Complexity. Mind. Postnonclassic Complexity. Mind. Postnonclassic Сложность. Разум. Постнеклассика 2306-174X 3389 10.12737/5520 Математика в описании хаоса и синергетических систем Mathematics in Description of Chaos and Synergetic Systems Математика в описании хаоса и синергетических систем Compartment-cluster modeling of uncertainties according to determinism Компартментно-кластерное моделирование неопределённостей в рамках детерминизма Бурыкин Ю. Г. Burykin Yu. Г. Даянова Д. Д. Dayanova D. Д. Козупица Г. С. Kozupitsa G. С. Берестин Д. К. Berestin D. К. 21 11 2014 21 11 2014 3 2 68 80 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/3389/view

Переход от детерминизма к стохастике и далее к хаосу (самоорганизации) в изучении биомеханических систем приводит к проблеме возможности моделирования хаотической динамики постурального тремора. В общем случае возникает общая проблема идентификации произвольных движений человека. Иными словами биофизика сложных систем подошла к решению глобальных задач произвольности и непроизвольности в реализации любых двигательных функций. Обсуждается возможность моделирования таких процессов качественно и количественно. На конкретных моделях продемонстрирована эффективность компартментно-кластерного моделирования биосистем и возможности управления такими моделями со стороны нейросетей головного мозга. Сравнительный анализ модельных и реальных зарегистрированных сигналов показал высокую согласованность динамики моделируемых и реальных сигналов сложных биологических систем. В частности, динамика изменения параметров тремора может быть описана изменениемквазиаттракторов, которые существенно зависят от психического состояния человека. В опытах это проявляется в виде эффектов прицеливания, которые и были рассмотрены в сообщении в качестве проверки модели на экспериментальном материале.

Transition from determinism to stochastic sand further to chaos (self-organization) in the study of biomechanical systems leads to the problem of chaotic dynamics modeling of a post- ural tremor. In general, there is a problem of identifying the voluntary human movements. In other words biophysics of complex systems has approached the global challenges of voluntary and involuntary performance of any motor functions. The possibility of modeling these processes qualitatively and quantitativelyisdiscussed. Specific models demonstrate the effectiveness of the compartment-cluster modeling of biosystems and possibilities of controlof such models from the neural networks of the brain. Comparative analysis of the simulated and real recorded signals has shown a high consistent dynamics of simulated and real signals of complex biological systems. In particular, changes in tremor parameters can be described by the change in quasi-attractors which essentially depend on the mental state of a person. In experiments it is shown in the form of sight effects, which are considered in the report as a test model on experimental data.

сложные биосистемы компартментно-кластерное моделирование произвольное и непроизвольное движение. complex biosystems compartment-cluster modeling voluntary and involuntary movement.

Организация двигательных актов сопровождается обязательным наличием трех структур (компартментов) как на уровне исполнения, так и на уровне управления этим исполнителем (т.е. двигательным актом). На нижнем иерархическом уровне или нижнем кластере, или уровене реализации управлений, всегда имеется афферентная часть (первый, входной ком-партмент) в виде механорецепторов - различных мышечных сенсорных структур, формирующих потоки информации о положении в пространстве тела человека или его частей (за счёт тонуса мышц). На спи-нальном уровне имеется компартмент (нейронные сети), который обеспечивает переработку поступающей информации как из выше лежащих структур (иерархического кластера), так и из входного афферентного компартмента, который является первым компартментом в общей трёхкомпартмент-ной структуре второго (управляемого) кластера. В результате последовательного взаимодействия первого и второго компартментов вырабатываются управляющие сигналы для активизации третьего (выходного) эффекторного компартмента. В качестве последнего выступают эфферентные сигналы и нервно-мышечный компартмент (исполнитель). Такая трёхкомпартментная структура модели мышечного движения включает и организацию тремора (как якобы непроизвольного движения), и теппинга (якобы произвольного движения).

