二十世纪四十年代初，通过运用数学和物理学的原理与方法，分析研究各种工程技术的控制和人体的各种功能调节，概括出一些有关调节和控制过程的共同规律，开辟了一个新的学科，这就是控制论（cybernetics)。把控制论的普遍原理用于人体功能的分析，使我们对人体调节功能的一般规律，有了进一步的认识。

    在用控制论原理分析人体的调节活动时，人体的各种功能调节都被认为是“自动控制”系统，并可将神经、体液或自身调节中的调节部分（如反射中枢、内分泌腺等)看作是控制部分；将效应器或靶器官、靶细胞看作是受控制部分，而将后者的状态或所产生的效应称为输出变量；在控制部分和受控制部分之间，通过不同形式的信号（化学的或电的，以及其它形式)进行信息传递。信息就是指某种信号的量或序列所包含的意义。

    一个自动控制系统，必然是一个闭合回路，也就是在控制部分和受控部分之间存在着双向的信息联系，即控制部分有控制信息到达受控部分，受控部分也不断有信息送回到控制部分。在不同的自动控制过程中，传递信息的方式是多种多样的，可以是电信号（神经冲动)、化学信号或机械信号，但最重要的是这些信号的数量和强度的变化中是否包含了准确的和足够的信息。在自动控制过程中，来自受控部分的信息有很重要的意义。由控制部分发出信息来改变受控部分的状态，这是控制和调节过程的一个方面。但仅有这一面，还不能完成调节过程；受控部分必须不断有信息送回到控制部分，不断纠正和调整控制部分对受控部分的影响，才能达到精确的调节。来自受控部分的反映输出变量变化情况的信息，称为反馈信息。由于控制部分是根据反馈信息的量来纠正和调整它所发出控制信息的量的，所以反馈信息与控制信息之间必然存在着某种函数关系。控制论主要从数学的角度，研究控制过程中信息的传递、贮存和转换，而不去注意这些信息的生物学和物理学含义。

    人体的躯体运动与内环境稳态，都要依靠反馈信息对控制信息的纠正和调整作用，从而达到精确的调节。在人体的各种调节中，有一类调节是使人体活动按某一固定的程序进行，达到某一特定目标，例如各种骨骼肌的随意运动；另一类是使某理化特性保持在某一相对稳定的水平。试以神经科检查中常用的指鼻试验为例，说明躯体活动的定向调节。正常人闭上眼睛也能够轻易地按照指定的程序抬起手来，用手指轻触前方一目的物之后，再缩回轻触自己的鼻尖。他的动作可以十分稳定、十分准确。这就是因为在这一动作的进行过程中，上肢各部分肌肉在不断接受中枢控制信息作出反应的同时，还不断自肌肉和关节发出反馈信息到达控制这一肢体运动的有关中枢，并与“指令”进行比较，随时纠正中枢传出的控制信息，使动作不致偏离预定目标。小脑损伤的人在作指鼻试验时，上肢抖动不已，手指可偏离鼻尖很远，这显然是由于调节过程中某些环节发生了障碍。

    内环境稳态的调节，主要是指机体能在内外各种因素的干扰中仍保持内环境理化特性的相对稳定。试以体温调节为例来说明。恒温动物的体温经常是在环境温度低于或高于体温的环境下维持稳态的，人的体温一般都在37℃左右，而环境温度经常低于或高于37℃，这是由于体内有整套体温调节机制，可按自动控制的原理进行调节。现在认为下丘脑内有决定体温水平的调定点的神经元，也有对体内温度变化敏感的神经元，还有调节体内各种产热、散热过程的体温调节中枢。由调定点发出的“参考信息”，使体温调节中枢发出控制信息调节产热和散热过程。当体内、外某些重大变动使体温升高时，体温变化的反馈信息将在下丘脑内与参考信息进行比较，由此产生的“偏差信息”使体温调节中枢发出的控制信息相应地发生改变，导致产热减少而散热加速，于是使体温回降。

    在上述体温调节的例子中，体温升高产生的反馈信息所引起的作用是纠正控制信息，使体温回降。在这一自动系统中，反馈信息的作用与控制信息的作用方向相反，因而可以纠正控制信息的效应。这一类反馈调节称为负反馈（negative  feedback)。躯体定向运动中的反馈调节也属于负反馈.

   人体还有一些过程，一旦发动起来就逐步加强、加速，直至完成，如排尿、分娩、血液凝固等。调节这一类过程的控制回路中，从受控部分发出的反馈信息不是制约控制部分的活动，而是促进与加强控制部分的活动，所以称为正反馈（Positive feedback)。负反馈控制的功能是维持平衡状态，因而是可逆的过程；正反馈控制的过程则是不可逆的、不断增强的过程。

    只有在输出信号出现偏差以后，负反馈调节才发生作用，所以总要滞后一段时间才能纠正偏差，而且易于矫枉过正而产生一系列波动。负反馈机制对偏差的敏感程度愈高，则波动愈大；愈不敏感，则滞后愈久。然而在健康人体，各种功能都能在体内外多种因素不断干扰的情况下，较好地保持稳态；这－方面可能是由于人体各种控制“元件”的性能优于人造的部件，另一方面很可能还存在其它的控制方式参与稳态的维持。近来发现干扰信号作用于受控部分引起输出变量改变的同时，还可直接通过感受装置（sensor)作用于控制部分；这就有对能在输出变量未出现偏差而引起反馈信息之前，即可对可能出现的偏差发出纠正信号。干扰信号对控制部分的这种直接作用称为前馈(feed-forward)。前馈显然可以避免负反馈所具有的波动和滞后两项缺陷。如当人们进行冬泳锻炼时，在脱了冬装准备跳入尚有一些浮冰的水中以及刚进入水中时，人体内的温度还没有降低，但由于刺激皮肤冷感受器而产生的信息已发动了中枢神经系统内的体温调节机制，增加产热和控制散热以保持体温相对稳定。甚至在进入泳场更衣室开始换装时，泳场环境产生的各种视觉、听觉刺激，就已通过条件反射的方式发动体温调节机制了。这些都是前馈的表现。关于前馈的原理，目前所知不多，但必然比负反馈更加复杂细致得多，例如监视干扰情况就需要很多不同类型的感受装置，因为干扰的性质是多种多样的。