二十世紀(jì)四十年代初，通過(guò)運(yùn)用數(shù)學(xué)和物理學(xué)的原理與方法，分析研究各種工程技術(shù)的控制和人體的各種功能調(diào)節(jié)，概括出一些有關(guān)調(diào)節(jié)和控制過(guò)程的共同規(guī)律，開(kāi)辟了一個(gè)新的學(xué)科，這就是控制論（cybernetics)。把控制論的普遍原理用于人體功能的分析，使我們對(duì)人體調(diào)節(jié)功能的一般規(guī)律，有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
在用控制論原理分析人體的調(diào)節(jié)活動(dòng)時(shí)，人體的各種功能調(diào)節(jié)都被認(rèn)為是“自動(dòng)控制”系統(tǒng)，并可將神經(jīng)、體液或自身調(diào)節(jié)中的調(diào)節(jié)部分（如反射中樞、內(nèi)分泌腺等)看作是控制部分；將效應(yīng)器或靶器官、靶細(xì)胞看作是受控制部分，而將后者的狀態(tài)或所產(chǎn)生的效應(yīng)稱為輸出變量；在控制部分和受控制部分之間，通過(guò)不同形式的信號(hào)（化學(xué)的或電的，以及其它形式)進(jìn)行信息傳遞。信息就是指某種信號(hào)的量或序列所包含的意義。
一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，必然是一個(gè)閉合回路，也就是在控制部分和受控部分之間存在著雙向的信息聯(lián)系，即控制部分有控制信息到達(dá)受控部分，受控部分也不斷有信息送回到控制部分。在不同的自動(dòng)控制過(guò)程中，傳遞信息的方式是多種多樣的，可以是電信號(hào)（神經(jīng)沖動(dòng))、化學(xué)信號(hào)或機(jī)械信號(hào)，但最重要的是這些信號(hào)的數(shù)量和強(qiáng)度的變化中是否包含了準(zhǔn)確的和足夠的信息。在自動(dòng)控制過(guò)程中，來(lái)自受控部分的信息有很重要的意義。由控制部分發(fā)出信息來(lái)改變受控部分的狀態(tài)，這是控制和調(diào)節(jié)過(guò)程的一個(gè)方面。但僅有這一面，還不能完成調(diào)節(jié)過(guò)程；受控部分必須不斷有信息送回到控制部分，不斷糾正和調(diào)整控制部分對(duì)受控部分的影響，才能達(dá)到精確的調(diào)節(jié)。來(lái)自受控部分的反映輸出變量變化情況的信息，稱為反饋信息。由于控制部分是根據(jù)反饋信息的量來(lái)糾正和調(diào)整它所發(fā)出控制信息的量的，所以反饋信息與控制信息之間必然存在著某種函數(shù)關(guān)系。控制論主要從數(shù)學(xué)的角度，研究控制過(guò)程中信息的傳遞、貯存和轉(zhuǎn)換，而不去注意這些信息的生物學(xué)和物理學(xué)含義。
人體的軀體運(yùn)動(dòng)與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，都要依靠反饋信息對(duì)控制信息的糾正和調(diào)整作用，從而達(dá)到精確的調(diào)節(jié)。在人體的各種調(diào)節(jié)中，有一類(lèi)調(diào)節(jié)是使人體活動(dòng)按某一固定的程序進(jìn)行，達(dá)到某一特定目標(biāo)，例如各種骨骼肌的隨意運(yùn)動(dòng)；另一類(lèi)是使某理化特性保持在某一相對(duì)穩(wěn)定的水平。試以神經(jīng)科檢查中常用的指鼻試驗(yàn)為例，說(shuō)明軀體活動(dòng)的定向調(diào)節(jié)。正常人閉上眼睛也能夠輕易地按照指定的程序抬起手來(lái)，用手指輕觸前方一目的物之后，再縮回輕觸自己的鼻尖。他的動(dòng)作可以十分穩(wěn)定、十分準(zhǔn)確。這就是因?yàn)樵谶@一動(dòng)作的進(jìn)行過(guò)程中，上肢各部分肌肉在不斷接受中樞控制信息作出反應(yīng)的同時(shí)，還不斷自肌肉和關(guān)節(jié)發(fā)出反饋信息到達(dá)控制這一肢體運(yùn)動(dòng)的有關(guān)中樞，并與“指令”進(jìn)行比較，隨時(shí)糾正中樞傳出的控制信息，使動(dòng)作不致偏離預(yù)定目標(biāo)。小腦損傷的人在作指鼻試驗(yàn)時(shí)，上肢抖動(dòng)不已，手指可偏離鼻尖很遠(yuǎn)，這顯然是由于調(diào)節(jié)過(guò)程中某些環(huán)節(jié)發(fā)生了障礙。
