EMS (Bộ phận đào tạo kích thích cơ điện) trực tiếp can thiệp vào con đường truyền tín hiệu thần kinh cơ thông qua các xung điện ngoại sinh, mô phỏng và tăng cường các lệnh kiểm soát của hệ thần kinh trung ương. Các nguyên tắc khoa học thần kinh của nó có thể được chia thành bốn cơ chế cốt lõi sau:
1, kích hoạt ngưỡng của các tế bào thần kinh vận động
Thay thế kích hoạt tiềm năng hành động
Trong các trường hợp bình thường, não giải phóng acetylcholine thông qua các tế bào thần kinh vận động alpha, kích hoạt quá trình khử cực của màng tế bào cơ (đạt được tiềm năng ngưỡng của -50 mV) để tạo ra các tiềm năng hành động.
Hàm EMS: Dòng xung được giải phóng bởi điện cực (thường là 5-100 Ma) được tiêm trực tiếp vào các tế bào cơ, bỏ qua các khớp thần kinh hóa học và buộc các tiềm năng hành động kích hoạt. Nghiên cứu cho thấy dưới sự kích thích của EMS, tính đồng bộ của phóng xuất tế bào thần kinh vận động được tăng 70%.
Đột phá trong việc gây quỹ không gian phân cấp
Bài tập truyền thống tuân theo "nguyên tắc kích thước": các tế bào thần kinh alpha nhỏ (kiểm soát cơ chậm loại I) được kích hoạt trước, trong khi các tế bào thần kinh alpha lớn (kiểm soát cơ nhanh loại II) được tuyển dụng sau đó.
EMS Lợi thế: Bằng cách điều chỉnh tần số xung (như ưu tiên kích hoạt sợi cơ loại II ở 80Hz), việc tuyển dụng nguyên tắc kích thước đảo ngược đạt được, tối đa hóa hiệu quả phát triển sợi cơ nhanh.
2, Thích ứng thần kinh với độ dẻo synap
Hiệu ứng điện thế dài hạn (LTP)
Kích thích điện lặp đi lặp lại giúp tăng cường các kết nối synap trong con đường cột sống của vỏ não vận động và tăng số lượng gai gai lên 25%.
Cơ chế: Kích hoạt các thụ thể NMDA kích hoạt CA ² Dòng chảy, kích hoạt tái tạo cấu trúc tế bào thần kinh sau synap.
Sự điều chỉnh các tế bào ức chế
EMS kích hoạt các tế bào Renshaw bằng cách kích thích các sợi hướng tâm IA, điều chỉnh động sự dễ bị kích thích của các tế bào thần kinh vận động alpha và ngăn ngừa sự mệt mỏi của cơ bắp do tuyển dụng quá mức.
3, Cảm thấy tối ưu hóa hội nhập thể thao
Tăng cường phản hồi quyền sở hữu
Các xung điện kích hoạt trục chính cơ và cơ quan gân, tăng cường hoạt động của các tế bào thần kinh vận động gamma, và cải thiện chiều dài cơ bắp và nhận thức căng thẳng. Dữ liệu cho thấy sau khi đào tạo EMS, lỗi nhận thức vị trí chung đã giảm 40%.
Định hình lại biểu diễn vận động vỏ não
Các nghiên cứu fMRI đã chỉ ra rằng sau 6 tuần đào tạo EMS, khối lượng của vùng đại diện cơ mục tiêu trong vỏ não vận động chính (vùng M1) tăng 18%, cho thấy điều khiển động cơ tinh tế hơn.
4, Điều chỉnh hệ thống dẫn truyền thần kinh
Kích hoạt con đường dopaminergic
Kích thích điện thúc đẩy việc giải phóng dopamine trong provia nigra striatum, tăng cường động lực vận động và cơ chế thưởng. Trong thí nghiệm, sự tuân thủ đào tạo của nhóm EMS cao hơn 35% so với nhóm truyền thống.
Quy định trao đổi chất của IGF -1/mTOR Pathway
Kích thích xung gây ra sự bài tiết cục bộ của yếu tố tăng trưởng giống như insulin (IGF -1), kích hoạt các tế bào vệ tinh cơ và thúc đẩy sự dày lên của sợi cơ. Nghiên cứu đã xác nhận rằng diện tích cắt ngang của các tế bào cơ trong nhóm EMS tăng 60% so với đào tạo tự nhiên.
5, Cơ chế thần kinh trong các ứng dụng lâm sàng
Neurorehabilition
Sau đột quỵ, kích thích EMS được sử dụng để kích thích chi bị ảnh hưởng, kích hoạt độ dẻo của não thông qua sự co cơ bắt buộc và sự mở rộng bù của vỏ não vận động chính từ phía khỏe mạnh sang phía bị ảnh hưởng (được xác minh bằng kích thích từ xuyên sọ).
Quản lý đau
Kích thích tần số cao (120Hz) kích hoạt các thụ thể opioid delta, giải phóng chất giảm đau nội sinh enkephalin, với tỷ lệ hiệu quả là 78% trong việc giảm đau nhức cơ bắp khởi phát chậm (DOMS).
Một quan điểm khoa học thần kinh về rủi ro và những điều cấm kỵ
Rủi ro động kinh: Kích thích quá mức có thể gây ra sự xuất viện vỏ não bất thường, đặc biệt đối với những người có tiền sử bệnh động kinh, nên tránh.
Rối loạn hệ thống thần kinh tự trị: Kích thích cổ có thể can thiệp vào âm đạo, dẫn đến biến đổi nhịp tim bất thường (HRV).
Mệt mỏi thần kinh: Các thông số cần được điều chỉnh sau khi sử dụng liên tục trong hơn 4 tuần để tránh giải mẫn cảm các thụ thể acetylcholine trong các tế bào thần kinh vận động alpha.
Định hướng tích hợp công nghệ thần kinh trong tương lai
Hệ thống kích thích thần kinh vòng kín: Kết hợp tín hiệu điện cơ (EMG) và điện não đồ (EEG), điều chỉnh các tham số xung trong thời gian thực để phù hợp với trạng thái chú ý của người dùng.
Synergy kích thích dòng điện trực tiếp xuyên sọ (TDC): Tăng cường khả năng kích thích vỏ não qua các điện cực da đầu và tạo thành một sự đào tạo sức mạnh tổng hợp "cơ não" với EMS.
Chip thần kinh: bắt chước các mạng lưới thần kinh sinh học để thiết kế các mô hình kích thích, đạt được nhịp điệu tuyển dụng cơ tự nhiên hơn.
Bộ đồ đào tạo EMS đã nâng cấp chế độ điều khiển nối tiếp truyền thống của "cơ thần kinh não" lên một hệ thống kích hoạt song song được điều khiển bởi các xung điện thông qua việc viết lại các tín hiệu thần kinh kỹ thuật số, cung cấp các giải pháp khoa học thần kinh sáng tạo để phục hồi chức năng thần kinh, cải thiện hiệu suất vận động và chống lão hóa.
