Affektive Störungen
Depressionen, Angststörungen, Panikstörungen
(Das Folgende ist ein wenig schwierig zu verstehen. Es stammt von einem Text, der für professionelle Anwender geschrieben wurde. Wir am Biofeedback Institut von Toronto, halten es für gut, wenn unsere Klienten verstehen, was und warum sie eben so trainieren.)
Eine Kombination von Neurofeedback (NFN) und Herz-Raten-Variabilitäts Training (HRV) wird beim Training affektiver Störungen bevorzugt.:
In meiner Praxis werden sowohl ein Kanal als auch zwei Kanal Neurofeedback sowie 19 Kanal LORETA z-score Neurofeedback angewendet. Das Neurofeedback Training wird mit dem HRV Training kombiniert. Andere Biofeedback Möglichkeiten wie EMG, Temperatur Training oder EDR Training werden je nach den Ergebnissen des Stresstests und der individuellen Ausgangslage beim jeweiligen Klienten, dem Training hinzugefügt. Alle Anwendungen werden den Ergebnissen der Eingangs Messungen angepasst. Konventionelles ein Kanal Training an FCz, das mit HRV Training kombiniert wird, hat sich als effektives Set Up für die meisten Klienten mit Problemen der Stimmung erwiesen. Zusätzlich war es uns möglich, modernere Neurofeedbackmethoden wie das LORETA z-score Neurofeedback als Ergänzung einzusetzen, was die Anzahl der Sitzungen, bis zum Erreichen eines guten Resultates deutlich verringerte.
Beim ein Kanal Training mit zusätzlichem HRV Training benutzen wir unterschiedliche Bildschirme. Der unten zu sehende Bildschirm wird von uns favorisiert, weil er einen Wettkampfcharakter hat, der den Klienten antreibt, das mittlere grüne Boot zum Sieg zu treiben. Um dieses Ziel zu erreichen, muss der Klient innerlich sehr ruhig und fokussiert sein, alle unnötigen Gedanken und Sorgen reduzieren, er muss sich entspannen und konzentrieren. Gleichzeitig wird vom Klienten verlangt, Synchronizität zwischen der Herzschlagfolge und dem Atemrhythmus herzustellen, während er Schulter- und Nackenmuskeln entspannt und die Handtemperatur erhöht:
Darstellung 2: Bildschirm für ein simultanes EEG und HRV Training
Weiter unten finden professionelle Anwender weitere Informationen:
Neuroanatomische Strukturen, die beim NFB plus HRV Biofeedback trainiert werden, mitsamt der zugehörigen neuronalen Netzwerke):
Ein neuronales Netzwerk besteht aus Gruppen von Neuronen, die eine funktionale Beziehung zueinander haben und die in Abhängigkeit voneinander agieren. Im Kortex finden sich diese Netzwerke in unterschiedlichen Brodmann Arealen, wie die Grafik zeigt.:
Eine Seitenansicht, die die Brodman Areale und die 10-20 Ableitungspunkte zeigt.
Jedes Brodmann Areal (BA), kann im Hinblick auf seine primäre Funktion an unterschiedlichen neuronalen Netzwerken beteiligt sein. Ein Netzwerk dient der Synchronisierung weit verstreuter, aber funktional verbundener Neuronen des Neokortex. Netzwerke beinhalten kortikale/subkortikale Verbindungen (Thompson & Thompson, 2007). Das erklärt, warum NFB Anwender gute Trainingsresultate über einer singulären Elektrodenposition wie die an Cz erzielen konnten, die ja nicht nur den einen Punkt über einem Radius von 6 cm und 6 Millionen Neuronen trainiert, sondern auch im anterioren cingulären Kortex wirksam ist. Ein ein Kanal Training kann also einen Einfluss auf diverse neuronalen Netzwerke haben.
Der cinguläre Kortex befindet sich unter der Mittellinie (FZ, CZ, PZ) und ist an vielen Netzwerken beteiligt, inklusive des exekutiven, affektiven, salienz und des default Netzwerks. Die Beeinflussung des cingulären Kortex während der aktiven Beteiligung des affektiven Netzwerks hat vermutlich einen indirekten Einfluss auf tieferliegende Hirnstrukturen, die ansonsten durch Oberflächen Neurofeedback nicht beeinflusst werden könnten.
