Biokybernetika

Biokybernetika (z řeckých βίο, život a κυβερνητική, kormidelník), též biologická kybernetika, je aplikací kybernetiky v přírodních vědách, např. ve fyziologii, ve farmakologii nebo v neurovědách. Biokybernetika hraje klíčovou roli v systémové biologii, která se snaží zahrnout různé úrovně informací o biologickém objektu do modelu umožňujícího pochopit funkci objektu.

Biokybernetika jako abstraktní věda je součástí teoretické biologie.

Příklad aplikace

Model termoregulace u savců

Termoregulace u savců

Jako příklad kybernetického přístupu ke studiu biologických systémů lze uvést zjednodušené schéma regulace tělesné teploty u savců. Regulační centrum se nachází v hypothalamu (oranžový obdélník). +more Vstup představuje (vlevo nahoře) především referenční hodnota , která může být měněna prostřednictvím signálních molekul (např. prostaglandinů a cytokinů). Referenční hodnota je porovnávána (prvek f) jednak s aktuální hodnotou tělesné teploty (což je regulovaná veličina - ) organizmu (z prvku G_{BC} odpovídající senzorům) a jednak s hodnotou vyjadřující odhad vývoje (z prvku G_{FF} - viz dopředná regulace). Takto vzniklá regulační odchylka je pak regulátorem (prvek G_{HT}) transformována na signál pro změnu produkce tepla (akční veličina) do vlastního akčního členu (na obrázku je označen \frac{\alpha}{\omega + \beta}). Do regulačního obvodu zasahují poruchy , což jsou fyziologické i patologické děje ovlivňující teplotu organizmu.

Velkou výhodou takovéhoto modelu je poměrně snadný matematický zápis a tím i snadný převod do počítače. Na počítači je pak možné testovat shodu modelu se skutečností a provádět další experimenty.

Související články

Bionika * Bioinformatika * Lékařská kybernetika * Kybernetika * Počítačová biologie

Literatura

Vladimír Eck: Bionika. Nakladatelství ČVUT 1998 * Holčík J: Modelování a simulace biologických systémů. +more Nakladatelství ČVUT 2006 * Mařík V et al. : Umělá inteligence 1, Academia 2000 * Mařík V et al. : Umělá inteligence 2, Academia 2001 * Mařík V et al. : Umělá inteligence 3, Academia 2001 * Mařík V et al. : Umělá inteligence 4, Academia 2003 * Mařík V et al. : Umělá inteligence 5, Academia 2007 * Wünsch Z, Dostál C, Veselý A: Základy lékařské kybernetiky. Avicenum 1977 (polovina k ničemu, ale hezky základy).

Kategorie:Interdisciplinární oblasti Kategorie:Biologické obory Kategorie:Biomedicínské inženýrství Kategorie:Kybernetika Kategorie:Slova vzniklá blendingem