Rapport : Méthodes modernes d'étude de la psychogénétique humaine. Méthodes de recherche modernes

29.09.2019

Pour étudier la structure du corps humain et ses fonctions, diverses méthodes de recherche sont utilisées. Pour étudier les caractéristiques morphologiques d'une personne, on distingue deux groupes de méthodes. Le premier groupe est utilisé pour étudier la structure du corps humain sur du matériel cadavérique et le second sur une personne vivante.
DANS premier groupe comprend :
1) la méthode de dissection à l'aide d'outils simples (scalpel, pince à épiler, scie, etc.) - permet d'étudier. structure et topographie des organes ;
2) une méthode de trempage prolongé des cadavres dans de l'eau ou un liquide spécial pour isoler le squelette et les os individuels afin d'étudier leur structure ;
3) la méthode de sciage des cadavres congelés - développée par N. I. Pirogov, permet d'étudier les relations entre les organes dans une seule partie du corps ;
4) méthode de corrosion - utilisée pour étudier les vaisseaux sanguins et autres formations tubulaires dans les organes internes en remplissant leurs cavités avec des substances durcissantes (métal liquide, plastiques), puis en détruisant les tissus organiques avec des acides et des alcalis forts, après quoi une impression des formations remplies restes;
5) méthode d'injection - consiste à introduire des colorants dans des organes comportant des cavités, suivi d'une clarification du parenchyme organique avec de la glycérine, de l'alcool méthylique, etc. Elle est largement utilisée pour étudier les systèmes circulatoire et lymphatique, les bronches, les poumons, etc.
6) méthode microscopique - utilisée pour étudier la structure des organes à l'aide d'instruments fournissant une image agrandie. Co. deuxième groupe se rapporter:
1) Méthode des rayons X et ses modifications (fluoroscopie, radiographie, angiographie, lymphographie, kymographie aux rayons X, etc.) - permet d'étudier la structure des organes, leur topographie sur une personne vivante dans différentes périodes sa vie;
2) méthode somatoscopique (examen visuel) d'étude du corps humain et de ses parties - utilisée pour déterminer la forme de la poitrine, le degré de développement des groupes musculaires individuels, la courbure de la colonne vertébrale, la constitution corporelle, etc.
3) méthode anthropométrique - étudie le corps humain et ses parties en mesurant, en déterminant les proportions du corps, le rapport entre les tissus musculaires, osseux et adipeux, le degré de mobilité articulaire, etc.
4) méthode endoscopique - permet d'examiner la surface interne des systèmes digestif et respiratoire, les cavités du cœur et des vaisseaux sanguins et l'appareil génito-urinaire sur une personne vivante à l'aide de la technologie du guide de lumière.
En anatomie moderne, de nouvelles méthodes de recherche sont utilisées, telles que la tomodensitométrie, l'écholocation ultrasonore, la stéréophotogrammétrie, la résonance magnétique nucléaire, etc.
À leur tour, l’histologie, l’étude des tissus, et la cytologie, la science de la structure et de la fonction des cellules, ont émergé de l’anatomie.
Des méthodes expérimentales étaient généralement utilisées pour étudier les processus physiologiques.
Aux premiers stades du développement de la physiologie, il était utilisé méthode de disparition(ablation) d'un organe ou d'une partie d'organe, suivi de l'observation et de l'enregistrement des indicateurs obtenus.
Méthode de la fistule consiste à insérer un tube en métal ou en plastique dans un organe creux (estomac, vésicule biliaire, intestins) et à le fixer sur la peau. Grâce à cette méthode, la fonction sécrétoire des organes est déterminée.
Méthode de cathétérisme utilisé pour étudier et enregistrer les processus qui se produisent dans les conduits des glandes exocrines, dans les vaisseaux sanguins et dans le cœur. Divers médicaments sont administrés à l'aide de minces tubes synthétiques - des cathéters.
Méthode de dénervation basé sur la coupure des fibres nerveuses innervant l’organe afin d’établir la dépendance du fonctionnement de l’organe à l’influence du système nerveux. Pour stimuler l'activité des organes, une stimulation électrique ou chimique est utilisée.
Au cours des dernières décennies, ils ont été largement utilisés dans la recherche physiologique. méthodes instrumentales(électrocardiographie, électroencéphalographie, enregistrement de l'activité du système nerveux par implantation de macro et microéléments, etc.).
Selon la forme de conduite, une expérience physiologique est divisée en conditions aiguës, chroniques et dans les conditions d'un organe isolé.
Une expérience aiguë conçu pour l'isolement artificiel des organes et des tissus, la stimulation de divers nerfs, l'enregistrement des potentiels électriques, l'administration de médicaments, etc.
Expérience chronique utilisé sous forme d'opérations chirurgicales ciblées (fistules, anastomoses neurovasculaires, transplantation d'organes divers, implantation d'électrodes, etc.).
La fonction d'un organe peut être étudiée non seulement dans l'ensemble de l'organisme, mais également isolée de celui-ci. Dans ce cas, l'organe dispose de toutes les conditions nécessaires à sa vie, y compris l'apport de solutions nutritives aux vaisseaux de l'organe isolé. (méthode de perfusion).
L'utilisation de la technologie informatique dans la réalisation d'expériences physiologiques a considérablement modifié sa technique, ses méthodes d'enregistrement des processus et le traitement des résultats obtenus.

Cytologie
Eh bien, comprenons chaque concept.
Centrifugation - séparation de systèmes hétérogènes en
fractions (portions), en fonction de leur densité. Tout ça
se produit en raison de la force centrifuge. (Séparation
organites cellulaires)
La microscopie est peut-être l'une des principales méthodes
étudier les microobjets.
La chromatographie est une méthode de séparation d'un mélange de substances qui
basé sur différentes vitesses de mouvement des substances dans le mélange à travers
absorbants selon leur masse. (Séparation
chlorophylles a et b)
Hétérose - augmenter la viabilité des hybrides
en raison de l'héritage d'un certain ensemble d'allèles
différents gènes de leurs différents parents.
Le suivi est un processus continu d’observation et
enregistrement des paramètres de l'objet, par rapport à ceux spécifiés
critères.
De tout cela, seuls 4 et 5 ne s'appliquent pas à la cytologie
Répondre:

Centrifugation

Utilisation de la centrifugation

Pour biochimique
étude du cellulaire
composants cellulaires
doit être détruit -
mécaniquement, chimiquement
ou échographie.
Libéré
les composants finissent dans
liquide en suspension
état et peut être
isolé et débarrassé de
Avec de l'aide
centrifugation.

Centrifugation

Chromatographie et électrophorèse

La chromatographie est une méthode basée sur
celui dans un milieu stationnaire à travers lequel
fuites de solvant, chacun des
les composants du mélange se déplacent avec leur
propre vitesse, indépendamment des autres ;
le mélange de substances est séparé.
L'électrophorèse est utilisée pour
séparation des particules porteuses de charge largement
utilisé pour la mise en évidence et l'identification
acides aminés.

Chromatographie

Électrophorèse

Méthodes de base pour étudier les cellules

Utiliser la lumière
microscope
Utilisation de l'électronique
microscope

MÉTHODES D'ÉTUDE DE LA GÉNÉTIQUE HUMAINE

MÉTHODES D'ÉTUDE
GÉNÉTIQUE HUMAINE

L'homme n'est pas l'objet le plus commode pour
recherche génétique. Il est trop tard
mûrit pour les relations sexuelles, scientifique
la curiosité pour le plaisir expérimentalement
il est impossible de traverser (le public condamnera), il
donne trop peu d'enfants, ce qui en plus ne peut pas être
ensuite placé dans une boîte stérile et
étude (encore une fois, le public condamnera). Ce
Les pois de Mendel ne sont pas pour vous.

Ceci détermine l'ensemble des méthodes qui
la génétique a par rapport à une personne :
- GÉNÉALOGIQUE
- DOUBLE
- CYTOGÉNÉTIQUE
- BIOCHIMIQUE
- BIOLOGIQUE MOLÉCULAIRE
- POPULATION-STATISTIQUE.

Les jumeaux sont des enfants nés en même temps
une mère. Ils sont monozygotes
(identique, lorsqu'un zygote se divise et
a donné deux embryons) et dizygote (fraternel,
quand plusieurs sont fécondés séparément
des œufs et plusieurs distincts apparaissent
embryons). Jumeaux monozygotes
génétiquement absolument identique, mais
les dizygotes sont aussi éloignés les uns des autres que
tout autre frère ou sœur. Pour
La méthode des jumeaux nécessite les deux
jumeaux.

Si des jumeaux monozygotes sont séparés
enfance (comme dans « Two : Me and My Shadow » ou « Trap
pour les parents"), alors leur différence indiquera le rôle
facteurs environnementaux dans la formation de ces différences.
Après tout, au départ, leur matériel génétique
identique, ce qui signifie que le cadre de vie a influencé
expression de certains gènes. Si nous
comparer les fréquences des symptômes par paires
jumeaux mono- et dizygotes (vivant ensemble
et séparément), alors nous comprendrons le rôle non seulement
notre hérédité, mais aussi notre environnement
vie.

