Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование роли синхронизации в формировании временной структуры физиологического процесса

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Путилов, Аркадий Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

Общая задача.

Синзфонизация как средство временной самоорганизации (гл. I)

Понятие биологической синхронизации (гл. 2)

Общие формы биологической синхронизации (гл. 3)

Глава I. СИНХРОНИЗАЦИЯ КАК СРЕДСТВО ВРЕМЕННОЙ САМООРГАНИЗАЦИИ

§ I.I. Теория .динамических систем и синергетика.

§ 1.2. "Теории организации"

Глава 2. ПОНЯТИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

§ 2.1. Компоненты временной структуры биологической системы.

§ 2.2. Формализация понятия биологической синхронизации

Глава 3. ОБЩИЕ ФОРМЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

§ 3.1. Краткий обзор общих форм биологической синхронизации

§ 3.2. Пример кратнопериодической синхронизации

МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОСТАНОВКА ЗДДАЧ

Общая задача.

Анализ временной структуры биологического процесса (гл. 4)

Выявление дис- и квазисинхронизации (гл. 5)

Выявление и аппроксимация экссиюфонизации (гл. 6)

Глава 4. АНАЛИЗ ВРЕМЕННОЙ СТРУКТУРЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

§ 4.1. Выявление кратнопериодической синхронизации

§ 4.2. Оценка упорядоченности и организованности процесса.

Глава 5. ВЫЯВЛЕНИЕ ДИС- И КВАЗИСИНХРОНИЗАЦИИ

§ 5.1. Выявление диссинхронизации

§ 5.2. Выявление квазисинхронизации

Глава 6. ВЫЯВЛЕНИЕ И АППРОКСИМАЦИЯ ЭКССИНХРОНИЗАЦИИ

§ 6.1. Выявление экссинхронизации

§ 6.2. Аппроксимация экссинхронизации

ЭМПИРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

Общая задача.

Временная структура двигательной активности позвоночных (гл. 7)

Диссинхронизация физиологических колебаний у человека (гл. 8)

Экссинхронизация физиологических колебаний у человека (гл. 9)

Глава 7. ВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЗВОНОЧНЫХ

§ 7.1. Материал и методики

§ 7.2. Результаты и обсуждение

Глава 8. ДИССИНХРОНИЗАЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ У ЧЕЛОВЕКА

§ 8.1. Материал и методики

§ 8.2. Результаты и обсуждение

Глава 9. ЭКССИНХРОНИЗАЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

У ЧЕЛОВЕКА

§ 9.1. Материал и методики.

§ 9.2. Результаты и обсуждение

ОБЩЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ

ВЫВОДЫ

БЛАГОДАРНОСТИ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование роли синхронизации в формировании временной структуры физиологического процесса"

Актуальность теш. Ключевой проблемой биологии является познание механизмов организации и самоорганизации живых систем (Берталанфи, 1969; Анохин, 1971; Хакен, 1980). Временной аспект этой проблемы изучает биоритмология (Халберг, 1964; Романов, 1980). Было отмечено, что важнейшей чертой физиологической организации является система связей, главная функция которой не возбуждение и поддержание колебаний, а их согласование по частоте и фазе (Питтендрай, 1964).

Такое согласование достижимо во многом благодаря замечательной особенности колебательных процессов - тенденции к синхронизации (резонансу35). Она определяет возможность пространственно-временной самоорганизации крайне разнообразных типов систем, в том числе систем живой природы (Гудвин, 1966, 1979; Блехман, 1971; Романовский и др., 1971, 1984; Винер, 1983).

Трудно указать такую область современной науки о жизни, которая не имела бы дела с резонансными явлениями. Однако они в большинстве своем остаются вне поля зрения биоритмологии из-за недостатка средств унификации, формализации и обобщения словесных описаний и моделей. Прогрессу исследований по проблеме временной организации живых систем могли бы способствовать теоретически обоснованные статистические методы анализа различных форм синхроноза и десинхроноза.

Особо следует отметить необходимость разработки общих подходов к изучению интегральной природы физиологических колеба

35 Термины синхронизация и резонанс используются в работе как синонимы. ний. Как правило, несложно обнаружить согласование между синхронизатором (задатчиком времени) и наблюдаемым биоритмом, или между несколькими такими биоритмами. Но каждый из них обычно является результатом согласования ряда более элементарных колебаний. Изучение этой формы синхронизации затруднено тем, что физиологические процессы в большинстве своем сло-жноорганизованы и трудночленимы. Достоверное описание их внутренней временной структуры с помощью известных в биоритмологии алгоритмов нередко оказывается невозможным.

Цель исследования - разработка общего подхода к анализу физиологических колебаний, основанного на концепции биологической синхронизации. Главными задачами являются: I) создание метода количественной оценки степени совершенства временной структуры физиологического процесса; 2) разработка новых алгоритмов биоритмологии и 3) их применение для изучения трудноразличимых форм синхронизации и десинхронизации физиологических функций человека и животных.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Показано, что наряду с исследованием наблюдаемых физиологических колебаний как таковых возможен более глубокий анализ резонансных явлений, лежащих в их основе. Сформулированы проблемы концепции биологической синхронизации и предложены пути их решения. Уточнен ряд хронобиологических понятий: биоритма и биорезонанса, хроноструктурной упорядоченности и организованности, временной структуры в узком и широком смысле. Даны формальные определения биологических колебаний и биологической синхронизации. Выделены общие формы последней, в том числе недостаточно изученные. Продемонстрирована возможность получения с помощью аппарата прикладной статистики достоверной информации о "скрытых" формах синхроноза и десинхроноза. Разработана процедура количественной оценки упорядоченности и организованности биологического процесса. Создана модель дез-и реинтеграции такого процесса. Предложены новые алгоритмы -"статистики резонанса". Апробирован ряд хронофизиологических показателей и параметров, методик сбора, унификации, первичной обработки и аппроксимации биоритмологических данных. Показано, что разработка проблем биологической синхронизации способствует постановке новых и модификации старых задач и методов исследования функциональной организации человека и животных. Выявлены филогенетические различия в степени упорядоченности и организованности временной структуры двигательной активности позвоночных. На ряде примеров статистически обоснована гипотеза о том, что суточный "профиль" физиологической переменной определяется не только 24-часовым ритмом, но и досуточными ритмами с периодами, кратными 24 ч. Обнаружена связь между степенью рассогласования средне- и высокочастотных биоритмов человека. Определены особенности десинх-ронозов, обусловленных сезонной изменчивостью временной среды и перелетом через менее чем 4 часовых пояса.

Практическая значимость работы. Предложенный подход к определению и анализу общих форм биологической сишфонизации расширяет возможности изучения резонансных режимов, характеризующих те или иные функциональные состояния организма. Новые методы описания временной структуры процессов живой природы могут способствовать решению самых разнообразных прикладных проблем хронофизиологии и хронопатологии. В ряде случаев разработанные алгоритмы дают возможность уменьшить объем репрезентативной выборки или ускорить обработку материала.

Предложен количественный критерий биоритмологической информативности физиологического показателя, регистрируемого различными способами. Результаты исследования использованы при разработке методов оценки и прогноза хронофизиологической адаптации.

Апробация работы. Материалы исследования были доложены и обсуждены на I и 2 Всесоюзных симпозиумах по проблемам оценки и прогнозирования функциональных состояний организма в црик-ладной физиологии (Фрунзе, 1980 и 1984); на областной конференции молодых ученых-медиков и специалистов практического здравоохранения Сйомень, 1981); на Всесоюзной конференции по хронобиологии и хронопатологии (Москва, 1981); на совместном пленуме проблемных комиссий "Адаптация человека" и "Медицинская курортология" (Новосибирск, 1982); на I Всесоюзной школе по проблеме "Физиологическая кибернетика" (Москва, 1982); на 3 Всесоюзной конференции по поведению животных (Москва, 1984) и на выездном пленуме Центрального совета Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова (Томск, 1984).

По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе "Рекомендации по прогнозированию и профилактике десинхроно-зов". Получены свидетельства на 10 рационализаторских предложений.

На защиту выносится следующее положение. Статистические методы, учитывающие резонансную природу физиологического процесса, позволяют оценивать степень совершенства его временной структуры и обнаруживать "скрытые" формы синхронизации и де-синхронизации биоритмов.