內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)，主要是指機(jī)體能在內(nèi)外各種因素的干擾中仍保持內(nèi)環(huán)境理化特性的相對(duì)穩(wěn)定。試以體溫調(diào)節(jié)為例來(lái)說(shuō)明。恒溫動(dòng)物的體溫經(jīng)常是在環(huán)境溫度低于或高于體溫的環(huán)境下維持穩(wěn)態(tài)的，人的體溫一般都在37℃左右，而環(huán)境溫度經(jīng)常低于或高于37℃，這是由于體內(nèi)有整套體溫調(diào)節(jié)機(jī)制，可按自動(dòng)控制的原理進(jìn)行調(diào)節(jié)。現(xiàn)在認(rèn)為下丘腦內(nèi)有決定體溫水平的調(diào)定點(diǎn)的神經(jīng)元，也有對(duì)體內(nèi)溫度變化敏感的神經(jīng)元，還有調(diào)節(jié)體內(nèi)各種產(chǎn)熱、散熱過(guò)程的體溫調(diào)節(jié)中樞。由調(diào)定點(diǎn)發(fā)出的“參考信息”，使體溫調(diào)節(jié)中樞發(fā)出控制信息調(diào)節(jié)產(chǎn)熱和散熱過(guò)程。當(dāng)體內(nèi)、外某些重大變動(dòng)使體溫升高時(shí)，體溫變化的反饋信息將在下丘腦內(nèi)與參考信息進(jìn)行比較，由此產(chǎn)生的“偏差信息”使體溫調(diào)節(jié)中樞發(fā)出的控制信息相應(yīng)地發(fā)生改變，導(dǎo)致產(chǎn)熱減少而散熱加速，于是使體溫回降。
在上述體溫調(diào)節(jié)的例子中，體溫升高產(chǎn)生的反饋信息所引起的作用是糾正控制信息，使體溫回降。在這一自動(dòng)系統(tǒng)中，反饋信息的作用與控制信息的作用方向相反，因而可以糾正控制信息的效應(yīng)。這一類(lèi)反饋調(diào)節(jié)稱為負(fù)反饋（negative feedback)。軀體定向運(yùn)動(dòng)中的反饋調(diào)節(jié)也屬于負(fù)反饋.
人體還有一些過(guò)程，一旦發(fā)動(dòng)起來(lái)就逐步加強(qiáng)、加速，直至完成，如排尿、分娩、血液凝固等。調(diào)節(jié)這一類(lèi)過(guò)程的控制回路中，從受控部分發(fā)出的反饋信息不是制約控制部分的活動(dòng)，而是促進(jìn)與加強(qiáng)控制部分的活動(dòng)，所以稱為正反饋（Positive feedback)。負(fù)反饋控制的功能是維持平衡狀態(tài)，因而是可逆的過(guò)程；正反饋控制的過(guò)程則是不可逆的、不斷增強(qiáng)的過(guò)程。
只有在輸出信號(hào)出現(xiàn)偏差以后，負(fù)反饋調(diào)節(jié)才發(fā)生作用，所以總要滯后一段時(shí)間才能糾正偏差，而且易于矯枉過(guò)正而產(chǎn)生一系列波動(dòng)。負(fù)反饋機(jī)制對(duì)偏差的敏感程度愈高，則波動(dòng)愈大；愈不敏感，則滯后愈久。然而在健康人體，各種功能都能在體內(nèi)外多種因素不斷干擾的情況下，較好地保持穩(wěn)態(tài)；這－方面可能是由于人體各種控制“元件”的性能優(yōu)于人造的部件，另一方面很可能還存在其它的控制方式參與穩(wěn)態(tài)的維持。近來(lái)發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)作用于受控部分引起輸出變量改變的同時(shí)，還可直接通過(guò)感受裝置（sensor)作用于控制部分；這就有對(duì)能在輸出變量未出現(xiàn)偏差而引起反饋信息之前，即可對(duì)可能出現(xiàn)的偏差發(fā)出糾正信號(hào)。干擾信號(hào)對(duì)控制部分的這種直接作用稱為前饋(feed-forward)。前饋顯然可以避免負(fù)反饋所具有的波動(dòng)和滯后兩項(xiàng)缺陷。如當(dāng)人們進(jìn)行冬泳鍛煉時(shí)，在脫了冬裝準(zhǔn)備跳入尚有一些浮冰的水中以及剛進(jìn)入水中時(shí)，人體內(nèi)的溫度還沒(méi)有降低，但由于刺激皮膚冷感受器而產(chǎn)生的信息已發(fā)動(dòng)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的體溫調(diào)節(jié)機(jī)制，增加產(chǎn)熱和控制散熱以保持體溫相對(duì)穩(wěn)定。甚至在進(jìn)入泳場(chǎng)更衣室開(kāi)始換裝時(shí)，泳場(chǎng)環(huán)境產(chǎn)生的各種視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)刺激，就已通過(guò)條件反射的方式發(fā)動(dòng)體溫調(diào)節(jié)機(jī)制了。這些都是前饋的表現(xiàn)。關(guān)于前饋的原理，目前所知不多，但必然比負(fù)反饋更加復(fù)雜細(xì)致得多，例如監(jiān)視干擾情況就需要很多不同類(lèi)型的感受裝置，因?yàn)楦蓴_的性質(zhì)是多種多樣的。
