Текст книги "Введение в системную эгологию (эгобезопасность человека)"

1.2. Системный самоконтроль и самоуправление безопасностью по законам организма

Рассмотрим функциональные свойства организма, реализующие контроль и управление эгоэнергетикой из условия безопасного состояния.

Контроль и управление эгоэнергетикой реализуются соответствующими системами, обеспечивающими предотвращение выхода эгоэнергетики из области допустимых значений. Теоретические основы таких систем рассмотрены в работах [1, 5, 11, 13, 19, 20].

1.2.1. Системы самоконтроля организма

Организм как подсистема эгосферы включает большое количество систем, каждая из которых наделена соответствующими функциональными свойствами, реализуемыми посредством генетических программ, которые в своей совокупности обеспечивают процесс жизнедеятельности организма. Организм в совокупности с тремя интеллектуальными подсистемами эгосферы обеспечивает процессы жизнедеятельности человека в социальной среде, включая целеполагание, целедостижение, целереализацию и целеконтроль.

Совокупность гармонично взаимосвязанных систем организма включает:

1) нервную;

2) эндокринную;

3) органов дыхания;

4) сердечно-сосудистую;

5) лимфатическую;

6) пищеварительную;

7) мышечную;

8) костную, кожу;

9) выделительную;

10) репродуктивную;

11) гуморальную.

Каждая система формирует свойственный только ей процесс, обозначим его . В общем случае это вектор-функция: x_i = (x_i1,…,x_in), т. е. вектор, состоящий из n компонент, каждая из которых есть функция времени.

Нервная система

Центр нервной системы – головной и спинной мозг, которые контролируют и управляют всеми нервными тканями всех объектов организма.

Назначение нервной системы: сенсорное восприятие сигналов от органов чувств, боли и удовольствия, контроль за движением, участие в регулировании, так, например, процессов дыхания, участие в развитии мышления, памяти и речи.

Спинной мозг включает:

– 12 пар грудных нервов, иннервирующих торс и руки;

– 8 пар шейных нервов, иннервирующих шею, плечи и руки;

– 5 пар поясничных нервов, иннервирующих ноги и нижнюю часть спины;

– 5 пар крестцовых нервов, иннервирующих ноги и гениталии;

– 1 пара копчиковых нервов (рудиментарный «хвост»).

Головной мозг включает: 12 пар нервов, которые выходят из нижней части головного мозга и называются черепно-мозговыми нервами.

Итого 43 пары нервов.

Нервная система включает: центральную и периферическую. Периферическая система включает: соматическую и вегетативную.

Система контроля – это гипоталамус совместно с вегетативной системой.

Гипоталамус получает информацию обо всех отклонениях от нормы процессов, так, например, об изменении химического (энергетического) баланса организма, и формирует корректирующий сигнал, который передает через вегетативную систему, обеспечивая стабилизацию состояния организма (через соответствующую систему). Так, если содержание кислорода в крови падает, гипоталамус формирует управляющий сигнал и посылает его через вегетативную систему в сердечно-сосудистую систему на увеличение частоты сердечных сокращений, увеличивая тем самым количество кислорода в крови.

Рассмотрим, как нервная система контролирует сердечные сокращения. Чувствительные нервы регистрируют отклонения и посылают эту информацию в кардиорегулирующий центр. Частота сердечных сокращений приводится в норму симпатической и парасимпатической нервной системой.

Вегетативная система, состоящая из двигательных нервов, реализует самоконтроль и самоуправление (без специальных умственных усилий со стороны человека) функциями: сердца, легких, желудка, кишечника, мочевого пузыря, кровеносных сосудов и половых органов. Условно работа ее – реле, реализующее по командам спинного мозга отклонения различных мышц.

Ганглии (чакры) – группы нервных клеток, расположенных в разных точках нервной системы.

Функции спинного мозга:

1) двусторонняя проводящая система между головным мозгом и периферической нервной системой;

2) контроль над простой рефлекторной деятельностью.

Первые функции реализуются с помощью чувствительных и двигательных нейронов. Располагаясь вдоль спинного мозга, концы пучков контактируют соответственно с чувствительными и двигательными нейронами периферической нервной системы. При этом сигналы передаются периферическими нервными клетками и нейронами спинного мозга.

