Специфика медицинского моделирования в познании

Моделирование или создание моделей (франц. modele - образец, прообраз), подобных предмету исследования, применяется в основном в сложных научных изысканиях, где протекающие процессы неочевидны или затруднены для наблюдения. Модель - это специально созданный макет или представление о предмете, процессе и т.д. с помощью объекта на другом объекте, который отображает существенные элементы или свойства исследуемого объекта (оригинала). Между моделью и объектом, исследуемым ученым, должно существовать некое подобие. Оно может заключаться либо в явном сходстве физических характеристик модели и объекта, либо в сходстве функций, осуществляемых моделью и объектом. Модели, основанные на сходстве функций, осуществляемых объектами различной природы (прежде всего живыми организмами) играют большую роль для выработки гипотез в биологии и медицине.

Наличие органической целесообразности в жизнедеятельности живых существ не изолирует их от сфер неживой природы. Организм взаимодействует с абиотическими факторами как частью окружающей его среды и подчиняется в своем развитии некоторым общим законам, присущим всей материи. Жизнедеятельность организма невозможна без использования физических и химических закономерностей. Как в живой, так и в неживой природе имеют место аналогичные физико-химические закономерности. Это и является одной из объективных предпосылок применения некоторых общих методов физико-химического и логико-математического изучения процессов функционирования как в кибернетических устройствах, так и в живых организмах. Конечно, в сложной, относительно целесообразной и саморегулирующейся живой системе есть нечто большее, чем простая аналогия с физико-химическими закономерностями.

Если в аналитическом аспекте организм как бы равен сумме физико-химических элементов, лежащих в его основе, то в синтетическом отношении (организм как живое, специфически функционирующее целое) он характеризуется уже качественно новыми биологическими закономерностями. В силу этого никакой физико-химический аналог и самая сложная кибернетическая модель не могут быть тождественны живому организму (оригиналу). Познание количественных и качественных проявлений функционирования живых систем плодотворно осуществляется на основе использования метода биологического моделирования. Моделирование как специфический метод познания функций живого организма основывается на принципе материального единства мира, на наличии в живой и неживой природе неких всеобщих законов их развития, на признании взаимосвязи и взаимообусловленности явлений.

Осознанное вещественное или мысленное воспроизведение свойств предметов, явлений и процессов, происходящих в сложном живом организме с помощью специально созданного аналога - некоего макета в научной медицине, выполняет моделирование. Оно «означает материальное или мысленное имитирование реально существующей (натуральной) системы путем специального конструирования аналогов (моделей), в которых воспроизводятся принципы организации и функционирования этой системы» (Фролов И.Т. Вопросы философии. 1961.?2. С. 39). Всякая модель является специфической формой познания сложной действительности. Если в некоторых простых, вещественных моделях это отражение происходит в адекватной форме, то в идеальных, логико-математических моделях подобная адекватность модели своему оригиналу не обязательна.

Опираясь на принцип изоморфизма, современная биология и медицина все более широко использует методы кибернетического моделирования. При подобном моделировании биологических процессов, как правило, воспроизводятся функциональная структура изучаемого объекта и общие принципы управления и связи, присущие живой и неживой природе. Моделирование биологических объектов основано на аналогии между данными входов и выходов систем при полном различии внутренних структур. Например, искусственная почка моделирует деятельность живой почки лишь в конечном итоге, т.е. результатом деятельности почки и ее модели является выведение из организма азотистых шлаков и т.д. Конкретный же механизм диализа и выведения вредных продуктов в том и другом случае различен.

Моделирование в определенной степени является разновидностью абстрактно-логического познания. Его принципиальное отличие от «чистого» абстрактно-логического познания заключается в том, что здесь сам процесс познания и его результат как бы материализуется, овеществляется в различных экспериментальных установках, модельных сооружениях и т.д. и т.п. В отличие от теории модель не объясняет исследуемого предмета непосредственно в форме представлений, понятий, суждений и умозаключений. Напротив, возникнув на основе предварительных гипотетических (теоретических) предпосылок, модель есть как бы овеществленный результат познания, нуждающийся в дальнейшем теоретическом истолковании. Вот почему модели нередко представляют собой только промежуточное звено между будущей теорией и действительностью.

