Neurofeedback, transkranielle Wechselstrom-Stimulation

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1 Modulation von Hirnaktivität: Neurofeedback, steady-state Potentiale und transkranielle Wechselstrom-Stimulation Prof. Dr. Christoph Herrmann Allgemeine Psychologie Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

2 Überblick Einleitung Steady-state Potentiale Neurofeedback Transkranielle Wechselstrom-Stimulation l ti Zusammenfassung

3 Einleitung Amplitude (µv) Frequenz (Hz)

4 Einleitung Warum Hirnstimulation? Wahrnehmung und Handlung hängen von Parametern der Hirnaktivität ab. Veränderungen dieser Parameter verändern kognitive Prozesse! Tiefe Hirnstimulation Morbus Parkinson Nucleus subthalamicus ( Hz, µs, 1-3,5 V)

5 Einleitung Wahrnehmung wird moduliert durch: Amplitude neuronaler Oszillationen Hanslmayr S et al. (2007) Prestimulus oscillations predict visual perception performance between and within subjects. Neuroimage, 37(4): Phase neuronaler Oszillationen Busch NA, Dubois J, VanRullen R (2009) The phase of ongoing EEG oscillations predicts visual perception. Journal of Neuroscience 29(24):

6 Einleitung Aufgabe: Encodieren, Behalten, Abrufen Ergebnis: Gamma-Oszillationen während des Encodierens sagen die Leistung beim Abruf voraus D. Lenz, K. Krauel, J. Schadow, L. Baving, E. Düzel & C.S. Herrmann (2008) Enhanced gamma-band activity in ADHD patients lacks correlation with memory performance found in healthy children. Brain Research 1235:

7 Überblick Einleitung Steady-state Potentiale Neurofeedback Transkranielle Wechselstrom-Stimulation l ti Zusammenfassung

8 Steady-state Potentiale

9 Steady-state Potentiale SSVEP: Spektrum:

10 Visual driving

11 Steady-state Potentiale Hz AM 500 ms duration 60 sec each 5 sec ISI

12 Steady-state Potentiale

13 Überblick Einleitung Steady-state Potentiale Neurofeedback Transkranielle Wechselstrom-Stimulation l ti Zusammenfassung

14 Neurofeedback EEG aufzeichnen Parameter extrahieren (Alpha) Parameter visualisieren (blau grau rot) Instruktion: rot hervorrufen Zoefel B, Huster RJ, Herrmann CS (2011) Neurofeedback training of the upper alpha frequency band in EEG improves cognitive performance. Neuroimage 54(2):

15 Neurofeedback

16 Neurofeedback

17 Neurofeedback Zunahme der Alpha-Aktivität: Montag: 100% Freitag: 130%

18 Neurofeedback Würfeltest (Schuhfried) Montag und Freitag Verhalten wird verbessert Kontroll-Gruppe: (+5.9, n.s.) NFT-Gruppe: (+12.8, t 16 =2.21, p=.029)

19 Überblick Einleitung Steady-state Potentiale Neurofeedback Transkranielle Wechselstrom-Stimulation l ti Zusammenfassung

20 Transkranielle Wechselstrom-Stimulation Elektrische e Hirnstimulation ua Fritsch und Hitzig (1870): Ueber die elektrische Erregbarkeit des Grosshirns, Archiv für Anatomie, Physiologie und wissensch. Medicin:

21 Transkranielle Wechselstrom-Stimulation Terminologie: Transkranielle DC Stimulation (TDCS): Direct current Gleichstrom Transkranielle AC Stimulation (TACS): Alternating current Wechselstrom Transkranielle Elektrostimulation ti l ti (TES): Beliebige Kurvenform

22 Transkranielle Wechselstrom-Stimulation Zaehle T, Rach S, Herrmann CS (2010) Transcranial alternating current stimulation enhances individual alpha activity in human EEG. PLoS One. 5(11):e13766

23 Transkranielle Wechselstrom-Stimulation

24 Transkranielle Wechselstrom-Stimulation Lang andauernde Reize: Reaktionszeitunterschiede RT RT Kurz andauernde Reize: Keine Wahrnehmung

25 Transkranielle Wechselstrom-Stimulation lation Auditorisches Experiment: 20 Minuten tacs (10 Hz, 500 µa) 7 Töne (500 Hz, 10ms) mit verschiedenem SNR Präsentation in 6 Phasen

26 Transkranielle Wechselstrom-Stimulation Phase der Stimulation: Phase der Stimulation: moduliert Wahrnehmung

27 Zusammenfassung Hirnstimulation erfolgreich in der Forschung Verschiedene Methoden möglich (minimal-invasiv) Stimulation moduliert Wahrnehmung (und Verhalten?) Einsatzmöglichkeiten in der Therapie?

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