Fraktale w anatomii

No Comments
autor: Mobilos

Powszechnie znanym fenomenem występującym w anatomii jest niezwykle efektywne wykorzystanie dostępnej przestrzeni- stosunkowo małe struktury mogą mieć bardzo dużą powierznię, na której zachodzą właściwe im procesy. Wiadomym jest, iż dzieję sie dzięki stopniowemu podziałowi na coraz mniejsze części. Jednakże spojrzenie na te struktury poprzez pryzmat zwykłej geometrii nie dostarcza kompletnych informacji na ich temat. Okazuje się, iż w wielu przypadkach dopiero analiza pod kątem fraktalności potrafi wyjaśnić szereg anatomicznych fenomenów. Jedną z cech fraktala jest to, iż jego struktura nie daje się łatwo opisać językiem tradycynej geometrii euklidesowej. To właśnie właściwości fraktalne, wyznaczone m.in. przez wymiar fraktalny, nadają strukurom najlepsze, najbardziej optymalne zdolności do wypełnienia przestrzeni (space-filling). Zgadza się to z tymi cechami fraktali jakimi są samopodobieństwo (każdy fragment podobny do siebie, zawiera wielokrotnie pomniejszone kopie) oraz nietrywialność struktury (zmiana skali, np. powiększenie ukazuje tak samo złożone i skomplikowane struktury jak wyjściowo). Zatem geometria fraktalna stoi jako podstawowa zasada projektowania biologicznych form, zapewniającą im m.in. najlepszą produktywność (1).

Najlepiej to zjawisko zobrazuje system rozgałęzień płuc, będący klasycznym przykładem fraktala (2,3) i matematyczny model drzewka fraktalnego.


źródło: Fractals in Biology and Medicine, vol IV (3). Kształty typu drzewko Kocha powstają za pomocą równań matematycznych. Zastanawiające czy za tworzenie struktur organicznych także odpowiadają równania matematyczne?

Następnym znakomitym przykładem struktury efektywnie wypełniającej przestrzeń jest system naczyń krwionośnych. Obliczono wymiar fraktalny tętnic płycnych: 2,71 oraz żył płucnych: 2,64 (3, 4) co zaskakująco zgadza się z przewidywaniami B. Mandelbrota, który wcześniej oszacował wymiar fraktalny drzewa krwionośnego na 2,7 (3)Istnieje ponadto wiele badań charakteryzujących fraktalną geometrię systemu krwionośnego oraz fraktalną dynamikę przepływu krwi. (5, 6, 7, 8, 9)


źródło: Fractals in Biology and Medicine, vol IV (3)

Fratalną organizację materii odkryto także w tkance kostnej (10, 11) dokładniej w istocie gąbczastej i budujących ją beleczkach kostnych. Tu również najczęściej mierzonym parametrem był wymiar frakatalny oraz, w niektórych pracach, lakunarność (fractal lacunarity) (12, 14) Znaczenie tego odkrycia w diagnostyce chorób kości, zwłaszcza w osteoporozie oraz w pomiarach gęstości mineralnej kości, została opisana pracach: 12, 13, 15

Pomiary wartości fraktalnych można prowadzić także w skali mikro. Rozwiązaniem problemu otrzymywania rozbieżnych danych przy tradycyjnym obliczaniu powierzchni retikulum endoplazmatycznego komórki wątroby okazało się dopiero ustalenie jej wymiaru fraktalnego (wynoszącego 2,7), obliczono także wymiar fraktalny wewnętrznej błony mitochondrium na (2,54) (3)

W neuronauce temat fraktali jest bardzo obszerny ze względu na złożoność budowy jak i skomplikowaną funkcjonalność układu nerwowego, którego rozwijające się modele stale odkrywają nowe, nieznane dotąd cechy. Jednakże wychodząc od podstawowej jednostki organizacyjnej jaką jest neuron, okazuje się, iż już w 1990 roku obliczono wymiar fraktalny komórek nerwowych siatkówki oka badając wzór rozgałęzień drzewa dendrytycznego (16)

