Journal of New Medical TechnologiesJournal of New Medical TechnologiesВестник новых медицинских технологий1609-2163146310.12737/2751Дискуссионный раздел. Письма в редакцию. РецензииDiscussion. Letters to Editorial Stuff. ReviewsДискуссионный раздел. Письма в редакцию. РецензииDuality of Presentation of Information Signals in Biological Systems: Generalized Kotel´nikov TheoremДуальность представления информационных сигналов в биосистемах: обобщенная теорема КотельниковаЯшинА. А.YashinA. А.priok.zori@mail.ru0312201303122013204146153https://zh-szf.ru/en/nauka/article/1463/view
В статье изложен концептуальный подход в обоснованию фактора дуальности представления информации и несущих ее сигналов в биосистемах. Целью работы является исследование соотношения между дискретными и непрерывными биоинформационными сигналами, обеспечивающими все аспекты жизнедеятельности биосистемы, и строгое физико-математическое и биофизическое доказательство сформулированной в статье обобщенной теоремы Котельникова для биосистем. Данный материал является принципиально важным в контексте разработки информационной биофизической модели. Поставленная цель реализуется решением следующих задач. Показано, что структурированный живой организм есть сложная, упорядоченная в своей иерархии функциональная система, информационный обмен в которой осуществляется совокупностью дискретных и непрерывных (аналоговых) сигналов различной физической природы: от позиционных и электрохимических до магнитных и электромагнитных. Выполнен их анализ, сформулирована теорема о двойственности представления информации в биосистемах. С использованием физико-математического аппарата интегральных уравнений, интеграла Лебега, преобразований Фурье и Гильберта и пр. сформулирована и доказана базовая обобщенная теорема Котельникова - Яшина, утверждающая, что в биосистеме информационносодержащий сигнал обладает качеством дуализма, в котором сочетается квантовая потенциальность волновой функции и дискретность коллапсирования. Статья содержит полезное приложение.
This article presents a conceptual approach to the substantiation of a factor of duality of information presentation, and it signals in biological systems. The purpose is to study relations between discrete and continuous bio-informational signals, which provide all the aspects of functioning of biosystems. Strict physical-mathematical and biophysical evidence of a generalized Kotelnikov theorem for biological systems is formulated. This material is essentially important in the context of the development of the information biophysical models. This aim is realized by the decision of the following tasks. It is shown that a structured living organism is a complex, organized in its hierarchy functional system in which information exchange is carried out set of discrete and continuous (analog) signals of various physical nature: from simple and electrochemical to magnetic and electromagnetic. Their analysis are developed, theorem of duality of presentation of information in biological systems is formulated. Basic generalized theorem Kotelnikov - Yashin (see explanation in the text) with the use of physical and mathematical apparatus of integral equations, the Lebesgue integral, the Fourier and Hubert transforms etc. is formulated and proved. This theorem states that in the biosystem information-containing signal has the quality of dualism, which combines quantum potentiality of the wave function and discreteness of collapsing. This paper contains useful application.
Дискретные и непрерывные биоинформационные сигналы. Структурированный живой организм есть сложная функциональная система, строго упорядоченная в своей иерархии. Для поддержания жизнедеятельности такой системы необходима сложная по своей структуре, резервированная информационная связь. Более того, как утверждает Г. Хакен, в биосистеме «ничто не происходит без кооперации отдельных ее частей на высоком уровне». Поэтому, с синергетической точки зрения, роль биоинформационного обмена заключается в своего рода в управлении и контроле за преобразованием энергии на биомолекулярном уровне и проявлением ее действия на макроскопическом уровне, то есть уровне органа, системы, организма в целом [1]. С точки зрения морфогенеза живого фундаментальную роль играет «позиционная информация» (ПИ). Именно эта информация, эволюционно заложенная в биоткани, управляет клеткой, в частности, инициирует ее дифференци-ровку (Diff). То есть здесь процесс идет согласно диаграмме передачу информации в этой цепочке можно рассматривать как «длинные волны», а сам процесс осуществляется в течение жизненного цикла организма.
Хакен, Г. Синергетика: Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах: Пер. с анг. / Г. Хакен.- М: Мир, 1985.
Khaken G. Sinergetika: Ierarkhiya neustoychivostey v samoorganizuyushchikhsya sistemakh i ustroystvakh: Per. s aeng. Moscow: Mir; 1985. Russian.
Нефедов, Е.И. Взаимодействие физических полей с живым веществом. Под ред. А.А.Хадарцева / Е.И. Нефедов, А.А. Протопопов, А.Н. Семенцов, А.А. Яши- Тула: Изд-во Тульск. гос. ун-та, 1996.
Nefedov El, Protopopov AA, Sementsov AN, Yashi AA. Vzaimodeystvie fizicheskikh poley s zhivym veshchestvom. Pod red. A.A.Khadartseva. Tula: Izd-vo Tul´sk. gos. un-ta; 1996. Russian.
Нефедов, Е.И. Электромагнитная основа в концепции единого информационного поля ноосферы. Философские исследования / Е.И. Нефедов, А.А. Яшин// Журнал Московского философского фонда- 1997- №1.-С. 5-74.
Nefedov El, Yashin AA. Elektromagnitnaya osnova v kontseptsii edinogo informatsionnogo polya noosfery. Filosofs-kie issledovaniya: Zhurnal Moskovskogo filosofskogo fonda. 1997Д: 5-74. Russian.
Яшин, А.А. Информационный обмен в живой и неживой природе и информационная виртуальная реальность /А.А. Яшин// Биомедицинская радиоэлектроника - 2000.-№12.-С. 46-57.
Yashin AA. Informatsionnyy obmen v zhivoy i ne-zhivoy prirode i informatsionnaya virtual´naya real´nost´. Bio-meditsinskaya radioelektronika. 2000;12:46-57. Russian.
Яшин, А.А. Феноменология ноосферы: Заключительные главы - прогностика / А.А. Яшин- Москва - Тверь - Тула: Изд-во «Триада», 2012.
Yashin AA. Fenomenologiya noosfery: Zaklyuchi-tel´nye glavy - prognostika. Moscow - Tver´ - Tula: Izd-vo «Tri-ada»; 2012. Russian.
Яшин, А.А. Информационная виртуальная реальность / А.А. Яшин.- Тула: Изд-во «Тульский полиграфист», 2003.
Yashin AA. Informatsionnaya virtual´naya real´-nost´. Tula: Izd-vo «Tul´skiy poligrafist»; 2003. Russian.
Яшин, А.А. Феноменология ноосферы: Предтеча ноосферы. Ч. 2: Мышление и виртуальная реальность / А.А. Яшин.- М.: Изд-во ЛКИ/URSS, 2010.
Yashin AA. Fenomenologiya noosfery: Predtecha noosfery. Ch. 2: Myshlenie i virtual´naya real´nost´. Moscow: Izd-vo LKI/URSS; 2010. Russian.
Яшин, А.А. Проектирование многофункциональных объемных интегральных модулей СВЧ- и КВЧ-диапазонов / А.А. Яшин, В.В. Кандлин, Л.Н. Плотникова- М.: НТЦ «Ин-формтехника», 1992.
Yashin AA, Kandlin VV, Plotnikova LN. Proektirovanie mnogofunktsional´nykh ob"emnykh integral´nykh moduley SVCh- i KVCh-diapazonov. M.: NTTs «Informtekhnika»; 1992. Russian.
Гад, А.Я. Биофизика полей и излучений и биоинформатика. Ч. IV: Биоаналогии в технике и технологиях: Создание систем сверхбыстрой обработки информации / А.Я. Гад, А.Н. Крючков, А.А. Яшин- Тула: Изд-во Тульск. гос. ун-та, 2000.
Gad AY a, Kryuchkov AN, Yashin AA. Biofizika poley i izlucheniy i bioinformatika. Ch. IV: Bioanalogii v tekhnike i tekhnologiyakh: Sozdanie sistem sverkhbystroy obrabotki in-formatsii. Tula: Izd-vo Tul´sk. gos. un-ta; 2000. Russian.
Кадомцев, Б.В. Динамика и информация. 2-е изд. / Б.В. Кадомцев- М.: Редакция журнала «Успехи физических наук», 1999.
Kadomtsev BV. Dinamika i informatsiya. 2-е izd. M.: Redaktsiya zhurnala «Uspekhi fizicheskikh nauk»; 1999. Russian.
Ситько, СП. Введение в квантовую медицину / СП. Ситько, Л.Н. Мкртчян.- Киев: «ПАТТЕРН», 1994.
Sit´ko SP, Mkrtchyan LN. Vvedenie v kvantovuyu me-ditsinu. Kiev: «PATTERN»; 1994. Russian.
Яшин, А.А. Информационно-полевая самоорганизация биосистем / А.А. Яшин / Вестник новых медицинских технологий.- 2000.- Т. 7.- №1.- С.30-8.
Yashin AA. Informatsionno-polevaya samoorganizat-siya biosistem [Informational-field selforganization of biosys-tems]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2000;7(1):30-8. Russian.
Котельников, В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости /В.А. Котельников-М.: Радио и связь, 1998.
Kotel´nikov VA. Teoriya potentsial´noy pomekho-ustoychivosti. Moscow: Radio i svyaz´; 1998. Russian.
Маршл, С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения / С.Л. Маршл.- М.: Мир, 1990.
Marshl SL. Tsifrovoy spektral´nyy analiz i ego priloz-heniya. Moscow: Mir; 1990. Russian.
Вайнштейн. Л.А. Разделение частот в теории колебаний и вон / Л.А. Вайнштейн, Д.Е. Вакман- М.: Наука, 1983.
Vaynshteyn LA, Vakman DE. Razdelenie chastot v teorii kolebaniy i von. Moscow: Nauka; 1983. Russian.
Верлань, А.Ф. Интегральные уравнения: Методы. Алгоритмы. Программы (Справочное пособие) / А.Ф. Верлань, B.C. Сизиков- Киев: Наукова думка, 1986.
Verlan´ AF., Sizikov VS. Integral´nye uravneniya: Me-tody. Algoritmy. Programmy (Spravochnoe posobie). Kiev: Naukova dumka; 1986. Russian.
Розен, Р. Принцип оптимальности в биологии / Р. Розен.- М.: Мир, 1969.
Rozen R. Printsip optimal´nosti v biologii. Moscow: Mir; 1969. Russian.
Веселовский, В.Н. Введение в информационную теорию вирусов / В.Н. Веселовский, А.А. Яшин - Тула: Изд-во «Тульский полиграфист», 2000. Veselovskiy VN, Yashin AA. Vvedenie v informat-sionnuyu teoriyu virusov. Tula: Izd-vo «Tul´skiy poligrafist»; 2000. Russian. Overman, К.С A novel view of Fourier analysis / K.C. Overman, D.E. Mix // Proceedings of the IEEE.- 1981.-T. 69.-№10.-P. 1372-3.Overman КС, Mix DE. A novel view of Fourier analysis. Proceedings of the IEEE. 1981;69(10):1372-3.