Объем и структура работы. Результаты исследования изложены на 168 страницах машинописного текста. Иллюстративный материал представлен 10 таблицами и 10 рисунками (на 23 страницах). Список литературы (21 страница) включает 104 отечественных и 79 зарубежных источников, в том числе 46 на иностранных языках. Работа состоит из введения, трех частей по три главы каждая, общего обсуждения и выводов. В первой (теоретической) части изложен понятийно-концептуальный аппарат исследования. Во второй (методической) части - математический аппарат. Третья (эмпирическая) часть содержит анализ фактического материала.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ Общая задача

Факт возникновения новой общебиологической дисциплины -биоритмологии - начал осознаваться научным сообществом примерно четверть века назад. В I960 г. в Колд-Спринг-Харборе (Нью-Йорк) состоялся международный симпозиум по проблеме биологических часов. Было со всей очевидностью продемонстрировано, что для познания функциональных особенностей организмов, их систем, тканей и клеток необходимо решение задач биоритмологического характера (см. "Биологические часы", 1964). Это послужило серьезным стимулом к изучению колебательных процессов живой природы. Симпозиум можно считать началом разработки проблемы временной организации живых систем (Романов,1980). 0 существенном прогрессе, достигнутом в этом направлении, свидетельствует вышедшая спустя 20 лет коллективная монография "Биологические ритмы" (1984).

Внимание биоритмологов в первую очередь направлено на исследование циркадных (околосуточных) ритмов, которые "являются неотъемлемым свойством живых систем и составляют основу их организации" (Питтендрай, 1964, с.267). В этой связи изучение околосуточных'колебаний имеет большое практическое значение. Нарушение циркадианной организации физиологических функций нередко оказывается причиной резкого ухудшения функционального состояния человека после трансмеридианного и транспараллельного перемещения (Матюхин и др., 1976), в условиях орбитального полета и длительной изоляции (Алякринский, 1975; Степанова, 1977), при определенных режимах трудовой деятельности (Руттенбург, Слоним, 1976), при эмоциональном стрессе (Моисеева, Сысуев, 1981) и при некоторых формах патологии (Комаров и др., 1966; Романов и др., 1975).

В литературе постоянно подчеркивается, что ритмы обнаруживаются в любых биологических системах и на всех уровнях их временной организации (Романов, Рыбаков, 1973; Войно-Ясенец-кий, 1974; Алякринский, 1975; Губин, Герловин, 1980; Ашофф, 19846; Bingham е.а., 1982). Таким образом, в отличие от традиционных разделов назрей о жизни биоритмология является междисциплинарным образованием. Ее место в рамках биологии сходно с положением теории колебаний в естествознании. В отличие от традиционных областей физики - оптики, механики, акустики, говорящих на своем "национальном" языке, теория колебаний вырабатывает "интернациональный" язык (Мандельштам, 1972). Она "пронизывает" все разделы классической науки благодаря сходству используемых для описания циклических процессов математических уравнений, понятий, моделей и приближений (Чириков,

1982). В то же время, теория колебаний остается принципиально нацеленной на изучение конкретных природных объектов (Бойко,

1983).

Есть все основания говорить об "интернациональном языке биоритмов"(Охнянская и др., 1979). В принципе любые разделы науки о жизни могут участвовать в создании эмпирического базиса биоритмологии. И, в самом деле, накопление опытных и экспериментальных данных в этой области происходит с поразительной быстротой даже на фоне общего экспоненциального роста современного научного знания.

Однако такая в целом положительная тенденция развития имеет свои теневые стороны. Легко заметить, что подавляющее большинство исследований носит "нарративный" характер - это изложения фактов, которые в силу многообразия и сложности биологических явлений всегда имеют элемент новизны, но мало чем способствуют решению фундаментальных проблем, стоящих перед биоритмологией. Так, анализ материалов Всесоюзной конференции "Хронобиология и хронопатология" (1981) показывает, что задачи большинства работ ограничиваются выявлением колебаний тех или иных показателей, уточнением их параметров, оценкой влияния внешних и внутренних факторов, описанием динамики фазовых соотношений между колебаниями нескольких показателей, интерпретацией этих данных с эколого-физиологической и медицинской точек зрения и т.д. При этом явно преобладают "элементарист-кие" тенденции: акцент делается на описание элементов временной структуры биосистем (колебаний), а общие принципы времен-, ной организации и закономерности, свойственные ей как целому, нередко полностью игнорируются.

На опасность такого развития биоритмологии еще в I960 г. указывал К.Питтендрих. Из необъятного количества известных фактов только небольшое их число необходимо для понимания общих принципов. Но, попадая "в плен удивительных фактов", биологи ведут поиск дальнейших деталей вместо того, чтобы совершенствовать теорию. "Для успешного анализа циркадных ритмов мы должны ясно понять, в чем заключаются те проблемы, которые нужно решить, или по крайней мере сформулировать их в том виде, как мы их себе представляем. Только после этого можно искать дополнительные сведения, подтверждающие или - увы! - опровергающие теорию. Короче говоря, теория должна стать оруднем всех дальнейших исследований" (Питтендрай, 1964, с.263--264).

Созвучное этому высказывание принадлежит П.К.Анохину (1971). Напомнив замечание Дж.Эклса о том, что 95$ публикуемых исследований не годится для построения хорошей теории он подчеркнул необходимость преодоления этой диспропорции: "Поиски ключа, который соединил бы уровень целостности и аналитический уровень получения деталей, - это и есть та кардинальная проблема, которая продолжает стоять не только в мировоззренческом плане, но и носит чисто практический характер" (Анохин, 1971, с.43) •

По-видимому, большинство исследователей преувеличивает роль эмпирических данных в решении фундаментальных проблем биоритмологии. Между тем, смысл теоретической деятельности состоит не в простом суммировании и обобщении экспериментального материала, а в абстрагировании важнейших понятий и закономерностей - они как таковые в природе не фигурируют. В этой связи нужно указать на опыт так называемых точных наук, стремящихся по возможности шире использовать гипотетико-дедуктив-ный метод - построение теории начинается с общих определений и заканчивается воспроизведением в мышлении конкретного (см. Баженов, 1978).

Еще одна причина, позволяющая усомниться в возможности успешного создания биоритмологических концепций исключительно посредством обобщения опытных и экспериментальных данных, заключается в принципиальной незавершенности любого фактического материала. Попытки эмпирического обоснования фундаментальных закономерностей сталкиваются с непреодолимыми трудностями. Существует более эффективный способ их выведения - из общих положений о природе исследуемых систем, то есть путем применения абстрактных системно-теоретических подходов.

Наконец, необходимо отметить наличие особых трудностей, с которыми сталкиваются попытки эмпирических обобщений в биологии. Например, данные о живых объектах, как правило, существенно "неэргодичны" (Зальцберг, 1966). Это проявляется в том, что эмпирическая закономерность, статистически обоснованная на одной выборке, рушится или меняется на противоположную после анализа дополнительной выборки из той же совокупности. Наоборот, проверка получаемых при разработке теории почти априорных положений может ограничиться сравнительно небольшим количеством достоверных фактов, предсказанных при эмпирической интерпретации этих положений.

Пожалуй, самой важной и фундаментальной задачей, стоящей перед биоритмологией, является разработка проблемы временной организации живых систем (Питтендрай, 1964; Халберг, 1964; Романов, 1980). Но, как уже отмечалось, внимание большинства исследователей сосредоточено на описании биологических колебаний как таковых, а не на тех их свойствах, которые обеспечивают целостность и оптимальность хроноструктуры (временной структуры) биосистем. Необходимо различать упорядоченность явлений живой природы, связанную с представлениями о биоритмах, и их организацию. Как отмечает Ю.А.Романов (1980), первая возникает как предпосылка второй. Согласно К.Питтендриху, главной чертой физиологической организации является система коммуникаций, основная функция которой не возбуждение колебаний, а только согласование по частоте и фазе колебательных активностей, присущих отдельным подсистемам. "Перспектива нахождения столь желательных общих механизмов будет безрадостна только до тех пор, пока мы будем поглощены деталями и не обратимся к нашей главной задаче - к выяснению организационных особенностей живых систем" (Питтендрай, 1964, с.301).

Проблема организации является ключевой проблемой не только биоритмологии, но и биологии в целом. Ориентация на ее решение явилась стимулом к созданию системного подхода (Берталан-фи, 1969, 1973). По мнению Г.Хакена (1980), вопрос о кооперативных эффектах и самоорганизации занимает в теоретической биологии центральное место. Дж.Л.Риус и Б.К.Гудвин (1984) считают, что именно переход от беспорядка к порядку составляет одну из поразительных особенностей жизни.

