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通常,我自认为对《每日邮报》耸人听闻的噱头无动于衷,但去年夏天它的一篇报道——“用耳朵上的微型设备刺激大脑,无需动手指就能提升体能”——却让我彻底上了钩。

《每日邮报》很少是我寻求健身建议的首选,但这篇文章的主题——一项扎实的研究表明无创(经皮)迷走神经刺激(tVNS)能增强运动能力——让我像被雷劈了一样。

其结论很诱人。不仅以最大摄氧量为代表的运动能力提升了近4%,炎症也显著减少,使该疗法对表现和恢复都颇具吸引力。这引起了我的注意,因为我当时正在使用tVNS进行自己的实验。过去七个月里,我每天早上都会放松一小时,让一股微弱的电流轻轻脉冲穿过我的耳朵。如果这项研究靠谱的话,这对职业和业余选手来说是否意味着不费吹灰之力就能提升表现?

这项tVNS试验于2025年2月发表在《欧洲心脏杂志》上,但直到夏天才被主流媒体关注,随后引起了极大兴趣,包括我自己。该研究由伦敦玛丽女王大学威廉·哈维研究所的加雷思·阿克兰教授领导,招募了28名健康成年人(14男14女),在两个为期一周的阶段中,每天接受30分钟tVNS治疗。

研究规模较小

研究规模较小

迷走神经是大脑与身体之间的主要沟通通道,参与调节心率、呼吸、炎症和压力。通过无创tVNS刺激它,意味着使用经皮神经电刺激(TENS)设备,将电极夹在双耳耳屏上。耳朵包含迷走神经一个分支投射的特定区域;这些区域——耳屏和耳甲艇——提供了通往大脑的便捷的通道。大多数科学研究只使用一只耳朵,但阿克兰选择了双侧刺激,因为当代研究表明这种方案更能促进大脑的可塑性和修复。

其样本量较小,仅28名健康成年人,平均年龄34岁,是研究的一大局限。尽管如此,研究执行得一丝不苟。阿克兰教授及其团队确保了假刺激和真tVNS的盲法随机分配,所有参与者分别接受两个为期七天的治疗阶段,中间间隔两周的洗脱期。平均而言,工作率增加了6瓦,峰值运动时呼吸频率每分钟增加4次,最大摄氧量增加了1.04毫升/公斤/分钟,而假刺激组的最大摄氧量没有增加。炎症标志物也显著减少。

临床前研究

临床前研究

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我正舒舒服服地窝在沙发上,想用tVNS来提高我的最大摄氧量(VO2max),但心里总有个疙瘩:这项研究压根不是给骑自行车的人准备的,不管是业余还是职业。阿克伦德表示:“这是一项概念验证试验,由英国心脏基金会资助,旨在研究tVNS如何把运动的好处带给那些想动却动不起来的人。”正如大多数骑车的人所知,更高的运动能力与降低一系列严重疾病(从心血管问题到神经退行性疾病)的风险直接挂钩。即便如此,并非所有人都愿意或能够定期锻炼。

阿克伦德说:“要是刚化疗完就要做大手术,你最不想做的就是去健身房。同样,神经控制是运动的基础部分,这或许能解释为什么有些人比其他人更难坚持运动。看看能不能‘劫持’自主神经系统来获取运动的好处,这事儿挺值得一试的。”过去几十年,有人开始怀疑一个老观点:身体好的人心率低(迷走神经张力高),完全是因为运动。当代数据表明,大脑也发挥了作用。阿克伦德说:“我们能够直接验证这一想法,并发现了三种合理的生理效应——运动能力的变化、外周血液炎症标志物的变化以及静息心率的变化。我们的研究表明,迷走神经活动决定了个体的运动能力。”

最大摄氧量提升3.8%听起来可能微不足道,但跟2007年的一项研究一比,就显得很不错了。该研究发现,每周进行三次、持续八周的高强度有氧间歇训练可使最大摄氧量提高5.5-7.2%,而长距离慢跑和乳酸阈值训练则完全没有效果。阿克伦德赶紧给我泼了盆冷水,他警告说:“我不希望您的读者过度解读这项概念验证研究的数据。还需要更多研究;离真正用到临床或运动员身上还差得远呢。我们正在研究神经对运动的影响,以及运动反过来怎么影响神经控制,但这仍是进行中的工作。”

我问阿克伦德,对于那些迷走神经已经调得很好的职业自行车运动员来说,是否还有任何潜在的收益。他说:“训练有素的运动员拥有最佳的自主神经功能,但自主神经系统中的神经可塑性对此起到了重要作用。因此,运动员很可能进一步受益……我们的工作让提升运动表现也变成了一种可能。”

DIY方案

DIY方案

在《每日邮报》那篇文章发表前一个月,我就开始使用tVNS,听说有研究说,每天进行一小时的迷走神经刺激,能把房颤负担降低85%。我最近因房颤接受了消融手术,希望tVNS能减少术后异位搏动。

迷走神经刺激已被用于治疗癫痫几十年了(使用植入设备),因此有很多证据说明是安全的。然而,如果你像我一样选择自己搞,就没人给你打保票,也没个安全保障。阿克伦德教授说得对,目前尚无足够的研究证明经皮迷走神经刺激(tVNS)对大众是有效或者完全没风险的。

