Начало >> Статьи >> Архивы >> Элементы информационной биологии и медицины

Информационные ступени эволюции функциональных систем - Элементы информационной биологии и медицины

Оглавление
Элементы информационной биологии и медицины
Информационные грани жизни
Общая характеристика информации и информационного поля
Эволюция информационной структуры мироздания
Архитектоника информационных отношений
Эволюция информационных систем
Физические аспекты информационных процессов в биосистемах
Информационно-волновые и информационно-корпускулярные особенности функционирования биосистем
Общие свойства функциональных систем
Голографический принцип организации функциональных систем
Голографический принцип системной организации функций мозга
Мотивация и подкрепление - основа голографических построений функций мозга
Эмоции в голографических механизмах, акцептор результатов действия
Доминирующая мотивация в извлечении опыта из памяти
Голографическое взаимодействие индивидов с окружающей средой
Голографические свойства популяций, больших систем
Информационные ступени эволюции функциональных систем
Опережающее отражение действительности
Многоклеточные
Популяции
Информационные свойства функциональных систем
Кодирование информации в рецепторах нервной ткани
Доминирующая мотивация
Эмоциональный сигнал потребности, аспекты поведения
Эмоциональная оценка потребного результата, сенсорное насыщение
Информационная среда и экраны организма
Информация в межсистемных взаимоотношениях в организме
Информационные отношения
Голографическое единство мироздания
Информационные эффекты сверхмалых доз веществ
Эффект бипатии
Особенности эффектов потенцированных средств
Возможные механизмы действия потенцированных средств
Практическое использование информационных эффектов
Информационная сущность традиционной медицины
Информационный подход к болезни
Методологические особенности академической медицины
Современные представления об энерго-информационных механизмах акупунктуры
Гомеопатия как метод информационной медицины
Являются ли лечебные эффекты гомеопатии феноменом плацебо?
Современные представления о механизмах информационных эффектов гомеопатической терапии
Заключение
Литература
Неспецифическая реабилитация ранних информационных нарушений при эмоциональном стрессе

Предбиологические предпосылки. Данные палеонтологии, археологии и других исторических наук показывают, что жизнь в самых ее примитивных формах возникла как более позднее явление становления Земли как планеты Солнечной системы. В результате этого - не живые существа создавали себе необходимые условия существования, а, наоборот, они вынуждены были «вписаться» в сложившиеся до них формы неживой материи с ее сложными физико-химическими отношениями и приспособиться к ним. Физическими и химическими факторами, которые определялись свойствами планеты Земля и по отношению к которым «вписались» живые существа, явились: сила земного притяжения (гравитация), воздушная среда (уровень газов), температура, электромагнитный фон, ионный состав атмосферы и другие мощные космические влияния.
Эти воздействия проявляются в виде эпизодических или повторяющихся событий, связанных в неразрывный пространственно-временной континуум (Эйнштейн А., 1966).
В процессе длительного эволюционного развития живые существа приспособились как к периодически повторяющимся, так и эпизодическим событиям пространственно-временного континуума окружающего их мира (Анохин П. К., 1970).

Живые существа с самого возникновения характеризовались свойством самовоспроизведения. Это на первых этапах эволюционного развития был важнейший фактор их устойчивой выживаемости. Выживание на предбиологическом этапе определялось количеством полимерных молекул, среди которых важнейшими оказались молекулы дезоксирибонуклеиновых и рибонуклеиновых кислот.
Появление информационных молекул ДНК и РНК явилось огромным прогрессом эволюционного развития живого. Они определили процессы размножения первичных живых организмов. Это составило информационную основу эволюции живого.
На первых этапах развития первичные живые существа выжили только благодаря быстрому распространению (диссеминации) по всей планете. Они гибли мириадами и тут же снова воспроизводили мириады себе подобных. И тем не менее это был Хаос - неорганизованная масса живого. На смену хаосу в процессе эволюции пришла самоорганизация живого в специальные молекулярные функциональные системы.
На первых этапах эволюционного развития примитивные живые существа, в огромном количестве рассеянные по мировое океану, представляли из себя полностью открытые физико-химические системы, своего рода «жертвы» окружающих их условий, пассивно на них реагирующих. Они были вынуждены с целью выживания выработать надежную защиту от порой неблагоприятных воздействий факторов внешней среды.
С этой целью отдельные полимерные молекулы стали складываться в определенные системы отношений (коацерваты по А. И. Опарину), деятельность которых была направлена на определенные стабильные приспособительные результаты, полезные для самих таких систем в плане их сохранения и выживания. Такими первичными адаптивными результатами явилась устойчивость этих систем. Первичные молекулярные системы можно рассматривать как примитивные функциональные системы. При этом однако следует подчеркнуть, что отношения отдельных элементов, составляющих эти системы, уже включали их информационное взаимодействие.
Такие первичные информационные построения явились, по- видимому, своего рода первичным «каркасом» последующих белковонуклеиновых и клеточных функциональных систем.
В процессе многих миллионов лет становления первичных функциональных систем они совершенствовали формы взаимодействия с факторами окружающей их среды, включали их, такие как кислород, температуру и др., в свои метаболические химические реакции, использовали внешнюю энергию для своей жизнедеятельности, выделяли использованные продукты жизнедеятельности в окружающую их среду, которые, в свою очередь, немедленно элиминировались.