Таким образом, представляется актуальным поиск универсального средства временной самоорганизации биологических процессов и систем. Разглядев его в множестве своеобразных, полиморфных и полихронных явлений и объектов живой природы, можно приступить к целенаправленной разработке принципов и методов, позволяющих анализировать это всеобщее свойство независимо от его конкретного проявления.

Универсальным способом взаимодействия между осцилляторами являются резонансные взаимодействия, т.е. влияния и связи, приводящие к синхронизации колебаний. Они легко, просто и надежно выполняют интегративные функции. Как пишет Ю.М.Романов-ский с соавт. (1984), "сейчас нельзя указать ни одной монографий, посвященной математической биофизике или самому явлению синхронизации, где бы не подчеркивалась ее замечательная организующая роль" (с.203-204).

Переключение внимания с исследования ритмичности на исследование синхронности как формы самоорганизации биологических процессов во времени принципиально связано с привлечением системного подхода и системных теорий в практику биоритмологии. Они являются инструментом познания организации и должны способствовать переходу от простого обобщения фактического материала к формулированию фундаментальных положений (гл.1), понятий (гл. 2 и 3) и методов (гл. 4-6) теории биологической синхронизации, к постановке новых проблем эмпирического исследования биорезонансных явлений (гл. 7-9).

Системные концепции, несомненно, оказывают определенное влияние на работы в области биоритмологии, но их эвристические возможности еще далеко не исчерпаны. Имеющаяся литература носит фрагментарный характер. Известен опыт применения системного подхода к анализу динамического согласования уровней управления в организме (Баевский, Чернышев, 1976; Чернышев, Гаджиев, 1983). Большое развитие получила концепция циркади-анной организации (системы) физиологических функций (см."Биологические часы", 1964; "Биологические ритмы", 1984).

В то же время, редко затрагиваются вопросы, связанные с организацией разночастотных колебаний или с циркадианной организацией отдельно взятой функции. По сути дела, это проблема рассмотрения интегрального биологического процесса как системы. Ее трудность в том, что подобного рода система является диффузной (многокомпонентной, сложноорганизованной и трудно членимой) . Обычно интерес исследователей ограничивается отдельными колебательными составляющими биологического процесса (например, циркадианной) и интерпретацией их параметров с эколого-физиологической точки зрения. Системный подход предполагает целостное рассмотрение процесса как многочастотной и многоуровневой системы. Он стимулирует постановку задач, не ограниченных рамками адаптационизма. Скажем, можно ли количественно оценивать степень упорядоченности и высоту организации временной структуры физиологической функции? Или на примере отдельно взятого процесса, т.е. не синхронического (одновременного), а диахронического (последовательного) ряда явлений исследовать такое свойство как синхронизация? (гл. 2, 4 и 7).

Сложность и многообразие резонансных явлений, с которыми имеет дело хронофизиология, ставят эту ветвь биоритмологии в положение основного "заказчика" теории биологической синхронизации. Анализ внутренней временной структуры регистрируемых физиологических переменных позволяет достаточно ясно продемонстрировать эвристические возможности развиваемых в настоящей работе теоретических и методических подходов, их тесную связь с конкретными задачами исследования интегральных процессов, протекающих в многоклеточном организме.

Таким образом, решение цроблемы временной организации биологических систем (в числе которых такие архисложные как живые существа) связано с разработкой теории биологической синхронизации (гл. 1-3).

Синхронизация как средство временной самоорганизации (гл. I).

Перспективность системных концепций не ограничивается возможностью их успешного применения в процессе познания природных явлений - в работах теоретического, методического, эмпирического и прикладного характера. Особая, методологическая, ценность этих концепций в том, что они позволяют оптимизировать сам процесс познания. В первую очередь они могут помочь ответить на вопросы: какой должна быть теория биологической синхронизации? какого характера трудности стоят на пути ее создания? на какие научные проблемы необходимо переключить интеллектуальные усилия биоритмологов?

Для объединения в единую теорию разнообразных явлений и процессов, наблюдаемых в не менее разнообразных объектах, необходимо выявить и описать их сходные черты. Иначе говоря, речь идет о поиске изоморфизма природных закономерностей, который, в зависимости от преобладания того или иного средства его описания, можно назвать формальным (математическим) либо вербальным (словесным).

Понятие изоморфизма является одним из узловых понятий общей теории систем. Междисциплинарный характер системных концепций, моделей и принципов представляет один из перспективных путей унификации науки. Применение единых формализованных процедур для описания закономерностей, известных на примере объектов самой различной природы, позволяет выявлять изоморфизм систем (их идентичность на данном уровне анализа) и создавать адекватные математические модели в тех областях, где они отсутствуют. Как отмечает Л. фон Берталанфи (1969, 1973), такие формализованные обобщения, содержащие "объяснение в принципе", обладают большой предсказательной силой и, в отличие от частного объяснения, не требуют введения специальных условий и гипотез.

В качестве богатого источника "объяснений в принципе" для теории биологической синхронизации можно рассматривать различные специальные теории систем. Они, как правило, имеют дело с сравнительно простыми объектами либо существенно упрощают сложные. Но это дает возможность применения абстрактных системно-теоретических подходов и использования изоморфизма идей, понятий, законов и моделей для их переноса в область биоритмологии.

Первой в ряду таких теорий следует назвать теорию динамических систем, основополагающим разделом которой является теория колебаний. Аналогия циклических процессов в объектах самой различной природы настолько очевидна, что нередко используется для демонстрации изоморфизма естественнонаучных закономерностей и способов их математического описания (Пуанкаре, 1902; Берталанфи, 1973; Рапопорт, 1973). Она послужила основанием для выдвижения Л.И.Мандельштамом идеи "колебательной взаимопомощи", согласно которой опыт изучения ритмических явлений в одной области науки должен существенно облегчить прогресс аналогичных исследований в тех областях, где эти явления завуалированы или вообще неизвестны (см.: Андронов, 1979). Интерес математиков и физиков к проблемам, связанным с биологическими и биохимическими колебаниями, хорошо известен. Можно указать на пионерские работы А.Лотки, В.Вольтерра, Б.Ван-дер-Поля и М.Ван-дер-Марка (см.: Блехман, 1971; Романовский и др., 1971). Давнюю историю'имеет также "встречный интерес", в частности, со стороны физиологов. Так, П.И.Гуляев обратил внимание А.А.Ухтомского на то, что разнообразные явления и свойства ритмов возбуждения, которые до этого толковались и прогнозировались исключительно теорией парабиоза, могут быть объединены в закономерно увязанную группу с помощью теории нелинейных колебаний (Ухтомский, 1939). В написанной вскоре статье, посвященной связи между результатами, полученными физиками и физиологами, А.А.Ухтомский и П.И.Гуляев (1940) писали, что сама природа вещей вела их к сближению физиологических ритмов с нелинейными колебаниями.

Теория колебаний исследует в первую очередь детерминированные системы, иначе называемые динамическими. Состояние такой системы в начальный момент времени однозначно определяет все последующие состояния. Это, как правило, довольно просто устроенные объекты, допускающие точное описание с помощью системы дифференциальных уравнений невысокого порядка. Полное исследование сложных многокомпонентных объектов посредством такого математического аппарата вряд ли возможно. Но многие общие свойства биологических колебаний могут быть предсказаны на основании изучения простых систем. Упрощение же - неизбежная плата за высокий теоретический уровень. Хотя теория нелинейных колебаний не является чисто математической, ее верификационная связь с опытом сведена до минимума - такие фундаментальные понятия как динамическая система, устойчивость, колебательная закономерность и пр. утратили свой первоначальный физический смысл и получили математическую интерпретацию (Бойко, 1983). Биоритмологические закономерности, которые удастся подтвердить посредством этой теории можно считать прочно обоснованными (§ I.I).

Следует отметить, что в последнее время значительно расширился круг объектов, математических методов и моделей теории колебаний (см., например, Неймарк, 1978). Однако пока еще рассмотрение некоторых фундаментальных колебательных закономерностей, свойственных сложным и многокомпонентным системам, более удобно проводить в рамках идей и методов других системных теорий. Это, в первую очередь, теория диссипативных структур, связанная с термодинамикой необратимых процессов и синергетикой (§ I.I), а также различные "теории организации" (Кастлер, 1968) - теория регулирования, кибернетика, теория информации и связи, теория игр и решений, теория иерархических систем и пр. (§ 1.2).

