უკუკავშირის მარყუჟები არის სისტემების ძირითადი მახასიათებელი, რომლებზეც აქცენტს აკეთებს ეს სტატია, როგორიცაა ეკოსისტემები და ცალკეული ორგანიზმები. ისინი ასევე არსებობენ ადამიანთა სამყაროში, თემებში, ორგანიზაციებსა და ოჯახებში.
ასეთი სახის ხელოვნურ სისტემებში შედის რობოტები კონტროლის სისტემებით, რომლებიც იყენებენ უარყოფით გამოხმაურებას სასურველი მდგომარეობის შესანარჩუნებლად.
ძირითადი მახასიათებლები
ადაპტაციურ სისტემაში პარამეტრი ნელა იცვლება და არ აქვს სასურველი მნიშვნელობა. თუმცა, თვითრეგულირების სისტემაში, პარამეტრის მნიშვნელობა დამოკიდებულია სისტემის დინამიკის ისტორიაზე. თვითრეგულირების სისტემების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა ქაოსის ზღვართან ადაპტაციის უნარი, ან ქაოსის თავიდან აცილების უნარი. პრაქტიკულად რომ ვთქვათ, ქაოსის ზღვარზე გასვლის გარეშე, დამკვირვებელს შეუძლია იმოქმედოს სპონტანურად, მაგრამ კატასტროფების გარეშე. ფიზიკოსებმა დაამტკიცეს, რომ ქაოსის ზღვარზე ადაპტაცია ხდება თითქმის ყველა უკუკავშირის სისტემაში. მკითხველს არ გაუკვირდეს პრეტენზიული ტერმინოლოგია, რადგან ასეთი თეორიები პირდაპირ გავლენას ახდენს თეორიაზექაოსი.
პრაქტიკა
პრაქტიკული ტერმინი, როგორც დანკო ნიკოლიჩის მიერ შემუშავებული ტერმინი, არის მინიშნება ერთგვარ ადაპტაციურ ან თვითრეგულირების სისტემაზე, რომელშიც ორგანიზმის ან უჯრედის ავტოპოეზი ხდება მის კომპონენტებს შორის ალოპოეტური ურთიერთქმედების გზით. ისინი ორგანიზებულნი არიან პოეტურ იერარქიაში: ერთი კომპონენტი ქმნის მეორეს. თეორია ვარაუდობს, რომ ცოცხალი სისტემები აჩვენებენ ოთხი ასეთი პოეტური მოქმედების იერარქიას:
ევოლუცია (i) → გენის გამოხატულება (ii) → გენთან დაკავშირებული ჰომეოსტატიკური მექანიზმები (ანაპოეზი) (iii) → უჯრედის ფუნქცია (iv).
პრაქტიკა აპროტესტებს თანამედროვე ნეირომეცნიერების დოქტრინას იმის მტკიცებით, რომ ფსიქიკური ოპერაციები ძირითადად ხდება ანაპოეტურ დონეზე (iii), ანუ გონება გამოდის სწრაფი ჰომეოსტატიკური (ადაპტაციური) მექანიზმებიდან. ეს ეწინააღმდეგება ფართოდ გავრცელებულ რწმენას, რომ აზროვნება სინონიმია ნერვულ აქტივობასთან (უჯრედების ფუნქცია IV დონეზე).
თითოეული ქვედა დონე შეიცავს ცოდნას, რომელიც უფრო ზოგადია, ვიდრე უმაღლესი დონე. მაგალითად, გენები შეიცავს უფრო ზოგად ცოდნას, ვიდრე ანაპოეტურ მექანიზმებს, რაც თავის მხრივ შეიცავს უფრო ზოგად ცოდნას, ვიდრე უჯრედის ფუნქციებს. ცოდნის ეს იერარქია საშუალებას აძლევს ანაპოეტურ დონეს უშუალოდ შეინახოს გონების გაჩენისთვის აუცილებელი ცნებები.