Наряду с материально-энергетическими процессами живые существа в процессе эволюции «обрастали» все новыми информационными отношениями с этими материальными процессами.
При этом все, что способствовало сохранению устойчивости первичных функциональных систем, их выживанию, сохранялось, совершенствовалось и вступало в прогрессивные взаимодействия с уже имеющимися ранее компонентами этих систем. Наоборот, все, что нарушало устойчивость этих систем и препятствовало их выживанию, становилось для них отрицательным, неполезным и элиминировалось. При этом окружавшие эти системы субстраты и факторы должны были, с одной стороны - обеспечивать доставку к ним исходных, потребных материалов, а с другой стороны - потреблять их конечные продукты. Таким путем в эволюции складывались сложные кооперативные информационные отношения живых функциональных систем с системами окружающего их мира.
Главным условием выживания «предбиологических» функциональных систем, как мы указывали в разделе 1.3, служила их устойчивость к внешним воздействиям.
Примеры молекулярных саморегулирующихся систем многочисленны. Типичным примером является ретроингибирование, когда определенный этапный продукт химической реакции останавливает развернувшуюся химическую реакцию. Изложенные соображения подтверждают представления В. П. Казначеева о том, что наряду с белково-нуклеиновой формой жизни существует ее полевая (информационная!) организация.
Возможно, что еще до появления «предорганических» функциональных систем в процессе эволюционного развития Земли сложились устойчивые информационные системы полевого уровня.

Одноклеточные.

Наиболее существенным этапом развития живого на Земле явилась изоляция живого от факторов окружающего их мира. Изоляция осуществилась с помощью уникального приспособления - биологических мембран. Характерно, что природа, «нащупав» это универсальное свойство живого, сохранила его на всех этапах последующего эволюционного развития, у всех живых существ включая человека.
Изоляция живых организмов с помощью биологических мембран позволила им вырваться из плена окружающей среды и не только реагировать на ее воздействия, но и противопоставить себя внешней среде. Изолированные от внешнего мира первичные одноклеточные существа уже предстали как субъективная сущность. Теперь уже живые организмы (субъекты) смогли активно воздействовать на окружающую их среду и даже преобразовывать ее в соответствии со своими метаболическими потребностями.
Необходимость активного удовлетворения потребностей, в свою очередь, привела к возникновению и усовершенствованию активного аппарата движения.

Потребности одноклеточных включали потребности в питательных веществах, кислороде, температуре, осмотическом балансе, сохранении структурной и химической целостности. Их размножение осуществлялось путем простого деления, а выделение продуктов метаболизма происходило во внешнюю среду постоянно, пассивно без специальных поведенческих реакций.
Потребности и их удовлетворение явились критическими моментами эволюции живых существ. Удовлетворение потребности в эволюции живых существ выступало в качестве полезного приспособительного результата, определяющего их выживаемость, а также продление вида и рода. Удовлетворение ведущих метаболических потребностей у одноклеточных организмов обеспечивали специальные функциональные системы молекулярного уровня организации, но теперь уже заключенные в изолированную от внешнего мира протоплазму.
Параметры выживания изолированных одноклеточных существ приобрели новые качества. Живые существа смогли не только реагировать на внешние воздействия, но «проявляя свой собственный интерес», приобрели возможность строить активную деятельность, направленную на удовлетворение своих внутренних, метаболических потребностей. У них сложились молекулярные функциональные системы, определяющие процессы внутреннего дыхания, пищеварения, выделения, поддержания оптимальной температуры, осмотического давления, реакции среды (pH), размножения и защиты организма от действия повреждающих факторов, в первую очередь - на их наружные мембраны.
Самоорганизация одноклеточных приобрела новые формы. Мембраны стали погружаться в цитоплазму, создавая предпосылки формирования специализированных внутренних органов.
На этом этапе эволюции живого у первичных живых организмов складываются субъективные ощущения в форме первичной раздражимости.