В становлении биоритмологии математический и гипотетико-дедуктивный подходы сыграли заметную роль. Хотя классики биологии и медицины нередко подчеркивали универсальность ритмической формы организации явлений живой природы (см. обзоры:Бюн-нинг , 1964; Моисеева, 1984; Ашофф, 1984а), коренное изменение мировоззрения биологов, иногда именуемое "хронобиологиче-ской бомбой", началось лишь после успеха попыток строгого обоснования фундаментальности принципа ритмичности. Так, Б.Гуд-вин (1966), моделируя эпигенетическую систему клетки с позиций статистической механики, пришел к выводу о внутренне присущей такой системе колебательной природе. Этот вывод К.Х.Уод-дингтон (1970) назвал одним из важнейших положений теоретической биологии.

Развитие этого положения в рамках теории биологической синхронизации должно вероятнее всего идти по пути теоретического обоснования резонансной природы живых осцилляторов. К этому побуждают факты, накопленные биоритмологией. Можно, например, указать на вывод А.В.Войно-Ясенецкого (1974) о том, что "деятельность нервной системы теплокровных, начиная с самых ранних стадий онтогенеза, подчинена периодическому режиму. Эта деятельность обеспечивается процессами синхронизации" (с.64). Хорошо известен факт резонансного происхождения водителя ритма сердца. По-видимому, аналогичную природу имеет циркадиан-ный пейсмекер (v/infree, 1967, 1980; Pavlidis, 1971; Романовский и др., 1971). Другим источником представления об исключительной роли резонансов в самоорганизации и функционировании самых разнообразных объектов могут служить фундаментальные исследования, ведущиеся в рамках формализованных системных теорий. В гл. I указаны некоторые результаты этих исследований, интересных с точки зрения поиска путей концептуализации опыта биоритмологии. Они позволяют решить фундаментальные проблемы биологической синхронизации, в частности, верифицировать положение об универсальности резонансного способа временной самоорганизации более или менее сложных процессов и объектов (§§ I.I и 1.2).

Понятие биологической синхронизации (гл. 2).

Возможности междисциплинарных исследований оказались бы сильно суженными, если бы они ограничивались только поисками математического изоморфизма. Далеко не все проблемы, с которыми имеет дело системно-теоретическое исследование, могут быть сформулированы на языке символической логики и сведены к понятиям современной математики. В системных концепциях широко используются другие способы формализации словесных описаний: традиционная и другие логики, абстрагирование, идеализация, систематизация, схематизация, алгоритмизация, огрубление и пр. Таким образом, в отличие от математических дисциплин, системный подход и связанные с ним теории, являются более комплексными и близкими "по духу" к биологии. Они в первую очередь должны использоваться в качестве основ ее концепций (Малиновский, 1975).

Необходимо указать на мнение (Смирнов, 1975), что прогрессу теоретической биологии препятствует в первую очередь не отсутствие энтузиазма со стороны математиков, а недостаточная зрелость наук о живой природе. Нельзя ожидать серьезных результатов от попыток создания математической биологии, пока не выработана широкая и четкая система понятий и законов, адекватно отражающих исследуемые объекты в смысле возможности четко формулировать фундаментальные вопросы, обращенные к природе, и получать на них ясные ответы. Прежде чем заключать биологические явления в неприспособленные для них рамки математики, необходима интенсивная работа по развитию, отбору и формализации новых биологических, а не физических и математических моделей. Они, конечно, будут включать в себя физические и математические понятия, но не только их (Смирнов, 1975).

Важным этапом на этом пути является классификация, создающая предпосылки для перевода расплывчатых понятий естественного языка на язык математики. А.Рапопорт (1973) выделяет научные теории в узком и широком смысле. Первые содержат только высказывания типа "если., то.". Для того, чтобы приступить к их созданию нужно найти и определить переменные, о которых можно делать подобные утверждения. Есть все основания рассматривать такой поиск как теоретическое исследование. В этом более широком смысле теория часто оказывается ни чем иным, как схемой классификации и определений. Она более произвольна, но может привести к появлению понятий, пригодных для построения теории в узком смысле. Ее главной целью является исследование не изоморфизма математических моделей, а изоморфизма вербальных описаний. Это позволяет упорядочить специальную терминологию и уточнить представления о сходстве разнообразных явлений на первом этапе интеграции знания в общую теорию.

По-видимому, этот этап неизбежен при переходе от констатации сходства колебательных процессов и форм их взаимодействия в живых объектах к точному описанию законов временной организации биосистем. Конечно, желательно выразить эти законы в математических понятиях, поскольку язык символической логики позволяет строгую дедукцию и подтверждение (либо опровержение) теории. По аналогии с резонансным анализом в физике колебаний, такое направление в рамках хронобиологии можно назвать биорезонансным анализом. Однако созданию строгой теории и точных методов исследования условий возникновения и устойчивости резонансных режимов препятствует отсутствие дискурсивных (неинтуитивных) определений биологических колебаний и синхронизации, общей классификации биорезонансных явлений, теоретически и статистически обоснованных методов хроноструктурного анализа биологических объектов и т.д. Иными словами, теории в узком смысле - биорезонансноцу анализу - должна предшествовать или сопутствовать теория в широком смысле - концепция биологической синхронизации. Последняя, оставаясь по преимуществу описательной теорией, может, тем не менее, содержать элементы математических и гипотетико-дедуктивных теорий.

Задача создания концепции биологической синхронизации в литературе не ставилась, поэтому настоящая работа в основном направлена на заполнение этого пробела, т.е. она посвящена поиску звеньев, способных связать опыт биоритмологии (в первую очередь хронофизиологии) с биорезонансным анализом и формализованными теориями систем. Основное внимание работы уделено понятийно-концептуальному (гл. 2 и 3) и математическому (гл. 4-6) аппаратам, а также некоторым проблемам эмпирического характера, тесно связанным с их разработкой (гл. 7-9).

Успехи биоритмологии способствовали усвоению'и широкому использованию в физиологии таких терминов как биоритм, синхронизация, временная организация и т.д. Хотя эти слова интуитивно понятны, они нуждаются по возможности в более строгом определении. Помимо того, представители различных областей науки о жизни при описании ритмических и резонансных явлений используют специфические, им одним известные, термины либо неточно употребляют термины теории колебаний. Например, нетипичные виды резонансов часто именуются аритмиями или десинх-ронозами.

Все это делает актуальной проблему уточнения, унификации и систематизации хронобиологической терминологии. Для данной работы важной задачей является установление соотношений между понятиями ритмичности и синхронности, временной упорядоченности и организованности, мелзду последним понятием и понятием временной структуры биосистемы. Иначе говоря, существует необходимость в однозначном определении основных биоритмологических категорий.

Желание подчеркнуть исключительную роль ритмов в процессах жизнедеятельности приводит к определению биологических объектов как колебательных систем. Это достаточно обоснованный подход к исследованию колебательных закономерностей. Такая дефиниция также соответствует "духу" "аналогичных" вариантов общей теории систем. Например, согласно Л. фон Берталанфи (1973), "система может быть определена как совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой" (с.29). Соответственно, живая система именуется колебательной, поскольку ее элементы имеют ярко выраженную ритмическую природу. Что касается отношений между элементами, то они, как правило, являются резонансными. Однако это крайне важное обстоятельство в общепринятой дефиниции никак не отражено. Кроме того, необходимо обратить внимание на то, что в биоритмологических и даже в философско-методологических работах (см. например, Кардашева, 1973) принцип ритмичности выдвигается в качестве единственной фундаментальной основы временной упорядоченности и организованности живых существ. Даже если это так, то вряд ли на современном этапе развития биоритмологии можно ограничиваться простой констатацией данного положения. Как уже отмечалось, существует возможность его конкретизации, поиска других, пусть несколько более ограниченных принципов. Таким образом, установление соотношений между фундаментальными категориями биоритмологии - это задача, непосредственно направленная на развитие ее концепций (§ 2.1).

Другой важной задачей является формализация основных понятий биоритмологии. В отличие от обыденного языка язык символической логики прост, экономичен, рационален и однозначен. Он позволяет отражать самые общие свойства разнообразных объектов и решать вопрос о полноте и точности определений (Ла-денко, 1977; Джефферс, 1981).

