Was ist das All-or-None-Gesetz?

Das All-or-None-Gesetz ist ein Prinzip, das besagt, dass die Stärke einer Reaktion einer Nervenzelle oder einer Muskelfaser nicht von der Stärke des Stimulus abhängt. Wenn ein Reiz über einer bestimmten Schwelle liegt, wird eine Nerven- oder Muskelfaser ausgelöst. Im Wesentlichen wird es entweder eine vollständige Antwort geben oder es wird überhaupt keine Antwort für ein einzelnes Neuron oder eine einzelne Muskelfaser geben.

Wie funktioniert das All-or-None-Gesetz??

Wenn ein Stimulus stark genug ist, entsteht ein Aktionspotential und ein Neuron sendet Informationen über ein Axon vom Zellkörper weg in Richtung der Synapse. Änderungen der Zellpolarisation führen dazu, dass sich das Signal über die Länge des Axons ausbreitet.

Das Aktionspotential ist immer eine volle Antwort. Es gibt kein "starkes" oder "schwaches" Aktionspotential. Stattdessen ist es ein Alles-oder-Nichts-Prozess. Dies minimiert die Möglichkeit, dass Informationen auf dem Weg verloren gehen.

Als würde man eine Waffe abfeuern

Dieser Vorgang funktioniert ähnlich wie das Drücken des Abzugs einer Waffe. Ein sehr geringer Druck auf den Abzug reicht nicht aus und die Waffe schießt nicht. Wenn jedoch ein angemessener Druck auf den Abzug ausgeübt wird, wird dieser ausgelöst. Die Geschwindigkeit und Kraft der Kugel werden nicht dadurch beeinflusst, wie stark Sie den Abzug betätigen. Die Waffe feuert entweder oder nicht. In dieser Analogie repräsentiert der Stimulus die auf den Abzug ausgeübte Kraft, während das Abfeuern der Waffe das Aktionspotential repräsentiert.

Wie bestimmt der Körper die Stärke eines Reizes??

Wie bestimmen Sie die Stärke oder Intensität eines Reizes, wenn die Stärke des Aktionspotentials diese Informationen nicht weitergibt? Offensichtlich ist es wichtig, die Intensität eines Stimulus bestimmen zu können, vom Erkennen, wie heiß eine Tasse Kaffee ist, während Sie einen ersten Schluck trinken, bis hin zum Erkennen, wie fest jemand Ihre Hand schüttelt.

Um die Reizintensität zu messen, hängt das Nervensystem von der Rate ab, mit der ein Neuron feuert und wie viele Neuronen zu einem bestimmten Zeitpunkt feuern. Ein Neuron, das mit einer schnelleren Rate feuert, zeigt einen stärkeren Intensitätsreiz an. Zahlreiche Neuronen, die gleichzeitig oder schnell hintereinander feuern, deuten ebenfalls auf einen stärkeren Reiz hin.

Wenn Sie einen Schluck Kaffee trinken und dieser sehr heiß ist, reagieren die sensorischen Neuronen in Ihrem Mund sehr schnell. Ein sehr fester Händedruck eines Mitarbeiters kann sowohl zu einem schnellen neuronalen Auslösen als auch zu einer Reaktion vieler sensorischer Neuronen in Ihrer Hand führen. In beiden Fällen liefern die Feuerrate und die Anzahl der Neuronen wertvolle Informationen über die Intensität des ursprünglichen Stimulus.

Entdeckung des All-or-None-Gesetzes

Das All-or-None-Gesetz wurde erstmals 1871 vom Physiologen Henry Pickering Bowditch beschrieben. In seinen Beschreibungen der Kontraktion des Herzmuskels erklärte er: "Ein Induktionsschock erzeugt eine Kontraktion oder tut dies nicht entsprechend seiner Stärke. Wenn dies überhaupt der Fall ist, erzeugt er die größte Kontraktion, die durch irgendeine Stärke erzeugt werden kann der Reiz im Zustand des Muskels zu der Zeit. "

Während das All-or-None-Gesetz ursprünglich auf die Muskeln des Herzens angewendet wurde, wurde später festgestellt, dass auch Neuronen und andere Muskeln nach diesem Prinzip auf Reize reagieren.