Geschichte des Neurofeedbacks

Gehirn

Am Anfang...

Die Entstehung des Neurofeedbacks wurde von anderen wichtigen Entdeckungen in den vorgelagerten Bereichen begleitet, und das reicht weit zurück!

Im AltertumMan entdeckte, dass bestimmte elektrische Fische Migräne heilen können: Es wurde erstmals ein Zusammenhang zwischen Elektrizität und dem menschlichen Körper (Gehirn) hergestellt.

100 Jahre v. Chr: Entdeckung des bioelektrischen Phänomens mit Bernstein, das von den Griechen „Elektron“ genannt wurde (Phänomen der statischen Elektrizität).

Im Jahr 1875 Dr. Richard Caton stellte fest, dass auf mentale Aktivität bei Tieren Schwankungen in der elektrischen Aktivität des Gehirns folgen.

Richard Caton, ein Pionier der EEG-Forschung

Aber erst 1920 Dank Dr. Hans Berger war es möglich, diese Aktivität zu messen und auf Papier aufzuzeichnen: Das menschliche Elektroenzephalogramm (EEG), wie wir es heute kennen, war geboren. Berger identifizierte als Erster die verschiedenen Arten von Gehirnwellen: Delta, Theta, Alpha, Beta und Gamma.

Hans Berger und das erste EEG

Dann in den späten 1960er JahrenJoseph Kamiya entdeckte, dass sich verschiedene Gehirnwellen trainieren lassen: Sein Team lehrte Freiwillige, Alpha-Wellen (9–12 Hz) im EEG zu erkennen, indem sie ihnen jedes Mal positive verbale Bestätigung gaben, wenn Alpha-Wellen auftraten. Das Experiment war ein Erfolg und demonstrierte den sogenannten Lernkreislauf, die Grundlage des heutigen Neurofeedbacks: Die Alpha-Gehirnaktivität konnte bei den Teilnehmern durch positive verbale Bestärkung verstärkt werden. Menschen sind, wie Tiere, in der Lage, ihre eigene Gehirnaktivität zu steuern.

Entdeckung des sensomotorischen Rhythmus

Nach dieser Entdeckung im Jahr 1968Dr. Barry Sterman führte ein Experiment durch, das bewies, dass der sensomotorische Rhythmus (12–15 Hz) epileptische Anfälle bei Katzen reduziert. Er gilt als der „Vater“ des Neurofeedbacks!

Sein Team wollte Pawlows Studie und den Hund zur Gehirntraining von Katzen nachahmen. In einem ersten Experiment lernten etwa 30 Katzen, dass sie durch Drücken eines Hebels in ihrem Käfig Futter erhielten.

Stermann fügte dann ein akustisches Signal hinzu: Betätigten die Katzen den Hebel während des Tons, erhielten sie kein Futter. Sie mussten warten, bis der Ton verstummt war, bevor sie den Hebel betätigen und Futter bekommen konnten. Die Forscher stellten fest, dass sich der mentale Zustand der Katzen während dieser Wartezeit veränderte: Die Tiere verhielten sich zwar ruhig, aber ihre Gehirne waren wachsam und warteten auf das Ende des Signals. Im Elektroenzephalogramm (EEG) wird dies als sensomotorischer Rhythmus oder SMR-Welle bezeichnet.

Diese Tiere nahmen anschließend an einer zweiten Studie teil: Ohne Hebel mussten die Katzen die SMR-Frequenz selbstständig erzeugen, um Futter zu erhalten. Überraschung für Sterman! Sehr schnell konnten die Katzen diese gewünschten Frequenzen willentlich reproduzieren. Somit ließen sich Gehirn und Funktionsweise durch EEG-Beobachtung konditionieren.

Er beobachtete auch außerhalb des Konditionierungsexperiments, dass die Zunahme der SMR-Wellen die Schlafqualität verbesserte: Die Katzen waren weder gestresst noch nervös. Warum? Weil die Zunahme der SMR-Wellen die Beta-Spindeln im Schlaf verstärkte: Dies ermöglicht einen tiefen und erholsamen Schlaf.

Da seine Ergebnisse damals nicht ernst genommen wurden, führte er ein „reversibles“ Experiment durch, die sogenannte Dekonditionierung: Er reduzierte bei diesen Katzen sowohl die SMR-Wellen als auch gleichzeitig die Beta-Spindelwellen nach demselben Prinzip wie zuvor. Ergebnis: Die Katzen waren deutlich unruhiger. Von nun an war dies weder Zufall noch ein Placeboeffekt, sondern das Ergebnis von Konditionierung.

Erste Anwendung von Neurofeedback

Gleichzeitig hatte die NASA Kontakt zu Stermans Forschern aufgenommen, da sie an den Auswirkungen von Hydrazin (Raketentreibstoff) interessiert war, das bei Astronauten epileptische Anfälle auslöste.

Für ihre Studie wurde dieser Treibstoff an 50 Katzen getestet, was erwartungsgemäß schwere epileptische Anfälle mit Negativsymptomen auslöste. Einige der Katzen wiesen jedoch eine deutlich höhere Toleranzschwelle auf und lösten Anfälle wesentlich langsamer aus: Sterman erkannte, dass es sich um jene Katzen handelte, die an dem EEG-Konditionierungsexperiment teilgenommen und dadurch ihre SMR-Wellen verstärkt hatten.

