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Neurofeedback Training zur Verbesserung kognitiver Leistung. Inhaltsverzeichnis. Einführung Untersuchungsgebiete Sport Kognitive Leistung Artistik Begründung der Literaturwahl Zusammenfassung der Ableitungen Diskussion. Einführung. Literaturquelle:
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Neurofeedback Trainingzur Verbesserungkognitiver Leistung Neurofeedback Training
Inhaltsverzeichnis • Einführung • Untersuchungsgebiete • Sport • Kognitive Leistung • Artistik • Begründung der Literaturwahl • Zusammenfassung der Ableitungen • Diskussion Neurofeedback Training
Einführung Literaturquelle: Vernon D. (2005). Can Neurofeedback Training Enhance Performance? An Evaluation of the Evidence with Implications for Future Research. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 30(4), 347-364. Neurofeedback Training
Einführung • Leistungsfähigkeit Kontinuum zwischen Dysfunktion und Optimalleistung • Zielgruppe Menschen mit normaler Basisleistungsfähigkeit • Neurofeedback Training durch Rückmeldung bestimmter Charakteristika der Gehirnaktivität, soll eine gezielte willentliche Kontrolle über diese erlangt werden • Hintergrund Zusammenhang spezifischer Leistungsfähigkeiten und dafür typischer kortikaler Aktivierungsmuster Grundprinzip: Verbesserung der Leistungsfähigkeit durch Spiegelung „optimaler“ Aktivierungsmuster Neurofeedback Training
Sport Untersuchungsgebiet Neurofeedback Training
sportliche Leistung • Untersuchung an Bogenschützen (Landers et al., 1991) • Methode • Feedback: Slow Cortical Potential (SCP) • 3 Gruppen • Reduktion der kortikalen Aktivität links temporal (T3) • Reduktion der kortikalen Aktivität rechts temporal (T4) • Kontrollgruppe • Ablauf: • Messung Trefferquote 1 • Neurofeedback Training (NFT) • Messung Trefferquote 2 Neurofeedback Training
sportliche Leistung • Ergebnisse • reduzierte Aktivität links signifikant bessere Leistung • reduzierte Aktivität rechts signifikant schlechtere Leistung • Kontrollgruppe keine sign. Leistungsänderung • Diskussion • SCP Feedback Training einer Hemisphäre wenig spezifisch • nur visuelles Feedback • versus multimodales Feedback Neurofeedback Training
Ableitungen für Dissertation • Fokussierung • Differenzierung • Lokalisation • Auflösung (Elektrodenanzahl) • Frequenzkomponenten • Feedbackmodalität • visuelles Feedback • auditives Feedback • Kombination Neurofeedback Training
kognitive Leistungen Untersuchungsgebiet Neurofeedback Training
kognitive Leistung Es existieren eine Vielzahl von Studien, die Zusammenhang zwischen Leistungsfähigkeit in einem spezifischen kognitiven Bereich und bestimmten EEG Parametern belegen wichtigste Trainingsprotokolle: • theta • alpha • beta Neurofeedback Training
theta kognitive Leistungen Neurofeedback Training
kognitive Leistung: theta • Radar-Überwachungsaufgabe(Beatty et al., 1974) • Methode • Feedback: theta-Anteil (3-7 Hz) am Frequenzbereich 3-30 Hz • 2 Gruppen (19 Vpn) • theta Unterdrückung • theta Erhöhung • Ablauf: • NFT (2 x 60min.) (Elektrodenpositionen: O1 und P3) • Radarüberwachungsaufgabe (120 min.) • mit Feedback • ohne Feedback Neurofeedback Training
kognitive Leistung: theta • Ergebnisse • theta-Anteil konnte willentlich kontrolliert werden • Überwachungsaufgabe mit Feedback • theta-Unterdrückung signifikant bessere Leistung • theta-Erhöhung signifikant schlechtere Leistung • Überwachungsaufgabe ohne Feedback • keine signifikante Leistungsänderung • Diskussion • theta-Veränderung für Leistungsänderung verantwortlich? • NFT-Länge von 2 x 60 Minuten eventuell zu kurz • tatsächlich theta-Veränderung? • Angabe absoluter statt relativer Werte Neurofeedback Training
Ableitungen für Dissertation • Differenzierung • absolute Werte (statt Verhältnissen) • welche Parameter ändern sie wie • Paradigmen • die möglichst wenige kognitive Funktion beanspruchen • Within-Session Design • Cross-Session Design • NFT Erfolg abhängig von Dauer des Trainings • Einflussfaktoren (Intervall, Sessionlänge, …) • pre/post Veränderungen? • Referenz-EEG • fMRI • NIRS Neurofeedback Training
alpha kognitive Leistungen Neurofeedback Training
kognitive Leistung: alpha • Untersuchung zur Leistung des Kurzzeitgedächtnis (Bauer, 1976) • Methode: • 13 Vpn • Ablauf: • 1h auditorisches alpha-NFT • (Elektrodenpositionen: O1, O2, P3, C3, Cz, T3) • pre/post Vergleich • free recall Test • digit span Test Neurofeedback Training
kognitive Leistung: alpha • Ergebnisse • signifikante Erhöhung der alpha-Aktivität • jedoch keine signifikanten Leistungsänderungen • Diskussion • problematische Interpretation • Widerspruch zu Studien die Zusammenhang zwischen alpha-Aktivität und Gedächtnisleistung belegen (Klimesch 1990, 1993) Neurofeedback Training
