Ley de todo o nada para nervios y músculos
La ley del todo o nada es un principio que establece que la fuerza de una respuesta de una célula nerviosa o fibra muscular no depende de la fuerza del estímulo. Si un estímulo supera un cierto umbral, se activará un nervio o una fibra muscular. 1
Según la ley del todo o nada, habrá una respuesta completa o ninguna respuesta para una neurona o fibra muscular individual.
¿Cómo funciona la ley del todo o nada?
Si un estímulo es lo suficientemente fuerte, se produce un potencial de acción y una neurona envía información por un axón lejos del cuerpo celular y hacia la sinapsis . Los cambios en la polarización celular dan como resultado que la señal se propague a lo largo del axón.
El potencial de acción es siempre una respuesta completa. No existe un potencial de acción "fuerte" o "débil". Más bien, es un proceso de todo o nada. Esto minimiza la posibilidad de que se pierda información en el camino.
Este proceso es similar a la acción de presionar el gatillo de una pistola. Una presión muy leve sobre el gatillo no será suficiente y el arma no disparará. Sin embargo, cuando se aplica la presión adecuada al gatillo, se disparará.
La velocidad y la fuerza de la bala no se ven afectadas por la fuerza con la que se aprieta el gatillo. El arma dispara o no. En esta analogía, el estímulo representa la fuerza aplicada al gatillo, mientras que el disparo del arma representa el potencial de acción.
Cómo la señal desencadena un potencial de acción
En su estado de reposo normal, el interior de una neurona ronda los -70 milivoltios. Cuando se activa por el estímulo, la membrana se despolariza, provocando la apertura de los canales iónicos. Como resultado, los iones de sodio entran en acción y cambian la polarización del axón.
Una vez que la célula se despolariza hasta el umbral requerido, se activará el potencial de acción. Como establece la ley del todo o nada, esta acción no se califica: ocurre o no.
Un estímulo puede hacer que entre sodio en la célula, pero es posible que entren muy pocos iones. Esto significa que la celda no alcanzará el umbral requerido y no se disparará. 2
Determinar la fuerza del estímulo
El cuerpo aún necesita determinar la fuerza o intensidad de un estímulo. Es importante saber, por ejemplo, qué tan caliente está una taza de café cuando tomas un sorbo inicial, o determinar con qué firmeza alguien te estrecha la mano.
Para medir la intensidad del estímulo, el sistema nervioso depende de dos fuentes de información: 2
- La velocidad a la que se dispara una neurona : una neurona que se dispara a un ritmo más rápido indica un estímulo de mayor intensidad.
- ¿Cuántas neuronas se activan en un momento dado ? Numerosas neuronas que se activan simultáneamente o en rápida sucesión también indicarían un estímulo más fuerte.
Si tomas un sorbo de café y está muy caliente, las neuronas sensoriales de tu boca responderán rápidamente. Un apretón de manos muy firme por parte de un compañero de trabajo puede provocar una rápida activación neuronal y una respuesta de muchas neuronas sensoriales en su mano. En ambos casos, la velocidad y el número de neuronas que se activan proporcionan información valiosa sobre la intensidad del estímulo original.
Según la ley de velocidad, cuanto más intenso sea un estímulo, más rápido se disparará la neurona. En otras palabras, un estímulo fuerte hará que la neurona se active mucho más rápido que uno débil.
La velocidad a la que una neurona puede dispararse está determinada por su período refractario absoluto, que es el período de tiempo después de que una célula se dispara, durante el cual no puede generar otro potencial de acción independientemente de la intensidad del estímulo. 3
Resumen
No es el potencial de acción lo que transmite la fuerza o intensidad de una señal, sino la velocidad y el número de neuronas que se activan simultáneamente.
Ejemplos de la respuesta de todo o nada
Se pueden ver algunos ejemplos de la respuesta de todo o nada en diferentes situaciones sensoriales y perceptuales. Por ejemplo:
- Tocar una sartén caliente
- Oliendo un delicioso aroma
- Sintiendo el frío de un vaso de agua
- Detectando el dulzor del caramelo
En cada caso, la información sensorial se transmite a través de potenciales de acción que llevan la señal al cerebro. Una vez que se ha alcanzado el umbral para desencadenar un impulso eléctrico, el nervio se activa y transmite la información sensorial. Éste es un ejemplo de la ley del todo o nada en acción.
Es la velocidad y frecuencia con la que se activa el nervio lo que proporciona información al cerebro sobre la intensidad del estímulo. Así, tocar una sartén caliente, por ejemplo, provocaría la rápida activación de un impulso nervioso que daría lugar a una respuesta inmediata.
Descubrimiento de la ley del todo o nada
La ley del todo o nada fue descrita por primera vez en 1871 por el fisiólogo Henry Pickering Bowditch. En sus descripciones de la contracción del músculo cardíaco, explicó: "Un choque de inducción produce una contracción o no lo hace de acuerdo con su fuerza; si lo hace, produce la mayor contracción que puede producirse con cualquier fuerza". del estímulo en la condición del músculo en ese momento." 4
Si bien la ley del todo o nada se aplicó inicialmente a los músculos del corazón, más tarde se descubrió que las neuronas y otros músculos también responden a los estímulos según este principio.
Resumen
La ley del todo o nada es un principio importante que describe cómo las células nerviosas se activan con toda su fuerza o no. Debido a esto, la información importante no pierde fuerza a medida que llega al cerebro, asegurando que las personas sean capaces de responder a los estímulos ambientales.
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