Tiefere Hirnbereiche können alternativ mittels LORETA z-score NFB direkt trainiert werden. Dieses Training ist eine Variante des Frequenztrainings, die an 19 Kanälen oder Ableitungspunkten das EEG aufnimmt und mit Hilfe komplizierter mathematischer Berechnungen - der low electromagnetic tomography (Pasqual-Marqui et al., 1994; 2002) - eine Unzahl von Parametern gleichzeitig trainiert LORETA Mathematik dient dazu, Quellen des Oberflächen EEG zu lokalisieren. LORETA wird dazu benutzt, die Quelle dieser Oberflächenaktivität des Gehirns nicht nur zu lokalisieren sondern diese mittels LORETA z score Training auch zu trainieren. Mittels des z-Score NFB werden die Daten des Klienten automatisch mit den Messwerten einer großen Gruppe von gleichaltrigen Menschen verglichen, die keine Symptome aufweisen. Ich entscheide dann, welche Areale, die in den Messungen außerhalb des Normbereichs liegen, einen Bezug zu den Hauptsymptomen des Klienten haben. Der Patient versucht dann die z Scores in das von mir festgelegte z Score Fenster zu bewegen. Ideal wären 1,5 Standardabweichungen nach oben oder unten, doch dieses Trainingsfenster muss manchmal auch weiter gestellt werden. Man darf erwarten, dass 95% aller gleichaltrigen Menschen weniger als 2 Standardabweichungen vom Durchschnittswert für Amplitude, Kohärenz und Phase entfernt liegen.
Eine Schlüsselstruktur, die wir im Auge haben müssen, ist der anteriore cinguläre Kortex (ACC) (Devinsky et al, 1995). Der ACC besitzt direkte Verbindungen zu anderen Schlüsselregionen des Gehirns, die im affektiven Netzwerk zusammenarbeiten. Dazu gehören der mediale und der orbitale präfrontale Kortex, die Insula und die Basalganglien inklusive der Amygdala und dem Hippocampus. Veränderungen im ACC werden also auch den Hypothalamus betreffen und damit das autonome Nervensystem und die Achse: Hypothalamus, Hypophyse,Nebennierenrinde (HPA). Diese neuronalen Verbindungen spielen eine dominierende Rolle im menschlichen Stresssystem. Diese Strukturen sind auch am Entstehen der Depression beteiligt. Ein Einfluss auf diese Strukturen durch den Einsatz einer kombinierten Behandlung mittels NFB + HRV Herz-Raten Variabilitäts Training, insbesondere unter Einbeziehung von Diät, Schlaf und Verhaltenstraining kann helfen Depressionen zu überwinden und ein besseres Stress Management zu erreichen.(Thompson & Thompson, 2007; Paquette et al, 2009). Der ACC ist in unterschiedlichem Ausmaß an allen großen neuronalen Netzwerken beteiligt, am exekutiven, affektiven, salienz und des default Netzwerk. Also haben NFB & HRV Training durch ihren Einfluss auf den ACC einen Effekt auf viele unterschiedliche Systeme.
Zentrale Mittellinien Strukturen sind an Depressionen beteiligt: Menschen, bei denen eine Depression diagnostiziert ist zeigen Symptome, die eine Beziehung zum exekutiven und zum affektiven Netzwerks haben. Darstellung 1 zeigt drei unterschiedliche Netzwerke die an verschiedenen Aspekten der Depression. Genauer gesagt moduliert dieser dorsale Bereich die Aufmerksamkeit und Symptome, die die Sensorik und die Kognition betreffen, wie etwa Apathie, Aufmerksamkeitsprobleme und exekutiv Probleme.
Unterschiedliche Behandlungen beeinflussen unterschiedliche affektive Netzwerke:
Kognitive Verhaltenstherapie scheint einen Einfluss auf die dorsalen und exekutiven Aspekte der Depression zu haben, indem sie die ACC Aktivität in Brodmann Areal 24 anheben. Diese Therapie könnte auch dazu Beitragen die Aktivität in den verbindenden Netzwerken und dem orbitalen frontalen Kortex BA10 zu senken, sowie im frontalen orbitalen Cortex bei BA11 (Goldapple, 2004).
