EMS (електрическа мускулна стимулация) тренировъчен костюм директно се намесва в нервно -мускулния сигнал за сигнал през екзогенни електрически импулси, симулирайки и засилвайки контролните команди на централната нервна система. Принципите му за невронауки могат да бъдат разбити на следните четири основни механизма:
1, прагова активиране на моторните неврони
Алтернативно задействане на потенциали за действие
При нормални обстоятелства мозъкът освобождава ацетилхолин чрез алфа моторни неврони, задействайки деполяризация на мембраната на мускулните клетки (достигайки прагов потенциал на -50 MV) за генериране на потенциали за действие.
EMS функция: Пулсовият ток, освободен от електрода (обикновено 5-100 ma), се инжектира директно в мускулни клетки, заобикаляйки химически синапси и насилствено задействащи потенциали за действие. Изследванията показват, че при стимулация на EMS синхронността на изхвърлянето на моторни неврони се увеличава със 70%.
Пробив в йерархичното пространство за набиране на средства
Традиционното упражнение следва "принципа на размера": Малките алфа неврони (контролиращ тип I бавен мускул) се активират първо, докато по -късно се набират големи алфа неврони (контролиране на бързия мускул тип II).
Предимство на EMS: Чрез регулиране на честотата на импулса (като приоритизиране на активирането на мускулни влакна тип II при 80Hz) се постига принцип на обратен размер на набирането, увеличавайки се максимално ефективността на развитието на бързите мускулни влакна.
2, Неврална адаптация към синаптичната пластичност
Дългосрочен ефект на потенциране (LTP)
Повтарящата се електрическа стимулация засилва синаптичните връзки в гръбначния път на двигателната кора и увеличава броя на дендритните шипове с 25%.
Механизъм: Активирането на NMDA рецепторите задейства Ca ² ⁺ Приток, задействайки постсинаптичното структурно ремоделиране на невроните.
Регулиране на инхибиторните интернейрони
EMS активира Renshaw клетките, като стимулира аферентните влакна от тип IA, динамично регулирайки възбудимостта на алфа моторните неврони и предотвратявайки мускулната умора, причинена от прекомерно набиране на персонал.
3, усещане за оптимизация на спортната интеграция
Подобряване на проприоцептивната обратна връзка
Електрическите импулси активират мускулните вретена и органите на сухожилията, повишават активността на гама моторните неврони и подобряват мускулната дължина и възприемането на напрежението. Данните показват, че след обучение на EMS грешката на възприятието на съвместната позиция намалява с 40%.
Преобразуване на кортикално двигателно представяне
Изследванията на FMRI показват, че след 6 седмици тренировки за EMS обемът на целевата мускулна представителна зона в първичната моторна кора (M1 регион) се увеличава с 18%, което показва по -рафиниран двигателен контрол.
4, Регулиране на невротрансмитерната система
Активиране на допаминергичния път
Електрическата стимулация насърчава освобождаването на допамин в strustia nigra striatum, подобрявайки мотивацията на двигателя и възнагражденията. В експеримента спазването на обучението на групата на EMS е 35% по -високо от това на традиционната група.
Метаболитна регулация на IGF -1/mTOR път
Пулсовата стимулация индуцира локалната секреция на инсулиноподобен растежен фактор (IGF -1), активира мускулните сателитни клетки и насърчава удебеляването на мускулните влакна. Изследванията потвърждават, че областта на напречното сечение на мускулните клетки в групата на EMS се увеличава с 60% в сравнение с естественото обучение.
5, Невронни механизми в клиничните приложения
Неврорехабилитация
След инсулт стимулирането на EMS се използва за стимулиране на засегнатия крайник, задействаща мозъчната пластичност чрез принудително свиване на мускулите и компенсаторно разширяване на първичната моторна кора от здравата страна към засегнатата страна (проверена чрез транскраниална магнитна стимулация).
Управление на болката
Стимулирането с висока честота (120Hz) активира делта опиоидни рецептори, освобождавайки ендогенно аналгетично вещество енкефалин, с ефективна скорост от 78% за облекчаване на мускулната болезненост на забавено начало (DOMS).
Перспектива за невронауки за рискове и табута
Риск от епилепсия: Прекомерната стимулация може да причини анормално кортикално изхвърляне, особено за тези с анамнеза за епилепсия, която трябва да се избягва.
Автономни нарушения на нервната система: Стимулирането на шията може да попречи на вагалния тонус, което води до анормална променливост на сърдечната честота (HRV).
Невроадаптивна умора: Параметрите трябва да се регулират след непрекъсната употреба за повече от 4 седмици, за да се избегне десенсибилизация на ацетилхолинови рецептори в алфа моторните неврони.
Бъдеща посока на интеграцията на невронните технологии
Система за невронна стимулация на затворен цикъл: Комбиниране на сигнали за електромиография (EMG) и електроенцефалография (EEG), регулиране на параметрите на импулса в реално време, за да съответства на състоянието на вниманието на потребителя.
Транскраниална стимулация с директен ток (TDCS) Синергия: Подобрява възбудимостта на моторната кората чрез електроди на скалпа и образува тренировка за синергия на "мозъчен мускул" с EMS.
Невроморфен чип: Имитира биологичните невронни мрежи за проектиране на модели на стимулиране, постигайки по -естествен ритъм на набиране на мускули.
Обучителният костюм на EMS надгради традиционния режим на сериен контрол на "мозъчен нервен мускул" до паралелна система за активиране, задвижвана от електрически импулси чрез цифрово пренаписване на невронни сигнали, предоставяйки иновативни решения за невронауки за невронна рехабилитация, подобрени двигателни характеристики и анти-стареене.
