>

Poročilo: Sodobne metode preučevanja človeške psihogenetike. Sodobne raziskovalne metode

Za preučevanje zgradbe človeškega telesa in njegovih funkcij se uporabljajo različne raziskovalne metode. Za preučevanje morfoloških značilnosti osebe ločimo dve skupini metod. Prva skupina se uporablja za preučevanje strukture človeškega telesa na kadverskem materialu, druga pa na živi osebi.
IN prva skupina vključuje:
1) metoda disekcije z uporabo preprostih orodij (skalpel, pinceta, žaga itd.) - omogoča študij. zgradba in topografija organov;
2) metoda namakanja trupel v vodi ali posebni tekočini za dolgo časa za izolacijo okostja in posameznih kosti za preučevanje njihove strukture;
3) metoda žaganja zamrznjenih trupel - razvil N. I. Pirogov, omogoča preučevanje razmerij organov v enem samem delu telesa;
4) korozijska metoda - uporablja se za preučevanje krvnih žil in drugih cevastih tvorb v notranjih organih tako, da se njihove votline napolnijo s snovmi za strjevanje (tekoča kovina, plastika) in nato uničijo tkivo organa z močnimi kislinami in alkalijami, po čemer se naredi odtis napolnjenih tvorb. ostanki;
5) injekcijska metoda - sestoji iz vnosa barvil v organe, ki imajo votline, čemur sledi razjasnitev parenhima organa z glicerinom, metilnim alkoholom itd. Široko se uporablja za preučevanje cirkulacijskega in limfnega sistema, bronhijev, pljuč itd.;
6) mikroskopska metoda - uporablja se za preučevanje strukture organov z uporabo instrumentov, ki zagotavljajo povečano sliko. Co. druga skupina vključujejo:
1) Rentgenska metoda in njene modifikacije (fluoroskopija, radiografija, angiografija, limfografija, rentgenska kimografija itd.) - omogoča preučevanje strukture organov, njihove topografije na živi osebi v različna obdobja njegovo življenje;
2) somatoskopska (vizualna) metoda preučevanja človeškega telesa in njegovih delov - uporablja se za določanje oblike prsnega koša, stopnje razvoja posameznih mišičnih skupin, ukrivljenosti hrbtenice, telesne konstitucije itd .;
3) antropometrična metoda - preučuje človeško telo in njegove dele z merjenjem, ugotavljanjem telesnih proporcev, razmerja mišičnega, kostnega in maščobnega tkiva, stopnje gibljivosti sklepov itd.;
4) endoskopska metoda - omogoča pregled notranje površine prebavnega in dihalnega sistema, votlin srca in krvnih žil ter genitourinarnega aparata na živem človeku s pomočjo svetlobno vodne tehnologije.
V sodobni anatomiji se uporabljajo nove raziskovalne metode, kot so računalniška tomografija, ultrazvočna eholokacija, stereofotogrametrija, jedrska magnetna resonanca itd.
Po drugi strani sta iz anatomije izšli histologija, veda o tkivih, in citologija, veda o zgradbi in delovanju celic.
Za preučevanje fizioloških procesov so običajno uporabljali eksperimentalne metode.
V zgodnjih fazah razvoja fiziologije so ga uporabljali metoda ekstirpacije(odvzem) organa ali njegovega dela, čemur sledi opazovanje in beleženje dobljenih kazalcev.
Metoda fistule temelji na vstavitvi kovinske ali plastične cevke v votel organ (želodec, žolčnik, črevesje) in pritrditev na kožo. S to metodo se določi sekretorna funkcija organov.
Metoda kateterizacije uporablja se za preučevanje in beleženje procesov, ki se dogajajo v kanalih eksokrinih žlez, v krvnih žilah in srcu. S tankimi sintetičnimi cevkami - katetri se dajejo različna zdravila.
Metoda denervacije temelji na prerezu živčnih vlaken, ki inervirajo organ, da se ugotovi odvisnost delovanja organa od vpliva živčnega sistema. Za spodbujanje aktivnosti organov se uporablja električna ali kemična stimulacija.
V zadnjih desetletjih so našli široko uporabo v fizioloških raziskavah. instrumentalne metode(elektrokardiografija, elektroencefalografija, snemanje aktivnosti živčnega sistema z vsaditvijo makro- in mikroelementov itd.).
Glede na obliko poteka fiziološki poskus delimo na akutni, kronični in v pogojih izoliranega organa.
Akutni eksperiment namenjeni umetni izolaciji organov in tkiv, stimulaciji različnih živcev, snemanju električnih potencialov, dajanju zdravil itd.
Kronični poskus uporabljamo v obliki ciljnih kirurških posegov (fistule, nevrovaskularne anastomoze, presaditve različnih organov, implantacije elektrod itd.).
Delovanje organa je mogoče preučevati ne samo v celotnem organizmu, ampak tudi ločeno od njega. V tem primeru so organu zagotovljeni vsi potrebni pogoji za njegovo življenje, vključno z oskrbo s hranilnimi raztopinami v žilah izoliranega organa. (perfuzijska metoda).
Uporaba računalniške tehnologije pri izvajanju fizioloških poskusov je bistveno spremenila njeno tehniko, metode beleženja procesov in obdelavo dobljenih rezultatov.

Citologija
No, razumejmo vsak koncept.
Centrifugiranje - ločevanje heterogenih sistemov v
frakcije (porcije), odvisno od njihove gostote. Vse to
nastane zaradi centrifugalne sile. (Ločitev
celični organeli)
Mikroskopija je morda ena glavnih metod
preučevanje mikroobjektov.
Kromatografija je metoda ločevanja zmesi snovi, ki
temelji na različnih hitrostih gibanja snovi v mešanici skozi
vpojne glede na njihovo maso. (Ločitev
klorofila a in b)
Heteroza - povečanje sposobnosti preživetja hibridov
zaradi dedovanja določenega nabora alelov
različne gene od svojih različnih staršev.
Monitoring je stalen proces opazovanja in
registracija parametrov objekta v primerjavi z navedenimi
merila.
Od vsega tega le 4 in 5 ne veljata za citologijo
odgovor:

Centrifugiranje

Uporaba centrifugiranja

Za biokemijo
študija celične
celične komponente
je treba uničiti -
mehansko, kemično
ali ultrazvok.
Izpuščen
komponente končajo v
tekočina v suspenziji
stanje in lahko
izoliran in očiščen
s pomočjo
centrifugiranje.

Centrifugiranje

Kromatografija in elektroforeza

Kromatografija je metoda, ki temelji na
da v mirujočem mediju, skozi katerega
puščanje topila, vsak od
sestavine mešanice se gibljejo s svojimi
lastna hitrost, ne glede na druge;
zmes snovi ločimo.
Elektroforeza se uporablja za
široko ločevanje delcev, ki nosijo naboj
uporablja za poudarjanje in identifikacijo
aminokisline.

Kromatografija

elektroforeza

Osnovne metode preučevanja celic

Uporaba svetlobe
mikroskop
Uporaba elektronskih
mikroskop

METODE ZA PREUČEVANJE ČLOVEŠKE GENETIKE

ŠTUDIJSKE METODE
ČLOVEŠKA GENETIKA

Človek ni najbolj priročen predmet za
genetske raziskave. Prepozen je
dozoreva za spolne odnose, znanstvena
radovednost zaradi eksperimentiranja
nemogoče prestopiti (javnost bo obsojala), on
daje premalo otrok, ki poleg tega ne more biti
nato damo v sterilno škatlo in
študija (spet bo javnost obsojala). to
Mendlov grah ni za vas.

To določa nabor metod, ki
genetika ima v zvezi z osebo:
- RODOVNIŠKI
- DVOJČKA
- CITOGENETSKI
- BIOKEMIJSKI
- MOLEKULARNO BIOLOŠKI
- POPULACIJSKO-STATISTIČNI.

Dvojčki so otroci, rojeni hkrati
ena mati. So monozigoti
(enako, ko se ena zigota razcepi in
dal dva zarodka) in dizigotski (bratski,
ko jih gnojimo več posebej
pojavi se jajčeca in več ločenih
zarodki). Monozigotni dvojčki
genetsko popolnoma enaki, vendar
dizigoti so tako daleč drug od drugega kot
vse druge brate in sestre. Za
Dvojna metoda zahteva oboje
dvojčki.

Če sta monozigotna dvojčka ločena
otroštvo (kot v "Dva: Jaz in moja senca" ali "Past
za starše«), bo njihova razlika nakazovala vlogo
dejavniki okolja pri nastanku teh razlik.
Konec koncev, sprva njihov genetski material
enaka, kar pomeni, da je bivalno okolje vplivalo
izražanje določenih genov. Če mi
primerjajte pogostnosti simptomov v parih
enojajčni in dvojajčni dvojčki (skupno življenje
in ločeno), potem bomo razumeli vlogo ne samo
naša dednost, ampak tudi naše okolje
življenje.

Zahvaljujoč tej metodi smo se tega naučili
obstaja genetsko
nagnjenost k shizofreniji,
epilepsija in diabetes mellitus. Če dva
ločeno živeča monozigotna dvojčka z
pri starosti enega leta se to pojavi
bolezni, pomeni, da je verjetno nekaj vpleteno
dednost.

