De alles-of-niets-wet is een principe dat stelt dat de sterkte van een reactie van een zenuwcel of spiervezel niet afhankelijk is van de sterkte van de stimulus. Als een stimulus boven een bepaalde drempel komt, zal een zenuw of spiervezel afvuren. In wezen zal er ofwel een volledige respons zijn of er zal helemaal geen respons zijn voor een individueel neuron of spiervezel.
Hoe werkt de alles-of-niets-wet?
Als een stimulus sterk genoeg is, treedt er een actiepotentiaal op en stuurt een neuron informatie door een axon, weg van het cellichaam en in de richting van de synaps. Veranderingen in celpolarisatie leiden ertoe dat het signaal zich langs de lengte van het axon voortplant.
De actiepotentiaal is altijd een volledige respons. Er bestaat niet zoiets als een "sterk" of "zwak" actiepotentiaal. In plaats daarvan is het een alles-of-niets-proces. Dit minimaliseert de kans dat informatie onderweg verloren gaat.
Dit proces is vergelijkbaar met het indrukken van de trekker van een pistool. Een zeer lichte druk op de trekker is niet voldoende en het pistool zal niet afvuren. Wanneer er echter voldoende druk op de trekker wordt uitgeoefend, zal deze afgaan.
De snelheid en kracht van de kogel worden niet beïnvloed door hoe hard je de trekker overhaalt. Het pistool vuurt of niet. In deze analogie vertegenwoordigt de stimulus de kracht die op de trekker wordt uitgeoefend, terwijl het afvuren van het pistool het actiepotentiaal vertegenwoordigt.
Stimulussterkte bepalen
Het lichaam moet nog de sterkte of intensiteit van een stimulus bepalen. Het is bijvoorbeeld belangrijk om te weten hoe warm een kop koffie is als je een eerste slok neemt, of om te bepalen hoe stevig iemand je hand schudt.
Om de stimulusintensiteit te meten, vertrouwt het zenuwstelsel op de snelheid waarmee een neuron vuurt en hoeveel neuronen op een bepaald moment vuren. Een neuron dat sneller afvuurt, duidt op een sterkere intensiteitsstimulus. Talrijke neuronen die gelijktijdig of snel achter elkaar afvuren, zouden ook wijzen op een sterkere stimulus.
Als je een slokje van je koffie neemt en het is erg heet, zullen de sensorische neuronen in je mond in hoog tempo reageren. Een zeer stevige handdruk van een collega kan resulteren in zowel snel neuraal afvuren als een reactie van veel sensorische neuronen in uw hand. In beide gevallen bieden de snelheid en het aantal neuronen dat vuren waardevolle informatie over de intensiteit van de oorspronkelijke stimulus.
Ontdekking van de alles-of-niets-wet
De alles-of-niets-wet werd voor het eerst beschreven in 1871 door de fysioloog Henry Pickering Bowditch. In zijn beschrijvingen van de samentrekking van de hartspier legde hij uit: "Een inductieschok veroorzaakt een samentrekking of doet dit niet, afhankelijk van de kracht ervan; als het dat al doet, produceert het de grootste samentrekking die door elke kracht kan worden geproduceerd. van stimulus in de conditie van de spier op dat moment."
Terwijl de alles-of-niets-wet aanvankelijk werd toegepast op de spieren van het hart, bleek later dat neuronen en andere spieren volgens dit principe ook op prikkels reageren.