Grâce à cette méthode, nous avons appris que
il y a une génétique
prédisposition à la schizophrénie,
l'épilepsie et le diabète sucré. Si deux
jumeaux monozygotes vivant séparément avec
avec l'âge, l'un d'eux apparaît
maladies, cela signifie qu'il y a probablement quelque chose en cause
hérédité.

MÉTHODE CYTOGÉNÉTIQUE.
Il s’agit d’observer les chromosomes au microscope. DANS
Normalement, chacun de nous possède 46 chromosomes (22 paires d'autosomes
et 2 chromosomes sexuels). Il y en a trop dans le microscope
tu ne le verras pas, mais tu peux compter les chromosomes
(est-ce exactement 46), vérifiez si tout va bien pour eux (tous
si les épaules sont en place), peindre avec des colorants et disposer
par deux Donc chez les hommes atteints du syndrome de Klinefelter
nous trouverons un chromosome X supplémentaire chez les femmes avec
Syndrome de Shershevsky-Turner au contraire - un X
les chromosomes manqueront. Pour le syndrome de Down
il n'y aura pas deux, mais trois chromosomes.

Mais tout est question de quantité. Il y a aussi
problèmes de qualité des chromosomes. Chez les enfants avec
Le syndrome du cri-chat est absent
un bras du cinquième chromosome. En utilisant
méthode cytogénétique, nous pouvons
compter les chromosomes et les vérifier
structure.

MÉTHODE BIOCHIMIQUE.
Chaque protéine de notre corps est codée par un gène
ADN. Cela signifie que si nous constatons qu'une certaine protéine
ne fonctionne pas correctement, c'est probablement le cas
il y a un problème avec le gène qui le code.
La méthode biochimique permettra de surmonter les violations
dans le métabolisme atteindre génétique
problèmes. Diabète sucré héréditaire.
C’est exactement ainsi que cela apparaît. Et aussi la phénylcétonurie
(vu sur les chewing-gums Orbit et Dirol
il est écrit : "Contre-indiqué aux patients
phénylcétonurie : contient de la phénylalanine ?).

BIOLOGIQUE MOLÉCULAIRE
MÉTHODE.
Avez-vous entendu parler du séquençage de l’ADN ? Ce
la méthode permet de déterminer le nucléotide
Séquence d'ADN et basé sur
juger de la présence ou de l'absence de ce
maladies génétiques ou
des prédispositions à leur égard.

MÉTHODE STATISTIQUE DE LA POPULATION.
Cela comprend l'étude des fréquences des gènes et des génotypes, et
également des maladies héréditaires dans la population.
Par exemple, dans une autre ville ou un autre pays. Ceux. médecin
détecte le diabète sucré, et maintenant c'est
d'abord au municipal, puis au régional, et
puis dans les statistiques panrusses. Et nous obtenons
chiffre que pendant 3 ans de 2013 à 2015 le nombre
le nombre de diabétiques en Russie a augmenté de 23 %.
nous pouvons planifier la quantité de médicaments nécessaire
envoyer aux hôpitaux l’année prochaine.

Étudier en profondeur l'ascendance d'une personne
le nombre de générations constitue l'essence
méthode
double
généalogique
biochimique
cytogénétique

Quelle méthode a été utilisée ?
l'héritage du daltonisme a été établi dans
personne?
hybridologique
généalogique
double
biochimique

« Méthodes modernes recherche sur la psychophysiologie de la mémoire"

Introduction

Chapitre 1. Méthodes modernes de recherche sur la mémoire

1.1 Méthode des microélectrodes

1.2 Électroencéphalographie (EEG)

1.3 Magnétoencéphalographie (MEG)

Chapitre 2. Méthodes visuelles pour étudier la mémoire

2.1 Tomographie par émission de positons

2.2 Introscopie par résonance magnétique nucléaire

Conclusion

Sources et littérature

Introduction

La mémoire est un processus psychophysiologique consistant à mémoriser, stocker et reproduire des informations.

Le fondateur de la psychophysiologie est le médecin anglais David Gargley. Pendant la période de formation de la psychophysiologie en tant que science Attention particulière axé sur l'étude du système nerveux central et de ses manifestations physiologiques. L'une des directions importantes (dans l'étude du système nerveux central) est la recherche des structures cérébrales responsables de la mémoire. Aucune fonction physiologique n'a été étudiée de manière aussi approfondie et approfondie par les biologistes, les physiologistes, les psychologues, les neurologues et d'autres sciences. Le matériel clinique et expérimental accumulé a permis d'exprimer ligne entière théories expliquant les processus de mémoire.

1. La théorie des associations par contiguïté, similitude, contraste.

2. Psychologie Gestaltique.

3. Théorie comportementale.

4. Théorie de la psychanalyse.

5. Théorie sémantique.

6. Théorie biochimique.

7. Théorie neuronale.

8. Théorie des vagues des unités de mémoire.

Les théories énumérées permettent de retracer l’orientation de la pensée des scientifiques et les limites des méthodes de recherche utilisées.

Le développement du progrès technologique et l'introduction de nouvelles méthodes de recherche permettent d'atteindre un niveau qualitativement nouveau de recherche sur les secrets de la mémoire humaine.

L'étude de la mémoire a un intérêt non seulement scientifique, mais aussi pratique : rédaction de manuels scolaires, programmes de formation, emploi du temps. activités scolaires. L'étude du volume de mémoire à court terme, réalisée chez les enfants d'âge préscolaire selon la formule KP = 7 + 2, ne porte que sur 5 à 9 images, chiffres, mots. En fonction du volume de mémoire à court terme, on peut prédire la réussite des apprentissages ou les retards de développement. OKP=2+1 est un point d'entraînement. Lors de l'étude d'enfants d'âge préscolaire, il est nécessaire de refléter dans le thème de l'enfant : le type de système nerveux central : sanguin, flegmatique, colérique, mélancolique ; activité biorythmique du système nerveux central : « alouette », « chouette », « pigeon » ; le type de mémoire dominant : auditive, auditive-musicale, « auditive-motrice », ou visuelle, visuo-logique.

Les informations collectées permettent de développer individuellement l'enfant, en utilisant son propre type de mémoire, et de guider en douceur un groupe d'enfants dans le processus cognitif. Chez les personnes ayant une mémoire de type auditif pour l'apprentissage langues étrangères, termes médicaux, des formules de physique et de chimie, la première phase de sommeil lent, d'une durée de 90 à 100 minutes, peut être utilisée. L'activité biochimique et électrique du cerveau pendant cette phase de sommeil reste encore au niveau de l'éveil, et les informations auditives peuvent être assimilées. Les jeunes professionnels qui partent en voyage d'affaires à l'étranger, ayant une mémoire de type auditif, peuvent rapidement maîtriser discours familier. La mémoire atteint son développement maximum vers l'âge de 25 ans, reste à un niveau élevé jusqu'à 40-45 ans, puis commence à se détériorer. À cet égard, il existe une limite d'âge pour accepter les documents pour l'université à temps plein et les études postuniversitaires ultérieures.

Les méthodes de recherche électroencéphalographiques et les méthodes tomographiques et biochimiques vasculaires complémentaires ont permis de créer des cartes des structures cérébrales impliquées dans la mémorisation et la reproduction de l'information et de diagnostiquer les causes des troubles de la mémoire. La première génération d'appareils, qui permet de voir la coquille d'énergie subtile entourant le corps humain - l'aura, permet d'observer les manifestations émotionnelles des souvenirs. La lecture des informations provenant des enveloppes émotionnelles et mentales de l'aura n'est pas encore disponible. Cette facette secrète de la mémoire humaine sera également révélée à la future génération de scientifiques.

Chapitre 1. Méthodes modernes de recherche sur la mémoire

1.1 Méthode microélectrode

L'étude de l'homme et des secrets de sa mémoire suit le rythme des progrès technologiques. Des méthodes de recherche électrophysiologique graphique utilisant des microélectrodes sont apparues. Ils tirent leur nom du fait que le diamètre de leur surface d’enregistrement est d’environ un micron. Les microélectrodes sont disponibles en métal et en verre. Une microélectrode métallique est une tige constituée d'un fil isolé spécial à haute résistance avec une pointe d'enregistrement. Une microélectrode en verre d'un diamètre d'environ 1 mm est constituée d'un verre spécial - Pyrex, avec une fine pointe non soudée remplie d'une solution électrolytique. Des microélectrodes sont appliquées sur les parties du cerveau étudiées qui sont responsables de la mémoire chez les animaux, et un enregistrement graphique de l'activité impulsionnelle des neurones est observé.

1.2 Électroencéphalographie (EEG)

L’électroencéphalographie a été la première méthode hautement informative et non invasive pour étudier le système nerveux central chez l’homme.

Le cuir chevelu dans les zones où les électrodes sont appliquées est essuyé avec de l'alcool, dégraissé, puis un gel-pâte électriquement conducteur spécial est appliqué.

Il existe deux manières d'enregistrer l'EEG : bipolaire et monopolaire. Avec une sonde bipolaire, la différence de potentiel entre deux électrodes actives est enregistrée. Cette méthode est utilisée en clinique pour diagnostiquer la localisation d'un foyer pathologique dans le cerveau. En psychophysiologie, la méthode de l'abduction monopolaire est utilisée. Une électrode est placée sur la zone du cerveau étudiée, l'autre sur le lobe de l'oreille ou sur l'apophyse mastoïde, où les processus électriques sont minimes et peuvent être considérés comme nuls.

