Zamknij ten odtwarzacz wideo
Prawo „wszystko albo nic” to zasada, która mówi, że siła reakcji komórki nerwowej lub włókna mięśniowego nie zależy od siły bodźca . Jeśli bodziec przekracza pewien próg, nerw lub włókno mięśniowe zostanie pobudzone.
Zgodnie z zasadą „wszystko albo nic” pojedynczy neuron lub włókno mięśniowe albo będzie miało pełną odpowiedź, albo nie będzie jej wcale.
Spis treści
Jak działa prawo „wszystko albo nic”?
Jeśli bodziec jest wystarczająco silny, pojawia się potencjał czynnościowy i neuron wysyła informację wzdłuż aksonu od ciała komórki w kierunku synapsy . Zmiany polaryzacji komórki powodują rozprzestrzenianie się sygnału wzdłuż aksonu.
Potencjał czynnościowy jest zawsze pełną odpowiedzią. Nie ma czegoś takiego jak „silny” lub „słaby” potencjał czynnościowy. Zamiast tego jest to proces typu „wszystko albo nic”. Minimalizuje to możliwość utraty informacji w trakcie.
Proces ten jest podobny do działania naciskania spustu pistoletu. Bardzo lekkie naciśnięcie spustu nie będzie wystarczające i pistolet nie wystrzeli. Jednak gdy na spust zostanie naciśnięty odpowiedni nacisk, pistolet wystrzeli.
Prędkość i siła pocisku nie zależą od tego, jak mocno naciśniesz spust. Broń albo strzela, albo nie. W tej analogii bodziec reprezentuje siłę przyłożoną do spustu, podczas gdy wystrzał broni reprezentuje potencjał czynnościowy.
Jak sygnał wyzwala potencjał czynnościowy
W normalnym stanie spoczynku napięcie wewnątrz neuronu wynosi około -70 miliwoltów. Po aktywacji przez bodziec błona ulega depolaryzacji, co powoduje otwarcie kanałów jonowych. W rezultacie jony sodu wchodzą do akcji i zmieniają polaryzację aksonu.
Gdy komórka depolaryzuje się do wymaganego progu, potencjał czynnościowy zostanie wyzwolony. Zgodnie z prawem „wszystko albo nic”, działanie to nie jest stopniowane — albo się zdarza, albo nie.
Bodziec może spowodować przedostanie się sodu do komórki, ale zbyt mała ilość jonów może dostać się do komórki. Oznacza to, że komórka nie osiągnie wymaganego progu i nie zostanie wyzwolona.
Określanie siły bodźca
Ciało nadal musi określić siłę lub intensywność bodźca. Ważne jest, aby wiedzieć na przykład, jak gorąca jest filiżanka kawy, gdy bierzesz pierwszy łyk, lub określić, jak mocno ktoś ściska twoją dłoń.
Aby ocenić intensywność bodźca, układ nerwowy opiera się na dwóch źródłach informacji:
- Częstotliwość, z jaką neuron się pobudza : Neuron pobudzany szybciej wskazuje na silniejszy bodziec.
- Liczba neuronów aktywujących się w danym momencie : Jednoczesna lub szybka aktywacja wielu neuronów może również wskazywać na silniejszy bodziec.
Jeśli weźmiesz łyk kawy, która jest bardzo gorąca, neurony czuciowe w twoich ustach zareagują szybko. Bardzo mocny uścisk dłoni od współpracownika może spowodować zarówno szybkie wyładowanie neuronów, jak i reakcję wielu neuronów czuciowych w twojej dłoni. W obu przypadkach tempo i liczba wyładowań neuronów dostarczają cennych informacji o intensywności pierwotnego bodźca.
Zgodnie z prawem szybkości, im silniejszy jest bodziec, tym szybciej neuron się wystrzeli. Innymi słowy, silny bodziec spowoduje, że neuron wystrzeli znacznie szybciej niż słaby.
Częstotliwość, z jaką neuron może wyzwalać impulsy, jest determinowana przez jego absolutny okres refrakcji, czyli okres czasu po wyładowaniu komórki, w którym nie może ona wygenerować kolejnego potencjału czynnościowego, niezależnie od intensywności bodźca.
Podsumowanie
Nie potencjał czynnościowy odzwierciedla siłę i intensywność sygnału, lecz szybkość i liczbę neuronów wyzwalanych jednocześnie.
Przykłady odpowiedzi „wszystko albo nic”
Niektóre przykłady reakcji „wszystko albo nic” można zaobserwować w różnych sytuacjach sensorycznych i percepcyjnych. Na przykład:
- Dotykanie gorącej patelni
- Czuć pyszny zapach
- Czując chłód szklanki wody
- Wykrywanie słodyczy w cukierkach
W każdym przypadku informacje sensoryczne są przekazywane za pośrednictwem potencjałów czynnościowych, które przenoszą sygnał do mózgu. Gdy próg wyzwalający impuls elektryczny zostanie osiągnięty, nerw wyzwala się i przekazuje informacje sensoryczne. To przykład prawa „wszystko albo nic” w działaniu.
To prędkość i częstotliwość, z jaką nerwy się wyzwalają, dostarczają mózgowi informacji o intensywności bodźca. Tak więc dotknięcie gorącej patelni, na przykład, spowodowałoby szybkie wystrzelenie impulsu nerwowego, co skutkowałoby natychmiastową reakcją.
Odkrycie prawa „wszystko albo nic”
Prawo wszystko albo nic zostało po raz pierwszy opisane w 1871 r. przez fizjologa Henry’ego Pickeringa Bowditcha. W swoich opisach skurczu mięśnia sercowego wyjaśnił: „Wstrząs indukcyjny wywołuje skurcz lub go nie wywołuje w zależności od jego siły; jeśli w ogóle wywołuje, wywołuje największy skurcz, jaki może być wywołany przez jakąkolwiek siłę bodźca w stanie mięśnia w danym momencie”.
Początkowo zasadę „wszystko albo nic” stosowano do mięśni serca, później jednak odkryto, że neurony i inne mięśnie również reagują na bodźce zgodnie z tą zasadą.
Streszczenie
Prawo wszystko albo nic to ważna zasada, która opisuje, w jaki sposób komórki nerwowe albo wyzwalają się z pełną siłą, albo nie. Z tego powodu ważne informacje nie tracą siły, gdy są przenoszone do mózgu, zapewniając, że ludzie są w stanie reagować na bodźce środowiskowe.