不过话说回来,我自己的体验还不错。使用从当地药店购买的不到50英镑的TENS设备,从网上扒来的参数(低频脉冲率20-30赫兹,以匹配自然电脉冲),我每天一小时的tVNS常规操作一直挺顺利,就是有点电流通过耳朵时轻微的刺痛感。我的房颤(AF)症状在两天内消失了,并且没有复发,这挺好,不过除此之外,我没发现啥变化。我的健康状况改善只是巧合吗?可能吧。我的最大摄氧量是不是提升得太细微,骑车的时候根本感觉不到?也许吧。

我虽然很投入,但用tVNS的方式完全不科学,这就说明为啥需要更严谨的研究了。变量太多,难以解释。我使用的设置是通用的,而非个性化的,而且阿克伦德团队使用的是双侧tVNS,而我只连接左耳,这虽然降低了引发心脏副作用的风险,但也可能效果较弱。与阿克伦德严格的研究方案不同,我只能靠我的佳明手表来估算运动能力。

因此,目前实验室研究仍在追寻临床潜力,但如果这项技术能实现其承诺,它可能会带来变革——为那些身体无法训练的人提供至关重要的生命线,并为职业运动员带来超额的边际收益。就我个人而言,我会饶有兴趣地持续关注相关研究。

迷走神经刺激解析

迷走神经刺激解析

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要理解迷走神经的重要性,我们需要探索人体自主神经系统(ANS)的作用。作为“自动驾驶系统”,它持续运行着心跳、呼吸和体温调节等关键功能——这些是我们无法有意识地控制的生理过程。

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大脑在我们交感神经系统(战斗或逃跑模式)与副交感神经系统(休息和消化模式)之间保持着微妙的平衡。前者为高强度活动调动能量,后者负责消化和组织修复。

“这两个系统在心血管功能中都发挥着重要作用,”拉夫堡大学运动生理学高级讲师马克·伯恩利博士解释道,“它们还影响呼吸系统和消化系统。交感神经系统通过作用于心脏的窦房结(心脏的天然起搏器)来支配心脏,释放去甲肾上腺素,从而加快心率。”

副交感神经系统也作用于窦房结,让心跳慢下来。它通过释放乙酰胆碱做到的,乙酰胆碱会打开特定的通道,使钾离子从细胞中渗出,从而降低细胞的兴奋性。“迷走神经是副交感神经系统的主要通道,”伯恩利博士继续说道,“它是一个庞大的神经网络,从脑干分支到肠道最下部。它将大脑的传出信息发送到外周器官,但大约80%的信息流是传入信息,将信号传回大脑。”

从根本上说,迷走神经持续监测身体,并在需要平静下来时向大脑报告。“一个更强健的心脏在给定心输出量下,由于每搏输出量增加,会跳得少一些,”伯恩利说,“但其他过程也在起作用。当你持续训练时,大脑中一个叫延髓的部分在休息时会更活跃,通过迷走神经向心脏发送更强、更持续的电信号。更多的乙酰胆碱被释放到窦房结,使得钾通道开放时间更长,从而产生更低的静息心率。”

简而言之,对于训练有素的人来说,大脑通过在恢复期间增加副交感神经输出,来补偿运动时交感神经输出的增加。体质更好的人具有更高的迷走神经张力,从而导致更低的静息心率。“此外,”伯恩利继续说道,“像骑行这样的长期耐力训练可以重塑窦房结,导致某些离子通道(特别是HCN4)数量减少。这会减缓心脏的内在节律,不受自主神经输入的影响。”

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经皮迷走神经刺激(tVNS)并不直接影响窦房结。相反,通过刺激耳部的迷走神经耳支,电信号会传至脑干。身体认为这是“休息和消化”的指令,促使延髓通过迷走神经主干向心脏的窦房结发送镇静信号。

其他提升迷走神经张力的方法

其他提升迷走神经张力的方法

还有其他增强迷走神经张力的方法,且不存在安全性问题。“外周神经调控,即通过刺激神经改变自主神经功能,这个概念不新鲜,”阿克伦教授说。“说白了,就是针灸那类传统方法的原理。不过,这些方法不如tVNS精确,且更容易出现安慰剂效应。”

练呼吸时,主动加长呼气,这种练习基于呼吸性窦性心律不齐的原理。说白了,副交感神经系统在吸气时关闭,在呼气时激活。通过缓慢呼吸——每分钟呼吸五到六次——并延长呼气时间,可以减慢心率,让身体更多时间处于副交感神经主导的状态。耳部针灸/耳穴按压可对耳内迷走神经末梢提供机械刺激,从而降低静息心率及全身性炎症。

冷水浸泡(CWI)现在很流行。冷水碰到皮肤时,尤其是眼周和鼻部,迷走神经会立即向心脏发出减速信号。经常这么给身体来一下冷刺激,可提高基础迷走神经张力。

舒缓、低频的环境音乐可以刺激副交感神经系统。要注意,尖锐刺耳的声音容易激活交感神经,而且听什么歌,个人口味差很多。

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伯恩利博士和阿克兰教授都认为,运动仍然是调节迷走神经系统的最佳方式。间歇训练尤其有效,因为高低强度活动的快速切换能改善心率恢复(HRR),这可是迷走神经弹性的关键指标。