В модели происходит перенос знаний с более сложной системы на более простую. Но механический перенос этих знаний без учета качественной специфики самой модели и моделируемого объекта не может дать плодотворного результата, так как свойства и особенности, моделируемые на неживой кибернетической системе, не являются суммой закономерностей живой биологической системы. В силу этого при изучении тех или иных заболеваний при помощи так называемого модельного, кибернетического диагноза следует учитывать, что диагностический процесс в медицине не является результатом простого арифметического суммирования симптомов и синдромов болезни. Не случайно говорится, что диагностика - это не процесс суммации, а процесс синтеза и творчества. Диагностический процесс связан с переработкой многочисленных анамнестических, бактериологических, лабораторно-биохимических и других данных о состоянии больного.

Если модельный кибернетический диагност способен рассуждать только по законам формальной логики, то врач творчески опирается и на все формально-логические, и диалектические закономерности. В силу этого знания, полученные на основе модельных аналогий, носят лишь условный, вероятностный характер. Модельная аналогия сохраняет свою познавательную, эвристическую ценность лишь тогда, когда в изучаемых и сравниваемых объектах устанавливается сходство в основных, существенных чертах и свойствах, когда учитывается не только функциональное сходство данных систем, но и их качественная субстанциональная специфичность. Соблюдение данных методологических принципов особенно важно при изучении с помощью различных моделей биологических закономерностей как высших интегральных и весьма специфических закономерностей, присущих только лишь живой природе.

Отвлекаясь от различий в вещественном субстрате изучаемых явлений и опираясь на их определенное функциональное сходство, аналогичность, современная наука использует в различных областях техники и производства некоторые сложные принципы жизни и деятельности организмов. Возникновение на стыке наук о живой и неживой природе бионики, использующей в технических устройствах сложнейшие принципы целесообразной деятельности живых систем, знаменует новый этап в познании природы. Конечно, между моделированием и бионикой есть заметное различие. Если моделирование ставит задачу раскрытия новых тайн природы, то бионику интересуют утилитарные задачи, т.е. использование закономерностей развития и поведения живых существ для создания различных технических устройств, в том числе и клинического назначения.

Использование закономерностей, лежащих в основе надежности, эффективности и целесообразности функционирования биологических систем в работе технических устройств, является ступенью развития науки в моделировании важных принципов самонастройки, авторегуляции и гомеостатичности живых систем. Все большее применение моделирование находит в экспериментальной медицине. Теперь в ней широко используются натуральные модели. В этом качестве по отношению к высшим организмам (человеку) используются низшие (обезьяны, собаки, морские свинки и т.д.). «Модельные опыты, будучи нацеленными на воспроизведение болезней человека и животных, преследуют несколько задач: воссоздать клинико-анатомический комплекс симптомов, характеризующих данную болезнь, этиологически обосновать эту болезнь, раскрыть ее патогенез и возможности лечения» (Давыдовский И.В. Проблема причинности в медицине (этиология). М., 1962. С. 137).

Биологическая близость некоторых высших животных, особенно обезьян, к человеку дает возможность в аналогичной форме воспроизвести у них некоторые нозологические формы заболеваний, присущие человеку. При экспериментальном моделировании так называемых человеческих болезней у животных учитывают следующие методологические принципы: во-первых, определенную биологическую близость модели (экспериментальных животных) и оригинала (человека), во-вторых, степень сходства условий, в которых воспроизводится болезнь у животного, с условиями, необходимыми и достаточными для возникновения и развития болезни человека. Несмотря на наличие большого анатомо-физиологического сходства обезьяны и человека, первые в естественных условиях не способны болеть гипертонией, атеросклерозом и т.д. в той форме и степени, как человек.

Таким образом, натуральная модель (экспериментальная болезнь) не является адекватной оригиналу. В силу этого и знания, полученные при изучении натуральной модели, могут (с рядом ограничений и оговорок) использоваться при истолковании аналогичных патологических процессов, происходящих в человеческом организме. Познавательно-эвристическая ценность моделирования болезней и заключается в том, что оно способствует познанию сущности этиологии и патогенеза заболеваний человека. Нередко один и тот же процесс, являясь оригиналом, по отношению к другим процессам представляет собой их модель. Воспроизводимая на животных та или иная болезнь является неким оригиналом, а по отношению к человеку она - модель его аналогичного заболевания. В свою очередь модели, используемые в медико-биологических науках, не равноценны по своей теоретико-познавательной значимости.

