- Артикул:00-01098132
- Автор: А.Б. Коган, Н.П. Наумов, В.Г. Режабек, О.Г. Чораян
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: Высшая школа (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 384
- Формат: 60х90 1/16
- Год: 1972
- Вес: 613 г
- Серия: Учебное пособие для ВУЗов (все книги серии)
Развернуть ▼
Настоящая книга — первое учебное пособие, в котором систематизируется и излагается предмет, лишь недавно появившийся в учебных планах ряда университетов, технических и медицинских вузов, — биологическая кибернетика.
На основе последовательного изложения большого литературного материала, а также оригинальных исследований авторов дано представление о структуре и механизмах автоматической саморегуляции функций на разных уровнях организации живых систем, начиная от субклеточного и завершая уровнем популяций и видообразования. На примерах деятельности различных функциональных систем организма рассмотрены вопросы приема, переработки и хранения информации в связи с целесообразным саморегулированием сложных многоуровневых живых систем. Особое внимание уделено механизмам деятельности нервной системы как высоконадежной информационно-управляющей системы организма, обладающей исключительной приспособительной способностью.
Учащиеся знакомятся с методом моделирования и многочисленными моделями внутриклеточных процессов, клеточной организации, функционирования органов и систем, поведения индивидуумов и динамики популяций.
Учебное пособие предназначается для студентов университетов — биологов широкого профиля, биофизиков и физиологов, а также студентов других вузов, специализирующихся по кибернетике.
Содержание
Введение. Предмет, методы и содержание биологической кибернетики (А. Б. Коган)
Глава первая. Общие проблемы биокибернетики (А. Б. Коган)
Общая теория систем и место в ней биокибернетических систем
Общая теория систем
Простые и сложные системы
Детерминированные и вероятностные системы
Классификация систем
Место живых среди других систем
Система: человек — машина
Структурные и функциональные особенности биокибернетических систем
Самоорганизация и ее структурные основания
Функциональные основы самоорганизации
Обратные связи
Устойчивое термодинамическое неравновесие
Негэнтропия против энтропии
Иерархическая организация
Регулирование в биокибернетических системах как целесообразное саморегулирование
От регулирования к саморегулированию
Целесообразность саморегуляции
Классификация механизмов саморегуляции
Некоторые общие свойства процессов саморегуляции
Механизмы эволюции и саморегуляция жизни
Биокибернетическое определение эволюции
Управление дифференцировкой клеток
Регулирование процесса онтогенеза
Достаточна ли саморегуляция основных процессов жизни
Достаточна ли саморегуляция генетического аппарата?
Старение и смерть — не дефект саморегуляции жизни
Старение и смерть — механизм видовой саморегуляции
Деструктивная форма саморегуляции
Глава вторая. Саморегуляция клеточных систем (Б. Г. Режабек)
Клетка, как система целесообразного саморегулирования
Клеточные синергии
Синтез белка — основная клеточная синергия
Иерархическое строение системы управления синтезом белка
Саморегуляция процессов метаболизма
Закон действующих масс
Ферментные механизмы управления
Кооперативные процессы
Свободно-радикальная система регулирования
Оперонный уровень управления
Самоорганизация в открытой системе клеточного метаболизма
Энтропия, устойчивость и термодинамическое равновесие
Принцип устойчивого неравновесия
Проточные системы
Математическое описание динамики метаболизма
Автоколебания в процессах самоорганизации
Саморегулирование в системе синтеза белка
Управление при некоторых видах деятельности клеточных систем
Структурно-молекулярные осцилляторы
Метаболические осцилляторы и циклы
«Биологические часы»
Специализированные клеточные синергии
Паранекроз
Взаимодействие ядра и цитоплазмы
Регенерация и реактивация клеток
Митоз — система репродукции и наследственной информации
Мейоз — система перераспределения наследственной информации
Синергия оплодотворения
Морфогенез и дифференцировка клеток
Блокирование и активация цистронов
Спирализация и деспирализация хромосом
Взаимодействие ядра и цитоплазмы — основа дифференцировки
Роль клеточной поверхности
Миграция клеток и самоорганизация надклеточных систем
Способность организмов к регенерации
Глава третья. Саморегуляция вегетативных функций организма (О. Г. Чораян)
Внутренняя среда организма — кибернетическая система
Особенности управления вегетативными функциями
Структура системы управления вегетативными функциями
Уровни систем управления вегетативными функциями организма
Гомеостаз
Проблема искусственного гомеостаза
Управление в системе кровообращения
Обобщенная схема сердечно-сосудистого хемостата
Региональные хемостаты
Локальная регуляция кровоснабжения
Регуляция частоты сердечных сокращений
Регуляция артериального давления
Моделирование деятельности сердца и кровеносной системы с помощью аналоговой машины
Управление искусственным кровообращением
Процессы регуляции в системе крови
Виды гемостатов
Понятие об эритроне
