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Neurofeedback Training zur Verbesserung kognitiver Leistung

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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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Presentation Transcript
inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
  • Einführung
  • Untersuchungsgebiete
    • Sport
    • Kognitive Leistung
    • Artistik
  • Begründung der Literaturwahl
  • Zusammenfassung der Ableitungen
  • Diskussion

Neurofeedback Training

einf hrung
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

einf hrung1
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

Sport

Untersuchungsgebiet

Neurofeedback Training

sportliche leistung
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 leistung1
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 f r dissertation
Ableitungen für Dissertation
  • Fokussierung
  • Differenzierung
    • Lokalisation
      • Auflösung (Elektrodenanzahl)
    • Frequenzkomponenten
  • Feedbackmodalität
    • visuelles Feedback
    • auditives Feedback
    • Kombination

Neurofeedback Training

kognitive leistungen

kognitive Leistungen

Untersuchungsgebiet

Neurofeedback Training

kognitive leistung
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

theta

kognitive Leistungen

Neurofeedback Training

kognitive leistung theta
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 theta1
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 f r dissertation1
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

alpha

kognitive Leistungen

Neurofeedback Training

kognitive leistung alpha
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 alpha1
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 f r dissertation2
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 f r dissertation3
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

slide20

beta

kognitive Leistungen

Neurofeedback Training

kognitive leistung beta
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 beta1
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 f r dissertation4
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

artistische Leistungen

Untersuchungsgebiet

Neurofeedback Training

artistische leistungen1
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 f r dissertation5
Ableitungen für Dissertation
  • Kausalität
    • Störvariablen
    • bisher keine Änderungen in Referenz EEG nachweisbar:
      • Dauer/Häufigkeit des NFT verantwortlich?
  • Gütekriterium:
    • objektivierbare Leistungsvariable

Neurofeedback Training

literaturwahl

Literaturwahl

Neurofeedback Training

literaturwahl1
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
Zusammenfassung Ableitungen
  • Fokussierung
  • Differenzierung
    • Lokalisation
      • Auflösung (Elektrodenanzahl)
    • Frequenzkomponenten
    • IAF-Anpassung
      • IAF Banddefinitionen
    • Paradigmen
      • möglichst nur eine kognitive Funktion
      • Schwierigkeitsgrad
      • Aufgabentyp

Neurofeedback Training

zusammenfassung ableitungen1
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 ableitungen2
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 ableitungen3
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

Diskussion

Neurofeedback Training

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