CITOGENETSKA METODA.
To je opazovanje kromosomov pod mikroskopom. IN
Običajno ima vsak od nas 46 kromosomov (22 parov avtosomov
in 2 spolna kromosoma). V mikroskopu je preveč
ne boste videli, lahko pa preštejete kromosome
(ali je točno 46), preverite, ali je z njimi vse v redu (vse
če so ramena na mestu), pobarvajte z barvili in položite
v parih Torej pri moških s Klinefelterjevim sindromom
bomo našli dodaten kromosom X pri ženskah z
Shershevsky-Turnerjev sindrom nasprotno - en X
kromosomi bodo manjkali. Za Downov sindrom
ne bosta dva, ampak trije 21 kromosomi.

Ampak vse je v količini. Obstajajo tudi
težave s kakovostjo kromosomov. Pri otrocih z
Cry-cat sindrom manjka
en krak petega kromosoma. Z uporabo
citogenetsko metodo lahko
šteti kromosome in jih preveriti
struktura.

BIOKEMIJSKA METODA.
Vsaka beljakovina v našem telesu je kodirana z genom v
DNK. To pomeni, da če vidimo, da nekaj beljakovin
ne deluje pravilno, verjetno res
obstaja težava z genom, ki ga kodira.
Biokemijska metoda bo omogočila kršitve
pri presnovi dosegli genetsko
težave z dednim diabetesom mellitusom
Točno tako se kaže. In tudi fenilketonurija
(vidno na žvečilnih gumijih Orbit in Dirol
je zapisano: "Kontraindicirano za bolnike
fenilketonurija: vsebuje fenilalanin?).

MOLEKULARNO BIOLOŠKI
METODA.
Ste že slišali za sekvenciranje DNK? to
metoda vam omogoča, da določite nukleotid
Zaporedje DNK in na podlagi
presojati prisotnost ali odsotnost tega
genetske bolezni oz
predispozicije zanje.

POPULACIJSKO-STATISTIČNA METODA.
To vključuje preučevanje genskih frekvenc in genotipov ter
tudi dedne bolezni v populaciji.
Na primer v ločenem mestu ali državi. Tisti. zdravnik
odkrije diabetes mellitus, zdaj pa je
najprej občinskem, nato še regijskemu ter
nato v vserusko statistiko. In dobimo
številke, da je za 3 leta od 2013 do 2015 število
diabetikov v Rusiji povečalo za 23%.
lahko načrtujemo, koliko zdravil potrebujemo
naslednje leto poslati v bolnišnice.

Preučevanje človekovega porekla v velikem obsegu
število generacij je bistvo
metoda
dvojček
genealoški
biokemijski
citogenetski

Katera metoda je bila uporabljena?
je bilo ugotovljeno dedovanje barvne slepote
oseba?
hibridološki
genealoški
dvojček
biokemijski

« Sodobne metode raziskave psihofiziologije spomina"

Uvod

Poglavje 1. Sodobne metode raziskovanja spomina

1.1 Metoda mikroelektrod

1.2 Elektroencefalografija (EEG)

1.3 Magnetoencefalografija (MEG)

Poglavje 2. Vizualne metode za preučevanje spomina

2.1 Pozitronska emisijska tomografija

2.2 Introskopija z jedrsko magnetno resonanco

Zaključek

Viri in literatura

Uvod

Spomin je psihofiziološki proces, ki ga sestavljajo pomnjenje, shranjevanje in reprodukcija informacij.

Utemeljitelj psihofiziologije je angleški zdravnik David Gargley. V obdobju nastajanja psihofiziologije kot vede posebna pozornost osredotočen na preučevanje centralnega živčnega sistema in njegovih fizioloških manifestacij. Ena od pomembnih smeri (pri preučevanju centralnega živčnega sistema) je iskanje možganskih struktur, odgovornih za spomin. Nobena fiziološka funkcija ni bila tako natančno in celovito raziskana s strani biologi, fiziologi, psihologi, nevrologi in druge vede. Zbrano klinično in eksperimentalno gradivo je omogočilo izražanje cela serija teorije, ki pojasnjujejo spominske procese.

1. Teorija asociacij po sosednosti, podobnosti, kontrastu.

2. Geštalt psihologija.

3. Vedenjska teorija.

4. Teorija psihoanalize.

5. Pomenska teorija.

6. Biokemijska teorija.

7. Nevronska teorija.

8. Valovna teorija spominskih enot.

Naštete teorije nam omogočajo, da sledimo smeri razmišljanja znanstvenikov in omejitvam uporabljenih raziskovalnih metod.

Razvoj tehnološkega napredka in uvajanje novih raziskovalnih metod omogočata dvig na kakovostno novo raven raziskovanja skrivnosti človeškega spomina.

Preučevanje spomina nima samo znanstvenega, ampak tudi praktičnega pomena: pisanje šolskih učbenikov, programov usposabljanja, urnika. šolske dejavnosti. Študija obsega kratkoročnega spomina, ki se izvaja pri predšolskih otrocih po formuli KP = 7 + 2, je le od 5 do 9 slik, številk, besed. Na podlagi obsega kratkoročnega spomina lahko napovemo uspešnost učenja ali razvojne zaostanke. OKP=2+1 je vadbena točka. Pri preučevanju predšolskih otrok je treba v otrokovem grafikonu odražati: vrsto centralnega živčnega sistema: sangvinik, flegmatik, kolerik, melanholik; bioritmična aktivnost centralnega živčnega sistema: "škrjanec", "sova", "golob"; prevladujoča vrsta spomina: slušni, slušno-glasbeni, "slušno-motorični" ali vizualni, vizualno-logični.

Zbrane informacije vam omogočajo individualni razvoj otroka z uporabo njegove lastne vrste spomina in nemoteno vodenje skupine otrok v kognitivnem procesu. Pri osebah z slušno vrsto spomina za učenje tuji jeziki, medicinski izrazi, formule v fiziki in kemiji, se lahko uporablja prva faza počasnega spanja, ki traja 90-100 minut. Biokemična in električna aktivnost možganov v tej fazi spanja še vedno ostaja na ravni budnosti in slušne informacije se lahko asimilirajo. Mladi strokovnjaki, ki gredo na poslovna potovanja v tujino, ki imajo slušno vrsto spomina, lahko hitro obvladajo pogovorni govor. Spomin doseže največji razvoj do 25. leta, ostane na visoki ravni do 40-45 let, nato pa se začne slabšati. V zvezi s tem obstaja starostna omejitev za sprejem dokumentov za redni univerzitetni in kasnejši podiplomski študij.

Elektroencefalografske raziskovalne metode ter komplementarne tomografske in vaskularno biokemične metode so omogočile ustvarjanje zemljevidov možganskih struktur, ki sodelujejo pri pomnjenju in reprodukciji informacij, ter diagnosticiranje vzrokov za motnje spomina. Prva generacija naprav, ki omogoča videti subtilno energijsko lupino, ki obdaja človeško telo - avro, omogoča opazovanje čustvenih manifestacij spominov. Branje informacij iz čustvenih in mentalnih lupin avre še ni na voljo. Ta skrivna plat človeškega spomina bo razkrita tudi prihodnji generaciji znanstvenikov.

Poglavje 1. Sodobne metode raziskovanja spomina

1.1 Metoda mikroelektrod

Preučevanje človeka in skrivnosti njegovega spomina gre v korak s tehnološkim napredkom. Pojavile so se grafične elektrofiziološke raziskovalne metode z uporabo mikroelektrod. Ime so dobili, ker je premer njihove snemalne površine približno en mikron. Mikroelektrode so na voljo v kovini in steklu. Kovinska mikroelektroda je palica iz posebne visoko uporne izolirane žice s snemalno konico. Steklena mikroelektroda s premerom približno 1 mm je izdelana iz posebnega stekla - Pyrex, s tanko, nespjkano konico, napolnjeno z raztopino elektrolita. Mikroelektrode se nanesejo na preučevane dele možganov, ki so pri živalih odgovorni za spomin, in opazujejo grafični zapis impulzne aktivnosti nevronov.

1.2 elektroencefalografija (EEG)

Prva zelo informativna, neinvazivna metoda za preučevanje centralnega živčnega sistema pri ljudeh je bila elektroencefalografija.

Lasišče na območjih namestitve elektrod obrišemo z alkoholom, razmastimo, nato nanesemo posebno elektroprevodno pasto-gel.

Obstajata dva načina snemanja EEG: bipolarni in monopolarni. Z bipolarnim elektrodom se zabeleži potencialna razlika med dvema aktivnima elektrodama. Ta metoda se klinično uporablja za diagnosticiranje lokalizacije patološkega žarišča v možganih. V psihofiziologiji se uporablja metoda monopolarne abdukcije. Ena elektroda je nameščena na območju možganov, ki se preučuje, druga na ušesni mečici ali mastoidnem procesu, kjer so električni procesi minimalni in jih je mogoče vzeti za nič.

