Was ist Neurofeedback

Die Entdeckung des EEG

Für eine nähere Betrachtung der Geschichte des Neurofeedback ist Jim Robbins Buch: A symhony in the brain zu empfehlen

Geschichtliches

Die erste Messung von elektrischer Hirnaktivität wurde bei Tieren mittels eines Galvanometers versucht. Beschrieben wurde der Versuch von einem britischen Wissenschaftler namens Richard Caton im Jahre 1875/76. Im Jahr 1920 machte der deutsche Psychiater Hans Berger gezielte EEG Messungen und Beobachtungen, wobei er als Probanden seinen Sohn nahm. Er beobachtete eine Abfolge von gleichartig aussehenden elektrischen Wellen, die er Wellen erster Ordnung nannte. Diese Wellen wurden als Alpha-Wellen bekannt, wobei der Name vom ersten Buchstaben des griechischen Alphabets stammt.

Er beobachtete auch unregelmäßiger auftretende Wellen, die schmaler waren und desynchronisiert erschienen. Diese Wellen wurden Beta Wellen genannt. Er beobachtete als Erster, dass der Alpha-Rhythmus bei geschlossenen Augen des Probanden dominierte. Dass er aber bei geöffneten Augen sehr stark reduziert wurde, damit ordnete er den Alpha-Rhythmus als Ruherhythmus des Gehirns ein. Bergers Beobachtungen, die 1229 veröffentlicht wurden, gelten noch heute. Er war es, der die Bezeichnung der Wellen durch griechische Buchstaben durchsetzte und er war es auch, der die Bezeichnung Elektroenzephalogramm (kurz: EEG) erfand. Seine Entdeckungen wurden 1934 von zwei Britischen Wissenschaftlern Adrian und Matthews bestätigt, die das EEG in die englische Literatur einführten.

1958 konnte der Psychologe Joe Kamiya mittels sorgfältig erarbeiteten wissenschaftlichen Verfahren demonstrieren, dass Menschen in der Lage sind, eine Produktion von Alpha Aktivität in ihrem Gehirn zu erkennen, obwohl sie nicht in der Lage waren, zu erklären, wie sie diese Alpha Wellen produzierten. Kamiya hatte einen Probanden, dem er die Anweisung gegeben hatte, mit A oder b anzuzeigen, wenn er im Alpha Zustand war. Am dritten Tag erreichte der Proband 400 korrekte Antworten in Folge. Kamiay betonte später, dass er überglücklich gewesen sei, einen solchen Probanden gefunden zu haben, der so sensibel in der Beobachtung eigener Bewusstseinszustände war, weil dieser seine Motivation weiteren Studien zu betreiben deutlich stärkte. Diese ersten Forschungen sind bedeutsam, wenn wir über Neurofeedback sprechen, bei dem Probanden aufgefordert werden, ihren mentalen Zustand zu verändern, indem sie Hirnwellen verändern, die ihnen gespiegelt werden. Seit einem halben Jahrhundert beschäftigt sich die Forschung mit dem Zusammenhang des EEG mit dem Bewusstsein und der Wahrnehmung. Beispielweise hat Thomas Hardt für sein Zentrum in San Franzisko EEG Messungen mit japanischen Zen Meistern durchgeführt, um weitere Fragen zum Bewusstsein zu beantworten.

Barry Sterman arbeitete im Jahr 1960 an der Universtät von Kalifornien Los Angeles mit Katzen, um nachzuweisen, dass sie mittels oberantem Konditionieren dazu gebracht werden konnten, spezifische Hirnwellen mit einer Frequenz zwischen 12 und 15 Herz zu produzieren. Er gab dieser Hirnfrequenz den Namen seonsomotorischer Rhythmus (SMR).

Wir möchten uns bei Dr. Maurice Barry Sterman für das Foto unten bedanken, dass in seinem Labor während seiner brillianten Experimente aufgenommen wurden, die erstmals nachweisen konnten, dass EEG-Wellen durch operantes Konditionieren verändern kann.

