人体功能调节的控制系统

人体通过调节把许多不同的生理反应统一起来，组成完整的、协调的生理过程，从而时刻保持机体内部各种生理功能的相对稳定，并与环境取得动态平衡。然而，这种强弱适中、恰到好处的调节效果的实现，则有赖于机体功能调节中的自动控制。

人体生理功能调节的自动控制与工程技术中的自动控制过程具有相似的规律。因此，运用控制论中的术语来解释人体功能的调节。人体的控制系统由控制部分和受控部分组成。可将神经中枢或内分泌腺看作是控制部分，而把效应器或靶细胞看作是受控部分。按其工作方式控制系统可分为三类。

（一）自动控制系统

自动控制系统又称反馈控制系统。在这类控制系统中，控制部分发出指令调节受控部分的活动，同时受控部分又把其活动效应作为反馈信息，反过来影响控制部分的活动（图1-3）。

图1-3 反馈作用示意图

这种受控部分通过反馈信息影响控制部分活动的过程，称为反馈（feedback）。根据反馈作用的效果不同，可将反馈分为正反馈和负反馈两种（表1-1）。

表1-1 正反馈与负反馈的比较

1．正反馈 反馈信息的作用与控制信息的作用方向相同称为正反馈（positive feedback）。受控部分发出的反馈信息能促进或加强控制部分的活动，从而使那些连续发生的生理过程不断增强或愈演愈烈，直至完成。在生理调节中正反馈调节很少，只见于一些速发速止、需“一次进行到底”的活动，如排尿、分娩和血液凝固等。

2．负反馈 反馈信息的作用与控制信息的作用方向相反称为负反聩（negative feedback）。当受控部分活动增强时，其反馈信息可抑制控制部分的活动，使原有的调节效应减弱，使受控部分的活动不至于过强；相反，当受控部分的活动减弱时，反馈信息可加强控制部分的活动，使原有的调节效应增强。可见，负反馈的作用是使受控部分的活动保持在适宜的状态，在维持各器官、系统的正常功能及内环境稳态中起重要作用。负反馈机制普遍见于各种需保持相对稳定的生理过程的调节，如正常血压、血糖水平和体温的相对稳定就是通过负反馈调节实现的。

（二）前馈控制系统

前馈（feed forward）控制系统是指在控制部分向受控部分发放指令的同时，又通过另一快捷通路向受控部分发出指令，使受控部分的活动更加准确和适度。前馈控制与反馈相比更为迅速。例如，要使骨骼肌完成某一动作，脑通过传出神经向骨骼肌发出收缩指令的同时，又通过前馈控制系统制约骨骼肌的收缩从而使骨骼肌收缩适度，使整个动作完成得更加恰如其分。有些条件反射也被认为是一种前馈控制，如动物看见食物就引起唾液分泌，比食物进入口中再引起唾液分泌发生得更早，它可使机体的反应更具有预见性和超前性。