EMS Grundlagen

EMS steht für Elektro-Myo-Stimulation – also eine neuronale Stimulation der Muskeln durch externe, elektrische Impulse. Die natürliche Aktivierung von Muskeln, die Muskelkontraktion, wird durch Aktionspotentiale ausgelöst. Diese werden als elektrische Signale über Neuronen vom Rückenmark zu den Muskeln geleitet. Bei EMS werden eben jene Neuronen genutzt um den Muskel zu stimulieren. Der Muskel erfährt also ein elektrisch verursachtes Aktionspotential, egal ob der Impuls ursprünglich aus dem Gehirn oder aus einer externen Elektrode kam. Die Einheit aus Neuron und zugehörigen Muskelfasern nennt man motorische Einheit. Durch EMS werden viele dieser motorischen Einheiten gleichzeitig stimuliert.

Der Strom aus den externen Elektroden trifft zunächst auf die Haut und das Unterhautfettgewebe, bevor er die Muskulatur erreicht und dort die motorischen Einheiten stimulieren kann. Die Haut wirkt dabei wie ein kapazitiver Widerstand für den Strom. Die Menge an Strom, die am Muskel ankommt, hängt dabei von persönlichen biologischen Faktoren wie dem Unterhautfettgewebe ab. Durch die Anpassung der EMS-Signale können diese Faktoren eingestellt und damit jeder gezielt nach seinem Bedarf trainiert werden. Bei EMS wird insgesamt nur eine geringe Stromstärke im Milliampere-Bereich verwendet, welche für den Menschen nicht gefährlich ist.

Konnektivität

Damit die Elektroden die Muskeln gezielt stimulieren können, ist eine gute Konnektivität zwischen den Elektroden und dem Körper notwendig. Nur so kann der Strom wie gewünscht übertragen werden. Um die Leitfähigkeit zwischen den Elektroden und dem Körper sicherzustellen, nutzt unser System den natürlichen Schweiß der Trainierenden. Im Schweiß sind viele Salze enthalten, welche eine gute Leitfähigkeit besitzen und so die Verbindung sicherstellen. Ausreichendes Schwitzen ist dann gegeben, wenn der Trainierende gut hydriert ist und sich erwärmt hat. Externes Befeuchten der Haut durch Wasser, Kontaktspray oder Elektrodengel ist nicht notwendig.

Frequenzen

Um den kapazitiven Widerstand, der zwischen Hautoberfläche und Muskelfasern liegt, zu überbrücken, wird für EMS Wechselstrom verwendet. Dieser charakterisiert sich neben Spannung und Stromstärke durch seine Frequenz. Klassischerweise bestehen EMS-Signale aus modulierten Frequenzen zwischen 40 und 150 Hz. Umso höher die Frequenzen sind, umso niedriger ist der Widerstand der Haut und umso tiefer dringt das Signal somit in den Körper ein.

Dies hat vor allem auf das subjektive Empfinden der Trainierenden positive Auswirkungen, da die Stimulation als „angenehmer“ und weniger „stechend“ empfunden wird. Die Wahrnehmung einer Stimulation unterscheidet man gemeinhin in unterschwellige Reize, also solche bei denen kein Stromgefühl auftritt, durch ein starkes Stromgefühl gekennzeichnete überschwellige Reize und den sozusagen „neutralen“ schwelligen Reizen.

Bedingt durch das Summationsverhalten von Aktionspotentialen ergeben sich außerdem abhängig vom Trainierenden und der Stimulationsintensität/Stimulationsfrequenz sehr langsame Muskelzuckungen bis hin zu Muskelwogen.

Höhere Frequenzen, die jedoch noch unter 1000 Hz liegen, können kaum neue Aktionspotentiale erzeugen, da zwischen zwei Aktivierungen der motorischen Einheit stets eine kurze Zeit liegt, in der eine neuerliche Aktivierung unmöglich ist. Frequenzen um die 2000 Hz werden als Mittelfrequenzen bezeichnet und überbrücken den neuronalen Weg indem sie die Muskelfasern direkt stimulieren. Der aktuelle Forschungsstand zeigt jedoch keine Vorteile dieser Methode gegenüber der Reizung der motorischen Einheiten auf, weshalb beide Frequenzbänder als EMS bezeichnet werden können.