людину як елемент; методи, що застосовуються, специфічні для економічної кібернетики.

Розвиток біокібернетики дозволив поставити по-новому рішення задач синтезу функціональних замінників органів і систем людини. У різного роду біотехнічних комплексах людина виступає як система, частина якої замінена технічним пристроєм. Тому біотехніку доцільно виділити в якості розділу прикладної біокібернетики, що тісно пов'язаний з технічною кібернетикою.

Рис. 1.5. Складові прикладної біокібернетики

У зв'язку із втручанням людини, що постійно посилюється, в функціонування навколишнього середовища і зворотним впливом зміненого середовища на людину вельми актуальним стає вивчення систем, в які вона входить як елемент. Це різного роду екологічні системи, які зазнають наукового аналізу і для яких вирішена вже досить значна кількість задач. Сукупність і значущість проблем, які необхідно вирішити в цій області, вимагає в якості окремого розділу прикладної біокібернетики виділити біосоціальну кібернетику, де людина виступає не тільки як елемент екологічної системи, але і як соціальна одиниця суспільства.

Розвиток теоретичної біокібернетики на початковому етапі був пов'язаний в основному із задачами аналізу різних біологічних систем. Внаслідок важливості вивчення роботи мозку і нервової клітини як його структурного елемента пройшло виділення нейрокібернетики в самостійний розділ. У подальшому аналогічне положення склалося для фізіологічної і психологічної кібернетики. Вважалося, що об'єктом дослідження цих розділів є робота біологічних систем в нормі. На медичну кібернетику покладалося вивчення патології цих же біосистем. Однак як тільки виникає необхідність рішення практичних задач (діагностика, прогнозування і управління) для одних і тих же об'єктів, стає необхідним сумістити знання про норму і патологію в єдине ціле. З цієї точки зору підпорядкування фізіологічної, нейро- та психологічної кібернетики медичній кібернетиці стає очевидним (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Розділи медичної кібернетики та її ієрархічні рівні об'єктів дослідження.

Розглянемо тепер біосистеми організму людини відповідно до їх ієрархічного рівня (рис. 1.6.) Субклітинні системи вивчаються як фізіологічною кібернетикою, так і нейрокібернетикою. При цьому фізіологічна кібернетика вивчає субклітинні структури (гістологія, гістохімія), їх взаємозв'язок і взаємодію на рівні речовини (біохімія), енергії (біофізика), кодування, зберігання і відтворення інформації (генетика), а нейрокібернетика - біохімічні і біофізичні процеси збудливості.

Рівень клітини є об'єктом дослідження цих же розділів. До перерахованих вище розділів наук в фізіологічній кібернетиці додається фізіологія і патофізіологія клітини, а в нейрокібернетиці - нейрофізіологія.

Рівень органів і систем органів фізіологічною кібернетикою вивчається в плані внутрішньої сфери організму, а нейрокібернетикою - в плані аналізаторних систем. Рецепторний апарат аналізаторних систем (наприклад, око, вухо) є об'єктом вивчення обох розділів. Цей ієрархічний рівень систем людини є об'єктом дослідження більшості клінічних спеціальностей (кардіологія, пневмологія, онкологія, гастроентерологія, урологія, неврологія, офтальмологія, оториноларингологія).

Оскільки мозок являє собою центральний керуючий орган по відношенню до нервової системи і систем внутрішньої сфери, а по відношенню до психічної діяльності виступає як нейрофізіологичний субстрат, він є об'єктом дослідження всіх трьох розділів медичної кібернетики. На цьому ієрархічному рівні не можна провести чітку грань між клінічними спеціалізаціями трьох розділів медичної кібернетики. Стосовно фізіологічної кібернетики - це вивчення центральних механізмів регуляції систем внутрішньої сфери в нормі і патології, нейрокібернетика - вивчення структури і функції центральної нервової системи в нормі і патології, психологічна кібернетики вивчення процесів відчуття, сприйняття, пам'яті, мислення, прийняття рішення як результат структурно-функціонального стану мозку.