Pour comparer les résultats EEG obtenus dans les laboratoires du monde entier, il était nécessaire de créer un système standard unifié pour l'application des électrodes, appelé système « 10-20 ». Conformément à ce système, les psychophysiologistes sont tenus de prendre trois mesures du crâne du sujet :

1. Taille longitudinale du crâne - la distance entre l'arête du nez et la protubérance occipitale.

2. La taille transversale du crâne est la distance entre les conduits auditifs externes.

3. Tour de tête, mesuré aux mêmes points.

Ces dimensions permettent de tracer une grille aux intersections de laquelle des électrodes sont appliquées. Électrodes situées le long ligne médiane, marqué de l'indice Z ; les fils d'électrode de la moitié gauche de la tête sont numérotés avec des indices impairs, et ceux de la moitié droite de la tête sont numérotés avec des indices pairs.

Câbles d'électrode dans le système « 10-20 » :

1. frontal (frontal) F 1 ...

2. centrale C 1...

3. pariétal (pariétal) P 1 ...

4. temporel (temporel) T 1 ...

5. occipital (occipital) O 1 ...

Chez les personnes en bonne santé et en état d'éveil, un rythme alpha d'une fréquence de 8 à 13 Hz est enregistré dans les zones occipitales du cerveau responsables de la mémoire visuelle et de l'orientation spatiale. Ce rythme a été enregistré et décrit pour la première fois par Hans Berger sous le nom de rythme alpha. Il est très important de noter qu'en cas d'atrophie du nerf optique, de cécité prolongée ou congénitale, le rythme alpha disparaît. Mais dans la région pariétale, responsable de la mémoire tactile, bien développée chez les aveugles - compensant la perte de vision - un rythme mu apparaît proche en fréquence du rythme alpha. Dans l'expérience, nous pouvons observer un changement du rythme alpha vers le rythme mu ; le patient a les yeux bandés et on lui demande d'identifier des objets familiers au toucher.

Chez les personnes souffrant de troubles de la mémoire visuelle et de l'orientation spatiale, errant et se perdant dans les rues de la ville, le rythme alpha est à peine visible en raison d'une inhibition dans la région occipitale. Après une cure de magnétothérapie sur la région occipitale, l'orientation visuelle dans l'espace et le rythme alpha sont restaurés.

Chez les personnes ayant une mémoire auditive, musicale, musiciens, compositeurs de la région temporale gauche, responsables de ce type mémoire, une fréquence proche du rythme alpha est enregistrée - le rythme Kappa.

Lors du test, lors de l'exécution morceau de musique De mémoire, nous pouvons facilement suivre le passage du rythme alpha au rythme Kappa.

Le compositeur Mozart possédait une mémoire auditive phénoménale. À l'âge de 14 ans, il arrive à Rome, où il entend un morceau de musique religieuse dans la basilique Saint-Pierre. Les notes étaient conservées dans le plus grand secret et constituaient un secret à la cour papale. Le jeune Mozart, rentrant chez lui, reproduisait la musique qu'il avait entendue de mémoire. Plusieurs années plus tard, il a été possible de comparer l'enregistrement de Mozart avec les notes originales ; il s'est avéré qu'il n'y avait aucune erreur dans les notes de Mozart.

Qu’est-ce que l’EEG des danseurs et patineurs artistiques submergés d’émotions et maîtrisant parfaitement la mémoire auditive, visuelle et motrice ? Dès que la musique commence à jouer, le rythme Betta apparaît dans toutes les zones du cerveau, avec des oscillations comprises entre 14 et 30 Hz.

On observe le rythme bêta pendant la phase paradoxale du sommeil avec des mouvements rapides des globes oculaires et de la parole. Les parents dans cette situation, alarmés par les manifestations violentes du sommeil, se précipitent pour réveiller et calmer l'enfant, expliquant qu'il ne s'agit que d'un rêve. On observe également le rythme bêta dans la pathologie rare du somnambulisme (somnambulisme), qui nécessite une intervention médicale et une surveillance parentale de l'enfant.

Chez les personnes ayant une mémoire de type verbal-logique, visuel-logique, qui travaillent lentement et qui sont capables de maintenir leur concentration et leur attention pendant longtemps sans fatigue, un rythme Gamma spécial avec une fréquence supérieure à 30 Hz est dessiné sur l’EEG.

Les conducteurs, pilotes, militaires, sauveteurs et médecins, dont le travail est souvent associé à un stress émotionnel important nécessitant une prise de décision immédiate, enregistrent un rythme Thêta avec une fréquence de 4 à 8 Hz.

Chez une personne assise calmement, le rythme Delta est enregistré sur l'EEG. Dans la première phase du sommeil lent, qui dure 90 à 100 minutes, l'activité biochimique et électrique est proche de l'éveil et la personne assimile avec succès les informations auditives. Cela a permis aux étudiants ayant une mémoire auditive d'apprendre des langues étrangères en moins de temps.

Pendant la journée, à l'éveil, le rythme Delta indique une tumeur du cortex cérébral.

L'EEG vous permet de surveiller l'activité de diverses parties du cerveau lors de la résolution de problèmes, de compter dans votre tête, d'effectuer des tâches de mémoire à court terme et d'identifier les causes d'oubli ou de détérioration progressive de la mémoire.

1.3 Magnétoencéphalographie (MEG)

Une autre méthode non invasive pour étudier la mémoire chez l’homme est la magnétoencéphalographie. Le MEG est enregistré à l’aide de capteurs très sensibles aux champs électromagnétiques. Le MEG peut être présenté sous forme de profils de champs magnétiques à la surface du crâne ou sous forme de ligne courbe. MEG complète les informations sur l’activité cérébrale obtenues par EEG.

Chapitre 2. Méthodes visuelles pour étudier la mémoire

2.1 Tomographie par émission de positons

DANS dernières années La tomographie par émission de positons du cerveau a commencé à être utilisée pour étudier la mémoire. Le patient reçoit une injection intraveineuse de l'un des isotopes : oxygène - 15, azote - 13, fluor - 18 ou un analogue du glucose - désoxygmonose. Dans le cerveau, les isotopes émettent des positrons qui entrent en collision avec des électrons pour produire une paire de protons. Il y a une caméra TEP au-dessus de la tête du patient qui détecte les protons ; les informations de la caméra sont envoyées à un ordinateur, qui fournit une image de l'emplacement de l'activité douloureuse dans des tranches de cerveau. Ainsi, le chercheur peut obtenir une image couche par couche des structures cérébrales impliquées dans la mémorisation et la reproduction des informations.

2.2 Imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN)

L'introscopie par résonance magnétique nucléaire est utilisée pour étudier les processus de mémorisation et de reproduction des informations. Pour l'étude, le patient est placé dans un tube cylindrique avec un champ magnétique constant 30 000 fois plus puissant que celui de la Terre. Le corps du patient est exposé aux ondes radio, les protons tissulaires absorbent leur énergie. Une fois les ondes radio désactivées, les protons dégagent de l’énergie, qui est enregistrée sous forme de signal de résonance magnétique. Après traitement du signal, une image apparaît sur l'ordinateur, caractérisant l'activité des processus biochimiques et la vitesse du flux sanguin dans les tissus. La RMN est devenue la méthode de recherche visuelle la plus puissante en psychophysiologie de la mémoire humaine.

Pour la première fois, il a été noté que lors de la mémorisation des informations étudiées, une activité biochimique apparaît dans l'hémisphère gauche du cerveau, et lors de la mémorisation et de la reproduction d'informations, une activité biochimique apparaît dans l'hémisphère droit du cerveau. Lorsque le patient se remémorait silencieusement des épisodes de sa propre vie, une activité apparaissait dans les parties antérieures du cortex cérébral. Quand je me souviens événements historiques, l'activité des parties postérieures du cortex cérébral s'est manifestée. La mémorisation d'images visuelles conduit à l'activation des régions occipitales et les informations auditives conduisent à l'activation des zones auditives temporales du cerveau.

Ainsi, il a été conclu que le souvenir réactive les zones du cerveau qui étaient actives lors du souvenir. Les méthodes de recherche visuelle ont permis de créer une carte des centres cérébraux activés lors de la mémorisation et de la reproduction des informations.

Conclusion

L'étude de la psychophysiologie humaine, qui a débuté dans l'Antiquité, a parcouru un long chemin de recherche. À chaque époque, avec l’introduction de nouvelles méthodes de recherche, certains aspects de la mémoire humaine ont été révélés. Dans notre 21e siècle éclairé, avec l'introduction de la méthode des microélectrodes, de l'EEG, de la tomographie, de la RMN, il a été possible pour la première fois de créer des cartes des structures cérébrales impliquées dans les processus de mémoire. L'utilisation de la RMN nous a permis d'observer visuellement que les processus de mémorisation et de reproduction de l'information se produisent dans le type de mémoire auditive dans la région temporale, le type de mémoire visuelle dans les régions occipitales du cerveau, le type de mémoire musicale et motrice, en outre, les zones pariétales sont activées, où se trouvent les zones de mémoire tactile et motrice.

