Положительная обратная связь

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Положи́тельная обра́тная связь (ПОС) — тип обратной связи, при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое способствует дальнейшему отклонению выходного сигнала от первоначального значения.

Положительная обратная связь ускоряет реакцию системы на изменение входного сигнала, поэтому её используют в ситуациях, когда требуется быстрая реакция в ответ на изменение внешних параметров. В то же время положительная обратная связь приводит к неустойчивости и возникновению качественно новых (автоколебательных) систем, называемых генераторы (производители).

Автогенератор на основе усилителя с мостом Вина в цепи положительной обратной связи является примером частотно-зависимой ПОС.

Если цифровой логический элемент либо операционный усилитель охватить небольшой положительной обратной связью, получится схема с гистерезисом (или триггер Шмитта), которая с успехом применяется для устранения дребезга контактов, ложных срабатываний датчиков (или кабельных приёмников), состояния «неопределённости» от влияния помех, и др.

Нелинейная положительная обратная связь ведёт к тому, что система начинает развиваться в режиме с обострением.

Примеры и приложения[править | править вики-текст]

В биологии[править | править вики-текст]

Чем больше овец побежало, тем больше овец побежит за ними. Сигнал тревоги в стадах и стаях распространяется по механизму положительной обратной связи

Эволюционная биология[править | править вики-текст]

Видообразование ускоряет видообразование, так как появление каждого нового вида создаёт новые экологические ниши, что провоцирует специализацию новых видов. Например, появление нового вида травоядных животных автоматически создаёт вакантные экологические ниши для новых хищников, паразитов, падальщиков и насекомых-навозников. В свою очередь, появление новых травоядных становится новым вектором отбора для растений, служащих пищей для этого вида или зависящих от распространения им семян. Новые виды хищников и паразитов добавляют петли положительной обратной связи, становясь фактором отбора для своих жертв [1]. Коэволюция хищников и их жертв известна как частный случай "принципа чёрной королевы" (The Red Queen Effect).

В фанерозойский период биоразнообразие показывает устойчивый, хотя и немонотонный рост с нуля до нескольких тысяч родов за геологически небольшой промежуток времени

Предполагается, что рост человеческого интеллекта также обусловлен положительной обратной связью, гонкой вооружений, из-за возрастающей межгрупповой и внутригрупповой конкуренции[2].

В физиологии[править | править вики-текст]

Рефлекс изгнания плода как пример усиления реакции организма на усиливающийся раздражитель. Во время родов, когда головка плода проталкивается через шейку матки (1), это вызывает активацию афферентного нерва, возбуждающего чувствительные области в мозгу (2). Раздражение афферентных областей служит сигналом для гипофиза выпустить гормон под названием окситоцин (3). Окситоцин через кровоток доходит до мышц матки (4), усиливая сокращения и вовлекая в них больше мышц, что обеспечивает проталкивание плода к шейке матки в конце концов запускает роды

Примерами положительной обратной связи в физиологии могут служить:

  • Рефлекс Фергюсона. Во время родов сокращение стенок матки, через механочувствительные рецепторы в них, стимулирует области в гипоталамусе выделять в кровь окситоцин. Повышение концентрации окситоцина усиливает амплитуду и частоту сокращения стенок матки. Что ещё больше усиливает выделение окситоцина. Таким образом обеспечивается выталкивание плода. Кроме того, по ходу беременности по принципу ПОС изменяется фоновая концентрация окситоцина в крови матери и чувствительность стенок матки к нему (за счёт увеличения числа рецепторов к окситоцину на поверхности миоцитов)[3]..

В иммунологии[править | править вики-текст]

Септический шок и "цитокиновый шторм" могут служить примерами положительной обратной связи в регуляторных взаимодействиях между участниками иммунного ответа. Активированные цитокинами в очаге воспаления иммунные клетки высвобождают новые порции цитокинов, привлекая и активируя новые порции мммунных клеток - в результате каскад реакций может приобрести неконтролируемый и неадаптивный характер, вызывая разрушения в очаге воспаления, распространяясь на соседние ткани и охватывая весь организм.

См. также[править | править вики-текст]


  1. Марков А, Неймарк Е. "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий". - М.:АСТ:Korpus, 2014. - 656 с. - ISBN 978-5-17-083218-7
  2. Alexander, R. (1989). Evolution of the human psyche. In P. Millar & C. Stringer (Eds.), The human revolution: Behavioral and biological perspectives on the origins of modern humans (pp. 455-513). Princeton: Princeton University Press.
  3. Гайтон А.К, Холл Дж.Э. "Медицинская физиология". - М.:"Логосфера", 2008. - 1296 с. - ISBN 978-5-98657-013-6