Biokybernetika

Z Multimediaexpo.cz

(Rozdíly mezi verzemi)

Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:51

Biokybernetika (z řeckých βίο, život a κυβερνητική, kormidelník), též biologická kybernetika, je aplikací kybernetiky v přírodních vědách, např. ve fyziologii, ve farmakologii nebo v neurovědách. Biokybernetika hraje klíčovou roli v systémové biologii, které se snaží zahrnout různé úrovně informací o biologickém objektu do modelu umožňujícího pochopit funkci objektu.

Biokybernetika jako abstraktní věda je součástí teoretické biologie.

Obsah

1 Příklad aplikace
- 1.1 Termoregulace u savců
2 Související články
3 Literatura
4 Externí odkazy

Příklad aplikace

Model termoregulace u savců

Termoregulace u savců

Jako příklad kybernetického přístupu ke studiu biologických systémů lze uvést zjednodušené schéma regulace tělesné teploty u savců. Regulační centrum se nachází v hypotalamu (růžový obdélník). Vstup představuje (vlevo nahoře) především set point, který může být měněn prostřednictvím signálních molekul (např. prostaglandinů a cytokinů). Hodnota set pointu je porovnávána (prvek \(f\)) jednak s hodnotou současné teploty (regulovaná veličina) organizmu (z prvku \(G_{BC}\) odpovídající senzorům) a jednak s hodnotou vyjadřující odhahu vývoje (z prvku \(G_{FF}\) - viz dopředná regulace). Takto vzniklá regulační odchylka je pak regulátorem (prvek \(G_{HT}\)) transformávána na signál pro změnu produkce tepla (akční veličina) do vlastního akčního členu (na obrázku je označen \(\frac{\alpha}{\omega + \beta}\)). Do jednoduchého regulačního obvodu zasahují pochuchy, vlastně fyziologické i patologické děje ovlivňující teplotu organizmu.

Velkou výhodou takovéhoto modelu je poměrně snadný matematický zápis a tím i snadný převod do počítače. Na počítači je pak možné testovat shodu modelu se skutečností a provádět další experimenty.

Související články

Literatura

Vladimír Eck: Bionika. Nakladatelství ČVUT 1998
Holčík J: Modelování a simulace biologických systémů. Nakladatelství ČVUT 2006
Mařík V et al.: Umělá inteligence 1, Academia 2000
Mařík V et al.: Umělá inteligence 2, Academia 2001
Mařík V et al.: Umělá inteligence 3, Academia 2001
Mařík V et al.: Umělá inteligence 4, Academia 2003
Mařík V et al.: Umělá inteligence 5, Academia 2007
Wünsch Z, Dostál C, Veselý A: Základy lékařské kybernetiky. Avicenum 1977 (polovina k ničemu, ale hezky základy)

Externí odkazy

Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010
Informace o článku. Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. Tento text je dostupný za podmínek Creative Commons 3.0 Unported – creativecommons.org. Originální článek na české Wikipedii

@@ Řádka 6: / Řádka 6: @@
 [[Image:Thermoregulation simplified.png|500px|thumb|Model termoregulace u savců]]
 ===Termoregulace u savců===
-Jako příklad [[kybernetika|kybernetického]] přístupu ke studiu biologických [[systém]]ů lze uvést zjednodušené schéma [[regulace]] tělesné teploty u savců. Regulační centrum se nachází v [[hypothamus|hypotalamu]] (''růžový obdélník''). Vstup představuje  (''vlevo nahoře'') především '''set point''', který může být měněn prostřednictvím signálních molekul (např. [[prostaglandin]]ů a [[cytokin]]ů). Hodnota set pointu je porovnávána (prvek '''''<math>f</math>''''') jednak s hodnotou současné teploty ([[regulovaná veličina]]) organizmu (z prvku '''''<math>G_{BC}</math>''''' odpovídající [[senzor]]ům) a jednak s hodnotou vyjadřující odhahu vývoje (z prvku '''''<math>G_{FF}</math>''''' - viz [[dopředná regulace]]). Takto vzniklá [[regulační odchylka]] je pak [[regulátor]]em (prvek '''''<math>G_{HT}</math>''''') transformávána na signál pro změnu produkce tepla ([[akční veličina]]) do vlastního [[akční člen|akčního členu]] (na obrázku je označen '''''<math>\frac{\alpha}{\omega + \beta}</math>'''''). Do jednoduchého regulačního obvodu zasahují [[porucha|pochuchy]], vlastně [[fyziologie|fyziologické]] i [[patologie|patologické]] děje ovlivňující teplotu organizmu.
+Jako příklad [[kybernetika|kybernetického]] přístupu ke studiu biologických [[systém]]ů lze uvést zjednodušené schéma [[regulace]] tělesné teploty u savců. Regulační centrum se nachází v [[hypothamus|hypotalamu]] (''růžový obdélník''). Vstup představuje  (''vlevo nahoře'') především '''set point''', který může být měněn prostřednictvím signálních molekul (např. [[prostaglandin]]ů a [[cytokin]]ů). Hodnota set pointu je porovnávána (prvek '''''<big>\(f\)</big>''''') jednak s hodnotou současné teploty ([[regulovaná veličina]]) organizmu (z prvku '''''<big>\(G_{BC}\)</big>''''' odpovídající [[senzor]]ům) a jednak s hodnotou vyjadřující odhahu vývoje (z prvku '''''<big>\(G_{FF}\)</big>''''' - viz [[dopředná regulace]]). Takto vzniklá [[regulační odchylka]] je pak [[regulátor]]em (prvek '''''<big>\(G_{HT}\)</big>''''') transformávána na signál pro změnu produkce tepla ([[akční veličina]]) do vlastního [[akční člen|akčního členu]] (na obrázku je označen '''''<big>\(\frac{\alpha}{\omega + \beta}\)</big>'''''). Do jednoduchého regulačního obvodu zasahují [[porucha|pochuchy]], vlastně [[fyziologie|fyziologické]] i [[patologie|patologické]] děje ovlivňující teplotu organizmu.