Les méthodes de recherche psychophysiologiques ont trouvé leur application pratique dans l'étude du volume de mémoire à court terme chez les enfants d'âge préscolaire, afin de déterminer la réussite de l'éducation d'un enfant à l'école, ainsi que dans l'enseignement des langues étrangères aux personnes ayant un type de mémoire auditive pendant la phase lente du sommeil, qui dure 90 à 100 minutes.

La future génération de scientifiques devra étudier et utiliser à des fins pratiques les informations enregistrées sur les enveloppes émotionnelles et mentales de l'aura humaine.

Sources et littérature

1. Alexandrov Yu.I. Psychophysiologie. Pierre, 2007.

2. Bekhtereva N.P. Aspects neurophysiologiques activité mentale. L. : Nauka, 1971.

3. Danilova N.N. Psychophysiologie. M. : Aspect-Press, 2002.

4. Kuzin contre.S. Psychologie. M, 1999.

5. Luria A.R. Un petit livre sur un grand souvenir. M. : MSU, 1968.

6. Maklakov A.G. Psychologie générale. Pierre, 2005.

7. Stolyarenko L.D. Bases de la psychologie. Rostov-sur-le-Don : « Phénix », 2003.

8. Sergueïev B.F. Secrets de mémoire. M, 1974.

Brève description:

Sazonov V.F. Méthodes modernes de recherche en biologie [Ressource électronique] // Kinésiologue, 2009-2018 : [site Internet]. Date de mise à jour : 22.02.2018...__201_).

Documents sur les méthodes de recherche modernes en biologie, ses branches et disciplines connexes.

Documents sur les méthodes de recherche modernes en biologie, ses branches et disciplines connexes Dessin

: Branches fondamentales de la biologie.

Actuellement, la biologie est classiquement divisée en deux grands groupes de sciences. Biologie des organismes

: sciences des plantes (botanique), des animaux (zoologie), des champignons (mycologie), des micro-organismes (microbiologie). Ces sciences étudient des groupes individuels d'organismes vivants, leur structure interne et externe, leur mode de vie, leur reproduction et leur développement.: niveau moléculaire (biologie moléculaire, biochimie et génétique moléculaire), cellulaire (cytologie), tissulaire (histologie), organes et leurs systèmes (physiologie, morphologie et anatomie), populations et communautés naturelles (écologie). En d’autres termes, la biologie générale étudie la vie à différents niveaux.

La biologie est étroitement liée aux autres sciences naturelles. Ainsi, à la jonction entre biologie et chimie, apparaissent la biochimie et la biologie moléculaire, entre biologie et physique - biophysique, entre biologie et astronomie - biologie spatiale. L’écologie, située à l’intersection de la biologie et de la géographie, est aujourd’hui souvent considérée comme une science indépendante.

Tâches des étudiants pour le cours de formation Méthodes modernes de recherche biologique

1. Familiarisation avec diverses méthodes de recherche dans divers domaines de la biologie.

Décision et rapport :
1) Rédaction d'un essai pédagogique de synthèse sur les méthodes de recherche dans divers domaines de la biologie. Exigences minimales pour le contenu du résumé : description de 5 méthodes de recherche, 1-2 pages (police 14, interligne 1,5, marges 3-2-2-2 cm) pour chaque méthode.
2) Fournir un rapport (de préférence sous forme de présentation) sur une des méthodes modernes de biologie : volume 5±1 page.
Résultats d'apprentissage attendus :
1) Familiarité superficielle avec un large éventail de méthodes de recherche en biologie.
2) Compréhension approfondie d'une des méthodes de recherche et transfert de ces connaissances au groupe étudiant.

2. Organiser une formation pédagogique recherche scientifique de l'établissement d'objectifs aux conclusions en utilisant exigences nécessaires préparer un rapport scientifique sur l’étude.

Solution:
Obtention de données primaires en cours de laboratoire et à domicile. Il est permis de mener une partie de ces recherches en dehors de la salle de classe.

3. Introduction aux méthodes générales de recherche en biologie.

Solution:
Cours magistral et travail indépendant avec des sources d'information. Rapport sur l'exemple de faits de l'histoire de la biologie : tome 2±1 page.

4. Application des connaissances, compétences et capacités acquises pour mener et formaliser vos propres recherches sous forme de travaux de recherche, travail de cours et/ou travail final de qualification.

Définition des notions

Méthodes de recherche - ce sont des moyens d'atteindre l'objectif des travaux de recherche.

Méthode scientifique est un ensemble de techniques et d’opérations utilisées dans la construction d’un système de connaissances scientifiques.

Fait scientifique est le résultat d’observations et d’expériences qui établissent les caractéristiques quantitatives et qualitatives des objets.

Base méthodologique la recherche scientifique est un ensemble de méthodes savoir scientifique, utilisé pour atteindre l’objectif de cette étude.

Méthodes scientifiques générales, expérimentales, bases méthodologiques -.

La biologie moderne utilise l'unification approches méthodologiques, il utilise « l’unité des approches descriptive-classifiante et explicative-nomothétique ; l'unité de la recherche empirique avec le processus de théorisation intensive des connaissances biologiques, y compris sa formalisation, sa mathématisation et son axiomatisation » [Yarilin A.A. « Cendrillon » devient une princesse, ou la place de la biologie dans la hiérarchie des sciences. // « Écologie et Vie » n°12, 2008. P. 4-11. P.11].

Objectifs des méthodes de recherche :

1. « Renforcer les capacités cognitives naturelles de l’homme, ainsi que leur expansion et leur maintien. »

2. « Fonction communicative », c'est-à-dire médiation entre le sujet et l'objet de recherche [Arshinov V.I. La synergie comme phénomène de la science post-non classique. M. : Institut de Philosophie RAS, 1999. 203 p. P.18].

Méthodes générales de recherche en biologie

Observation

Observation est l'étude des signes extérieurs et des changements visibles d'un objet sur une certaine période de temps. Par exemple, surveiller la croissance et le développement d’un plant.

L'observation est le point de départ de toute recherche en sciences naturelles.

En biologie, cela est particulièrement visible, puisque l'objet de son étude est l'homme et la nature vivante qui l'entoure. Déjà à l'école, dans les cours de zoologie, de botanique et d'anatomie, les enfants apprennent à mener les recherches biologiques les plus simples en observant la croissance et le développement des plantes et des animaux, ainsi que l'état de leur propre corps.

L'observation comme méthode de collecte d'informations est chronologiquement la toute première technique de recherche apparue dans l'arsenal de la biologie, ou plutôt de son prédécesseur, l'histoire naturelle. Et cela n’est pas surprenant puisque l’observation repose sur les capacités sensorielles humaines (sensation, perception, représentation). La biologie classique est avant tout une biologie observationnelle. Mais néanmoins, cette méthode n’a pas perdu de son importance à ce jour.

Les observations peuvent être directes ou indirectes, elles peuvent être réalisées avec ou sans dispositifs techniques. Ainsi, un ornithologue voit un oiseau avec des jumelles et peut l'entendre, ou peut enregistrer des sons avec l'appareil en dehors de la portée de l'oreille humaine. L'histologue observe la coupe de tissu fixée et colorée à l'aide d'un microscope. Et pour un biologiste moléculaire, une observation peut consister à enregistrer des changements dans la concentration d’une enzyme dans un tube à essai.

Il est important de comprendre que l'observation scientifique, contrairement à l'observation ordinaire, n'est pas simple, mais déterminé l’étude d’objets ou de phénomènes : elle est réalisée pour résoudre un problème donné, et l’attention de l’observateur ne doit pas être distraite. Par exemple, si la tâche consiste à étudier les migrations saisonnières des oiseaux, nous remarquerons alors le moment de leur apparition dans les sites de nidification, et rien d'autre. L’observation est donc allocation sélective de la réalité une certaine part, c'est-à-dire l'aspect, et l'inclusion de cette partie dans le système étudié.

En observation, non seulement l'exactitude, l'exactitude et l'activité de l'observateur sont importantes, mais aussi son impartialité, ses connaissances et son expérience, bon choix moyens techniques. La formulation du problème suppose également l'existence d'un plan d'observation, c'est-à-dire leur planification. [Kabakova D.V. Observation, description et expérimentation comme principales méthodes de la biologie // Problèmes et perspectives de développement de l'éducation : matériaux de l'international. scientifique conf. (Perm, avril 2011).T. I. Perm : Mercure, 2011. pp. 16-19].

Méthode descriptive

Méthode descriptive - c'est l'enregistrement des signes extérieurs observés des objets d'étude, mettant en valeur l'essentiel et écartant le sans importance. Cette méthode est à l’origine de la biologie en tant que science, mais son développement aurait été impossible sans le recours à d’autres méthodes de recherche.

Les méthodes descriptives permettent d'abord de décrire puis d'analyser les phénomènes se produisant dans la nature vivante, de les comparer, de trouver certains modèles, mais aussi de généraliser, de découvrir de nouvelles espèces, classes, etc. Les méthodes descriptives ont commencé à être utilisées dans l'Antiquité, mais aujourd'hui elles n'ont pas perdu de leur pertinence et sont largement utilisées en botanique, éthologie, zoologie, etc.

Méthode comparative

Méthode comparative est une étude des similitudes et des différences dans la structure, le déroulement des processus de vie et le comportement de divers objets. Par exemple, comparaison d’individus de sexes différents appartenant à la même espèce biologique.

