Следующий топикПредыдущий топик

Модель рецепторов


Для построения модели нервно-гуморального управления мы используем теорию нейронных сетей. Рецепторы выступают в роли формальных нейронов. В качестве входного сигнала они принимают вектор x состояния динамической системы (1) и её вектор параметров A. Скалярный выходной сигнал r формируется по принципу двухступенчатого нелинейного преобразователя. Нелинейный преобразователь первого уровня преобразует векторные входные сигналы в скалярный сигнал φ. Нелинейный преобразователь второго уровня преобразует скалярный входной сигнал φ в нормированный скалярный выходной сигнал r посредством передаточной функции r(φ).

   Иллюстрация Объект моделирования


Передаточная функция r(φ) называется функцией активности рецептора и имеет стандартный вид (48), (49).

В нашей модели рассматриваются два типа рецепторов: "положительные" и "отрицательные" в зависимости от вида их функции активности. Функция активности "положительного" рецептора:

(48)

Функция активности "положительного" рецептора равна 0 при значениях входного сигнала ниже порогового значения φ0. Далее она монотонно растет, достигая своего максимального значения 1 и при еще больших значениях входного сигнала сохраняет это максимальное значение. Значение φ0 называется порогом чувствительности рецептора.

Функция активности "отрицательного" рецептора:

(49)

Функция активности "отрицательного" рецептора равна максимальному значению 1 при значениях входного сигнала ниже порогового значения φ0. Далее она монотонно убывает, достигая минимального значения 0 и при еще больших значениях входного сигнала сохраняет это минимальное значение.

В нашей модели рассматриваются несколько типов рецепторов.

1. Барорецептор.

Реагирует на величину артериального давления.

r
φ
φ0
α
β
Обозначение выходного сигнала
r-
PAL
P0
0.07
30.00
nB

   Диаграмма Диаграмма
Функция активности барорецепторов

2. Рецептор дыхательного центра.

Реагирует на величину концентрации кислорода в венозной крови.

r
φ
φ0
α
β
Обозначение выходного сигнала
r-
VO2
0.00
30.00
30.00
nV

   Диаграмма Диаграмма
Функция активности рецепторов дыхательного центра

3. Рецептор фактора усталости.

Реагирует на величину концентрации недоокисленных продуктов обмена (молочной кислоты) в тканях организма.

r
φ
φ0
α
β
Обозначение выходного сигнала
r+
DO2
0.00
0.1
10.00
nD

   Диаграмма Диаграмма
Функция активности рецепторов фактора усталости

4. Рецептор стресса.

Реагирует на величину концентрации стероидных гормонов (адреналин, норадреналин) в крови. В модели эта величина условно названа фактором стресса S и может принимать значения от 0 до 1.

r
φ
φ0
α
β
Обозначение выходного сигнала
r+
S
0.00
10.00
50.00
nA

   Диаграмма Диаграмма
Функция активности рецепторов стресса

Рецептор стресса - понятие обобщенное. В реальном организме присутствует большое число видов рецепторов, реагирующих на уровень различных гормонов. Один из таких видов рецепторов - β-адренорецепторы. Сигнал рецептора стресса - результат суммирования сигналов рецепторов различных типов. В этом смысле более сложная модель рецептора стресса может быть представлена в виде нейронной сети.


Математическая модель > Модель нервно-гуморального управления > Модель рецепторов

© ЗАО Самара-Диалог 2004-2009