Quantitatives EEG

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Das quantitative EEG (kurz QEEG, lang quantitative Elektroenzephalographie) ist eine Form der Analyse des EEGs, bei der die EEG-Grundaktivität computergestützt in ihre Einzelfrequenzen zerlegt und grafisch dargestellt wird. Gemessene EEG-Metriken wie Frequenz, Amplitude und Konnektivität können so in Form von sogenannten "Brainmaps" dargestellt werden. Diese Methode findet vor allem im Bereich des Neurofeedbacks Anwendung. Eine Nutzung zur Diagnose und Therapiekontrolle bei neurologischen bzw. neuropsychiatrischen Erkrankungen ist prinzipiell möglich, findet im klinischen Alltag jedoch keine Anwendung.

EEG im Unterschied zum QEEG[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

EEG-Aufnahmen dienen im Wesentlichen der Diagnostik von Epilepsien, zum Nachweis von altersabhängigen Hirnreifungsstörungen, bei Erkrankungen, die mit nachlassender Denkleistung zusammenhängen, bei Störungen des Schlaf-Wach-Rhythmus und bei der Feststellung des Hirntodes. Dabei geschieht in erster Linie eine visuelle Inspektion der Hirnwellenmuster nach typischen Auffälligkeiten wie sie z. B. bei Epilepsien typisch sind. Dies sind Muster die mehr oder weniger von der Grundaktivität des EEGs abweichen. Mit Hilfe des QEEG ist es technisch möglich, die Diagnostik neuropsychiatrischer Krankheitsbilder wie etwa Demenzen, Denkstörungen oder Bewegungsstörungen zu unterstützen. In der Praxis spielt diese Technik jedoch keine Rolle, der Grund dafür ist unbekannt.[1][2][3][4]

QEEG und EEG-Phänotypen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Wirkung des Neurofeedback-Trainings wird mit der so genannten operanten Konditionierung erklärt. Dies ist im Wesentlichen ein Lernprozess, bei dem ein bestimmtes Verhalten verstärkt wird. Weil dies ohne das Bewusstsein stattfindet, ist hierfür keine bewusste Anstrengung nötig. Im Prinzip kann jede Person Neurofeedback erlernen. (→ Lerntheorie).

Für das Neurofeedbacktraining dient das EEG-Signal als Grundlage. Dieses wird im Wesentlichen durch seine Stärke (Amplitude) und der Schwingungsanzahl (Frequenz der einzelnen Frequenzbänder) bestimmt. Zu diesem Zweck muss das Roh-EEG-Signal, welches von Elektroden an der Kopfhaut aufgenommen wird zunächst hinreichend verstärkt werden.

Der EEG-Verstärker leitet die Signale direkt an einen Computer weiter, wo sie von einem speziellen Programm für Trainingszwecke aufbereitet werden. Dies geschieht zum Beispiel durch die Zerlegung des Roh-EEGs in verschiedene Wellenanteile, den uns bekannten Hirnfrequenzen, wie Alpha, Beta, Delta, Theta oder Gamma.

Auf diese Weise werden physiologische Vorgänge, welche sonst im Verborgenen liegen, wahrnehmbar gemacht, damit der Körper überhaupt Feedback erhalten kann. Ein akustisches und/oder optisches Feedback (zum Beispiel Musik, Geräusch, Videoclip oder eine Computeranimation) wird vom Computer dann gegeben, wenn die EEG-Wellen des Gehirns eine erwünschte Zusammensetzung aufweisen. Dies geschieht durch eine fortwährende Analyse des Signals, indem das Computerprogramm Trends in den Ausschlägen der Hirnwellen berechnet und diese mit einem vorgegebenen Schwellenwert in Bruchteilen von Sekunden vergleicht. Werden nun in einem gewissen erwünschtem Maße Schwellen unter- beziehungsweise überschritten, wird diese Gehirnaktivität mittels eines Belohnungsreizes verstärkt. Siehe auch positive Verstärkung.

Modell der neuronalen Fehlregulation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es gibt eine Vielzahl von Modellen, die mit der Entstehung von Symptomen in Verbindung gebracht werden können. Theoretiker des Neurofeedbacktrainings sehen die Ursache vieler zentralnervöser Störungen in einer Fehlregulation kortikaler und subkortikaler Strukturen begründet, welche sich global in vier Ursachenklassen aufgliedern lässt. Dies sind: Überstimulation (Overarousal), Unterstimulation (Underarousal), mangelnde Hemmung (Disinhibition) und Instabilität. Ziel ist es durch Heruntertrainieren oder Herauftrainieren bestimmter Wellenanteile Symptome positiv zu beeinflussen. Eine direkte Behandlung von Symptomen findet nicht statt.

