В биофизике, биологии и медицине часто применяют физические, биологические, математические модели. Физическая модель имеет физическую природу, часто ту же,
что и исследуемый объект. Например, течение крови по сосудам моделируется движением жидкости по трубим (жестким или эластичным). При моделировании электрических процессов в сердце его рассматривают как электрический токовый диполь. Для изучения процессов проницаемости ионов через биологические мембрана заменяется искусственной (например» липосомой). Липосома - физическая модель биологической мембраны. Физические устройства» временно заменяющий органы живого организма, также можно отнести к физическим моделям; искусственная почка • модель почки» кардиостимулятор - модель процессов в синусовом узле сердца, аппарат искусственного дыхания - модель легких.
Биологические модели представляют собой биологические объекты, удобные для экспериментальных исследований, на которых изучаются свойства, закономерности биофизических процессов в реальных сложных объектах. Например, закономерности возникновения и распространения потенциала действия» нервных волокна % были научены только после нахождения такой удачной биологической модели, как гигантский аксон • кальмара, Опыт Уссинга, доказывающий существование активного транспорта, был проведен на биологической модели - коже лягушки, которая моделировала свойство биологической мембраны осуществлять активный транспорт. Закономерности сократимости миокарда устанавливают на основе модельных экспериментов на капиллярной мышце.
Математические модели - описание процессов в реальном объекте с помощью математических уравнений, как правило, дифференциальных. Для реализации математических моделей в настоящее время широко используются компьютеры, С помощью ЭВМ проводят так называемые машинные исследования патологических процессов в кардиологии, развития эпидемий и т*д*. При этим можно легко изменять масштаб, ускорить или замедлить течение процесса, рассмотреть процесс в стационарном режиме, как это предложено в модели сокращения мышцы (модель Дшцеревского), и по пространству, Например, ввести локальную пространственную неоднородность параметров, изменить конфигурацию зоны патологии. Изменяя коэффициенты или вводя новые члены и дифференциальные уравнения, можно учитывать те или иные свойства моделируемого объекта или теоретически создавать объекты с новыми свойствами» так, например, получать лекарственные препараты более эффективного действия. С помощью ЭВМ можно решать сложные уравнения и прогнозировать поведение системы: течение заболевания» эффективность лечения, действия фармацевтического препарата. Если процессы в модели имеют другую физическую природу, оригинал, но описываются таким же математическим аппаратом (как правило» одинаковыми дифференциальными уравнениями), то такая модель называется аналоговой. Обычно в виде аналоговой модели используются электрические. Например, аналоговой моделью сосудистой системы является электрическая цепь из сопротивлений, емкостей и индуктивностей.