კომპლექსური სისტემა
კომპლექსური ადაპტაციური სისტემა არის რთული მექანიზმი, რომელშიც ცალკეული ნაწილების სრულყოფილი გაგება ავტომატურად არ იძლევა მთლიანობის სრულყოფილ გაგებას.დიზაინები. ამ მექანიზმების შესწავლა, რომლებიც წარმოადგენს არაწრფივი დინამიკური სისტემების ერთგვარ ქვეჯგუფს, არის უაღრესად ინტერდისციპლინარული და აერთიანებს საბუნებისმეტყველო და სოციალური მეცნიერებების ცოდნას უმაღლესი დონის მოდელებისა და წარმოდგენების შესაქმნელად, რომლებიც ითვალისწინებენ ჰეტეროგენულ ფაქტორებს, ფაზურ გადასვლას და სხვა ნიუანსი.
ისინი რთულია იმით, რომ ისინი ურთიერთქმედების დინამიური ქსელებია და მათი ურთიერთობები არ არის ცალკეული სტატიკური ობიექტების კოლექციები, ანუ ანსამბლის ქცევა არ არის პროგნოზირებული კომპონენტების ქცევით. ისინი ადაპტირებულნი არიან იმით, რომ ინდივიდუალური და კოლექტიური ქცევები მუტაციას განიცდის და თვითორგანიზებას განიცდის ცვლილებების გამომწვევი მიკრო-მოვლენის ან მოვლენების ნაკრების მიხედვით. ისინი წარმოადგენენ შედარებით მსგავსი და ნაწილობრივ დაკავშირებული მიკროსტრუქტურების კომპლექსურ მაკროსკოპულ კრებულს, რომლებიც შექმნილია იმისთვის, რომ მოერგოს ცვალებად გარემოს და გააძლიეროს მათი გადარჩენა, როგორც მაკროსტრუქტურა.
აპლიკაცია
ტერმინი "კომპლექსური ადაპტაციური სისტემები" (CAS) ან სირთულის მეცნიერება ხშირად გამოიყენება სუსტად ორგანიზებული აკადემიური სფეროს აღსაწერად, რომელიც გაიზარდა ასეთი სისტემების შესწავლის გარშემო. სირთულის მეცნიერება არ არის ერთი თეორია - ის მოიცავს ერთზე მეტ თეორიულ ჩარჩოს და არის უაღრესად ინტერდისციპლინარული, ეძებს პასუხებს ზოგიერთ ფუნდამენტურ კითხვაზე ცოცხალი, ადაპტირებადი, ცვალებადი სისტემების შესახებ. CAS-ის კვლევა ფოკუსირებულია სისტემის რთულ, წარმოქმნილ და მაკროსკოპულ თვისებებზე. ჯონ ჰ. ჰოლანდის თქმით, CAS არის სისტემები, რომლებსაც აქვთ დიდიკომპონენტების რაოდენობა, რომელსაც ხშირად უწოდებენ აგენტებს, რომლებიც ურთიერთობენ, ადაპტირებენ ან სწავლობენ.
მაგალითები
ადაპტაციური სისტემების ტიპიური მაგალითებია:
- კლიმატი;
- ქალაქები;
- ფირმები;
- მარკეტები;
- მთავრობები;
- ინდუსტრია;
- ეკოსისტემები;
- სოციალური ქსელები;
- ელექტრო ქსელები;
- ცხოველების შეკვრა;
- სატრანსპორტო ნაკადები;
- მწერების სოციალური კოლონიები (მაგ. ჭიანჭველები);
- ტვინი და იმუნური სისტემა;
- უჯრედები და განვითარებადი ემბრიონი.
მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. ასევე, ამ სიაში შეიძლება შევიდეს კიბერნეტიკის ადაპტური სისტემები, რომლებიც სულ უფრო მეტ პოპულარობას იძენს. ადამიანთა სოციალურ ჯგუფებზე დაფუძნებული ორგანიზაციები, როგორიცაა პოლიტიკური პარტიები, თემები, გეოპოლიტიკური თემები, ომები და ტერორისტული ქსელები, ასევე განიხილება CAS. ინტერნეტი და კიბერსივრცე, რომელიც შედგება, თანამშრომლობს და იმართება ადამიანისა და კომპიუტერის ურთიერთქმედების რთული ნაკრებით, ასევე განიხილება, როგორც რთული ადაპტაციური სისტემა. CAS შეიძლება იყოს იერარქიული, მაგრამ ის ყოველთვის უფრო ხშირად აჩვენებს თვითორგანიზაციის ასპექტებს. ამრიგად, ზოგიერთ თანამედროვე ტექნოლოგიას (მაგალითად, ნერვულ ქსელებს) შეიძლება ეწოდოს თვითსწავლება და თვითრეგულირებადი საინფორმაციო სისტემა.
განსხვავებები
რაც განასხვავებს CAS-ს სუფთა მრავალ აგენტური სისტემისგან (MAS) არის ყურადღება უმაღლესი დონის მახასიათებლებზე და ფუნქციებზე, როგორიცაა თვითმსგავსება, სტრუქტურული სირთულე და თვითორგანიზება. MAS განსაზღვრულიაროგორც სისტემა, რომელიც შედგება რამდენიმე ურთიერთქმედების აგენტისგან, ხოლო CAS-ში აგენტები და სისტემა ადაპტირებადია, ხოლო სისტემა თავისთავად მსგავსია.
CAS არის ადაპტაციური აგენტების კომპლექსური კოლექცია. ასეთი სისტემები ხასიათდება ადაპტაციის მაღალი ხარისხით, რაც მათ უჩვეულოდ გამძლეს ხდის ცვლილებების, კრიზისებისა და კატასტროფების წინაშე. ეს გასათვალისწინებელია ადაპტაციური სისტემის შემუშავებისას.
სხვა მნიშვნელოვანი თვისებებია: ადაპტაცია (ან ჰომეოსტაზი), კომუნიკაცია, თანამშრომლობა, სპეციალიზაცია, სივრცითი და დროითი ორგანიზაცია და რეპროდუქცია. ისინი გვხვდება ყველა დონეზე: უჯრედები სპეციალიზდებიან, ადაპტირდებიან და მრავლდებიან, როგორც ამას დიდი ორგანიზმები აკეთებენ. კომუნიკაცია და თანამშრომლობა ხდება ყველა დონეზე, აგენტიდან სისტემის დონეზე. ასეთ სისტემაში აგენტებს შორის თანამშრომლობის მამოძრავებელი ძალები ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება გაანალიზდეს თამაშის თეორიის გამოყენებით.
სიმულაცია
CAS არის ადაპტირებადი სისტემები. ზოგჯერ ისინი მოდელირებულია აგენტზე დაფუძნებული და რთული ქსელის მოდელების გამოყენებით. აგენტებზე დაფუძნებული ისინი შემუშავებულია სხვადასხვა მეთოდებისა და ხელსაწყოების გამოყენებით, პირველ რიგში, მოდელის ფარგლებში სხვადასხვა აგენტების იდენტიფიცირებით. CAS-ის მოდელების შემუშავების კიდევ ერთი მეთოდი მოიცავს ქსელის რთული მოდელების შემუშავებას სხვადასხვა CAS კომპონენტის ურთიერთქმედების მონაცემების გამოყენებით, როგორიცაა ადაპტური საკომუნიკაციო სისტემა.
2013 წელსSpringerOpen / BioMed Central-მა გამოუშვა ღია წვდომის ონლაინ ჟურნალი რთული სისტემების მოდელირების შესახებ (CASM).
ცოცხალი ორგანიზმები რთული ადაპტაციური სისტემებია. მიუხედავად იმისა, რომ სირთულის რაოდენობრივი შეფასება რთულია ბიოლოგიაში, ევოლუციამ წარმოქმნა საოცარი ორგანიზმები. ამ დაკვირვებამ განაპირობა საერთო მცდარი წარმოდგენა ევოლუციის შესახებ პროგრესირებად.
