0137

realizuje reakcje organizmu uwzględniając sytuację dynamiczną i statyczną, np. przy sterowaniu mięśniami — dla uzyskania ich optymalizacji. 4) Układ koordynacji ogólnej — koordynuje pracę różnych ośrodków, ujmuje wpływ czynników emocjonalnych, psychicznych. np. koncentrujących uwagę, wypracowuje reakcje typu ekstermalnego lub stresowego.

7.8. Modele cybernetyczne

Podstawowe twierdzenie cybernetyki o podobieństwie procesów sterowania w żywych organizmach i maszynach (Wiener) pozwala na przeprowadzenie prób odtwarzania niektórych funkcji organizmu żywego za pomocą układów fizycznych (materialnych, np. mechanicznych, elektrycznych) lub symbolicznych (matematycznych). Urządzenia takie noszą nazwę modeli cybernetycznych. Budowa modeli ma na celu ułatwienie zrozumienia mechanizmu rozmaitych zjawisk w systemach biologicznych i przeprowadzenie w nich oceny ilościowej. Znane są już obecnie modele neuronu, odruchów warunkowych, szeregu procesów homeostatycznych, logicznych, a nawet modele (matematyczne) chorób. W wielu przypadkach przy użyciu stosunkowo prostego modelu można zbadać dynamikę (tzn. zmiany parametru w czasie) skomplikowanych procesów, zmieniając w szerokim zakresie parametry wejściowe i obserwując (mierząc) parametry na wyjściu. Struktura organizmów żywych jest jednak niekiedy tak złożona, że mechanizmy ich działania nie zawsze mogą być wyjaśnione całkowicie. Przedstawiają one sobą układ, jaki w cybernetyce nosi miano „czarnej skrzynki”. Wiemy tylko to co do niej wchodzi i co z niej wychodzi, nie wiedząc jaka jest jej struktura wewnętrzna. Okazuje się, że wiele wniosków dotyczących zachowania się takiego układu można uzyskać obserwując jego reakcje (czyli zmiany parametrów wyjściowych) na odpowiednie zmiany parametrów wejściowych (czyli bodźców). W wyniku dostatecznie długiej i wszechstronnej obserwacji można na tyle poznać właściwości takiego układu, ażeby móc przewidywać przebieg zmian parametrów wyjściowych w odpowiedzi na dowolną zmianę parametrów na jego wejściu. Należy zaznaczyć, że nawet najdokładniejsze badania „czarnej skrzynki” nie uprawniają do wnioskowania o jej strukturze wewnętrznej, gdyż ten sam sposób zachowania się może charakteryzować różne układy. Można tu jedynie wysuwać pewne hipotezy, które mogłyby być sprawdzone innymi metodami. Traktowanie organizmu (lub badanego narządu) jako „czarną skrzynkę” pozwala ocenić jego stan przez zastosowanie różnych wymuszeń (bodźców, testów klinicznych) i badając wywołane nimi reakcje. Wyniki takich badań wymagają analizy statystycznej ze względu na to, że pozostałe (inne) parametry w każdej próbie nie są powtarzalne.

W wielu przypadkach technika modelując żywy organizm stara się odtworzyć jego funkcje w postaci różnego rodzaju przyrządów i protez zastępujących niekiedy z powodzeniem uszkodzone bądź brakujące narządy, np. protezy słuchu, korektory wzroku, urządzenia orientacji przestrzennej dla niewidomych, inplantowane pobudzacze serca, sztuczna nerka, płuco-serce, protezy kończyn sterowane bioprądami itp. Problemami tymi zajmuje się całkowicie nowa gałąź nauki, nazywana bioniką.

144