logo
Методическое пособие концептуальной самоподгото

3.4 Человек, как биологический объект – "аппаратное обеспечение"

Восприятие раздражителей (стимулов) организмом осуществляется с помощью специальных клеток или органов, которые называются рецепторами. Они действуют как биологические преобразователи внешних воздействий в электрический сигнал. Живые организмы характеризуются пороговой нелинейной зависимостью чувствительности S от интенсивности стимула I, часто описываемой законом Вебера–Фехнера:

S = N (log I – log b) = N log (I / b),

где N – разностная чувствительность; b – абсолютный порог чувствительности сенсора к стимулу. Логарифмическая функция чувствительности позволяет живым организмам воспринимать широкий диапазон интенсивностей стимулов.

Воспринимаемая рецепторами информация передается в конце концов эффекторным клеткам и вызывает в них реакцию, определенным образом связанную со стимулом. Связь между рецепторами и эффекторами осуществляют проводящие клетки нервной системы – нейроны. Их разветвленные отростки аксоны пронизывают весь организм, образуя сложную систему связей.

Мембрана аксона с внутренней стороны заряжена отрицательно (–70 мВ) по отношению к наружной поверхности. Эту разность потенциалов называют потенциалом покоя (зависящим от электрохимического градиента ионов К+), который у сенсорных клеток остается постоянным при отсутствии стимула.

Стимуляция сенсорных клеток приводит к кратковременному повышению проницаемости мембраны аксона для ионов Na+. В результате потенциал мембраны повышается до некоторой пороговой величины, после которой возникает потенциал действия – импульс, называемый спайком (+4 ... +40 мВ). Амплитуда импульса постоянна. Сила стимула кодируется частотой импульсов-спайков.

Передача информации от одной клетки к другой происходит в синапсах – местах контакта окончания аксона одного нейрона с отростком (дендритом) другого. Нервный сигнал передается через синапс с помощью вещества-посредника, названного медиатором. В результате возникновения потенциала действия медиатор на 0,5 мс выделяется и замыкает контакт между клетками, передавая потенциал другому нейрону, после чего разлагается ферментом, и импульс прерывается. Мембрана аксона деполяризуется. Этот механизм позволяет обеспечить задержку для пропускания нового импульса.

У организмов сегодня выделяют два уровня координации – восприятия и передачи сигналов:

Структура самой малой единицы жизни – макромолекулы уже соответствует критериям сложной системы. Подобные системы проявляют новые свойства, не присущие простым (например техническим), такие как уникальность, непредсказуемость, способность к саморазвитию. Свойством уникальности сложной системы объясняется биологическая изменчивость, характеризующая живое. Свойство непредсказуемости обусловливает оценку биологических реакций как событий, т. е. явлений, которые могут происходить или не происходить.

Способность к саморазвитию у живого проявляется в виде иерархичности организации, его эволюции (переходе с течением времени от простых форм к сложным). Иерархия проявляется как в описании структуры организма (атомы, молекулы, макромолекулы, органеллы, клетки, ткани, органы, системы органов), так и в общей классификации живого (вид, род, семейство, отряд, класс, подтип, тип, царство, надцарство).

Кто есть человек, или каким должно быть человеку?96. Для ответа на этот вопрос прежде обратимся к общей биологии, а потом и к социологии. В биосфере планеты Земля есть биологические виды, всякая генетически здоровая особь в которых – по одному факту своего рождения в этом виде – уже состоялась как полноценный представитель этого вида. Примером тому комары, прочие насекомые, большинство рыб, ныне живущие ящерицы. Если и не всё информационное обеспечение их поведения, то подавляющая доля алгоритмов97 их поведения запрограммирована генетически, является врожденной. Гибкость поведения особей минимальная – комбинаторная на основе генетической (врожденной) информации. Доля информационного обеспечения поведения, являющаяся результатом накопления опыта взаимодействия со средой обитания конкретной особью или некоторым множеством особей (например, стаей), – если и есть, то ничтожна мала. Но это характерно не для всех биологических видов. В поведении высших животных преобладает не врожденная информация, а приобретенная в процессе воспитания в детстве и накопленная особями как опыт взаимодействия со средой каждой из них. Эта информация представляет собой своего рода надстройку над фундаментом врожденного информационного обеспечения поведения (безусловных рефлексов и инстинктов). Но на одном и том же фундаменте могут быть возведены разные надстройки.

Известная басня, в которой гиена, приносящая в одном помёте нескольких щенков, попрекает львицу тем, что та рождает всего лишь одного детеныша, и получает ответ: «Зато я рождаю льва», – содержит неточность и умолчание: льва из новорожденного львенка еще надо вырастить и воспитать (как, в прочем, и гиену). Взрослого льва, родившегося и выросшего в зоопарке либо в цирке, невозможно внедрить в естественную для львов среду обитания: природа убьет его потому, что львенок не получил воспитания, соответствующего полноте львиного достоинства в биоценозах данного региона планеты98, и не может войти в качестве льва в их жизнь, а в своем качестве – качестве декоративного "хищника" – в биоценозе ему нет места.

