3、人体生理控制与疾病治疗中的控制策略

人体生理控制与疾病治疗中的控制策略

1. 癌症疾病与数学模型

癌症疾病的复杂性和多样性吸引了科学界的关注，目的是分析和理解癌细胞的动态行为。为此，许多数学模型被提出，用常微分方程来定义肿瘤的演化。部分模型呈现出混沌吸引子和规则吸引子（如定点、极限环和周期轨道）。其中，Itik和Banks在2010年提出的三维混沌 - 癌症系统就是这样一个模型，其三个状态变量分别是癌细胞群体的逻辑增长、肿瘤细胞与健康细胞之间的竞争以及效应细胞。周期性和混沌行为都取决于针对癌症的免疫反应强度，它们描述了肿瘤细胞的演化。当效应细胞为零，或者更准确地说，当混沌 - 癌症系统收敛到一个平衡点时，患者处于健康状态。

2. 人体生理的控制机制：稳态

人体拥有一个自然且自主的控制过程，可维持生命，这个过程由稳态机制设计。

2.1 稳态原理

在生理学中，控制指的是将生理变量稳定到特定设定点的过程，可通过负反馈闭环来逆转扰动，或通过前馈开环来实现。“稳态”一词由法国生理学家Walter Bradford Cannon在1929年提出。稳态原理是指生理系统在特定刺激导致变量变化时，将其内部环境调节到给定设定点的特性，目标是维持稳定且相对恒定的生理行为。人体的控制过程通过控制中心（由神经系统和内分泌系统组成）与自然传感器和效应器的协调来确保，如下图所示：

graph LR
    A[刺激] --> B[传感器]
    B --> C[控制中心]
    C --> D[效应器]
    D --> E[生理变量稳定]

2.