Раздражимость как предоснова субъективного.

Обычно раздражимость рассматривают как способность живых существ отвечать на действие раздражителей изменением протоплазматических отношений, в первую очередь - их мембран. Такое определение затрагивает только внешнюю сторону явления. Внутренняя сущность процесса при этом остается вне сферы внимания.

Раздражимость оказалась тесно связанной с молекулярными процессами формирования внутренних потребностей и их удовлетворения. Раздражимость выступила в эволюции в качестве сигнала, позволяющего живым существам надежно оценивать свои потребности и их удовлетворение, а также действие разнообразных (особенно повреждающих) факторов внешней среды. Поскольку раздражимость связана с изменением молекулярных отношений в протоплазме, здесь снова проявились информационные свойства живого. Они наиболее отчетливо просматриваются в избирательной раздражимости - «таксисах», при которой одноклеточные существа активно стремятся к одним - благоприятным факторам, удовлетворяющим их определенные метаболические потребности, и, наоборот - активно избегают повреждающих воздействий.
Раздражимость, следовательно, явилась для одноклеточных существ надежным фактором информационной оценки внутреннего состояния, постоянно изменяющегося при формировании внутренних потребностей и при действии факторов окружающей среды. Раздражимость позволила живым существам с целью сохранения их жизни избирательно реагировать на внешние воздействия - приближаясь к одним с целью использования их для нужд собственного метаболизма, и активно избегая других, вредных для их жизнедеятельности. Раздражимость определила, таким образом, первичные ощущения живых существ.
Первичные ощущения, в свою очередь, определили субъективную сущность живых существ.
Субъективное выступило в форме информационной грани жизнедеятельности. Возникновение субъективного в плане Дарвинских идей эволюции оказалось весьма прогрессивным свойством с позиций лучшего выживания живых существ и их адаптации к условиям существования. Субъективное выступило в качестве мощного фактора приспособления и выживания живых существ. Оно обусловило наиболее оптимальные формы удовлетворения живыми существами их ведущих потребностей и реакций на внешние воздействия. Будучи полезным свойством, субъективное сохранилось и прогрессивно усовершенствовалось на всех этапах эволюционного развития живых существ.
Подчеркнем, что субъективное заключает в себе, прежде всего, отношение субъекта к своему состоянию и к окружающему его миру. Это свойство является ведущим критерием информационных процессов. Субъективное выступило в роли своеобразного информационного экрана внутреннего и внешнего мира живых существ.
Значительное преимущество в поведении живых существ на основе субъективных ощущений заключалось в том, что живые существа с их помощью смогли делать выбор между повреждающими и благоприятными воздействиями внешней среды. В этом снова проявилась информационная сущность субъективного.
Осознание курса действий (выбор) оказалось прогрессивным явлением, особенно в опасных ситуациях.

Память.

На основе первичной раздражимости в эволюции сформировалось еще одно важное свойство живого - память. При многократных однотипных внешних воздействиях, а также при многократных однотипных удовлетворениях одной и той же потребности, а также при эпизодических действиях сильных раздражителей, молекулярные изменения приобрели способность к фиксации. Это свойство наложилось на уже сформированный эволюционным развитием генетический аппарат, использовав для этой цели иную, чем для функций размножения последовательность нуклеотидов в ДНК и РНК.
Не менее значимым оказалось свойство быстрого извлечения следов памяти. В механизме фиксации и извлечения следов памяти информационные субъективные процессы стали играть ключевую роль. Они стали способствовать фиксации следов памяти при удовлетворении тех или иных потребностей или при действии на организм повреждающих раздражителей, а также их извлечению при возникновении соответствующих потребностей.
Информационные процессы на основе механизмов памяти включились в деятельность отдельных функциональных систем организма молекулярного уровня.



 
« Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека   Эндокринология »