Биологические науки / 8. Физиология человека и животных

К.т.н. Новикова А.А.

Херсонский национальный технический университет

Системный подход к изучению разбалансировки нейронной цепи

На протяжении всей своей жизни человек сталкивается с различными трудностями – это и моральное влияние (возникающее на работе, учебе, дома, внутренний мир) и физическое (травмы, болезни, внешние раздражители). Все это является артефактами, влияющими на центральную нервную систему (ЦНС), тем самым «раздражая» центр нервной системы – мозг.

Вызывая активную работу мозга, мы тем самым вызываем активную работу всей нейронной системы организма. С одной стороны, это имеет положительный эффект - вызывая активацию всех областей мозга, мы включаем все наше сознание и начинаем думать, выполнять определенные действия и т.д. Но если рассматривать эту проблему с точки зрения теории динамических систем: цепная реакция может вызвать беспорядок – хаос и тем самым исказить работу организма или отдельных его функциональных систем.

Беспорядок в работе будет вызван всеми или некоторыми отделами ЦНС и это непременно повлияет и на работу других систем организма.

Известно, что, анализируя и синтезируя проблему можно выяснить причины возникновения и тем самым решить ее. Поэтому проведем системный анализ нервной сети ЦНС и выясним, какие подсистемы могут стать главными причинами и мишенями при возникновении хаоса и разбалансировке работы системы.

Анализировать начнем с низших элементов ЦНС. Так как нас интересует именно элементный состав системы, то и анализ будем проводить морфологического описания системы ЦНС. Система, составленная нами и представленная на рисунке 1, построена согласно общеизвестным данным строения и работы ЦНС. Морфологическое описание представляется в виде:

S = <A, B, R, V, Q>,

где A – множество элементов и их свойств; B – множество отношений с окружающей средой; R – множество связей с А; V - структура системы, тип этой структуры; Q - описание, представление системы на каком-либо языке.

Структура системы имеет сетевой тип. В качестве элементов матрицы А выступают состояния нейронов, а в качестве В – виды нейронов. По Павлову «рефлекторная дуга» существует только при внешнем раздражителе, в ином случае, соединения нейронов составляют либо нейронную сеть, либо сосредоточенные в одном месте нейроны – «нервный центр». При взаимодействии элементов двух матриц получаем рабочий нейрон. В таблице 1 представлены состояния нейронов матриц.

Таблица1

Состояния нейронов до взаимодействия между собой

№ п/п	Ai	Bj
1	1	0
2	1	1
3	0	0
4	0	1

Вышеуказанные виды активации характерны для всех типов соединения «состояние-вид» и работает по принципу «ИЛИ». Третий вид активации можно отбросить, так как при отсутствии сигнала сеть не сработает. В таблице 2 представлены состояния и взаимодействия нейронов матриц. В качестве матрицы С рассмотрен внешний раздражитель на нейронную сеть.

Рис. 1. Системный анализ нервной сети мозга

Таблица 2

Состояния нейронов до и после взаимодействия между собой

Ai	Bj	Cg	Выход
1	0	1	1
1	0	0	0
1	1	1	1
1	1	0	0
0	1	1	1
0	1	0	0

Таким образом, выведем принцип срабатывания нейронной цепи мозга:

В данном случае Q, принимающее значение равное единице будет представлять «рефлекторную дугу», в обратном случае – «нервный центр».

Тогда:

Таким образом, проанализирована нейронная часть системы «Мозг» и выявлено, что при активной работе мозга, в системе может возникнуть беспорядок и тем самым нарушиться работа некоторых функциональных систем организма, поскольку мозг - центр всей ЦНС, являющейся регулятором организма.

Сведения об авторах

Новикова Анастасия Александровна, к.т.н., доцент кафедры «Физическая и биомедицинская электроника» Херсонского национального технического университета.

Т. 8(0552)320003

e-mail: gingary@yandex.ru