Conducerea EMS (stimularea mușchilor electrici) intervine direct în calea de semnalizare neuromusculară prin impulsuri electrice exogene, simulând și îmbunătățind comenzile de control ale sistemului nervos central. Principiile sale de neuroștiință pot fi defalcate în următoarele patru mecanisme de bază:
1, activarea pragului neuronilor motori
Declanșarea alternativă a potențialelor de acțiune
În circumstanțe normale, creierul eliberează acetilcolină prin neuronii motori alfa, declanșând depolarizarea membranei celulelor musculare (atingând un potențial de prag de -50 mv) pentru a genera potențiale de acțiune.
Funcția EMS: Curentul de impuls eliberat de electrod (de obicei 5-100 MA) este injectat direct în celulele musculare, ocolind sinapsele chimice și declanșarea cu forță potențiale de acțiune. Cercetările arată că sub stimularea EMS, sincronicitatea deversărilor neuronilor motori este crescută cu 70%.
Breakthrough în fonduri ierarhice în spațiu
Exercițiul tradițional urmează „Principiul mărimii”: neuronii alfa mici (controlul mușchiului lent de tip I) sunt activați mai întâi, în timp ce neuronii alfa mari (controlul mușchiului rapid de tip II) sunt recrutați ulterior.
Avantaj EMS: Prin reglarea frecvenței pulsului (cum ar fi prioritizarea activării fibrelor musculare de tip II la 80Hz), se obține recrutarea principiului dimensiunii inversă, maximizând eficiența dezvoltării rapide a fibrelor musculare.
2, Adaptarea neurală la plasticitatea sinaptică
Efect de potențare pe termen lung (LTP)
Stimularea electrică repetitivă îmbunătățește conexiunile sinaptice pe calea coloanei vertebrale a cortexului motor și crește numărul de coloane vertebrale dendritice cu 25%.
Mecanism: Activarea receptorilor NMDA declanșează influxul Ca ², declanșând remodelarea structurală neuronală postsinaptică.
Reglarea interneuronilor inhibitori
EMS activează celulele Renshaw prin stimularea fibrelor aferente de tip IA, reglând dinamic excitabilitatea neuronilor motori alfa și prevenind oboseala musculară cauzată de recrutarea excesivă.
3, simțind optimizarea integrării sportive
Îmbunătățirea feedback -ului proprioceptiv
Impulsurile electrice activează fusurile musculare și organele de tendon, îmbunătățesc activitatea neuronilor motori gamma și îmbunătățesc lungimea musculară și percepția tensiunii. Datele arată că după antrenamentul EMS, eroarea de percepție a poziției comune a scăzut cu 40%.
Remodelarea reprezentării motorului cortical
Studiile fMRI au arătat că după 6 săptămâni de antrenament EMS, volumul zonei reprezentative de mușchi țintă în cortexul motor primar (regiunea M1) a crescut cu 18%, ceea ce indică un control motor mai rafinat.
4, Reglarea sistemului neurotransmițător
Activarea căii dopaminergice
Stimularea electrică promovează eliberarea de dopamină în substanța nigra striatum, îmbunătățind motivația motorie și mecanismele de recompensare. În experiment, conformitatea de formare a grupului EMS a fost cu 35% mai mare decât cea a grupului tradițional.
Reglarea metabolică a IGF -1/mTRA
Stimularea pulsului induce secreția locală a factorului de creștere asemănător insulinei (IGF -1), activează celulele satelitului muscular și promovează îngroșarea fibrelor musculare. Cercetările au confirmat că zona transversală a celulelor musculare din grupul EMS crește cu 60% în comparație cu antrenamentul natural.
5, Mecanisme neuronale în aplicații clinice
Neurorebilitare
După accident vascular cerebral, stimularea EMS este utilizată pentru a stimula membrul afectat, declanșând plasticitatea creierului prin contracția musculară forțată și expansiunea compensatorie a cortexului motor primar de la partea sănătoasă până la partea afectată (verificată prin stimularea magnetică transcraniană).
Managementul durerii
Stimularea cu frecvență ridicată (120Hz) activează receptorii de opioizi delta, eliberarea de substanță analgezică endogenă enkefalină, cu o rată efectivă de 78% în ameliorarea durerilor musculare cu debut întârziat (DOMS).
O perspectivă a neuroștiinței asupra riscurilor și tabuurilor
Riscul de epilepsie: stimularea excesivă poate provoca descărcare corticală anormală, în special pentru cei cu antecedente de epilepsie, care trebuie evitată.
Tulburări ale sistemului nervos autonom: stimularea gâtului poate interfera cu tonul vagal, ceea ce duce la o variabilitate anormală a ritmului cardiac (HRV).
Oboseală neuroadaptivă: Parametrii trebuie să fie ajustați după utilizarea continuă timp de mai mult de 4 săptămâni pentru a evita desensibilizarea receptorilor acetilcolinei în neuronii motori alfa.
Direcția viitoare a integrării tehnologiei neuronale
Sistem de stimulare neuronală cu buclă închisă: combinarea semnalelor de electromiografie (EMG) și electroencefalografie (EEG), reglarea parametrilor pulsului în timp real pentru a se potrivi cu starea de atenție a utilizatorului.
Sinergia de stimulare a curentului direct transcranian (TDCS): îmbunătățește excitabilitatea cortexului motor prin electrozi scalp și formează un antrenament de sinergie „mușchiului creierului” cu EMS.
Chip neuromorfic: imită rețelele neuronale biologice pentru proiectarea modelelor de stimulare, obținând un ritm de recrutare mai naturală de mușchi.
Costumul de antrenament EMS a modernizat modul tradițional de control în serie al „mușchiului nervului creierului” la un sistem de activare paralel, condus de impulsuri electrice prin rescrierea digitală a semnalelor neuronale, oferind soluții inovatoare de neuroștiință pentru reabilitarea neuronală, performanța motorie îmbunătățită și anti-ex-ing.
