Закон «все или ничего»

В физиологии закон «все или ничего» (иногда принцип «все или ничего» или закон «все или ничего» ) — это принцип, согласно которому, если стимулировать одно нервное волокно , оно всегда будет давать максимальный ответ и производить электрический импульс. импульс одной амплитуды . Если интенсивность или длительность стимула увеличить, высота импульса останется прежней. Нервное волокно либо дает максимальный ответ, либо не дает его вообще.

Впервые он был установлен американским физиологом Генри Пикерингом Боудичем в 1871 году для сокращения сердечной мышцы .

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 раздражителя при условии, что мышца находится в данный момент.

1909 году обнаружил, что этот принцип присутствует в скелетных мышцах в Позже Кит Лукас . ^[1] Отдельные волокна нервов также реагируют на стимуляцию по принципу «все или ничего». ^[2]

Выделение потенциала действия

Первый зарегистрированный случай выделения одного потенциала действия был осуществлен Эдгаром Адрианом в 1925 году из набора поперечно перерезанных мышечных волокон. Используя ламповый усилитель на термоэмиссионном триоде с усилением 1850, Адриан заметил, что, когда мышечный препарат оставляли висеть, он вызывал колебания; однако при поддержке такой активности не происходило. ^[3] Позже с помощью Ингве Зоттермана Адриан изолировал и стимулировал одно сенсорное волокно. Импульсы по внешнему волокну были однородными: «простыми, как точки в азбуке Морзе». Силой стимула манипулировали и результирующую частоту измеряли, что дало соотношение, где f∝sn ^{[ нужны дальнейшие объяснения ]}. ^[4]

Связь между стимулом и реакцией

Величина потенциала действия, возникающего в любом отдельном нервном волокне, не зависит от силы возбуждающего стимула, при условии, что последний адекватен. Электрический стимул ниже пороговой силы не может вызвать распространяющийся импульсный потенциал. Если она пороговой силы или выше, устанавливается спайк (нервный импульс) максимальной величины. Либо отдельное волокно не отвечает производством шипов, либо оно реагирует на максимум своих возможностей в текущих условиях. Это свойство отдельного нервного волокна называется соотношением «все или ничего». Это соотношение справедливо только для единицы ткани ; для нервной ткани единицей измерения является нервная клетка , для скелетных мышц — отдельное мышечное волокно, а для сердца — все предсердия или целые желудочки .

Однако стимулы, слишком слабые, чтобы вызвать спайк, создают локальный электротонус , при этом величина электронного потенциала постепенно увеличивается с силой стимула, пока не возникнет спайк. Это демонстрирует соотношение «все или ничего» при производстве шипов.

Вышеупомянутое описание касается реакции одного нервного волокна. Если нервный ствол стимулировать , то по мере того, как возбуждающий стимул постепенно увеличивается выше порогового значения, реагирует большее количество волокон. Минимальный эффективный (т. е. пороговый ) раздражитель достаточен только для волокон высокой возбудимости, а более сильный раздражитель возбуждает все нервные волокна. Дальнейшее усиление стимула увеличивает реакцию всего нерва.

Сердечная мышца возбудима, т. е. реагирует на внешние раздражители сокращениями . Если внешний раздражитель слишком слаб, реакции не будет; если стимул адекватен, сердце реагирует в меру своих возможностей. Соответственно, предсердия или желудочки ведут себя как единое целое, так что адекватный стимул обычно вызывает полное сокращение предсердий или желудочков. Сила получаемого сокращения зависит от того, в каком состоянии находятся мышечные волокна. В случае мышечных волокон отдельное мышечное волокно вообще не реагирует, если стимул слишком слабый. Однако он реагирует максимально, когда стимул достигает порога. Сокращение не усиливается при дальнейшем увеличении силы стимула. Более сильные стимулы задействуют больше мышечных волокон, и, таким образом, напряжение мышцы увеличивается по мере увеличения силы приложенного к ней стимула.

См. также

Функция активации

Ссылки

^ Лукас К. (февраль 1909 г.). «Сокращение волокон скелетных мышц земноводных по принципу «все или ничего» . Журнал физиологии . 38 (2–3): 113–33. дои : 10.1113/jphysicalol.1909.sp001298 . ПМЦ 1533646 . ПМИД 16992966 .
^ Пушка ВБ (1922 г.). «Биографические мемуары: Генри Пикеринг Боудич». Национальная академия наук . 17 : 181–96.
^ Адриан Э. (1932). «Активность нервных волокон» . Нобелевская лекция .
^ Адриан Э.Д., Зоттерман Ю. (апрель 1926 г.). «Импульсы, вырабатываемые сенсорными нервными окончаниями: Часть II. Реакция одного органа-мишени» . Журнал физиологии . 61 (2): 151–71. дои : 10.1113/jphysicalol.1926.sp002281 . ПМЦ 1514782 . ПМИД 16993780 .
^ Калат Дж.В. (2016). Биологическая психология (12-е изд.). Австралия. ISBN 9781305105409 . OCLC 898154491 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[1] Лукас К. (февраль 1909 г.). «Сокращение волокон скелетных мышц земноводных по принципу «все или ничего» . Журнал физиологии . 38 (2–3): 113–33. дои : 10.1113/jphysicalol.1909.sp001298 . ПМЦ 1533646 . ПМИД 16992966 .

[2] Пушка ВБ (1922 г.). «Биографические мемуары: Генри Пикеринг Боудич». Национальная академия наук . 17 : 181–96.

[3] Адриан Э. (1932). «Активность нервных волокон» . Нобелевская лекция .

[pmid16993780-4] Адриан Э.Д., Зоттерман Ю. (апрель 1926 г.). «Импульсы, вырабатываемые сенсорными нервными окончаниями: Часть II. Реакция одного органа-мишени» . Журнал физиологии . 61 (2): 151–71. дои : 10.1113/jphysicalol.1926.sp002281 . ПМЦ 1514782 . ПМИД 16993780 .

[5] Калат Дж.В. (2016). Биологическая психология (12-е изд.). Австралия. ISBN 9781305105409 . OCLC 898154491 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]