Za primerjavo rezultatov EEG, pridobljenih v laboratorijih po vsem svetu, je bilo potrebno ustvariti enoten standardni sistem za uporabo elektrod, imenovan sistem "10-20". V skladu s tem sistemom morajo psihofiziologi opraviti tri meritve lobanje subjekta:

1. Vzdolžna velikost lobanje - razdalja od mostu nosu do okcipitalne štrline.

2. Prečna velikost lobanje je razdalja med zunanjimi sluhovodi.

3. Obseg glave, merjen na istih točkah.

Te dimenzije se uporabljajo za risanje mreže, na presečiščih katere so nameščene elektrode. Elektrode, ki se nahajajo vzdolž srednja črta, označen z indeksom Z; elektrodni odvodi iz leve polovice glave so oštevilčeni z lihimi, iz desne polovice glave pa s sodimi.

Elektrodni vodi v sistemu "10-20":

1. čelni (čelni) F 1 ...

2. sredinski C 1 ...

3. parietalni (parietalni) P 1 ...

4. časovni (časovni) T 1 ...

5. okcipitalni (okcipitalni) O 1 ...

Pri zdravih ljudeh v stanju budnosti se v okcipitalnih predelih možganov, ki so odgovorni za vizualni spomin in prostorsko orientacijo, zabeleži alfa ritem s frekvenco 8-13 Hz. Ta ritem je prvi zabeležil in opisal Hans Berger pod imenom alfa ritem. Zelo pomembno je upoštevati, da z atrofijo vidnega živca, dolgotrajno ali prirojeno slepoto alfa ritem izgine. Toda v parietalni regiji, ki je odgovorna za taktilni spomin, ki je dobro razvit pri slepih - kompenzira izgubo vida - se mu ritem pojavi blizu frekvence alfa ritma. V poskusu lahko opazimo spremembo alfa ritma v mu ritem; pacientu zavežemo oči in ga prosimo, da prepozna znane predmete z dotikom.

Pri ljudeh z motnjami vidnega spomina in prostorske orientacije, ki tavajo in se izgubljajo po mestnih ulicah, je alfa ritem komaj viden zaradi inhibicije v okcipitalnem predelu. Po tečaju magnetne terapije na okcipitalni regiji se ponovno vzpostavi vizualna orientacija v prostoru in alfa ritem.

Pri osebah s slušnim, glasbenim spominom, glasbeniki, skladatelji v levem temporalnem predelu, odgovorni za ta tip spomin, se zabeleži frekvenca, ki je blizu alfa ritma - Kappa ritem.

Pri predmetih, pri opravljanju glasbeni del Iz spomina zlahka sledimo spremembi alfa ritma v kapa ritem.

Skladatelj Mozart je imel fenomenalen slušni spomin. Pri 14 letih je prišel v Rim, kjer je v baziliki svetega Petra slišal cerkveno glasbo. Zapiski so bili shranjeni v največji tajnosti in so predstavljali skrivnost na papeškem dvoru. Mladi Mozart, ko je prišel domov, je glasbo, ki jo je slišal, reproduciral iz spomina. Mnogo let pozneje je bilo možno primerjati Mozartov posnetek z originalnimi notami; izkazalo se je, da v Mozartovih notah ni bilo niti ene napake.

Kakšen je EEG plesalcev in umetnostnih drsalcev, ki so preplavljeni s čustvi in ​​odlično obvladajo slušni, vidni in motorični spomin? Takoj, ko zasliši glasba, se v vseh predelih možganov pojavi Betta ritem, nihanje v območju od 14 do 30 Hz.

Beta ritem opazujemo med paradoksalno fazo spanja s hitrimi gibi zrkla in govorjenim govorom. Starši v tej situaciji, vznemirjeni zaradi nasilnih manifestacij spanja, hitijo, da bi se zbudili in pomirili otroka z razlago, da so to le sanje. Beta ritem opažamo tudi pri redki patologiji hoje v spanju (somnambulizmu), ki zahteva zdravniško posredovanje in starševski nadzor otroka.

Pri osebah z verbalno-logičnim, vizualno-logičnim tipom spomina, ki so počasne pri delu in so sposobne vzdrževati koncentracijo in pozornost dolgo časa brez utrujenosti, je poseben gama ritem s frekvenco več kot 30 Hz. narisan na EEG.

Vozniki, piloti, vojaško osebje, reševalci in zdravniki, katerih delo je pogosto povezano s precejšnjim čustvenim stresom, ki zahteva takojšnje odločanje, registrirajo Theta ritem s frekvenco od 4 do 8 Hz.

Pri mirno sedeči osebi se na EEG zabeleži Delta ritem. V prvi fazi počasnega spanja, ki traja 90-100 minut, je biokemična in električna aktivnost blizu budnosti, oseba pa uspešno asimilira slušne informacije. To je študentom s slušnim spominom omogočilo, da so se tujih jezikov naučili v krajšem času.

Podnevi, med budnostjo, Delta ritem kaže na tumor možganske skorje.

EEG vam omogoča spremljanje aktivnosti različnih delov možganov pri reševanju problemov, štetju v glavi, opravljanju nalog kratkoročnega spomina ter odkrivanje vzrokov za pozabljivost ali progresivno slabšanje spomina.

1.3 Magnetoencefalografija (MEG)

Druga neinvazivna metoda za preučevanje spomina pri ljudeh je magnetoencefalografija. MEG se posname s senzorji, ki so zelo občutljivi na elektromagnetna polja. MEG lahko predstavimo kot profile magnetnih polj na površini lobanje ali kot ukrivljeno črto. MEG dopolnjuje podatke o možganski aktivnosti, pridobljene z EEG.

Poglavje 2. Vizualne metode za preučevanje spomina

2.1 Pozitronska emisijska tomografija

IN zadnja leta Za preučevanje spomina so začeli uporabljati pozitronsko emisijsko tomografijo možganov. Pacientu se intravensko injicira eden od izotopov: kisik - 15, dušik - 13, fluor - 18 ali glukozni analog - deoksigmonoza. V možganih izotopi oddajajo pozitrone, ki trčijo z elektroni, da proizvedejo par protonov. Nad pacientovo glavo je kamera PET, ki zaznava protone; informacije iz kamere se pošljejo v računalnik, ki daje sliko lokacije bolečine v rezinah možganov. Tako lahko raziskovalec pridobi poplastno sliko možganskih struktur, ki sodelujejo pri pomnjenju in reprodukciji informacij.

2.2 Slikanje z jedrsko magnetno resonanco (NMR)

Introskopija z jedrsko magnetno resonanco se uporablja za preučevanje procesov pomnjenja in reprodukcije informacij. Za študijo je pacient postavljen v cilindrično cev s konstantnim magnetnim poljem, ki je 30.000-krat močnejše od Zemljinega. Pacientovo telo je izpostavljeno radijskim valovom, tkivni protoni absorbirajo njihovo energijo. Po izklopu radijskih valov protoni oddajo energijo, ki se zabeleži kot signal magnetne resonance. Po obdelavi signala se na računalniku prikaže slika, ki označuje aktivnost biokemičnih procesov in hitrost pretoka krvi v tkivih. NMR je postala najmočnejša vizualna raziskovalna metoda v psihofiziologiji človeškega spomina.

Prvič je bilo ugotovljeno, da se pri pomnjenju informacij, ki se preučujejo, biokemična aktivnost pojavi na levi polobli možganov, pri pomnjenju in reprodukciji informacij pa se biokemična aktivnost pojavi na desni polobli možganov. Ko se je pacient tiho spominjal epizod iz svojega življenja, se je v sprednjih delih možganske skorje pojavila aktivnost. Pri spominjanju zgodovinski dogodki, se je pokazala aktivnost zadnjih delov možganske skorje. Pomnjenje vizualnih podob vodi do aktivacije okcipitalnih regij, slušne informacije pa vodijo do aktivacije temporalnih slušnih področij možganov.

Tako so ugotovili, da pomnjenje ponovno aktivira tiste dele možganov, ki so bili aktivni ob pomnjenju. Vizualne raziskovalne metode so omogočile ustvarjanje zemljevida aktiviranih možganskih centrov pri pomnjenju in reprodukciji informacij.

Zaključek

Študij človekove psihofiziologije, ki se je začel že v pradavnini, je prehodil dolgo raziskovalno pot. V vsaki dobi se je z uvedbo novih raziskovalnih metod razkril kakšen vidik človeškega spomina. V našem razsvetljenem 21. stoletju je bilo z uvedbo metode mikroelektrod, EEG, tomografije, NMR prvič mogoče izdelati zemljevide možganskih struktur, ki sodelujejo pri spominskih procesih. Uporaba NMR nam je omogočila vizualno opazovanje, da se procesi pomnjenja in reprodukcije informacij pojavljajo v slušnem tipu spomina v temporalnem območju, vizualnem tipu spomina v okcipitalnih predelih možganov, glasbenem in motoričnem tipu spomina, dodatno se aktivirajo parietalne cone, kjer se nahajajo taktilne in motorične spominske cone.

Psihofiziološke raziskovalne metode so našle svojo praktično uporabo pri preučevanju obsega kratkoročnega spomina pri predšolskih otrocih, da bi ugotovili uspešnost otrokovega izobraževanja v šoli, pa tudi pri poučevanju tujih jezikov ljudem s slušno vrsto spomina med počasna faza spanja, ki traja 90-100 minut.

Prihodnja generacija znanstvenikov bo morala preučevati in uporabljati v praktične namene informacije, zapisane na čustvenih in mentalnih lupinah človeške avre.

