Biokybernetika

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

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, která se snaží zahrnout různé úrovně informací o biologickém objektu do modelu umožňujícího pochopit funkci objektu.

Biokybernetika jako abstraktní věda je součástí teoretické biologie.

Příklad aplikace[editovat | editovat zdroj]

Model termoregulace u savců

Termoregulace u savců[editovat | editovat zdroj]

Jako příklad kybernetického přístupu ke studiu biologických systémů lze uvést zjednodušené schéma regulace tělesné teploty u savců. Regulační centrum se nachází v hypothalamu (oranžový obdélník). Vstup představuje (vlevo nahoře) především referenční hodnota (anglicky set point), která může být měněna prostřednictvím signálních molekul (např. prostaglandinů a cytokinů). Referenční hodnota je porovnávána (prvek ) jednak s aktuální hodnotou (anglicky actual value) tělesné teploty (což je regulovaná veličinaanglicky controlled variable) organizmu (z prvku odpovídající senzorům) a jednak s hodnotou vyjadřující odhad vývoje (z prvku – viz dopředná regulace). Takto vzniklá regulační odchylka je pak regulátorem (prvek , anglicky controller) transformována na signál pro změnu produkce tepla (akční veličina, anglicky manipulated value) do vlastního akčního členu (na obrázku je označen ). Do regulačního obvodu zasahují poruchy (anglicky disturbance variables), což jsou 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[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • 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)