La loi du tout ou rien est un principe qui stipule que la force de la réponse d’une cellule nerveuse ou d’une fibre musculaire ne dépend pas de la force du stimulus. Si un stimulus est supérieur à un certain seuil, un nerf ou une fibre musculaire se déclenche.
Selon la loi du tout ou rien, il y aura soit une réponse complète, soit pas de réponse du tout pour un neurone ou une fibre musculaire.
Comment fonctionne la loi tout-ou-rien ?
Si un stimulus est suffisamment fort, un potentiel d’action se produit et un neurone envoie des informations le long d’un axone, loin du corps cellulaire et en direction de la synapse. Les changements dans la polarisation cellulaire entraînent la propagation du signal le long de l’axone
Ce processus est similaire à l’action d’appuyer sur la gâchette d’un pistolet. Une très légère pression sur la gâchette ne suffira pas et l’arme ne tirera pas. En revanche, si une pression suffisante est exercée sur la gâchette, l’arme se déclenche.
La vitesse et la force de la balle ne sont pas affectées par la force avec laquelle vous appuyez sur la gâchette. Soit l’arme tire, soit elle ne tire pas. Dans cette analogie, le stimulus représente la force appliquée à la gâchette, tandis que la mise à feu du pistolet représente le potentiel d’action.
Comment le signal déclenche un potentiel d’action
La question est de savoir comment le signal déclenche un potentiel d’action
Une fois que la cellule se dépolarise jusqu’au seuil requis, le potentiel d’action se déclenche. Comme l’indique la loi du tout ou rien, cette action n’est pas graduée : soit elle se produit, soit elle ne se produit pas.
Un stimulus peut faire entrer du sodium dans la cellule, mais trop peu d’ions peuvent entrer dans la cellule. Cela signifie que la cellule n’atteindra pas le seuil requis et ne se déclenchera pas.
Déterminer la force du stimulus
La force du stimulus
L’organisme doit encore déterminer la force ou l’intensité d’un stimulus. Il est important de savoir, par exemple, à quel point une tasse de café est chaude lorsque vous en prenez une première gorgée, ou de déterminer avec quelle fermeté quelqu’un vous serre la main.
Pour évaluer l’intensité du stimulus, le système nerveux s’appuie sur deux sources d’information :
- La vitesse à laquelle un neurone se déclenche : Un neurone qui se déclenche plus rapidement indique un stimulus de plus forte intensité.
- Le nombre de neurones qui se déclenchent à un moment donné : Un grand nombre de neurones qui se déclenchent simultanément ou en succession rapide indiquerait également un stimulus plus fort
Si vous buvez une gorgée de votre café et qu’il est très chaud, les neurones sensoriels de votre bouche réagiront rapidement. Une poignée de main très ferme de la part d’un collègue peut entraîner à la fois des tirs neuronaux rapides et une réponse de nombreux neurones sensoriels dans votre main. Dans les deux cas, la vitesse et le nombre de neurones en activité fournissent des informations précieuses sur l’intensité du stimulus d’origine.
Selon la loi du taux, plus un stimulus est intense, plus le neurone s’enflamme rapidement. En d’autres termes, un stimulus fort provoquera l’activation du neurone beaucoup plus rapidement qu’un stimulus faible.
La vitesse à laquelle un neurone peut émettre des signaux est déterminée par sa période réfractaire absolue, qui est la période de temps après l’émission d’un signal par une cellule, pendant laquelle elle ne peut pas générer un autre potentiel d’action, quelle que soit l’intensité du stimulus.
Récapitulation
Ce n’est pas le potentiel d’action qui traduit la force ou l’intensité d’un signal, mais plutôt la vitesse et le nombre de neurones qui tirent simultanément.
Exemples de la réponse tout ou rien
Certains exemples de la réponse « tout ou rien » peuvent être observés dans différentes situations sensorielles et perceptives. Par exemple :
- Toucher une poêle chaude
- Sentir une odeur délicieuse
- Sentir la froideur d’un verre d’eau
- Détecter le goût sucré d’un bonbon
Dans chaque cas, l’information sensorielle est transmise par l’intermédiaire des potentiels d’action qui transportent le signal jusqu’au cerveau. Une fois que le seuil de déclenchement d’une impulsion électrique est atteint, le nerf se déclenche et transmet l’information sensorielle. C’est un exemple de la loi du tout ou rien en action.
C’est la vitesse et la fréquence à laquelle le nerf émet des signaux qui informent le cerveau de l’intensité du stimulus. Ainsi, le fait de toucher une poêle chaude, par exemple, entraînera l’émission rapide d’un influx nerveux qui provoquera une réaction immédiate.
Découverte de la loi du tout ou rien
La loi du tout ou rien a été décrite pour la première fois en 1871 par le physiologiste Henry Pickering Bowditch. Dans ses descriptions de la contraction du muscle cardiaque, il a expliqué : « Un choc d’induction produit une contraction ou ne le fait pas en fonction de sa force ; s’il le fait, il produit la plus grande contraction qui puisse être produite par n’importe quelle force de stimulus dans l’état du muscle à ce moment-là. »
Si la loi du tout ou rien a d’abord été appliquée aux muscles du cœur, on a ensuite découvert que les neurones et d’autres muscles réagissaient également aux stimuli selon ce principe.
Résumé
La loi du tout ou rien est un principe important qui décrit comment les cellules nerveuses se déclenchent à pleine puissance ou ne se déclenchent pas. C’est pourquoi les informations importantes ne perdent pas de leur force lorsqu’elles sont transportées vers le cerveau, ce qui permet aux personnes de répondre aux stimuli de l’environnement.
