Багатоплановий потік інформації...

Фізіологія - медико-біологічна наука, що вивчає функції та процеси в цілісному організмі та його частинах (системах, органах, тканинах, клітинах) у взаємодії з навколишнім середовищем у динаміці життєвих процесів.

У процесі розвитку та становлення фізіологія пройшла кілька етапів: емпіричний, анатомо-функціональний, функціональний. На кожному етапі у вивченні фізіологічного процесу чи явища було два напрямки (підходи) – аналітичний та системний.

Аналітичний напрямок характеризується вивченням конкретного процесу в живому об'єкті (органі, тканині або клітині) як самостійний, тобто поза зв'язком з іншими процесами в цьому об'єкті. Такий напрямок дає всебічне уявлення про механізми цього процесу.

Системний напрямок має на меті вивчити конкретний процес у взаємозв'язку з іншими процесами, що відбуваються на рівні організму як єдиного цілого.

Для фізіології як науки необхідні обидва напрями. На різних етапах розвитку фізіології співвідношення цих напрямів змінювалося: на ранніх етапах розвитку фізіології переважав аналітичний напрямок, більш пізніх - системний. Для сучасного етапу характерне подальше поглиблення аналітичного підходу (вивчення процесів на клітинному, субклітинному та молекулярному рівнях). Разом з тим стало звичним вивчення співвідношення цих процесів з процесами цілісного організму. Відкриття системних закономірностей у діяльності живих організмів показало, що з виконання певних функцій відбувається вибіркове об'єднання його окремих органів прокуратури та систем органів, що забезпечує досягнення кінцевого корисного пристосувального результату. Такі об'єднання було названо Π. К. Анохіним функціональними системами.

Функціональнасистема (ФС) - саморегульована організація, динамічно і вибірково об'єднує ЦНС і периферичні органи на основі нервових і гуморальних регуляцій для досягнення корисних результатів, що відносяться.

Дещо про значення термінів:

1) саморегулююча - діє проти волі та свідомість, автоматично;

2) динамічно – регуляція змінна;

3) вибірково - залучаються то одні, інші органи.

Організація ФС складається із 5 етапів (рис. 1.1).

Мал.1.1. Загальна будова функціональної системи, яка визначає цілеспрямовану поведінку організму на основі внутрішньої потреби:

І - аферентний синтез:1 - обстановка аферентація, 2 - пускова аферентація, 3 - мотивація, 4 - пам'ять;II - ухвалення рішення; ІН – акцептор результату дії; IV-програма дії (еферентний синтез):5 - поведінкова діяльність;V - результат поведінки; VI - параметри результату: 6,9 - зворотна аферентація;VII - метаболізм; VIII – показники гомеостазу: 4 – 7 – гуморальні впливи;IX - рецептори:8 - нервові впливи

1. Аферентний синтез (АС) - обробка інформації, тобто сигналів, що виникають в організмі і надходять ззовні. На основі цієї інформації змінюється регулювання, отже створюється ФС. Багатоплановий потік інформації можна поділити на кілька видів аферентації.

Пускова аферентація - обумовлена подразником, який викликає зміну регуляції та появу певної відповіді.

Обстановка аферентація – комплексна інформація з навколишнього середовища.

Зворотна аферентація - сигнали з внутрішнього середовища для комплексної оцінки стану організму, а також із зон пам'яті для виявлення аналогічних завдань у минулому тадосвіду їх вирішення.

На етапі аферентного синтезу здійснюється комплексна оцінка всіх потоків інформації. Після цього починається наступний етап.

2. Стаття прийняття рішення - найбільш загальне планування напряму дії. Насамперед, вирішується питання, "діяти чи ні". Відбувається звільнення від великої кількості ступенів свободи і таким чином провадиться генеральна лінія ефекторних дій. Програмуються основні параметри результатів, яких потрібно досягти. Усе це відбувається у вищих мозкових структурах - переважно лише на рівні асоціативних і проекційних полів кори.

3. Пророцтво майбутнього результату(акцептор результату дії).Створюється модель результату, до якого має привести цю дію. Для досягнення належного результату відбувається зіставлення головних параметрів, що програмуються з параметрами в минулому, які виникали в подібній ситуації. Отже, по-перше, тут задіяно пам'ять, а по-друге – здійснюється прогнозування, тобто створюються умови для програмування діяльності на майбутнє. На цьому етапі важливим є приєднання до вищих мозкових центрів діяльності гіпоталамуса. У його нейронах відбуваються певні біохімічні процеси та реверберація збудження.

4. еферентного збудження - певна послідовність нервових команд, які формуються в нижчих нервових центрах і досягають виконавчих органів - ефекторів (м'язів, залоз, внутрішніх органів).

5. Зворотна аферентація. Здійснення програми дії призводить до результату, що оцінюється організмом за допомогою зворотного зв'язку. Завдяки такому механізму складна розімкнена рефлекторна дуга замикається в кільце. Інформація про реально отриманий результатпорівнюється з прогнозом, закодованим в акцепторі результату дії. У тому випадку, коли отриманий результат відповідає очікуваному, ФС припиняє своє існування: мета, яка була поставлена перед організмом, досягнуто.