На этом пути стоят нетривиальные проблемы. Многообразие предмета биоритмологии обусловлено не только обширностью класса исследуемых объектов, их субстанциональностью и функциональной, габитуальной и структурной несхожестью. Даже с чисто формальной точки зрения трудно указать что есть общего между колебательной реакцией и циркаритмом, между импульсацией и квазигармоническими колебаниями, между циклом развития и процессом восстановления, между "аритмией" и "неправильной" синхронизацией, между навязыванием кода и затягиванием ритма, между синэргией и синталанзисом. Даже понятие ритма, явно не охватывающее всего комплекса колебательных процессов в живых системах, не определено в физических терминах. Оно слишком расплывчато, чтобы быть применимым к многочисленным и разнородным явлениям, которые могут отражать совершенно несхожие внутренние механизмы (Ашофф, 19846). Известно не менее дюжины вербальных определений биоритма (см.: Туркменов, 1983). Причем между некоторыми из них трудно выявить какое-либо сходство. Таким образом, правомерно спросить: можно ли вообще получить однозначное определение колебательного и синхронизированного биологического процесса, сформулировать общие нетривиальные суждения о таком процессе, описывать его конкретные реализации одним языком? Положительное решение этих вопросов должно существенно облегчить поиск универсальных ритмических и резонансных закономерностей, способствовать выделению и классификации общих форм биологической синхронизации.

С проблемой строгого определения колебаний сталкиваются не только биоритмологи. Л.И.Мандельштам (1972) говорил, что давать такое определение - трудная и неблагодарная задача, а С.С.Горелик (1959) считал попытки разграничить колебания' и неколебания напрасной тратой труда. Вряд ли применима в биоритмологии предложенная Дж.Д.Биркгофом (1940) классификация движений простой (двумерной) динамической системы. Автоколебаниям в ней соответствуют рекурентные движения. Переходные колебательные процессы относятся к числу неустойчивых по Пуассону и нецентральных. Поскольку последний класс включает по сути дела все возможные типы движений, понятие биологической цикличности остается невыделенным.

Его теоретические основания для распространения термина "колебательная закономерность" на практически все виды процессов (установившиеся и переходные; Неймарк, 1978). С мировоззренческих позиций в самом деле удобно рассматривать любые временные ряды через призму цикличности: тренды могут быть представлены как низкочастотные колебания, экспоненциальное затухание - как передемпфированные колебания, шумоподобный сигнал - как случайные, неустановившиеся колебания, равномерный процесс - как колебания с близкой к нулевой амплитудой и т.д. Но такой в принципе оправданный подход малопригоден в конкретных экспериментальных и дескриптивных (описательных) исследованиях, в которых вопрос о наличии ритма или его отсутствии нередко оказывается первостепенным.

Попытку определить биологический колебательный процесс, предпринятую М.К.Чернышевым (1976), нельзя считать удачной. Отметив, что такой процесс не может быть отнесен к классу периодических и почтипериодических как неудовлетворяющий условиям:

X(t*T)'JC(t) = 0; (-«>«t (Оа)

IX(t*T)-X(t)he; t *>)} (Об) он определил его следующим образом: е>0); (Ов)

• у»—• * / , при условии, что I Ti //1 |«{ (но Ij/Tl может быть > I) (Ог).

Условие (Ов) означает лишь неправомерность рассмотрения биологического процесса как периодического или квазипериодического. С противоположной же стороны он ничем не ограничен. Понятие периода, по сути дела, не определено - только по характерному символическому обозначению можно догадаться, что это переменная Т . Наоборот, условие (Ог) является, пожалуй, слишком жестким даже для высокоустойчивых биологических колебаний, поскольку все они могут в известных условиях резко изменять свои параметры. В качестве примера можно привести ритм температуры тела человека. Достаточно начаться воспалительному процессу (или эмоциональному возбуждению) и вместо ожидаемого в вечернее и ночное время снижения показателя будет зафиксирован его рост. В этом случае Тi оказывается величиной того же порядка, что и Tl .

Очевидно определение биологических колебаний должно содержать статистический критерий, позволяющий с известной степенью надежности отличать их от неколебаний. В § 2.2 представлена попытка формализовать это понятие как вероятностной характеристики процесса.

После определения колебательного процесса может быть поставлена задача формализации понятия биологической синхронизации. Этот вопрос в теории колебаний не стоит так остро как в биоритмологии, поскольку первая, как правило, исследует объекты легко доступные наблюдению и детерминированные по своей природе. В фазовом пространстве такого объекта резонансные точки составляют множество меры нуль, т.е. возможность случайного установления рациональных соотношений между частотами несинхронизированных колебаний практически исключена (Чириков, 1982). Живые процессы редко доступны прямое наблюдению и являются стохастическими. Параметры регистрируемых колебаний варьируют от цикла к циклу и соизмеримость их частот не может быть абсолютно точной. Иначе говоря, при синхронизации биологических колебаний с периодами г и т' (или биологических колебаний с периодом т и внешних периодичностей Т ) равенство рг^г' (рт - 9 Т ).; (Од) где р и у числа натурального ряда, выполняется лишь приблизительно. В связи с этим встает задача статистического обоснования соизмеримости частот биоритмов (§ 2.2).

Общие Форш биологической синхронизации (гл. 3),

Наблюдаемые резонансные явления разнородны и полиморфны, иначе говоря, синхронизация как общеприродная закономерность существует всегда в конкретной форме. Это, однако, не исключает возможности выделения наиболее общих форм и их классификации в виде параметрической системы. До сих пор такая задача в биоритмологии не ставилась. Можно только указать на предложенную Б.С.Алякринским (1975) классификацию десинхронозов, ориентированную на сравнительно узкий круг медико-биологических проблем, связанных с нарушением циркадианной организации физиологических функций человека. Она не предназначена для исследования биоритмов других частотных диапазонов и хроност-руктурных уровней.

Поскольку резонансы - явления типичные, нормальные и исключительно важные для временной организации живых систем,различные формы их нарушений удобно рассматривать как крайние варианты в общей классификации синхронозов.

В литературе появлялись и, видимо, будут продолжать появляться термины, призванные разграничивать те или иные типы синхронизации и десинхронизации определенного биоритма. Поэтому важно иметь возможность систематизации этих терминов путем сведения их к небольшому числу более общих понятий. Описание биологической синхронизации в виде замкнутой системы понятий позволит недвусмысленно решать вопрос об отношении той или иной конкретной формы к определенному классу и унифицировать резонансные явления, исследуемые в самых отдаленных областях биологии. Решение этой задачи представляется одним из важнейших этапов в создании концепции биологической синхронизации (гл. 3).

Итак, разработка концепции необходима для обобщения результатов самых различных эмпирических исследований временной структуры биологических процессов и объектов. Систематизация, алгоритмизация и редукция первичного многообразия описаний биорезонансных явлений и закономерностей должна стать предпосылкой более строгой (математической) теории - биорезонансного анализа. К числу конкретных задач концепции относятся: изучение синхронизации как интегративного свойства живых систем и основы их временной самоорганизации (гл. I и § 2.1), определение соотношений между фундаментальными понятиями биоритмологии (§ 2.1) и их формализация (§ 2.2), классификация общих форм синхронизации и десинхронизации (гл. 3), разработка теоретических основ универсальных методов статистического анализа биорезонансных явлений (гл. 4-6) и др.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Путилов, Аркадий Александрович

ВЫВОДЫ

1. Разработан общий подход к исследованию временной структуры отдельно взятого биологического процесса. Его особенностью является учет резонансной природы регистрируемых колебаний. Создан метод количественной оценки упорядоченности и организованности биологического процесса. Он основан на статистической процедуре, позволяющей более емко, че?л спектральный анализ, представлять информацию, содержащуюся во временном ряду.

2. Предложены статистические методы: а) разграничения дополнительных гармоник и кратносинхронизированных биоритмов; б) множественного сравнения колебаний разной формы; в) оценки степени соизмеримости периодов биоритмов и г) описания процесса перестройки сложноорганизованных колебаний. Они использованы для анализа трудноразличимых форм синхронизации и де-синхронизации ритмов человека и животных.

3. Проведено количественное сравнение упорядоченности и организованности двигательной активности у позвоночных разных классов. Показано, что независимо от эколого-физиологических особенностей изученных видов степень совершенства временной структуры этого процесса возрастает в направлении от рыб и земноводных к птицам и млекопитающим. Хотя у некоторых видов высших позвоночных наблюдается уменьшение мощности и регулярности суточного ритма, оно компенсируется прогрессивным развитием досуточных ритмов. В результате резонансных взаимодействий между колебаниями с кратными периодами возникает цирка--ультрадианная организация двигательной активности.