სირთულისკენ სწრაფვა
თუ ზემოაღნიშნული ზოგადად სიმართლე იყო, ევოლუციას ექნებოდა ძლიერი ტენდენცია სირთულისკენ. ამ ტიპის პროცესში, სირთულის ყველაზე გავრცელებული ხარისხის მნიშვნელობა დროთა განმავლობაში გაიზრდება. მართლაც, სიცოცხლის ზოგიერთი ხელოვნური სიმულაცია ვარაუდობს, რომ CAS წარმოქმნა არის ევოლუციის გარდაუვალი თვისება.
თუმცა, ევოლუციის სირთულისკენ მიმართული ზოგადი ტენდენციის იდეა ასევე შეიძლება აიხსნას პასიური პროცესით. ეს მოიცავს დისპერსიის გაზრდას, მაგრამ ყველაზე გავრცელებული მნიშვნელობა, რეჟიმი, არ იცვლება. ამრიგად, მაქსიმალური სირთულის დონე იზრდება დროთა განმავლობაში, მაგრამ მხოლოდ როგორც ორგანიზმების მთლიანი რაოდენობის არაპირდაპირი პროდუქტი. ამ ტიპის შემთხვევით პროცესს ასევე უწოდებენ შეზღუდულ შემთხვევით სიარულს.
ამ ჰიპოთეზაში, ორგანიზმების სტრუქტურის გართულების აშკარა ტენდენცია ილუზიაა. ის წარმოიქმნება მცირე რაოდენობის დიდ, უაღრესად რთულ ორგანიზმებზე კონცენტრირებით, რომლებიც ბინადრობენ სირთულის განაწილების მარჯვენა კუდში და უბრალო და ბევრად უფრო გავრცელებულის იგნორირებას.ორგანიზმები. ეს პასიური მოდელი ხაზს უსვამს იმას, რომ სახეობების დიდი უმრავლესობა არის მიკროსკოპული პროკარიოტები, რომლებიც შეადგენენ მსოფლიოს ბიომასის დაახლოებით ნახევარს და დედამიწის ბიომრავალფეროვნების აბსოლუტურ უმრავლესობას. მაშასადამე, უბრალო სიცოცხლე რჩება დომინანტი დედამიწაზე, ხოლო რთული ცხოვრება უფრო მრავალფეროვანია მხოლოდ შერჩევის მიკერძოების გამო.
თუ ბიოლოგიას აკლია ზოგადი მიდრეკილება სირთულისკენ, ეს ხელს არ შეუშლის იმ ძალების არსებობას, რომლებიც სისტემებს სირთულისკენ უბიძგებენ შემთხვევების ქვეჯგუფში. ამ უმნიშვნელო ტენდენციებს დაუბალანსდება სხვა ევოლუციური ზეწოლა, რომელიც სისტემებს უბიძგებს ნაკლებად რთული მდგომარეობებისკენ.
იმუნური სისტემა
ადაპტაციური იმუნური სისტემა (ასევე ცნობილი როგორც შეძენილი ან, უფრო იშვიათად, სპეციფიკური იმუნური სისტემა) არის ზოგადი იმუნური სისტემის ქვესისტემა. იგი შედგება უაღრესად სპეციალიზებული უჯრედებისა და პროცესებისგან, რომლებიც აღმოფხვრის პათოგენებს ან ხელს უშლის მათ ზრდას. შეძენილი იმუნური სისტემა ხერხემლიანებში ორი ძირითადი იმუნური სტრატეგიიდან ერთ-ერთია (მეორე არის თანდაყოლილი იმუნური სისტემა). შეძენილი იმუნიტეტი ქმნის იმუნოლოგიურ მეხსიერებას კონკრეტულ პათოგენზე თავდაპირველი რეაქციის შემდეგ და იწვევს გაძლიერებულ პასუხს იმავე პათოგენთან შემდგომ შეტაკებებზე. შეძენილი იმუნიტეტის ეს პროცესი ვაქცინაციის საფუძველია. თანდაყოლილი სისტემის მსგავსად, შეძენილი სისტემა მოიცავს არა მხოლოდ ჰუმორული იმუნიტეტის კომპონენტებს, არამედ უჯრედული იმუნიტეტის კომპონენტებსაც.
