Юный техник 1979-12, страница 29

Как любая модель, она нужна, чтобы изучать свойства сердца в самых разных состояниях, при любых условиях. Ведь совершенно ясно, что ставить дежурные эксперименты на сердце человека никто не будет. Не требуется в этом случае и изучение сердца' животных, многие процессы в которых часто непохожи на те, что свойственны человеческому.

Сегодня самым распространенным методом обследования сердца является электрокардиография. Специальный прибор электрокардиограф регистрирует и записывает в виде волнистой линии суммарную электродвижущую силу сердца, которую можно зарегистрировать на поверхности человеческого тела. Откуда в сердце электричество? Дело в том, что в клетках мышечных волокон — из них «построено» сердце — минеральные и органические вещества находятся в виде молекул и ионов.

При возбуждении мышечного волокна в каждой его клетке изменяется равновесие между положительно и отрицательно заряженными ионами. Каждая клетка становится как бы генератором электрического поля, возникает разность потенциалов — так называемый трансмембранный потенциал.

График электрической характе-ристики сердца, который вычерчивают самописцы прибора, называется электрокардиограммой (сокращенно ЭКГ).

Но вот такой пример: на уроке учитель задает трудный вопрос. Добровольцев не находится, и учитель смотрит в классный журнал, намечая «очередную жертву». В классе — тишина и даже кажется, что слышишь стук своего сердца. Так вот, если бы в этот момент сделать электрокардиограмму, то она была бы почти такой же, как у человека, страдающего, скажем, недостаточностью кровообращения. Но ведь ты — здоров!

На странице 28 зеленой линией

изображена ЭКГ человека в состоянии покоя, а красной — при физическом или нервном напряжении или при заболевании сердца. Как видно из рисунка, во втором случае зубец Р наслаивается на зубец Т, резко укорачивается интервал Т—Р.

Математическая модель поможет более точно ставить диагноз. А как же в виде математических символов можно воспроизвести работу сложного и жизненно важного органа человека?

На основании исследований были выбраны три основных параметра, характеризующих работу сердца.

Первый параметр — это трансмембранный потенциал. Второй — так называемая геометрия сердца, его положение в грудной полости. И наконец, третий — порядок расположения мышечных клеток по внутренней поверхности сердца. Из медицинской практики известно, каково их расположение.

По этим данным была составлена программа для ЭВМ. Так «ожило» машинное «сердце». И первым делом решили проверить, как оно себя «чувствует»: получили его электрокардиограмму. ЭКГ «электронного сердца» сравнили с обыкновенной кардиограммой здорового человека. Ученые убедились, что они похожи. То есть модель работоспособна, правильно воспроизводит биологические процессы. А имея модель, можно приступать к самому главному, для чего она и строилась.

Математическое «сердце» стали портить. Вводили в программу ЭВМ, тоже в виде математических символов, дефекты, свойственные различным заболеваниям. Например, изменили на каком-то участке скорость распространения между клетками электрических возбуждений. Такое явление возникает в настоящем сердце в том случае, когда группа клеток заболевает или отмирает вообще. При этом скорость электровозбуждений рез

27