Вторые функции реализуются нейронами, которые располагаются вверх и вниз по спинному мозгу, и интернейронами, которые передают информацию в виде импульсов между чувствительными и двигательными нейронами.

Реакция человека на внешний раздражитель (так, например, порез, ожог):

– болевые рецепторы в коже мгновенно формируют электрический импульс;

– импульс по чувствительным волокнам поступает к спинному мозгу;

– часть импульсов передается в двигательные нейроны, управляющие и контролирующие движением рук и кистей;

– рука или кисть «отдергивается»;

– другая часть импульсов поступает к интернейронам, контролирующим состояние шеи, поворачивая голову в сторону источника боли;

– третья часть импульсов поступает в головной мозг, вызывая осознание боли.

Спинной мозг содержит восходящий нервный тракт к головному мозгу и нисходящий нервный тракт от головного мозга, включающий соответственно чувствительный нерв и двигательный нерв. Чувствительный нерв соединяется с восходящим нервным трактом, а двигательный нерв – с нисходящим. Рефлекторное действие возникает при пересечении импульсом соединительного нерва, т. е. нерва, соединяющего чувствительный и двигательный нервы. При этом срабатывает управление от головного мозга.

Отметим, что большинство нейронов головного мозга обладают объединительными функциями, реализующими: отбор, анализ и хранение информации. Анализ в головном мозге – это очень сложный процесс, требующий участия большого числа разнообразных нейронов. В спинном мозге также совершается аналитический процесс, но в сравнении с головным этот процесс функционально достаточно простой.

Головной мозг включает: задний мозг, передний мозг, средний мозг. Задний мозг включает подсистему, формирующую двигательную активность в виде бессознательных сигналов, вызывающих движение мышц, способствующих сохранению положения тела, в том числе равновесия. Он согласует свои сигналы с двигательными участками головного мозга для координации движения тела.

Одна из важных функций мозга: контроль над уровнем сознания.

Ретикулярная формация анализирует входящую информацию, выделяет ту, которую направляет в мозг, а другую отправляет в память. Она воспринимает поток электрических сигналов от нервных клеток всего тела; рассылает сигналы в разные точки по всему головному мозгу в соответствующие центры, где они сопоставляются и вызывают ответную реакцию. Если скорость этого процесса замедляется, то часть мозга (кора головного мозга) утрачивает необходимую активность, и при некоторой величине потери скорости (критической) человек теряет сознание.

Передний мозг – основной в решении процессов сложного мышления, памяти, сознания и высшей интеллектуальной деятельности, включая синтез и анализ (целеполагание и целедостижение). Гипоталамус реализует контроль над функциями организма: регулирование температуры, еды, сна. Таламус – «телефонный коммутатор» между спинным мозгом и полушариями головного мозга. Гипоталамус соединен нервными каналами с лимбической системой, которая связана с центрами обоняния в головном мозге. Лимбическая система содержит миндалевидное тело и расположена в области таламуса, включает гиппокамп, формирует эмоции, память, обучение.

Базальное ядро – совокупность клеток, реализующих контрольные функции в виде системы, которая координирует мышечную деятельность, совершая необходимые типы движения свободно и бессознательно (рис. 1.1).

Рис. 1.1

Кора головного мозга включает доли:

– височные, которые связаны со слухом и обонянием;

– теменные, связанные с осязанием и вкусом;

– затылочные, связанные со зрением;

– лобные, связанные с движением, речью, сложным мышлением.

Речь – роль головного мозга. Левое или правое полушарие головного мозга, где расположены два речевых центра, включает:

– двигательный, контролирующий мышцы рта и горла;

– чувствительный, расшифровывающий входящие по нервам звуковые сигналы из ушей.

Рядом с этими центрами расположены участки мозга, координирующие:

– слух;

– зрение (расшифровка написанного);

– движения кистей рук при письме.

Качественная модель разговора:

1) человек слышит речь;

2) распознает в слуховых центрах коры головного мозга входящие слуховые сигналы;

3) чувствительный речевой центр расшифровывает слова и направляет их в соответствующие области мозга для формирования ответа;

4) готовый ответ реализуют двигательный речевой центр и ствол головного мозга;

5) ствол мозга контролирует и регулирует работу легких посредством мышц и диафрагмы;

6) двигательный речевой центр согласовывает работу голосовых связок и поступления воздуха из легких;

7) под контролем и управлением полушарий головного мозга происходит движение губ, языка и мягкого нёба, реализуется речевой процесс.

