[原创]关于系统医学模型的建立

[watermark]系统医学作为指导思想，当然是重要的，但是，这还远远不够，系统医学不仅要成为临床的指导思想，而且它应该成为普遍接受的医疗模式。
在《系统生物学面面观》一文中说：系统生物学的目标就是要得到一个理想的模型，使其理论预测能够反映出生物系统的真实性。
那么，系统医学的目标是什么呢？我觉得，系统医学的目标也是要得到一个理想的模型，这个模型必须能够很好地指导临床实践。
为了达到这个目标，需要做的工作是很多的，而其中最重要的工作之一，就是理想模型的建立。
但是，怎样才能建立起理想模型，怎样才能完善理想模型，这涉及到许多问题，在解决这些问题的过程中，“稳定是运动的回复”这个理论的意义就显露出来了。
1.系统医学理想模型建立的困难
所谓理想模型的建立，就是要描绘出所考虑的系统的结构及其变化，例如在系统生物学研究中，描绘出基因相互作用网络和代谢途径，以及细胞内和细胞间的作用机理等等。
描述的办法可以是建立微分方程或者系统仿真模型。这两种办法在医学研究中都是使用过的。例如，药代动力学分析就采用数学模型来模拟药物在机体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。
但是，生物系统特别是人体系统是非常复杂的，因此实际上做起来非常困难。
在《系统生物学面面观》一文中，讲到系统生物学研究的成果以及遇到的问题时说：“基因组和基因表达方面的研究已经比较完善，而蛋白质研究就较为困难，至于涉及生物小分子的代谢组分的研究就更不成熟。因此，要真正实现这种整合还有很长的路要走。”“对于多细胞生物而言，系统生物学要实现从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合。…如何通过研究和整合去发现和理解涌现的系统性质，是系统生物学面临的一个带根本性的挑战。”
归结起来，目前系统生物学研究可以分为三个部分：
比较完善的部分：基因组和基因表达
困难和不成熟的部分：蛋白质、生物小分子的代谢
遇到挑战的部分：从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合；涌现（突现）的理解。
由此可见，随着研究对象复杂程度的增加，困难就会越来越大。
如果从系统医学角度看，由于它面对的是整个人体，所以它遇到的问题大多数是系统生物学所遇到的挑战性问题，即从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合；涌现（突现）的理解等问题。所以系统医学比系统生物学的麻烦更多，更难于解决。
当然，系统生物学和系统医学所面临的复杂性困难，不仅表现在模型建立方面，而且表现在实验等方面，但是，模型建立方面遇到的复杂性困难更具有挑战性。
模型建立方面遇到的复杂性困难之所以更具有挑战性，是因为它与系统科学研究所遇到的复杂性困惑相关联。
我们知道，系统的结构决定于系统要素间的关系，而系统科学研究所遇到的复杂性困惑，就是由于“关系”的复杂和不确定而导致的困惑。由于“关系”的复杂和不确定，在采用微分方程的时候，就出现求解非线性微分方程的困难；在采用系统仿真模型的时候，就出现所得结果比较复杂的问题。这两个困难在系统生物学和系统医学研究中也是经常碰到的，因而是非常突出的。
那么，怎么办呢？既然系统科学的困惑来源于关系的复杂和不确定，那么系统科学研究就面临一个根本任务：理清关系。
这样，就涉及到了同态学的研究。
2.建立系统医学理想模型必须应用同态学理论与方法
同态学可以说是为了理清复杂系统“复杂和不确定的关系”才建立起来的一门学科。
同态学研究表明：理清关系的实质是要对关系的对称破缺进行刻画；而同一性可以刻画关系的对称破缺。
同态学通过对于这个问题的研究，形成了一个刻画“关系的对称破缺”的完整的科学体系，基于这个科学体系，同态学就提供了一套进行系统医学研究的完整的、定性与定量相结合的、既抽象又实用的理论与方法。
不过，同态学内容比较多，本文不可能加以一一介绍。有兴趣的读者可以参看同态学的有关书籍，例如比较通俗的《苹果、池塘、熵与同态》等等。这里只是围绕“稳定是运动的回复”的理论，来探讨一下系统医学理想模型的建立问题。
3.建立系统医学理想模型的方法和步骤
对于同态学来讲，“稳定是运动的回复”这个命题属于“运动同一性” 的研究范畴。另外同态学还研究“结构同一性”，系统医学理想模型的建立，既要考虑“运动同一性”，也要考虑“结构同一性”。详细的讨论也请参看同态学的有关书籍。下面只是给出应用同态学的理论与方法来建立系统医学理想模型的方法和步骤。
（1）确定所要研究的运动回复过程。
（2）确定与该运动回复过程相关的要素。
（3）建立系统参照系。
（4）对该运动回复过程进行阶段划分。
（5）确定相关的要素与该运动回复过程各阶段的关系，并且根据“关系的对称破缺” 来确定相关的要素与该运动回复过程各阶段的同一性，建立同一性矩阵。
（6）适当改变相关要素的情况，观测该运动回复过程的变化情况，据此来确定同一性矩阵的变化。
（7）根据同一性矩阵的变化情况来获取该运动回复过程及其相关要素的各种特征值，例如惯性、存在量等，作为判断该运动回复过程的指标。
（8）重复上面的步骤，直到获得一个理想的系统医学模型为止。
在上面的步骤（5）中，确定相关的要素与该运动回复过程各阶段的关系是一个比较困难的工作，可以直接从系统参照系出发，应用模糊数学、概率分析的方法来直接确定相关的要素与该运动回复过程各阶段的同一性，建立同一性矩阵。[/watermark]

“贪钱无情”