Permet d'étudier des objets de recherche en les comparant entre eux ou avec un autre objet. Permet d'identifier les similitudes et les différences entre les organismes vivants, ainsi que leurs parties. Les données obtenues permettent de regrouper les objets étudiés en groupes basés sur des similitudes de structure et d'origine. Sur la base de la méthode comparative, par exemple, une taxonomie des plantes et des animaux est construite. Cette méthode a également été utilisée pour créer la théorie cellulaire et confirmer la théorie de l’évolution. Actuellement, il est utilisé dans presque tous les domaines de la biologie.

Cette méthode a été établie en biologie au XVIIIe siècle. et s'est révélé très fructueux dans la résolution de nombreux problèmes majeurs. Grâce à cette méthode et en combinaison avec la méthode descriptive, des informations ont été obtenues qui ont rendu cela possible au XVIIIe siècle. jeter les bases de la taxonomie des plantes et des animaux (C. Linnaeus), et au XIXe siècle. formuler la théorie cellulaire (M. Schleiden et T. Schwann) et la doctrine des principaux types de développement (K. Baer). La méthode a été largement utilisée au XIXe siècle. en justifiant la théorie de l'évolution, ainsi qu'en restructurant un certain nombre de sciences biologiques sur la base de cette théorie. Cependant, l'utilisation de cette méthode ne s'est pas accompagnée d'une biologie dépassant les limites de la science descriptive.
La méthode comparative est largement utilisée dans diverses sciences biologiques à notre époque. La comparaison acquiert une valeur particulière lorsqu'il est impossible de définir un concept. Par exemple, un microscope électronique produit souvent des images dont le véritable contenu est inconnu à l’avance. Seule leur comparaison avec des images au microscope optique permet d'obtenir les données souhaitées.

Méthode historique

Vous permet d'identifier les modèles de formation et de développement des systèmes vivants, leurs structures et fonctions, de les comparer avec précédemment faits connus. Cette méthode, en particulier, a été utilisée avec succès par Charles Darwin pour construire sa théorie évolutionniste et a contribué à la transformation de la biologie d'une science descriptive en une science explicative.

Dans la seconde moitié du XIXe siècle. Grâce aux travaux de Charles Darwin, la méthode historique a fondé scientifiquement l'étude des modèles d'apparition et de développement des organismes, la formation de la structure et des fonctions des organismes dans le temps et dans l'espace. Avec l'introduction de cette méthode, des changements qualitatifs importants se sont produits en biologie. La méthode historique a transformé la biologie d’une science purement descriptive en une science explicative, qui explique comment les divers systèmes vivants sont apparus et comment ils fonctionnent. Actuellement, la méthode historique, ou « approche historique », est devenue une approche universelle de l'étude des phénomènes de la vie dans toutes les sciences biologiques.

Méthode expérimentale

Expérience - il s'agit d'une vérification de la justesse de l'hypothèse avancée à l'aide d'une influence ciblée sur l'objet.

Une expérience (expérience) est une création artificielle dans des conditions contrôlées d'une situation qui contribue à révéler les propriétés profondément cachées des objets vivants.

La méthode expérimentale d'étude des phénomènes naturels est associée à une influence active sur ceux-ci en menant des expériences (expériences) dans des conditions contrôlées. Cette méthode permet d'étudier les phénomènes de manière isolée et d'obtenir une répétabilité des résultats en reproduisant les mêmes conditions. L'expérience fournit une compréhension plus profonde de l'essence des phénomènes biologiques que d'autres méthodes de recherche. C'est grâce aux expériences que les sciences naturelles en général et la biologie en particulier ont permis la découverte des lois fondamentales de la nature.
Les méthodes expérimentales en biologie servent non seulement à mener des expériences et à obtenir des réponses à des questions d'intérêt, mais également à déterminer l'exactitude de l'hypothèse formulée au début de l'étude du matériel, ainsi qu'à la corriger en cours de travail. Au XXe siècle, ces méthodes de recherche deviennent leader dans cette science grâce à l'émergence équipement moderne pour réaliser des expériences, comme par exemple un tomographe, un microscope électronique, etc. Actuellement, en biologie expérimentale, les techniques biochimiques, l'analyse par diffraction des rayons X, la chromatographie, ainsi que la technique des coupes ultrafines, diverses méthodes de culture et bien d'autres sont largement utilisées. Les méthodes expérimentales combinées à une approche systémique ont élargi les capacités cognitives des sciences biologiques et ouvert de nouvelles voies pour l'application des connaissances dans presque tous les domaines de l'activité humaine.

La question de l’expérimentation comme l’un des fondements de la connaissance de la nature s’est posée dès le XVIIe siècle. Philosophe anglais F. Bacon (1561-1626). Son introduction à la biologie est associée aux travaux de V. Harvey au XVIIe siècle. sur l'étude de la circulation sanguine. Cependant, la méthode expérimentale n'est entrée largement en biologie qu'au début du XIXe siècle, et à travers la physiologie, dans laquelle elle a commencé à utiliser un grand nombre de techniques instrumentales qui ont permis d'enregistrer et de caractériser quantitativement l'association des fonctions avec la structure. Grâce aux travaux de F. Magendie (1783-1855), G. Helmholtz (1821-1894), I.M. Sechenov (1829-1905), ainsi que les classiques de l'expérience C. Bernard (1813-1878) et I.P. La physiologie de Pavlova (1849-1936) fut probablement la première des sciences biologiques à devenir une science expérimentale.
Une autre direction dans laquelle la méthode expérimentale est entrée en biologie était l'étude de l'hérédité et de la variabilité des organismes. Ici, le mérite principal appartient à G. Mendel, qui, contrairement à ses prédécesseurs, a utilisé l'expérience non seulement pour obtenir des données sur les phénomènes étudiés, mais aussi pour tester l'hypothèse formulée sur la base des données obtenues. Les travaux de G. Mendel étaient un exemple classique de la méthodologie de la science expérimentale.

Pour justifier la méthode expérimentale, les travaux menés en microbiologie par L. Pasteur (1822-1895), qui a d'abord introduit l'expérience pour étudier la fermentation et réfuter la théorie de la génération spontanée de micro-organismes, puis pour développer la vaccination contre les maladies infectieuses, ont été important. Dans la seconde moitié du XIXe siècle. À la suite de L. Pasteur, des contributions significatives au développement et à la justification de la méthode expérimentale en microbiologie ont été apportées par R. Koch (1843-1910), D. Lister (1827-1912), I.I. Mechnikov (1845-1916), D.I. Ivanovsky (1864-1920), S.N. Vinogradsky (1856-1890), M. Beyernik (1851-1931), etc. Au XIXe siècle. la biologie s'est également enrichie par la création de fondements méthodologiques pour la modélisation, qui est aussi la forme la plus élevée de l'expérimentation. L'invention par L. Pasteur, R. Koch et d'autres microbiologistes de méthodes permettant d'infecter des animaux de laboratoire avec des micro-organismes pathogènes et d'étudier la pathogenèse des maladies infectieuses sur ceux-ci est un exemple classique de modélisation qui s'est poursuivie jusqu'au 20e siècle. et complété à notre époque par la modélisation non seulement de diverses maladies, mais également de divers processus vitaux, y compris l'origine de la vie.
À partir par exemple des années 40. XXe siècle La méthode expérimentale en biologie a connu des améliorations significatives grâce à l'augmentation de la résolution de nombreuses techniques biologiques et au développement de nouvelles techniques expérimentales. Ainsi, la résolution de l’analyse génétique et d’un certain nombre de techniques immunologiques a été augmentée. La culture de cellules somatiques, l'isolement de mutants biochimiques de micro-organismes et de cellules somatiques, etc. ont été introduits dans la pratique de la recherche. La méthode expérimentale a commencé à s'enrichir largement de méthodes de physique et de chimie, qui se sont révélées extrêmement précieuses non seulement en termes de qualité. méthodes indépendantes, mais aussi en combinaison avec des méthodes biologiques. Par exemple, la structure et le rôle génétique de l'ADN ont été élucidés grâce à l'utilisation combinée de méthodes chimiques pour isoler l'ADN, de méthodes chimiques et physiques pour déterminer sa structure primaire et secondaire, et de méthodes biologiques (transformation et analyse génétique des bactéries) pour prouver son ADN. rôle en tant que matériel génétique.
Actuellement, la méthode expérimentale se caractérise par des capacités exceptionnelles dans l'étude des phénomènes de la vie. Ces capacités sont déterminées par l'utilisation de la microscopie différents types, notamment électronique avec la technique des coupes ultrafines, les méthodes biochimiques, l'analyse génétique à haute résolution, les méthodes immunologiques, diverses méthodes de culture et d'observation intravitale dans les cultures de cellules, de tissus et d'organes, le marquage des embryons, la fécondation in vitro, la méthode de l'atome marqué , analyse par diffraction des rayons X, ultracentrifugation, spectrophotométrie, chromatographie, électrophorèse, séquençage, construction de molécules d'ADN recombinant biologiquement actives, etc. Nouvelle qualité inhérente à méthode expérimentale, a provoqué des changements qualitatifs dans la modélisation. Parallèlement à la modélisation au niveau des organes, une modélisation aux niveaux moléculaire et cellulaire est actuellement en cours de développement.

