EMS (elektrinio raumenų stimuliavimo) treniruočių kostiumas tiesiogiai įsikiša į neuromuskulinio signalizacijos kelią per egzogeninius elektrinius impulsus, imituodamas ir sustiprindamas centrinės nervų sistemos kontrolės komandas. Jo neuromokslų principai gali būti suskirstyti į šiuos keturis pagrindinius mechanizmus:
1, motorinių neuronų slenksčio aktyvinimas
Alternatyvus veiksmų potencialo suaktyvinimas
Normaliomis aplinkybėmis smegenys išskiria acetilcholiną per alfa motorinius neuronus, sukeldamas raumenų ląstelių membranos depoliarizaciją (pasiekiant -50} mV slenksčio potencialą, kad būtų galima generuoti veikimo potencialą.
EMS funkcija: Elektrodo išleista impulsų srovė (paprastai 5-100 Ma) yra tiesiogiai įšvirkščiama į raumenų ląsteles, apeinant chemines sinapses ir priverstinai sukeldamas veikimo potencialą. Tyrimai rodo, kad esant EMS stimuliacijai, motorinių neuronų išmetimo sinchroniškumas padidėja 70%.
Proveržis hierarchinės erdvės lėšų rinkimas
Tradicinis pratimas seka „dydžio principą“: pirmiausia suaktyvinti maži alfa neuronai (kontroliuojantys I tipo lėtą raumenį), o dideli alfa neuronai (kontroliuojantys II tipo greitą raumenį) yra įdarbinti vėliau.
EMS pranašumas: sureguliuodamas impulsų dažnį (pvz., Prioritetą teikiant II tipo raumenų skaidulų aktyvavimui esant 80 Hz dažniui), pasiekiamas atvirkštinio dydžio principas įdarbinimas, maksimaliai padidinant greito raumenų pluošto vystymosi efektyvumą.
2, nervų prisitaikymas prie sinapsinio plastiškumo
Ilgalaikis potencijos poveikis (LTP)
Pasikartojanti elektrinė stimuliacija padidina sinapsių jungtis motorinės žievės stuburo keliu ir padidina dendritinių stuburo skaičių 25%.
Mechanizmas: NMDA receptorių suaktyvinimas sukelia Ca ² ⁺ antplūdį, sukeliantį postsinapsinį neuronų struktūrinį rekonstravimą.
Slopinančių interneuronų reguliavimas
EMS suaktyvina renshaw ląsteles stimuliuodamas IA tipo aferencinius pluoštus, dinamiškai reguliuodamas alfa motorinių neuronų jaudrumą ir užkirsdamas kelią raumenų nuovargiui, kurį sukelia per didelis įdarbinimas.
3, jausti sporto integracijos optimizavimą
Propriocepcinio atsiliepimo patobulinimas
Elektriniai impulsai suaktyvina raumenų verpstes ir sausgyslių organus, pagerina gama motorinių neuronų aktyvumą ir pagerina raumenų ilgį bei įtampos suvokimą. Duomenys rodo, kad po EMS treniruočių jungtinės padėties suvokimo paklaida sumažėjo 40%.
Žievės variklio vaizdavimo pertvarkymas
FMRI tyrimai parodė, kad po 6 savaičių EMS treniruotės pirminės motorinės žievės (M1 regiono) tikslinio raumenų reprezentacinio ploto tūris padidėjo 18%, tai rodo labiau rafinuotą variklio kontrolę.
4, Neurotransmiterių sistemos reguliavimas
Dopaminerginio kelio aktyvinimas
Elektrinė stimuliacija skatina dopamino išsiskyrimą į pagrindinę nigra striatumą, padidindama motorinę motyvaciją ir atlygio mechanizmus. Eksperimente EMS grupės mokymo atitiktis buvo 35% didesnė nei tradicinės grupės.
IGF metabolinis reguliavimas -1/mTOR kelias
Impulsų stimuliacija sukelia vietinę insulino panašaus augimo faktoriaus (IGF -1) sekreciją, suaktyvina raumenų palydovines ląsteles ir skatina raumenų pluošto sustorėjimą. Tyrimai patvirtino, kad EMS grupės raumenų ląstelių skerspjūvio plotas padidėja 60%, palyginti su natūraliu treniruotėmis.
5, Neuroniniai mechanizmai klinikinės reikšmės
Neuroreabilitacija
Po insulto EMS stimuliacija naudojama siekiant stimuliuoti paveiktą galūnę, sukeliant smegenų plastiškumą dėl priverstinio raumenų susitraukimo ir kompensacinio pirminės motorinės žievės išplėtimo iš sveikos pusės į paveiktą pusę (patikrinta transkranijinės magnetinės stimuliacijos).
Skausmo valdymas
Aukšto dažnio (120Hz) stimuliacija suaktyvina delta opioidų receptorius, išlaisvindama endogeninę analgetikų medžiagą enkefaliną, o efektyvusis greitis 78% palengvina atidėtą raumenų skausmą (DOMS).
Neuromokslo perspektyva rizika ir tabu
Epilepsijos rizika: Per didelė stimuliacija gali sukelti nenormalų žievės iškrovą, ypač tiems, kurie serga epilepsija, kurios reikėtų vengti.
Autonominės nervų sistemos sutrikimai: kaklo stimuliacija gali trukdyti neryškiam tonui, todėl atsiranda nenormalus širdies ritmo kintamumas (HRV).
Neuroadaptyvus nuovargis: Parametrus reikia koreguoti po to, kai nuolat naudojamas daugiau nei 4 savaites, kad būtų išvengta desensibilizuojant acetilcholino receptorius alfa motoriniuose neuronuose.
Ateities nervų technologijos integracijos kryptis
Uždarytos kilpos nervų stimuliacijos sistema: sujungti elektromiografiją (EMG) ir elektroencefalografiją (EEG) signalus, sureguliuoti impulsų parametrus realiuoju laiku, kad atitiktų vartotojo dėmesio būseną.
Transkranijinė direktinės srovės stimuliacija (TDCS) sinergija: padidina motorinės žievės jaudrumą per galvos odos elektrodus ir sudaro „smegenų raumenų“ sinergijos treniruotes su EMS.
Neuromorfinis lustas: imituoja biologinius neuroninius tinklus, skirtus sukurti stimuliacijos modelius, pasiekdamas natūralesnį raumenų įdarbinimo ritmą.
EMS treniruočių kostiumas padidino tradicinį „smegenų nervo raumenų“ serijinės valdymo būdą į lygiagrečią aktyvavimo sistemą, kurią lemia elektros impulsai, skaitmeniniu būdu perrašant nervinius signalus, teikiant novatoriškus neuromokslų sprendimus nervų reabilitacijai, pagerintam motoriniam našumui ir anti-senėjimui.
