Neuroni e fibre muscolari danno sempre una risposta completa a uno stimolo
La legge tutto-o-nulla è un principio che afferma che la forza di una risposta di una cellula nervosa o di una fibra muscolare non dipende dalla forza dello stimolo. Se uno stimolo è al di sopra di una certa soglia, un nervo o fibra muscolare si accenderà. Essenzialmente, ci sarà una risposta completa o non ci sarà alcuna risposta per un singolo neurone o fibra muscolare.
Come funziona la legge All-or-None?
Se uno stimolo è abbastanza forte, si verifica un potenziale di azione e un neurone invia informazioni lungo un assone lontano dal corpo cellulare e verso la sinapsi. Le variazioni nella polarizzazione delle celle determinano il propagarsi del segnale lungo la lunghezza dell'assone.
Il potenziale d'azione è sempre una risposta completa. Non esiste un potenziale d'azione "forte" o "debole". Invece, è un processo tutto-o-niente. Ciò minimizza la possibilità che le informazioni vengano perse lungo il percorso.
Come sparare una pistola
Questo processo funziona in modo simile all'azione di premere il grilletto di una pistola. Una leggera pressione sul grilletto non sarà sufficiente e la pistola non scatterà. Quando viene esercitata una pressione adeguata sul grilletto, tuttavia, si spara. La velocità e la forza del proiettile non sono influenzate dalla forza con cui premi il grilletto. La pistola o spara o no. In questa analogia, lo stimolo rappresenta la forza applicata al grilletto mentre il tiro della pistola rappresenta il potenziale d'azione.
In che modo il corpo determina la forza di uno stimolo?
Come si determina la forza o l'intensità di uno stimolo se la forza del potenziale d'azione non trasmette questa informazione? Ovviamente, essere in grado di determinare l'intensità di uno stimolo è importante, dal rilevare quanto è calda una tazza di caffè mentre assaggi un sorso iniziale per determinare quanto fermamente qualcuno stia scuotendo la tua mano.
Al fine di misurare l'intensità dello stimolo, il sistema nervoso si basa sulla velocità con cui un neurone spara e su quanti neuroni sparano in un dato momento. Un neurone che spara ad una velocità maggiore indica uno stimolo di intensità più forte. Numerosi neuroni che sparano simultaneamente o in rapida successione indicano anche uno stimolo più forte.
Se bevi un sorso di caffè e fa molto caldo, i neuroni sensoriali della tua bocca risponderanno a una velocità elevata. Una stretta di mano molto ferma da parte di un collaboratore potrebbe provocare sia un rapido innesco neurale che una risposta da molti neuroni sensoriali nella mano. In entrambi i casi, la frequenza e il numero di spari dei neuroni forniscono preziose informazioni sull'intensità dello stimolo originale.
Scoperta della legge All-or-None
La legge "tutto o niente" fu descritta per la prima volta nel 1871 dal fisiologo Henry Pickering Bowditch. Nelle sue descrizioni della contrazione del muscolo cardiaco, ha spiegato: "Uno shock di induzione produce una contrazione o non riesce a farlo secondo la sua forza: se lo fa, produce la più grande contrazione che può essere prodotta da qualsiasi forza di stimolo nella condizione del muscolo in quel momento. "
Mentre la legge "tutto o niente" veniva inizialmente applicata ai muscoli del cuore, in seguito si scoprì che anche i neuroni e altri muscoli rispondono agli stimoli secondo questo principio.
> Fonte:
> Martini F, Nath JL. Anatomia e Fisiologia . San Francisco, CA: Benjamin Cummings; 2010.