神经和肌肉的全部或全部法则

神经元网络图
KTSDESIGN/科学图片库/Getty Images

全有或无定律是一个原理,它表明神经细胞或肌肉纤维的反应强度不依赖于刺激的强度。如果刺激高于某个阈值,神经或肌肉纤维就会激发。从本质上讲,对于单个神经元或肌纤维,要么会有完全的反应,要么根本没有反应。

全有或无法律是如何运作的?

如果刺激力度足够大动作电位神经元通过轴突向突触传递信息。细胞极化的变化导致信号沿着轴突的长度传播。

动作电位总是一个完整的反应。没有“强”或“弱”的动作潜能。相反,这是一个全有或全无的过程。这就最大限度地减少了信息丢失的可能性。

这个过程类似于按下枪的扳机的动作。对扳机施加很小的压力是不够的,枪也不会开火。当足够的压力被施加到触发器上时,它就会开火。

子弹的速度和威力不受你扣扳机的力度的影响。枪要么开火要么不开火。在这个类比中,刺激代表施加在扳机上的力,而射击代表动作电位。

确定刺激强度

身体仍然需要确定刺激的强度。重要的是要知道,例如,当你喝了一小口咖啡时,一杯咖啡有多热,或者确定某人握你的手有多坚定。

为了测量刺激强度,神经系统依赖于神经元激发和释放的速率有多少个神经元随时开火。神经元以更快的速度放电表明刺激强度更强。同时或连续快速放电的大量神经元也表明有更强的刺激。

如果你喝了一小口咖啡,咖啡很热,你嘴里的感觉神经元会迅速做出反应。一个同事非常坚定的握手可能会导致你手上许多感觉神经元的反应和快速的神经放电。在这两种情况下,神经元放电的频率和数量提供了有关原始刺激强度的有价值的信息。

全有或无定律的发现

全有或无法则最早由生理学家亨利·皮克林·鲍迪奇于1871年提出。在他对心肌收缩的描述中,他解释说:“诱导性休克会产生收缩,或者不能根据其强度来收缩;如果它真的这样做了,它会产生最大的收缩,而这种收缩是当时肌肉状况下任何刺激强度所能产生的。”

当所有或无法则最初应用于心脏肌肉时,后来发现神经元其他肌肉也根据这个原理对刺激做出反应。

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  • 马提尼F,纳特JL。解剖学与生理学. 本杰明·卡明斯;2010年。