Закон Вебера – Фехнера

При оценке допустимости воздействия вредных факторов на организм человека исходят из биологического закона субъективной количественной оценки раздражителя Вебера – Фехнера. Он выражает связь между изменением интенсивностью раздражителя и силой вызванного ощущения.

Так, согласно закону Вебера – Фехнера (1834 г.) установлено, что при увеличении интенсивности воздействия на человека в геометрической прогрессии (1, 2, 4, 8, 16) интенсивность ощущения увеличивается в арифметической прогрессии (0, 1, 2, 3, 4) – воспринимается не абсолютный, а относительный прирост раздражителя (света, звука, груза, давящего на кожу, и т.п.). Фехнер (1858 г.) математически обработал результаты исследований и сформулировал «основной психофизический закон», по которому сила ощущения p пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя S:

соnst, ·log , (3.1)

где ΔI – изменение интенсивности воздействия, I – величина интенсивности воздействия, S₀ — граничное значение интенсивности раздражителя; p₀ – граничное значение интенсивности ощущения; k – коэффициент пропорциональности.

В соответствии с законом при S < S₀ раздражитель совсем не ощущается. Этот закон был далее распространен Фехнером на целый ряд других ощущений (свет, звук, ощущения силы тока и другие воздействия).

Поиск количественных соотношений между структурой и опасными свойствами систем позволил создать систему построения моделей, по фрагментам структуры. Например, по структурам химических соединений можно предсказывать их разнообразные свойства. Эти фрагменты структуры называют дескрипторами, в частном случае химических соединений – молекулярными дескрипторами.

За моделями, позволяющими прогнозировать количественные характеристики биологической активности, исторически закрепилось англоязычное название Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR). Аббревиатура QSAR часто трактуется расширенно для обозначения любых моделей структура-свойство. Описание структур химических соединений для этих целей может быть векторным либо невекторным (граф). Информационный и вычислительный ресурс позволяет работать через Web-интерфейс с базой данных по соединениям и их свойствам, рассчитывать набор молекулярных дескрипторов, строить количественные модели структура – опасное свойство и применять их для прогнозирования опасных свойств новых веществ, а в более широкой трактовке – новых систем.

Выводы из закона Вебера – Фехнера:

1. В диапазоне работы анализатора степень чувствительности определяется относительной величиной – отношением интенсивности к интенсивности на нижнем пороге чувствительности.

2. Чувствительность анализатора возрастает при слабых раздражителях и снижается при действии мощных раздражителей; этим обеспечивается самозащита человека от вредных воздействий.

С помощью закона Вебера – Фехнера производят оценку воздействия вредных факторов на человека.