Neurofeedback und Biofeedback, was ist das eigentlich?

Im Prinzip erfährt jeder Mensch Biofeedback schon beim Erlernen des Laufens. Durch die Wahrnehmung unserer Sinne spüren wir eine falsche Bewegung und gewinnen so sukzessiv immer mehr an Sicherheit, indem wir durch Rückmeldung ungünstiger Bewegungen und Haltungsmuster eine stete Verbesserung hin zu optimierter Anpassung vornehmen können. So meldet z. B. der Gleichgewichtssinn eine ungünstige Position der Achse des Körpers, wenn dieser plötzlich in eine veränderte Lage gerät. Normalerweise tritt nun in Verbindung mit anderen Sinnen eine schnelle Korrektur der Haltung des Körpers ein.

Ein anderes Beispiel für das eigene Biofeedback: Reicht z. B. die Kraft der Handmuskulatur nicht aus, um ein Glas zu heben, spüren wir dies, indem uns das Glas wieder aus der Hand gleitet. Erhöhen wir deshalb die hierfür notwendige Muselaktivität, halten wir das Glas nun fest in der Hand. Wir nehmen so aktiv Einfluss auf unser Verhalten, weil wir die Parameter der nötigen Programme entsprechend kennen und einstellen können. Viele Vorgänge in unserem Körper lassen aber keine bewusste Steuerung und Einflussnahme zu. Viele andere Vorgänge, wie z. B. das Vorhandensein unserer Gehirnwellen, lassen sich nicht einmal durch unsere Sinnesorgane wahrnehmen. Dadurch wissen wir nicht, ob und wo unser Gehirn zu viel oder zu wenig Gehirnwellen produziert. Es ist bekannt, dass depressive Menschen oftmals linksfrontal zu viel Alpha-Frequenz produzieren. Jedoch ist der Mensch nicht fähig, dies zu spüren und weiß nicht, wie er die Aktivität von Alphawellen in diesem Hirnareal unterdrücken soll, um seinen Zustand zu verbessern. Uns fehlt dazu schlichtweg die Wahrnehmung, weil die entsprechenden Sinnesorgane nicht vorhanden sind. Der enorme technische Fortschritt in den letzten Jahren ermöglicht es, Hirnwellen sichtbar und damit beeinflussbar zu machen. Da nun auch unsere Sinne beteiligt sind, können Lernprozesse eingeleitet werden, die eine gezielte Veränderung einer Regulationsstörung herbeiführen können.

Die Geschichte des Neurofeedback

Wie viele Erfindungen, die von Menschen erdacht wurden, so ist auch das Neurofeedback dem Zufall zu verdanken. Jedoch waren hierfür zunächst die Entdeckung der Wellenaktivität des menschlichen Gehirns nötig. Hans Berger war in den dreißiger Jahren des vorigen Jahrhunderts der Erste, der mittels eines von ihm entwickelten „Elektroenzephalographen“ die rhythmische Aktivität der Alpha-Wellen ausfindig machte. Erst in den sechziger Jahren kam es jedoch durch die Experimente von Joe Kamya zu ersten Anwendungen von Neurofeedback. Es war Barry Sterman, welchem der Ruhm zusteht, als erster die positive Wirkung von Neurofeedback erforscht zu haben. Als er gerade an Katzen deren sensomotorischen Rhythmus (SMR) erforschte und diesen auch an ihnen trainierte, bekam er von der NASA den Auftrag, ein Treibstoffgemisch der Raketenforscher auf dessen Wirkung in Bezug auf epileptische Anfälle zu untersuchen. Die Katzen, diesem Stoff ausgesetzt, entwickelten meist schon nach kurzer Zeit typische Anzeichen epileptischer Hirnaktivität. Nicht so jene Katzen, die vorher SMR-Training erhielten. Sie waren um ein Vielfaches resistenter und beinahe immun gegenüber diesem für das zentrale Nervensystem (ZNS) schädlichen Einfluss.

