Сайт Информационных Технологий

K. Smirnov

Russia, Saint-Petersburg, Center of biomedical researches “Dynamics”, Smirnoff@ks1794.spb.edu

FEATURES OF EXCHANGE BY A GENETIC INFORMATION IN BIOLOGICAL OBJECTS

In the report is shown, that all genetic information is reflected in biorhythmically processes representing an information wave structure of a genetic code. The methods of selection of dynamic parameters of biorhythms and methods of hardware-software realization are offered.

 

Смирнов К.Ю.

Россия, Санкт-Петербург, Центр биомедицинских исследований “Динамика”, Smirnoff@ks1794.spb.edu

ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ

В докладе показывается, что вся генетическая информация отражается в биоритмологических процессах, представляющих собой информационную волновую структуру генетического кода. Предложены методы выделения динамических параметров биоритмов и способы программно-аппаратной реализации.

 

С точки зрения современной биофизики организм человека рассматривается как сложная саморегулирующаяся система. Управление такой системой на всех уровнях от клеточного до организменного обеспечивается за счет постоянного обмена генетической информацией, в связи с чем, развитие человека идет по заранее намеченному плану. В каждую клетку живого организма заложена генетическая программа, в которой записано все, не пропущен ни один признак. В процессе развития организм последовательно и закономерно реализует информацию, заключенную в генах.

Запуск и контроль наследственной программы осуществляется в результате информационного обмена как на клеточном, так и на молекулярном уровнях, благодаря электромагнитному излучению клеток. Частотные характеристики электромагнитного излучения клетки содержат информацию о всех процессах, происходящих в клеточных структурах, и отражают особенности поведения молекулярных структур и процессов на субмолекулярном уровне. При этом излучения с частотами молекулярных спектров влияют на процессы самоорганизации молекул на генетических “матрицах”. Информационный обмен происходит в широкой полосе частот электромагнитного излучения. Каждый цикл ферментативных преобразований в живой клетке сопровождается электромагнитным излучением с определенным набором, или “гребенкой” частот, временное представление которой является волновой структурой генетического кода. Хотя в клетках различных органов заключена вся наследственная программа, в них работает только тот участок, в котором хранится информация об этом органе. Известно, что специализация или дифференцировка клеток в организме происходит за счет выключения тех участков ДНК, которые не должны работать конкретно в данной клетке, в данной ткани. При этом все признаки организма в процессе развития отражаются в изменениях параметров волновой структуры генетического кода. Изменение этой волновой структуры воспринимается нейроэндокринной системой и реализуется с помощью гормонов, а информация об этих процессах проявляется в огромном количестве различных биоритмов организма.

С точки зрения современного биоритмологического подхода процессы, протекающие в различных органах и системах организма человека, не являются детерминированными, т.е. строго определенными во времени. Тем не менее, некоторый набор динамических параметров таких процессов повторяется в определенной последовательности в различных временных интервалах и представляет собой устойчивый набор динамических параметров – динамическую организационную структуру. Параметры такой структуры могут изменяться только в пределах, определяемых волновой структурой генетического кода. Нарушение этого условия запускает механизм развития болезни.

Динамические параметры ритмов сердца и мозга самым тесным образом связаны с состоянием сердечно-сосудистой системы и процессом кровообращения в организме человека и, таким образом, с состояниями всех других органов и систем. Любые изменения в различных органах и системах организма человека неизбежно вызывают изменения в ритмической активности головного мозга, которые через управляющие сигналы центральной нервной системы вызывают изменения в ритмической активности сердца и других органов. Таким образом, динамические параметры одного из самых доступных для исследования биоэлектрических сигналов - электрокардиосигнала, или его модифицированного представления в виде ритмограмм сердечной деятельности содержат всю информацию о состоянии различных органов и систем организма человека.

Деятельность вегетативной нервной системы находится с одной стороны под влиянием центральной нервной системы, а с другой стороны зависит от гуморальных и рефлекторных воздействий.

wpe211.jpg (14621 bytes)

В продолговатом мозгу расположен модуляторный сердечно-сосудистый центр, объединяющий вазомоторный, кардиостимуляторный и кардиоингибиторный центры. Регуляция этих центров осуществляется подкорковыми узлами и корой головного мозга.

В целом, волновая структура синусовой аритмии характеризует ритмическую активность сердца и представляет собой результат деятельности систем управления в ответ на воздействия факторов внешней и внутренней среды на всех уровнях - от клеточного до организменного. Ритмическая активность сердца отражает деятельность механизмов саморегуляции, обусловленную непрерывным процессом адаптации организма к условиям окружающей среды. Волновые процессы характеризуют активность регуляторных систем и степень напряжения управляющих механизмов. Увеличение амплитуды колебаний означает, что информационно-энергетические затраты на управление соответствующими функциональными системами увеличились. Динамические параметры ритмов сердца характеризуют иерархическую структуру управления различными органами и системами в организме человека. В такой структуре более высокие уровни управления являются ингибиторами активности более низких уровней. При этом, чем больше период колебаний ритма сердца, тем выше уровень управления. Вот почему, реакция в ответ на воздействия различной силы проявляется в увеличении амплитуды того или иного ритма сердца. При оптимальном регулировании управление происходит с минимальным участием высших уровней. При неоптимальном управлении необходима активация все более высоких уровней управления. При этом наблюдается преобладание недыхательного компонента синусовой аритмии, появляются медленные волны с увеличивающимися амплитудами и периодами. При активации более высоких уровней управления ритмическая активность дыхательных волн ослабляется, что свидетельствует о большей централизации управления.

Рис. 1. Схема формирования управляющих сигналов

В живом организме всегда существует динамический вегетативный гомеостаз, характеризующий организм как систему со многими состояниями неустойчивого равновесия, каждое из которых определяется условиями как внешней и внутренней среды, так и состоянием всего организма в целом. Информация о том, как сформировался вегетативный гомеостаз и какова цена перехода в то или иное его состояние в процессе адаптации организма к воздействию внутренних и внешних факторов, содержится в волновой структуре сердечных ритмов и является наиболее объективной характеристикой состояния здоровья пациента.

Таким образом, живой организм представляет собой многоуровневую самоорганизующуюся систему с динамической иерархией управления. Каждый элемент такой системы - это самостоятельная система, динамическая организация которой включает в себя все уровни управления. Взаимодействие между этими уровнями осуществляется путем обмена информацией по каналам прямой и обратной связи. При этом, чем сильнее воздействие на организм, тем более высокий уровень участвует в управлении. При оптимальном управлении должно быть задействовано минимальное количество уровней системы управления для обеспечения адаптации организма к различным воздействиям. Автономная деятельность низших уровней “освобождает” высшие от необходимости постоянно участвовать в локальных регуляторных процессах. Высшие уровни участвуют в этих процессах только в том случае, когда низшие не справляются со своими функциями, когда необходима координация деятельности нескольких подсистем. Оптимальное сочетание принципов централизации и автономности управления в живом организме обеспечивает максимальные адаптационные возможности целостной системы при ее взаимодействии с окружающей средой.

Сущность процессов регуляции заключается в непрерывном обмене информацией между уровнями управления. Необходимым условием формирования управляющих сигналов является наличие достаточного временного интервала для приема и переработки информации, поступающей с низших уровней. Этот интервал зависит от объема поступающей информации, от числа элементов, контролируемых и управляемых данным регуляторным механизмом. Чем выше уровень регуляции, чем больше различных уровней (элементов) он должен контролировать, тем больший интервал времени необходим для выработки управляющих сигналов.

Таким образом, управление процессами адаптации в организме человека осуществляется в динамическом режиме с периодами обмена информацией, зависящими от силы воздействия, - чем выше уровень управления, тем большее время требуется для адаптации.

Вся эта информация заложена в ритмической активности сердца и мозга и может быть использована для оценки показателей вегетативного гомеостаза регуляторных механизмов - одного из важнейших параметров, характеризующих функциональное состояние организма.

Таким образом, наиболее информативными и доступными для исследования являются биоэлектрические сигналы, выделяемые из электрической активности сердца и мозга, регистрируемые методами стандартной электрокардио- и энцефалографией.


Site of Information Technologies
Designed by  inftech@webservis.ru.