内稳态思维模型-自我调节,保持系统平衡的倾向和机制
一、 什么是内稳态
内稳态(homeostasis)也称为“体内平衡(homeostasis)”,或者“内环境稳定”,是指外界环境发生巨大变化时,有机体保持体内环境相对稳定的倾向和机制。
内稳态也是系统自我调节以保持平衡状态的过程,使它们能够在变化的环境中发挥作用。大多数情况下,他们会稍微超出或低于预期,必须不断调整。就像飞行员驾驶飞机一样,这个系统偏离航线的次数要多于正常的次数。在稳态系统内的一切都有助于使它保持在一个平衡的范围内,所以了解这个范围的限制也是很重要的。
内稳态,是生物进化过程形成的一种的生存机制,它或多或少能够减少生物对外界条件的依赖性,确保生物保持自身体内环境相对稳定。具有内稳态机制的生物借助于内环境的稳定而相对独立于外界条件,提高生物对外界环境的承受能力,从而进一步提高生物体的生存能力。
二、 内稳态的生物学概述
内稳态对有机体的生存具有关键意义,大量基本的生存动机,如饥渴等即以此为基础来调节有机体的状态,以适应环境。如:人体正常体温须保持在36.8度左右,上下波动不超过1度,若长时间偏离正常体温超过一定限度,人会因体内各种生化平衡遭到破坏,无法进行新陈代。
生物的内稳态是有其生理和行为基础的。很多动物都表现出一定程度的恒温性,即能控制自身的体温。控制体温的方法在恒温动物主要是靠控制体内产热的生理过程,在变温动物则主要靠减少热量散失或利用环境热源使身体增温,这类动物主要是靠行为来调节自己的体温,而且这种方法也十分有效。
维持体内环境的稳定性是生物扩大环境耐受限度的一种主要机制,并被各种生物广泛利用。但是,内稳态机制虽然能使生物扩大耐受范围,但却不能完全摆脱环境所施加的限制,因为扩大耐受范围不可能是无限的。事实上,具有内稳态机制的生物只能增加自己的生态耐受幅度,使自身变为一个广生态幅物种或广适应性物种(eurytopic species)。
内稳态是由生物系统的各种调节机制调控而维持的一种动态平衡,是生物系统从进化适应中获得的维持整个生物系统生存的基本条件。处于内稳态的生物系统是健康的,可以正常稳定地发挥应有的功能。远离内稳态的生物系统则处于病理状态,生物系统的功能异常,而且不能获得稳定的发挥。生物系统内外都存在两种过程:一是致病过程,迫使生物系统远离内稳态;二是康复过程,促使生物系统恢复原有内稳态,或者建立新的内稳态。
所有的生物,从植物到小狗到人类,都必须调节其内部环境来处理能量,并最终生存下来。例如,如果你的血压猛增或体温骤降,你的器官系统可能难以完成工作,最终失败。
三、 内稳态的案例分析
案例一:体育训练的内稳态
运动员按照一定的方案训练,达到运动训练平台的时候就形成了内稳态。只要维持相应的训练,运动水平就可以稳定发挥。
内稳态的稳定程度就是内稳态的品质。优秀运动员的内稳态品质当然高于普通运动员。常规训练维持内稳态的稳定,超常训练则提高内稳态的品质(打破品质低的旧内稳态,建立品质高的新内稳态)。围绕这些问题开展的训练学研究可以称之为内稳态训练理论。
内稳态的品质越高,抵抗外界干扰所产生的应激的能力越强,各种应激的影响越小。
案例二:饮食上的内稳态
饮食是一种维持内稳态的方式,不恰当的饮食也会造成应激。内稳态的品质越高,受饮食方式的影响越小。绝食是一种极端的饮食方式,可以认为,内稳态品质越高的人,所能绝食的天数也就越多。从这个角度可以理解一些佛教徒辟谷的修行方式。因此,参加绝食的人必须有很高的内稳态品质。普通人的绝食会对身体造成不可逆损伤。
饮食营养配方的重要性与内稳态的品质成反比。受精卵是内稳态品质最低的,人们发现成年人很多慢性病与母亲十月怀胎的营养失调有关。成年人的内稳态品质是一生中最高的,尤其是男性(女性的月经周期会影响内稳态的品质),也是受营养成分影响最小的。遗憾的是,成年人也是赚钱较多的时候,他们花在饮食方面的预算也是最多的,造成一定的浪费。相反,成年人对其它时期的家属的关心也是最少的。其它成员因为受营养配方不全患病的机会较多,造成家庭开支的恶性循环。
优秀运动员常规训练时期的内稳态品质较高,受营养配方的影响很小。只有在非常规训练期间对营养配方比较敏感。遗憾的是,人们没有这个意识,不管是否处于非常规训练期,各种营养补品都上,造成相关消化器官过度使用,降低了非常规训练期对营养配方的吸收能力。这里导致的是营养开支和消化器官的双重浪费。正是基于类似的原因,澳大利亚划船队的一个营养教练一天只吃一餐。
其它内稳态的案例:
另外,内稳态是一个非常优美的生理学概念。生物系统抵抗外界干扰的负反馈状态可以看做是内稳态。江山易改,本性难移,可以看做是是心理素质方面的内稳态。
四、 内稳态的启发
我们日常生活当中也有不少类似内稳态的现象,具备内稳态的思维模式,可以让我们更好的理解和看待现实中的一些问题。
日常生病,也是我们的身体系统远离了内稳态,如病菌的侵袭,我们的免疫系统降低,打破原有的体内平衡,随着药物的治疗和人体免疫力的提高,我们的身体逐渐恢复到内稳态状态,就会康复。还有我们经常听到那些降血压、降血糖之类的药,目的也是为调节体内的不平衡,从而达到内稳态。
健身或选择一项运动,我们开始的时候,身体很容易产生一些酸痛和不适应,这就是我们身体原有的内稳态被打破了,产生负反馈,身体会本能的排斥这种状态,并且倾向于让身体回到原有的内稳态,这就是为什么好多人坚持不下来的原因。随着我们长时间的坚持和锻炼,身体会逐渐的形成新的内稳态,产生正反馈循环。但是,如果我们的运动量过大,超出身体内稳态的界限,那么我们就很容易受伤。
我们工作,从开始的入职培训,接受一个新的岗位,有好多流程的不畅通,技能生疏,我们会感觉到有点不适应,这也相当于打破了我们原有的内稳态系统,远离了原有的平衡状态。随着后面的学习和深入,我们会逐渐的适应,达到一种新的内稳态。
电脑正常情况下,可以流畅的运行,保持一种内稳态状态,一旦我们打开的文件较大,或者运行很大的游戏时,系统就很容易内存不足或者卡死,这也相当于打破了电脑原有的内稳态。
还有物理学上的一种运动状态,惯性定律,在不受外力的状况下,物体会保持其原先的状态,我们同样可以看作是一种内稳态,处于一种平衡,想要打破原有的状态,就需施加一定的外力。
除了生物学之外,其实社会科学、控制论、计算机科学和工程都可以运用到内稳态的思维,可以将内稳态作为一个思维模型来理解人和机器如何在受到干扰的情况下,如何保持内稳态,或者产生新内稳态。