Все демонстрационные модели в виде всевозможных муляжей и т.д. не дают познавательной информации, они лишь наглядно отражают известные морфологические и функциональные отношения и связи. Нередко экспериментальные модели содержат уже доказанные или гипотетически предполагаемые функциональные связи и отношения интересуемого положения вещей. Мыслительная модель, упрощая изучаемый феномен, вычленяя его некоторые стороны и акцентируя на них внимание, способна дать новую познавательную информацию. Подобные особенности мыслительной модели делают ее эвристически ценной в роли первого приближения к истине. В понимании и истолковании проблемы моделирования имеют место как идеалистические, так и метафизические взгляды. Отрицая наличие объективной общности между моделируемым и моделирующим процессами, некоторые ученые приходят к субъективистским выводам, к отрицанию или недооценке познавательных функций моделей.

Вскрывая качественную специфику живого организма и предупреждая о недопустимости его низведения до уровня пусть даже сложно организованной машины, И.П. Павлов говорил: «Человек, конечно, система, грубее говоря - машина, как и всякая другая в природе, подчиняющаяся неизбежным и единым для всей природы законам; но система в горизонте нашего современного научного ведения, единственная по высочайшему саморегулированию. Разнообразно самоорганизующиеся машины мы уже достаточно знаем между изделиями человеческих рук... Но наша система в высочайшей степени самоорганизующаяся, сама себя поддерживающая и даже совершенствующаяся» (Павлов И.П. Полн. собр. трудов. 1949. Т. III. С. 454). В процессе моделирования целесообразно соблюдение методологически ориентирующих принципов: наличия структурного сходства между моделью и моделируемым и способность модели функционально воспроизводить некоторые состояния оригинала.

В общетеоретическом плане при анализе и оценке диагностики имеют место два подхода. Один рассматривает диагностику как сугубо узнавательно-распознавательный, алгоритмический подход, исходящий из заранее известных правил совершающегося процесса. Такая диагностика предстает как поиск истины в рамках уже известного, как бы готового, сформировавшегося и, как правило, общепризнанного врачами и используемого ими клинического опыта. Сторонники такого подхода по существу воспринимают ее в точном соответствии с буквальным смыслом термина «диагностика» (греч. diagnosis - распознавание). Распознавание причины и характера болезни сводится ими к узнаванию уже известного, не содержащего новых знаний о болезни конкретного пациента. Узнавание - это один из видов обычной рассудочной деятельности.

Сводя диагностику к распознаванию, указывают на научную суть распознавания. Если лабораторно-экспериментальная и теоретическая деятельность ученых-медиков рассматривается как связанная с выходом за пределы допустимого, существующего на сегодняшний день знания, то деятельность врача-диагноста неизбежно заключена в узкие рамки достигнутого к настоящему времени медицинского знания. Вопрос о соотношении репродуктивного и продуктивного, обычного отражения и опережающего информационного отражения решается сторонниками этой точки зрения в пользу первого. На самом деле диагностика не является обычным распознавательным процессом. Диагноз болезни, обоснованный врачом, - не распознавание, а идентификация изучаемой болезни с теми знаниями об аналогичной болезни, т.е. нозологической форме, которые содержатся в учебниках, лекциях профессоров, клинических разборах и анализах специалистов.

Абсолютизация принципа «открытия известного» в ходе постановки диагноза может привести к излишней догматизации клинического мышления. На самом деле, опираясь на известное, врач при постановке диагноза болезни стремится познать специфическое, индивидуальное. Ведь всякая болезнь представляет сложное и противоречивое системное единство общего, типового, повторяющегося и сугубо индивидуального и неповторимого. Диагноз следует рассматривать как подведение единичного под общее путем распознавания общего в отдельном. В результате врач-диагност не ограничивается лишь «открытием открытого», «познанием познанного», ибо каждый человек рождается, живет, болеет, выздоравливает и уходит в «мир иной» по-своему, как правило, индивидуально, самобытно.