1.2.2. Контроль и управление организмом посредством эндокринной системы

Одна из основных компонент, формирующих энергетический потенциал организма, – гормоны. Рассмотрим роль и место гормонов в жизни организма. Так, адреналин вырабатывают надпочечники, работой надпочечников управляет гипофиз. Гипофиз – гормонная железа, расположенная в основании головного мозга, которая управляет работой многих других желез в организме, сама вырабатывая гормоны, управляющие ростом и водным балансом.

Эндокринная система включает эндокринные железы. Посредством регулирования работы этой системы организм гармонично функционирует. Это обеспечивается путем создания гормонов. Гормоны через кровь передают сигналы органам других систем, побуждая их осуществлять необходимые процессы, в том числе и прежде всего: рост и размножение. Таким образом, посредством желез управляется процесс создания эгопотенциала θ = (E, J, m), где E, J – энергия, информация эгопотенциала.

Иногда гормоны называют химическими курьерами.

Качественная модель работы системы в критической ситуации

Исходная ситуация: физическая опасность, психологический стресс. В этой ситуации

– гиппокамп (лимбическая система) формирует отрицательные эмоции;

– гипоталамус получает сигнал о стрессе или опасности;

– гипофиз в ответ на эти эмоции подает сигнал надпочечникам;

– надпочечники вырабатывают адреналин;

– адреналин мгновенно действует на организм;

– часть вегетативной нервной системы, подверженная адреналину, создает ситуацию: тело готово стоять и обороняться (сражаться) или обратиться в бегство.

При этом происходят следующие изменения в организме:

– расширяются зрачки;

– лицо бледнеет;

– происходит потоотделение;

– усиливается дыхание;

– повышается кровяное давление, ускоряется сердцебиение и пульс;

– повышаются уровни глюкозы и жирных кислот;

– кровоснабжение желудка снижается, его функциональные возможности снижаются;

– усиливается активность мышц;

– поверхностные кровеносные сосуды сжимаются в связи с ограничением потока крови;

– кровь переходит в состояние сгущения.

Отметим, что выработка адреналина в течение длительного времени оказывает на организм обратное действие. Лицо покрывается «мхом», зрачки сужаются и т. п., и человек (как правило, женщина) не может адекватно отображать ситуацию: наступает на любого, пока не иссякнет энергия. Эта ситуация, свойственная злобной жене, описывается в Библии. Так порождается, реализуется и завершается критическая ситуация.

Эндокринная система выделяет основные гормоны, обеспечивая гармоничное взаимодействие систем и органов:

1) гормон щитовидной железы – поддерживает активность всех систем организма;

2) паратгормон – поддерживает уровень кальция в крови;

3) адреналин – побуждает организм к действию;

4) кортизон – помогает управлять уровнями стресса;

5) альдостерон – контролирует уровень содержания соли в организме;

6) инсулин – поддерживает уровень содержания сахара в крови;

7) гормон роста – регулирует рост тела;

8) антидиуретический гормон – поддерживает содержание воды в организме;

9) окситоцин – стимулирует родовую деятельность;

10) пролактин – отвечает за выделение молока.

Таким образом, эндокринная система обеспечивает энергетическую и массовую компоненты эгосферы в норме органов и систем организма.

Каналы формирования энергии: клетки и ткани тела, поглощая кислород из воздуха, превращают его в энергию. Пища – источник энергии через посредство гормонов. На рис. 1.2 представлены результаты структурно-функционального синтеза эндокринной системы, представляющей собой динамическую систему, выходные параметры которой переменны во времени (х_i – соответствующие гормоны, где ).

Резервная система включает:

– щитовидную железу, вырабатывающую паратгормон;

– поджелудочную железу, вырабатывающую инсулин;

– надпочечники, вырабатывающие адреналин.

Рис. 1.2

Роль гипоталамуса: ему отводится важная задача – выполнять функцию идентификации состояния гормонального потенциала и решать проблему «что делать» (целеполагание). Гипофиз решает проблему «как делать» (целедостижение), имея задание от гипоталамуса. Исполнение задания осуществляет как сам гипофиз, так и набор желез, управляемый им на системном уровне (в том числе резервной системе).

