Volltext Seite (XML)
Dr. med. G. Heidel, Organisations- und Rechenzentrum der Medizinischen Akademie Dresden MEDIZIN UND KYBERNETIK (II) Den I. Teil des Artikels »Me dizin und Kybernetik“ von Dr. med. G. Heidel, Organi sations- und Rechenzentrum, ver öffentlichten wir in der Nummer 8 des „Akademie-Echos“ vom 15. April. Dieser Teil beschäftigte sich nach einer Einleitung mit den Abschnitten „Definitionen und Systematik der Kybernetik" und „Regelung und Informations verarbeitung“. Nachbestellungen dieser Aus gabe sind möglich. 3. Kybernetisches System im Gegenstandsbereich der Medizin Der Pädagoge Knöchel fordert für die Anwendbarkeit der Kybernetik in einer Einzelwissenschaft die Exi stenz eines kybernetischen Systems im Gegenstandsbereich der fraglichen Wis senschaft. Wollen wir also kyberneti sche Begriffe, Methoden und Erkennt nisse auf die Medizin anwenden, so müssen wir uns fragen, ob im Gegen standsbereich der Medizin kyberneti sche Systeme existieren. Nach den Aus führungen zur Regelung und Informa tionsverarbeitung sind uns die Krite rien bekannt, nach denen eine solche Auswahl vorzunehmen ist. Bei der Su che nach kybernetischen Systemen im Gegenstandsbereich der Medizin interes sieren uns aus der Fülle der Wechsel wirkungen vorwiegend die kompen sierenden Rückkopplungen und aus der Fülle der Prozesse vorwiegend die in- forma tionsverarbeitcnden. Ein äußerst komplexes kybernetisches System im Gegenstandsbereich der Me dizin ist der menschliche Organismus in seinen medizinisch relevanten Zu ständen Gesundheit oder Krankheit. Seine Untersuchung von der molekula ren über die zelluläre bis zur Ebene des Gesamtorganismus nach informa tionstheoretischen, regelungstheoreti schen und systemtheoretischen Gesichts punkten läßt eine Vielzahl von Infor mationsverarbeitungsprozessen in Re gelkreisen zwischen Systemen und Teil systemen auffinden. Sie sind in ihrer Vielfalt, Komplexität und Verflechtung heute noch nicht voll überschaubar. Der menschliche Organismus als selbstregulierendes dynamisches Sy stem ist wesentlicher Gegenstand der Anwendung der Kybernetik in der Me dizin. Er spiegelt aber nicht die ge samte Problematik der modernen Me dizin wider. Die Medizin ist wie jede Wissenschaft vom Menschen ein Grenz gebiet zwischen Natur- und Gesell schaftswissenschaften. Es muß deshalb darauf geachtet werden, daß eine me dizinische Kybernetik nicht von den sehr wesentlichen sozialen Wurzeln und Anliegen der Medizin abstrahiert Das Verhalten nur biologischer oder physiologischer Regelungssysteme ist Gegenstand der Biokybernetik und der von der Kybernetik sehr beeinflußten Regulationsphysiologie. Medizinisch-re levante Aspekte der Biokybernetik und Fragen wie beispielweise die Patholo gie der Regulation gehören selbstver ständlich zu einer medizinischen Kyber netik. Sie lassen nämlich beispielweise sehr interessante Analogieschlüsse aus dem Bereich der Regelungstechnik auf physiologische Regelsysteme zu. Wenn das gestörte Glied eines Regelkreises bisher nur als Erfahrungstatsache und mit einer gewissen Unsicherheit aufge funden werden konnte, so ist es durch einen solchen Analogieschluß möglich, es auf Grund der Kenntnis objektiver Gesetzmäßigkeit aufzufinden. Es wird also wissenschaftlich exakt nachweis bar, daß es sich beispielweise um eine Störung des Reglers selbst handeln muß, weil sich etwa eine Störung in der Vorgabe der Führungsgröße im Re gelsystem gesetzmäßig ganz anders auswirken muß. Zahlreiche solche physiologische Re gelungssysteme sichern die Konstanz des inneren Milieus des menschlichen Organismus trotzt wechselnder Um weltbedingungen. Trotz wechselnder Außentemperaturen wird die Körper Abbildung 3 temperatur immer wieder auf einen Normwert einreguliert, der die opti male Temperatur für den Ablauf der Stoffwechselprozesse darstellt. Trotz des diskontinuierlichen Angebotes von Kohlehydraten - nämlich nur zu den Mahlzeiten - wird durch Mobilisierung von Reserven auf einen bestimmten Be reich einreguliert. In stark vereinfachter Form ist in Abbildung 3 (Die Abbildungen 1 und 2 befinden sich im Teil I des Artikels) die Blutdruckregelung beim Menschen dargestellt. Der Regelstrecke entspricht die Blutbahn. In ihr ist der Blutdruck mit seinen Komponenten systolischer Druck (ps), diastolischer Druck (pd) und mittlerer Druck (pm) in gewissen Grenzen konstant zu halten. Die Meß fühler des Systems sind die Barorezep toren des Carotissinus und des Aorten depressors. Über sie gelangen der Re gelgröße x entsprechende Informatio nen über den tatsächlichen Blutdruck wert zum Vasomotorenzentrum als Regler. Auf der Grundlage einer von Rinde, Zwischenhirn und Hypothala mus vorgegebenen Führungsgröße W kann das Vasomotorenzentrum - etwa bei einem plötzlichen Blutdruckabfall — die Regelabweichung