РАЗВИВАЮЩИЙСЯ ОРГАНИЗМ КАК СЛОЖНАЯ СИСТЕМА: САМООРГАНИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ МОРФОМЕХАНИКИ (2012)
Обсуждается возможность приложения теории самоорганизации к развитию организмов. Предлагается морфомеханическая модель самоорганизации, основанная на представлении о нелинейных обратных связях между пассивными и активными механическими напряжениями в эмбриональных тканях.
Applications of a self-organization theory to the development of organisms are discussed. A morphomechanical model of self-organization is suggested, based upon the presumption of non-linear feedbacks between passive and active mechanical stresses in embryonic tissues.
Идентификаторы и классификаторы
В современной науке сложные системы определяются как такие, для которых
неэффективно расчленение на отдельные компоненты, поскольку при этом могут
утратиться некоторые, наиболее существенные черты их поведения (такие черты
нередко называют эмергентными).
Методологической основой работы со сложными системами является теория самоорганизации (ТСО) – мощная отрасль современной науки, которая сама возникла
путем самоорганизации из нескольких, дотоле независимых и казавшихся далекими
друг от друга отраслей знания – некоторых разделов чистой математики, химической
кинетики, гидродинамики, отдельных разделов биологии, гуманитарных наук и т.д.
При этом сама ТСО приобрела эмергентные свойства, которых не было в ее
компонентах. Ей посвящено множество публикаций – от строго специальных до
популярных [3; 5; 6] и, конечно, в рамках данной статьи нет необходимости излагать
основы ТСО. Скажем только, что в основе самоорганизации лежит принцип
параметрического управления и обратных связей между динамическими
компонентами системы.
Список литературы
- Гурвич А.Г. Принципы аналитической биологии и теории клеточных полей. М.: Наука. 1991.
- Дриш Г. Витализм, его история и система. М.: Наука. 1915.
- Капра Ф. Паутина жизни. София. 2002.
- Кринский В.И., Жаботинский А.М. Автоволновые структуры и перспективы их исследования. В кн.: Автоволновые процессы в системах с диффузией (ред. М.Т. Грехова). Горький. ИПФ АН СССР. 1981.С. 6-32.
- Лоскутов А.Ю., Михайлов А.С. Введение в синергетику. М.: Наука. 1990.
- Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М.: УРСС. 2003.
- Belintzev B.N., Belousov L.V., Zaraiskii A.G. Model of pattern formation in epithelial morphogenesis. J. theor. Biol. 129: 1987. P. 369-394.
- Belousov L.V. Mechanically based generative laws of morphogenesis. Physical Biology. 2008. V. 5, № 1.
- Belousov, L.V., Dorfman, J.G., Cherdantzev V.G. Mechanical stresses and morphological patterns in amphibian embryos. J. Embr. Exp. Morphol. 1975. 34, p. 559-
- Belousov L.V. and Grabovsky V.I. A common biomechanical model for the formation of stationary cell domains and propagating waves in the developing organisms. Comp. Methods in Biomech. and Biomed. Engineering. 2005.V. 8, p. 381-391.
- Belousov L.V., Saveliev S.V., Naumidi, I.I., Novoselov V.V. Mechanical
stresses in embryonic tissues: patterns, morphogenetic role and involvement in regulatory
feedback. Int. Rev. Cytol. 1994. V. 150, p. 1-34. - Chialvo, D.R. Emergent complex neural dynamics. Nature Physics. 2010.V. 6, p. 744-750.
- Engler A.J., Sen S., Sweeney H.L., Discher, D.E. Matrix elasticity directs stem cell lineage specification. 2006. Cell 126, p. 677-689.
- Farge, E. Mechanical induction of Twist in the Drosophila foregut/stomodeal primordium. Curr. Biol. 13. 2003, p. 1365-1377.
- Gilbert, S.F. Developmental Biology. Sinauer Ass. Sunderland. 2010.
- Gurwitsch A.G. Ueber den Begriff des Embryonalen Feldes. Arch. Entw-Mech
des Organismen 1922. 51, p. 383-415. - Hoffman, B.D., Grashoff C. and M.A.Schwartz Dynamic molecular
processes mediate cellular mechanotransduction. Nature. 2011. V. 475, p. 316-323. - Huang Sui and Ingber D.E. Shape-dependent control of cell growth,
differentiation and apoptosis: switching between attractors in cell regulatory networks. Exp.
Cell Res. 2000. V.261, p. 91-103. - Kornikova E.S., Troshina T.G., Kremnyov S.V. and Beloussov L.V. Neuromesodermal
patterns in artificially deformed embryonic explants: a role for
mechanogeometry in tissue differentiation. Devel Dynamics 239. 2010. P. 885-896. - McBeath R, Pirone DM, Nelson CM, Bhadriraju K, Chen CS. Cell shape,
cytoskeletal tension and RhoA regulate stem cell lineage commitment. Devel Cell 6. 2004.
p. 483-495. - Spiegel M., Spiegel E. The reaggregation of dissociated embryonic sea urchin
cells. Amer. Zool. 1975. V. 15, p. 583-606. - Thompson, D“Arcy. On Growth and Form. Cambridge, Cambridge Univ.
Press. 1961 - Wolpert L. Positional information and the spatial pattern of cellular
differentiation. J. theor. Biol. 1969. V. 25, p. 1-47.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Получены формулы магнитной индукции и напряженностей электрического и магнитного полей элемента тока исходя из уравнений физического вакуума, выведенных на основе законов классической механики. Выведен закон Био-Савара-Лапласа, найдена корректировка закона Ампера, справедливая не только для параллельных, но также и для перпендикулярных токов. С позиций классической механики объяснено появление в проводнике электродвижущей силы, силы Ампера и силы Лоренца. Показано, что появление э.д.с. индукции в проводнике является локальным эффектом и зависит от самого проводника и от локальных полей возмущений физического вакуума в окрестности проводника, а не от площади контура, ограниченного проводником.
С помощью аналитически полученного дифференциального уравнения, описывающего поверхностные гравитационные волны в объеме конечной глубины H , оценена длина затухания волнового движения по поверхности и дана ее численная оценка для характерных геометрических и физических параметров акватории.
Показано наличие в воде стабильных фракций и лабильно-устойчивых образований, взаимное расположение которых в наблюдаемых ячейках воды определяет специфический рисунок заряда на оболочках ячеек и, соответственно, проявляемые водной средой физико-химические свойства.
Проблема моделирования процесса мышления рассматривается в контексте динамической теории информации. Выделяются основные цели и задачи процесса мышления; в качестве главной цели принимается сохранение и распространение своей информации. Предложено определение мышления как самоорганизующегося процесса записи (восприятия), сохранения, кодирования, обработки, а также генерации и распространения информации без вмешательства извне. Обсуждаются принципиальные черты логического и интуитивного способа обработки информации. Понятие “случайный выбор” соотносится с эмоциональным фоном.
Рассматриваются методы решения задачи редукции измерения сигнала, выполненного некоторым измерительным прибором A , к виду, свойственному измерению этого же сигнала на “идеальном” измерительном приборе U . Нечеткая модель прибора A восстанавливается из тестовых измерений.
Издательство
- Издательство
- ИФСИ
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 140080, Московская область, г. Лыткарино, ул. Парковая, Д. 1, офис 14/А
- Юр. адрес
- 140080, Московская область, г. Лыткарино, ул. Парковая, Д. 1, офис 14/А
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- systemology@yandex.ru
- Контактный телефон
- +7 (963) 7123301