Neurofeedback Training zur Verbesserung kognitiver Leistung

1. Neurofeedback Trainingzur Verbesserungkognitiver Leistung Neurofeedback Training

2. Inhaltsverzeichnis • Einführung • Untersuchungsgebiete • Sport • Kognitive Leistung • Artistik • Begründung der Literaturwahl • Zusammenfassung der Ableitungen • Diskussion Neurofeedback Training

3. 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

4. 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

5. Sport Untersuchungsgebiet Neurofeedback Training

6. 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

7. 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

8. Ableitungen für Dissertation • Fokussierung • Differenzierung • Lokalisation • Auflösung (Elektrodenanzahl) • Frequenzkomponenten • Feedbackmodalität • visuelles Feedback • auditives Feedback • Kombination Neurofeedback Training

9. kognitive Leistungen Untersuchungsgebiet Neurofeedback Training

10. 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

11. theta kognitive Leistungen Neurofeedback Training

12. 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

13. 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

14. 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

15. alpha kognitive Leistungen Neurofeedback Training

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

20. beta kognitive Leistungen Neurofeedback Training

21. 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

22. 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

23. 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

24. artistische Leistungen Untersuchungsgebiet Neurofeedback Training

25. 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

26. Ableitungen für Dissertation • Kausalität • Störvariablen • bisher keine Änderungen in Referenz EEG nachweisbar: • Dauer/Häufigkeit des NFT verantwortlich? • Gütekriterium: • objektivierbare Leistungsvariable Neurofeedback Training

27. Literaturwahl Neurofeedback Training

28. 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

29. Zusammenfassung Ableitungen • Fokussierung • Differenzierung • Lokalisation • Auflösung (Elektrodenanzahl) • Frequenzkomponenten • IAF-Anpassung • IAF Banddefinitionen • Paradigmen • möglichst nur eine kognitive Funktion • Schwierigkeitsgrad • Aufgabentyp Neurofeedback Training

30. 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

31. 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

32. 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

33. Diskussion Neurofeedback Training