Viri in literatura

1. Aleksandrov Yu.I. Psihofiziologija. Peter, 2007.

2. Bekhtereva N.P. Nevrofiziološki vidiki miselna dejavnost. L.: Nauka, 1971.

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

4. Kuzin V.S. Psihologija. M, 1999.

5. Luria A.R. Majhna knjiga o velikem spominu. M.: MSU, 1968.

6. Maklakov A.G. Splošna psihologija. Peter, 2005.

7. Stolyarenko L.D. Osnove psihologije. Rostov na Donu: "Feniks", 2003.

8. Sergejev B.F. Skrivnosti spomina. M, 1974.

Kratek opis:

Sazonov V.F. Sodobne raziskovalne metode v biologiji [Elektronski vir] // Kineziolog, 2009-2018: [spletna stran]. Datum posodobitve: 22.02.2018..__.201_).

Gradivo o sodobnih raziskovalnih metodah v biologiji, njenih vejah in sorodnih disciplinah.

Gradivo o sodobnih raziskovalnih metodah v biologiji, njenih vejah in sorodnih disciplinah risanje

: Osnovne veje biologije.

Trenutno je biologija konvencionalno razdeljena na dve veliki skupini znanosti. Biologija organizmov

: vede o rastlinah (botanika), živalih (zoologija), glivah (mikologija), mikroorganizmih (mikrobiologija). Te vede proučujejo posamezne skupine živih organizmov, njihovo notranjo in zunanjo zgradbo, način življenja, razmnoževanje in razvoj.: molekularni nivo (molekularna biologija, biokemija in molekularna genetika), celični (citologija), tkivni (histologija), organi in njihovi sistemi (fiziologija, morfologija in anatomija), populacije in naravne združbe (ekologija). Z drugimi besedami, splošna biologija preučuje življenje na različnih ravneh.

Biologija je tesno povezana z drugimi naravoslovnimi vedami. Tako sta se na stičišču med biologijo in kemijo pojavili biokemija in molekularna biologija, med biologijo in fiziko - biofizika, med biologijo in astronomijo - vesoljska biologija. Ekologija, ki se nahaja na stičišču biologije in geografije, se danes pogosto obravnava kot samostojna veda.

Naloge študentov pri predmetu Sodobne metode bioloških raziskav

1. Seznanitev z različnimi raziskovalnimi metodami na različnih področjih biologije.

Odločitev in poročanje:
1) Pisanje preglednega poučnega eseja o raziskovalnih metodah na različnih področjih biologije. Minimalne zahteve glede vsebine povzetka: opis 5 raziskovalnih metod, 1-2 strani (pisava 14, razmik 1,5, robovi 3-2-2-2 cm) za vsako metodo.
2) Poročilo (po možnosti v obliki predstavitve) o eni izmed sodobnih metod biologije: obseg 5±1 strani.
Pričakovani učni rezultati:
1) Površno poznavanje širokega spektra raziskovalnih metod v biologiji.
2) Poglobljeno razumevanje ene izmed raziskovalnih metod in prenos tega znanja na študentsko skupino.

2. Izvajanje izobraževalnega usposabljanja znanstveno raziskovanje od postavljanja ciljev do zaključkov z uporabo potrebne zahteve pripraviti znanstveno poročilo o študiji.

rešitev:
Pridobivanje primarnih podatkov v laboratorijskih urah in doma. Del tovrstnih raziskav je dovoljeno izvajati izven učilnice.

3. Uvod v splošne raziskovalne metode v biologiji.

rešitev:
Predavanja in samostojno delo z viri informacij. Poročilo na primeru dejstev iz zgodovine biologije: obseg 2±1 stran.

4. Uporaba pridobljenega znanja, spretnosti in sposobnosti za vodenje in formalizacijo lastnega raziskovanja v obliki raziskovalnega dela, tečajno delo in/ali zaključno kvalifikacijsko delo.

Opredelitev pojmov

Raziskovalne metode - to so poti za doseganje cilja raziskovalnega dela.

Znanstvena metoda je niz tehnik in operacij, ki se uporabljajo pri konstruiranju sistema znanstvenega znanja.

Znanstveno dejstvo je rezultat opazovanj in poskusov, ki določa kvantitativne in kvalitativne značilnosti predmetov.

Metodološke osnove znanstveno raziskovanje je skupek metod znanstveno spoznanje, ki se uporablja za doseganje namena te študije.

Splošne znanstvene, eksperimentalne metode, metodološke osnove -.

Sodobna biologija uporablja poenotenje metodoloških pristopov, uporablja »enotnost deskriptivno-klasifikacijskega in razlagalno-nomotetičnega pristopa; enotnost empiričnega raziskovanja s procesom intenzivne teoretizacije biološkega znanja, vključno z njegovo formalizacijo, matematizacijo in aksiomatizacijo« [Yarilin A.A. "Pepelka" postane princesa ali mesto biologije v hierarhiji znanosti. // “Ekologija in življenje” št. 12, 2008. Str. 4-11. Str.11].

Cilji raziskovalnih metod:

1. “Krepitev naravnih kognitivnih sposobnosti človeka ter njihovo širjenje in nadaljevanje.”

2. »Komunikativna funkcija«, tj. posredovanje med subjektom in objektom raziskave [Arshinov V.I. Sinergetika kot fenomen postneklasične znanosti. M.: Inštitut za filozofijo RAS, 1999. 203 str. Str.18].

Splošne raziskovalne metode v biologiji

Opazovanje

Opazovanje je preučevanje zunanjih znakov in vidnih sprememb predmeta v določenem časovnem obdobju. Na primer spremljanje rasti in razvoja sadike.

Opazovanje je izhodišče vsakega naravoslovnega raziskovanja.

V biologiji je to še posebej opazno, saj je predmet njenega preučevanja človek in živa narava, ki ga obdaja. Že v šoli pri pouku zoologije, botanike in anatomije otroke učijo izvajati najenostavnejše biološke raziskave z opazovanjem rasti in razvoja rastlin in živali ter stanja lastnega telesa.

Opazovanje kot metoda zbiranja informacij je kronološko prva raziskovalna tehnika, ki se je pojavila v arzenalu biologije oziroma njene predhodnice, naravoslovja. In to ni presenetljivo, saj opazovanje temelji na človeških senzoričnih sposobnostih (občutek, zaznava, predstava). Klasična biologija je predvsem opazovalna biologija. Toda kljub temu ta metoda do danes ni izgubila svojega pomena.

Opazovanja so lahko neposredna ali posredna, lahko se izvajajo s tehničnimi napravami ali brez njih. Ornitolog torej vidi ptico skozi daljnogled in jo lahko sliši ali pa lahko z napravo posname zvoke zunaj dosega človeškega ušesa. Histolog opazuje fiksiran in obarvan del tkiva z mikroskopom. In za molekularnega biologa je lahko opazovanje beleženje sprememb v koncentraciji encima v epruveti.

Pomembno je razumeti, da znanstveno opazovanje, za razliko od običajnega opazovanja, ni preprosto, ampak namensko preučevanje predmetov ali pojavov: izvaja se za rešitev določenega problema, opazovalčeva pozornost pa ne sme biti motena. Na primer, če je naloga preučevanje sezonskih selitev ptic, potem bomo opazili čas njihovega pojavljanja na gnezdiščih in ne kaj drugega. Opazovanje je torej selektivna dodelitev od realnosti določen del, z drugimi besedami, vidik in vključitev tega dela v preučevani sistem.

Pri opazovanju ni pomembna le natančnost, natančnost in aktivnost opazovalca, temveč tudi njegova nepristranskost, njegovo znanje in izkušnje, prava izbira tehnična sredstva. Oblikovanje problema predpostavlja tudi obstoj načrta opazovanja, tj. njihovo načrtovanje. [Kabakova D.V. Opazovanje, opis in eksperiment kot glavne metode biologije // Problemi in možnosti za razvoj izobraževanja: gradiva mednarod. znanstveni konf. (Perm, april 2011).T. I. Perm: Mercury, 2011. Str. 16-19].

Opisna metoda

Opisna metoda - to je beleženje opazovanih zunanjih znakov predmetov preučevanja, pri čemer se izpostavlja bistveno in opušča nepomembno. Ta metoda je bila pri nastanku biologije kot znanosti, vendar bi bil njen razvoj nemogoč brez uporabe drugih raziskovalnih metod.

Deskriptivne metode vam omogočajo, da najprej opišete in nato analizirate pojave, ki se pojavljajo v živi naravi, jih primerjate, odkrivate določene vzorce, pa tudi posplošujete, odkrivate nove vrste, razrede itd. Deskriptivne metode so se začele uporabljati v starih časih, danes pa niso izgubile pomembnosti in se pogosto uporabljajo v botaniki, etologiji, zoologiji itd.

Primerjalna metoda

Primerjalna metoda je preučevanje podobnosti in razlik v strukturi, poteku življenjskih procesov in obnašanju različnih predmetov. Na primer primerjava osebkov različnih spolov, ki pripadajo isti biološki vrsti.