В целом научное познание в медицине, независимо от профиля науки, не может не опираться на накопленный багаж знаний. Часто новые научные открытия представляют собой своеобразный гибрид уже известного и вновь открытого. Также и в диагностике распознавание уже известного и открытие нового о развитии болезни - это единый процесс. Напротив, нередко болезнь развивается с отступлениями от типового образца, проявляется специфично, в зависимости от социальных, экологических, профессиональных и бытовых условий жизни больного, а также в зависимости от своеобразия его соматики и психики. На пути индивидуализации медицина идет все дальше и дальше. Сейчас известна не только анатомическая и физиологическая индивидуальность, но и биохимическая и молекулярно-биологическая, не говоря уже о психосоматической.

Распознавая типологические, общие черты той или иной нозологической формы в аналогичной болезни у конкретного больного, врач нередко непреднамеренно сталкивается с индивидуальными особенностями болезни. Индивидуализированный диагноз - это не столько следствие распознавания, т.е. идентификации болезни, сравнения ее с известной уже типовой нозологической формой, сколько открытие, т.е. познание чего-то нового, не встречающегося ранее как существен-

ного изменения типового. Индивидуализированный диагноз - это и важная предпосылка индивидуализированной терапии и прогнозирования болезни. А это значит, что на каком бы системно-структурном уровне не проводилось диагностическое изучение, выводы должны делаться на организменно-личностном уровне.

Исходя из сказанного, можно заключить, что диагностику не надо представлять как просто распознавательный процесс. Распознавательное (репродуктивное) и познавательное (продуктивное) в разных диагнозах болезней соотносятся не одинаково: в одних диагнозах преобладает распознавательная, в других - познавательная составляющая болезни. Болезнь как нозологическая единица - это абстракция, сформулированная на основе отвлечения от реального многообразия и разнообразия болезней, подведение их под общие, типовые схемы. На этом основании некоторые медики под влиянием позитивизма приходят к выводу, что «ишемий», «пневмоний» и других болезней как типовых нозологических единиц не существует, а имеются лишь отдельные больные с сугубо индивидуальными, неповторимыми болезненными реакциями и состояниями.

В действительности нозологические формы болезней абстрагированы от реально, объективно существующего единства и общности болезней определенного класса. В диагностической деятельности врачу иногда приходится иметь дело и с исследовательской работой как таковой: открывать новые заболевания и весьма атипично протекающие традиционные болезни в связи с изменениями экологической обстановки и образа жизни человека. Индивидуализированное обоснование диагноза обычной болезни так же можно рассматривать, как маленькое научное открытие. Исходя из основных положений теории познания, диагностику следует рассматривать как специфическую форму познания, в которой в то же время проявляются ее общие закономерности. С.П. Боткин говорил, что в самом начале диагностического процесса, т.е. на стадии живого созерцания, необходимо собирание фактов и их критический анализ, определенная предварительная рациональная переработка, отделение существенного от второстепенного и случайного.

Собирание анамнеза, лабораторное и инструментальное обследование более всего тяготеют к чувственной ступени познания. Но уже при проведении анамнеза врач руководствуется теоретическими положениями и клиническими принципами. Его живое созерцание озаряется светом прошлого опыта, клинической эрудиции, господствующими клиническими воззрениями и т.д. Уже при собирании анамнеза и изучении симптомов и синдромов болезни врач вынужден заниматься предварительным анализом, классификацией и группированием чувственного материала.

Специфичность диагностики как формы распознания болезни усиливает значимость чувственного созерцания. Это объясняется крайней индивидуализацией каждого больного и каждой болезни. Чувственное познание при выявлении индивидуальной природы болезни играет весьма большую роль. В свою очередь рациональный этап диагностического процесса, выражающийся в подведении того или иного конкретного заболевания под определенную нозологическую форму, неизбежно «обременяется» накапливающимися конкретными чувственными сведениями и данными о состоянии больного. Как на стадии непосредственного чувственного познания больного, так и при рациональных способах постановки диагноза болезни врач корректирует свои представления и понятия результатами лабораторных исследований и непосредственного наблюдения за развитием болезни.

