Operantes Konditionieren beim neurofeedback

Welche Art des Lernens findet beim EEG-Biofeedback statt?

 Operantes Konditionieren

Während Stermans bahnbrechender Arbeit mit Katzen in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts, wurde bei diesen die Produktion von Gehirnwellen in einem Rhythmus von 12-15 Hz, der später als der sensomotorische Rhythmus bekannt wurde, mit der Gabe von Milch und Hühnerbrühe belohnt. Bei unserer Arbeit mit EEG Biofeedback findet operantes Konditionieren immer dann statt, wenn der Klient einen Bewusstseinszustand aufsucht, der markiert wird, durch von uns gesetzte Grenzwerte für die jeweils zu reduzierenden oder zu verstärkenden langsamen und schnellen Hirn-Frequenzen. Die Belohnung besteht in einem visuellen oder auditiven Feedback, wobei man meistens eine Animation benutzt, die an ein Computerspiel erinnert. Es gibt sekundäre Verstärker wie Lob oder die Gabe von Token (Belohnungsmünzen oder Punkten), die gegen kleine Belohnungen eingetauscht werden können. Scheinbar lernt das menschliche Gehirn anhand von solchen Informationen wie es zum Erfolg gelangt. Den meisten Klienten gelingt es schnell, den erwünschten Bewusstseinszustand fast augenblicklich herzustellen. Das funktioniert ähnlich wie beim Bedienen eines Tennisautomaten, der einem rasche Bälle entgegenwirft. Zuerst ist die Aufgabe fast unlösbar und unangenehm. Wenn man den Tennisschlag aber mehrfach auf die gleiche Art ausgeführt hat, wird die Bewegung automatisiert. Bei einem solchen motorischen Training bedarf es nach Ansicht vieler Trainer 1500 bis 5000 korrekter Wiederholungen um eine Bewegungsfolge zu automatisieren. Beim Neurofeedback ist meistens eine Anzahl von 40 Trainingseinheiten ausreichend, um die Symptome von AD(H)S zu überwinden. Um Hirnwellen operant zu konditionieren muss der Klient versuchen die Balkendiagramme auf dem Bildschirm durch Veränderung des eigenen Bewusstseinszustandes zu verändern, bis die Bewegung der Animation seinen Erfolg anzeigt. Der Klient übt das in vielen Sitzungen ein, bis sich dieser Vorgang automatisiert. An diesem Punkt ist es unsere Aufgabe, während des Neurofeedback, das Lösen der Herausforderung durch Transferübungen auf andere Situationen wie den Klassenraum oder das häusliche Hausaufgabenmachen zu übertragen. Dazu ist es hilfreich, den erarbeiteten mentalen Zustand mit dem Lösen akademischer Aufgaben zu koppeln. Dieser zweite Schritt benutzt Methoden des klassischen Konditionierens.

Das Grundprinzip besteht darin, dass man die Produktion bestimmter Hirnwellen mit einem auditiven oder visuellen Feedback belohnt. Diese Information dient als Verstärkung und man erhöht die Wahrscheinlichkeit des Wiederauftretens dieser  Hirnwellenaktivität. Das Gehirn wird nun im Sinne der gespeicherten Information arbeiten.

 Klassisches Konditionieren

Klassisches Konditionieren findet immer dann statt, wenn er angestrebte mentale Zustand einer fokussierten Konzentration mit dem Bearbeiten einer kognitiven Aufgabe im Verlauf der Neurofeedback Sitzung gekoppelt wird. Das machen wir, indem wir den Klienten den angestrebten mentalen Zustand suchen lassen, der mit abgesenktem Anteil langsamer Hirnaktivität und dem gleichzeitigen Anheben schnellerer Frequenzen im EEG übereinstimmt, und ihm, wie oben beschrieben, eine kognitive Aufgabe auftragen um diese mit dem erreichten mentalen Zustand zu koppeln. Dem Klienten wird durch ein auditives Feedback das Weiterbestehen des fokussierten Zustandes angezeigt, wenn das momentane Lösen von Mathematikaufgaben oder Schreibarbeiten das Geben eines visuelles Feedbacks unmöglich macht. Wenn das auditive Feedbacksignal stoppt, wird der Klient aufgefordert, seine Aufmerksamkeit wieder dem Neurofeedbackbildschirm zuzuwenden, bis der vorherige mentale Zustand wieder erreicht ist und das Feedback wieder kontinuierlich gegeben wird. Erst dann wendet der Klient sich wieder der Lösung seiner Denkaufgabe zu.