Omogoča preučevanje predmetov raziskovanja tako, da jih primerjate med seboj ali z drugim predmetom. Omogoča prepoznavanje podobnosti in razlik med živimi organizmi, pa tudi njihovimi deli. Pridobljeni podatki omogočajo združevanje proučevanih predmetov v skupine na podlagi podobnosti v strukturi in izvoru. Na podlagi primerjalne metode je na primer zgrajena taksonomija rastlin in živali. Ta metoda je bila uporabljena tudi za ustvarjanje celične teorije in za potrditev teorije evolucije. Trenutno se uporablja na skoraj vseh področjih biologije.

Ta metoda se je v biologiji uveljavila v 18. stoletju. in se je izkazalo za zelo plodno pri reševanju številnih velikih problemov. S to metodo in v kombinaciji z deskriptivno metodo so bile pridobljene informacije, ki so v 18. stol. postavil temelje sistematiki rastlin in živali (C. Linnaeus), v 19. st. oblikujejo celično teorijo (M. Schleiden in T. Schwann) in nauk o glavnih vrstah razvoja (K. Baer). Metoda je bila široko uporabljena v 19. stoletju. pri utemeljitvi teorije evolucije, pa tudi pri prestrukturiranju številnih bioloških znanosti na podlagi te teorije. Vendar pa uporaba te metode ni spremljala biološkega preseganja meja deskriptivne znanosti.
Primerjalna metoda se v našem času pogosto uporablja v različnih bioloških vedah. Primerjava dobi posebno vrednost, ko pojma ni mogoče opredeliti. Na primer, elektronski mikroskop pogosto ustvari slike, katerih prava vsebina vnaprej ni znana. Želene podatke lahko dobimo le s primerjavo s svetlobnimi mikroskopskimi slikami.

Zgodovinska metoda

Omogoča vam, da prepoznate vzorce oblikovanja in razvoja živih sistemov, njihove strukture in funkcije, jih primerjate s prejšnjimi znana dejstva. To metodo je zlasti uspešno uporabil Charles Darwin za izgradnjo svoje evolucijske teorije in prispeval k preoblikovanju biologije iz deskriptivne znanosti v razlagalno znanost.

V drugi polovici 19. stol. Zahvaljujoč delom Charlesa Darwina je zgodovinska metoda postavila na znanstveno podlago preučevanje vzorcev videza in razvoja organizmov, oblikovanje strukture in funkcij organizmov v času in prostoru. Z uvedbo te metode so se v biologiji zgodile pomembne kvalitativne spremembe. Zgodovinska metoda je biologijo spremenila iz čisto deskriptivne vede v razlagalno vedo, ki pojasnjuje, kako so nastali in kako delujejo raznoliki živi sistemi. Trenutno je zgodovinska metoda ali "zgodovinski pristop" postala univerzalni pristop k preučevanju življenjskih pojavov v vseh bioloških znanostih.

Eksperimentalna metoda

Eksperimentirajte - to je preverjanje pravilnosti postavljene hipoteze s pomočjo ciljnega vpliva na predmet.

Eksperiment (izkušnja) je umetna tvorba v nadzorovanih razmerah situacije, ki pomaga razkriti globoko skrite lastnosti živih predmetov.

Eksperimentalna metoda preučevanja naravnih pojavov je povezana z aktivnim vplivom nanje z izvajanjem poskusov (poskusov) v nadzorovanih pogojih. Ta metoda vam omogoča preučevanje pojavov ločeno in doseganje ponovljivosti rezultatov pri reprodukciji istih pogojev. Eksperiment omogoča globlji vpogled v bistvo bioloških pojavov kot druge raziskovalne metode. Prav po zaslugi eksperimentov je naravoslovje nasploh, zlasti biologija, prišla do odkritja osnovnih naravnih zakonov.
Eksperimentalne metode v biologiji služijo ne le za izvajanje poskusov in pridobivanje odgovorov na zanimiva vprašanja, temveč tudi za ugotavljanje pravilnosti hipoteze, oblikovane na začetku študija materiala, pa tudi za njeno popravljanje v procesu dela. V dvajsetem stoletju so te raziskovalne metode zaradi pojava postale vodilne v tej znanosti sodobno opremo za izvajanje eksperimentov, kot je na primer tomograf, elektronski mikroskop itd. Trenutno se v eksperimentalni biologiji široko uporabljajo biokemične tehnike, rentgenska difrakcijska analiza, kromatografija, pa tudi tehnika ultratankih rezov, različne metode gojenja in številne druge. Eksperimentalne metode v kombinaciji s sistemskim pristopom so razširile kognitivne zmožnosti biološke znanosti in odprle nove poti za uporabo znanja na skoraj vseh področjih človekovega delovanja.

Vprašanje eksperimenta kot enega od temeljev v spoznavanju narave se je postavilo že v 17. stoletju. Angleški filozof F. Bacon (1561-1626). Njegov uvod v biologijo je povezan z deli V. Harveyja v 17. stoletju. o preučevanju krvnega obtoka. Eksperimentalna metoda pa je v biologijo širše vstopila šele v začetku 19. stoletja in to preko fiziologije, v kateri so začeli uporabljati veliko število instrumentalne tehnike, ki so omogočile registracijo in kvantitativno karakterizacijo povezanosti funkcij s strukturo. Zahvaljujoč delom F. Magendie (1783-1855), G. Helmholtza (1821-1894), I.M. Sechenov (1829-1905), pa tudi klasiki eksperimenta C. Bernard (1813-1878) in I.P. Pavlova (1849-1936) je bila fiziologija verjetno prva izmed bioloških znanosti, ki je postala eksperimentalna znanost.
Druga smer, v kateri je eksperimentalna metoda vstopila v biologijo, je bila študija dednosti in variabilnosti organizmov. Tu je glavna zasluga G. Mendel, ki je za razliko od svojih predhodnikov uporabil eksperiment ne le za pridobivanje podatkov o preučevanih pojavih, temveč tudi za preverjanje hipoteze, oblikovane na podlagi pridobljenih podatkov. Delo G. Mendela je bilo klasičen primer metodologije eksperimentalne znanosti.

Pri utemeljitvi eksperimentalne metode je bilo v mikrobiologiji veliko delo L. Pasteurja (1822-1895), ki je najprej uvedel eksperiment za preučevanje fermentacije in ovrgel teorijo o spontanem nastajanju mikroorganizmov, nato pa za razvoj cepljenja proti nalezljivim boleznim. pomembno. V drugi polovici 19. stol. Po L. Pasteurju so pomembno prispevali k razvoju in utemeljitvi eksperimentalne metode v mikrobiologiji R. Koch (1843-1910), D. Lister (1827-1912), I.I. Mečnikov (1845-1916), D.I. Ivanovski (1864-1920), S.N. Vinogradski (1856-1890), M. Beyernik (1851-1931) itd. V 19. st. biologija se je obogatila tudi z ustvarjanjem metodoloških osnov za modeliranje, ki je tudi najvišja oblika eksperimenta. Izum L. Pasteurja, R. Kocha in drugih mikrobiologov o metodah za okužbo laboratorijskih živali s patogenimi mikroorganizmi in preučevanje patogeneze nalezljivih bolezni na njih je klasičen primer modeliranja, ki se je preneslo v 20. stoletje. in v našem času dopolnjena z modeliranjem ne le različnih bolezni, ampak tudi različnih življenjskih procesov, vključno z nastankom življenja.
Začenši, na primer, od 40. XX stoletje Eksperimentalna metoda v biologiji je doživela pomemben napredek zaradi povečanja ločljivosti številnih bioloških tehnik in razvoja novih eksperimentalnih tehnik. Tako se je povečala ločljivost genetske analize in številnih imunoloških tehnik. V raziskovalno prakso so začeli uvajati gojenje somatskih celic, izolacijo biokemičnih mutantov mikroorganizmov in somatskih celic. Eksperimentalno metodo so začeli na široko bogatiti z metodami fizike in kemije, ki so se izkazale za izjemno dragocene ne le po kakovosti. neodvisne metode, ampak tudi v kombinaciji z biološkimi metodami. Struktura in genetska vloga DNK sta bili na primer razjasnjeni s kombinirano uporabo kemičnih metod za izolacijo DNK, kemičnih in fizikalnih metod za določanje njene primarne in sekundarne strukture ter bioloških metod (transformacija in genetska analiza bakterij) za dokazovanje njene vlogo genetskega materiala.
Trenutno so za eksperimentalno metodo značilne izjemne zmogljivosti pri preučevanju življenjskih pojavov. Te sposobnosti so določene z uporabo mikroskopije različne vrste, vključno z elektronskimi s tehniko ultratankih rezov, biokemičnimi metodami, genetsko analizo visoke ločljivosti, imunološkimi metodami, različnimi metodami gojenja in intravitalnega opazovanja v kulturah celic, tkiv in organov, označevanjem zarodkov, in vitro oploditvijo, metodo označenega atoma. , rentgenska difrakcijska analiza, ultracentrifugiranje, spektrofotometrija, kromatografija, elektroforeza, sekvenciranje, konstrukcija biološko aktivnih molekul rekombinantne DNK itd. eksperimentalna metoda, povzročil kvalitativne spremembe v modeliranju. Poleg modeliranja na ravni organov se trenutno razvija modeliranje na molekularni in celični ravni.

Metoda simulacije

Modeliranje temelji na tehniki, kot je analogija - to je sklepanje o podobnosti predmetov v določenem pogledu na podlagi njihove podobnosti v številnih drugih pogledih.