4. В средних широтах при обычном режиме труда и отдыха обнаруживается сезонная динамика суточных кривых физиологических показателей. Периоды всех колебаний остаются в течение года равными или кратными 24 ч. Различия в сезонной динамике показателей обусловлены тем, что форл^у суточных кривых и фазы ее отдельных составляющих могут определять как социальные, так и геофизические синхронизаторы, в частности, естественная фотопериодичность.

5. В условиях нормы отношение периодов ритмов сердцебиения и дыхания ближе к целочисленного, чем во время хронофизиологической адаптации. Ослабление тенденции к соизмеримости периодов обнаруживается дольше после перелета через 3 часовых пояса, чем после перелета в соседний часовой пояс. Сроки такого нарушения временной координации высокочастотных биоритмов совпадают со сроками перестройки суточных колебаний.

6. После перелета через 3 часовых пояса отчетливее всего проявляются такие признаки десинхронизации как уменьшение амплитуды и изменение формы суточных колебаний. Фазовое рассогласование между суточными колебаниями различных физиологических показателей или между ними и внешними синхронизаторами выражено слабее и обнаруживается в течение более короткого времени. Аналогичный результат получен при моделировании перестройки сложноорганизованного биоритма как процесса его дез- и реинтеграции.

БЛАГОДАРНОСТИ

Исследование продолжает работы по биоритмологии синхронизированных и десинхронизированных состояний, начатые более 15 лет назад коллективом лаборатории климатофизиологии и биоритмологии (В.А.Матюхиным, А.В.Евцихевичем, Д.В.Дёминым, В.Ф. Осиповым, Н.Д.Недбаевой и др.). Огромную помощь в сборе фактического материала исследования оказали сотрудники лаборатории (группы биоритмологии) В.Е.Пальчиков и С.М.Л^ужгин. Автор искренне признателен рецензенту д.б.н. В.В.Хаскину за ценные советы и замечания, высказанные в процессе подготовки окончательного варианта работы. Хочется выразить особую благодарность научному руководителю чл.-корр. АМН СССР, профессору В.А.Матюхину за постоянное внимание к этоцу исследованию.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Путилов, Аркадий Александрович, Новосибирск

1. Агаджанян Н.А., Чернякова В.Н. Динамика циркадных ритмов в условиях измененной газовой среды и гипокинезии. Физиология человека, 1982, т.8, № 2, с.179-185.

2. Айберал А.С., Мак-Каллок У.С. Гомеокинез организованный принцип сложных живых систем. - В кн.: Философ, вопр. биологии и биокибернетики, вып.З. М., 1970, с.141-187.

3. Алейников А.Ф., Верещагин Г.А., Осенний А.С. Портативный биологический кондуктометр "Тонус-2". Контроль и диагностика с.-х. объектов/ Сб. научн. тр. ВАСХНИЛ, 1981, с.16-22.

4. Алпатов A.M. Индивидуальные особенности и реакция циркадианных ритмов животных на экстремальные воздействия: Авто-реф. . канд. биол. наук. М., 1982. - 16 с.

5. Алякринский Б.С. Основы научной организации труда и отдыха космонавтов. М.: Медицина, 1975. - 208 с.

6. Андронов А.А. Л.И.Мандельштам и теория нелинейных колебаний. В кн.: Академик Л.И.Мандельштам. К 100-летию со дня рождения. М.: Наука, 1979, с.98-131.

7. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Наука, 1961. - 561 с.

8. Анохин П.К. (1971) Философские аспекты теории функциональной системы. В кн.: Философские аспекты теории функциональной системы. М.: Наука, 1978, с.27-48.

9. Ашофф Ю. Экзогенные и эндогенные компоненты,циркадных ритмов. В кн.: Биологические часы. М.: Мир, 1964, с.27-57.

10. Ашофф Ю. Предисловие к кн.: Биологические ритмы, т.1. М.: Мир, 1984а, с.9-10.

11. Ашофф Ю. Обзор биологических ритмов. В кн.: Биологические ритмы, т.1. М.: Мир, 19846, с.12-21.

12. Ашофф Ю. Свободнотекущие и захваченные циркадианные ритмы. В кн.: Биологические ритмы, т.1. М.: Мир, 1984в, с.54-69.

13. Ашофф Ю., Вивер Р. Циркадианная система человека. В кн.: Биологические ритмы, т.1. М.: Мир, 1984, с.362-388.

14. Бабский Е.Б. Мазуров М.Е. Модель процесса синхронизации автоматической активности водителя ритма сердца. В кн.: Материалы к симп.: "Модели структурно-функциональной организации биологических систем". М.-Дубна, 1972, с.3-13.

15. Баевский P.M., Бондарчук В.И., Чернышев М.К. Временная организация ритма сердца в эволюционном аспекте. В кн.: Сравнительная электрокардиология: Материалы междунар. симп. Л.: Наука, 1981, с.204-206.

16. Баевский P.M., Семенов Т.Д., Чернышев М.К. Временная адаптация человека и некоторые вопросы математической биоритмологии. В кн.: Циркадианные ритмы человека и животных: Реф. докл. на Всесоюз. симп. Фрунзе: Илим, 1975, с.206-209.

17. Баевский P.M., Чернышев М.К. Некоторые аспекты системного подхода к анализу временной организации функций в живом организме. В кн.: Теор. и прикл. аспекты анализа временной организации биосистем. М.: Наука, 1976, с.174-186.

18. Баженов Л.Б. Строение и функции естественнонаучной теории. М.: Наука, 1978. - 231 с.

19. Баженова А.Ф., Багинская Н.В., Колпаков М.Г., Матвеев П.В. Сезонные изменения циркадных ритмов кортикостероидов и электролитов в слюне у человека. Физиол. ж. СССР, 1974, т. 60, № 2, с.277-283.

20. Барбашева З.И. Изучение биоритмов человека. В кн.: Ресурсы биосферы. Вып. 3. Адаптация человека. Л.: Наука, 1976, с.180-186.

21. Белецкий В.В. Экстремальные свойства резонансных движений. В кн.: Устойчивость движения. Аналитическая механика. Управление движением. М.: Наука, 1981, с.41-55.

22. Берталанфи Л. Общая теория систем: критический обзор. В кн.: Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс, 1969, с.23-82.

23. Берталанфи Л. фон. История и статус общей теории систем. В кн.: Системные исследования. Ежегодник-1973. М.: Наука, 1973, с.20-37.

24. Биологические ритмы. М.: Мир, 1984. - Т. I, 412 е., Т. 2, 262 с.

25. Биологические часы. М.: Мир, 1964. - 694 с.

26. Биркгоф Дж.Д. Динамические системы. М.: Гостехиздат, 1940. - 320 с.

27. Блехман И.И. Синхронизация динамических систем. М.: Наука, 1971. - 894 с.

28. Блехман И.И. Устойчивость орбитальных систем. В кн.: Устойчивость движения. Аналитическая механика. Управление движением. М.: Наука, 1981, с.55-66.

29. Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1974. - 504с.

30. Бойко Е.С. Школа академика А.А.Андронова. М.: Наука,1983. 199 с.

31. Браун Ф. Биологические ритмы. В кн.: Сравнительная физиология, т.2. М.: Мир, 1977, с.210-260.

32. Быков В.Л. Возрастные особенности биологических ритмов щитовидной железы. В кн.: Тканевая биология. Тарту, 1976, с.21-24.

33. Бюннинг Э. Ритмы физиологических процессов ("физиологические часы"). М.: Изд-во иностр. лит., 1961. - 184 с.

34. Веклич O.K., Матюхин В.А. Сезонные и суточные ритмы цветоощущающей функции зрительного анализатора здорового человека. Физиология человека, 1977, т.З, № 2, с.362-367.

35. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1983. - 294 с.

36. Войно-Ясенецкий А.В. Первичные ритмы возбуждения в онтогенезе. Л.: Наука, 1974. - 147 с.

37. Воронин Г.В. Современная'музыкальная система как самоотражение организации бессознательного. В кн.: Бессознательное: природа, функции, методы исследования, т.2. Тбилиси: Мецниереба, 1978, с.607-621.

38. Гингст В.П. Функциональные сдвиги в организме человека при переезде в места с 3-часовой поясной разницей. В кн.: Теория и практика физической культуры, 1970, № 3, с.39-40.

39. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.: Мир, 1973. - 280с.

40. Горелик Г.С. Колебания и волны. М.: Физматгиз, 1959. - 572 с.

41. Губин Г.Д., Герловин Е.Ш. Суточные ритмы биологических процессов и их адаптивное значение в онто- и филогенезе позвоночных. Новосибирск: Наука, 1980. - 278 с.

