Journal of New Medical TechnologiesJournal of New Medical TechnologiesВестник новых медицинских технологий1609-2163301710.12737/4989Биология сложных систем. Математическая биология и биоинформатика в медико-биологических системахBiology of Compound Systems. Mathematic Biology and Bioinformation in Medicobiological SystemsБиология сложных систем. Математическая биология и биоинформатика в медико-биологических системахTheory of Chaos and Self-Organization in Description of Functional Human Body SystemsТеория хаоса-самоорганизации в описании функциональных систем организма человекаГараеваГ. Р.GaraevaG. Р.ВатамоваС. Н.VatamovaS. Н.ФилатовМ. А.FilatovM. А.КозупицаГ. С.KozupitsaG. С.ШумиловС. П.ShumilovS. П.13082014130820142121520https://zh-szf.ru/en/nauka/article/3017/view
Попытки модельного описания динамики поведения функциональных систем организма человека традиционно базировались на моделях периодических и квазипериодических процессов (дыхание, работа сердца, биопотенциалы мозга и т.д.). В рамках теории хаоса-самоорганизации предполагается другой подход для описания якобы произвольных или непроизвольных периодических или квазипериодических движений и любых других динамических процессов (в норме и при патологии) в организме человека. При этом показано, что часто нормой является хаотическая динамика поведения вектора состояния организма человека, а периодические или стационарные режимы динамики – характерны для патологии, при этом в медицине длительное время были диаметрально противоположные представления. В работе представлена иллюстрация применения метода расчета квазиаттракторов в оценке ряда биомеханических процессов (прицеливание и болезнь Паркинсона). Показана информационная значимость этого метода.
Attempts to describe the behavioral dynamic model of the functional systems of the human body has traditionally been based on models of periodic and quasi-periodic processes (breathing, cardiac work, brain biopotentials, etc.). The paper assumes a new approach to the description of the voluntary or involuntary periodic or quasi-periodic motions and other dynamic processes (normal and pathological) in human body. It is shown that the norm is often chaotic behavioral dynamics of the state vector of the human body and the periodic or stationary modes of dynamics are typical of pathology, while in medicine for a long time the views were diametrically opposite. The paper presents the application of calculation method of quasi-attractors in estimation of biomechanical processes (sighting or Parkinson’s disease). The informational significance of the method is shown.
теория хаоса и самоорганизацииквазиаттракторпараметр порядкасистемы третьего типаtheory of chaos and self-organizationquasi-attractororder parametersystems of third type
Юнеско и Россия широко отметили 150 лет со дня рождения В.И. Вернадского. Владимир Иванович, создавая теорию ноосферизма, подошел к фундаментальному осознанию реальности биосистем, находящихся в хаосе и самоорганизации. Ноосфера в представлениях Вернадского уже требовала осознанного управления своей динамикой со стороны человечества. Одновременно в физиологии к этому познанию подошел и П.К. Анохин – он ввел понятие самоорганизующихся функциональных систем организма (ФСО). Таким образов оба великих русских ученых (с разных сторон) подошли к пониманию особенностей сложных биосистем, которые позже определили как complexity, а мы сейчас в ТХС говорим и системах третьего типа (СТТ).В рамках разрабатываемой новой теории хаоса-самоорганизации (ТХС) для описания динамики поведения сложных биосистем, к которым в первую очередь относятся ФСО человека, предлагается новый подход в изучении и понимании состояния нормы и патологии организма человека. Традиционно квазипериодические процессы в виде тремора, теппинга, работы кардио-респираторной ФСО, генерации различных биопотенциалов (мозга, мышц, нервов) описывались в виде их амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), автокорреляционных функций и различных законов распределения. Однако, сейчас в рамках ТХС доказывается бесперспективность таких методов в описании динамики сложных биосистем – complexity (ФСО, в частности) [3-6,7-9].
