РОЗДІЛ 2
ФОРМУВАННЯ БІОЛОГІЧНОГО СИГНАЛУ ОРГАНІЗМУ
2.1. Математична модель ендогенного сигналу організму
Функціонування організму проходить в умовах збереження єдності в системі: структура - енергія - інформація. Використовуючи такий підхід до визначення будови організму автор роботи [70] виділяє в ньому речовий та інформаційно-польовий каркаси. Така подвійність системи, де поле є інформаційно-енергетичною "зв'язкою" усіх компонентів системи, згідно квантової механіки дозволяє визначити її цілісність.
Речовий каркас представляють рідкокристалічні ядра молекулярно-кліткових структур з певною внутрішньою енергією, яка визначається гомеостазом (F + ((-I) + S) T = const) і метаболізмом системи, в якій спрямовано по каналам передачі передаються потоки інформації й енергії. Під інформаційно-енергетичними каналами розуміють: нервові шляхи, кровоносне русло, канали лімфатичної системи, дихальний і травний тракти, канали меридіанів, що відповідають точкам акупунктури. Джерелами прийому і передачі енергії і інформації виступає багатомірна система різнотипних рецептори.
Нехай на вхід k - рецептора протягом часу [0 - T] надходить вхідний сигнал , де - вектор параметрів сигналу (тривалість імпульсів і пауз між імпульсами, довжина хвилі і т.п.); n - кількість параметрів сигналу; - тримірний вектор координат розташування k - ого датчика в організмі. В рецепторі інформація, що надійшла у вигляді сигналу , перетвориться у вихідний сигнал з іншим набором параметрів . Вихідний сигнал є функцією вхідного сигналу вигляду: ; де Fk - оператор відображення форми вхідного сигналу у форму вихідного сигналу.
Оскільки робота функціональних систем організму визначається балансом інформації й енергії, тому нормуємо вихідний сигнал енергією:
, (2.1)
де ;
m - кількість параметрів вихідного сигналу k - ого датчика.
З огляду на роз'єднаність рецепторів в організмі, вважаємо, що вихідні сигнали датчиків характеризуються індивідуальним набором параметрів. Функція такої системи в інтервалі від 0 до Т має властивість ортогональності:
при i?j,
при i=j. (2.2)
Гомеостаз організму забезпечується погодженою роботою усіх функціональних систем, діяльність яких залежить від вихідних сигналів датчиків, що надходять по каналах передачі енергії й інформації. Допустимо, у першому наближенні, що канали передачі будь-яких сигналів не вносять перекручувань у переданий сигнал і, при цьому, є незалежними, лінійними, з одиничним коефіцієнтом передачі. Для таких сигналів виконується принцип суперпозиції. На вхід кожної системи надходять сумарні вихідні сигнали від безлічі різноманітних рецепторів - датчиків. Зокрема, для i - її ФС вхідний сигнал можна представити у вигляді:
, (2.3)
де - вектор параметрів,
- вектор координат вихідних сигналів усіх рецепторів, що входять у i-ту функціональну систему.
Якщо сигнали надходять з k - ого рецептора, то вектор параметрів вихідних сигналів у i-й системі буде представлений, як . ЕSi - сумарна енергія всіх сигналів i-її системи, що дорівнює:
, (2.4)
де N - число рецепторів i - ої системи.
Стійкість кожної функціональної системи до зовнішніх і внутрішніх впливів забезпечується від'ємним зворотним зв'язком (ВЗЗ). При цьому проходить керування через вихідні не однойменні рецептори.
З погляду теорії радіотехнічних пристроїв, функціональну систему можна представити у вигляді підсилювача з коефіцієнтом підсилення в ланцюзі зворотного зв'язку ???1.
У формуванні біологічного сигналу організму беруть участь усі його функціональні системи. Усі сигнали функціональних систем (F) обробляються і підсумовуються.
при 0? t ? T, (2.5)
де - вектор параметрів функціональної системи організму; - вектор координат вихідного сигналу;
Еs - сумарна енергія.
(2.6)
Якщо в організмі немає патології, то інформаційно-енергетичні канали знаходяться в стані "норма" і в цьому випадку, з урахуванням біоритмів, реалізується сигнал вигляду:
(2.7)
де ?(t) - частота сигналу біоритму.
Нормально функціонуючий організм, характеризується спрямованими потоками енергії й інформації, що передаються по погоджених каналах. Якщо порушень у діяльності каналів немає, то строго фіксована енергія забезпечує нормальну роботу і забезпечує повну інформацію про функціонування кожного органа і всього організму.
У стані "норма" сумарна енергія усіх фізіологічних сигналів задовольняє деякій величині енергії, яка індивідуальна для кожного організму Е0 = ЕS < ?. Значення цієї енергії може в невеликих межах від "норми" відповідати біологічним ритмам, тобто часовий характер енергії буде носити осцилюючий характер (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Модель внутрішнього середовища організму з каналами обміну інформацією й енергією в організмі в стані "норма"
Якщо представити організм у вигляді автогенератора, коливання якого відповідають суперпозиції погоджених гармонічних коливань окремих органів, тканин, систем, то низько енергетичний зовнішній вплив може привести лише до короткочасного розбалансування всієї системи.
У деяких випадках функціональні можливості будь-якої системи можуть бути ослаблені, що знижує її адаптаційні можливості і породжує появу патологічних утворень, що можуть поєднуватися в патологічні системи (ПС). Вихідний сигнал організму являє собою суперпозицію сигналів інформаційно-енергетичних каналів від клітини до цілісного організму. Патологічне утворення є паразитичним для організму утворенням, і для підтримки гомеостазу організм через ЦНС намагається вирівняти рівновагу систе