Dieses Ergebnis war der Beweis dafür, dass die induzierten Veränderungen im Gehirn eine reale Auswirkung auf physiologischer Ebene hatten und von therapeutischem Interesse waren.

Die Forscher wandten dieses Wissen bei Mary Fairbanks an, einer Epilepsiepatientin: Ihre linke Hemisphäre im sensomotorischen Kortex wurde mithilfe eines EEG-Geräts trainiert. Ein grünes Licht leuchtete auf, wenn der SMR-Rhythmus anstieg, ein rotes, wenn er abfiel. Nach drei Monaten Neurofeedback-Training hatten sich Marys Anfälle deutlich verringert.

Diese bahnbrechende Entdeckung ebnete den Weg für Neurofeedback und eine Behandlungsmethode für Epilepsie von Anfang an. Forscher werden Neurofeedback daher nutzen, um die Häufigkeit epileptischer Anfälle um den Faktor 10 zu reduzieren.

Im Jahr 2009 identifizierte ein Forschungsteam zwölf Studien mit insgesamt 87 Patienten mit medikamentenresistenter Epilepsie. Nach einer Neurofeedback-Behandlung reduzierte sich die Anfallshäufigkeit bei 74 % der Patienten signifikant. Andere Forscher berichten sogar von einer Anfallsunterdrückung, wenn die Neurofeedback-Trainingsprotokolle nach 35 Sitzungen individuell an die Hirnfunktionsstörungen jedes Patienten angepasst werden.

Die Entstehung des Neurofeedbacks

Diese ersten Erkenntnisse über das therapeutische Potenzial von Neurofeedback werden ein völlig neues Forschungsfeld für viele Pathologien eröffnen, die mit Hirnfunktionsstörungen einhergehen, wie zum Beispiel:

In den 70er und 80er JahrenMit der Entstehung der ersten normativen Datenbanken wurde der Vergleich der Hirnströme jedes Einzelnen mit einer normativen Stichprobe der Bevölkerung ermöglicht, um einen Zusammenhang zwischen diesen Signalen und verschiedenen Symptomen (Müdigkeit, Konzentrationsschwierigkeiten, Angstzustände usw.) herzustellen. Zu den Pionieren auf diesem Gebiet zählen unter anderem Frank Duffy, Roy John und Robert Thatcher. Mithilfe dieser quantitativen EEG-Daten lässt sich ein allgemeines topografisches Bild der Hirnrinde in ihrer Aktivierung erstellen, die sogenannte Hirnkarte.

Im Jahr 1989Eugene Peniston und Paul Kulkosky entwickelten (in Anlehnung an die Arbeiten von Dr. Bessel van der Kolk) ein spezifisches Neurofeedback-Protokoll für Vietnamveteranen zur Behandlung von posttraumatischen Belastungsstörungen. Ihre Studien waren erfolgreich und erweiterten das therapeutische Spektrum der Behandlungsmöglichkeiten psychischer Traumata um Neurofeedback.
Gleichzeitig entstanden dank des rasanten Fortschritts der Technologie und der Computer die ersten computergestützten Neurofeedback-Geräte.
Funktionelles MRT-Neurofeedback wurde 1995 eingeführt und bietet eine sehr gute räumliche Auflösung des Gehirns, ist aber sehr teuer. Es wird hauptsächlich in der Forschung eingesetzt.

Ab 2010Mit zunehmender Anzahl kontrollierter Studien zu Neurofeedback und der Anwendung wissenschaftlich valider Protokolle ist die Studie von Young et al. (2017) besonders hervorzuheben. Sie führten eine randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Studie zur Amygdala bei Menschen mit Depressionen durch. Diese Studie zeigt eine Reduktion des Schweregrads der Depression in der Gruppe, die ab der zweiten Trainingseinheit aktiv Neurofeedback anwendete.

Und morgen?

Eine kürzlich durchgeführte fMRT-Studie zu Neurofeedback zeigte vielversprechende Ergebnisse bei der Behandlung des Tourette-Syndroms und von Schizophrenie. Die Möglichkeiten der psychischen Gesundheitsversorgung stehen offen und erweitern sich stetig. In Kombination mit anderen therapeutischen Verfahren sind die Ergebnisse für Neurofeedback sehr ermutigend.
Diese Technik wurde auch auf nicht-medizinische Bereiche wie Sport oder Arbeit ausgeweitet, um die sportliche und mentale Leistungsfähigkeit zu steigern.

Heute gibt es zahlreiche Anwendungsgebiete für therapeutisches Neurofeedback, und die Implementierungsmethoden sind sehr vielfältig. Der enorme Wissenszuwachs über das Gehirn macht das Neurofeedback-Training immer präziser und optimierter und damit diese Technik zunehmend effektiver. Zum Beispiel… Loreta Z-Score NeurofeedbackDas von Robert Thatcher entwickelte System trainiert nicht nur die Gehirnoberfläche, sondern dringt mithilfe hochentwickelter mathematischer Algorithmen auch in tieferliegende Strukturen vor.

Die Wissenschaft hat noch nicht alle Potenziale des Neurofeedbacks für Leistungsfähigkeit und mentales Wohlbefinden erforscht (Photobiomodulation, ERP,…), Fortsetzung folgt…!

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