In den letzten Jahrzehnten konnte durch verschiedene Forschungsprojekte gezeigt werden, daß die neurophysiologische Aktivität des menschlichen Gehirns durch die Methode Biofeedback der willentlichen Kontrolle zugänglich gemacht werden kann. Diese Erkenntnis ist um so erstaunlicher, da die neurophysiologische Aktivität des Gehirns der bewußten Wahrnehmung entzogen ist. Das ist ein Fortschritt von großer Tragweite, denn dadurch wird es möglich das menschliche Verhalten direkt zu beeinflussen.
In Biofeedbackuntersuchungen wird einer Versuchsperson die Entwicklung ihrer langsamen kortikalen Potentiale (LP) rückgemeldet, dadurch erhält sie die Möglichkeit ihre LP willentlich zu beeinflussen. Für Potentialverschiebungen in die vorgegebene Richtung wird die Versuchsperson positiv verstärkt und so wird es möglich die LP-Selbstkontrolle zu erlernen. Nach der Theorie von Elbert und Rockstroh (1987) stellen die LP ein neurophysiologisches Korrelat der Aufmerksamkeitsregulation dar. Das LP-Biofeedbacktraining wurde bei Patientengruppen mit unterschiedlichen Erkrankungen (z.B. Aufmerksamkeitsstörungen, Schizophrenie, Depression) eingesetzt. Epilepsiepatienten erleiden auch aufgrund einer gestörten LP-Selbstregulation wiederkehrende Anfälle, durch das LP-Biofeedbacktraining kann sie wiederhergestellt bzw. verbessert werden.
Die Tübinger Arbeitsgruppe um Professor Birbaumer entwickelte ein Therapieprogramm mit dem Epilepsiepatienten die LP-Selbstkontrolle erlernen können (z.B. Strehl, 1998). Nach Durchlaufen dieses Therapieprogrammes zeigen Epilepsiepatienten eine deutliche Senkung der Anfallsfrequenz, damit stellt es eine wichtige Alternative zur herkömmlichen Epilepsiebehandlung mit Antiepileptika dar. Das Epilepsie Zentrum Berlin ist, durch den leitenden Neuropsychologen Heinz Hättig in diesem Forschungsfeld aktiv.
Durch die verbesserte Regulation der LP sollte auch die Aufmerksamkeitsleistung der Epilepsiepatienten gesteigert werden. Jedoch ist der Effekt auf die Aufmerksamkeit noch wenig untersucht. In der vorliegenden Arbeit werden die Auswirkungen eines Biofeedbacktrainings auf die Aufmerksamkeit und das Anfallsgeschehen der Epilepsiepatientin SZ untersucht. Durch Prüfung der Abweichung von Positivierung und Negativierung der LP wird die Lernleistung im Biofeedbacktraining überprüft.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
1 Theorie
1.1 Epilepsien
1.1.1 Einführung und Definition
1.1.2 Diagnostik von Epilepsien
1.1.3 Klassifikation epileptischer Anfälle und Epilepsien
1.1.4 Modelle zur Entstehung epileptischer Anfälle
1.1.5 Psychische Aspekte von Epilepsien
1.1.6 Behandlung von Epilepsien
1.2 Elektroenzephalographie
1.2.1 Einführung und Definition
1.2.2 Das klinische EEG
1.2.3 EEG und Chaos
1.3 Langsame kortikale Potentiale
1.3.1 Einführung und Definition
1.3.2 Elektrogenese langsamer kortikaler Potentiale
1.3.3 Neuroanatomie und Regulation von langsamen kortikalen Potentialen
1.3.4 Das integrative Modell der langsamen kortikalen Potentiale
1.3.5 Langsame kortikale Potentiale und die Schwellenregulation kortikaler Netzwerke
1.3.6 Langsame kortikale Potentiale und Aufmerksamkeit