Это в полной мере касается и человека – биологического вида, несущего наибольший абсолютный и относительный объем (по сравнению с другими видами живых организмов биосферы Земли) внегенетически обусловленной поведенческой информации, обеспечивающей наибольшую гибкость поведения в быстро меняющейся обстановке.

Человек часть Тварного Мироздания, и как часть биосферы, как биологическая особь представляет собой сложную систему на молекулярном уровне (макроуровне) и изучая, его можно сравнить с коллоидным вычислительным комплексом.

Нормальная (систематическая) анатомия человека – раздел анатомии человека, изучающий строение «нормального», то есть здорового тела человека по системам органов, органам и тканям.

Орган – часть тела определённой формы и конструкции, имеющая определённую локализацию в организме и выполняющая определённую функцию (функции). Каждый орган образован определёнными тканями, имеющими характерный клеточный состав. Органы, которые объединены функционально, составляют систему органов. В русской анатомической школе системой органов принято считать функционально единую группу органов, которые имеют анатомическое и эмбриологическое родство; группы органов, объединённых только функционально, называются аппаратами органов (опорно-двигательный, речевой, эндокринный и т. д.). Некоторые органы выполняют несколько функций и относятся к разным системам: так, вилочковая железа (тимус) является функциональным звеном как иммунной, так и эндокринной системы, поджелудочная железа – эндокринной и пищеварительной, мужская уретра – мочевыделительной и репродуктивной и т. д.

Системы и аппараты органов формируют целостный организм человека. Постоянство внутренней среды (гомеостаз) поддерживается посредством нейрогуморальной регуляции обменных процессов в организме, обеспечиваемой содружественным функционированием нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем.

Разделами нормальной (систематической) анатомии человека являются: остеология – учение о костях, синдесмология – учение о соединениях частей скелета, миология – учение о мышцах, спланхнология – учение о внутренних органах пищеварительной, дыхательной и мочеполовой систем, ангиология – учение о кровеносной и лимфатической системах, анатомия нервной системы (неврология) – учение о центральной и периферической нервной системах, эстезиология – учение об органах чувств.

Опорно-двигательный аппарат является предметом изучения трёх разделов анатомии человека – остеологии, синдесмологии и миологии. Опорно-двигательный аппарат включает костный скелет, укреплённый вспомогательными элементами (связками, суставными дисками, менисками и др.), а также мышцы.

Скелет – это пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Скелет у взрослого человека состоит в основном из костей. В местах, где требуются упругость и гибкость, сохраняются хрящи: хрящи участвуют в формировании хрящевых соединений костей (синхондрозов), полусуставов (симфизов) и суставов. Особняком стоит относящийся к дыхательной системе скелет гортани и трахеобронхиального дерева, который полностью сформирован хрящами.

Скелет выполняет две основные функции: механическую и биологическую.

Механическая функция включает в себя:

— опорную функцию – кости вместе с их соединениями составляют опору тела, к которой прикрепляются мягкие ткани и органы;

— функцию передвижения (хотя и косвенно, так как скелет служит для прикрепления скелетных мышц);

— рессорную функцию – за счет суставных хрящей и других конструкций скелета (свод стопы, изгибы позвоночника), смягчающих толчки и сотрясения;

— защитную функцию – формирование костных образований для защиты важных органов: головного и спинного мозга; сердца, легких. В полости таза располагаются половые органы. В самих костях находится красный костный мозг.

Под биологической функцией понимают:

— кроветворную функцию – красный костный мозг, находящийся в костях, является источником клеток крови;

— запасающую функцию – кости служат депо для многих неорганических соединений: фосфора, кальция, железа, магния и поэтому участвуют в поддержании постоянного минерального состава внутренней среды организма.

По анатомическим областям принято разделение скелета человека на кости черепа, позвоночник, грудную клетку и кости плечевого пояса, таз, кости свободных верхней и нижней конечностей.

В состав опорно-двигательной системы входят поперечно-полосатые мышцы (скелетные мышцы). Мышцы – это активная часть опорно-двигательного аппарата. Большинство мышц крепятся к костям скелета двумя концами с помощью сухожилий.

Мышечная система человека включает мышцы туловища, шеи, головы, верхних и нижних конечностей. Если пропорции и телосложение определяются в основном костной системой, то контуры фигуры человека в первую очередь зависят от мышц.

Остановимся на "аппаратном обеспечении" – на тех системах человеческого организма, которые непосредственно формируют в нашем восприятии картину Мироздания и которые даны всем от рождения. К таким системам в первую очередь следует отнести: нервную, кровеносную, опорно-двигательную.