42. Гудвин Б. Временная организация клетки. Динамическая теория внутриклеточных регуляторных процессов. М.: Мир, 1966. - 251 с.

43. Гудвин Б. Аналитическая физиология клеток и развивающихся организмов. М.: Мир, 1979. - 287 с.

44. Гурьев В.Н., Пиньковская Э.Я. Акклиматизация на Севере и нарушения сна. В кн.: Человек и среда. Л.: Наука, 1975, с.140-143.

45. Джефферс Дж. Введение в системный анализ: применение в экологии. М.: Мир, 1981. - 252 с.

46. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. М.: Мир, 1980. - 510 с.

47. Дьячков В.А., Мошкин М.П. Циркадная организация систем кровообращения и дыхания у полярников в Антарктиде. Физиология человека, 1981, т.7, № 6, с.970-973.

48. Ерошенко В.М., Сорокин А.А. Пакет прикладных программ косинор-анализа и методические указания по его использованию. В кн.: Алгоритмы и программы. Информ. бюл. ГФАП СССР, 1980, № 5 (37), с.38.

49. Ердаков Л.Н., Путилов А.А., Ромашов Н.А. Сравнительное изучение циркадных ритмов активности грызунов. В кн.: Цир-кадные ритмы человека и животных: Реф. докл. на Всесоюз. симпозиуме. %)унзе: Илим, 1975, с.277-278.

50. Ердаков JI.H., Сергеев В.Е., Путилов А.А., Фалеев В.И. Сравнительная характеристика циркадных ритмов активности землероек Западной Сибири. Изв. СО АН СССР, сер. биол. наук, вып.З, 1976, с.74-80.

51. Жаботинский A.M. Концентрационные автоколебания. М.: Наука, 1974. - 178 с.

52. Жирмунская Е.А., Лосев B.C. Системы описания и классификации электроэнцефалограмм человека. М.: Наука, 1984. -81 с.

53. Зальцберг Б. Что такое теория информации? В кн.: Концепция информации и биологические системы. М.: Мир, 1966, с.13-23, 23-31.

54. Зотин А.И., Коноплев В.А. Направление эволюционного процесса организмов. В кн.: Термодинамика биологических процессов. М.: Наука, 1976, с.230-235.

55. Кардашева А.С. Организующая функция биоритмов в процессах управления. В кн.: Философские проблемы биологии. М.: Наука, 1973, с.240-247.

56. Карманова И.Г. Эволюция сна. Этапы формирования цикла "бодрствование-сон" в ряду позвоночных. Л.: Наука, 1977. -174 с.

57. Кастлер Г. Общие принципы анализа систем. В кн.: Теоретическая и математическая биология. М.: Мир, 1968, с. 339-362.

58. Катинас Г.С. Хронобиологические аспекты изучения тканей. В кн.: Тканевая биология. Тарту, 1976, с.12-17.

59. Катинас Г.С., Моисеева Н.И. Биологические ритмы и их адаптационная динамика. В кн.: Экологическая физиология человека. Адаптация человека к различным климато-географ. уеловиям. (Руководство по физиологии). Л.: Наука, 1980, с.468-528.

60. Колькюхунь П. Ритмы работоспособности. В кн.: Биологические ритмы, т.1. М.: Мир, 1984, с.389-408.

61. Комаров Ф.И., Захаров Л.В., Лисовский В.А. Суточный ритм физиологических функций у здорового и больного человека. -Л.: Медицина, 1966. 200 с.

62. Красноженов Е.П., Коляда Т.И., Кузьмин П.Н., Смольяни-нов Е.С. Циркадные ритмы факторов неспецифического иммунитета у людей в процессе адаптации к условиям Крайнего Севера.

63. В кн.: Адаптация и проблемы общей патологии: Тез. докл. Всесоюз. конф., т.2. Новосибирск, 1974, с.50-52.

64. Кривощеков С.Г. Некоторые особенности процесса адаптации человека в Западной Сибири на примере изучения сердечно-сосудистой системы. В кн.: Физиология и патология адаптации человека к условиям Крайнего Севера. Новосибирск, 1977, с.74-78.

65. Кузминов С.В. Программа для анализа биоритмов. В кн.: 22 обл. научн.-техн. конф. Тез. докл. секции мед. радиоэлектроники. Новосибирск, 1979, с.28-29.

66. Кузьменко В.А., Бадакова A.M., Сыркина И.М. Синхронизирующее влияние сокращений сердца на начало вдоха и выдоха при различных позах и режимах дыхания. Физиология человека, 1980, т.6, № 5, с.936-939.

67. Курилова Л.М., Суховская Н.А. Суточные изменения функциональной настройки зрительного анализатора в разные периоды года. Физиол. ж. СССР, 1969, т.55, № 3, с.301-308.

68. Ладенко И.С. Логический подход к построению языка системного анализа. В кн.: Системные исследования. Ежегодник--1976. М.: Наука, 1977, с.183-191.

69. Малиновский А.А. Математические и системные методы в биологии будущего. Природа, 1975, № 6 (718), с.83-86.

70. Мандельштам Л.И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. М.: Наука, 1972. - 437 с.

71. Мандельштам Л.И., Папалекси Н.Д. (1931). 0 явлениях резонанса п.-го рода. В кн.: Л.И.Мандельштам. Полн. собр. тр., т.2. М.: Изд-во АН СССР, 1947, с.13-64.

72. Матюхин В.А., Демин Д.В., Евцихевич А.В. Биоритмология перемещений человека. Новосибирск: Наука, 1976. - 104 с.

73. Моисеева Н.И. Отечественные истоки исследования биологических ритмов. В кн.: Очерки истории физиологических наук в СССР: истоки и особенности развития/ Мат. I Всесоюз. конф. по истории физиологических наук, Тарту, 1981. Л.: Наука, 1984, с.183-193.

74. Моисеева Н.И., Никитина Л.И., Симонов М.Ю., Сысуев . В.М. Пути воздействия на десинхроноз, возникающий у спортсменов при переездах. Теория и практика физ. культуры, 1976,10, с.33-36.

75. Моисеева Н.И., Сысуев В.М. Временная среда и биологические ритмы. Л.: Наука, 1981. - 128 с.

76. Мошкин М.П. Влияние естественного светового режима на биоритмы у полярников. Физиология человека, 1984, т.10,1. I, с.126-129.

77. Мошкин М.П., Дьячков В.А., Поеный B.C. Циркадные ритмы при акклиматизации человека в полярных районах. В кн.: Вопр. экологии человека в условиях Крайнего Севера. Новосибирск, 1979, с.32-44.

78. ОДур-Ид М., Салзмен Ф. Внутренняя временная упорядоченность. В кн.: Биологические ритмы, т.1. М.: Мир, 1984, с. 226-274.

79. Недбаева Н.Д., Фомичева С.М. Некоторые биоритмологические аспекты терморегуляции подростков в условиях Западной Сибири. В кн.: Физиологические механизмы природных адаптации . Новосибирск, 1979, с.27-33.

80. Неймарк Ю.И. Динамические системы и управляемые процессы. М.: Наука, 1978. - 336 с.

81. Николаев Л.А. Основы физической химии биологических процессов. М.: Высш. школа, 1976. - 260 с.

82. Осенний А.С., Путилов А.А., Матюхин В.А., Лопатин Б.А. Применение метода высокочастотной кондуктометрии для исследования электропроводности тела человека. В кн.: Тез. докл.

83. Всесоюз. конф. по адаптации человека к различным географ., климатич. и производств, условиям, т.4. Новосибирск, 1978, с.48-49.

84. Питтендрай К. Циркадные ритмы и циркадная организация живых систем. В кн.: Биологические часы. М.: Мир, 1964, с. 263-303.

85. Питтендрих К. Циркадианные системы: общая перспектива. В кн.: Биологические ритмы, тД. М.: Мир, 1984, с.22-53.

86. Поеный B.C. Суточная и сезонная организация физиологических функций человека в климато-географических условиях Западной Сибири. В кн.: Влияние геоф. и метеорол. факторов на жизнедеятельность организма. Новосибирск, 1978, с.67-72.

87. Поеный B.C., Проценко М.И., Маркель А.Л., Дьячков В.А., Мошкин М.П. Роль кортикостероидов в становлении циркадных ритмов гемодинамики. В кн.: Циркадные ритмы человека и животных: Реф. докл. на Всесоюз. симп. Фрунзе: Илим, 19756, с. 44-46.

88. Пуанкаре А. (1902). Наука и гипотеза. В кн.: А.Пуанкаре. 0 науке. М.: Наука, 1983, с.5-152.

