Auswirkungen eines EEG-basierten Neurofeedback-Trainings auf das Ruhe-EEG gesunder Proband*innen im Rahmen der Entwicklung eines Trainingsprotokolls für Patient*innen mit Depression

Tolkemitt, Marie Viktoria (2024): Auswirkungen eines EEG-basierten Neurofeedback-Trainings auf das Ruhe-EEG gesunder Proband*innen im Rahmen der Entwicklung eines Trainingsprotokolls für Patient*innen mit Depression. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Die Depression ist in der psychiatrischen Forschung eine Krankheit großer Aufmerksamkeit. Weltweit ist sie für mehr durch eine Krankheit verlorene Lebensjahre verantwortlich als jede andere Erkrankung, und sie wird immer noch zu selten diagnostiziert und behandelt, was unter anderem an der weltweiten Stigmatisierung psychischer Erkrankungen liegt (Smith, 2014). Hieraus ergibt sich der Bedarf effektiver Therapiemöglichkeiten. Eine dieser Therapieoptionen ist das EEG-basierte Neurofeedback. In der Vergangenheit zeigten sich bereits erste Erfolge in der Entwicklung eines EEG-basierten NFB-Trainings für Patient*innen mit Depression (Larsen and Sherlin, 2013, Melnikov, 2021). Aufgrund der geringen Invasivität sowie den niedrigen Kos-ten bietet es großes Potential als Therapieansatz bei Patient*innen mit De-pression und sollte in weiteren Studien berücksichtigt werden (Budzynski, Budzynski et al., 2009, Olbrich and Arns, 2013, Schoenberg and David, 2014). Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Effekt des EEG-basierten Neurofeedback-Trainings auf das emotionale Erleben von gesunden Proband*innen zu beurteilen, und es wurde diskutiert, ob es in Zukunft als Therapiekonzept für Patient*innen mit einer Depression gewinnbringend integriert werden kann. Hierfür erfolgte die Begutachtung und Auswertung von Ruhe-EEGs von 10 Proband*innen, welche zu Beginn und nach Ende von 15 Sitzungen Neurofeedbacktraining abgeleitet wurden. Ziel des Trainings war eine sowohl frontale als auch parietale Veränderung der elektrophysiologischen Reaktion in unterschiedlichen Frequenzbereichen. Zusätzlich beantworteten die Pro-band*innen Fragebögen, unter anderem den BDI-II (Beck, Ward et al., 1961). Im Vergleich der Ruhe-EEGs sowie der Fragebogendaten der Proband*innen nach dem NFB-Training mit vor dem Training zeigten sich keine signifikanten Unterschiede. Die Korrelation von Fragebogendaten und EEG-Power zeigte vereinzelt signifikante Ergebnisse, welche jedoch eher zufällig zustande gekommen zu sein scheinen. Teilweise passt die Richtung der Korrelation (positiv/negativ) zum Studienprotokoll und der angestrebten Veränderung, teilweise nicht. Es lassen sich verschiedene Einflussfaktoren diskutieren, welche zu diesen Ergebnissen geführt haben könnten, wie beispielsweise die Stichprobengröße und die Anzahl der Trainingssitzungen. Studien zu EEG-basiertem NFB-Training fokussierten sich oft auf an einer Depression erkrankte Patient*innen ohne Einbeziehung von gesunden Kontrollpersonen (Patil, Lin et al., 2023). Dadurch wird ein Vergleich der Methodik sowie Ergebnisse der vorliegenden Studie mit bereits vorhandenen Studien ähnlichen Themengebietes erschwert. Die vorliegende Studie zum Effekt eines EEG-basierten Neurofeedbacks auf das emotionale Erleben von gesunden Proband*innen ist eine Machbarkeitsstudie. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die nicht-signifikanten Ergebnisse dieser Studie aufgrund der Relevanz des Themas eine Weiterentwicklung dieser, beispielsweise an einer größeren Gruppe von Proband*innen mit Durchführung von mehr Trainingssitzungen, nicht ausschließen. Die Auswahl bestimmter EEG-Elektroden für das NFB-Training, welche auf der Pathologie der zugrunde liegenden Krankheit beruhen, scheint sich zu bewähren, und es ist trotz der nicht-signifikanten Veränderungen in den Protokoll-basierten Elektrodenbereichen dieser Studie vermutlich empfehlens-wert, diese Auswahl für weitere Studien beizubehalten (Rogala, Jurewicz et al., 2016). Weitere Studien sind nötig, um den Effekt des EEG-basierten Neurofeedbacks auf das emotionale Erleben von gesunden Personen und Patient*innen sowie die Eignung desselben als Therapiekonzept zu beurteilen. Die in dieser Stu-die untersuchten Proband*innen könnten als Kontrollgruppe im Rahmen der Durchführung einer erneuten Studie an sowohl gesunden Personen als auch Patient*innen mit Depression dienen.

