Im 2. Teil “Neurofeedback - kompakt erklärt.” erkläre ich den neurowissenschaftlichen Hintergrund, um die Funktionsweise des Neurofeedbacks zu verstehen.
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Ein absolut faszinierendes Buch. Buzsaki wagt es, sein Wissen in einer Theorie zusammenzufassen. Ich sage, er wagt es, weil zumindest in wissenschaftlichen Arbeiten das Formulieren von interpretierenden Theorien nicht gerne gesehen wird. Was, wenn die Theorie falsch ist?
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Eine umfassende und unbestrittene Theorie über die genaue Wirkungsweise des Neurofeedbacks existiert noch nicht. Im Folgenden erläutere ich ein Modell, welches zahlreiche wichtige Aspekte der Funktionsweise des Gehirns berücksichtigt.
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Verbreitet ist die Denkweise, dass das Gehirn ein Apparat ist, der es uns ermöglicht, auf Reize zu reagieren, unser Verhalten den Gegebenheiten anzupassen. Zuerst die Afferenz, dann die Efferenz - so lernte ich auch in der Neurologie zu denken. Was, wenn es umgekehrt wäre?
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Wie schon in meinem Beitrag “Was ist Neuropsychiatrie” ausgeführt, meint Neuropsychiatrie nicht, dass alle psychischen Störungen primär biologisch verursacht sind. Hier nenne ich die Grundannahmen in Anlehnung an J. L. Cumming.
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Eine umfassende und unbestrittene Theorie über die Wirkungsweise des Neurofeedbacks existiert noch nicht. In Comics zeige ich die wichtigsten Aspekte auf, die für ein Verständnis der Funktionsweise des Neurofeedbacks wichtig sind.
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Geschichte der Neurologie und Psychiatrie seit Philippe Pinel anhand der Neurolues.- Die Neurolues als heute im klinischen Alltag fast vergessene Krankheit: Progressive Paralyse und Tabes dorsalis
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Jede von einem System – mechanisch oder biologisch – erbrachte Leistung zeigt eine Abhängigkeit von seiner Aktivierung. Bei geringer Aktivierung wird wenig Leistung erbracht. Steigt die Aktivierung, so steigt auch die Leistung, um ab einem gewissen Punkt wieder abzunehmen.
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Die physikalische Grundlage, um die Funktionsweise der transkraniellen Magnetstimulation zu verstehen, ist das Gesetz der elektromagnetischen Induktion (auch Faradaysche Induktion genannt). Dieses besagt, dass in einem Leiter ein elektrischer Strom induziert wird, wenn sich der magnetische Fluss ändert.
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Beim kognitiven Training wird die Verbesserung einer beeinträchtigten Hirnfunktion angestrebt. Dies soll durch Stimulation erreicht werden. Dabei kann die Stimulation durch unspezifische Aktivierung oder durch gezieltes Training erfolgen. Studien haben gezeigt, dass vor allem gezieltes Trainieren der beeinträchtigten Funktion(en) gute Therapieerfolge erzielen.
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Wird ein Antidepressivum erstmals eingesetzt, so ist es bei etwa 50% der depressiven Patienten wirksam. Wechselt man bei Nichtansprechen das Antidepressivum, so ist beim nächsten Präparat die Wahrscheinlichkeit des Ansprechens tiefer als 50%. Im Falle einer resistenten Depression sind dagegen die beobachteten Ansprechraten mit Ketamin besonders hoch, im Bereich von 50 bis 70%. Bei 30% der Patienten wird eine vollständige Remission (das vollständige Verschwinden depressiver Symptome) erreicht.
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Bei der repetitiven Transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) wird der Kortex mittels magnetischer Pulse mit einer Frequenz zwischen 1 und 10 Hz stimuliert. Je nach Frequenz und Protokoll können neuronale Netzwerke dabei aktiviert oder auch gehemmt werden. Da die Effekte nicht lange anhalten, muss die Behandlung in der Regel während weniger Woche täglich erfolgen. Zudem dauern die einzelnen Stimulationssitzungen bis zu einer halben Stunde.
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Die Unterscheidung von attentionalen und exekutiven Funktionen bzw. attentionalen und exekutiven Defiziten kann im klinischen Alltag schwierig sein, da beide Funktionen ineinander übergehen. Das intakte Funktionieren beider ist z.B. für die fehlerfreie Durchführung eines GO/NoGO-Tests mit zusätzlicher Ablenkung notwendig:
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Sprachstörungen sind häufige und die Lebensqualität massiv einschränkende Störungen. Meist treten sie im Rahmen linkshemisphärischer (bei Rechtshändigkeit) Schädigungen wie z.B. Hirnschlägen auf und werden typircherweise von Schreib-, Lese- und Rechenstörungen begleitet.
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Unter einer Apraxie versteht man die Störung des richtigen Einsatzes von Werkzeugen, kommunikativer Gesten, zielgerichteter Handlungen, Imitieren von Handstellungen und Mimik bei neurologisch intakter Motorik, d.h. keiner Lähmung, keiner Koordinationsstörung und auch keiner Sensibilitätsstörung. Apraxien treten meist zusammen mit Aphasien auf – umgekehrt werden nur wenige Aphasien von einer Apraxie begleitet. Man unterscheidet klinisch traditionellerweise verschiedene Unterformen.
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Bei Patienten mit Depressionen finden sich in verschiedenen Hirnregionen Unter- aber auch Überaktivierungen.
Der linke Präfrontalkortex (PFC) - wichtig für positive Ziele, aufsuchendes Verhalten, positive Ziele - ist bei Depressionen unteraktiviert. Umgekehrt findet sich häufig eine Überaktivierung des rechten Präfrontalkortex, begleitet von Angst und Vermeidung.
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Bis ins 19. Jahrhundert gehen die Versuche zurück, mit Hilfe von elektrischem Strom gezielt psychische Erkrankungen zu behandeln. In den 1880er Jahren beschrieb z.B. der deutsche Psychiater Wilhelm Tigges den Nutzen von transkraniellem Gleichstrom (tDCS) bei Depressionen. In den 1960er Jahren konnten u.a. Lippold und Redfearn den Effekt von tDCS auf Stimmung und motorische Aktivität nachweisen.
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Beim Neurofeedback werden EEG-Rhythmen gemessen und über ein visuelles oder ein akustisches Signal bewusst gemacht. Dass sich überhaupt ein EEG ableiten lässt, beruht darauf, dass sich bei Erregung eines Hirnrindenareals eine negative, bei Hemmung eine positive Spannung messen lässt:
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1965 führe Maurice Barry Sterman ein klassisches Verhaltenstraining mit Katzen durch: Belohnung durch Futter beim Betätigen eines Hebels während kontinuierlicher Aufzeichnung des EEG’s. Dann wurde ein Ton eingeführt und die Katzen erhielten nur Futter, wenn sie den Hebel betätigen, wenn der Ton nicht zu hören war. Sterman erwartete, dass die Katzen während des Wartens in Schlaf fallen würden.
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Durch die kognitiven Neurowissenschaften werden zahlreiche neuronale Netze beschrieben, welche für verschiedene Funktionen des menschlichen Denkens, Fühlens und Handels verantwortlich sind. Zudem können neuropsychiatrische Krankheiten als Ausdruck einer Störung eines oder mehrere dieser Netzwerke besser verstanden werden. Ein wichtiges Konzept ist dabei die Unterscheidung dreier grosser “Intrinsic Connecitivity Networks (ICN)”: Default Mode Network, Central Executive Network und Salience Network.
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