Medikamente steigern die Aktivität ventraler vegetativer Areale wie dem präfrontalen Kortex BA 9 und dem Hirnstamm. Sie senken die Aktivität im Brodmann Areal 25 und im Hypothalamus, wie eine Studie einer Forschungsgrupp, die die regionalen metabolischen Effekte von Fluoxetin auf die Symptome einer Depression prüfte(Mayberg et al, 2003).
Tiefenhirnstiumulation kann das Brodmann Areal 25 unmittelbar beeinflussen. Dazu bedarf es eines operativen Eingriffs, bei dem Elektroden in den ventralen anterioren Gyrus als Schrittmacher unter die Haut in der Nähe des Schlüsselbeins implantiert werden.
Helen Mayberg und Kollegen behandelten eine Gruppe von depressiven Menschen, die durch die Depression, trotz Jahren der Gesprächstherapie, der Einnahme von Medikamenten und sogar der Elektroschockbehandlung, nahezu kataton waren, erfolgreich mittels Tiefenhirnstimulation des Brodmann Areals 25. (Mayberg et al, 2005, Kennedy et al, 2011). Von BA 25 wird vermutet, dass in Fällen der behandlungsresistenten Depression diese Region metabolisch überaktiv sein könnte. Die Stimulation, wenn sie einmal an der richtigen Stelle positioniert ist, was Monate dauern kann, führte in PET Messungen zu einer verminderten Aktivität in BA 25 und OFC BA 11. Die Stimulation soll gleichzeitig die Aktivität im dorsolateralen präfrontalen Kortex(DLPFC) BA 9,46 und im anterioren cingulären Kortex BA 24 sowie im parietalen cingulate Cortex (PCC) BA 31 anheben, zusätzlich wird durch die Stimulation die parietale Aktivität in BA 40 verstärkt. Diese Effekte wurden bei fast der Hälfte der auf die Behandlung ansprechenden Patienten beobachtet.
Interessanterweise zeigen die gleichen Areale, die auf die Tiefenhirnstimulation ansprechen nach einer kombinierten NFB Behandlung, ergänzt durch Psychotherapie, bei Patienten, die auf Medikamente nicht ansprachen, ähnliche Veränderungen.(Paquette, 2009). Einen Monat nach dem Behandlungsende zeigten sich signifikante Senkungen der absoluten Power im High Beta Bereich (18-30 Hz) im orbitofrontalen Kortex (BA 11/47), der Insula (BA 13), der Amygdala und dem Parahippocampalen Kortex (BA 36/37) den temporalen Bereichen (BA38) dem lateralen präfrontalen Kortex (BA 10 und BA 6/8) und dem subgenualen cingularen Kortex (BA25). Zusätzlich zeigten diese Menschen einen Anstieg der High Beta Aktivität im bilateralen precuneus/posterior cingulate Cortex (BA 40/31) Das macht Sinn, weil andere Studien eine abnormal niedrige Amplitude von High Beta Aktivität (>20Hz) in diesen kortikalen Regionen (BA 40/31) bei Patienten mit einer Major Depression gefunden haben (Pizzagalli et al.,2002; 2004). Verstärkte Aktivität im precuneus/posterior cingulate Cortex wurde auch bei Absetzerscheinungen nach pharmakologischen Behandlungen beobachten. (Mayberg, 2003) sowie bei interpersonaler Therapie (Martin et al., 2001). Weil die höchste Glukose Stoffwechselrate während Ruhephasen in eben diesen Hirnregionen bei gesunden Menschen beobachtet wurde (Raichle et al., 2001), ist die Theorie von Paquette plausibel, dass medikamentöse Behandlung, interpersonelle Therapie und Neurofeedback plus psychologischer Betreuung zur Wiederherstellung der guten Funktion des default Netzwerks, (also des Ruhemodus) dient.
