Quantitatives EEG-Neurofeedback als Zusatztherapie bei Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS)

Die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist eine häufige neurologische Störung bei Kindern, die sich hauptsächlich als Aufmerksamkeitsdefizit, übermäßige Hyperaktivität und Impulsivität manifestiert. Es ist eine chronische Erkrankung, die Millionen von Kindern betrifft und oft bis ins Erwachsenenalter andauert. ADHS umfasst eine Kombination aus anhaltenden Problemen, wie z. B. Schwierigkeiten, die Aufmerksamkeit aufrechtzuerhalten, Hyperaktivität und impulsives Verhalten. Basierend auf dem Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition (DSM-IV), hat die American Psychiatric Association ADHS in drei Subtypen eingeteilt: überwiegende Unaufmerksamkeit (ADHD-I), überwiegend hyperaktiv-impulsive (ADHD-HI) und eine Kombination von beidem (ADHS-C) (1) Die Prävalenzrate von ADHS liegt weltweit bei etwa 5 % und tritt überwiegend bei Jungen auf, und bei mehr als der Hälfte der Patienten bleiben die Symptome bis ins Erwachsenenalter bestehen (2). Die meisten Kinder mit ADHS haben moralische Störungen und Lernschwierigkeiten, und diese Faktoren werden ihre schulischen Leistungen und familiären und sozialen Beziehungen ernsthaft beeinträchtigen; daher ist eine sofortige Behandlung erforderlich. (3) In der Vergangenheit hat das konventionelle EEG wenig zum Verständnis von psychiatrischen Störungen im Kindesalter beigetragen, außer dass es Epilepsie oder raumfordernde Läsionen ausschließt. Das Aufkommen computergestützter, quantitativer Methoden zusammen mit neuen Neuroimaging-Techniken zur Lokalisierung von Gehirnquellen und die Verfügbarkeit normativer Datenbanken sowohl von normalen Personen als auch von Personen mit bestimmten Pathologien hat die klinische Anwendung bei neurologischen Entwicklungsstörungen stark verbessert. Darüber hinaus wurde in den letzten Jahren immer deutlicher, dass Patientengruppen mit neuropsychiatrischen Erkrankungen, die symptombasierte diagnostische Kriterien für bestimmte Erkrankungen erfüllen (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition [DSM-IV] oder International Classification of Diseases, 10th Revision [ICD-10]) trotz ihres relativ homogenen klinischen Erscheinungsbildes unterschiedlich auf die Behandlung ansprechen. Bei klinischer Diagnose führt die „Behandlung der Wahl“ in etwa 60 % der Fälle zu einer positiven Reaktion. (4) Diese geringe Ansprechrate deutet auf Heterogenität innerhalb dieser relativ homogenen klinischen Populationen hin. In dieser Richtung wird immer häufiger der Begriff personalisierte Medizin verwendet, ein medizinisches Verfahren, das Patienten basierend auf ihren elektrophysiologischen Profilen und der vorhergesagten Reaktion auf das quantitative EEG in verschiedene Gruppen einteilt. Dies ermöglichte die Untersuchung einzelner Themen und die Anpassung der Gesundheitsversorgung mit Entscheidungen und Behandlungen, die auf jeden einzelnen Patienten zugeschnitten sind, sowie die Verbesserung des Wissens über die pathophysiologischen Mechanismen bestimmter Krankheiten.

Derzeit ist die Behandlung von ADHS in der Regel eine pharmakologische Intervention, wie Methylphenidat, Atomoxetin…. usw. Die Forschung hat jedoch gezeigt, dass eine pharmakologische Intervention Nebenwirkungen auf die Entwicklung des Nervensystems bei Kindern hat und die langfristige Wirksamkeit ungewiss ist. In den letzten Jahren wurde die Wirksamkeit der Neurofeedback (NF)-Therapie als eine Art Biofeedback-Methode bei vielen Erkrankungen nachgewiesen, beispielsweise bei leichter kognitiver Beeinträchtigung, Epilepsie, Autismus, Depression und Angstzuständen. Ausgehend von Skinners Theorie der operanten konditionierten Reflexe soll NF den Einzelnen in die Lage versetzen, seine eigenen EEG-Veränderungen aktiv zu kontrollieren und anzupassen, um ein bestimmtes Kriterium zu erreichen und schließlich den Zweck der Regulierung der Gehirnfunktion zu erreichen. (5) Neurofeedback (auch als Neurotherapie oder Elektroenzephalogramm [EEG]-Biofeedback bezeichnet) ist eine Art von Biofeedback, das Konditionierung nutzt, um Menschen darin zu schulen, ihre Gehirnwellenmuster besser zu regulieren, indem sie ihnen Video-/Audioinformationen in Echtzeit über die Elektrik ihres Gehirns liefern Aktivität gemessen von Kopfhautelektroden. Tatsächlich basiert die Konditionierung auf einem Feedback, das dem Patienten gegeben wird, das von dem EEG-Muster des Patienten abhängig ist.

Erstmals 1924 von Hans Berger qualitativ als „Gehirnwellen“ im EEG beschrieben, wurde angenommen, dass die elektrische Aktivität des Gehirns Änderungen des Funktionszustands des Gehirns im Wach- oder Schlafzustand widerspiegelt oder Hirnerkrankungen wie Epilepsie bezeichnet. (6) Die EEG-Aktivität, gekennzeichnet durch die rhythmische Aktivität, gemessen in Hertz (Hz, die Anzahl der Wellen pro Sekunde), wird in speziell benannte Frequenzbänder unterteilt, die der funktionellen Aktivität und dem Erregungszustand entsprechen: Das Delta-Band entspricht der langsamen Welle Schlafzustand (bis zu 4 Hz), Theta für einen schläfrigen/unaufmerksamen Zustand (4–8 Hz), Alpha für einen entspannten/wachen/wachsamen Zustand (8–12 Hz) und Beta für einen aktiven/aufmerksamen Zustand (12– 30 Hz). Die meiste elektrische Aktivität des Gehirns findet im Bereich von 1 bis 20 Hz statt.

Innerhalb jedes Bandes gibt es erkennbare, funktionell signifikante Rhythmen. Beispielsweise wird eine bestimmte Art von niedriger Beta-Aktivität (12–15 Hz), die im sensomotorischen Kortex beobachtet wird, als sensomotorischer Rhythmus bezeichnet. Die Amplitude des sensomotorischen Rhythmus ist höher, wenn die sensomotorischen Bereiche inaktiv sind (z. B. während immobiler Zustände), und nimmt ab, wenn diese Bereiche aktiviert sind (z. B. während motorischer Aufgaben). Daher ist die Amplitude des sensomotorischen Rhythmus ein Maß für die sensomotorische Hemmung; das heißt, eine höhere Amplitude, wenn die "Bremse an ist", und eine niedrigere, wenn die "Bremse aus ist". Ein mathematischer Ansatz zur Analyse von EEG-Daten, der als quantitative Elektroenzephalographie (qEEG) bezeichnet wird, kann verwendet werden, um eine visuelle Karte der Art und Position von Gehirnwellen oder -rhythmen zu erstellen. Andere spezifischere Wellenmuster, wie z. B. ereignisbezogene Potentiale, können auch im EEG gesehen werden. Ereignisbezogene Potentiale sind elektrische Repräsentationen, die mit sensorischer und kognitiver Verarbeitung verbunden sind, die als Reaktion auf einen Stimulus oder ein Ereignis auftreten. (7) Langsame kortikale Potentiale (SCPs) sind eine spezielle Gruppe ereignisbezogener Potentiale. Sie sind langsame ereignisbezogene Gleichstromverschiebungen des EEG, die der Erregungsschwelle großer kortikaler Zellverbände entsprechen. (8,9) Verschiebungen in die positive Richtung weisen auf eine Erhöhung der Erregungsschwelle und eine entsprechende Hemmung der Aktivierung hin, während Verschiebungen in die negative Richtung, die als kontingente negative Variation bezeichnet werden, eine Verringerung der Erregungsschwelle widerspiegeln und eine kognitive Vorbereitung darstellen erhöhte kortikale Aktivierung eines Netzwerks. (8,10) Die klassische Konditionierung des menschlichen EEG wurde erstmals Mitte der 1930er Jahre gezeigt, als Forscher Menschen trainierten, eine Welle zu blockieren. (7,8) Die operante Konditionierung, bei der EEG-abgeleitete Informationen als sofortiges Feedback an den Patienten in Echtzeit verwendet werden, wurde erstmals in den 1960er Jahren zur Veränderung des menschlichen EEG verwendet. (11,12,13) ​​Seit den 1960er Jahren hauptsächlich mit operanter Konditionierung Konditionierung hat die klinische Anwendung von NF bei mehreren neuropsychiatrischen Erkrankungen, darunter ADHS, LD, Entwicklungsstörungen, kognitive/Gedächtnisverbesserung, Epilepsie, traumatische Hirnverletzung, Schlaganfall, Alkoholismus, Drogenmissbrauch, antisoziale Persönlichkeit, Autismus, Angst, Depression, Schlaflosigkeit und Migräne.(14) Insbesondere im 21. Jahrhundert hat auch die Zahl der veröffentlichten Forschungs- und Dissertationsstudien deutlich zugenommen. ARTEN VON NEUROFEEDBACK

Es gibt 7 Arten von NF, Hammond (15) definiert ihre Verwendung für verschiedene Störungen:

1. Die traditionelle und am häufigsten verwendete ist die Frequenz/Leistungs-NF, und es ist die NF-Methode, die normalerweise mit dem allgemeinen Begriff „Neurofeedback“ gemeint ist. Diese Technik beinhaltet typischerweise die Verwendung von 2 bis 4 Oberflächenelektroden und wird manchmal als "Oberflächen-Neurofeedback" bezeichnet. Es wurde in den 1960er Jahren entwickelt, um die Amplitude oder Geschwindigkeit bestimmter Gehirnwellen an bestimmten Stellen im Gehirn zu verändern, und wird zur Behandlung von ADHS, Angstzuständen, Schlaflosigkeit und LD eingesetzt.
2. Slow Cortical Potential Neurofeedback (SCP-NF) modifiziert die Richtung (positiv oder negativ) langsamer kortikaler Potentiale und wurde zur Behandlung von Epilepsie, Migräne und ADHS eingesetzt.
3. Das 1992 entwickelte Low-Energy Neurofeedback System (LENS) ist eine passive Art von NF, bei der ein sehr schwaches elektromagnetisches Signal abgegeben wird, um die Gehirnwellen eines Patienten zu verändern, während der Patient bewegungslos ist und die Augen geschlossen hat; Es wurde zur Behandlung von traumatischen Hirnverletzungen, Fibromyalgie, Wut, Restless-Legs-Syndrom, ADHS, Angstzuständen, Depressionen und Schlaflosigkeit eingesetzt.
4. Hämoenzephalographisches (HEG) Neurofeedback, das 1994 entwickelt wurde, liefert Feedback über den zerebralen Blutfluss zur Behandlung von Migräne.
5. Das 1998 entwickelte Live-Z-Score-Neurofeedback beinhaltet den kontinuierlichen Vergleich mehrerer Variablen der elektrischen Aktivität des Gehirns (z. B. Leistung, Asymmetrien, Phasenverzögerung, Kohärenz) mit einer normativen Datenbank, um von Moment zu Moment Feedback zu geben; Es wurde zur Behandlung von Schlaflosigkeit eingesetzt.
6. Die niedrigauflösende elektromagnetische Tomographie (LORETA) wurde 1994 zur Behandlung von Depressionen, Suchterkrankungen und Zwangsstörungen entwickelt. LORETA beinhaltet die Verwendung von 19 Elektroden, die zur Überwachung von Phase, Leistung und Kohärenz verwendet werden
7. Die jüngste Art von NF, die 2003 entwickelt wurde, ist die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) NF, die es Patienten ermöglicht, ihre Gehirnaktivität basierend auf Aktivitätsfeedback aus tiefen subkortikalen Bereichen des Gehirns zu regulieren.

NF wurde für die Behandlung von ADHS vorgeschlagen, da die Forschung zeigt, dass viele Patienten mit ADHS mehr Slow-Wave-Leistung (insbesondere Theta, 3,5-8 Hz) und weniger Beta-Leistung (12-20 Hz) haben, insbesondere in den zentralen und frontalen Regionen , sowie reduzierte kortikale Negativität (dh eine Abweichung in der bedingten negativen Variation) während der kognitiven Vorbereitung. Diese Gehirnwellenmuster spiegeln wahrscheinlich eine Erregung des zentralen Nervensystems wider, die mit den ADHS-Kernsymptomen Unaufmerksamkeit, Hyperaktivität und Impulsivität verbunden ist. Das Ziel dieser Behandlung ist es, diese funktionellen Eigenschaften der abnormalen ZNS-Physiologie umzukehren, indem der mit ADHS verbundenen physiologischen Untererregung entgegengewirkt wird.

NF wandelt Signale wie EEG in visuelle oder auditive Informationen um, und dann verstärken oder hemmen die Probanden bestimmte Komponenten durch Training selektiv. Es gibt drei gängige NF-Protokolle für ADHS: Theta/Beta-Training, Sensomotorisches Rhythmus (SMR)-Training und Slow Cortical Potentials (SCP)-Training. (16) Diese Studie wendet das Theta/Beta-NF-Protokoll an. Als vielversprechende nichtpharmakologische Alternative zur Behandlung von ADHS wurde die Wirksamkeit von NF in vielen Studien belegt. Meiselet al. führten eine sechsmonatige Folgestudie durch, die NF und Medikamente bei Kindern mit ADHS verglich und signifikante Verbesserungen der schulischen Leistung nur in der NF-Gruppe entdeckte (17). Eine Studie berichtete, dass NF nicht nur als Therapie für viele neuropsychiatrische Störungen eingesetzt werden kann, sondern auch die Emotion und Kognition gesunder Menschen verbessert (18). Daher kann die Verwendung von quantitativem EEG-Neurofeedback als Zusatztherapie deutlich vorteilhaft sein, um die Zeit zu verkürzen Dauer der pharmakologischen Behandlung und mit minimalen Nebenwirkungen.