Model - to je poenostavljena kopija predmeta, pojava ali procesa, ki jih nadomešča v določenih vidikih.

Model je nekaj, s čimer je bolj priročno delati, torej nekaj, kar je lažje videti, slišati, zapomniti, posneti, obdelati, prenesti, podedovati in s čimer je lažje eksperimentirati, v primerjavi z objektom modeliranja (prototip, original).
Karkiščenko N.N. Osnove biomodeliranja. - M.: VPK, 2005. - 608 str. Str. 22.

Modelarstvo - to je torej ustvarjanje poenostavljene kopije predmeta, pojava ali procesa.

modeliranje:

1) ustvarjanje poenostavljenih kopij predmetov znanja;

2) preučevanje predmetov znanja na njihovih poenostavljenih kopijah.

Metoda simulacije - to je preučevanje lastnosti določenega predmeta s preučevanjem lastnosti drugega predmeta (modela), ki je bolj primeren za reševanje raziskovalnih problemov in je v določeni korespondenci s prvim predmetom.

Modeliranje (v širšem smislu) je glavna metoda raziskovanja na vseh področjih znanja. Metode modeliranja se uporabljajo za ocenjevanje značilnosti kompleksnih sistemov in sprejemanje znanstveno utemeljenih odločitev na različnih področjih človekovega delovanja. Obstoječ ali projektiran sistem je mogoče učinkovito proučevati z uporabo matematičnih modelov (analitičnih in simulacijskih) z namenom optimizacije procesa delovanja sistema. Sistemski model je implementiran na sodobnih računalnikih, ki v tem primeru delujejo kot orodje za eksperimentiranje s sistemskim modelom.

Modeliranje vam omogoča preučevanje katerega koli procesa ali pojava, pa tudi smeri evolucije, tako da jih ponovno ustvarite v obliki enostavnejšega predmeta z uporabo sodobnih tehnologij in opreme.

Teorija modeliranja – teorija zamenjave originalnega predmeta z njegovim modelom in proučevanje lastnosti predmeta na njegovem modelu.
Modelarstvo – raziskovalna metoda, ki temelji na zamenjavi prvotnega preučevanega predmeta z njegovim modelom in delu z njim (namesto predmeta).
Model (izvirni predmet) (iz latinščine modus - "mera", "volumen", "podoba") - pomožni predmet, ki odraža najpomembnejše vzorce za raziskovanje, bistvo, lastnosti, značilnosti strukture in delovanja izvirnega predmeta. .
Ko ljudje govorijo o modeliranju, običajno mislijo na modeliranje sistema.
Sistem – niz medsebojno povezanih elementov, združenih za doseganje skupnega cilja, izoliranih od okolja in z njim vzajemno delujočih kot celovita celota ter izkazujejo osnovne sistemske lastnosti. Prispevek identificira 15 glavnih lastnosti sistema, ki vključujejo: nastanek (emergentnost); celovitost; struktura; celovitost; podrejenost cilju; hierarhija; neskončnost; ergacity; odprtost; nepovratnost; enotnost strukturne stabilnosti in nestabilnosti; nelinearnost; potencialna multivariantnost dejanskih struktur; kritičnost; nepredvidljivost na kritičnem področju.
Pri modeliranju sistemov se uporabljata dva pristopa: klasični (induktivni), ki se je najprej razvil zgodovinsko, in sistemski, ki se je razvil v v zadnjem času.

Klasičen pristop. Zgodovinsko gledano se je prvi pojavil klasični pristop k preučevanju objekta in modeliranja sistema. Realni objekt za modeliranje se razdeli na podsisteme, izberejo se začetni podatki (D) za modeliranje in postavijo cilji (T), ki odražajo posamezne vidike procesa modeliranja. Na podlagi ločenega nabora začetnih podatkov se postavi cilj modeliranja posameznega vidika delovanja sistema, na podlagi tega cilja se oblikuje določena komponenta (K) bodočega modela. Skupina komponent je združena v model.
to. komponente so seštete, vsaka komponenta rešuje svoje probleme in je izolirana od ostalih delov modela. Pristop uporabljamo samo za enostavne sisteme, kjer razmerja med komponentami lahko zanemarimo. Opaziti je mogoče dva značilna vidika klasičen pristop: 1) pri ustvarjanju modela obstaja gibanje od posameznega k splošnemu; 2) ustvarjeni model (sistem) se oblikuje s seštevanjem njegovih posameznih komponent in ne upošteva pojava novega sistemskega učinka.

Sistematičen pristop – metodološki koncept, ki temelji na želji po izgradnji celostne slike preučevanega predmeta ob upoštevanju elementov predmeta, ki so pomembni za rešovani problem, povezav med njimi in zunanjih povezav z drugimi objekti ter okolju. Z naraščajočo kompleksnostjo modeliranja objektov se je pojavila potreba po njihovem opazovanju z višje ravni. V tem primeru razvijalec meni ta sistem kot nek podsistem višjega ranga. Na primer, če je naloga oblikovati avtomatiziran nadzorni sistem podjetja, potem s položaja sistematičen pristop Ne smemo pozabiti, da je ta sistem sestavni del avtomatiziranega nadzornega sistema društva. Osnova sistemskega pristopa je obravnavanje sistema kot integrirane celote, to upoštevanje v razvoju pa se začne pri glavnem – pri oblikovanju namena delovanja. Za sistemski pristop je pomembno določiti strukturo sistema - nabor povezav med elementi sistema, ki odražajo njihovo interakcijo.

Obstajajo strukturni in funkcionalni pristopi k preučevanju strukture sistema in njegovih lastnosti.

pri strukturni pristop razkriva se sestava izbranih elementov sistema in povezave med njimi.

pri funkcionalni pristop Upoštevani so algoritmi obnašanja sistema (funkcije – lastnosti, ki vodijo k doseganju cilja).

Vrste modeliranja

1. Predmetno modeliranje , pri katerem model reproducira geometrijske, fizične, dinamične oz funkcionalne lastnosti predmet. Na primer model mostu, model jezu, model krila
letalo itd.
2. Analogno modeliranje , v katerem sta model in original opisana z enim matematičnim razmerjem. Primer so električni modeli, ki se uporabljajo za preučevanje mehanskih, hidrodinamičnih in akustičnih pojavov.
3. Ikonično modeliranje , v katerem diagrami, risbe in formule delujejo kot modeli. Vloga ikoničnih modelov se je še posebej povečala z razmahom uporabe računalnikov pri izdelavi ikoničnih modelov.
4. Tesno povezano z ikoničnim mentalna simulacija , v katerem modeli pridobijo miselno vizualni značaj. Primer bi bil v v tem primeru služi kot model atoma, ki ga je nekoč predlagal Bohr.
5. Model eksperimenta. Nazadnje, posebna vrsta modeliranja je vključitev v eksperiment ne samega predmeta, temveč njegovega modela, zaradi česar slednji pridobi značaj modelnega eksperimenta. Tovrstno modeliranje kaže, da med metodami empiričnega in teoretičnega znanja ni trde meje.
Organsko povezan z modelarstvom idealiziranje - miselna konstrukcija konceptov, teorij o predmetih, ki ne obstajajo in niso uresničljivi v realnosti, ampak tisti, za katere obstaja bližnji prototip ali analog v resnični svet. Primeri idealnih objektov, izdelanih s to metodo, so geometrijski koncepti točke, črte, ravnine itd. Vse znanosti delujejo s tovrstnimi idealnimi objekti - idealnim plinom, absolutno črnim telesom, družbeno-ekonomsko tvorbo, državo itd.

Metode modeliranja

1. Modeliranje v polnem obsegu - poskus na samem proučevanem objektu, ki v posebej izbranih eksperimentalnih pogojih služi kot model samega sebe.
2. Fizikalno modeliranje – eksperiment na posebnih napravah, ki ohranjajo naravo pojavov, vendar jih reproducirajo v kvantitativno spremenjeni, pomanjšani obliki.
3. Matematično modeliranje – uporaba modelov fizične narave, ki se razlikujejo od simuliranih objektov, vendar imajo podoben matematični opis. Celotno in fizično modeliranje je mogoče združiti v en razred modelov fizične podobnosti, saj sta v obeh primerih model in izvirnik po fizični naravi identična.

Metode modeliranja lahko razvrstimo v tri glavne skupine: analitične, numerične in simulacijske.

1. Analitično metode modeliranja. Analitične metode omogočajo pridobitev značilnosti sistema kot nekaterih funkcij njegovih obratovalnih parametrov. Tako je analitični model sistem enačb, katerih rešitev proizvede parametre, potrebne za izračun izhodnih karakteristik sistema (povprečni čas obdelave naloge, prepustnost itd.). Analitične metode dajejo natančne vrednosti značilnosti sistema, vendar se uporabljajo za reševanje le ozkega razreda problemov. Razlogi za to so naslednji. Prvič, zaradi kompleksnosti večine realnih sistemov njihov popoln matematični opis (model) bodisi ne obstaja, bodisi analitične metode za reševanje ustvarjenega matematičnega modela še niso bile razvite. Drugič, pri izpeljavi formul, na katerih temeljijo analitične metode, so narejene določene predpostavke, ki ne ustrezajo vedno dejanskemu sistemu. V tem primeru je treba uporabo analiznih metod opustiti.