На основе научного познания закона как совокупности объективных, существенных, повторяющихся в определенных условиях устойчивых связей, отношений между явлениями и процессами, так и внутри них самих, стало возможным разработать научные принципы прогностики заболеваний как одной из специфических форм предвидения в медицине. Законы патологии отражают развитие явлений и процессов не только в прошлом и настоящем. Они отражают и тенденцию их развития в будущем. Диагноз будущего, т.е. прогностика, строится с учетом этой тенденции. Прогноз заболевания отличается от простого эмпирического предсказания хода патологического процесса тем, что он основывается не на поверхностном знании этого процесса, а на знании законов развития патогенеза заболеваний.

Персонализированный патогенетический, вскрывающий нозологическую принадлежность болезни, а не формально-логический диагноз, позволяет сделать основательный прогноз заболевания, опираясь на общепознавательную закономерность восхождения от абстрактно-логического к конкретному. Диагноз заболевания и прогноз его развития в будущем - это диалектическое единство констатирующей (о прошлом и настоящем) и прогностической (о будущем) истины. В диагностической деятельности врачу постоянно приходится иметь дело с объективными и субъективными данными и показаниями. От того или иного понимания соотношения объективного и субъективного, их роли и удельного веса в развитии и течении патологических процессов зависит точность и адекватность диагноза.

Расшифровка содержания болевого ощущения позволяет дополнить формулируемый врачом диагноз новыми, дополнительными чертами и особенностями. Экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о том, что большинство болевых ощущений способно в специфической для них форме отражать не только интенсивность, но и качественные особенности патогенных и непатогенных раздражителей и воздействий. В этой связи подчеркнем относительность подразделения субъективного и объективного. Подобная релятивность особенно наглядно проявляется при классификации методов обследования больного.

Почему подразделение методов исследования врачом больного на объективные и субъективные следует считать условным, относительным? Во-первых, потому, что уже при так называемом субъективном исследовании больного, т.е. при ознакомлении с жалобами больного на его состояние, его болезненными ощущениями и т.д., врач в той или иной мере познает объективное состояние больного, патологические основы болезни. И в данном случае объективное и субъективное во многом сливаются и перекрещиваются. Во-вторых, так называемое объективное исследование больного не исчерпывается лишь лабораторно-инструментальными методами. К объективным методам изучения больного относят и обычные «классические» физикальные методы (пальпация, перкуссия, аускультация). А при использовании последних возможность субъективной оценки и интерпретации тех или иных объективных показаний весьма велика.

Несмотря на всю условность и относительность деления методов обследования на объективные и субъективные, нельзя стирать ту грань, которая отделяет их друг от друга. Отождествление субъективных и объективных методов исследования, абсолютизация первых, выведение их за пределы реальной применимости является одной из гносеологических предпосылок субъективизма и интуитивизма в медицине. Любой вид познания организменных и психофизиологических качеств пациента одновременно является объективным по содержанию и субъективным по форме. Инструментальные методы обследования больного в определенных условиях могут иметь проявления субъективности и даже субъективизма. Это происходит потому, что информация, получаемая с помощью инструментальных методов, расшифровывается и объясняется узкими специалистами с разным уровнем профессиональной подготовки и нередко не знакомыми непосредственно с болезненным состоянием пациента.

Диагностические инструментальные приборы являются узко специализированными и дают показания лишь об отдельных, локальных структурно-функциональных частях организма. Если эти показания не будут органично вписаны в общую, целостную информационную картину состояния обследованного, то предотвратить субъективистское истолкование будет невозможно. Гипертрофированное отношение к диагностическим приборам может поставить врача на путь ошибочных выводов, так как используемые приборы дают информацию лишь о какой-либо одной стороне изучаемого процесса. Окончательный же синтезированный вывод должен сделать врач на основе взвешенной оценки данных, в том числе получаемых от техники. Истолкование показаний диагностических приборов должно производиться с проекцией на конкретного больного.

Имеющаяся изолированность узких специалистов, использующих диагностическую технику и нередко их оторванность от конкретного больного, являются благоприятными предпосылками для проявления субъективистских интерпретаций получаемой информации, для диагностических ошибок. В ряде зарубежных стран врач-кардиолог, например, не только осматривает больного, но и сам непосредственно выполняет многие инструментально-диагностические исследования. Он и интерпретирует полученную информацию применительно к обследуемому и курируемому им пациенту. Это позволяет снизить уровень проявления субъективности и субъективизма. А ведь субъективистская переоценка или недооценка врачом какого-либо симптома или реакции организма может привести к серьезным диагностическим просчетам и ошибкам.

