Кібернетика біологічна, біокібернетика, науковий напрям, пов'язаний з проникненням ідей, методів і технічних засобів кібернетики в біологію. Зародження і розвиток До. б. пов'язані з еволюцією уявлення про зворотному зв'язку в живій системі і спробами моделювання особливостей її будови і функціонування (П. До. Анохин, Н. А. Бернштейн і ін.). Ефективність математичного і системного підходів до дослідження живого показали і багато робіт в області загальної біології (ДЖ. Холдейн, Е. С. Бауер, Р. Фішер, І. І. Шмальгаузен і ін.). Процес «кібернетизації» біології здійснюється як в теоретичній, так і в прикладній областях. Основне теоретичне завдання До. б. — вивчення загальних закономірностей управління, а також зберігання, переробки і передачі інформації в живих системах.
Всякий організм — це система, здібна до саморозвитку і управління як внутрішніми взаємозв'язками між органами і функціями, так і співвідношеннями з чинниками середовища. Прагнучи зрозуміти природу живого, учені часто прагнули відшукати в організмі те, що можна було досліджувати ізольовано. Мета До. б. — вивчення організму з врахуванням основних взаємозв'язків починаючи з клітинного, тканинного, органного рівня і кінчаючи організменим. Жива система характеризується не лише обміном речовини і енергії, але і обміном інформації. До. б. розглядає складні біологічні системи у взаємодії з середовищем саме з точки зору теорії інформації. Одним з найважливіших методів До. б. є моделювання структури і закономірностей поведінки живої системи; воно включає конструювання штучних систем, відтворюючих певні сторони діяльності організмів, їх внутрішні зв'язки і стосунки (див. Моделювання ). До. б. розглядає живий організм як багатоцільову «ієрархічну» систему управління, що здійснює свою інтеграційну діяльність на основі функціонального об'єднання окремих підсистем, кожна з яких вирішує «приватну» локальну задачу. Особливість організму як складної динамічної системи — єдність централізованого і автономного управління. Саморегуляція, характерна для всіх рівнів управління живої системи, забезпечується автономними механізмами, поки не виникають такі обурення, які вимагають втручання центральних механізмів управління.
Останнім часом всю більшу увагу біологів привертають функціональні характеристики біологічних систем управління, обумовлені періодичними (ритмічними, циклічними) процесами. Живі організми з високою точністю здатні «вимірювати» час («біологічний годинник» ). Це виражається в періодичних змінах дихання, температури тіла і ін. процесів життєдіяльності. Природа біологічних ритмів ще в багато чому неясна, але є всі підстави вважати, що періодичність — фундаментальна характеристика функціонування біологічної системи і процесів управління в ній. Процеси, що відбуваються на кожному з рівнів живої системи, характеризуються своєю специфічною періодичністю, визначуваною як внутрішніми, так і зовнішніми чинниками. А між періодичною активністю окремих рівнів в нормально функціонуючому організмі існують певні фазові зрушення (зміщення в часі), обумовлені специфічною організацією управління на кожному з рівнів. Порушення цих нормальних фазових зрушень може викликати порушення роботи всієї живої системи або її частини. Це веде до збоїв в роботі системи управління і накопичення помилок, що можна описувати як поява «шумів». Корекція збоїв вимагає внутрішнього перенастроювання системи (її алгоритму) або зовнішніх дій, що управляють, за рахунок включення механізмів управління більш високого рівня.
Живі істоти об'єднуються в системи різного порядку (популяції, біоценози і т.д.), утворюючи своєрідну ієрархію живих систем. У всіх цих надорганізменних системах, як і в житті клітки, розвитку організму, еволюції органічного світу в цілому, є внутрішні механізми регуляції, для вивчення яких також застосовні принципи і методи До. б.
Механізми управління визначають перебіг життєвих процесів не лише в нормі, але і в патології (див. Кібернетика медична ). Клітка — складна саморегульована система. Вона володіє багатьма регуляторними механізмами, одним з яких є коливання її структури, пов'язані з діяльністю мітохондрії і співпадаючі з коливаннями окислювально-відновних процесів. Синтез білків в клітці управляється генетично детермінованими механізмами, пов'язаними з процесами зберігання, переробки і передачі генетичній інформації . Вивчення життєдіяльності організму в цілому і його різних функцій, а також механізмів, керівників роботою окремих органів і систем — це та область, де До. б. виявилася найбільш результативною. У зв'язку з цим сформувалися самостійні напрями — фізіологічна кібернетика і нейрокібернетика, що вивчають механізми підтримки гомеостазу ; принципи саморегуляції функцій організму і протікання в нім перехідних процесів; закономірності нервової і гуморальної регуляції в їх єдності і взаємодії; принципи організації і функціонування нейронів і нервових мереж; механізми здійснення актів поведінки і ін. проблеми. Вивчаючи закономірності роботи людського мозку, в основі якої лежить комплекс алгоритмів, тобто правил перетворення інформації, До. б. дозволяє моделювати (у тому числі і на ЕОМ(електронна обчислювальна машина)) різні форми роботи мозку, виявляючи при цьому нові закономірності його діяльності. Створені, наприклад, програми для ЕОМ(електронна обчислювальна машина), що забезпечують можливість вчення, ігри в шахи, докази теорем і ін. Розвивається так зване евристичне програмування, коли досліджують і моделюють правила обробки інформації в мозку при тих або інших творчих процесах.
Аналіз механізмів індивідуального розвитку і процесів управління в популяціях і співтовариствах, що включають зберігання, переробку і передачу інформації від особини до особини, — також сфера досліджень До. б. На рівні біогеоценозов, включаючи і біосферу в цілому, До. б. намагається використовувати метод моделювання для цілей оптимізації біосфери, зокрема для визначення доріг найбільш раціонального втручання людини в життя природи.
Питання еволюції з позицій До. б. були вперше розглянуті І. І. Шмальгаузеном, який відзначив ієрархічність управління, виділив основні канали зв'язку між особинами, популяцією і біоценозом, визначив можливості втрати інформації і її спотворень і описав еволюційний процес в термінах теорії інформації. З цих же позицій досліджуються механізми різних форм відбору.
Прикладом вживання До. б. у прикладних цілях може служити створення пристроїв для автоматичного управління біологічними функціями (так зване біопротезування), автоматичних пристроїв для оцінки стану людини під час трудової або спортивної діяльності, при творчій роботі, в субекстремальних і екстремальних умовах.
Використання методів і засобів кібернетики для збору зберігання і переробки інформації отримуваною в ході біологічних досліджень дозволяє розкривати нові кількісні і якісні закономірності процесів, що вивчаються, і явищ.
Велику роль в справі розвитку До. б. у СРСР зіграли конференції наради і симпозіуми з біологічних аспектів кібернетики по біоелектричному управлінню нейрокібернетиці. Питання До. б. освітлюють у ряді радянських і зарубежни х журналів.
Літ.: Анохин П. До., Фізіологія і кібернетика, в кн.: Філософські питання кібернетики, М., 1961; Біологічні аспекти кібернетики. Сб. робіт, М., 1962; Ешбі В. Р., Конструкція мозку, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1962; Джордж Ф., Мозок як обчислювальна машина, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1963; Вінер Н., Кібернетика, або Управління і зв'язок в тварині і машині, пер.(переведення) з англ.(англійський), М-кодом.,1968; Бернштейн Н. А., Нариси по фізіології рухів і фізіології активності, М., 1966; Анохин П. До. [і ін.], Біологічна і медична кібернетика, в кн.: Кібернетику — на службу комунізму, т.5, М., 1967; Брайнес C. Н., Свечинський Ст Би., Проблеми нейрокібернетики і нейробіоніки, М., 1968; Шмальгаузен І. І., Кібернетичні питання біології, Новосибірськ, 1968; Ларін Ст Ст, Баєвський Р. М. Геллер Е. С., Процеси управління в живому організмі, в кн.: Філософські питання біокібернетики, М., 1969; Аптер М., Кібернетика і розвиток, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1970; Hassenstein B., Biologische Kybernetik, Hdlb., 1970.