Регуляция в системе органов дыхания
Дыхательный хемостат
Модели дыхательного хемостата на аналоговых вычислительных машинах
Нервная регуляция дыхания
Математические модели регуляции дыхания
Проблема управления искусственным дыханием
Регуляция в системе органов пищеварения
Регуляция обмена веществ
Управление обменом углеводов
Управление обменом белков, жиров и неорганических веществ
Терморегуляция
Баланс тепла в организме
Общая блок-схема системы терморегуляции
Зоны теплового баланса и математическая модель их взаимодействия
Глава четвертая. Регуляция движений (О. Г. Чораян)
Развитие двигательной функции в мире живых существ
Регуляция амебоидной и мерцательной форм движения
Мышечное движение
Биоэнергетика мышечного сокращения
Система регуляции двигательными актами
Некоторые общие принципы локомоций
Основные механизмы управления движениями
Уровни построения движений
Произвольные движения и их автоматизация
Организация двигательных синергий
Тактика локального поиска и тактика оврагов
Регуляция позы человека
Регуляция движений, фиксирующих изображение на сетчатке
Структура двигательной регуляции при прослеживании сигналов
Система искусственного управления движениями
Глава пятая. Гуморальный и нервный механизмы управления и связи в организме (А. Б. Коган)
Гуморальное управление
Эволюция гуморального управления и его отношение к нервному управлению
Эндокринные регуляторы и виды регулирования
Способы действия эндокринных регуляторов
Контуры управления
Многоконтурное регулирование на примере гипофиза
Соотношение нервных и гуморальных контуров управления
Управление ростом и некоторые нарушения гуморальных регуляций
Нервные импульсы
Эволюция скорости нервного импульса
Формализация и моделирование нервного импульса
Сальтаторное проведение и фактор безопасности
Метаболическая основа нервного импульса
Кодирование информации в нервных импульсах
Информационные характеристики потоков нервных импульсов
Механизмы памяти
Разделение краткосрочной и долгосрочной памяти
Возможный реверберационный механизм краткосрочной памяти
Возможный синаптический механизм долгосрочной памяти
Возможные метаболические механизмы долгосрочной памяти
Гипотеза о роли рибонуклеиновых соединений в явлениях памяти
Эксперименты с «переносом памяти»
Нейронная организация информационно-управляющих систем мозга
Функциональная организация нейрона и его моделирование
Синаптический аппарат
Эволюция организации нервных сетей
Нейронная организация проекционных структур анализаторов
Взаимодействие рецептивных полей
Детекторные нейроны
Некоторые общие свойства нейронных механизмов обработки сенсорной информации
Статистичность нейронных сетей
Нейронные ансамбли
Модели нейронной организации аналитико-синтетических процессов в коре мозга
Глава шестая. Информационно-управляющая деятельность мозга (А.Б. Коган)
Эволюция рефлекторного управления
От открытой рефлекторной дуги к замкнутой функциональной системе
Уровни рефлекторного управления
Элементарные безусловные рефлексы
Координационные безусловные рефлексы
Интегративные безусловные рефлексы
Сложнейшие безусловные рефлексы
Элементарные условные рефлексы
Сложные формы высшей нервной деятельности
Условно-рефлекторное самопрограммирование поведения
Формализация процессов обучения
Вероятностный характер самопрограммирования
Принятие решений в условиях неопределенности
Машина условных вероятностей
Моделирование условно-вероятностных процессов обучения
Моделирование условно-вероятностных операций опознавания
Гомеостат
Физические модели самоорганизации временных связей
Оптимизация программ поведения
Логическая деятельность мозга
Логические сети формальных нейронов
Формальный и реальный нейроны
Модели нервных сетей с жестко детерминированной структурой
Ограничения моделей с жестко детерминированной структурой
Попытки преодоления ограничений однозначно детерминированных моделей
Нервные сети с самоорганизующейся структурой
Перцептрон
Другие самоорганизующиеся логические модели
Эвристические принятия решений и программы поведения
Глава седьмая. Структура и саморегуляция биологических макросистем (Н. П. Наумов)
Общая характеристика надорганизменных систем
Значение надорганизменных систем
Особенности надорганизменных систем
Типы надорганизменных систем
Саморегуляция популяций (видовой уровень)
Видовая организация популяций
Иерархическая структура вида
Внутрипопуляционная пространственная структура
Групповая территориальность
Динамика пространственной структуры популяции
Средства сигнализации и связи между особями
Ранги и доминирование
Формы ранжирования особей в популяциях
Факторы динамики популяций
Анализ и прогнозирование динамики популяций
Межпопуляционное взаимодействие
Саморегуляция в биоценозах
Биоценоз и биогеоценоз
Продуктивность и ее регуляция
Связь между сложностью биоценоза и его устойчивостью
Факторы, влияющие на структуру биоценоза
Регуляция и управление в процессе эволюции
Эволюция на разных уровнях живых систем
Значение межпопуляционного обмена в эволюции
Механизм эволюционных преобразований популяций
Послесловие (А. Б. Коган)
Литература
Рекомендуем