Ableitungen für Dissertation • Individuelle Anpassung • Individuelle Alpha Frequenz IAF (Klimesch, 1990) • Festlegung der Frequenzbänder anhand von IAF • höhere Differenzierung • der Frequenzbänder • theta: [ IAF-6 … IAF-4 ] Hz • lower alpha 1: [ IAF-4 … IAF-2 ] Hz • lower alpha 2: [ IAF-2 … IAF ] Hz • upper alpha: [ IAF … IAF+2 ] Hz • Aufgaben • Schwierigkeitsgrad • Aufgabentyp Neurofeedback Training
Ableitungen für Dissertation • Effekt ≠ Wirkung • erfolgreiche Beeinflussung von EEG Aktivität durch NFT muss nicht unbedingt Veränderung der kognitiven Leistungsfähigkeit zur Folge haben • Fragestellung: • Inwieweit können topografische Aktivierungsmuster durch NFT erzeugt werden? • Welche Bereiche sind in welchen Frequenzbändern trainierbar? Neurofeedback Training
beta kognitive Leistungen Neurofeedback Training
kognitive Leistung: beta • Untersuchung zu semantischem Arbeitsgedächtnis (Vernon et al., 2003) • Methode • 8 x 15 min. NFT (Elektrodenposition: Cz) • 3 Gruppen • theta erhöhen: (4-8 Hz)↑ [(0-4 Hz)↓, (8-12 Hz)↓] • low-beta erhöhen: (12-15 Hz)↑ [(4-8 Hz)↓, (18-22 Hz)↓] • Kontrollgruppe • pre/post Messung • Aufmerksamkeit • semantische Leistungsfähigkeit Neurofeedback Training
kognitive Leistung: beta • Ergebnisse: • theta Erhöhung konnte nicht trainiert werden. • low-beta Training konnte (within sessions) gut trainiert werden, jedoch keine baseline Veränderungen • Leistung semantisches Arbeitsgedächtnis signifikant erhöht. • Diskussion • kausaler Zusammenhang zwischen NFT und Leistungsverbesserung fraglich • Replikation nicht erfolgreich (2004) Neurofeedback Training
Ableitungen für Dissertation • Kausalität • Vorhandensein eines Feedbacks ausreichend für Leistungsveränderungen? • Feedback und inverses Feedback Effekt und inverser Effekt? • Langzeit-Effekte durch Cross-Session Design • Ausgangspunkt • Replikation von gut kontrollierter Studie • Variation der Parameter Neurofeedback Training
artistische Leistungen Untersuchungsgebiet Neurofeedback Training
artistische Leistungen • Untersuchungen zur musikalischen Leistung (Egner und Gruzelier, 2003) • Methode: • 10 x 15 min. NFT (Elektrodenposition: Pz) • alpha/theta • pre/post Wertung einer Jury • Ergebnisse • signifikante Verbesserung inGesamtleistung, musikalisches Verständnis, stilistische Genauigkeit und Interpretationsvorstellung • Diskussion • keine Änderung von alpha, theta bzw. alpha/theta Verhältnis Neurofeedback Training
Ableitungen für Dissertation • Kausalität • Störvariablen • bisher keine Änderungen in Referenz EEG nachweisbar: • Dauer/Häufigkeit des NFT verantwortlich? • Gütekriterium: • objektivierbare Leistungsvariable Neurofeedback Training
Literaturwahl Neurofeedback Training
Literaturwahl • Artikel • gute Übersicht über Forschungsstand • bisher wenige Publikationen zu Leistungsverbesserung gesunder Menschen • uneinheitliche Ergebnisse • kritisch • zeigt breites Spektrum an Verbesserungsvorschlägen auf • Bedarf an kontrollierten Grundlagenstudien • auch für klinischen Bereich relevant • Boom/Euphorie im Bereich Neurowissenschaften • ernüchternde Ergebnisse Neurofeedback Training
Zusammenfassung Ableitungen • Fokussierung • Differenzierung • Lokalisation • Auflösung (Elektrodenanzahl) • Frequenzkomponenten • IAF-Anpassung • IAF Banddefinitionen • Paradigmen • möglichst nur eine kognitive Funktion • Schwierigkeitsgrad • Aufgabentyp Neurofeedback Training
Zusammenfassung Ableitungen • kontrollierte Grundlagenstudien • Wirkungsweise des Feedbacks • Kontrollguppen • Feedback • fingiertes Feedback • kein Feedback • NFT Möglichkeiten/Grenzen • Inwieweit können durch NFT „beliebige“ topografische Aktivierungsmuster erzeugt werden? • Welche Topografien in welchen Frequenzbändern? Neurofeedback Training
Zusammenfassung Ableitungen • Within-Session Design • genaue Kontrolle (Übungseffekte, Kausalität, …) • Kurzzeiteffekte • durch Wiederholung Langzeiteffekte? • Kausalität der (Kurzzeit-)Effekte • Kontrollgruppe: inverses Feedback • Cross-Session Design • NFT Erfolg abhängig von • Dauer des Trainings? • Trainingsintervallen? • Sessionlänge? • Veränderungen? • Referenz-EEG • fMRI • NIRS Neurofeedback Training
Zusammenfassung Ableitungen • allgemeine Grundregeln beachten • Verwendung von Kontrollgruppen • keine Konfundierung durch verschiedene Treatment • pre/post EEG-Messungen um Veränderungen feststellen zu können • Ausgangspunkt • Replikation von gut kontrollierter Studie • Variation der Parameter Neurofeedback Training
Diskussion Neurofeedback Training