Der Lernprozess beim Neurofeedback

Die Nervenzellen und deren Aktivität

Unser Gehirn ist ständig in irgendeiner Weise elektrisch aktiv. Nervenzellen feuern Impulse und an den Synapsen werden diese Impulse weitergegeben oder gehemmt. Ein steter Reigen aus Exzitation und Inhibition ist die Folge. Dabei ist erstaunlicher Weise die Mehrheit der nervösen Aktivität der Großhirnrinde durch Inhibition gekennzeichnet. Synapsen sind in Ihrer elektrischen Eigenschaft Dipole. D.h. sie können elektrisch als Plus- oder als Minuspol auftreten. Dadurch wechseln sie ständig ihre Ladung. Nun gibt es Dipole, welche sich öfter sich auf- und entladen und solche, welche sich seltener auf- und entladen. Diese Aktivität ist ganz abhängig davon welches Aktivationsniveau gerade erreicht ist, oder verlangt wird. So nimmt im Schlaf eindeutig die langsame Dipolaktivität zu, während im Wachzustand viel schnellere Ladungszyklen ablaufen. So erklärt sich der Begriff der Gehirnwellen, bzw. der Gehirnfrequenzen. Ein relativ langsamer Ladungszyklus ist z. B. der bekannte Alpha-Rhythmus. Dieser wird von Synapsen produziert, welche ca. acht bis zwölf mal pro Sekunde ihre Ladung verändern. Der Alpha-Zustand ist ein ausgesprochen entspannender Zustand und wird auch noch stärker, sobald wir die Augen schließen. Vermehrte Aktivität von Theta (4-7 Hz) tritt z.B. auf sobald die Entspannung zunimmt und in Schlaf übergeht. Höhere Frequenzen finden sich Wachzustand, diese sind im Bereich von 12 bis 20 Hz angesiedelt.

Quantitative Untersuchungen des EEG-Spektrums

Die ersten von J. Kamya, J. Lubar und B. Sterman durchgeführten Neurofeedbacktherapien hatten zum Ziel bestimmte Anteile des Frequenzspektrums zu erhöhen oder zu vermindern. Doch woher wussten Sie welche Anteile z.B. verstärkt werden müssen? Ausschlaggebend dafür war die Untersuchung von normaler und nicht normaler Hirnaktivität mittels EEG. So stellten sie fest, dass z. B. bei Patienten mit AD(H)S besonders hohe Aktivität von Theta nachzuweisen war, während bei den nicht betroffenen Patienten der dominate Rhythmus im Bereich von Alpha liegt. Die Vermutung lag nahe, dass das vermehrte Auftreten von Theta im Wachzustand womöglich als Ursache für bekannten Konzentrationsstörungen in Frage kommen könnte.
Eine Verringerung der Theta-Feldstärke mit gleichzeitiger Erhöhung der Beta-Frequenz müsse demnach auch zu Verbesserungen in der Konzentration führen. Und in der Tat: Die Ergebnisse bestätigten, dass ein Heruntertrainieren von Theta, als auch ein Erhöhen von Beta zu den gewünschten Ergebnissen in der Konzentration und im Verhalten führte. Diese Veränderungen waren dauerhaft, sobald eine ausreichende Anzahl von Trainingssitzungen durchgeführt wurde.

Wie funktioniert das Neurofeedback-Training von bestimmen Hirnfrequenzen?

Um die Aktivität von Hirnwellen in eine gewünschte Richtung (mehr oder weniger davon) zu trainieren ist vor allen Dingen mittels operantem Konditionieren möglich. Das operante Konditionieren ist im Prinzip die Basis von allen Biofeedbackverfahren, wie auch dem Neurofeedback.

