Как же оно справляется со своей задачей, как влияет на него работа других органов?
Эти вопросы не раз звучали на рабочих заседаниях Совета по кибернетике и породили не одну научно-исследовательскую тему в области электронной медицины. Одна из них, осветившая работу удивительного органа регулирования — синусного узла, пролила свет на многое, что было неизвестно в деятельности нашего сердца.
Возьмите свою руку и сосчитайте пульс. Сколько? Обычно у человека число ударов колеблется от 50 до 100 в минуту. И мы даже не подозреваем, что при вдохе или выдохе частота ударов сердца резко изменяется, так резко, как бывает при поднятии большой тяжести. Но это происходит кратковременно и при обычном счете пульса даже не замечается. Явление вполне обычное, происходящее без участия сознания и являющееся необходимым условием существования организма. Оказывается, пульсом заведует небольшое нервно-мышечное образование сердца, которое называют синусным узлом. Этот синусный узел воспринимает и через особый блуждающий нерв передает на сердце влияние дыхания, физической нагрузки, психических переживаний.
Изучая работу синусного узла, ученые попытались выразить ее математическим путем. Когда уравнение, оказавшееся довольно удачным математическим аналогом синусного узла, было найдено, оно поразило математиков тем, что в точности совпало с уравнением, которое характеризует обычный маятник! Это уравнение описывает движение тяжелого шара, подвешенного на стержне. Казалось бы, какое отношение имеет к сердцу шар на подвесе? Только то, что сердце, как и маятник, — колебательная система. Период колебания в одной системе зависит от сокращения блуждающего нерва, в другой — от изменения длины подвеса. Чем такая игрушка, как шар на подвесе, не модель сердечной деятельности? Большего от аналогии ведь и не требуется. Мы знакомы с аксиомой, гласящей: совсем не обязательно, чтобы процесс и его аналог были подобны во всем. Важна общность законов, управляющих работой обоих. И теперь, имея легкий доступ к модели, можно изучать малодоступное сердце. Ведь легче изменить длину подвеса маятника или трение в нем и этим имитировать зависимость работы блуждающего нерва от дыхания, возбуждения, нагрузки, чем вести умозрительные рассуждения о том, чего нельзя взять в руки.
Исследователей заинтересовал и другой момент. Маятник помогает изучать работу сердца при нормальном дыхании, но ведь при плавании и некоторых спортивных упражнениях необходима задержка дыхания после вдоха. Как это влияет на работу сердца и жизнедеятельность организма? Уравнение маятника здесь уже помочь не могло. Нужно было искать новую модель.