Наступний ієрархічний рівень - цілісний організм - інтегрує всі попередні і природно є об'єктом дослідження всіх трьох розділів медичної кібернетики. На цьому рівні всі процеси необхідно розглядати взаємопов'язано. Життєдіяльність цілісного організму є інтегральним виявом рівноправної взаємодії психологічної, нейрофізіологічної і власне фізіологічної сфер.

Взаємопов’язаність та взаємне підпорядкування всіх систем різних ієрархічних рівнів і їх інтеграція в цілісному організмі ілюструє правомірність розподілу об'єктів по фізіологічній кібернетиці, нейрокібернетиці і психологічній кібернетиці і об'єднання цих розділів в медичну кібернетику (див. рис. 1.6).

Особливе місце займає наступний ієрархічний рівень - взаємодія людей. Розвиток засобів спілкування людей між собою і формування суспільства зробив людину біосоціальною одиницею. З позицій медичної кібернетики і її розділу - психологічної кібернетики - важливе значення має вивчення взаємовідношення людей і порушення цих взаємовідносин.

Задачі і цілі медичної кібернетики при вивченні біосистеми всіх ієрархічних рівнів можуть бути зведені до наступних. Теоретичне дослідження біосистеми пов'язане з побудовою теорії нормального їх функціонування і функціонування їх в умовах самих різних порушень. Рішення цієї задачі дає можливість отримати інформацію, на основі якої можуть бути вирішені задачі діагностики норми і патології. Внаслідок мінливості динамічної природи біосистеми виникає задача прогнозування процесів, що протікають в цих системах у часі. Виявлення закономірностей процесів в біосистемі дозволяє поставити задачу управління ними в нормі і патології, яка і є найбільш складною.

Людина і середовище знаходяться в постійній взаємодії. Поняття навколишнього середовища дуже ємне, воно охоплює як природне фізичне середовище, так і штучне, створене людиною внаслідок його виробничої діяльності. У природне середовище потрібно включати фізичні і хімічні елементи біосфери (воду, повітря, грунт і інші), біологічні елементи біосфери (флору і фауну). Штучне середовище включає елементи, що змінюють фізичний і хімічний склад навколишнього середовища, і чинники, що впливають на організм людини (забруднення повітря, води і грунтів, штучна радіація, шум, вібрація, екстремальні умови, інтенсифікація трудової діяльності).

Ще І.М.Сеченов підкреслював, що організм без зовнішнього середовища, що підтримує його існування, неможливий. Більш того він вважав, що в наукове визначення організму повинне входити і середовище, що впливає на нього. Позиція І.М.Сеченова дуже актуальна в наш час, коли не тільки людина зазнає впливу чинників зовнішнього середовища, але і сама активно впливає на неї. Сучасний рівень розвитку науки і техніки дозволяє людині значно змінювати, перетворювати вать навколишнє природне середовище. Все більш глибоко пізнаючи закони природи і саму себе, вона свідомо прагне зберегти себе як вид, пристосовуючи умови до своїх соціальних потреб і біологічних можливостей. Людський організм залежить як від природних, так і від соціальних умов існування.

На рис. 1.7 представлена схема розділів біосоціальної кібернетики. У основу розділів покладено розподіл всієї природи на неорганічну і органічну. Зміст цих розділів складає вивчення взаємодії людини з навколишнім середовищем. Взаємодія людини з життєвим середовищем є об'єктом дослідження загальної і комунальної гігієни, радіаційної гігієни. Взаємодія людини з виробничим середовищем - об'єкт гігієни труда і профзахворювань, гігієни дітей і підлітків. Взаємодія людини з рослинним і тваринним світом з точки зору виникнення захворювань специфічної етіології є об'єктом дослідження таких медичних дисциплін, як мікробіологія, епідеміологія, паразитологія, мікологія, і інших. Перераховані спеціальності віднесені до біосоціальної кібернетики в зв'язку з тим, що в цьому випадку людина вивчається не як окрема система, а як елемент складної системи.