Гавриленко Т.В., Балтикова А.А., Дегтярев Д.А., Еськов В.В., Пашнин А.С. Хаотическая динамика непроизвольных движений конечности человека в 4-мерном фазовом пространстве // Сложность. Разум. Постнеклассика.- 2012.- №1.- С. 86-94. Gavrilenko T.V., Baltikova A.A., Degtyarev D.A., Es´kov V.V., Pashnin A.S. Khaoticheskaya dinamika neproizvol´nykh dvizheniy konechnosti cheloveka v 4-mernom fazovom prostranstve. Slozhnost´. Razum. Postneklassika.- 2012.- №1.- S. 86-94. Еськов В.М., Гавриленко Т.В., Козлова В.В., Филатов М.А. Измерение параметров динамики микрохаоса в поведении реальных биосистем // Метрология- 2012.-№7.- С. 39-48. Es´kov V.M., Gavrilenko T.V., Kozlova V.V., Filatov M.A. Izmerenie parametrov dinamiki mikrokhaosa v povedenii real´nykh biosistem. Metrologiya- 2012.-№7.- S. 39-48. Еськов В.М., Балтикова А.А., Буров И.В., Гавриленко Т.В., Пашнин А.С. Можно ли моделировать и измерять хаос в медицине // Вестник новых медицинских технологий.- 2012.- Т. 18, № 2.- С. 412-414. Es´kov V.M., Baltikova A.A., Burov I.V., Gavrilenko T.V., Pashnin A.S. Mozhno li modelirovat´ i izmeryat´ khaos v meditsine. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy.- 2012.- T. 18, № 2.- S. 412-414. Еськов В.М., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Филатова О.Е. Особенности измерений и моделирования биосистем в фазовых пространствах состояний // Измерительная техника.- 2010.- №12.- С. 53-57. Es´kov V.M., Khadartsev A.A., Es´kov V.V., Filatova O.E. Osobennosti izmereniy i modelirovaniya biosistem v fazovykh prostranstvakh sostoyaniy. Izmeritel´naya tekhnika.- 2010.- №12.- S. 53-57. Еськов В.М., Брагинский М.Я., Вишневский В.А., Пашнин А.С, Ефимова Ю. С. Стохастические и хаотические методы в оценке качества подготовки спортсменов при решении задачи прицеливания. // Теория и практика физ. культуры.- 2011.-№1.-С. 87-90. Es´kov V.M., Braginskiy M.Ya., Vishnevskiy V.A., Pashnin A.S, Efimova Yu. S. Stokhasticheskie i khaoticheskie metody v otsenke kachestva podgotovki sportsmenov pri reshenii zadachi pritselivaniya.. Teoriya i praktika fiz. kul´tury.- 2011.-№1.-S. 87-90. Еськов В.М., Гавриленко Т.В., Дегтярев Д.А., Еськов В.В, Балтикова А.А. Динамика квазиаттракторов параметров непроизвольных микродвижений конечностей человека как реакция на локальные термические воздействия // Вестник новых медицинских технологий.- 2012- Т. 19, № 4.-С. 26-29. Es´kov V.M., Gavrilenko T.V., Degtyarev D.A., Es´kov V.V, Baltikova A.A. Dinamika kvaziattraktorov parametrov neproizvol´nykh mikrodvizheniy konechnostey cheloveka kak reaktsiya na lokal´nye termicheskie vozdeystviya. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy.- 2012- T. 19, № 4.-S. 26-29. Иваницкий Г.Р., Есипова Н.Г., Абагян Р.А., Шноль С.Э. Биофизика-1986.- №30(3).- С. 418-421. Ivanitskiy G.R., Esipova N.G., Abagyan R.A., Shnol´ S.E. Biofizika-1986.- №30(3).- S. 418-421. Иваницкий Г.Р. Виражи закономерностей. Правило БИО - стержень науки (под ред. А Б Медвинского).- М.: Наука, 2011.-327 с. Ivanitskiy G.R. Virazhi zakonomernostey. Pravilo BIO - sterzhen´ nauki (pod red. A B Medvinskogo).- M.: Nauka, 2011.-327 s. Churchland М.М., Cunnigham J.P., Kaufman М.Т. and others. Neural population dynamic reaching // Nature- 2012- V.487-P.51-56. Churchland M.M., Cunnigham J.P., Kaufman M.T. and others. Neural population dynamic reaching. Nature- 2012- V.487-P.51-56. Eskov V.M., Eskov V.V., Filatova O.E. Characteristic features of measurements and modeling for biosystems in phase spaces of states // Measurement Techniques (Medical and Biological Measurements).- 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 (Medical and Biological Measurements).- 2011. - V. 53 (12).-P. 1404-1410. Eskov V.M., Gavrilenko T.V., Koz-lova V.V., Filatov M.A. Measurement of the dynamic parameters of microchaos in the behavior of living biosystems // Measurement Techniques.-2012.-Vol. 55, №. 9.-P. 1096-1100. Eskov V.M., Gavrilenko T.V., Koz-lova V.V., Filatov M.A. Measurement of the dynamic parameters of microchaos in the behavior of living biosystems. Measurement Techniques.-2012.-Vol. 55, №. 9.-P. 1096-1100. Smolyaninov V.V. On the Origins of Some Debatable Biophysical Conceptions (What Life Is from Different Points of Viev) // Biophysica.- 2010.- Vol. 55, №3.- P. 563-576. Smolyaninov V.V. On the Origins of Some Debatable Biophysical Conceptions (What Life Is from Different Points of Viev). Biophysica.- 2010.- Vol. 55, №3.- P. 563-576. Walter G.G. On complex eigenvalues of compartmental models // Mathematical Biosciences.- 1985.-V.75.-P. 143-157. Walter G.G. On complex eigenvalues of compartmental models. Mathematical Biosciences.- 1985.-V.75.-P. 143-157. Weaver W. Science and Complexity //E:CO-2004-Vol. 6, №3.-P. 65-74. Weaver W. Science and Complexity //E:CO-2004-Vol. 6, №3.-P. 65-74.