1.3.7 Langsame kortikale Potentiale und Epilepsien
1.4 Biofeedback
1.4.1 Definition und Einführung
1.4.2 Anwendung der Methode Biofeedback
1.4.3 Die Methode Biofeedback zur Behandlung von Epilepsien
1.5 Aufmerksamkeit
1.5.1 Einführung und Definition
1.5.2 Einige Aspekte von Aufmerksamkeitstheorien
1.5.3 Das Modell von van Zomeren und Brouwer
1.5.4 Steuerung und Kontrolle der Aufmerksamkeit
1.5.5 Neuroanatomie und -physiologie der Aufmerksamkeit
2 Fragestellungen und Hypothesen
2.1 Fragestellungen
Fragestellung 1
Fragestellung 2
Fragestellung 3
Fragestellung 4
2.2 Hypothesen
Hypothese 1
Hypothese 2
Hypothese 3
Hypothese 4
3 Methoden
3.1 Untersuchungsdesign
3.1.1 Einzelfallanalysen im Allgemeinen
3.1.2 Die vorliegende Einzelfallanalyse im Speziellen
3.2 Charakteristik der Probanden und Institutioneller Rahmen der Untersuchung
3.2.1 Versuchsperson SZ
3.2.2 Kontrollperson EP
3.2.3 Institutioneller Rahmen der Untersuchung
3.3 Meßinstrumente
3.3.1 Testverfahren
3.3.2 Fragebögen
3.3.3 Andere Datenquellen und Testaufgaben
3.4 Meßapparaturen
3.4.1 Meßapparatur zur Erhebung der TAP
3.4.2 Meßapparatur für das Biofeedbacktraining
3.4.3 Meßapparatur zur Erhebung des EEG
3.5 Untersuchungsplan
3.5.1 Unabhängige Variablen
3.5.2 Abhängige Variablen
3.5.3 Kontrollvariablen
3.5.4 Störvariablen
3.6 Untersuchungsdurchführung
3.6.1 Untersuchungsdurchführung der Testphasen (Meßphasen)
3.6.2 Untersuchungsdurchführung der Treatmentphase (Biofeedbacksitzungen)
3.6.3 Untersuchungsdurchführung der EEG-Sitzungen
3.7 Datenbearbeitung und Datenauswertung
3.7.1 Daten der TAP
3.7.2 Biofeedbackdaten
3.7.3 Anfallsdaten
3.7.4 EEG-Daten
4 Ergebnisse
4.1 Langsame kortikale Potentiale
4.1.1 Trainingsumfang
4.1.2 Beobachtung während des Biofeedbacktrainings
4.1.3 Strategien zur Positivierung und Negativierung
4.1.4 Differenzierung von Positivierung und Negativierung
4.1.5 Verlauf der Differenzierung von Positivierung und Negativierung
4.2 Aufmerksamkeit
4.2.1 Alertness
4.2.2 Geteilte Aufmerksamkeit
4.2.3 Go/Nogo
4.2.4 Reaktionswechsel
4.2.5 Gesamtschau der Ergebnisse zur Aufmerksamkeit
4.3 Anfallsdaten
4.3.1 Ergebnisse der Patientin SZ
4.4 Ergebnisse zur Komplexität
4.4.1 LP-Kurven
4.4.2 LP-Kurven der kognitiven Items (Analogien, Rechenaufgaben, Wortflüssigkeit, emotionale Analogien und Zeitreihen)
4.4.3 Entropiewerte
4.5 Testverfahren und Fragebögen
4.5.1 Testverfahren
4.5.2 Fragebögen
5 Diskussion
5.1 Aufmerksamkeitsleistungen
5.2 Leistungen im Biofeedbacktraining
5.2.1 Methodische Aspekte
5.2.2 Inhaltliche Aspekte
5.3 Anfallsgeschehen
5.4 Komplexitätsanalyse
5.5 Testverfahren und Fragebögen
6 Ausblick
7 Zusammenfassung
8 Literaturverzeichnis
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die Auswirkungen eines Biofeedbacktrainings der langsamen kortikalen Potentiale (LP) auf die Aufmerksamkeitsleistung und das Anfallsgeschehen einer Epilepsiepatientin. Dabei soll insbesondere geprüft werden, ob durch die willentliche Selbstkontrolle der LP eine Senkung der Anfallsfrequenz und eine Verbesserung kognitiver Funktionen erreicht werden kann, wobei die Lernleistung durch eine Analyse der Differenzierung zwischen Positivierung und Negativierung verifiziert wird.
