L’ampleur du potentiel d’action mis en place dans une seule fibre nerveuse est indépendante de la force du stimulus d’excitation, à condition que ce dernier soit adéquat. Un stimulus électrique d’une force inférieure au seuil ne parvient pas à susciter un potentiel de pointe propagé. S’il est d’une intensité égale ou supérieure au seuil, un pic (un influx nerveux) d’une ampleur maximale se déclenche. Soit la fibre unique ne répond pas en produisant un pic, soit elle répond au maximum de ses capacités dans les conditions du moment. Cette propriété de la fibre nerveuse unique est appelée la relation « tout ou rien ». Cette relation ne vaut que pour l’unité de tissu ; pour le tissu nerveux, l’unité est la cellule nerveuse, pour le muscle squelettique, l’unité est la fibre musculaire individuelle et pour le cœur, l’unité est l’ensemble des oreillettes ou l’ensemble des ventricules.
Des stimuli trop faibles pour produire un pic mettent cependant en place un électrotonus local, la magnitude du potentiel électronique augmentant progressivement avec la force du stimulus, jusqu’à ce qu’un pic soit généré. Cela démontre la relation tout ou rien dans la production de pointes.
Le récit ci-dessus traite de la réponse d’une seule fibre nerveuse. Si un tronc nerveux est stimulé, alors, lorsque le stimulus d’excitation est progressivement augmenté au-dessus d’un seuil, un plus grand nombre de fibres répondent. Le stimulus minimal efficace (c’est-à-dire le seuil) ne convient qu’aux fibres à forte excitabilité, mais un stimulus plus fort excite toutes les fibres nerveuses. En augmentant encore le stimulus, on augmente effectivement la réponse de tout le nerf.
Le muscle cardiaque est excitable, c’est-à-dire qu’il répond à des stimuli externes en se contractant. Si le stimulus externe est trop faible, aucune réponse n’est obtenue ; si le stimulus est adéquat, le cœur répond au mieux de ses capacités. En conséquence, les oreillettes ou les ventricules se comportent comme une seule unité, de sorte qu’un stimulus adéquat produit normalement une contraction complète des oreillettes ou des ventricules. La force de la contraction obtenue dépend de l’état dans lequel se trouvent les fibres musculaires. Dans le cas des fibres musculaires, la fibre musculaire individuelle ne répond pas du tout si le stimulus est trop faible. En revanche, elle répond de manière maximale lorsque le stimulus atteint le seuil. La contraction n’augmente pas si la force du stimulus est encore plus élevée. Des stimuli plus forts mettent en action un plus grand nombre de fibres musculaires et, par conséquent, la tension d’un muscle augmente au fur et à mesure que la force du stimulus qui lui est appliqué s’élève.