Kurz darauf entdeckte er, dass Katzen, deren SMR Aktivität durch Training gesteigert worden war, unempfindlich wurden gegenüber dem Raketen Treibstoff Hydrazine und dessen Eigenschaft, epileptische Anfälle auszulösen. Diese Anfälle erlitten viele Angehörige des Air Force Personals, die den chemischen Dämpfen, während der Befüllung von Raketen ausgesetzt gewesen waren. Er versuchte das gleiche Verfahren, des operanten Konditionierens der Steigerung von SMR Frequenzen im Gehirn, bei Epileptikern mit dem Erfolg, dass deren Anfälle in der Häufigkeit, Dauer und Intensität abnahmen und teilweise sogar kontrolliert werden konnten. Dieses Ergebnis konnte in vielen Forschungseinrichtungen wiederholt werden, wie in Stermans Artikel in Clinical Electroencephalography, January 2000 nachgelesen werden kann (Der ganze Artikel beschäftigt sich mit Neurofeedback und kann mit Gewinn gelesen werden).

Ein weiterer Psycho-Physiologe der mit dem EEG arbeitete er Joel Lubar, der von der Universität Tennessee kam, um ein Jahr mit Sterman zu arbeiten. Bei dessen Forschungen wurde beobachtet, dass Epilepsiepatienten, die auch an Hyperaktivität litten, teilweise durch das SMR Training ruhiger wurden. Dabei kam die Frage auf, ob Kinder mit ADHS von einem SMR Training profitieren würden. Margaret Shouse, ein graduierte Studentin Lubars, widmete ihre Doktorarbeit diesem Thema. Nach der Auswertung vieler Versuchsreihen beschrieb sie, dass eine signifikante Zahl der Kinder, die an ADHS litten, objektivierbare Verbesserungen der Symptome erlebt hatten. Aufbauend auf früheren Arbeiten über das EEG veröffentliche sie eine Arbeit zum Thema: Die Behandlung eines Kindes mit ADHS mittels Neurofeedback (Shouse&Lubar, 1976,1979)

Lubar setzte seine Arbeit zum operanten Konditionieren von ADHS Kindern an der Universität von Tennessee fort. Er entdeckte, dass das Messen der Ration zwischen Theta- und Beta-Wellen ein Schlüssel war, unauffällige Kinder von Kindern mit Hyperaktivität zu unterscheiden. Joel Lubar und seine frau Judith, eine Sozialarbeiterin, haben inzwischen über 35 Jahre Erfahrung in der Behandlung von Klienten mittels des EEG. Die Lubars haben hunderte von professionellen Anwendern und Studenten darin unterrichtet und sind weiterhin Antreiber der Forschung auf dem Feld des Neurofeedback. Speziell im Gebiet der Behandlung von ADHS Kindern und Jugendlichen mittels Neurofeedback.

Einige Anwendung, die auf EEG Daten basieren: Klinisches EEG

Der primäre, medizinische Gebrauch des EEG interessiert die meisten Leser dieses Textes eher nicht. Die Rolle des Neurofeedback-Anwenders weicht völlig von der des Neurologen ab. Der Neurologe ist ein Spezialist für das Auslesen des EEG im Hinblick auf das Erkennen von Epilepsien, raumgreifenden Hirnerkrankungen, wie Tumoren oder Aneurysmen, und arteriellen oder venösen Veränderungen.

Das Interesse des Neurofeedbackanwenders liegt auf einem völlig anderen Gebiet, nämlich dem des normalen EEGs und den Variationen dieses normalen EEGs. Der Bereich des EEG, dem unser Augenmerk gilt, ist für den Neurologen nur der Hintergrund. Wir gehen davon aus, dass unser Neurofeedback-Klient im Falle einer Erkrankung einen Arzt seines Vertrauens hat, der ihm hilft, allen medizinischen Problemen zu begegnen. Neurofeedback kann eine medizinische Therapie unterstützen, kann sie aber niemals ersetzen.

Was genau ist Neurofeedback?