- Wirkung von Biofeedback auf das Anfallsgeschehen bei Epilepsie
- Zusammenhang zwischen langsamen kortikalen Potentialen und Aufmerksamkeit
- Anwendung von Biofeedbacktraining zur Selbstkontrolle der Gehirnaktivität
- Multivariate Einzelfallanalyse neuropsychologischer Funktionen
- Komplexitätsanalyse von EEG-Daten mittels Shannon-Entropie
Auszug aus dem Buch
1.2.3 EEG und Chaos
Ursprünglich stammt das Wort Chaos aus dem Griechischen und bedeutet „gähnender Schlund, Abgrund, klaffende Leere“. Heute meint der Begriff Chaos soviel wie Durcheinander oder Unordnung. Die Chaostheorie ist eine wissenschaftliche Disziplin, die sich mit komplexen Systemen befasst, deren Verhalten unvorhersagbar und scheinbar regellos ist. Chaotische Systeme produzieren komplexes Verhalten bzw. Komplexität, obwohl den einzelnen Komponenten klare, einfache (deterministische) Regeln zugrunde liegen (Microsoft, 1998). Beispiel eines einfachen deterministischen Systems, das komplexes Verhalten zeigt, ist das Kinderspielzeug „Hampelmann“. Seine Glieder sind gekoppelte Pendel, die einfachen Gesetzen gehorchen. Selbst wenn in regelmäßigem Rhythmus an der Kordel gezogen wird, können die Bewegungen nicht vorhergesagt werden. Meist bestehen die untersuchten Systeme aus vielen Elementen, die sich gegenseitig beeinflussen.
Ein wichtiger Meilenstein der Chaostheorie war 1963 die Entdeckung des sog. Schmetterlingseffektes (empfindliche Abhängigkeit) durch den amerikanischen Meteorologe E. Lorenz. Er untersuchte das Verhalten mathematischer Klimamodelle und stellte fest, daß der Flügelschlag eines Schmetterlings in der Nähe der Shetland-Inseln durch labile, gespannte Systembedingungen der nordeuropäischen Atmosphäre so verstärkt werden kann, daß die Großwetterlage in Mitteleuropa kippt (Klix, 1992). Dieses Beispiel veranschaulicht eindrucksvoll die Nichtlinearität chaotischer Systeme: Kleine Änderungen der Ausgangsbedingungen können große Folgen haben. Weitere Beispiele für die Anwendung der Chaostheorie sind die Entwicklung der Börsenkurse, das Doppelpendel, der menschliche Herzschlag und das EEG. Das menschliche Gehirn ist ein selbstorganisiertes Organ und das komplexeste individuelle System, das wir kennen. Für die enorme Leistungsfähigkeit des menschlichen Gehirns sind zwei Merkmale entscheidend, einerseits die große Anzahl an Nervenzellen und andererseits die extrem hohe Anzahl an Verknüpfungen unter den Nervenzellen. Das menschliche Gehirn besteht aus etwa 100 Milliarden Nervenzellen, die untereinander etwa 100 Billionen Verbindungen bzw. Synapsen haben. Das bedeutet, der Kortex ist extrem dicht vernetzt und die Kapazität des Gehirns als Netzwerk ist praktisch unbegrenzt.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Theorie: Dieses Kapitel erläutert den theoretischen Hintergrund zu Epilepsien, EEG, langsamen kortikalen Potentialen, Biofeedback und Aufmerksamkeit.