Méthode de simulation

La modélisation est basée sur une technique telle que analogie - il s'agit d'une inférence sur la similitude d'objets à un certain égard, basée sur leur similitude à un certain nombre d'autres égards.

Modèle - il s'agit d'une copie simplifiée d'un objet, d'un phénomène ou d'un processus, les remplaçant sous certains aspects.

Un modèle est quelque chose avec lequel il est plus pratique de travailler, c'est-à-dire quelque chose qui est plus facile à voir, entendre, mémoriser, enregistrer, traiter, transférer, hériter, et qui est plus facile à expérimenter, par rapport à l'objet de modélisation (prototype, original).
Karkishchenko N.N. Bases de la biomodélisation. - M. : VPK, 2005. - 608 p. P. 22.

La modélisation - il s'agit donc de la création d'une copie simplifiée d'un objet, d'un phénomène ou d'un processus.

La modélisation:

1) création de copies simplifiées d'objets de connaissance ;

2) étude des objets de connaissance sur leurs copies simplifiées.

Méthode de simulation - il s'agit de l'étude des propriétés d'un certain objet en étudiant les propriétés d'un autre objet (modèle), qui est plus pratique pour résoudre des problèmes de recherche et se trouve dans une certaine correspondance avec le premier objet.

La modélisation (au sens large) est la principale méthode de recherche dans tous les domaines de la connaissance. Les méthodes de modélisation sont utilisées pour évaluer les caractéristiques de systèmes complexes et prendre des décisions scientifiquement fondées dans divers domaines de l'activité humaine. Un système existant ou conçu peut être étudié efficacement à l'aide de modèles mathématiques (analytiques et simulation) afin d'optimiser le processus de fonctionnement du système. Le modèle de système est implémenté sur des ordinateurs modernes, qui dans ce cas servent d'outil pour expérimenter le modèle de système.

La modélisation permet d'étudier n'importe quel processus ou phénomène, ainsi que les directions d'évolution, en les recréant sous la forme d'un objet plus simple utilisant des technologies et des équipements modernes.

Théorie de la modélisation – la théorie du remplacement de l'objet original par son modèle et l'étude des propriétés de l'objet sur son modèle.
La modélisation – une méthode de recherche basée sur le remplacement de l'objet original étudié par son modèle et le travail avec lui (à la place de l'objet).
Modèle (objet original) (du latin modus - "mesure", "volume", "image") - un objet auxiliaire qui reflète les modèles de recherche les plus significatifs, l'essence, les propriétés, les caractéristiques de la structure et le fonctionnement de l'objet original .
Lorsque les gens parlent de modélisation, ils entendent généralement modéliser un système.
Système – un ensemble d’éléments interconnectés unis pour atteindre un objectif commun, isolés de l’environnement et interagissant avec lui comme un tout intégral et présentant en même temps les propriétés de base du système. L'article identifie 15 propriétés principales du système, notamment : l'émergence (émergence) ; intégrité; structure; intégrité; subordination au but; hiérarchie; infini; ergacité; ouverture; irréversibilité; unité de stabilité et d'instabilité structurelles ; non-linéarité; multivariance potentielle des structures réelles ; criticité; imprévisibilité dans un domaine critique.
Lors de la modélisation des systèmes, deux approches sont utilisées : classique (inductive), qui a été la première à se développer historiquement, et systémique, qui a été développée en Dernièrement.

Approche classique. Historiquement, l’approche classique de l’étude d’un objet et de la modélisation d’un système a été la première à émerger. L'objet réel à modéliser est divisé en sous-systèmes, les données initiales (D) pour la modélisation sont sélectionnées et des objectifs (T) sont fixés, reflétant les aspects individuels du processus de modélisation. Sur la base d'un ensemble distinct de données initiales, l'objectif de modéliser un aspect distinct du fonctionnement du système est fixé ; sur la base de cet objectif, un certain composant (K) du futur modèle est formé ; Un ensemble de composants est combiné dans un modèle.
Que. les composants sont résumés, chaque composant résout ses propres problèmes et est isolé des autres parties du modèle. Nous appliquons cette approche uniquement aux systèmes simples, où les relations entre les composants peuvent être ignorées. Deux aspects distinctifs peuvent être notés approche classique: 1) il y a un mouvement du particulier au général lors de la création d'un modèle ; 2) le modèle (système) créé est formé en résumant ses composants individuels et ne prend pas en compte l'émergence d'un nouvel effet systémique.

Approche systémique – un concept méthodologique basé sur la volonté de construire une image holistique de l'objet étudié, prenant en compte les éléments de l'objet importants pour le problème à résoudre, les connexions entre eux et les connexions externes avec d'autres objets et environnement. Avec la complexité croissante de la modélisation des objets, le besoin s'est fait sentir de les observer à un niveau supérieur. Dans ce cas, le développeur considère ce système comme un sous-système d'un rang supérieur. Par exemple, si la tâche consiste à concevoir un système de contrôle automatisé d'entreprise, alors à partir du poste approche systématique Il ne faut pas oublier que ce système fait partie intégrante du système de contrôle automatisé de l’association. La base de l'approche systémique est la considération du système dans son ensemble, et cette considération au cours du développement commence par l'essentiel - la formulation du but de l'exploitation. Il est important que l'approche systémique détermine la structure du système - l'ensemble des connexions entre les éléments du système, reflétant leur interaction.

Il existe des approches structurelles et fonctionnelles pour étudier la structure d'un système et ses propriétés.

À approche structurelle la composition des éléments sélectionnés du système et les connexions entre eux sont révélées.

À Approche fonctionnelle Des algorithmes de comportement du système sont pris en compte (fonctions - propriétés conduisant à la réalisation de l'objectif).

Types de modélisation

1. Modélisation du sujet , dans lequel le modèle reproduit des éléments géométriques, physiques, dynamiques ou caractéristiques fonctionnelles objet. Par exemple, modèle de pont, modèle de barrage, modèle d'aile
avion, etc
2. Modélisation analogique , dans lequel le modèle et l'original sont décrits par une seule relation mathématique. Un exemple est celui des modèles électriques utilisés pour étudier les phénomènes mécaniques, hydrodynamiques et acoustiques.
3. Modélisation emblématique , dans lequel les diagrammes, les dessins et les formules servent de modèles. Le rôle des modèles emblématiques s’est particulièrement accru avec l’expansion de l’utilisation des ordinateurs dans la construction de modèles emblématiques.
4. Étroitement lié à l'emblématique simulation mentale , dans lequel les modèles acquièrent un caractère mentalement visuel. Un exemple serait dans dans ce cas servir de modèle à l'atome, proposé autrefois par Bohr.
5. Expérience modèle. Enfin, un type particulier de modélisation est l'inclusion dans une expérience non pas de l'objet lui-même, mais de son modèle, grâce à quoi ce dernier acquiert le caractère d'une expérience modèle. Ce type de modélisation indique qu'il n'y a pas de frontière dure entre les méthodes de connaissance empirique et théorique.
Organiquement connecté à la modélisation idéalisation - construction mentale de concepts, de théories sur des objets qui n'existent pas et ne sont pas réalisables dans la réalité, mais ceux pour lesquels il existe un prototype proche ou un analogue dans monde réel. Des exemples d'objets idéaux construits par cette méthode sont les concepts géométriques d'un point, d'une ligne, d'un plan, etc. Toutes les sciences fonctionnent avec des objets idéaux de ce type - un gaz parfait, un corps absolument noir, une formation socio-économique, un État, etc.

Méthodes de modélisation

1. Modélisation grandeur nature - une expérience sur l'objet étudié lui-même, qui, dans des conditions expérimentales spécialement choisies, sert de modèle pour lui-même.
2. Modélisation physique – une expérimentation sur des installations spéciales qui préservent la nature des phénomènes, mais reproduisent les phénomènes sous une forme quantitativement modifiée et à l'échelle.
3. Modélisation mathématique – l'utilisation de modèles de nature physique différents des objets simulés, mais ayant une description mathématique similaire. La modélisation à grande échelle et la modélisation physique peuvent être combinées en une seule classe de modèles de similarité physique, puisque dans les deux cas, le modèle et l'original sont de nature physique identique.

Les méthodes de modélisation peuvent être classées en trois groupes principaux : analytique, numérique et simulation.

1. Analytique méthodes de modélisation. Les méthodes analytiques permettent d'obtenir les caractéristiques d'un système ainsi que certaines fonctions de ses paramètres de fonctionnement. Ainsi, le modèle analytique est un système d'équations dont la solution produit les paramètres nécessaires au calcul des caractéristiques de sortie du système (temps moyen de traitement des tâches, débit, etc.). Les méthodes analytiques donnent valeurs exactes caractéristiques du système, mais ne sont utilisés que pour résoudre une classe restreinte de problèmes. Les raisons en sont les suivantes. Premièrement, en raison de la complexité de la plupart des systèmes réels, soit leur description mathématique complète (modèle) n'existe pas, soit les méthodes analytiques pour résoudre le modèle mathématique créé n'ont pas encore été développées. Deuxièmement, lors de l'élaboration des formules sur lesquelles reposent les méthodes analytiques, certaines hypothèses sont formulées qui ne correspondent pas toujours au système réel. Dans ce cas, l'utilisation de méthodes analytiques doit être abandonnée.