Wir erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass der Student schulische Aufgaben in einem fokussierten mentalen Zustand auch in der Schule oder zu Hause angeht, indem wir den fokussierten mentalen Zustand, den er während des Neurofeedbacktrainings erreicht hat, mit metakognitiven Strategien koppeln. (Um Näheres über Metakognition zu erfahren, verweisen wir auf Kapitel 15) Immer wenn sich der Klient in der Schule oder während der Hausaufgaben bewusst an die erlernten Strategien erinnert, sollte er automatisch den während des Trainings erlernten mentalen Zustand der fokussierten Aufmerksamkeit wachrufen.

Andere wichtige Parameter für das Lernverhalten

Shaping

Shaping wird durch das Konditionieren der langsamen Annäherung an ein Ziel erreicht. Tiertrainer sind die Hauptanwender dieser Methode. es gelingt ihnen damit, Tieren außerordentliche und komplexe Verhaltensweisen beizubringen, indem sie kleine Schritte in die gewünschte Richtung belohnen. Die Belohnung eines bestimmten Verhaltens oder einer Sequenz von neurophysiologischen Ereignissen verändert die einzelnen Komponenten dieser Sequenz, bis ein vermehrtes Auftreten dieses Sequenz zu verzeichnen ist. (Sterman, 2000). Shaping findet statt, wenn wir eine kleine Veränderung der gemessenen Mikrovolt innerhalb eines Frequenzbandes belohnen und wenn wir, immer dann, wenn der Klient erfolgreich war, die Schwierigkeit ein wenig erhöhen. Das ist ein Teil des operanten Konditionierens. Wenn wir mit Menschen arbeiten, die an einer AD(H)S leiden, belohnen wir jeden kleinen Schritt hin zu einem reiferen EEG, also zu einem EEG, in dem die Dominanz der langsamen Theta Aktivität abnimmt..

Assoziatives Lernen

Assoziatives Lernen tritt immer dann auf, wenn etwas unbeabsichtigt mit einem Reiz gekoppelt wird. Das rote Kontrolllämpchen, das bei manchen Neurofeedbackgeräten Muskelaktivität anzeigt, kann als Beispiel dafür dienen. Obwohl es wichtig ist, EMG Aktivität, die als Artefakt in das EEG einstreut, zu reduzieren, wollen wir nicht, dass diese Feedback- Information  die Feedback-Information über den mentalen Zustand des Klienten, überlagert. Wenn der Klient sich einen Großteil der Zeit auf die EMG Leuchte konzentriert, wird seine Lernkurve im Bereich des EEG Trainings absinken. Anfänglich mag das Erkennen von EMG Artefakten wichtig sein, um zu erreichen, dass das EEG frei von Artefakten bleibt. Assoziatives Lernens kann also beides sein, eine Hilfe und ein Hindernis. Wir wünschen uns assoziatives Lernen, wenn wir Strategien unterrichten, die die Klienten mit nach Hause nehmen, um diese zu Hause anzuwenden. In unserem Trainingszentrum verändern wir sowohl die Termine, das benutzte Material, die Instrumente, die Feedbackbildschirme und die Trainer oft, um zu verhindern, dass der Lernerfolg einem Trainer oder einer Situation zukommt. Wir wollen eine Veränderung des EEG Unsere Absicht ist es, die Koppelung mit Stimuli, die nur in unserer Trainingssitzung vorhanden sind, zu verhindern.

Sekundäre Verstärker

Sekundäre Verstärker wie Lob oder Token können das Erlernen des Veränderns von EEG Werten, und damit von mentalen Zuständen, verstärken. Die Token können gegen Preise eingetauscht werden, um die Trainingsmotivation eines Kindes zu erhalten. Das ist insbesondere bei Kindern mit AD(H)S sinnvoll, die sich nur auf Dinge fokussieren können, die für sie in der Sache interessant sind oder weil es dafür eine Belohnung gibt. Skinner würde die Token einen Verstärker nennen, der generalisiert konditioniert ist, weil die Token für viele selbstgewählte Belohnungen stehen können. Für Erwachsene hat das Geld eine ähnliche Funktion, weil diese zur Erlangung dieser Belohnung arbeiten gehen. Egal, womit man verstärkt, der Verstärker muss etwas für die Person Begehrenswertes sein, ansonsten kann er keine Motivation erzeugen. Wir erinnern daran, dass der Aspekt der Motivation nur während des operanten Konditionierens Bedeutung hat. Das klassische Konditionieren stützt sich auf  gekoppelte Reaktionen, die automatisch ablaufen.