EEG Biofeedback beinhaltet die Aufzeichnung dieser elektrischen Hirnaktivität durch Elektroden, die auf der Kopfhaut aufgesetzt werden, und die das gemessene EEG auf einem Computerbildschirm darstellen. Wenn der Klient seinen Bewusstseinszustand ändert, verändern sich auch die gemessene elektrische Aktivität des EEG. Der Klient erkennt die Veränderung auf Grund der unterschiedlichen Feedbacks, zu denen das Neurofeedbacksystem die gemessene Information umwandelt. Er soll nun versuchen, seine Hirnwellenaktivität so zu verändern, dass ein vordefiniertes Ziel erreicht wird. Auf diese Art und Weise erlernt der Klient Selbststeuerung. Es findet eine erlernte Normalisierung des EEG statt (Sterman)

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass moderne Elektronik und schnelle Rechner es möglich gemacht haben, EEG Wellen so umzuwandeln, dass sie in allen Variationen als Grafiken auf einem Computerbildschirm erscheinen. Das Erlernen der Fähigkeit, die auf dem Computer sichtbaren Feedbacks zu verändern, bedeutet, dass der Klient gelernt hat, sein EEG zu steuern. Die Beherrschung der Selbststeuerung des eigenen EEG ist aber damit gleichzusetzen, dass man gelernt hat, die Gemütszustände, die durch die EEG Wellen gespiegelt wurden, zu verändern. Wenn das EEG Veränderungen in Thalamus-basalen und Ganglia-kortikalen Prozessen bedeutet, dann erlernt die Person in Wahrheit die Beherrschung dieser komplexen neuronalen Systeme.

Es ist wissenschaftlich belegt, dass eine positive Verstärkung eines erwünschten Verhaltens zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit der Wiederholung dieses Verhaltens führt (Edward Thorndikes: Gesetz der Auswirkung – Law of effect)

In unserem Falle belohnen wir die Produktion erwünschter Hirnfrequenzen. Die Belohnung besteht aus einer Erfolgsmeldung, die durch auditive oder visuelle Signale, die von einem Computer erzeugt werden, gegeben wird. Die Belohnung eines Verhaltens (oder einer Reihe von neurophysiologischen Reaktionen) führt zu einer stufenweise Veränderung oder einem Shaping der Frequenzanteile der Sequenz, die in einer Anhebung der erwünschten Frequenzen innerhalb dieser Sequenz gipfelt, die wiederholbar ist. (Sterman, 2000) Dieses Shaping wird erzeugt durch einen Vorgang, den man operantes Konditionieren nennt.

Der Terminus Operantes Konditionieren sollte ursprünglich die Tatsache wiederspiegeln, dass das konditionierte Verhalten zu einer Abfolge von erlernten Reaktion führte, die eine Aktion auslösten oder eine das Umfeld betreffende Handlung initiierten. Technische Fortschritte zeigten, dass innere Veränderungen wie etwa die der Hauttemperatur oder des Herzschlages auf diese Art und Weise erlernt werden konnten. Von außen kommende Belohnungen waren also in der Lage, physiologische Veränderungen im Körper zu verursachen (Sterman, 2000) Damit wurde klar, dass Veränderungen nicht mehr allein vom äußeren Umfeld bedingt waren. Es bedurften einer neuen Bezeichnung für diese Verfahrensweise. Nach längerer Diskussion in den 60 er Jahren des letzten Jahrhunderts, wurde dafür schließlich der Begriff Biofeedback verwendet.

Wenn wir das Verhalten von Neuronenverbänden das wir im EEG erkennen, belohnen, benutzen wir den Begriff EEG Biofeedback oder Neurofeedback. Die Tatsache, dass das EEG Biofeedback signifikante und dauerhafte physiologische Veränderungen initiieren kann, wurde bereits in den frühen 70 er Jahren des letzten Jahrhunderts dokumentiert. (Review by Barry Sterman, EEG Markers for Attention Deficit Disorder: Pharmacological and Neurofeedback Applications. Child Study Journal, Vol. 30, No. 1, 2000).


Wenn man den Zusammenhang zwischen Frequenz des Gehirns und dem Bewusstseinszustand kennt, kann man das EEG messen und beispielsweise einem Kind einen Film vorspielen, der immer dann läuft, wenn das Kind seine Hirnfrequenz in eine Richtung verändert, die es bisher nicht kannte. Ist es immer gestresst, also zu schnell, läuft der Film immer dann, wenn sein Gehirn weniger schnelle Anteile produziert, ist das Gehirn des Kindes eher zu langsam, macht man es umgekehrt.

Das heißt, der Therapeut macht eine Eingangsmessung, die eine Einschätzung ermöglicht, und bestimmt einen zu verstärkenden Frequenzbereich. Das Kind oder der Erwachsene lernen schnell, diesen bewusst selbst herbei zu führen.