ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Типовые ситуации в гомеостатических системах из "Теория управления и биосистемы Анализ сохранительных свойств" В ответ на эти изменения в биосистеме происходят сдвиги, направленные прежде всего на сохранение стационарного неравновесия, — система адаптируется, приспосабливается к новым условиям существования. Приспособительные процессы при изменении V и W можно назвать адаптацией системы к внешним возмущениям, а при изменении элементов матрицы А — процессами компенсации. Эти термины достаточно хорошо соответствуют общебиологическим представлениям о процессах адаптации и компенсации [2, 58а, 82, 153, 165, 185, 197]. Здесь мы рассмотрим только процессы адаптации в системе — переходные процессы, вызванные действием внешних возмущений. Процессы, вызванные изменением v, мы будем называть адаптацией системы к внешним условиям. Для процессов, происходящих при изменении w, будет использоваться термин перестройка режима функционирования системы. [c.272] Обычно считается, что адаптация является полной, если все системы организма сохраняют постоянство своих переменных, а адаптационные возможности системы не уменьшаются. При неполной адаптации в некоторых системах организма происходят уже существенные изменения значений переменных, но общие показатели деятельности организма сохраняются, хотя и при уменьшенных адаптационных возможностях. Крайняя степень неполной адаптации иногда называется кажущейся адаптацией [197]. [c.273] Процесс адаптации. Наиболее характерной чертой процесса адаптации является временное увеличение темпов метаболизма-потребления кислорода и других веществ [166]. Так, у рыб и беспозвоночных при изменении концентрации солей в воде потребление кислорода в период адаптации увеличивается в 9—10 раз [201]. Эффект увеличения темпов потребления веществ (независимых темпов) в ходе процесса адаптации легко воспроизводится компартментальной моделью (рис. 7.2, а) при соответствующем выборе ее элементов в ходе переходного процесса включаются активные механизмы регуляции, отчего в период адаптации происходит увеличение независимых темпов ЙУ. [c.273] Пример 9.1.1. Пусть на рис. 7.2, а все сигналы — скаляры, причем у = = (дс г) — V, Ш2 = 2г, а переменные пассивного и активного каналов описываются, соответственно, уравнениями Тх + х = е, + 2 = е, где рассогласование между зависимыми и независимыми темпами потоков вещества и энергии обозначено как г = у—ш. Тогда исходный режим при и = О, для которого = ш = ш1 = 1, Ш2 = 0, достигается при значениях пассивного и активиого управляющих сигналов х = , г = 0. После ступенчатого возмущения и = 1 в системе возникает переходный процесс, и устанавливается новый стационарный режим г = О, х = 2 ш = 1, и = 1. Переходный процесс иллюстрируется кривыми на рнс. 9.1, где видно характерное повышение общего уровня активности — темпов потребления ш. [c.273] Перестройка режимов функционирования. Переходные процессы в системе возникают и при изменении поведения или активности животного. В этом случае причиной сдвигов переменных состояния является изменение независимых темпов йУ — задающего сигнала в системе управления. [c.274] С точки зрения поддержания постоянства внутренней среды процессы адаптации при изменениях и и при изменениях и , хотя и обладают существенными различиями, протекают во многом аналогично. Поэтому рассмотренные выще методы исследования реакций системы на возмущающее действие сигнала и (гомеостатические реакции системы) в принципе распространяются и на случай изменения режима функционирования системы, когда меняются требования к гомеостатическому регулятору — величины независимых темпов потоков вещества и энергии г . [c.274] В работе [142] для определения реакций системы на изменение при сохранении постоянства условий среды о был применен термин перестройка. [c.275] Определим для процессов перестройки количественные характеристики, аналогичные введенным в предыдущих главах показателям гомеостатической способности. Здесь мы ограничимся формальным указанием на возможность проведения такой аналогии в щироком смысле и введем эти характеристики так, как это было сделано в разд. 8.3, не используя для них какой-либо новой терминологии. [c.275] Подобные оценки могут оказаться полезными, в частности, при исследованиях способности организма приспосабливаться к изменениям физической нагрузки и при определении его возможностей по выполнению физической работы. Результаты таких исследований излагаются, например, в [64, 133, 147]. Легко видеть, что уменьшение приспособительных способностей системы связано с выходом ее переменных состояния на нелинейный участок в этом смысле задача оценки адаптивных способностей близка к технической задаче оценки степени нелинейности систем [85]. [c.276] Вернуться к основной статье