89. Путилов А.А. Материнское поведение и формирование цир-кадного ритма активности у сибирской красной полевки. В кн.: Сб. научн. студенч. работ. Томск, 1973, с.135-137.

90. Путилов А.А., Плюснин Ю.М. Социальная синхронизация поведения у полевок. В кн.: Поведение животного в сообществах: Мат. 3 Всесоюз. конф. по поведению животных, т.2. М.: Наука, 1983, с.59-60.

91. Путилов А.А., Фалеев В.И. Особенности переживания половодья мелкими млекопитающими. В кн.: Сукцессии животного населения в биоценозах поймы реки Оби. Новосибирск: Наука,1981, с.111-124.

92. Рапопорт А. Принцип математического изоморфизма в общей теории систем. В кн.: Системные исследования. Ежегод-ник-1973. М.: Наука, 1973, с.158-172.

93. Риус Дж.Л., Гудвин Б.К. Непрерывные фазовые переходы и морфогенез. В кн.: Термодинамика и регуляция биологических процессов. М.: Наука, 1984, с.275-287.

94. Романов Ю.А. Временная организация биологических систем. В кн.: Биологические ритмы (Проблемы космич. биологии, т.41). М.: Наука, 1980, с.10-56.

95. Романов Ю.А., Рыбаков В.П. Некоторые общие вопросы эволюции временной организации биологических систем. В кн.: Некоторые проблемы теории эволюции: Тр. 2 М0ЛГМИ им. Н.И.Пи-рогова, т.7, раздел - теорет. медицина, сер. биология, вып.2. М., 1973, с.47-72.

96. Романов Ю.А., Таболин В.А., Калмыкова И.Н., Каменец-кая Э.А., Степанова Л.И., Мулярова Л.Л. Биологические ритмы гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы у животных и человека в норме и при патологии. М.: ВНИШИ МЗ СССР, 1975. - 127 с.

97. Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С. Что такое математическая биофизика? (Кинетические модели в биофизике). М.: Просвещение, 1971. - 136 с.

98. Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С. Математическая биофизика. М.: Наука, 1984. - 304 с.

99. Руттенбург С.О., Слоним А.Д. Циркадные ритмы физиологических процессов и трудовая деятельность человека. Фрунзе: Илим, 1976. - 179 с.

100. Светикова К.М. Ритмика митотического деления клеток эпителия прямой кишки крыс в условиях полярного дня. В кн.: Тканевая биология. Тарту, 1976, с.21-24.

101. Семенова Т.Д. Суточные ритмы физиологических функций при экстремальных воздействиях. В кн.: Теорет. и прикл. аспекты анализа временной организации биосистем. М.: Наука, 1976, с.120-130.

102. Слоним А.Д., Сорокин А.А. Факторы среды и формирование циркадных и ультрадианных ритмов. Циркадные ритмы человека и животных/ Реф. докл. на Всесоюз. симп. Фрунзе: Илим, 1975, с.286-289.

103. Смирнов К.М., Аникина Е.К. Сезонные особенности суточного ритма у детей 3-7 лет на Крайнем Севере. В кн.: Циркадные ритмы у человека и животных: Реф. докл. на Всесоюз. симп. Фрунзе: Илим, 1975, с.259-260.

104. Смирнов С.Г. Симбиоз зрелых наук. Природа, 1975, № 6 (718), с.78-82.

105. Сорокин А.А. Ультрадианные составляющие при изучении суточного ритма. Генезис и физиологическое значение. Фрунзе, 1981. - 83 с. - (Препринт / АН Кирг.ССР, ИФЭПВ).

106. Степанова С.И. Актуальные проблемы космической биоритмологии (Проблемы космич. биологии, т.23). М.: Наука, 1977. - 311 с.

107. Степанова С.И. О зоне блуждания акрофаз В кн.: Проблемы временной организации живых систем. М.: Наука, 1979,с.37-62.

108. Туркменов М.Т. Опыт изучения биоритмов человека в горах. Фрунзе: Илим, 1983. - 97 с.

109. Тюхтин B.C. 0 понятии биологической организации и ее теоретико-информационных оценках. В кн.: Биология и современное научное познание. М.: Наука, 1980, с.188-204.

110. Уемов А.И. Методы построения и развития общей теории систем. В кн.: Системные исследования. Ежегодник-1973. М.: Наука, 1973, с.147-157.

111. Уемов А.И. Общая теория систем. Аналогический и параметрический варианты. Природа, 1975, № II (723), с.12-17.

112. Уоддингтон К.Х. Основные биологические концепции.

113. В кн.: На пути к теоретической биологии. I. Пролегомены. М.: Мир, 1970, с.11-38.

114. Ухтомский А.А. (1939). Проблемы физиологической лабильности. В кн.: Избр. тр. А.А.Ухтомского. Л.: Наука, 1978,с.I8I-I87.

115. Ухтомский А.А., Гуляев П.И. (1940). Параметр физиологической лабильности и нелинейная теория колебаний. В кн.: Избр. тр. А.А.Ухтомского. Л.: Наука, 1978, с.187-194.

116. Фогельсон Л. Аритмия сердца. В кн.: Большая мед. энциклопедия, 1957, т.2, с.586-637.

117. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. - 404 с.

118. Халберг Ф. Временная координация физиологических функций. В кн.: Биологические часы. М.: Мир, 1964, с.475-506.

119. Хаяси Т. Нелинейные колебания в физических системах. М.: Мир, 1968. - 432 с.

120. Хованов Н.В. Математические аспекты выявления ритмики трудовых процессов. В кн.: Биоритмы и труд. Л.: Наука, 1980, с.I26-I4I.

121. Хронобиология и хронопатология: Тез. докл. на Всесоюз. конф. М., 1981. - 265 с.

122. Чернышев М.К. Резонансно-поисковые методы анализа скрытых колебательных процессов в живых системах. В кн.: Теорет. и прикл. аспекты анализа временной организации биосистем. М.: Наука, 1976, с.П-34.

123. Чернышев М.К., Гаджиев М.Ю. Математическое моделирование иерархических систем с приложениями к биологии и экономике. М.: Наука, 1983. - 192 с.

124. Чириков Б.В. Нелинейные резонансы и динамическая сто-хастичность. Природа, 1982, № 7, с.15-25.

125. Яглова JI.Г. Электропроводность биологических систем.- В кн.: Биофизика. М.: Высш. школа, 1968, с.186-210.

126. Klinker L*, Kunkel S*, Weib D* Annual variations of diurnal rhythms in man. J* Interdiscipl* Cycle Res., 1972, v*3, No.2, p.225-232.

127. Lagoquey M., Dray P., Chauffoumier J*~M., Reinberg A# Etude des rhythmes circadiens et circannuela des glucuro-nides de testosterone et d'epitestosterone chez l'homme adul-te sain. C. r. Acad, sci., 1972, D 274, Ho.25, p.3435-3437.

128. Nelson W*, (Dong Y.L., Lee J.-K., Halberg P. Methods for cosinor-rhythmometry. Chronobiologia, 1979, v*6, No.4, p*305-323.165» Palmai G. Diurnal and seasonal variations in deep body temperature* Med* J. Australia, 1962, v*2, p.989-991*

129. Pavlidis Ih# Populations of biochemical oscillatirs as circadian clocks. J. Theor. Biol., 1971, v.33, No.2, p.319-338.

130. Sasaki T. Effect of rapid transposition around the earth on diurnal variation in body temperature. Proc. Soc. Exp. Biol, and Med., 1964, v.115, No.4, p.1129-1131.

131. Wever R. Zur Zeitgeber Starke eines Licht-Dunkel--Wechsels fur die circadiane Periodik des Menschen. - Pflu-gers Arch., 1970, Bd. 321, S.133-142.

132. Wever R.A. The circadian system of man. Results of experiments under temporal isolation. New York e.a.: Springer, 1979, 276 pp.

133. Wever R.A. Fractional desynchronization of human circadian rhythms. A method for evaluating entrainment limits and functional independencies. Pfliigers Arch., 1983, v.396, p.128-137.

134. Winfree A.I. The geometry of biological time. (Bio-mathematics, v.8). New York e.a.: Springer, 1980, 530 pp.

135. Winget Ch.M., Bond G.H., Rosenblatt L.S., Hethering-ton N#W., Higgins E.A., Roshia Ch. de. Quantitation of de-synchronosis. Chronobiologia, 1975, v.2, No.3, p.197-204.