Es ist auch das Kerninstrument der klassischen Verhaltenstherapie: Positives Verhalten wird belohnt und damit verstärkt. Negatives Verhalten wird ignoriert und eben nicht belohnt. Auf diese Art und Weise ist die Auftretenswahrscheinlichkeit von positiver Verhaltensweise deutlich erhöht und es kommt zu einem Zuwachs von positivem Verhalten.
Was diesem Mechanismus zugrunde liegt, ist das im Gehirn veranlagte Belohnungszentrum. Wichtig ist im Prinzip nur, dass jedwede Belohnung als positiv empfunden wird. In der Verhaltenstherapie ist dies meist ein verbales Lob oder ein sogenanntes Token. Die Freude über die Belohnung scheint die belohnte Person automatisch anzuspornen sich weiter für Belohnungen einzusetzen. Das Gehirn hat im Prinzip nur die Möglichkeit Reize entsprechend zu interpretieren, ohne dass jedoch das Bewusstsein mit beteiligt ist.
Wie aber lernt jetzt das Gehirn, was ist für das Gehirn selbst eine Belohnung, wenn es das überhaupt geben kann?
Schwellen überschreiten - Schwellen unterschreiten - alles nur eine Frage des "drunter und drüber".
Beim Neurofeedback geschieht zunächst nichts weiter als dass wir elektrischen Strom messen. Ströme im millionstel Volt Bereich, werden entlang der Kopfhaut mittels Elektroden gemessen. Ein Verstärker leitet diese Signale an einen Computer weiter, wo sie bestimmten Bedingungen ausgesetzt sind.
Das Computerprogramm legt anhand von Schwellenwerten fest, welche Frequenzbänder verstärkt und welche ignoriert werden. Der Neurofeedback-Therapeut kann aber auch anhand einer Baseline die Werte für diese Schwellen selbst festlegen (Protokoll).
Worin besteht nun die Belohnung und wie funktioniert diese Belohnung und führt zu einer Veränderung?

Ein Beispiel: Es soll Beta 12-15 Hz erhöht werden, Theta gesenkt und hohes Beta ebenso gesenkt werden.
Die Bedingung lautet: immer wenn alle Kriterien erfüllt sind, gibt es eine Belohnung, im Falle von Neurofeedback spricht man eher von einem Belohnungsreiz. D. h. erst dann wenn die Frequenzaktivität gleichzeitig oberhalb der erwünschten Frequenzschwelle liegt und unterhalb der unerwünschten Frequenzschwellen, gibt der Computer ein bestimmtes vorher festgelegtes Signal von sich. Dies kann ein einfacher Piepston sein, ein Summton, eine animierte Figur auf dem Bildschirm reicht dazu ebenso.
Dr. Siegfried Othmer Wissenschaftler bei EEG-Info erklärt dies so: Durch sein Belohnungszentrum ist das Gehirn sozusagen auf Belohnung programmiert. Hinzu kommt, dass das Gehirn womöglich über eine weitere Kommunkationsschnittstelle verfügt, welche es ihm ermöglicht Information, die mit seiner eigenen Aktivität in Beziehung stehen zu verarbeiten und miteinander zu verknüpfen. D. h. das Gehirn erfährt beim Neurofeedback (indem es unmittelbar erfährt ob es bestimmte Schwellen erreicht oder nicht) Information über seine eigene Aktivität und ist a priori bereit darüber mit sich selbst in Kommunikation zu treten.
Die Belohnungen beim Neurofeedback erfolgen so unmittelbar, dass es für das Gehirn im Grunde gar keine Wahl gibt: es muss darauf reagieren. Dieser Umstand macht die Therapie auch bei schwerem Autismus und Asperger-Syndrom möglich.

Ziel des Neurofeedback

Gehirne sind in Ihrer Komplexität wundervolle Instrumente. Sie ermöglichen uns Flugzeuge zu bauen, den Genuss eines spannenden Buches, sowie die Freude über die schönen Dinge des Lebens. Aber dieses Hi-Tech-Organ scheint auch seinen Preis zu haben. Es ist anfällig gegenüber einer Vielzahl von Störungen, und es kann darauf sehr empfindlich reagieren, wie dies immer wieder deutlich beim Phänomen Stress hervortritt.

Diese Vulnerabilität stellt zugleich auch eine der großen Gefahren für die Gesundheit des Individuums dar. Man denke nur an die Zunahme stressbedingter Krankheiten, wie Depression, Angst- Herz- Kreislauferkrankungen und Schlafstörungen.
Gehirntraining mittels Neurofeedback soll dem Gehirn nicht irgend ein starres Programm ausführen lassen. Vielmehr soll es ihm helfen mit mehr Stabilität aber auch mehr Flexibilität auf die vielfältigen Einwirkungen reagieren zu können.
Nun reicht es aber nicht aus dieses Training einmalig durchzuführen, denn erst viele Wiederholungen führen auch zu lang andauernden Erfolgen. In der Regel sind 20-40 Sitzungen ausreichend. Die Erfolge sind auch über einen längeren Zeitraum stabil, denn das Gehirn hat ein neues Verhalten gelernt.

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