Основная функция гипоталамуса: передавать импульсы и раздражения между головным мозгом и гипофизом. Он получает от головного мозга выделенные нервными клетками мозга химические медиаторы в качестве управляющего фактора. Под действием этого фактора гипоталамус вырабатывает гормоны. Под прямым контролем нервных импульсов, формируемых гипоталамусом, работает задняя доля гипофиза, вырабатывая два гормона: вазопрессин х₁ и окситоцин х₂. При этом гипоталамус оказывает влияние на переднюю долю гипофиза посредством рилизинг-факторов, формируемых специальными клетками гипоталамуса.

Влияние головного мозга через гипоталамус на гипофиз обусловливает функциональную зависимость между эмоциями, формируемыми гиппокампом (лимбическая система), и гормонами, формируемыми эндокринной системой.

1.2.3. Роль гипофиза, реализующего процессы «как делать»

1. Гормоны гипофиза, вырабатываемые им самим и влияющие непосредственно на организм, включают:

– гормон роста;

– пролактин;

– окситоцин;

– антидиуретический гормон.

Передняя доля гипофиза вырабатывает следующие гормоны:

– ТТГ (заставляет щитовидную железу вырабатывать свой гормон);

– АКТГ (стимулирует надпочечники в производстве кортизона);

– пролактин (вызывает образование грудного молока);

– гормон роста;

– ФСГ (контролирует создание эстрогена, прогестерона, тестостерона);

– ЛГ, два гормона, вырабатываемых задней долей гипофиза;

– АДГ – антидиуретический гормон (контролирует водный баланс организма);

– окситоцин (контролирует и управляет началом родовой деятельности и выделения грудного молока).

2. Гормоны гипофиза, влияющие на работу других желез:

– паращитовидная железа;

– надпочечники;

– репродуктивные.

3. Выделение гормонов, контролируемое гипофизом:

– гормон паращитовидной железы;

– надпочечник (правый);

– репродуктивной системы.

4. Гормоны, выделяющиеся независимо от гипофиза:

– поджелудочная железа;

– надпочечник (левый);

– щитовидная железа.

Гормоны ТТГ, АКТГ, ФСГ и ЛГ побуждают определенный орган выделять другой, создаваемый им, гормон. При этом часть из них возвратится в кровь, обратно в гипофиз, регулируя его функционирование. Другая часть пройдет через гипоталамус, вызывая образование нейроэрекции, которая по воротной кровеносной системе возвращается в гипофиз, обеспечивая тем самым контроль над созданием различных гормонов.

Щитовидная железа вырабатывает гормон тироксин. Этот гормон распространяется посредством крови во все клетки организма. На поверхности ядра клетки имеется рецептор, реагирующий на этот гормон. В итоге под воздействием тироксина увеличивается энергетический потенциал, который может использовать клетка. При этом увеличивается количество протеина, вырабатываемого клеткой. Однако истинная роль гормона в клетке неизвестна, хотя известна важная роль в сохранении жизни.

Контроль и управление со стороны гипофиза щитовидной железой осуществляется следующим образом. В случае если содержание гормона щитовидной железы опускается ниже х_доп (минимально допустимого), гипофиз выделяет ТТГ (тиреотропный гормон), который увеличивает производство гормона щитовидной железы. Когда количество гормона щитовидной железы достигает номинального (потребного) значения, гипофиз перестает выделять ТТГ.

Таким образом, в процессе контроля и управления параметра, подлежащего ограничению, для предотвращения критического режима функционирования динамической системы измеренное значение сравнивается с минимально допустимым (критическим) и формируется необходимое компенсационное управление, как во всех динамических системах [5].

Паращитовидная железа

Назначение: контроль и управление количественным содержанием в организме кальция (Са). Отметим, что кальций необходим как главный строительный элемент костей и зубов; ему принадлежит важная роль в работе мышц и нервных клеток.

Если содержание кальция упадет ниже минимально допустимого (x^н_доп), мышцы перестанут работать, и возникнут судороги.