ტერმინის ისტორია
ტერმინი "ადაპტური" პირველად შემოიღესგამოიყენა რობერტ გუდმა ბაყაყებში ანტისხეულების პასუხებთან მიმართებაში, როგორც შეძენილი იმუნური პასუხის სინონიმი 1964 წელს. გუდმა აღიარა, რომ ტერმინებს ურთიერთშემცვლელად იყენებდა, მაგრამ განმარტა მხოლოდ, რომ ამჯობინებდა ტერმინის გამოყენებას. შესაძლოა, ის ფიქრობდა ანტისხეულების წარმოქმნის იმდროინდელ დაუჯერებელ თეორიაზე, რომელშიც ისინი პლასტიკური იყო და შეეძლოთ მოერგებოდნენ ანტიგენების მოლეკულურ ფორმას, ან ადაპტაციური ფერმენტების კონცეფციას, რომელთა გამოხატულება შეიძლება გამოწვეული იყოს მათი სუბსტრატებით. ამ ფრაზას თითქმის ექსკლუზიურად იყენებდნენ გუდი და მისი სტუდენტები და რამდენიმე სხვა იმუნოლოგი, რომლებიც მუშაობდნენ მარგინალურ ორგანიზმებზე 1990-იან წლებამდე. შემდეგ იგი ფართოდ გამოიყენებოდა ტერმინთან "თანდაყოლილი იმუნიტეტი" ერთად, რომელიც პოპულარული თემა გახდა Toll-ის რეცეპტორების სისტემის აღმოჩენის შემდეგ. დროზოფილაში, ადრე იმუნოლოგიის შესასწავლად მარგინალურ ორგანიზმში. იმუნოლოგიაში გამოყენებული ტერმინი „ადაპტური“პრობლემურია, რადგან შეძენილი იმუნური რეაქციები შეიძლება იყოს ადაპტური ან არაადაპტური ფიზიოლოგიური გაგებით. მართლაც, როგორც შეძენილი, ასევე იმუნური პასუხი შეიძლება იყოს ადაპტაციური და არაადაპტაციური ევოლუციური გაგებით. დღეს სახელმძღვანელოების უმეტესობა იყენებს ექსკლუზიურად ტერმინს "ადაპტაციური" და აღნიშნავს, რომ ის სინონიმია "შეძენილთან"..
ბიოლოგიური ადაპტაცია
აღმოჩენის დღიდან, შეძენილი იმუნიტეტის კლასიკური მნიშვნელობა ნიშნავს ანტიგენ-სპეციფიკურ იმუნიტეტს, რომელიც შუამავლობს სომატური გადანაწილებით.გენები, რომლებიც ქმნიან ანტიგენის რეცეპტორებს, რომლებიც განსაზღვრავენ კლონებს. ბოლო ათწლეულის განმავლობაში, ტერმინი "ადაპტაციური" სულ უფრო ხშირად გამოიყენება იმუნური პასუხის სხვა კლასზე, რომელიც ჯერ კიდევ არ არის დაკავშირებული სომატურ გენის გადაკეთებასთან. ეს მოიცავს ბუნებრივი მკვლელი (NK) უჯრედების გაფართოებას ჯერ კიდევ აუხსნელი ანტიგენის სპეციფიკურობით, NK უჯრედების გაფართოებას, რომლებიც გამოხატავენ ჩანასახის ხაზით დაშიფრულ რეცეპტორებს და სხვა თანდაყოლილი იმუნური უჯრედების აქტივაციას აქტივირებულ მდგომარეობაში, რაც უზრუნველყოფს მოკლევადიანი იმუნური მეხსიერების. ამ თვალსაზრისით, ადაპტაციური იმუნიტეტი უფრო ახლოს არის "გააქტიურებული მდგომარეობის" ან "ჰეტეროსტაზის" კონცეფციასთან, რითაც უბრუნდება "ადაპტაციის" ფიზიოლოგიურ მნიშვნელობას გარემო ცვლილებებთან. მარტივად რომ ვთქვათ, დღეს ის თითქმის ბიოლოგიური ადაპტაციის სინონიმია.
