Метаморфоза биологического субстрата в магическом зеркале Эшера
Яков Гельфандбейн
Организм - живое существо, обладающее клеточным строением и совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи. Клетка - элементарная живая система, основа структуры организма, его жизнедеятельности. Отличаясь строением и функциями, клетки в многоклеточных организмах существуют как самостоятельные организмы. Как всякий организм, они стремятся к сохранению жизнедеятельности (гомеостазису).
Жизнь, как одна из форм существования материи, характеризуется тем, что организмы реализуют обмен веществ, обладают реактивностью к внешним воздействиям, способностью к размножению, активной саморегуляцией своего состава и функций, различными формами движения, приспособляемостью к среде. Клетки и их сообщества реализуют такие функции на основе связей (коммуникаций) с различными элементами окружения и реактивности к межклеточным и внешним воздействиям.
Клеточные коммуникации структурируют управление - процесс организованного воздействия на объект, в результате которого последний переводится в иное - "целевое" состояние. Объектом управления является часть организма, быть может одиночная клетка или их множества, на состояние которых воздействует управляющее воздействие. Отдельные клетки и их сообщества многофункциональны. Обладая несколькими ролевыми функциями, они одновременно могут выступать и как управляющий элемент, вырабатывая управляющие сигналы на клеточных сетях коммуникаций и в качестве объекта управления, реализуя воздействия, поступающие на этих же сетях.
Представление клеток как активных элементов биологической системы управления основано на том, что клетка существует и функционирует как биологический клеточный компьютер, а их множество образует распределенную компьютерную сеть, в которой каждый отдельный элемент способен находиться во многих состояниях, решая одновременно множество задач жизнеобеспечения или, наоборот, его разрушения.
Наиболее грозное, с позиций сохранения свойства гомеостазиса (гомеостазичности) - порождение антагонистичного ему процесса озлокачествления. Переход в это состояние обычно плохо наблюдаем и в большинстве случаев первичный акт озлокачествления, зафиксированный в (гистологическом) цитологическом препарате, остается незамеченным. Этот феномен обусловлен незаметными качественными изменениями при незначительных количественных преобразованиях субстрата. Размытость и динамичность ситуаций на морфологии эпителиального поля в клеточном агрегате "система-среда-функция", вносит существенные трудности обсуждения существующих на них отношений в терминах точных понятий.
Потребность применения формальных методов изучения процессов, происходящих в клеточных множествах, возникает при любой попытке вести обсуждение в терминах метрического пространства. Однако процессы на клеточных множествах настолько сложны и многогранны, что такое обсуждение представляется возможным только при вычленении того или иного, отдельного аспекта проблемы. Мы для такого рассмотрения вычленили феноменологическую картину эпителиального поля, стремясь использовать данные цитологической науки с одной стороны и возможности математической - с другой и ввели для этого специфическую естественную меру.
Объектом нашего внимания явилось клеточное множество, образующее агрегат "система-среда-функция", функционирующий в режиме потери качества гомеостазичности и переключения его на противоположное свойство разрушения жизнедеятельности (рак), как феномен, наблюдаемый на морфологической картине эпителиального поля, полученной в клинике стандартными методами цитологии.
Для построения такого клеточного агрегата была создана база данных исходного описания, первоначально сформированная путем цитологических измерений более чем 50000 клеток, полученных по данным клиники. В процессе исследований эта база непрерывно пополнялась информацией по локализациям, клиническим формам, путям распространения рака и оптимизировалась применительно к общим целям и задачам, возникающим в ходе работ. С целью контрольного сопоставления результатов по данным, полученным в клинике с результатами экспериментов на животных, был создан раздел базы по перевиваемым опухолям.
Так как такой агрегат порожден динамической, распределенной в среде биологического субстрата нестационарной комплексной системой, функционирующей на сети межклеточных и групповых взаимодействий, в качестве инструментария для его исследования и описания в терминах точных понятий, избран аппарат общей теории систем, на основе которого решалась задача множественной идентификации.
Информационная база изучения такого агрегата, представлена статистически на уровне феноменологии, не рассматривающей естественно-технологические механизмы трансформации (метаморфозы) биологического субстрата, а лишь отражающей его текущие состояния. Она представлена законами распределения вероятностей (частостей) появления информационно насыщенного признака состояния отдельной клетки для кардинальных - нормального, инициального, пластического и гиперпластического состояний субстрата. В кинетике естественно-технологических процессов опухолеобразования эти состояния, находясь во множестве динамически изменяемых отношений, последовательно и непрерывно сменяют друг друга. Динамика смены состояний субстрата в целом, его клеточных множеств и образующих эти множества подмножеств, а также каждой отдельной клетки, на всем множестве их динамических отношений, отражает естественно-технологические механизмы опухолеобразования - метаморфозу биологического субстрата.
Оказалось, что база исходного описания, отраженная на такой статистике, несет достаточно полную информацию, позволяющую на фоне размытости и динамичности ситуаций на морфологии эпителиального поля, разрешить ряд существенных трудностей обсуждения существующих на них отношений в терминах точных понятий. В частности, метаморфоза клеточного субстрата отразилась в отношениях взаимного соответствия с аллегорическим отображением метаморфозы всемирно известного специалиста в области изображений и трансформации в трехмерном пространстве Мариуса Корнелиса Эшера.
Сопоставительный анализ метаморфозы биологического субстрата и аллегории Эшера, позволяет обсудить ряд вопросов, не только обусловленных конкретным рассмотрением клеточных полей, но связывающих теорию информации и человеческий интеллект, как инструмент разгадки феномена мышления и способностей мозга человека обрабатывать информацию.
С практической точки зрения, такой анализ помогает интерпретировать визуальную информацию, отраженную феноменом клеточных преобразований, что со своей стороны способствует переходу к рассмотрению их более детализированных трансформаций.
Обращаясь к читателю, автор отмечает сугубую специфичность изложения, связанную с тем, что оно интерпретирует абстрактные формы, принадлежащие общей системе (метаморфоз), причем на языке, не имеющем достаточного множества общих (для обеих метаморфоз) понятий. Но "понятие" связано с мысленным образом, а "понимание понятия" это способность нашего ума формировать эти самые понятия и, в равной мере это проявление этой способности. Поэтому всегда, при стремлении понять "изнутри" внутренний мир любого произведения (и не только Эшера), а не просто интерпретировать созерцательную геометрию (что само по себе не просто), мы всегда будем сталкиваться с такой специфичностью.
Изложение материала представлено тремя концептуально и контекстно-связанными частями. Первая часть описывает и характеризует базу исходного описания метаморфозы биологического субстрата и дает краткие сведения о методах ее создания. Во второй приводится описание и краткая характеристика математических отношений равенства, сходства и порядка, на которых структурируются обе метаморфозы, в третьей - сопоставительный анализ структур метаморфоз на этих отношениях. На основании сопоставления обсуждаются некоторые (весьма спорные, и это автор четко понимает!) естественно-технологические проблемы механизмов творческого мышления художника.
Предлагаемый вниманию читателя труд - первый в этой области, и потому - пионерский. Он обладает бòльшим количеством недостатков, чем достоинств. Но вскрыть эти недостатки и оценить достоинства, могут только специалисты. На них этот материал рассчитан, и автор надеется на их понимание и помощь.
Размещение этого материала на сайте "Невозможный мир", усиливая назначение сайта как популяризатора и просветителя, придает ему аналитические качества.
Читайте далее:
