La magnitud del potencial de acción establecido en cualquier fibra nerviosa individual es independiente de la fuerza del estímulo excitante, siempre que éste sea adecuado. Un estímulo eléctrico por debajo de la fuerza umbral no consigue provocar un potencial de espiga propagado. Si su intensidad es igual o superior a la del umbral, se establece una espiga (un impulso nervioso) de máxima magnitud. O bien la fibra individual no responde con la producción de espigas, o bien responde al máximo de su capacidad en las condiciones del momento. Esta propiedad de la fibra nerviosa única se denomina relación de todo o nada. Esta relación sólo es válida para la unidad de tejido; para el tejido nervioso la unidad es la célula nerviosa, para el músculo esquelético la unidad es la fibra muscular individual y para el corazón la unidad son las aurículas o los ventrículos enteros.
Sin embargo, los estímulos demasiado débiles para producir una espiga establecen un electrotono local, la magnitud del potencial electrónico aumenta progresivamente con la fuerza del estímulo, hasta que se genera una espiga. Esto demuestra la relación de todo o nada en la producción de espigas.
El relato anterior trata de la respuesta de una sola fibra nerviosa. Si se estimula un tronco nervioso, a medida que el estímulo excitante aumenta progresivamente por encima de un umbral, un mayor número de fibras responde. El estímulo mínimo efectivo (es decir, el umbral) sólo es adecuado para las fibras de alta excitabilidad, pero un estímulo más fuerte excita todas las fibras nerviosas. Si se aumenta el estímulo, se incrementa la respuesta de todo el nervio.
El músculo cardíaco es excitable, es decir, responde a los estímulos externos contrayéndose. Si el estímulo externo es demasiado débil, no se obtiene ninguna respuesta; si el estímulo es adecuado, el corazón responde lo mejor posible. En consecuencia, las aurículas o los ventrículos se comportan como una sola unidad, de modo que un estímulo adecuado produce normalmente una contracción completa de las aurículas o de los ventrículos. La fuerza de la contracción obtenida depende del estado en que se encuentren las fibras musculares. En el caso de las fibras musculares, la fibra muscular individual no responde en absoluto si el estímulo es demasiado débil. Sin embargo, responde al máximo cuando el estímulo alcanza el umbral. La contracción no aumenta si la fuerza del estímulo se eleva más. Los estímulos más fuertes hacen que entren en acción más fibras musculares y, por tanto, la tensión de un músculo aumenta a medida que aumenta la fuerza del estímulo que se le aplica.