La legge tutto o niente 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 una fibra muscolare si attiverà. In sostanza, ci sarà una risposta completa o non ci sarà alcuna risposta per un singolo neurone o fibra muscolare.
Come funziona la legge del tutto o niente?
Se uno stimolo è abbastanza forte, si verifica un potenziale d'azione e un neurone invia informazioni lungo un assone lontano dal corpo cellulare e verso la sinapsi. I cambiamenti nella polarizzazione cellulare provocano la propagazione 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 riduce al minimo la possibilità che le informazioni vadano perse lungo il percorso.
Questo processo è simile all'azione di premere il grilletto di una pistola. Una pressione molto leggera sul grilletto non sarà sufficiente e la pistola non sparerà. Quando viene applicata una pressione adeguata al grilletto, tuttavia, si attiverà.
La velocità e la forza del proiettile non sono influenzate dalla forza con cui si preme il grilletto. La pistola spara o no. In questa analogia, lo stimolo rappresenta la forza applicata al grilletto mentre lo sparo della pistola rappresenta il potenziale d'azione.
Determinazione della forza dello stimolo
Il corpo ha ancora bisogno di determinare la forza o l'intensità di uno stimolo. È importante sapere, ad esempio, quanto è calda una tazza di caffè mentre si beve un primo sorso o determinare con quanta forza qualcuno ti sta stringendo la mano.
Per misurare l'intensità dello stimolo, il sistema nervoso si basa sulla velocità con cui un neurone si attiva e su quanti neuroni si attivano in un dato momento. Un neurone che si attiva a una velocità maggiore indica uno stimolo di maggiore intensità. Numerosi neuroni che si attivano simultaneamente o in rapida successione indicherebbero anche uno stimolo più forte.
Se bevi un sorso del tuo caffè ed è molto caldo, i neuroni sensoriali della tua bocca risponderanno rapidamente. Una stretta di mano molto ferma da parte di un collega potrebbe provocare sia una rapida attivazione neurale sia una risposta da parte di molti neuroni sensoriali nella tua mano. In entrambi i casi, la frequenza e il numero di neuroni che si attivano forniscono preziose informazioni sull'intensità dello stimolo originale.
Scoperta della legge del tutto o niente
La legge del 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 in base alla sua forza; se lo fa, produce la massima contrazione che può essere prodotta da qualsiasi forza di stimolo nella condizione del muscolo in quel momento."
Mentre la legge tutto o niente è stata inizialmente applicata ai muscoli del cuore, si è poi scoperto che anche i neuroni e gli altri muscoli rispondono agli stimoli secondo questo principio.