Гипертрофированный метод, вопреки даже желанию самого врача, превращается в своеобразную клиническую методологию, предопределяющую характер и направленность дальнейшего обследования пациента, заслоняет и невольно обесценивает возможность использования других методов, инструментально-диагностических средств, сужает широту осмысливаемых клинических фактов, лишает возможности адекватной и углубленной оценки состояния больного.

В последние годы в медицинских публикациях обсуждается вопрос об использовании компьютеров в сборе и оценке анамнестической информации. Насколько целесообразна прямая связь пациента с компьютером? Усилит ли она объективность анамнестической информации и адекватность ее оценки?

Нельзя не согласиться с мнением противников полной замены врача компьютером: в этих ситуациях обесценивается человечность отношений, исчезает психотерапевтическое воздействие врача. Гуманность и психотерапия неизбежно уступает место сухим, холодным и однозначным «да» и «нет» при непосредственном «общении» больного с компьютером через его вопросник. Вопрос об отношении «пациент - врач» в свете диалектики субъективного и объективного должен решаться в зависимости от социально-культурных условий жизни пациента. В наше время приходится иметь дело и с малограмотными всезнайками в вопросах медицины. Такие пациенты стремятся «помочь» установить врачу тот диагноз, который они уже придумали для себя сами.

В связи с внедрением в медицину аппаратуры и электронновычислительной техники вопрос о ее месте и роли приобретает особое методологическое значение. Размах разнообразия мнений об отношении врача к этому виду техники в процесс диагностирования весьма велик: от признания возможности и целесообразности замены врача подобными техническими устройствами до их полного неприятия и отрицания. Нецелесообразность полной замены врача диагностическими компьютерами очевидна. Кто-то из известных клиницистов остроумно заметил, что врач, который считает, что он может быть заменен компьютером, вполне заслуживает того, чтобы его заменили уже сейчас и немедленно, ибо такой врач самокритично признает свою профессиональную несостоятельность.

Негативное же отношение к диагностическим компьютерам пытаются обосновать тем, что они усиливают антигуманистические тенденции во врачебной работе, устраняют необходимую интимность, духовный контакт между врачом и пациентом или даже вытесняют врача из одного из важнейших видов его профессиональной деятельности. Утверждают, что компьютеризация диагностического процесса якобы приведет к исчезновению гиппократовских традиций в медицине, к девальвации личностного подхода к больному. Какие же методологические, деонтологические и психологические принципы должны быть положены в основу отношения врача к электронно-диагностической технике? Прежде всего, техника в целом, в том числе и электронно-диагностическая, должна рассматриваться как средство усиления и совершенствования сенсорных и интеллектуальных возможностей врача.

Новейшие автоматизированные компьютерные комплексы могут принимать решения на основе широкого и многостороннего анализа клинических и лабораторных данных, сопоставления и анализа различных сторон и этапов развития болезни. Тем не менее никакая искусственная интеллектуальная система не в состоянии выйти за границы той парадигмы, которая формализована в языке ее программы: в ней отсутствует механизм саморефлексии, позволяющий критически оценить направление, методы и результаты диагностического поиска; наконец, только врач интерпретирует «выводы» названной программы, вписывает их в целостную клиническую картину болезни пациента. Процессы запоминания, хранения, первичной, черновой обработки и последующего воспроизведения диагностической информации компьютеры выполняют быстрее и точнее, чем врач.

Диагностическая машина и математическую оценку вероятности того или иного диагноза для конкретного случая может дать несравненно быстрее, чем врач, но вопрос - лучше ли? Другими словами, надо стремиться к компьютеризации, но при этом помнить, что она выступает только помощником врача. Диагностические компьютеры должны выполнять лишь только то, что они могут делать лучше врача. Главным же в диагностике и лечении всегда было и остается клиническое мышление, медицинская психология, этика, а теперь и биоэтика - все это высшие компетенции врача. Но и этого недостаточно. В клинической практике исторически врачи прибегают еще к одной особой форме познавательной деятельности - врачебной интуиции.