2. Numérique méthodes de modélisation. Les méthodes numériques consistent à transformer le modèle en équations dont la solution est possible à l'aide des méthodes des mathématiques computationnelles. La classe de problèmes résolus par ces méthodes est beaucoup plus large. Grâce à l'application de méthodes numériques, des valeurs approximatives (estimations) des caractéristiques de sortie du système sont obtenues avec une précision donnée.

3. Imitation méthodes de modélisation. Avec le développement de la technologie informatique, les méthodes de modélisation par simulation sont devenues largement utilisées pour l'analyse de systèmes dans lesquels les influences stochastiques sont prédominantes.
L'essence de la modélisation par simulation (IM) est de simuler le processus de fonctionnement du système au fil du temps, en respectant les mêmes ratios de durées de fonctionnement que dans le système d'origine. Dans le même temps, les phénomènes élémentaires qui composent le processus sont simulés, leur structure logique et leur séquence d'événements dans le temps sont préservées. Grâce à l'utilisation de MI, des estimations des caractéristiques de sortie du système sont obtenues, qui sont nécessaires pour résoudre les problèmes d'analyse, de contrôle et de conception.

En biologie par exemple, il est possible de construire un modèle de l'état de la vie dans un réservoir après un certain temps lorsqu'un, deux ou plusieurs paramètres changent (température, concentration en sel, présence de prédateurs, etc.). De telles techniques sont devenues possibles grâce à la pénétration dans la biologie des idées et des principes de la cybernétique, la science du contrôle.

La classification des types de modélisation peut être basée sur diverses caractéristiques. Selon la nature des processus étudiés dans le système, la modélisation peut être divisée en déterministe et stochastique ; statique et dynamique ; discret et continu.
Déterministe La modélisation sert à étudier des systèmes dont le comportement peut être prédit avec une certitude absolue. Par exemple, la distance parcourue par une voiture lorsque mouvement uniformément accéléré dans des conditions idéales ; un appareil qui met au carré un nombre, etc. En conséquence, un processus déterministe se produit dans ces systèmes, qui est décrit de manière adéquate par un modèle déterministe.

Stochastique La modélisation (théorique des probabilités) est utilisée pour étudier un système dont l'état dépend non seulement d'influences contrôlées, mais également d'influences incontrôlées, ou dans lequel il existe une source de hasard. Les systèmes stochastiques incluent tous les systèmes qui incluent des humains, par exemple les usines, les aéroports, les systèmes et réseaux informatiques, les magasins, les services aux consommateurs, etc.
Statique la modélisation sert à décrire des systèmes à tout moment.

Dynamique la modélisation reflète les changements survenus dans le système au fil du temps (caractéristiques de sortie du système dans ce moment le temps sont déterminés par la nature des influences d’entrée dans le passé et le présent). Des exemples de systèmes dynamiques sont les systèmes biologiques, économiques et sociaux ; des systèmes artificiels tels qu'une usine, une entreprise, une chaîne de production, etc.
Discret la modélisation est utilisée pour étudier des systèmes dans lesquels les caractéristiques d'entrée et de sortie sont mesurées ou modifiées discrètement au fil du temps, sinon une modélisation continue est utilisée. Par exemple, une horloge électronique, un compteur électrique sont des systèmes discrets ; cadrans solaires, appareils de chauffage - systèmes continus.
Selon la forme de représentation de l'objet (système), on distingue la modélisation mentale et réelle.
À réel modélisation (à grande échelle), l'étude des caractéristiques du système est réalisée sur un objet réel, ou sur une partie de celui-ci. La modélisation réelle est la plus adéquate, mais ses capacités, compte tenu des caractéristiques des objets réels, sont limitées. Par exemple, réaliser une modélisation réelle avec un système de contrôle automatisé d'entreprise nécessite, dans un premier temps, la création d'un système de contrôle automatisé ; deuxièmement, mener des expériences avec l'entreprise, ce qui est impossible. La modélisation réelle comprend des expériences de production et des tests complexes, qui présentent un haut degré de fiabilité. Un autre type de modélisation réelle est physique. En modélisation physique, des recherches sont menées sur des installations qui préservent la nature du phénomène et présentent une similitude physique.
Mental la modélisation permet de simuler des systèmes pratiquement impossibles à mettre en œuvre sur un intervalle de temps donné. La base de la modélisation mentale est la création d'un modèle idéal basé sur une analogie mentale idéale. Il existe deux types de modélisation mentale : figurative (visuelle) et symbolique.
À métaphoriquement En modélisation, sur la base des idées humaines sur des objets réels, divers modèles visuels sont créés qui affichent les phénomènes et les processus se produisant dans l'objet. Par exemple, des modèles de particules de gaz dans la théorie cinétique des gaz sous forme de boules élastiques agissant les unes sur les autres lors d'une collision.
À iconique la modélisation décrit le système simulé à l'aide de signes conventionnels, de symboles, notamment sous forme de formules mathématiques, physiques et chimiques. La classe de modèles iconiques la plus puissante et la plus développée est représentée par les modèles mathématiques.
Modèle mathématique est un objet créé artificiellement sous la forme de formules mathématiques et symboliques qui affiche et reproduit la structure, les propriétés, les interconnexions et les relations entre les éléments de l'objet étudié. De plus, seuls les modèles mathématiques et, par conséquent, la modélisation mathématique sont pris en compte.
Modélisation mathématique – une méthode de recherche basée sur le remplacement de l'objet original étudié par son modèle mathématique et le travail avec lui (à la place de l'objet). La modélisation mathématique peut être divisée en analytique (AM) , imitation (IM) , combiné (CM) .
À SUIS un modèle analytique de l'objet est créé sous la forme d'équations algébriques, différentielles et aux différences finies. Le modèle analytique est étudié soit par des méthodes analytiques, soit par des méthodes numériques.
À EUX un modèle de simulation est créé et le procédé de modélisation statistique est utilisé pour mettre en œuvre le modèle de simulation sur un ordinateur.
À KM la décomposition du processus de fonctionnement du système en sous-processus est effectuée. Pour ceux-ci, lorsque cela est possible, des méthodes analytiques sont utilisées, sinon des méthodes de simulation sont utilisées.

Bibliographie

Ayvazyan S.A., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Statistiques appliquées : Fondamentaux de la modélisation et du traitement des données primaires. – M. : « Finances et Statistiques », 1983. – 471 p.
Alsova O.K. Modélisation du système (partie 1) : Des lignes directrices pour des travaux de laboratoire dans la discipline « Modélisation » pour les étudiants de troisième et quatrième années de l'AVTF. – Novossibirsk : Maison d'édition NSTU, 2006. – 68 p. Modélisation des systèmes (partie 2) : Lignes directrices pour les travaux de laboratoire dans la discipline « Modélisation » pour les étudiants de troisième et quatrième années de l'AVTF. – Novossibirsk : Maison d'édition NSTU, 2007. – 35 p.
Alsova O.K. Modélisation des systèmes : manuel. allocation/O.K. Aussiva. - Novossibirsk : Maison d'édition NSTU, 2007 - 72 p.
Borovikov V.P. Statistique 5.0. L'art de l'analyse des données sur ordinateur : pour les professionnels. 2e éd. – Saint-Pétersbourg : Peter, 2003. – 688 p.
Ventzel E.S. Recherche opérationnelle. – M. : Ecole Supérieure, 2000. – 550 p.
Goubarev V.V. Modèles probabilistes / Novossibirsk. ingénierie électrique int. – Novossibirsk, 1992. – Partie 1. – 198 s ; Partie 2. – 188p.
Goubarev V.V. Analyse de système dans la recherche expérimentale. – Novossibirsk : Maison d'édition NSTU, 2000. – 99 p.
Denisov A.A., Kolesnikov D.N. Théorie des grands systèmes de contrôle : Manuel. manuel pour les universités. – L. Energoizdat, 1982. – 288 p.
Draper N., Smith G. Analyse de régression appliquée. – M. : Statistiques, 1973.
Karpov Yu. Modélisation par simulation des systèmes. Introduction à la modélisation avec AnyLogic 5. – Saint-Pétersbourg : BHV-Petersburg, 2005. – 400 p.
Kelton V., Lowe A. Modélisation par simulation. CS classique. 3e éd. – Saint-Pétersbourg : Pierre ; Kyiv : 2004. – 847 p.
Lemeshko B.Yu., Postovalov S.N. Technologies informatiques pour l'analyse des données et la recherche de modèles statistiques : Manuel. allocation. – Novossibirsk : Maison d'édition NSTU, 2004. – 120 p.
Modélisation des systèmes. Atelier : Proc. manuel pour les universités/B.Ya. Sovetov, S.A. Yakovlev. – 2e éd., révisée. et supplémentaire – M. : Ecole Supérieure, 2003. – 295 p.
Ryjikov Yu.I. Modélisation par simulation. Théorie et technologie. – SPb. : impression CORONA ; M. : Altex-A, 2004. – 384 p.
Sovetov B.Ya., Yakovlev S.A. Modélisation des systèmes (3e éd.). – M. : Ecole Supérieure, 2001. – 420 p.
Théorie des processus aléatoires et ses applications en ingénierie : manuel. manuel pour les universités/E.S. Wentzel, L.A. Ovcharov. – 3e éd. retravaillé et supplémentaire – M. : Centre d'édition « Académie », 2003. – 432 p.
Tomashevsky V., Zhdanova E. Modélisation de simulation dans l'environnement GPSS. – M. : Best-seller, 2003. – 416 p.
Khatchatourova S.M. Méthodes mathématiques d'analyse de système : Manuel. manuel. – Novossibirsk : Maison d'édition NSTU, 2004. – 124 p.
Shannon R. Modélisation par simulation de systèmes - art et science. – M. : Mir, 1978.
Schreiber T.J. Simulation sur GPSS. – M. : Génie Mécanique, 1980. – 593 p.
Arseniev B.P., Yakovlev S.A. Intégration de bases de données distribuées. – Saint-Pétersbourg : Lan, 2001. - 420 p.