Зворотна аферентація завдяки рецепторам робочих органів виконує важливу роль оцінці їх стану: рівня обмінних процесів, напрями його корекції, потреб у поживних речовинах, кисню тощо.

ФС є тимчасовим поєднанням різних елементів нервової системи - від рецепторів до виконавчих структур, що виникає для виконання конкретного завдання. Якщо корисного результату досягнуто, ця ФС більше не потрібна.

p align="justify"> При формуванні ФС задіяно, як правило, значна кількість рефлексів. Таким чином, поведінка будується не за типом "стимул - реакція", а за принципом безперервної кільцевої взаємодії організму та середовища. Будь-яка діяльність починається зі створення плану та програми цієї поведінкової реакції та нейронної моделі майбутнього результату. При цьому поняття рефлекторної дути не скасовується, вона органічно вписується в кільце, становлячи його частину.

Досягнення корисного пристосувального результату взаємозв'язок між органами повинен мати певний, спрямований характер, тобто органи повинні взаємодіяти між собою за певними закономірностями. Така взаємодія у фізіології називається регуляцією.Регуляція - це процес зміни діяльності у певному напрямку.

Розрізняють чотири види регуляцій

1. Фізична регуляція здійснюється через механічні, електричні, оптичні, звукові, електромагнітні, теплові та інші процеси (наприклад, скорочення м'яза, прикріпленого до кістки, або заповнення кров'юпорожнин серця, що призводить до розтягування їх стінок і т.д.).

2. Гуморальна регуляція здійснюється через рідкі середовища організму за допомогою різних біологічно активних речовин. Особливості цього виду регуляції:

• має місце у всіх організмах;

• має дифузний (генералізований) характер, тобто через рідкі середовища речовина може досягати всіх органів та тканин;

• відносна специфічність як результат виборчої чутливості клітин-мішеней до біологічно активних речовин, зокрема гормонів та лікарських препаратів;

• повільний розвиток дії;

3. Нервова регуляція здійснюється за допомогою нервової системи і має наступні особливості:

• велику швидкість розвитку;

• високу специфічність - у реакції бере участь детермінована кількість компонентів, необхідних на даний момент.

4. Нервово-гуморальна регуляція. У процесі еволюції відбулося об'єднання нервової та гуморальної регуляцій у нервово-гуморальну форму, коли термінове залучення органів у процес функціонування здійснюється шляхом нервової регуляції та доповнюється та пролонгується гуморальними факторами.

Нервова і гуморальна регуляції виконують провідну роль об'єднанні (інтеграції) складових частин (компонентів) організму на єдине ціле - організм. У цьому вони хіба що доповнюють одне одного своїми особливостями.

Гуморальний зв'язок має генералізований характер. Він одночасно реалізується у всьому організмі. Нервовий зв'язок має спрямований характер, тобто він найбільш вибірково реалізується у кожному даному випадку, переважно лише на рівні певних компонентів організму.

Регуляція функцій - основа забезпечення сталості внутрішнього середовища організму та йогоадаптації до умов існування, що постійно змінюються. Вивчення закономірностей підтримки сталості внутрішнього середовища показало, що здійснюється за принципом саморегуляції шляхом формування функціональних систем.

Саморегуляція - такий вид регуляції, коли відхилення регульованого параметра є стимулом для його відновлення. Для здійснення принципу саморегуляції потрібна взаємодія таких компонентів функціональних систем:

• регульований параметр (об'єкт регулювання, константа)

• апарати контролю, які стежать за відхиленням цього параметра під впливом зовнішніх та внутрішніх факторів;

• апарати регулювання, які забезпечують спрямований вплив на діяльність органів, від яких залежить відновлення параметра відхилився;

• апарати дії – органи та системи органів, зміна діяльності яких, відповідно до регуляторних впливів, що призводять до відновлення початкової величини параметра;

• зворотна аферентація - несе інформацію в апарати регуляції про досягнення або недосягнення корисного результату, про відновлення або невідновлення параметра відхилився до норми.

Центральною ланкою будь-якої функціональної системи, тобто системотворчим фактором є регульований параметр, який постійно піддається впливу зовнішніх або внутрішніх факторів, які можуть призвести до змін його величини, тобто відхилення від константного рівня, відразу оцінюється апаратами контролю, які представлені різними рецепторами організму. Інформація про стан регульованого параметра від рецепторів надходить нервовими та гуморальними шляхами до апаратів регуляції (нервові центри). В апаратах регуляції відбувається оцінка інформації, що надійшла та формуваннявідповідних команд до апаратів дії (ефекторів), зміна діяльності яких призводить до досягнення корисного результату, тобто повернення параметра відхилився, до константного рівня. Теорія функціональних систем є важливим інструментом у розумінні закономірностей формування того чи іншого виду пристосувальної діяльності організму та його порушень. При захворюванні людини аналіз компонентів функціональної системи допоможе лікареві ефективно здійснити пошук причин захворювання, локалізації та характеру порушень, намітити шляхи компенсації порушеної функції.