Закрыть этот видеоплеер
Закон «все или ничего» — это принцип, который гласит, что сила реакции нервной клетки или мышечного волокна не зависит от силы стимула . Если стимул превышает определенный порог, нерв или мышечное волокно активизируется.
Согласно закону «все или ничего», для отдельного нейрона или мышечного волокна будет либо полная реакция, либо ее не будет вообще.
Содержание
Как работает закон «все или ничего»?
Если стимул достаточно сильный, возникает потенциал действия , и нейрон посылает информацию по аксону от тела клетки к синапсу . Изменения в поляризации клеток приводят к тому, что сигнал распространяется по всей длине аксона.
Потенциал действия всегда является полным ответом. Не существует такого понятия, как «сильный» или «слабый» потенциал действия. Вместо этого это процесс «все или ничего». Это минимизирует возможность потери информации по пути.
Этот процесс похож на нажатие на спусковой крючок пистолета. Очень слабое нажатие на спусковой крючок будет недостаточным, и пистолет не выстрелит. Однако, если приложить достаточное давление к спусковому крючку, он выстрелит.
Скорость и сила пули не зависят от того, насколько сильно вы нажимаете на курок. Оружие либо выстреливает, либо нет. В этой аналогии стимул представляет собой силу, приложенную к курку, а выстрел из оружия представляет собой потенциал действия.
Как сигнал запускает потенциал действия
В нормальном состоянии покоя внутри нейрона находится около -70 милливольт. При активации стимулом мембрана деполяризуется, открывая ионные каналы. В результате ионы натрия вступают в действие и изменяют поляризацию аксона.
Как только клетка деполяризуется до требуемого порога, потенциал действия сработает. Как гласит закон «все или ничего», это действие не градуируется — оно либо происходит, либо нет.
Стимул может заставить натрий войти в клетку, но в клетку может войти слишком мало ионов. Это означает, что клетка не достигнет необходимого порога и не сработает.
Определение силы стимула
Организму все еще необходимо определить силу или интенсивность стимула. Например, важно знать, насколько горяча чашка кофе, когда вы делаете первый глоток, или определить, насколько крепко кто-то пожимает вам руку.
Для оценки интенсивности стимула нервная система использует два источника информации:
- Скорость, с которой активируется нейрон : более быстрая активация нейрона указывает на более сильную интенсивность стимула.
- Сколько нейронов активизируется в любой момент времени : Большое количество нейронов, активизирующихся одновременно или в быстрой последовательности, также будет указывать на более сильный стимул.
Если вы отхлебнете кофе, и он будет очень горячим, сенсорные нейроны во рту быстро отреагируют. Очень крепкое рукопожатие коллеги может привести как к быстрой нейронной активации, так и к ответу множества сенсорных нейронов в вашей руке. В обоих случаях скорость и количество активирующихся нейронов предоставляют ценную информацию об интенсивности исходного стимула.
Согласно закону скорости, чем интенсивнее стимул, тем быстрее нейрон будет активироваться. Другими словами, сильный стимул заставит нейрон активироваться гораздо быстрее, чем слабый.
Скорость, с которой нейрон может активироваться, определяется его абсолютным рефрактерным периодом, который представляет собой период времени после активации клетки, в течение которого она не может генерировать другой потенциал действия независимо от интенсивности стимула.
Резюме
Силу или интенсивность сигнала определяет не потенциал действия, а скорость и количество одновременно активирующихся нейронов.
Примеры ответа «все или ничего»
Некоторые примеры реакции «все или ничего» можно увидеть в различных сенсорных и перцептивных ситуациях. Например:
- Прикосновение к горячей сковороде
- Вдыхая восхитительный аромат
- Ощущение холода стакана воды
- Определение сладости конфеты
В каждом случае сенсорная информация передается через потенциалы действия, которые несут сигнал в мозг. Как только достигается порог для запуска электрического импульса, нерв активируется и передает сенсорную информацию. Это пример закона «все или ничего» в действии.
Именно скорость и частота, с которой нервные импульсы посылают информацию мозгу об интенсивности стимула. Так, например, прикосновение к горячей сковороде приведет к быстрой активации нервного импульса, который вызовет немедленную реакцию.
Открытие закона «все или ничего»
Закон «все или ничего» был впервые описан в 1871 году физиологом Генри Пикерингом Боудичем. В своих описаниях сокращения сердечной мышцы он пояснил: «Индукционный шок вызывает сокращение или не вызывает его в зависимости от его силы; если он вообще это делает, он вызывает наибольшее сокращение, которое может быть вызвано любой силой стимула в состоянии мышцы в данный момент».
Хотя закон «все или ничего» изначально применялся к мышцам сердца, позднее было обнаружено, что нейроны и другие мышцы также реагируют на стимулы в соответствии с этим принципом.
Краткое содержание
Закон «все или ничего» — важный принцип, описывающий, как нервные клетки либо активизируются в полную силу, либо нет. Благодаря этому важная информация не теряет своей силы, когда попадает в мозг, гарантируя, что люди способны реагировать на внешние раздражители.