1. L'une des principales méthodes d'étude de la structure des organes, ainsi qu'au stade descriptif du développement de l'anatomie, est la dissection d'un cadavre.

2. La méthode anthropométrique est utilisée pour mesurer les structures anatomiques externes et leurs relations, afin d’identifier les caractéristiques individuelles de la structure d’une personne.

3. La méthode d'injection est utilisée pour étudier les cavités corporelles, les structures tubulaires - vaisseaux, bronches, voies urinaires, intestins et autres - en les remplissant d'une masse colorée.

4. Méthode de corrosion - faire fondre les tissus autour des organes creux pré-remplis d'une masse durcissante contenant de l'acide ou de l'alcali.

5. La méthode de nettoyage des tissus organiques consiste à créer un environnement transparent autour de la structure pré-colorée étudiée par imprégnation avec un liquide spécial.

6. La méthode d'anatomie microscopique consiste à étudier des structures relativement petites avec des instruments optiques à faible grossissement.

7. Méthodes radiologiques : fluoroscopie - examen des structures sous rayons X, radiographie - enregistrement des structures sur film radiographique pour étudier la forme des organes et leurs caractéristiques fonctionnelles chez une personne vivante. La tomodensitométrie est également applicable à l'étude du matériel cadavérique - étude couche par couche des tissus organiques.

8. La méthode de transillumination par rayons réfléchis permet d'étudier de petites structures situées à proximité de la surface de l'organe.

9. Endoscopie - examen de la surface des muqueuses d'une personne vivante, de la couleur et du relief de nombreux organes internes après l'introduction de dispositifs optiques spéciaux à l'intérieur.

10. Méthode expérimentale sur les animaux - pour clarifier la fonction d'un organe et étudier ses modifications sous diverses influences extérieures.

11. Méthode mathématique - pour calculer divers indicateurs quantitatifs dans les relations entre les structures anatomiques et pour obtenir des données moyennées.

12. Méthode d'illustration - création de diagrammes graphiques de diverses structures complexes en synthétisant des détails individuels de leur structure.

13. La méthode d'échographie est principalement utilisée chez une personne vivante pour détecter des changements dans la forme et la structure des organes internes.

14. Balayage électromagnétique (résonance magnétique nucléaire) - une étude détaillée des structures des organes humains vivants, basée sur différentes intensités de champs magnétiques.

Ces méthodes sont souvent utilisées en combinaison dans les études anatomiques. Par exemple, injection de vaisseaux avec une masse de contraste, puis radiographie, préparation, morphométrie, traitements mathématiques, etc.

Organisation structurelle du corps humain

L'un des concepts fondamentaux de l'anatomie est la structure ou forme morphologique, qui représente l'organisation du substrat morphologique dans l'espace et a une fonction spécifique. Tout comme il ne peut y avoir de fonction sans structure, il ne peut y avoir de structure morphologique sans fonction.

D'un point de vue morphologique, on peut distinguer les niveaux d'organisation suivants de la structure du corps humain :

1) organisme (le corps humain dans son ensemble) ;

2) système organique (systèmes organiques);

3) organe(s) ;

4) tissu (tissus);

5) cellulaire (cellules);

6) subcellulaire (organites cellulaires et structures corpusculaires-fibrillaires-membranaires).

Il convient de noter que dans le schéma hiérarchique présenté de l'organisation structurelle du corps humain, une subordination claire peut être tracée. Les niveaux organisationnels, systémiques et organiques de la structure du corps humain sont des objets d'étude anatomiques. Tissulaire, cellulaire et submicroscopique - objets d'études histologiques, cytologiques et ultrastructurales.

Il est conseillé de commencer à étudier l'organisation structurelle du corps humain à partir du niveau morphologique le plus simple - le niveau cellulaire, dont l'élément principal est la cellule. Le corps humain adulte est constitué d'un grand nombre de cellules (environ 10 12-14). Il y en a plus de 14 milliards rien que dans le système nerveux central.

Cellule– l’unité structurelle élémentaire de base du corps. Textile - un système du corps historiquement développé, qui se compose de cellules d'une certaine structure et fonction générales et d'une substance intermédiaire qui leur est associée.

Les tissus du corps n’existent pas isolément. Ils participent à la construction des orgues.

Organe(depuis organon– outil) est une partie du corps qui constitue une formation relativement intégrale, occupe une certaine position et a une certaine forme, structure et fonction. Un organe entretient certaines relations avec d'autres parties du corps et est construit à partir de plusieurs tissus, parmi lesquels cependant un ou deux prédominent, ce qui détermine la fonction spécifique de l'un ou l'autre organe. Par exemple, le principal tissu fonctionnel du foie est épithélial ; il est construit principalement à partir de l'épithélium hépatique, qui constitue le parenchyme hépatique. Entre les lobules du foie se trouvent des couches de tissu conjonctif qui, avec la capsule, forment le stroma de cet organe. Le foie possède un réseau largement ramifié de vaisseaux sanguins et de voies biliaires qui transportent la bile, dont la structure implique le tissu musculaire lisse. Les nerfs autonomes qui accompagnent les vaisseaux sanguins pénètrent par les portes du foie. Ainsi, tous les principaux types de tissus sont impliqués dans la structure du foie. Le foie occupe une certaine place - l'hypocondre droit et la région épigastrique de la cavité abdominale, a une certaine forme, structure et remplit certaines fonctions. Au cours du processus d'ontogenèse, le nombre d'organes change ; un certain nombre d'organes n'existent que pendant la période de développement intra-utérin et sont absents aux stades ultérieurs du développement, par exemple les arcs branchiaux, le cloaque, le placenta avec le cordon ombilical, etc.

Chez les animaux et les humains, de nombreux organes se complètent fonctionnellement. De telles collections d'organes constituent des systèmes et appareils organiques.

Système d'organes- il s'agit d'un ensemble d'organes reliés anatomiquement et topographiquement les uns aux autres, ayant une structure similaire, une origine commune en phylo- et ontogenèse et remplissant une fonction commune. Par exemple, le système digestif, composé de nombreux organes développés à partir de toutes les parties de l'intestin primaire, remplit dans le corps la fonction de digestion dans son ensemble et lui fournit des nutriments.

Contrairement aux systèmes organiques, il existe des groupes d'organes qui n'ont pas la même structure ni les mêmes sources de développement communes, mais remplissent la même fonction. Ils s'appellent appareil. L'appareil combine les organes de plusieurs systèmes pour accomplir un acte complexe. Par exemple, l'appareil de mouvement combine le système squelettique, les articulations osseuses et le système musculaire. L'appareil vocal - cartilage, ligaments, muscles, cavités laryngées, cavités buccales et nasales.

Tous les organes humains peuvent être divisés en organes de vie végétative et animale, c'est-à-dire végétaux et animaux. Les premiers incluent les systèmes digestif, respiratoire, génito-urinaire, cardiovasculaire et endocrinien, car ils assurent les fonctions corporelles inhérentes à tout objet biologique, y compris les plantes. Alors que le système musculo-squelettique, les organes sensoriels et système nerveux ne se trouvent que chez les animaux. Les organes de la vie animale sont appelés « soma », à l'intérieur desquels se trouvent les cavités thoracique et abdominale, qui contiennent les entrailles. Aucun système organique ne peut exister séparément, car ensemble, ils se complètent et se servent mutuellement, représentant un tout structurel et fonctionnel qualitativement nouveau - l'organisme. Dans le même temps, le corps régule en permanence le travail des organes et systèmes individuels à l'aide des systèmes nerveux et endocrinien, qui effectuent conjointement la régulation neurohumorale.

Le corps est constitué d’un certain nombre de structures à différents niveaux : du sous-cellulaire au corps dans son ensemble. La science de la structure du corps à différents niveaux d'organisation de ses structures constitutives en lien avec leurs fonctions et leur développement est appelée morphologie(du grec . morphos- formulaire). Ce terme a été introduit dans les sciences naturelles à la fin du XVIIIe siècle par le grand poète allemand Goethe. L'anatomie est un concept plus restreint car, contrairement à l'histologie, à l'embryologie et à la pathologie, il s'agit d'une section de la morphologie qui étudie principalement ceux visibles à l'œil nu, c'est-à-dire les objets macroscopiques. La morphologie comprend également l'anatomie pathologique mentionnée ci-dessus.