Drug action and information theory

Summary

In conclusion, then, we have tried to show that

• 1) Drug actions can be predicted and described best on a probabilistic basis and information theory offers a suitable framework for such predictions.

• 2) Drug actions are fundamentally of the all-or-none type involving the choice between two alternatives and these choises are therefore measurable by binary digits.

• 3) Drug actions are not absolutely but only relatively specific and such specificity can be measured on the basis of information theory by an array of suitable correlation data.

• 4) Synergisms and antagonisms can best be explained and measured by considering them as intersymbol influences in communications.

• 5) A theory of drug action based on information theory is more comprehensive and simpler than any theory based on the principles of classical physics and chemistry.

However, these conclusions provide only the general basis for future detailed studies of various drug groups which will probably require the collaboration of chemists and pharmacologists as well as biological mathematicians to produce practical results.

Zusammenfassung

Der Verfasser bespricht die verschiedenen Probleme der Drogenwirkung und der Reizwirkung im allgemeinen und kommt zu den folgenden Schlussfolgerungen:

• 1) Die Wirkung der Drogen kann am besten auf Grundlage der Wahrscheinlichkeitstheorie vorhergesagt und beschrieben werden und die mathematische Informationstheorie bietet einen befriedigenden Rahmen für solche Voraussagungen.

• 2) Drogenwirkungen beruhen im Grunde genommen auf dem „Alles oder Nichts Prinzip”, d.h. sie beruhen auf einer Wahl zwischen zwei Alternativen und diese Wahlen sind als Logarithmen mit der Basis 2 messbar.

• 3) Drogenwirkungen sind nicht absolut sondern nur relativ spezifisch und diese SpezifizitÄt kann auf Grundlage der Informationstheorie durch eine Matrize gernessen werden die eine Anordnung passender Korrelationsdaten enthÄlt.

• 4) Synergismen und Antagonismen zwischen verschiedenen Substanzen können am besten dadurch erklÄrt und gemessen werden, dass man sie als gegenseitige Beeinflussung zwischen den eine Mitteilung bildenden Symbolen auffasst.

• 5) Eine Theorie der Drogenwirkung auf der Informationstheorie basiert, ist umfassender und einfacher als irgend eine andere der die Prinzipien der klassischen Physik und Chemie zugrunde liegen.

Jedoch bieten diese Schlussfolgerungen nur die allgemeine Grundlage für zukünftige detaillierte Studien der verschiedenen Drogenklassen und diese Studien werden die Mitarbeit der Chemiker, der Pharmakologen und der mathematisch eingestellten Biologen erfordern.

Résumé

L'auteur discute les divers aspects de l'action des drogues et des stimulus en général et arrive aux conclusions suivantes:

• 1) La meilleure manière de prédire et de décrire l'action des drogues est celle qui se base sur la théorie des probabilités, et la théorie mathématique des informations et communications offre un cadre satisfaisant pour de telles prédictions.

• 2) L'action des drogues est essentiellement du type „tout ou rien”, c'es-à-dire qu'un choix entre deux alternatives prend place et ces choix peuvent Être mesurés par des digits binaires.

• 3) L'action des drogues est charactérisée non pas par une specificité absolue mais seulement relative et cette specificité peut Être mesurée sur base de la théorie des informations par une matrice contenant des données corrélatives convenables.

• 4) Les synergismes et les antagonismes des substances agissant simultanément peuvent Être expliqués et mesurés en les considérant comme des influences, existantes entre les symboles constituant une communication.

• 5) Une théorie pharmacodynamique basée sur la théorie des informations est plus compréhensive et plus simple qu'une théorie basée sur les principes de la physique et de la chimie classiques.

Toutefois, ces conclusions ne fournissent que la base générale pour des études futures détaillées des diverses classes de substances pharmacologiques, et ces études demanderont la collaboration des chimistes, des pharmacologistes ainsi que des biologistes mathématiciens.