Neurofeedback (NFB) + Herz Raten Variabilitäts (HRV) Training bei Angststörungen:
Wir haben bereits die Bedeutung des BA 25 im ventral/rostralen anterioren cingulate Kortex für die gewöhnliche und oft nicht behandelbare Depression beschrieben. Brodmann Areal 25 wird auch als subgenuales Areal beschrieben, bildlich auch als "unter dem Knie", wegen der Lage am Ende des Bandes im Corpus Callosum), Areal subgenuale. NFB könnte Bereiche des affektiven Netzwerks die den eher superioren Aspekt des Cingulate Gyrus unter dem Ableitungspunkt Cz beeinflussen, sowie den medialen Aspekt der Frontallappen unterhalb von Fz. Brodmann Areal 25 befindet sich tief im Mittellinienbereich. Wahrscheinlich hat LORETA NFB theoretisch einen wesentlich direkteren Einfluss auf diese Region als ein ein Kanal Training einer Seite. BA 25 ist reich an Serotonin Bahnen und hat die Aufgabe folgende Areale zu beeinflussen: Hypothalamus und Hirnstamm, die an der Regulation von Appetit und Schlaf beteiligt sind, der Amygdala und der Insula, die Stimmung und Angst beeinflussen, dem Hippocampus, der eine wichtige Rolle für das Gedächtnisvermögen besitzt und einigen Bereichen der frontalen Kortex, die der Selbstwahrnehmung dienen. Wichtig für den Therapeuten, der mit einer Kombination aus NFB und BFB arbeitet ist, dass der solitäre Nukleus in der Medulla (nucleus solitarius) eine direkte Verbindung zur Herzrate und zum Blutdruck besitzt. Dieser, im Hirnstamm sitzende, Nucleus besitzt eine direkte Verbindung zu BA 25. Er besitzt aber auch Verbindungen zu allen anderen Bereichen, die am affektiven, limbischen Netzwerk beteiligt sind und die die Reaktionen des Patienten auf Stress beeinflussen. Sobald HRV Training den vagalen Einfluss stärkt, wird es vagale Afferenzen zum solitären Nucleus in der Medulla senden, die BA 25 beeinflussen und dadurch, vielleicht auch die Symptome der Depression, die mit Dysfunktionen dieses Systems zusammenhängen.
Diagram by Maya Berenkey from The Companion to The Neurofeedback Book (in press)
TH = Thalamus
IN = Insula
HTH = Hypothalamus
P = Pituitary
CNA = Central Nucleus Amygdala
A = Amygdala
ANS = Autonomic Nervous System
PVN = Paraventricular Nuc.
HI = Hippocampus
PBN = Parabrachial Nucleus
NTS = Nucleus Tractus Solitarius
Das Diagramm soll für Anwender sein. Es illustriert einige Areale, die eine Bedeutung haben für Depression, Angst und die Stressreaktion.
Herz-Raten Variabilitäts Training (HRV)
Herz Raten Variabilität meint die konstante Oszillation der Herzrate in Abhängigkeit vom Atem, die bei gesunden Menschen zu beobachten ist. Diese Veränderungen können als Frequenzveränderung, Amplitudenveränderung oder Geschwindigkeit der Herzschlagfolge gemessen werden oder aber auch als Standardabweichungen der Herzschlag Intervalle (IBi) . Diese Standard Abweichung (oder diese Herzschlag Intervalle (IBI) gemessen unter Ausschluss aller Artefakte), wird SDNN genannt. Wir sind in unserem Zentrum stets besorgt, wenn die SDNN eines Patienten weniger als 50 ms beträgt und wünschen diese bei 80-100 ms zu sehen. (Gevirtz, 2010). Die Veränderung der Herzschlagfolge wird mittels eines Plethysmographen gemessen, der die Reflektion von Rotlicht in den Blutgefäßen des Fingers oder Daumens misst. Die Messung des Pulses am Daumen ergibt das gleiche Ergebnis für die Ermittlung des SDNN wie die mittels EKG Sensoren an der Brust. (Giardino, 2002). Die SDNN wird bei uns mittels des Cardiopro Programms von Thought Technology gemessen, das entwickelt wurde anhand der gängigen Kriterien der Forschung unter Einbeziehung der internationalen Statistiken über die Messung der Herzschlagvariabilität.
Es gibt Studien jüngeren Datums, die zeigen, dass das HRV Training einen positiven Effekt auf die Symptome der Depression haben kann.Katsamanis et al berichten von signifikanten Verbesserungen nach einem HRV Training in der Hamiltonschen Depressions Skala (HAM-D) und dem Beckschen Depressions Inventar (BDI-II) mit vergleichbaren Verbesserungen in der SDNN. Sie bemerken, dass die SDNN wieder auf die Ausgangslevel sank, dass aber die klinisch signifikanten Verbesserungen der Depression anhielten (Katsamanis et al, 2007). Hassett et al entdeckten, dass HRV Biofeedback bei Patienten mit Fibromyalgie zusätzlich zur Schmerzerleichterung zu signifikanten Verbesserungen des Allgemeinbefindens und der Depression führte. (Hassett, 2007).