Następnie podobne obserwacje poczyniono z dendrytycznymi rozgałęzieniami komórek nerwowych wzgórza (17) oraz róznymi typami komórek rdzenia kręgowego (18). Komórki piramidalne przeanalizowano także pod względem ich multifraktalności (19), która opisuje systemy fraktalne nie tylko pod względem pojedynczego parametry (np. najczęstszego wymiaru fraktalnego) a całego spektrum parametrów i ukazuje połączenia wielu fraktali ze sobą, będąc jeszcze bardziej skomplikowaną strukturą niż pojedynczy fraktal. Jest to jedynie niewielki wycinek z ogromnej ilości prac jakie zostały przeprowadzone w tej tematyce. Obszerną pracą podsumowującą znacenie fraktali w badaniach nad układem nerwowym oraz w neuronaukach jest „Fractals in the Nervous System: Conceptual Implications for Theoretical Neuroscience” (20) Przedstawione są w niej szczegółowo nie tylko badania nad fraktalną morfologią układu nerwowego ale także, co ciekawsze, koncepcje jego fizjologicznych funkcji w ujęciu fraktalnym. Jednym z wielu przykładów jest chociażby fraktalna analiza sygnałów EEG oraz rozpatrywanie fraktalnych właściwości jako grających rolę w funkcjonalnej integracji różnych poziomów neuronalnej organizacji, odnosząc się także nawet do funkcji poznawczych i emocjonalych, co rozpatruje praca „From Molecules to Mindfulness- how vertically convergent fractal time fluctuations unify cognition and emotion” (21)

Powyższe przykłady stanowią jedynie fragment ukazujący związki fraktali z medycyną koncentrując się na prawidłowych warunkach anatomicznych. Sugeruje się, iż wiedza na temat fraktali przyczyni się do stowrzenia gruntu pod bardziej holistyczne spojrzenie na funkcjonowanie organizmów żywych i ich środowiska oraz rozwoju nowoczesnych metod diagnostyki.

Categories: Uncategorized

0 Replies to “Fraktale w anatomii”

  1. 바이비트 (Bybit) 소개

    바이비트(Bybit)는 빠르게 성장하고 있는 암호화폐 거래소 중 하나로, 이용자들에게 다양한 거래 옵션과 함께 안전하고 효율적인 거래 환경을 제공합니다. 2018년에 설립된 이 플랫폼은 선물 거래와 마진 거래에 주력하며, 전 세계의 암호화폐 트레이더들에게 널리 알려져 있습니다.

    주요 특징

    1. 사용자 친화적인 인터페이스: 바이비트는 직관적인 UI/UX를 제공하여 초보자부터 전문가까지 쉽게 사용할 수 있는 플랫폼입니다. 거래 차트와 도구들이 잘 배치되어 있어 실시간 시장 분석이 용이합니다.

    2. 고속 거래 실행: 바이비트는 높은 성능의 서버와 기술 인프라를 갖추고 있어, 거래 체결 속도가 빠릅니다. 이는 트레이더가 빈번한 거래를 필요로 하는 암호화폐 시장에서 큰 장점이 됩니다.

    3. 레버리지 거래: 바이비트는 최대 100배의 레버리지를 제공합니다. 이는 트레이더가 적은 자본으로도 큰 규모의 거래를 할 수 있게 해주지만, 동시에 높은 리스크를 동반하므로 주의가 필요합니다.

    4. 안전성: 바이비트는 고객 자산의 안전을 위해 여러 가지 보안 조치를 취하고 있습니다. 이중 인증(2FA)과 지갑 자산의 오프라인 저장 등 다양한 보안 기능이 제공되어 해킹 등의 위험에 대비하고 있습니다.

    5. 모바일 거래: 바이비트는 모바일 앱을 제공하여 언제 어디서나 거래할 수 있는 flexibility를 제공합니다. 이는 바쁜 일상 속에서도 트레이더가 시장의 변화를 실시간으로 파악하고 대응할 수 있게 해줍니다.

    거래 가능한 암호화폐

    바이비트에서는 비트코인(BTC), 이더리움(ETH), 리플(XRP), 라이트코인(LTC) 등 다양한 주요 암호화폐를 거래할 수 있습니다. 또한, 유망한 알트코인에 대한 거래도 지원하여 트레이더들이 다양한 투자 기회를 누릴 수 있습니다 bybit

    커뮤니티와 지원

    바이비트는 활발한 사용자 커뮤니티와 지원 시스템을 운영하여 거래자들에게 필요한 정보를 제공합니다. 공식 웹사이트와 소셜 미디어를 통해 업데이트와 교육 자료가 지속적으로 제공되며, 고객 지원팀이 여러 언어로 문의를 처리합니다.

    결론

    바이비트는 다양한 기능과 안전성을 갖춘 암호화폐 거래소로, 많은 트레이더들에게 인기를 얻고 있습니다. 초보자와 경험이 풍부한 트레이더 모두에게 유용한 플랫폼으로, 암호화폐 거래의 세계에 발을 내딛고자 하는 이들에게 강력하게 추천할 수 있습니다. 그러나 모든 거래에는 리스크가 따르므로 충분히 학습하고 신중하게 접근하는 것이 중요합니다.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *