2) естественными (+)
3) закрытыми
4) открытыми
Естественными называют системы, которые формируются без целенаправленного конструирования человеком или иным внешним управляющим субъектом, в результате взаимодействия собственных элементов и процессов самоорганизации. В медицинской кибернетике самоорганизация понимается как возникновение упорядоченной структуры или устойчивого режима функционирования за счёт внутренних связей, обратных связей, обмена энергией и информацией. При этом самопроизвольно не означает беспричинно: динамика системы определяется биологическими законами, наследственной программой и условиями среды.
К естественным системам относятся организм человека, популяции клеток, нервные сети и физиологические системы регуляции. Их свойства — гомеостаз, адаптация, способность к восстановлению и изменение поведения при изменении внешних воздействий — возникают как результат согласованной работы множества элементов, а не только действия одного управляющего центра. Например, поддержание температуры тела обеспечивается взаимодействием рецепторов, нервных центров и исполнительных органов с участием отрицательной обратной связи.
Термин естественная характеризует прежде всего происхождение системы и противопоставляется искусственно созданной. Он не является синонимом открытой : живые системы действительно обычно открыты, поскольку обмениваются веществом, энергией и информацией с окружающей средой, но открытость описывает способ взаимодействия, а не происхождение. Искусственная система также может быть открытой и обладать элементами самоорганизации, например адаптивная медицинская информационная система.
| Критерий | Естественная система | Искусственная система | Значение для медицинской кибернетики |
|---|---|---|---|
| Происхождение | Возникает в природе в ходе самоорганизации и эволюционного развития | Создаётся человеком для определённой цели | Позволяет различать биологический объект и технический аналог |
| Механизм упорядочивания | Внутренние взаимодействия, регуляторные контуры и обратные связи | Заранее заданная конструкция, алгоритм или программа управления | Определяет выбор методов моделирования и управления |
| Централизованный управляющий орган | Не обязателен; порядок может возникать распределённо | Обычно предусматривается проектировщиком или оператором | Объясняет распределённый характер регуляции в организме |
| Обратная связь | Формируется в процессе функционирования и обеспечивает гомеостаз и адаптацию | Закладывается при проектировании или добавляется в систему управления | Используется при построении моделей физиологических процессов |
| Обмен со средой | Чаще открытая: получает вещества и энергию, удаляет продукты обмена | Может быть открытой или условно закрытой | Открытость не определяет, является ли система естественной |
| Примеры | Организм, иммунная система, нейронная сеть, экосистема | Аппарат искусственной вентиляции лёгких, экспертная система, роботизированный комплекс | Помогает корректно интерпретировать результаты компьютерного моделирования |
Ключевым признаком естественной системы является спонтанное формирование организации из взаимодействия её компонентов. В биологических объектах самоорганизация сочетается с наследственной информацией, регуляцией и влиянием внешней среды. Для анализа таких систем применяют теорию управления, системный анализ, математическое моделирование и исследование динамики обратных связей. Поэтому правильный термин для систем, возникающих самопроизвольно в результате самоорганизации, — естественные .