2. Številčno metode modeliranja. Numerične metode vključujejo pretvorbo modela v enačbe, ki jih je mogoče rešiti z uporabo računalniške matematike. Razred problemov, ki jih te metode rešujejo, je veliko širši. Kot rezultat uporabe numeričnih metod se z dano natančnostjo pridobijo približne vrednosti (ocene) izhodnih karakteristik sistema.

3. Posnemanje metode modeliranja. Z razvojem računalniške tehnologije so se metode simulacijskega modeliranja vse bolj uporabljale za analizo sistemov, v katerih prevladujejo stohastični vplivi.
Bistvo simulacijskega modeliranja (IM) je simulacija procesa delovanja sistema skozi čas ob upoštevanju enakih razmerij trajanja delovanja kot v originalnem sistemu. Hkrati se simulirajo elementarni pojavi, ki sestavljajo proces, ohrani se njihova logična struktura in zaporedje dogodkov v času. Kot rezultat uporabe MI so pridobljene ocene izhodnih karakteristik sistema, ki so potrebne pri reševanju problemov analize, vodenja in načrtovanja.

V biologiji je na primer mogoče zgraditi model stanja življenja v rezervoarju po določenem času, ko se spremeni eden, dva ali več parametrov (temperatura, koncentracija soli, prisotnost plenilcev itd.). Takšne tehnike so postale mogoče zaradi prodora v biologijo idej in načel kibernetike - znanosti o nadzoru.

Razvrstitev vrst modeliranja lahko temelji na različnih značilnostih. Glede na naravo procesov, ki se proučujejo v sistemu, lahko modeliranje razdelimo na deterministično in stohastično; statično in dinamično; diskretno in kontinuirano.
Deterministični Modeliranje se uporablja za preučevanje sistemov, katerih obnašanje je mogoče predvideti z absolutno gotovostjo. Na primer, razdaljo, ki jo je prepotoval avto, ko enakomerno pospešeno gibanje v idealnih pogojih; naprava, ki kvadrira število itd. Skladno s tem se v teh sistemih pojavlja determinističen proces, ki je ustrezno opisan z determinističnim modelom.

Stohastično (teoretično-verjetnostno) modeliranje se uporablja za preučevanje sistema, katerega stanje ni odvisno samo od nadzorovanih, ampak tudi od nenadzorovanih vplivov ali v katerem je vir naključnosti. Stohastični sistemi vključujejo vse sisteme, ki vključujejo ljudi, na primer tovarne, letališča, računalniške sisteme in omrežja, trgovine, potrošniške storitve itd.
Statično modeliranje služi za opis sistemov v katerem koli trenutku.

Dinamično modeliranje odraža spremembe v sistemu skozi čas (izhodne značilnosti sistema v v tem trenutkučas določa narava vhodnih vplivov v preteklosti in sedanjosti). Primeri dinamičnih sistemov so biološki, ekonomski, socialni sistemi; umetni sistemi, kot so tovarna, podjetje, proizvodna linija itd.
Diskretno modeliranje se uporablja za preučevanje sistemov, v katerih se vhodne in izhodne karakteristike merijo ali spreminjajo diskretno skozi čas, sicer pa se uporablja kontinuirano modeliranje. Na primer, elektronska ura, električni števec sta diskretna sistema; sončne ure, grelne naprave - kontinuirani sistemi.
Glede na obliko predstavitve predmeta (sistema) lahko ločimo mentalno in realno modeliranje.
pri resnično (full-scale) modeliranje, študija značilnosti sistema se izvaja na realnem objektu ali njegovem delu. Realno modeliranje je najprimernejše, vendar so njegove zmožnosti ob upoštevanju značilnosti realnih objektov omejene. Na primer, izvajanje resničnega modeliranja z avtomatiziranim nadzornim sistemom podjetja zahteva, prvič, ustvarjanje avtomatiziranega nadzornega sistema; drugič, izvajanje poskusov s podjetjem, kar je nemogoče. Pravo modeliranje vključuje proizvodne poskuse in kompleksne teste, ki imajo visoko stopnjo zanesljivosti. Druga vrsta resničnega modeliranja je fizično. Pri fizičnem modeliranju se raziskave izvajajo na napravah, ki ohranjajo naravo pojava in imajo fizično podobnost.
Duševno modeliranje se uporablja za simulacijo sistemov, ki jih je praktično nemogoče implementirati v določenem časovnem intervalu. Osnova mentalnega modeliranja je ustvarjanje idealnega modela na podlagi idealne mentalne analogije. Obstajata dve vrsti mentalnega modeliranja: figurativno (vizualno) in simbolično.
pri figurativno Pri modeliranju se na podlagi človeških predstav o resničnih predmetih ustvarjajo različni vizualni modeli, ki prikazujejo pojave in procese, ki se dogajajo v predmetu. Na primer, modeli plinskih delcev v kinetični teoriji plinov v obliki elastičnih kroglic, ki med trkom delujejo druga na drugo.
pri ikoničen modeliranje opisuje simulirani sistem z uporabo običajnih znakov, simbolov, zlasti v obliki matematičnih, fizikalnih in kemijskih formul. Najmočnejši in najrazvitejši razred ikoničnih modelov predstavljajo matematični modeli.
Matematični model je umetno ustvarjen objekt v obliki matematičnih, simbolnih formul, ki prikazuje in reproducira strukturo, lastnosti, medsebojne povezave in razmerja med elementi preučevanega predmeta. Nadalje se upoštevajo le matematični modeli in s tem matematično modeliranje.
Matematično modeliranje – raziskovalna metoda, ki temelji na zamenjavi izvirnega preučevanega predmeta z njegovim matematičnim modelom in delu z njim (namesto predmeta). Matematično modeliranje lahko razdelimo na analitični (AM) , imitacija (IM) , kombinirano (CM) .
pri zjutraj se ustvari analitični model objekta v obliki algebrskih, diferencialnih, končnodiferenčnih enačb. Analitični model preučujemo z analitičnimi ali numeričnimi metodami.
pri NJIH izdela se simulacijski model, z metodo statističnega modeliranja pa se simulacijski model implementira na računalnik.
pri KM izvede se dekompozicija procesa delovanja sistema na podprocese. Pri teh se, kjer je to mogoče, uporabljajo analitične metode, sicer pa simulacijske metode.

Reference

  1. Ayvazyan S.A., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Uporabna statistika: Osnove modeliranja in primarne obdelave podatkov. – M.: “Finance in statistika”, 1983. – 471 str.
  2. Tudiva O.K. Modeliranje sistema (1. del): Smernice za laboratorijsko delo pri disciplini “Modeliranje” za študente 3. in 4. letnika AVTF. – Novosibirsk: Založba NSTU, 2006. – 68 str. Modeliranje sistemov (2. del): Navodila za laboratorijsko delo pri disciplini "Modeliranje" za študente 3. in 4. letnika AVTF. – Novosibirsk: Založba NSTU, 2007. – 35 str.
  3. Tudiva O.K. Modeliranje sistemov: učbenik. dodatek/O.K. Tudiva. - Novosibirsk: Založba NSTU, 2007 - 72 str.
  4. Borovikov V.P. Statistika 5.0. Umetnost analize podatkov na računalniku: Za profesionalce. 2. izd. – Sankt Peterburg: Peter, 2003. – 688 str.
  5. Ventzel E.S. Operacijske raziskave. – M.: Višja šola, 2000. – 550 str.
  6. Gubarev V.V. Probabilistični modeli / Novosibirsk. elektrotehnika int. – Novosibirsk, 1992. – 1. del. – 198 s; 2. del – 188 str.
  7. Gubarev V.V. Sistemska analiza v eksperimentalnih raziskavah. – Novosibirsk: Založba NSTU, 2000. – 99 str.
  8. Denisov A.A., Kolesnikov D.N. Teorija velikih krmilnih sistemov: Učbenik. priročnik za univerze. – L. Energoizdat, 1982. – 288 str.
  9. Draper N., Smith G. Uporabljena regresijska analiza. – M.: Statistika, 1973.
  10. Karpov Yu. Simulacijsko modeliranje sistemov. Uvod v modeliranje z AnyLogic 5. – St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2005. – 400 str.
  11. Kelton V., Lowe A. Simulacijsko modeliranje. Klasični CS. 3. izd. – Sankt Peterburg: Peter; Kijev: 2004. – 847 str.
  12. Lemeshko B.Yu., Postovalov S.N. Računalniške tehnologije za analizo podatkov in raziskovanje statističnih vzorcev: Učbenik. dodatek. – Novosibirsk: Založba NSTU, 2004. – 120 str.
  13. Modeliranje sistemov. Delavnica: Proc. priročnik za univerze/B.Ya. Sovetov, S.A. Jakovljev. – 2. izd., predelana. in dodatno – M.: Višja šola, 2003. – 295 str.
  14. Ryzhikov Yu.I. Simulacijsko modeliranje. Teorija in tehnologija. – SPb.: Tisk CORONA; M.: Altex-A, 2004. – 384 str.
  15. Sovetov B.Ya., Yakovlev S.A. Modeliranje sistemov (3. izdaja). – M.: Višja šola, 2001. – 420 str.
  16. Teorija naključnih procesov in njene inženirske aplikacije: Učbenik. priročnik za univerze/E.S. Wentzel, L.A. Ovčarov. – 3. izd. predelan in dodatno – M.: Založniški center “Akademija”, 2003. – 432 str.
  17. Tomashevsky V., Zhdanova E. Simulacijsko modeliranje v okolju GPSS. – M.: Bestseller, 2003. – 416 str.
  18. Khachaturova S.M. Matematične metode sistemske analize: Učbenik. priročnik. – Novosibirsk: Založba NSTU, 2004. – 124 str.
  19. Shannon R. Simulacijsko modeliranje sistemov – umetnost in znanost. – M.: Mir, 1978.
  20. Schreiber T.J. Simulacija na GPSS. – M.: Strojništvo, 1980. – 593 str.
  21. Arsenyev B.P., Yakovlev S.A. Integracija porazdeljenih baz podatkov. – Sankt Peterburg: Lan, 2001. - 420 str.

