Анализ деятельности конечного мозга попугая

(плоскостные измерения)

При изучении результатов плоскостных измерений оказалось, что структуры организма (ткани пищеварительного тракта, ткани межуточного обмена и ткани внутренних органов) формируют 20 плоскостных показателей конечного мозга попугая в трех эшелонную пирамиду, содержащую девять подсистем, (рис.3).

18* 12**

ЭШЕЛОНЫ

П о д с и с т е м ы

6 и 7 вне подсистемы

15, 16 вне подсистемы

Рисунок 3. Синергетические взаимоотношения подсистем и эшелонов в большой системе морфометрических характеристик конечного мозга попугая,

* - элемент активизации, ** - итог деятельности

По горизонтали пирамиды представлены подсистемы, а по вертикали – их эшелоны. Первый эшелон является основной, второй промежуточный, а третий эшелон является управляющим и отражает деятельность конечного мозга птицы. В подсистемах эшелонов номерами обозначены наиболее важные показатели: в левом верхнем углу – элементы активизации, величины которых необходимо изменять, чтобы запустить подсистему; в правом нижнем углу – итог деятельности подсистемы. При этом, чем выше уровень подсистем в пирамиде, тем выше их значимость и важность образующих их элементов в деятельности анализируемого объекта. А стрелки показывают направление управления подсистемами.

Определив место каждого из показателей организма с помощью метода «главный компонент», нами были сформированы подсистемы. Сама подсистема формировалась из имеющегося набора элементов на основе принципа «минимальной ресурсной конкуренции», обеспечивая этим наиболее экономное их использование.

Анализ результатов встречаемости в подсистемах пирамиды показал, что наиболее важным элементом активизации всей пирамиды плоскостных показателей конечного мозга попугая являются комплексы поля^Ра – играющие роль в пространственной ориентаций, а итогом деятельности – комплексы поля^Ne - участвующие в обработке слуховой информации.

Ведущим фактором при организации системы и ее уровней (эшелонов) выступает структура, формирование которой невозможно без ее ресурсного наполнения. Взаимодействие элементов в подсистеме, между подсистемами и эшелонами пирамиды, реализуется за счет перемещения ресурсов, определяемых информационными, энергетическими и вещественными потоками.

При рассмотрении проблем функционирования основания пирамиды оказалось, что его структура включает девять системообразующих элементов – 40,9%, при этом минимальные запросы проявлял показатель – «комплексы ^Hv» (-0,265), максимальные «комплексы^Hа» (-3,062), табл. 1.

Таблица 1. Ресурсодефицитные и ресурсообладающие элементы в эшелонах большой системы морфометрических характеристик конечного мозга попугая

№№	Показатель	Эшелоны
I	II	III
1.	ГлияHа	0,32111	0,1658	-
2.	НейроныHа	0,91516	-	-
3.	КомплексыHа	-3,0621	-	-
4.	ГлияHd	0,47212	-	-
5.	НейроныHd	0,99218	-	-
6.	КомплексыHd	-0,7877	-	-
7.	ГлияHv	-1,2026	-	-
8.	НейроныHv	-1,6413	-	-
9.	КомплексыHv	-0,2569	-	-
10.	ГлияNe	-1,4754	-0,8442	-
11.	НейроныNe	1,32619	0,1617	0,4005
12.	КомплексыNe	-1,2455	0,1336	-0,4681
13.	ГлияE	0,98117	1,25210	0,5936
14.	НейроныE	0,21810	-0,3813	-
15.	КомплексыE	-2,3782	-1,3141	-0,2032
16.	ГлияPa	1,56120	0,1325	0,1433
17.	НейроныPa	0,74314	0,5299	-
18.	КомплексыPa	0,71013	0,0544	0,3474
19.	ГлияAr	-0,5438	-	-
20.	НейроныAr	0,81515	-	-
Устойчивость эшелона	1,390	1,046	0,453
Ресурсы	-0,177 ± 0,292	-0,011 ± 0,224	0,135 ± 0,164

Системоразрушающими были 11 характеристик – 59,1%. Минимальный запас ресурсов присутствует у показателя «нейроны^Е» (0,218), максимальный – «глия^Pa» (1,561).

Системообразующий индекс свидетельствует о средней устойчивости эшелона пирамиды, его стабильности, при определенном уровне ожидания перемен 1,390.

Ресурсы были отрицательными (-0,177 ± 0,292), гистограмма их распределения свидетельствовала о близости к нормальному распределению, рис. 4, что подтверждали и коэффициенты распределения As = -0,701, Ex = -0,428.

Рисунок 4. Гистограмма и график плотности распределения частот ресурсов первого эшелона системы показателей конечного мозга

Избыток ресурсов показателей (45,0%) наблюдался в диапазоне 0,0 – 1,0 усл. ед. К ним относились: нейроны^E (0,218) → глия^Hа (0,321) →глия^Hd (0,472) → комплексы^Pa (0,710) → нейроны^Pa (0,743) → нейроны^Ar (0,815) → нейроны^Hа (0,915) → нейроны^Hd (0,981) → глия^E (0,992).

Заключительным этапом анализа пирамиды (объекта) являлось построение фактических и наилучших моделей на основе множественного регрессионного уравнения для каждой из подсистем, в каждом из эшелонов. Они, в конечном итоге, и определяют состояние изучаемого объекта.

На первом уровне вышестоящей системой формируется пять подсистем, что составляет 83,3% от теоретического уровня, через которые реализуются основные проблемы системы «конечного мозга» попугая, табл.2.

В эшелоне решались проблемы насыщения структуры заключительных элементов ресурсами по схеме: нейроны^Ne → комплексы^E→ комплексы^Pa→ глия^Hа→ комплексы^Ne. При создании более жестких ресурсных условий (наилучшая модель) выявлена функциональная слабость эволюционно новых полей мозга.

Таблица 2. Модели элементов подсистемы в системе морфометрических показателей конечного мозга попугая волнистого (плоскостные измерения)

№ подсистемы	Вид уравнения	Адекватность модели
Fфактич.	Fнаилуч.
первый уровень
1.	Y11 = 13,97 - 0,03 × Х13 - 1,20 × Х3 + 0,85 × Х5	4,50	7,69*
2.	Y15 = 25,4 - 0,85 × Х17 - 0,63 × Х20 - 0,17 × Х2	6,89*	11,0*
3.	Y18 = 17,96 + 0,12 × Х16 - 0,99 × Х8	1,54	1,54
4.	Y1 = 52,0 - 0,30 ×Х10 + 0,16 × Х4	1,59	1,59
5.	Y12 =12,80 + 0,18 × Х14 + 0,23 × Х9 - 0,19 × Х19	1,19	2,78
второй уровень
6.	Y15 = 8,72 + 0,20 × Х13 - 0,82 × Х17	5,18*	5,18*
7.	Y11 = 35,98 - 0,23 × Х12 - 0,18 × Х1 - 0,24 × Х10	1,25	1,85
8.	Y18 = 12,33 + 0,09 × Х16 - 0,27 × Х14	0,94	1,32
управляющий уровень
9.	Y12 = 1,54 - 0,20 × Х18 + 0,15 × Х13 - 0,11 × Х11	0,67	1,83

Примечание: * - p< 0,05 – 0,01; X₁₀ – удаляется из наилучшей модели

Итак, в основании все элементы активизации подсистем являются источниками пополнения ресурсами окружающей среды, в 40,0% она частично используется соседними промежуточными элементами, в 60,0%, наоборот, недостаток ресурсов пополняется из соседних промежуточных. Более загружены подсистемы первых двух и последнего порядка.

Наиболее жестко функционируют подсистемы второго и первого порядков. Все итоги деятельности подсистем являются потребителями ресурсов, структура эшелона и самих подсистем была дефицитной. 22,2 % всех элементов несовершенны, а 10,0% ввиду слабости ресурсов не вошли в состав подсистем.

В структуре второго эшелона присутствует три системообразующих показателя – 30,0 %, свидетельствуя о снижении в 1,36 раза запросов в сравнении с нижележащим уровнем.

Максимальные ресурсные запросы проявляет характеристика «комплексы ^E» (-1,314), минимальные - «нейроны^E» (-0,381).

Системоразрушающими были семь характеристик – 70,0%. Минимальный запас ресурсов присутствует у показателя «комплексы^Pa» (0,054), максимальный – «глия^E» (1,252).

Системообразующий индекс свидетельствует о средней устойчивости эшелона пирамиды, при определенном уровне ожидания перемен 1,046, уменьшении стабильности в 1,33 раза.

Ресурсы были отрицательными (-0,011 ± 0,224), гистограмма их распределения свидетельствовала о близости к нормальному распределению, рис. 5,что подтверждали и коэффициенты распределения As = - 0,253, Ex = 0,860.

Рисунок 5. Гистограмма и график плотности распределения частот ресурсов второго эшелона системы показателей конечного мозга

Избыток ресурсов показателей (25%) наблюдался в диапазоне 0,0 – 0,5 усл. ед. К ним относились: комплексы^Pa (0,054)→ глия^Pa (0,132)→ комплексы^Ne (0,133) → нейроны^Ne (0,161) → глия^Hа (0,165).При создании второго эшелона вышестоящей системой формируется три подсистемы, через которые реализуются основные проблемы системы «конечного мозга» попугая.

В эшелоне решались проблемы насыщения структуры заключительных элементов ресурсами по схеме: комплексы^E → нейроны^Ne → комплексы^Pa. При создании более жестких ресурсных условий (наилучшая модель) выявлена функциональная слабость эволюционно-старых полей.

Обобщая результаты, отметим, что 33,3% элементов активизации подсистем являются источниками пополнения ресурсами окружающей среды, 66,7%, наоборот, донорами, сюда же дополнительно поступали ресурсы из промежуточных элементов.

Наиболее загружена подсистема второго порядка. Наиболее жестко функционируют подсистема первого порядка. Все итоги деятельности подсистем являются потребителями ресурсов, структура одной является дефицитной 33,3%, а 20,0 % элементов несовершенны.

При рассмотрении ресурсных возможностей в третьем эшелоне обнаружился один системообразующий показатель – 25% - «комплексы^E» (-0,203)

Системоразрушающими были четыре характеристики –75%. Минимальный запас присутствовал у показателя «комплексы ^E» (-0,203), максимальный– «глия^E» (0,593).

Системообразующий индекс 0,453свидетельствовал о слабой устойчивости эшелона, его высокой восприимчивости факторам окружающей среды.

Ресурсы структуры эшелона были положительными (0,135 ± 0,164 усл. ед.), гистограмма их распределения свидетельствовала о близости к нормальному распределению, рис. 6, хотя коэффициенты распределения это не подтверждали As =-0,628, Ex = -0,917.

Рисунок 6. Гистограмма и график плотности распределения частот ресурсов третьего эшелона системы показателей конечного мозга

Обращает на себя внимание избыток (-0,6 – -0,4усл.ед.) и недостаток (0,4 – 0,6 усл. ед.) ресурсов для ряда показателей. Избытком обладали: нейроны^Ne (0,400) → глия^E (0,593), наоборот, недостатком: комплексы^Ne (-0,468).

В третьем эшелоне формируется управляющая подсистема, через которую реализуется основная проблема системы морфометрических характеристик конечного мозга попугая. Наиболее проблемными характеристиками эшелона оказались комплексы^Ne.

Обобщая результаты, отметим, что элемент активизации подсистемы является донором ресурсов окружающей среды. Итог подсистемы является потребителем ресурсов, структура, которой является ресурсоизбыточной. 50,0 % элементов подсистемы несовершенны.

Судя по направлениям стрелок в перемещении ресурсов управляющая пирамида не контролировала подсистему первого порядка во втором эшелоне, где элементом активизации была характеристика «глия^E», а итогом деятельности – «комплексы^E», входящий в группу эволюционно новых полей, играющих ведущую роль в обработке информации высшей нервной деятельности и окончательной обработке зрительной информации.

Дальнейшая оценка ресурсных возможностей элементов, подсистемы и эшелонов большой системы плоскостных показателей конечного мозга попугая выполнялась на основе множественного регрессионного анализа, рис.7.

Рисунок 7. Устойчивость эшелонов большой системы морфологических характеристик конечного мозга попугая при плоскостных измерениях

Оказалось, что устойчивость эшелонов (отношение ресурсодефицитных/ресурсоизбыточных показателей) большой системы показателей конечного мозга попугая неуклонно повышалась от 1,39 на первом, увеличилась на втором уровне в 1,33 раза и достигла 0,45 на третьем уровне.

Итак, устойчивость системы морфологических характеристик конечного мозга попугая минимальна на третьем и максимальна на первом уровне.

Важным аспектом состояния конечного мозга является его способность развивать рассудочную деятельность, реализуемое в виде «хаоса развития». Теоретически оно должно подчиняться правилу «золотого сечения» 38:62%.

«Хаос развития», присутствовал в следующих элементах: «глия^E» и «нейроны^Pa», «глия^Hа», рис.8.

Рисунок 8. «Хаос развития» в подсистемах большой пирамиды морфологических характеристик конечного мозга попугая (плоскостные измерения)

Его уровень составил 33, 3% и был меньше теоретического в 1,2 раза.

Установлено, что ресурсные составляющие «хаоса развития» конечного мозга попугая при плоскостных измерениях были представлены исключительно «информационным» и «вещественными» потоками ресурсов, рис.9.

Рисунок 9. Структурное распределение «хаоса развития» в подсистемах большой системы морфологических характеристик конечного мозга попугая (плоскостные измерения)

Итак, ведущими в конечном мозге птиц при плоскостных измерениях его показателей превалируют процессы, протекающие в Neostriatum (Ne) - эволюционно промежуточное поле, участвующее в обработке слуховой информации птицы, Palaeostriatum augmentatum (Pa)- внутренний стриатум, играющие разнообразную роль в пространственной ориентации организма птиц (визуальная, тактильная и др.).

При создании более жестких ресурсных условий (наилучшая модель) в основании пирамиды наблюдается функциональная слабость эволюционно новых полей, а в промежуточном и управляющем эшелонах - эволюционно-старых полей.

Учет полученных результатов дает возможность более объективно и эффективно рассматривать вопросы механизма деятельности мозга животных.