Generalisierung

Ganz vereinfacht ausgedrückt meint Generalisierung dass unser Klient das, was er in der Neurofeedbacksitzung gelernt hat, auch zu anderen Zeiten an anderen Orten und mit anderen Menschen und Aufgaben Anwendung findet. Wir wissen, dass die Fähigkeit zu Generalisieren in manchen Störungsbildern verschwindend gering ist, z.B. bei Autismus.

Wir haben bereits ausgeführt, wie wichtig Generalisierung ist, als wir über metagognitive Strategien berichteten, die während der Trainingssitzung erlernt wurden und die dann bei der Lösung einer Aufgabe im Alltag angewendet wird. es gibt viele Methoden, die man anwenden kann. Beispielsweise kann einem kleinen Kind beigebracht werden, den mentalen Zustand zu halten, während es die Spitze eines Bleistifts fixiert, wobei es diesen Zustand eine Weile beibehalten soll, um schließlich den Fokus der Aufmerksamkeit langsam zu erweitern und das Buch an der Tafel zu erfassen. Menschen mit hoher innerer Anspannung schlagen wir vor, die Atemtechniken anzuwenden, die wir beim Trainieren eines mentalen Zustandes im Training gekoppelt haben. Eine einleuchtende von Trainern oft genutzte Methode sind die Warmup Übungen für Athleten. Einem Klienten ein Stichwort oder eine Bewegung beizubringen, die mit der Produktion des erwünschten mentalen Zustandes gekoppelt ist, ist oft hilfreich, um Generalisierung zu erreichen.

Die Tatsache, dass das Ergebnis des Neurofeedbacktrainings zu Generalisierung führt, hebt es deutlich von anderen Behandlungsmethoden der AD(H)S ab. Medikamente sind leider nicht in der Lage Generalisierungen von verbessertem Verhalten, oder leserlicher Schrift zu erreichen, wenn ihre Wirkung nachlässt. Verhaltensänderungen die in dem einen Bereich für eine Generalisierung gut sind, generalisieren nicht zwangsläufig auch in einem anderen Bereich. oder auf einem anderen Spielfeld, auf dem die Möglichkeiten und Belohnungen des einen Feldes nicht angebracht sind.

Löschung

Im klassischen Konditionieren tritt eine Löschung immer dann auf, wenn der konditionierte Reiz eine Weile nicht mehr mit dem nicht konditionierten Stimulus gekoppelt wird. Beim operanten Konditionieren tritt sie auf, wenn ein Verhalten nicht mehr belohnt, also verstärkt wird. Weil wir dauerhafte Erfolge wünschen, wollen wir das Erreichte gegen Löschung absichern. deshalb sind sekundäre Verstärker so wichtig. Pavlov machte die Entdeckung, dass eine konditionierte Reaktion auch nach vielen Jahren mit wenigen Übungseinheiten wieder wachgerufen werden kann. Das Wiedererlernen geht erheblich schneller als das Lernen selbst. Manchmal ist es sinnvoll, einem AD(H)S Klienten einige Auffrischungssitzungen zukommen zu lassen, wenn er den Anschein hat, als verschlechtere sich seine Fähigkeit zur Konzentration erneut. Wenn man einem Klienten trainiert eine einzelne Fähigkeit zu entwickeln, wird diese Fähigkeit mit der Zeit schwächer werden, selbst dann, wenn die Fähigkeit angewendet wird. Wie auch immer, wenn das Verhalten intermittierend verstärkt wird, ist die Tendenz zur Löschung erheblich gemindert. Im wirklichen Leben wird der Klient positive Verstärkung für seine verbesserte Aufmerksamkeit und sein verbessertes Verhalten erfahren (Lob, bessere Noten), was eine dauerhafte Verstärkung des Verhaltens (mentalen Zustandes) bedeutet..

Anmerkung: Die Lerntheorie erklärt nicht endgültig, warum Neurofeedback dauerhafte Wirkung erzielt. Die meisten Therapeuten, die mit Neuofeedback arbeiten vermuten, das strukturelle Veränderungen im Gehirn diesen Effekt hervorrufen. Veränderungen  bei den Neurotransmittern und den Synapsen können ebenfalls vorkommen. Die Mechanismen für plötzliche aber auch für bleibende Veränderungen sind noch nicht endgültig erforscht. Es scheinen aber verschiedene Mechanismen zu existieren: Um welche es sich handelt widr in Kapitel 7 abgehandelt.

Der bisherige Text ist im Original von Michel und Lynda Thompson: The Neurofeedback Book 2015 und wurde von mir offiziell übersetzt.