EEG basiertes Neurofeedback

Meindl, Dorothea Beate (2025): EEG basiertes Neurofeedback: gezielte Modulation elektrophysiologischer Aktivität mit Hilfe von Neurofeedback in bzw. zwischen Hirnregionen. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Die vorliegende Studie befasst sich mit dem Versuch der Modulation von EEG- Aktivität über die Anwendung von Neurofeedback bei Gesunden. Grundlegend ist hierfür die Vermutung, dass Veränderungen und Asymmetrien der Hirnaktivität zum Pathomechanismus der Erkrankung und deren Symptomen beitragen. Der Ausgleich von Asymmetrien durch Neurofeedback konnte in Studien bereits positiven Einfluss auf Symptome zeigen. Ziel des vorliegenden, auf zwei Regionen festgelegten Trainings ist, Asymmetrien anzugleichen und damit Symptome zu lindern, die bewusste Modulation zu messen und deren Auswirkung auf das emotionale Erleben zu überprüfen. Für die gesunde Kontrollgruppe wurden 13 Probanden ausgewählt und nahmen an je 15 Neurofeedback-Sitzungsterminen teil. Psychometrische Testverfahren sollten in Zusammenschau mit den erhobenen EEG-Daten die Entwicklung über den Trainingszeitraum messen. Als definierte Zielregionen wurde frontozentral FC3 und parietal Pz ausgewählt, erhoben wurden Alpha-, Theta-, Beta-, und SMR-Aktivitäten. Hieraus errechneten sich sowohl kombinierte Daten aus beiden Ableitungen wie auch Einzelkanäle nach Frequenzbereichen aufgeteilt. In der Übersicht können die Ergebnisse zusammengefasst werden: - Psychometrischen Tests zeigten eine Steigerung der Zufriedenheit, des Regulationsvermögens und dem Gefühl der Beeinflussung nach Studienablauf. - Es ergaben sich keine Veränderungen der Selbstbeurteilung der Probanden in allen anderen Bewertungsskalen der subjektiven Zufriedenheitsskala (siehe 3.2.8). - Die Motivation, subjektive Zufriedenheit und Freude am Training zeigten punktuell signifikante Korrelationen mit den gemessenen EEG- Aktivitäten. - Die Reduktion der Aktivitäten der einzelnen Frequenzbereiche konnte umgesetzt werden (Alpha, HighBeta und Theta), wenngleich die Veränderungen der Mittelwerte nicht signifikant waren. - Änderungen der Aktivitäten bei Modulation der Frequenzbereiche waren nicht signifikant. - Eine gezielte Steigerung des SMR-Frequenzbereichs zeigte sich nicht. - Die Interaktion von Zeit x Geschlecht war durchwegs signifikant oder hochsignifikant. - Während Männer im Verlauf die gemessenen Aktivitäten erhöhten, verringerten Frauen sie – unabhängig von der Zielsetzung im Protokoll. - Der Zwischensubjektfaktor 'Alter' hatte nur Einfluss auf die Ableitungen der Einzelkanäle, bei einem Durchschnittsalter von 28 Jahren. Die vorliegenden Ergebnisse spiegeln die Möglichkeit einer gezielten Modulation einzelner Frequenzbereiche in Hirnarealen wider, so waren jedoch die Unterschiede zwischen den Elektrodenpositionen nicht signifikant. Der Einfluss des Geschlechts auf die Modulationsfähigkeit zeigte sich konsistent, was in künftigen Studien zu berücksichtigen und weiter zu untersuchen bleibt.

Abstract

The EEG-neurofeedback procedure enables the recordings obtained from the EEG to be linked with simultaneous feedback of brain activity to the test subject in acoustic, visual and, rarely, tactile form (Omejc, Rojc et al. 2019). Neurofeedback therapies are based on several assumptions: cognitive and emotional processes, as well as sensory perceptions, result in changes in electrophysiological activities. Conversely, conscious modulation of brain activity can also lead to changes in the associated emotional and cognitive processes (Hosseini, Pritchard-Berman et al. 2016). The underlying therapeutic approach involves a compensation of aberrant brain activity (Peeters, Oehlen et al. 2014), as studies have already shown that balancing asymmetries through neurofeedback has had a positive effect on various symptoms. This study examines the attempt to modulate EEG activity, using a neurofeedback protocol originally designed for depressed patients, in healthy individuals. The underlying assumption is that changes and asymmetries in brain activity contribute to the pathomechanism of depression and its symptoms. With over 264 million people affected, depression is one of the most common illnesses worldwide. In patients with depression, electrophysical alterations have been detected in prefrontal and striatal areas, as well as in related regions, such as parts of the limbic system (Hercher, Turecki et al. 2009). These regions clearly influence emotional reactions and the associated pathogenesis of depressive illness. For the healthy control group, 13 participants were selected, each of whom participated in 15 neurofeedback sessions. Psychometric tests were used to measure emotional development over the training period in conjunction with the collected EEG data. Two electrodes, frontocentral and parietal, were selected as the defined target regions, and alpha, theta, beta, and SMR activities were recorded. This resulted in both combined data from both derivations as well as individual channels divided by frequency range. The goal of this training was to modulate activities, measure conscious modulation, and examine its impact on emotional experience. The results can be summarized as follows: • Psychometric tests showed an increase in satisfaction, self-regulation, and the feeling of being influenced after the training. • Motivation, subjective satisfaction, and enjoyment of training showed significant correlations with the measured EEG activity at certain points. • Reduction of activity in individual frequency ranges (alpha, high beta, and theta) was achieved, although the changes were not significant. • The interaction of time x gender was consistently significant or highly significant. • While men increased the measured activities over time, women decreased them – regardless of the protocol objective. The present results reflect the possibility of targeted modulation of individual frequency ranges in brain regions and following emotional changes in healthy individuals. The influence of gender on modulation ability was consistent, which should be considered and investigated in future studies. Further development and research examining the possibilities of neurofeedback should be undertaken, if but not only because of the urgency of offering new individualized and comprehensive treatment methods for depression. In future approaches, a larger group of subjects could be considered as well as further development of the neurofeedback protocol and the gender differences demonstrated in the present results. Furthermore, comparing healthy control groups and depressed patients will offer further aspects for the development of this exciting therapy model.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Neurofeedback, EEG
• 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: 19. Dezember 2025
• 1. Bericht­erstatter:in: Pogarell, Oliver