Введение в иммунные системы

ИММУННЫЕ СЕТИ

Лекция 11

Системы для поиска информации

В связи с быстрым развитием интернет-технологий возникла необходимость применения средств искусственного интеллекта для поиска и обработки интернет-ресурсов. Применение интеллектуальных MAC для решения задач сбора, поиска и анализа информации в глобальных сетях дает следующие существенные преимущества перед традиционными средствами обработки информации:

• обеспечение доступа пользователя к сетевым протоколам в сети Интернет;

• параллельное решение нескольких задач;

• выполнение поиска информации после отключения пользователя от сети;

• увеличение скорости и точности поиска, а также уменьшение загрузки сети засчет поиска информации непосредственно на сервере;

• создание собственных баз информационных ресурсов, постоянно обновляемых и расширяемых;

• реализация возможности сотрудничества между агентами, которая позволяет использовать накопленный опыт;

• возможность автоматически корректировать и уточнять запросы, используя контекст и применяя модели пользователей.

Недостатком современных систем интеллектуального поиска и обработки информации является их слабая способность к обучению. Поэтому основные усилия по совершенствованию интеллектуальных систем информационного поиска в сети Интернет направлены на развитие моделей представления знаний, механизмов вывода новых знаний, моделей рассуждения и способов обучения агентов.

Естественная иммунная система представляет собой сложную систему, состоящую из нескольких функционально различных компонентов. Иммунная система использует многоуровневую защиту против внешних антигенов, включая действие неспецифических (врожденных) и специфических (приобретенных) защитных механизмов. Основная роль иммунной системы заключается в распознавании всех клеток (или молекул) организма и классификации их как «своих» или «чужих». Чужеродные клетки подвергаются дальнейшей классификации с целью стимуляции защитного механизма соответствующего типа. В процессе эволюции иммунная система обучается различать внешние антигены (например, бактерии и вирусы) и собственные клетки или молекулы организма.

Установлено, что в организме человека поддерживается большое количество иммунокомпетентных клеток, которые циркулируют по всему телу. Основным типом клеток, участвующих в иммунном ответе и обладающих свойствами специфичности, разнообразия, памяти и адаптивности, являются лимфоциты. Другие клетки, имеющие название фагоцитов, – нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и моноциты – это вспомогательные клетки, основная функция которых заключается в обеспечении способности иммунной системы к уничтожению антигенов. В организме имеется два основных типа лимфоцитов – Т- и В-лимфоциты.

Указанные два типа лимфоцитов играют в иммунном ответе разную роль, хотя и могут взаимодействовать, контролируя, таким образом, свои функции.

При попадании антигена в организм лишь малая часть клеток иммунной системы способна к его распознаванию. Такое распознавание стимулирует процессы размножения и дифференцировки лимфоцитов, приводящие к образованию клонов идентичных клеток (или антител). Этот процесс, называемый размножением клона, формирует многочисленную популяцию специфичных к антигену антителопродуцирующих клеток. Размножение клона иммунокомпетентных клеток приводит к разрушению или нейтрализации антигена. Часть образовавшихся клеток сохраняется для иммунной памяти. В результате, последующее воздействие похожего антигена приводит к более быстрой иммунной реакции (вторичному ответу).

Процесс циркуляции В- и Т-лимфоцитов в первичных и вторичных лимфоидных органах тщательно контролируется, что обеспечивает попадание соответствующих клеточных популяций – наивных («необученных») и эффекторных клеток, а также клеток памяти – в разные места назначения. Избирательная миграция лимфоцитов в различные органы и ткани имеет название хоуминга (самонаведения). В этих органах имеется специализированная среда для поддержания процессов размножения активированных антигеном лимфоцитов и их дифференцировки в эффекторные клетки и клетки памяти. Интересно, что клетки памяти оказывают избирательное предпочтение тому типу тканей, в котором они впервые встретились с антигеном. Вероятно, это обеспечивает возврат каждой конкретной клетки памяти в тот участок тела, где она, скорее всего, снова встретится с антигеном.

Существует два основных варианта иммунного ответа: гуморальный, опосредованный В-клетками и их продуктами, и клеточный, в котором участвуют Т-клетки. Обоим вариантам иммунных реакций соответствуют сходные последовательности этапов защиты организма: активация, деление, дифференцировка, секреция, иммунная атака, супрессия и память, однако они осуществляются различными способами. В регуляции как гуморального, так и клеточного иммунитета участвуют популяции Т-клеток, называемые хелперными или супрессорными клетками, которые усиливают либо, соответственно, подавляют иммунный ответ.