Abstract

In the field of psychiatric research great attention is directed to the mental disorder depression. All over the world, more years of life are lost at the hands of the disorder than any other disease, but nevertheless it continues to seldom be diagnosed and treated, which can be traced back to the worldwide stigmatization of mental illness among other things (Smith, 2014). Resulting from this is the need for effective therapeutic interventions. One of these possible treatment options is EEG-based neurofeedback. The past years have shown initial achievements in the development of an EEG-based NFB-training for patients suffering from depression (Larsen and Sherlin, 2013, Melnikov, 2021). Due to both its low invasiveness as well as costs the training bears great potential as a therapeutic approach for such patients and should therefore be regarded in further studies (Budzynski, Budzynski et al., 2009, Olbrich and Arns, 2013, Schoenberg and David, 2014). The aim of the following dissertation was to evaluate the effect this EEG-based neurofeedback training has on the emotional experience of healthy, non-affected test subjects, and it has further discussed whether such training can be integrated in the future as a valuable therapeutic concept for patients affected by depression. For this, the resting-state-EEGs performed on ten testing subjects both before as well as after 15 different sessions of neurofeedback training were examined and evaluated. The objective of this training was both a frontal as well as a parietal change of the electrophysiological reaction in different frequency ranges. In addition, the subjects answered questionnaires, such as BDI-II (Beck, Ward et al., 1961). Comparing both the resting-state-EEGs as well as the data derived from the questionnaires of the subjects after the NFB-training with those before this training has shown no significant differences. The correlation of questionnaire data and EEG-power indicated isolated incidents of significant results. However, these seem to have arisen by chance. In part, the direction of this correlation (positive/negative) fits the study protocol, partially it does not. There are different influential factors that could have lead to such results, for instance the sample size and amount of training sessions. Studies concerned with EEG-based NFB-training often focus on patients affected by depression while simultaneously disregarding the healthy control-subjects (Patil, Lin et al., 2023). This turns out to be an impediment when wanting to compare the methodology as well as results of this following study with other existing studies focussing on similar topics. The submitted study that focusses on the effects that EEG-based neurofeedback has on the emotional experience of healthy subjects can be regarded as a feasibility study. In conclusion, this study has shown that, even though its results are not significant, due to the topic’s relevance this nevertheless does not rule out a further development of this approach, for instance by means of a larger group of testing subjects accompanied by the implementation of more training sessions. The selection of the particular EEG-electrodes for the NFB-training, which are based on the pathology of the underlying mental illness, seems to prove itself. Thus, despite the changes in the protocol-based range of electrodes not proving to be significant, it might be beneficial to continue using this selection of electrodes in other studies (Rogala, Jurewicz et al., 2016). Further research is needed to evaluate the effects such EEG-based neurofeedback has on the emotional experience of healthy people and patients, and further to study whether this training can be regarded as a potential therapeutic concept. The subjects assessed in this study could then serve as a control group when conducting additional studies both on healthy people as well as patients affected by depression.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Neurofeedback, EEG, Depression, Neurophysiologie, Biofeedback
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 25. Oktober 2024
• 1. Bericht­erstatter:in: Pogarell, Oliver