1. Ena glavnih metod za preučevanje strukture organov, pa tudi na opisni stopnji razvoja anatomije, je disekcija trupla.

2. Antropometrična metoda se uporablja za merjenje zunanjih anatomskih struktur in njihovih razmerij, za prepoznavanje posameznih značilnosti strukture osebe.

3. Metoda vbrizgavanja se uporablja za preučevanje telesnih votlin, cevastih struktur - žil, bronhijev, sečil, črevesja in drugih - tako, da jih napolnimo z barvno maso.

4. Korozivna metoda - taljenje tkiva okoli votlih organov, predhodno napolnjenih s strjevalno maso s kislino ali alkalijo.

5. Metoda čiščenja organskih tkiv je ustvarjanje prozornega okolja okoli predhodno obarvane strukture, ki se preučuje z impregnacijo s posebno tekočino.

6. Metoda mikroskopske anatomije je preučevanje relativno majhnih struktur z optičnimi instrumenti z majhno povečavo.

7. Rentgenske metode: fluoroskopija - pregled struktur pod rentgenskimi žarki, radiografija - snemanje struktur na rentgenski film za preučevanje oblike organov in njihovih funkcionalnih značilnosti pri živem človeku. Računalniška tomografija je uporabna tudi za preučevanje kadverskega materiala - študija tkiva organov po plasteh.

8. Metoda transiluminacije z odbitimi žarki vam omogoča preučevanje majhnih struktur, ki ležijo blizu površine organa.

9. Endoskopija - pregled površine sluznice žive osebe, barve in reliefa številnih notranjih organov po uvedbi posebnih optičnih naprav v notranjost.

10. Eksperimentalna metoda na živalih - za razjasnitev delovanja organa in proučevanje njegovih sprememb pod različnimi zunanjimi vplivi.

11. Matematična metoda - za izračun različnih kvantitativnih kazalcev v razmerjih anatomskih struktur in za pridobivanje povprečnih podatkov.

12. Metoda ponazarjanja - ustvarjanje grafičnih diagramov različnih kompleksnih struktur s sintezo posameznih podrobnosti njihove strukture.

13. Metoda ultrazvočnega skeniranja se uporablja predvsem pri živem človeku za odkrivanje sprememb v obliki in strukturi notranjih organov.

14.Elektromagnetno skeniranje (jedrska magnetna resonanca) - podrobna študija strukture živih človeških organov, ki temelji na različnih jakostih magnetnih polj.

Te metode se pogosto uporabljajo v kombinaciji v anatomskih študijah. Na primer vbrizgavanje žil s kontrastno maso, nato radiografija, preparacija, morfometrija, matematična obdelava itd.

Strukturna organizacija človeškega telesa

Eden od temeljnih pojmov anatomije je morfološka zgradba ali oblika, ki predstavlja organizacijo morfološkega substrata v prostoru in ima določeno funkcijo. Tako kot ne more biti funkcije brez strukture, ne more biti morfološke strukture brez funkcije.

Z morfološkega vidika lahko ločimo naslednje ravni organizacije strukture človeškega telesa:

1) organizem (človeško telo kot celota);

2) organski sistem (organski sistemi);

3) organ(-i);

4) tkanina (tkanine);

5) celični (celice);

6) subcelični (celični organeli in korpuskularno-fibrilarno-membranske strukture).

Treba je opozoriti, da je v predstavljenem hierarhičnem diagramu strukturne organizacije človeškega telesa mogoče zaslediti jasno podrejenost. Organizemske, sistemske in organske ravni strukture človeškega telesa so anatomski predmeti preučevanja. Tkivo, celično in submikroskopsko - predmeti histoloških, citoloških in ultrastrukturnih študij.

Priporočljivo je začeti preučevanje strukturne organizacije človeškega telesa z najpreprostejše morfološke ravni - celične ravni, katere glavni element je celica. Telo odraslega človeka je sestavljeno iz ogromnega števila celic (približno 10 12-14). Samo v centralnem živčnem sistemu jih je več kot 14 milijard.

Celica– osnovna elementarna strukturna enota telesa. tekstil - zgodovinsko razvit sistem telesa, ki ga sestavljajo celice določene splošne zgradbe in funkcije ter z njimi povezana vmesna snov.

Tkiva v telesu ne obstajajo sama po sebi. Sodelujejo pri gradnji organov.

Orgle(iz organon– orodje) je del telesa, ki je razmeroma celovita tvorba, zavzema določen položaj in ima določeno obliko, zgradbo in funkcijo. Organ je v določenih odnosih z drugimi deli telesa in je zgrajen iz več tkiv, od katerih pa prevladujeta eno ali dve, kar določa specifično funkcijo enega ali drugega organa. Na primer, glavno delovno tkivo jeter je epitelno, zgrajeno je predvsem iz jetrnega epitelija, ki sestavlja jetrni parenhim. Med lobuli jeter so plasti vezivnega tkiva, ki skupaj s kapsulo tvorijo stromo tega organa. Jetra imajo široko razvejano mrežo krvnih žil in žolčnih kanalov, ki prenašajo žolč, katerega struktura vključuje gladko mišično tkivo. Avtonomni živci, ki spremljajo krvne žile, vstopajo v vrata jeter. Tako so v strukturi jeter vključene vse glavne vrste tkiv. Jetra zavzemajo določeno mesto - desni hipohondrij in epigastrični del trebušne votline, imajo določeno obliko, strukturo in opravljajo določene funkcije. Med procesom ontogeneze se spreminja število organov, številni organi obstajajo le v intrauterinem obdobju razvoja in so odsotni v poznejših fazah razvoja, na primer škržni loki, kloaka, posteljica s popkovino itd.

Pri živalih in ljudeh se številni organi funkcionalno dopolnjujejo. Takšne zbirke organov sestavljajo organske sisteme in aparate.

Organski sistem- to je niz organov, ki so med seboj anatomsko in topografsko povezani, imajo podobno strukturo, skupni izvor v filo- in ontogenezi ter opravljajo skupno funkcijo. Na primer, prebavni sistem, sestavljen iz številnih organov, ki so se razvili iz vseh delov primarnega črevesja, v telesu opravlja funkcijo prebave kot celote in jo oskrbuje s hranili.

Za razliko od organskih sistemov obstajajo skupine organov, ki nimajo enake zgradbe in skupnih virov razvoja, opravljajo pa isto funkcijo. Imenujejo se aparat. Aparat združuje organe več sistemov za izvajanje kompleksnega dejanja. Na primer, gibalni aparat združuje skeletni sistem, kostne sklepe in mišični sistem. Vokalni aparat - hrustanec, vezi, mišice, laringealne votline, ustna in nosna votlina.

Vse človeške organe lahko razdelimo na organe vegetativnega in živalskega, to je rastlinskega in živalskega sveta. Prvi vključujejo prebavni, dihalni, genitourinarni, kardiovaskularni in endokrini sistem, saj zagotavljajo telesne funkcije, ki so značilne za kateri koli biološki objekt, vključno z rastlinami. Medtem ko mišično-skeletni sistem, čutila in živčnega sistema najdemo le pri živalih. Živalski organi se imenujejo "soma", znotraj katere sta prsna in trebušna votlina, ki vsebuje drobovje. Noben organski sistem ne more obstajati ločeno, saj skupaj, ki se dopolnjujeta in služita drug drugemu, predstavljata kakovostno novo strukturno in funkcionalno celoto - organizem. Hkrati telo nenehno uravnava delo posameznih organov in sistemov s pomočjo živčnega in endokrinega sistema, ki skupaj izvajata nevrohumoralno regulacijo.

Telo je sestavljeno iz številnih struktur na različnih ravneh: od subceličnih do telesa kot celote. Znanost o strukturi telesa na različnih ravneh organizacije njegovih sestavnih struktur v povezavi z njihovimi funkcijami in razvojem se imenuje morfologija(iz grščine . morphos- obrazec). Ta izraz je v naravoslovje konec 18. stoletja uvedel veliki nemški pesnik Goethe. Anatomija je ožji pojem, saj je za razliko od histologije, embriologije in patologije del morfologije, ki preučuje predvsem tiste, ki so vidni s prostim očesom, to je makroskopske objekte. Morfologija vključuje tudi zgoraj omenjeno patološko anatomijo.