Rückkoppelung und Regelkreis
Basiselemente der Regulation
Der Begriff der Rückkopplung stammt aus der elektrischen Schaltungstechnik und bezeichnet den Vorgang, wenn ein verstärktes Signal auf seine Quelle bzw. die Eingangsgröße zurückwirkt. Wirkt das Ausgangssignal dabei im Gegensatz zu einer Gegenkopplung verstärkend auf das Eingangssignal, spricht man von einer Mitkopplung. Es kommt zu einer sich selbst verstärkenden Wirkung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal, die bis zur Selbsterregung oder dem Eintreten eines qualitativ neuen Zustandes führen kann.
Inzwischen wird der Begriff Rückkopplung bzw. feedback auch im anderen Zusammenhang zur Charakterisierung von chemischen, sozialen oder ökologischen Vorgängen verwendet.
Lebende Organismen sind operational geschlossene Systeme. Sie arbeiten nach Regeln, die für ihre Art charakteristisch sind. Sie arbeiten rekursiv und erzeugen sich damit selbst. Sie schreiben sozusagen ihre eigene Geschichte. Jede Wahrnehmung oder Handlung ist somit ein Ergebnis, das nach den inneren Regeln des Organismus errechnet bzw. erzeugt wird.
Heinz von Förster antwortete auf die Frage, wann ein Computer lebendig sei mit einem verschmitzen Lächeln: »Ja dann, wenn er beginnt, seine eigene Geschichte zu erzählen.«
Gleichgewicht durch Regelkreise
Überall dort, wo ein dynamisches Gleichgewicht aufrecht erhalten werden muss, sind letztlich einfache oder komplexe Regelkreise im Spiel. Jeder Regelkreis, gleichgültig, ob es sich um Maschinen, Motoren oder Messgeräte aus unserem Alltag handelt, oder um digitale Applikationen, die sich häufig aus einem schier unübersehbaren Netz aus Schaltkreisen zusammensetzen, oder ob es sich um lebende Organismen handelt, deren Regelkreisstruktur noch um vieles komplexer ist als die eines Computers, funktioniert nach dem selben Prinzip.
Der Regelkreis besteht aus einem Fühler (Sensorium), der einen Messwert an einen Prozessor sendet. Dieser Prozessor (Messeinheit) verarbeitet den gesendetenWert, vergleicht ihn mit einem Sollwert und sendet das Ergebnis der Berechnung über eine Wirkstrecke an die Zieleinheit, die dieses Ergebnis bzw. die Interpretation dessen umsetzt. Der Vorgang beginnt von Neuem.
Informationsverarbeitungssysteme
Ein Blick in das Innere des Systems Körper
Alle drei Systeme - Nervensystem, Immunsystem und Hormone - verarbeiten Reize nach ihnen eigenen Regeln. Rückkoppelung, Regelkreise und hochgradige Vernetzung sind dabei ebenfalls grundsätzliche Regulationsprinzipien.
Die Herzfrequenz, der Glukosespiegel, die Anzahl aktivierter Muskelfasern und viele andere uns aus unserem Körper vertraute Parameter oszillieren um einen in einem entsprechenden Netz von Regelkreisen dynamisch erzeugten Stellwert. Nervensystem, Immunsystem und das System der Hormone sind die mächtigsten Rechenmaschinen unseres Organismus. Sie erzeugen und kontrollieren Soll- und Ist-Zustände.