LORETA z-score NFB zur Behandlung von affektiven Störungen
Bei depressiven Patienten (und oftmals auch bei Patienten mit Hirntraumata/ Traumatischen Hirnverletzungen (TBI) oder mit anderen Störungen) zeigen LORETA Analysen signifikante Abweichungen von den Normwerten, die ihre Quelle in einer bestimmten oder in mehreren Hirnregionen haben. Diese Areale können den anterioren Cingulate (BA 24) betreffen, die medialen frontalen Regione, den rostral-verntralen cingulären Gyrus (BA 25), den Uncus, den parahippocampalen Gyrus und andere Strukturen der Central Midline. Alle diese Regionen finden sich in der Tiefe der Zentralfurche. Oberflächen NFB kann, wie bereits erwähnt, diese Regionen nur indirekt beeinflussen, indem es das Netzwerk aktiviert, dass diese Regionen einbezieht. LORETA NFB ermöglicht dem Therapeuten andererseits das Neurofeedbacktraining von bis zu 24 Arealen und verschiedenen Messungen (Amplitude, Phase, Kohärenz) im Gehirn gleichzeitig durchzuführen. Das Durchführen einer solchen Messung braucht mehr Zeit, weil LORETA Mathematik den Input von 19 Kanälen erhält, um die Quelle zu lokalisieren. Die 19 Kanal Messhaube braucht ein paar Minuten, bis sie sorgfältig angelegt ist. Es ist dabei wichtig, akkurat zu arbeiten, weil die Messdaten so weit wie möglich artefaktfrei sein sollten.
Die Hoffnung lautet, dass man komplettere Resultate mittels LORETA z Score Training erzielt. Schnellere Verbesserungen der Trainingsergebnisse würden die komplexe Prozedur des Anlegens und Messens rechtfertigen. Kontrollierte Studien die die Vorteile des LORETA im Vergleich zu konventionellem Neurofeedback verifizieren müssen noch erfolgen. In der Zwischenzeit können beide Verfahren genutzt werden und beide lassen sich mit HRV Training kombinieren. Wenn man sich für das LORETA NFB entscheidet, kann das HRV Training am Beginn der Sitzung erfolgen, während die EEG Haube aufgesetzt und die Impedanz gecheckt wird, was manchmal länger als zehn Minuten dauert. Der Patient kann das HRV Training auch während des Trainings weiter durchführen oder einfach weiter in einem relaxten Atemrhythmus verharren. Beide Verfahren, sowohl das HRV Training als auch das Neurofeedback sind Lernmethoden. Invasive Behandlungen wie Operation oder Medikamente sind nicht erforderlich. Das Gehirn besitzt Plastizität und Lernmethoden können sehr machtvolle Instrumente sein, um Veränderungen in die gewünschte Richtung zu erzielen. (Doidge, N., (2010) The Brain that Changes Itself); weitere Referenzen können in der entsprechenden Sektion der Webseite des ADD Centers of Toronto gefunden werden.
Beispiele von Resultaten des LORETA z-score NFB Training
Im oberen Diagramm zeigt die x Achse die Z scores (standard deviations (SDs) einer Datenbank). Jede farbige Linie stammt von einem anderen Brodmann Areal (BA) das mittels dieses Programms trainiert wurde. Die Y Achse zeigt die Anzahl der Sitzungen. Z- scores vergleichen den Patienten mit der Normalpopulation. Der Leser wird sich daran erinnern, dass ungefähr 95% der Population bei weniger als 2 SDs liegt. Dieser Mann war, zusätzlich zu anderen Problemen, depressiv und ängstlich. Die Grafik zeigt, dass bei Beginn des LORETA z-Score NFB, die ersten Sitzungsstatistiken zwischen 2 und 7 SDs bei vielen EEG Frequenzen und in unterschiedlichen Brodmann Arealen lagen. Innerhalb von 6 Sitzungen brachte der Patient alle gemessenen Areale unter 2 SDs. Unser Klient trainierte mehr als 30 Sitzungen um seine Erfolge zu verfestigen. Nach Absprache mit seinem Arzt konnte er anschließend seine Medikation dauerhaft absetzen.
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