x — W „errech nen". Auf der Grundlage der Regelab weichung erarbeitet der Regler eine Stellgröße y, die als neurale Informa tion über den Sympathicus zum Herzen und zu den Vasomotoren gelangt Eine Erhöhung des Minutenvolumens und eine Kontraktion der Gefäßmuskulatur mit Erhöhung des peripheren Wider standes wirken dem absinkenden Blut druck entgegen. Anschließend an diese schnelle Regelkomponente wird zusätz lich über das Nebennierenmark durch Ausschüttung von Adrenalin, das den Kontraktionszustand der glatten Gefäß muskulatur langfristig aufrechterhält, gesichert, daß die Regelwirkung lang dauernd erhalten bleibt. Schon in die ser äußerst einfachen Darstellung wird die Komplexität physiologischer Regel vorgänge gegenüber einem idealisier ten Blockschema der Regelung deutlich. Besonders charakteristisch für physio logische Regclungsvorgänge ist ihre vielfache gegenseitige Vermaschung, z. B. die Vermaschung des Kreislauf systems mit dem Atmungssystem über den Vagus oder die schon erwähnte Vermaschung von neuraler und humo raler Informationsübertragung. Deutlich wird aber auch aus dieser Darstellung, daß die Kenntnis solcher physiologischer Regelsysteme wesent liche Vorteile beispielsweise für die Diagnostik in sich birgt. Bei Regula tionsstörungen läßt sich durch eine exakte Systemanalyse das erkrankte Teilsystem relativ leicht auffinden. Aus diesem Grunde gehören solche und ähnliche biokybernetische Fragestellun gen zweifelsohne zu einer medizini schen Kybernetik. Wir dürfen dabei aber nicht vergessen, daß sie dem Wesen einer medizinischen Kybernetik nicht in vollem Umfange genügen können, da sie die wesentlichen sozialen Bezüge der Medizin nicht widerspiegeln. 4. Das Arzt-Patient-System Wenn ein Erkrankter auf Grund sei ner Beschwerden einen Arzt aufsucht, so geht er damit eine zeitweilige so ziale Bindung ein. Das dabei entste hende Arzt-Patient-System ist die für die Medizin charakteristische soziale Bindung schlechthin. Dabei gilt es aber zu beachten, daß die moderne Medizin eine komplexe Wissenschaft mit zahlreichen klinischen und theoretischen Disziplinen darstellt. Ärztliche Tätigkeit ist nicht nur auf die Begegnung mit dem Patienten be schränkt. Entsprechend weit muß das Arzt-Patient-System in diesem Zusam menhang gefaßt werden. Wir verstehen hier unter Arzt-Pa- tient-System als abstrakter Kategorie jede nur mögliche Wechselwirkung zwischen Arzt und Patient, die einem bestimmten Ziel, der Förderung der Gesundheit im weitesten Sinne, dient. Dieses abstrakte Arzt-Patient-System findet seine Realisierung in zahllosen Arzt-Patient-Begegnungen in der Sprechstunde und am Krankenbett. Es beinhaltet darüber hinaus überhaupt alle Möglichkeiten ärztlichen Wirksam werdens von der Prophylaxe über die Therapie bis zur Metaphylaxe und setzt dabei nicht in jedem Falle eine unmittelbare Begegnung zwischen Arzt und Patient voraus. Es beinhaltet wei terhin alle überhaupt möglichen Pa tienten, also auch „potentielle" Patien ten, denen prophylaktische Maßnah men gelten. Im Teilsystem aller möglichen Pa tienten ist im Arzt-Patient-System der menschliche Organismus mit seinen me dizinisch-relevanten Zuständen Gesund heit und Krankheit enthalten. Das Teil system „Arzt" bezieht ein System mo derner medizinischer Erkenntnisse und alle Möglichkeiten zu ihrer Realisie rung ein. Es ist gewissermaßen das in der Gesamtheit der Ärzte enthaltene „interne Modell" des Organismus und seiner krankhaften Veränderungen so wie entsprechender prophylaktischer, therapeutischer und metaphylaktischer Maßnahmen, das durch Lernen und Er fahrung ständig vervollkommnet wird. Das Arzt-Patient-System genügt in diesem weiten Rahmen allen Möglich keiten der Medizin. Es faßt klinische und theoretische Fächer im Sinne einer interdisziplinären Synthese zusammen und gibt die Möglichkeit, alle Sphären ärztlichen Wirksamwerdens zu erfas sen. Wenn wir uns an die schon ge nannte Forderung Knöchels erinnern; der die Anwendbarkeit der Kybernetik in einer Einzelwissenschaft von der Existenz eines kybernetischen Systems in ihrem Gegenstandsbereich abhängig macht, müssen wir fragen, ob das Arzt- Patient-System den Anforderungen an ein kybernetisches System genügt. Von der Medizin her gesehen ist das Arzt- Patient-System derart umfassend, daß es als kybernetisches System durchaus die grundlegende und zentrale Kate gorie einer medizinischen Kybernetik darstellen könnte. z (Als Manuskript gedruckt) Lesen Sie bitte im „Aka- demie-Echo" Nummer 10: „Medizin und Kybernetik“, Teil III. In dieser Fortsetzung, ■ die gleichzeitig der Schluß des I Artikels ist, beschäftigt sich der i Autor mit den Abschnitten S „Das Arzt-Patient-System in E kybernetischer Sicht“ und S „Möglichkeiten einer medizini- B sehen Kybernetik“. „Akademie-Echo" Seite Z