Принцип обратной связи – один из обязательных принципов, характерных для работы систем управления в биологии (и не только). Он предполагает, что после некоего воздействия системой управления на объект «командный центр» должен получить и проанализировать информацию о степени успешности отданных команд. Дальнейшие решения о продолжении или прекращении воздействия, или изменения механизмов воздействия «командный центр» должен принимать на основании анализа полученных сведений. Такое взаимодействие и взаимообусловленность «управления» от его результативности и называется системой обратной связи.
  Регуляция температуры тела, уровня углекислого газа и количества глюкозы как пример функционирования принципа обратной связи.
 Температура тела. Как вы помните, млекопитающие и птицы – теплокровные животные, у которых развиты физиологические механизмы поддержания температуры тела. Вы уже знакомились с тем, как этот процесс осуществляется у человека. Центры терморегуляции находятся в промежуточном отделе головного мозга. В эти центры поступает информация от терморецепторов, находящихся как в коже, так и во внутренних органах. Сюда же приходит информация от барорецепторов кровеносных сосудов. Они сигнализируют, сужены сосуды или расширены, высокое в них давление или низкое. Приказы, уходящие из «температурного центра», идут и к сосудам, и к мышцам, и к гипофизарно-гипоталамической системе как к «общему штабу» нервной и гуморальной регуляции, и к другим органам. При понижении температуры кожа собирается в «гусиную», уменьшая площадь соприкосновения с холодным воздухом, закрываются поры, потоотделение почти прекращается. Параллельно мышцы тела начинают спонтанно сокращаться, выделяя тепло (дрожь), капилляры кожи сужаются, замедляя остывание, а в целом резко повышается обмен веществ – увеличивается выработка внутреннего тепла. Как только организм согрелся, эти эффекты прекращаются. Если согревание не наступило, эффекты будут усиливаться.
  При перегреве сосуды кожи напротив сильно расширяются (кожа краснеет), поры открываются, выделяется большое количество пота, а выработка тепла в клетках организма максимально замедляется.
  Уровень углекислого газа в организме контролируется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. Именно сюда поступает информация от хеморецепторов, находящихся в аорте, крупных артериях и других кровеносных сосудах. Как только количество углекислого газа в крови повышается, «центр вдоха» дает команду межреберным мышцам и диафрагме к сокращению и происходит вдох. Вдох не будет происходить до тех пор, пока количество углекислого газа в крови не возрастет до определенного уровня. Если же вдоха не происходит, следовательно, количество углекислоты в крови не превысило своих значений. Так человек после интенсивного искусственного наполнения крови кислородом долго не вдыхает (или дышит гораздо реже).
  После вдоха следует закономерный выдох, регулируемый «центром выдоха», который находится в том же продолговатом мозге, рядом с центром вдоха.
  Количество глюкозы в крови регулируется двумя гормонами поджелудочной железы: инсулином и глюкагоном. Как только количество сахара в крови, оттекающей от кишечника, возрастает, это чувствуют хеморецепторы, находящиеся в особых клетках поджелудочной железы. В ответ на это происходит выброс инсулина в кровь. Под его воздействием клетки печени «забирают» глюкозу из крови и превращают ее в нерастворимый полисахарид гликоген, который в них и откладывается¹. Как только хеморецепторы поджелудочной железы «понимают», что в протекающей крови недостаточно сахара, они «сообщают» об этом клеткам, ответственным за синтез глюкагона. Выделившись в кровь, глюкагон заставляет клетки печени совершить обратное действие. В результате гликоген превращается в глюкозу, которая выбрасывается в кровь из клеток печени.
  Принцип обратной связи позволяет корректировать силу и степень воздействия на процесс, достичь наилучшего результата. Он гарантирует прекращение команд, если эффект уже достигнут. Вероятно, если сложится ситуация, при которой, несмотря на то, что все команды были выполнены, а цель все равно не достигнута, то система примет иные решения либо погибнет.