Бернштейн Н.А. Физиология движений и активность. М.: Наука, 1990. С. 373-392.Bernshteyn N.A. Fiziologiya dvizheniy i aktivnost´. M.: Nauka, 1990. S. 373-392.Владимир Иванович Вернадский и Лев Николаевич Гумилев: Великий Синтез творческих наследий (коллективная научная монография). Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2012. 662 с.Vladimir Ivanovich Vernadskiy i Lev Nikolaevich Gumilev: Velikiy Sintez tvorcheskikh naslediy (kollektivnaya nauchnaya monografiya). Kostroma: KGU im. N.A. Nekrasova, 2012. 662 s.Еськов В.М., Кулаев С.В., Попов Ю.М., Филатова О.Е. Применение компьютерных технологий при измерении нестабильности в стационарных режимах биологических динамических систем // Измерительная техника. 2006. № 1. С. 40-45.Es´kov V.M., Kulaev S.V., Popov Yu.M., Filatova O.E. Primenenie komp´yuternykh tekhnologiy pri izmerenii nestabil´nosti v statsionarnykh rezhimakh biologicheskikh dinamicheskikh sistem. Izmeritel´naya tekhnika. 2006. № 1. S. 40-45.Еськов В.М., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Гаврилен-ко Т.В., Филатов М.А. Complexity - особый тип биомедицинских и социальных систем // Вестник новых медицинских технологий. 2013. Т. 20. № 1. С. 17-22.Es´kov V.M., Khadartsev A.A., Es´kov V.V., Gavrilen-ko T.V., Filatov M.A. Complexity - osobyy tip biomeditsinskikh i sotsial´nykh sistem. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2013. T. 20. № 1. S. 17-22.Еськов В.М., Буров И.В., Филатова О.Е., Хадарцев А.А. Основы биоинформационного анализа динамики микрохаотического поведения биосистем // Вестник новых медицинских технологий. 2012. Т. 19. №1. С.15-18.Es´kov V.M., Burov I.V., Filatova O.E., Khadartsev A.A. Osnovy bioinformatsionnogo analiza dinamiki mikrokhaoticheskogo povedeniya biosistem. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2012. T. 19. №1. S.15-18.Майнцер К.. Сложносистемное мышление: Материя, разум, человечество. Новый синтез / Под. ред. Г.Г. Малинецкого. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. 464 с.Mayntser K.. Slozhnosistemnoe myshlenie: Materiya, razum, chelovechestvo. Novyy sintez / Pod. red. G.G. Malinetskogo. M.: Knizhnyy dom «LIBROKOM», 2009. 464 s.Хакен Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности. М.: ПЕР СЭ, 2001. 351 с.Khaken G. Printsipy raboty golovnogo mozga: Sinergeticheskiy podkhod k aktivnosti mozga, povedeniyu i kognitivnoy deyatel´nosti. M.: PER SE, 2001. 351 s.Eskov V.M., Eskov V.V., Filatova O.E. Characteristic features of measurements and modeling for biosystems in phase spaces of states // Measurement Techniques. 2011. V. 53. №12. P. 1404-1410.Eskov V.M., Eskov V.V., Filatova O.E. Characteristic features of measurements and modeling for biosystems in phase spaces of states. Measurement Techniques. 2011. V. 53. №12. P. 1404-1410.Eskov V. М, Eskov V.V., Filatova O.E., Filatov M.A. Two types of systems and three types of paradigms in systems philosophy and system science // Journal of Biomedical Science and Engineering. 2012. Vol. 5. № 10. P. 602.Eskov V. M, Eskov V.V., Filatova O.E., Filatov M.A. Two types of systems and three types of paradigms in systems philosophy and system science. Journal of Biomedical Science and Engineering. 2012. Vol. 5. № 10. P. 602.Eskov V.M., Khadartsev A.A., Eskov V.V., Filatova O.E., Filatova D.U. Chaotic approach in biomedicine: Individualized medical treatment // Journal of Biomedical Science and Engineering. 2013. Vol. 6. P. 847-853.Eskov V.M., Khadartsev A.A., Eskov V.V., Filatova O.E., Filatova D.U. Chaotic approach in biomedicine: Individualized medical treatment. Journal of Biomedical Science and Engineering. 2013. Vol. 6. P. 847-853.Filatov M.A., Filatova D.Y., Himikova O.I., Romanova J.V. Matrixes of quasiattractor distances at identification of human psychophysiology function // Complexity.Mind.Postnonclassic. 2012. Vol. 1. P.19-24.Filatov M.A., Filatova D.Y., Himikova O.I., Romanova J.V. Matrixes of quasiattractor distances at identification of human psychophysiology function. Complexity.Mind.Postnonclassic. 2012. Vol. 1. P.19-24.Jobbagy A., Harcos P., Karoly R., Fazekas G. Analysis of finger-tapping movement // Journal of Neuroscience Methods. 2005. Vol. 141. P. 29-39.Jobbagy A., Harcos P., Karoly R., Fazekas G. Analysis of finger-tapping movement. Journal of Neuroscience Methods. 2005. Vol. 141. P. 29-39.Gavrilenko T.V., Baltikova A.A., Degtyarev D.A., Pashnin A.S. The comparison of the efficiency of classic stochastic theory and theory of chaos-selforganization (TCS) // Complexity. Mind. Postnonclassic. 2012. 1. P.81-91.Gavrilenko T.V., Baltikova A.A., Degtyarev D.A., Pashnin A.S. The comparison of the efficiency of classic stochastic theory and theory of chaos-selforganization (TCS). Complexity. Mind. Postnonclassic. 2012. 1. P.81-91.Mark M. Churchland, John P. Cunningham, Matthew T. Kaufman, Justin D. Foster, Paul Nuyujukian, Stephen I. Ryu, Krishna V. Shenoy. Neural population dynamics during reaching // Nature. 2012. Vol. 487. P. 51-58.Mark M. Churchland, John P. Cunningham, Matthew T. Kaufman, Justin D. Foster, Paul Nuyujukian, Stephen I. Ryu, Krishna V. Shenoy. Neural population dynamics during reaching. Nature. 2012. Vol. 487. P. 51-58.Prigogine I.R. The Die Is Not Cast // Futures. Bulletin of the World Future Studies Federation. 2000. Vol. 25. № 4. P.17-19.Prigogine I.R. The Die Is Not Cast. Futures. Bulletin of the World Future Studies Federation. 2000. Vol. 25. № 4. P.17-19.