Historische Vorläufer[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 1898 Edward Lee Thorndike entdeckt das Lern-„Gesetz der Wirkung“ und legt den Grundstein für die Entwicklung der instrumentellen Konditionierung.
  • 1905 Iwan Petrowitsch Pawlow führt die berühmt gewordenen Experimente mit einem Hund durch und entdeckt damit das Konzept der klassischen Konditionierung, siehe Pawlowscher Hund.
  • 1929 Hans Berger entdeckt elektrische Potenzialschwankungen unterschiedlicher Frequenzen an Elektroden die an der Schädeldecke angebracht sind und nennt die davon aufgezeichneten Kurven „Elektroenzephalogramm“. Insbesondere die von ihm erforschte Charakteristik der Alpha-Wellen im EEG ist auch heute noch von großer Bedeutung für Neurofeedback-Therapeuten.
  • 1950 Neal E. Miller von der Yale University bringt Mäuse dazu, ihre Herzfrequenz (in eine gewählte Vorzugsrichtung) zu trainieren, indem er diesen eine Belohnung durch eine Stimulation des Lustzentrums im Gehirn gibt. Später trainiert er in vergleichbarer Weise auch Menschen dazu, indem er diese mittels als angenehm empfundener Klänge trainiert bzw. im Erfolgsfall belohnt.
  • 1967 M. Barry Sterman veröffentlicht eine Studie, in der er ausführt, dass er Katzen trainiert hat, ihre EEG-Wellen zu modifizieren. Später entdeckt er per Zufall, dass die auf diese Weise trainierten Katzen resistent sind gegen epileptische Anfälle (welche bei untrainierten Katzen durch Kontakt mit giftigen Dämpfen (Monomethylhydrazin) ausgelöst wurden) und zeigte damit, dass EEG-Wellentraining die Fähigkeiten des Gehirns verbessern kann.
  • 1974 M. Barry Sterman führt in seiner ersten von fünf Veröffentlichungen aus, dass epileptische Anfälle beim Menschen durch EEG-Wellentraining (Sensomotorischer Rhythmus SMR) unter Kontrolle gebracht werden können.
  • ab 1975 Joel Lubar forscht zu EEG Biofeedback zuerst im Hinblick auf Epilepsie und später zu Hyperaktivität und ADHS.
  • 1998 Die Yonkers District Schulen, New York, nahmen Neurofeedbacktraining in ihren Ausbildungsplan auf.
  • 2006 Die italienische Fußball-Nationalmannschaft trainiert mit Neurofeedback[5]

Anwendungsbereiche[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neurofeedback als Methode in der Behandlung von

Gesundheitsförderung und Prävention (diagnosefreie Anwendung)

  • Training zur Stressbewältigung und -reduktion
  • Erhaltung der geistigen Flexibilität im Alter

Erziehung/Sozialisation/Schule

  • Training zur Schulleistungssteigerung (Steigerung des sog. Performance-IQ)
  • Training „jugendlicher Delinquenten“ (Ausgleich von Instabilität)[8]

Beruflicher Leistungserhalt und mentale Spitzenleistungen

  • sog. Peak-Performance-Training (Mentaltraining im Spitzensport, zum Beispiel Golf)
  • Training von Berufstätigen mit hohen Stressbelastungen (zum Beispiel Militärpiloten)
  • Verbesserung der künstlerischen Performance von Musikern[9]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Neurofeedback and Neuromodulation Techniques, Robert Coben, James R. Evans Academic Press 2010
  • Uwe Gerlach: Von der Primärtherapie zum Neurofeedback. Taunusstein 2007
  • Jim Robbins: A Symphony in the Brain; Grove Press, New York, ISBN 0-8021-3819-5.
  • John N. Demos: Getting Started with Neurofeedback; W.W. Norton & Company, Inc., New York, ISBN 0-393-70450-5.
  • Anna Wise: The High-Performance Mind; The Putnam Publishing Group, New York 1995, ISBN 0-87477-806-9.

Zeitschriften

  • Clinical Electroencephalography pISSN 0009-9155, MEDLINE Abbr: Clin Electroencephalogr, NLM ID: 0236454
    Wissenschaftliche Zeitschrift, Sondernummer zu Neurofeedback.
  • Child and adolescent psychiatric clinics of North America 1056-4993, MEDLINE Abbr: Child Adolesc Psychiatr Clin N Am, NLM ID: 9313451 Wissenschaftliche Zeitschrift welche Reviews zum Stand der Forschung wiedergibt. In der Januarausgabe 2005 welche den Themenbereich ‚Emerging Interventions‘ abhandelt sind sechs von zehn Beiträgen dem Thema Neurofeedback gewidmet.
  • Journal of Neurotherapy. Die Zeitschrift der International Society for Neurofeedback & Reasearch.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Leslie S. Prichep et al.: Quantitative electroencephalographic subtyping of obsessive-compulsive disorder. Psychiatry Research: Neuroimaging April 1993, Vol.50(1):25–32, doi:10.1016/0925-4927(93)90021-9
  2. Filiz Karadag, Nalan Kalkan Oguzhanoglu, Tülay Kurt et al.: QUANTITATIVE EEG ANALYSIS IN OBSESSIVE COMPULSIVE DISORDER. International Journal of Neuroscience. Volume 113, Issue 6, 2003, pages 833- 847.
  3. M. Arna, E. Gordon: Quantitative EEG (QEEG) in psychiatry: diagnostic or prognostic use? Clin Neurophysiol. 2014 Aug;125(8):1504-6. doi:10.1016/j.clinph.2014.01.014.
  4. Marc Nuwer: Assessment of digital EEG, quantitative EEG, and EEG brain mapping: Report of the American Academy of Neurology and the American Clinical Neurophysiology Society. Neurology 1997;49277-292
  5. adnf.org
  6. eegspectrum.com
  7. fMRT-basierte Neurofeedbackstudie bei Schizophrenie, Jülich Aachen Research Alliance (JARA)
  8. Jim Robbins: A Symphonie in the Brains. Grove Press, New York, ISBN 0-8021-3819-5.
  9. focus.de
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