2 Fragestellungen und Hypothesen: Hier werden die Forschungsfragen zur Wirksamkeit des Biofeedbacktrainings auf Anfallsreduktion und Aufmerksamkeit formuliert und die entsprechenden empirischen Hypothesen abgeleitet.
3 Methoden: Dieser Abschnitt beschreibt das Untersuchungsdesign der Einzelfallanalyse, die eingesetzten Meßinstrumente (TAP, Fragebögen) und Apparaturen sowie den Untersuchungsplan und die Datenauswertung.
4 Ergebnisse: Hier werden die Resultate des Biofeedbacktrainings, der Aufmerksamkeitsprüfungen und der Komplexitätsanalysen der EEG-Daten dargestellt und ausgewertet.
5 Diskussion: Dieses Kapitel interpretiert die Ergebnisse der Aufmerksamkeitsleistungen, des Biofeedbacktrainings sowie der Komplexitätsanalyse und betrachtet methodische Aspekte.
6 Ausblick: Der Ausblick erörtert den Forschungsbedarf und gibt Empfehlungen für zukünftige Studien mit größeren Gruppen und detaillierterer methodischer Kontrolle.
7 Zusammenfassung: Dieses Kapitel bietet eine kompakte Übersicht über das gesamte Forschungsvorhaben, die Ergebnisse und die Schlussfolgerungen der Diplomarbeit.
Schlüsselwörter
Biofeedback, langsame kortikale Potentiale, Epilepsie, Aufmerksamkeit, EEG, Einzelfallanalyse, Neuropsychologie, Anfallskontrolle, Shannon-Entropie, Komplexitätsanalyse, TAP, Verhaltenstherapie, Selbstregulation, Gehirnfunktion, kognitive Leistung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die Wirkung eines Biofeedbacktrainings zur Selbstkontrolle langsamer kortikaler Potentiale auf eine Patientin mit komplex-partieller Epilepsie.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die neurophysiologische Selbstregulation, die Behandlung von Epilepsie mittels Biofeedback, Aufmerksamkeitspsychologie und Methoden der EEG-Analyse (Komplexitätsmessung).
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist zu prüfen, ob die Patientin durch das Biofeedbacktraining lernt, ihre langsamen kortikalen Potentiale willentlich zu kontrollieren, und ob dies zu einer Anfallsreduktion sowie zu einer verbesserten Aufmerksamkeitsleistung führt.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine multivariate Einzelfallanalyse mit Prä-Post-Test-Design und Meßwiederholungen, ergänzt durch explorative EEG-Komplexitätsanalysen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die theoretische Herleitung der Zusammenhänge, die methodische Beschreibung der Durchführung, die Darstellung der Ergebnisse (LP-Training, TAP-Daten, EEG-Entropie) sowie deren wissenschaftliche Diskussion.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den zentralen Begriffen zählen Biofeedback, Epilepsie, langsame kortikale Potentiale, Aufmerksamkeit, EEG und Einzelfallanalyse.
Warum war das Training für die Patientin schwierig?
Die Patientin berichtete, dass die Bewegung des Rückmeldeobjektes bei den Feedbacktrials störend wirkte, was die Konzentration erschwerte, zudem gab es eine hohe Belastung durch die Anforderungen der kognitiven Testaufgaben.
Welchen Einfluss hatte der "Anfallstag" auf die Ergebnisse?
An Tagen mit Anfallsgeschehen zeigte die Patientin laut den Fragebögen (FPI-R, FEDA) deutlich höhere Einschränkungen in der Lebensqualität, Stimmung und kognitiven Leistungsfähigkeit.
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- Andreas Heer (Author), 2001, Wirkung eines Biofeedbacktrainings der langsamen kortikalen Potentiale auf eine Epilepsiepatientin, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/185757
