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Graz, 6.4.2006Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Neurofeedback Training zur Verbesserung kognitiver Leistung.

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Präsentation zum Thema: "Graz, 6.4.2006Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Neurofeedback Training zur Verbesserung kognitiver Leistung."—  Präsentation transkript:

1 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Neurofeedback Training zur Verbesserung kognitiver Leistung

2 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Inhaltsverzeichnis Einführung Untersuchungsgebiete –Sport –Kognitive Leistung –Artistik Begründung der Literaturwahl Zusammenfassung der Ableitungen Diskussion

3 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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),

4 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

5 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Sport Untersuchungsgebiet

6 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

7 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

8 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Ableitungen für Dissertation Fokussierung Differenzierung –Lokalisation Auflösung (Elektrodenanzahl) –Frequenzkomponenten Feedbackmodalität –visuelles Feedback –auditives Feedback –Kombination

9 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training kognitive Leistungen Untersuchungsgebiet

10 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

11 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training theta kognitive Leistungen

12 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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: O 1 und P 3 ) –Radarüberwachungsaufgabe (120 min.) »mit Feedback »ohne Feedback

13 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

14 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

15 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training alpha kognitive Leistungen

16 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

17 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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)

18 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

19 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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?

20 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training beta kognitive Leistungen

21 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training kognitive Leistung: beta Untersuchung zu semantischem Arbeitsgedächtnis (Vernon et al., 2003) –Methode 8 x 15 min. NFT (Elektrodenposition: C z ) 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

22 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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)

23 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

24 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training artistische Leistungen Untersuchungsgebiet

25 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training artistische Leistungen Untersuchungen zur musikalischen Leistung (Egner und Gruzelier, 2003) –Methode: 10 x 15 min. NFT (Elektrodenposition: P z ) alpha/theta pre/post Wertung einer Jury –Ergebnisse signifikante Verbesserung in Gesamtleistung, musikalisches Verständnis, stilistische Genauigkeit und Interpretationsvorstellung –Diskussion keine Änderung von alpha, theta bzw. alpha/theta Verhältnis

26 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Ableitungen für Dissertation Kausalität –Störvariablen –bisher keine Änderungen in Referenz EEG nachweisbar: Dauer/Häufigkeit des NFT verantwortlich? Gütekriterium: –objektivierbare Leistungsvariable

27 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Literaturwahl

28 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

29 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Zusammenfassung Ableitungen Fokussierung Differenzierung –Lokalisation Auflösung (Elektrodenanzahl) –Frequenzkomponenten –IAF-Anpassung IAF Banddefinitionen –Paradigmen möglichst nur eine kognitive Funktion Schwierigkeitsgrad Aufgabentyp

30 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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?

31 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

32 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback 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

33 Graz, Jürgen KurzmannNeurofeedback Training Diskussion


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