Модель работы. Паращитовидная железа обеспечивает содержание кальция в области допустимых значений. При этом абсорбция кальция в кровь регулируется витамином Д, который человек получает из паратгормона, солнечных лучей.

Если количество кальция достигает x^н_доп, т. е. меньше минимально допустимого значения, то железа выделяет большее количество гормона, который отбирает кальций из костей, направляя его в кровь. Если кальция больше x^в_доп (выше допустимого значения), железа уменьшает или прекращает выделение паратгормона, снижая количество кальция.

Поджелудочная железа состоит из:

– эндокринной железы, выделяющей инсулин;

– экзокринной железы, выделяющей гормон (секрет) в кишки и кровь.

Назначение инсулина – обеспечивать необходимое (оптимальное, номинальное) количество сахара в крови. Как только содержание инсулина падает – уровень сахара повышается. Если уровень сахара в крови превышает допустимое верхнее значение x^в_доп, спецучастки (В-клетки островков поджелудочной железы) выделяют инсулин в кровь. При этом снижается количество кортизона и адреналина, повышающих концентрацию сахара в крови. Инсулин обусловливает переход сахара в клетку из крови, где он используется для создания энергии, сгорая. В противном случае, когда сахар х больше x^в_доп, возникает диабет.

Нарушение функций поджелудочной железы обусловлено разрушением клеток, вырабатывающих инсулин. Достоверные знания об этом процессе сегодня отсутствуют. Возможно, разрушение клеток обусловлено особенностями иммунной системы, пропустившей инфекции. Существует иное мнение: в зрелом возрасте, даже когда поджелудочная железа выделяет инсулин в достаточном количестве, ткани организма теряют свои свойства, становятся чувствительными к его воздействию, что обусловливает повышение сахара в крови.

Сахарный диабет – полиэтиологическое заболевание, которое развивается в результате совместного воздействия генетических, иммунологических и средовых факторов и проявляется хронической гипергликемией, нарушением жирового и белкового обменов, что связано с дефектами в секреции инсулина или его недостаточным действием.

Надпочечники – две раздельные железы. Каждая содержит мозг – внутреннюю часть – и кору – внешнюю часть. Мозговое вещество этих желез выделяет: адреналин – готовит тело к физическому действию; норадреналин – поддерживает постоянное кровяное давление. Кора надпочечников этих желез вырабатывает: альдостерон, который регулирует выброс соли почками, сохраняет баланс натрия (соли) и калия; кортизон – стимулирует производство и хранение глюкозы.

Модель: опасность или стресс обусловливает выброс адреналина надпочечниками; гликоген, хранящийся в печени и мышцах, под действием адреналина превращается в глюкозу, из которой формируется дополнительная энергия. Как только стресс или угроза устранены, производство адреналина сокращается, и организм возвращается в исходное нормальное состояние.

Важно отметить, что такое «нормальное» состояние организма. Так, если опасность или стресс постоянны, тело готово постоянно к действиям, происходит перестройка генетических программ, что обусловливает заболевания, связанные со стрессами. Возможно, этот процесс – основной источник сокращения срока жизни человека в условиях современной социальной среды, творящей страхи и стрессы в различных количествах, но в среднем для всех людей значительно больше, чем в Библейские времена жизни Ноя.

Остановимся на одном из гормонов – кортизоне, который регулирует уровень содержания глюкозы в крови. Глюкоза – главное топливо, которое кортизон формирует, превращая белок в глюкозу, так, например, во время стресса. Кортизон – самый активный гормон наряду с другими гормонами. Кортизон оказывает важную роль в иммунной системе, защищающей организм от инфекций и травм. Существует некоторый уровень кортизона x^в_доп (допустимое верхнее значение), превышая который, например, в процессе лечения, создается ситуация, когда сопротивляемость против инфекции понижается. Отметим, что такая ситуация естественным путем невозможна.

Контроль и управление содержания кортизона. В качестве системы контроля и регулирования кортизона и выделения стероидов выступает гипофиз. Гормон гипофиза АКТГ стимулирует производство кортизона, реализуя принцип минимального риска в рамках соответствующей системы. Когда уровень кортизона понижается, гипофиз выделяет АКТГ, повышая содержание кортизона. Когда он повышается выше нормы, гипофиз снижает АКТГ, и уровень кортизона падает.