Ist Connectivity Neurofeedback Training das nächste große Ding?

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Ein neuer Durchbruch in der Neurowissenschaft könnte lang erwartete neue Behandlungsmethoden für psychische Störungen und kognitive Beeinträchtigungen bieten. Die ATR-Forschungsgruppe für Gehirninformations-Kommunikation in Kyoto, Japan, hat herausgefunden, dass die funktionelle Konnektivität im Gehirn durch fMRI-Neurofeedback-Training in beide Richtungen verändert werden kann. Die Manipulation dieser Netzwerke durch lernfördernde Methoden verändert kognitive Funktionen und Leistungen. Diese Ergebnisse wurden am 7. August in Cerebral Cortex veröffentlicht .

Diese Studie basiert auf einer hochmodernen Methode, die Mitsuo Kawato und sein Team bei ATR im Jahr 2015 entwickelt haben, um die neuronalen Verbindungen im Gehirn durch ein sogenanntes "Functional Connectivity Neurofeedback Training" zu verändern Echtzeit-funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) zur Überwachung der funktionellen Konnektivität zwischen zwei spezifischen Hirnregionen, während Studienteilnehmer eine einfache motorische Bildaufgabe durchführen. Konnektivitäts-Neurofeedback-Training nutzt die funktionelle Konnektivität zwischen Gehirnregionen, um die neuronale Konnektivität zu modulieren.

In der Zusammenfassung ihrer neuesten Studie beschreiben die Autoren ihre Forschungsmethoden: "Wir haben die Verbindung zwischen dem linken primären motorischen Kortex und dem linken seitlichen Parietalkortex als Ziel ausgewählt. Die Probanden wurden in zwei Gruppen eingeteilt, in denen sich nur die Richtung der Veränderung (Zunahme oder Abnahme der Korrelation) in der experimentell manipulierten Konnektivität zwischen den Gruppen unterschied. Als Ergebnis induzierten die Probanden erfolgreich die erwarteten Konnektivitätsänderungen in einer der beiden Richtungen. "

Entgegen der landläufigen Meinung ist es ebenso (wenn nicht sogar wichtiger), die funktionale Konnektivität zwischen Gehirnregionen zu lösen oder zu verringern, als einfach neuronale Netzwerke zu stärken. Die Verbindung zwischen Gehirnregionen zu beschneiden, wird neuronaler D- Arwinismus genannt und ist der Schlüssel zur Rationalisierung jeder Art von Lernen und Gedächtnis. In einem "nutze es oder verliere es" -Weise verkabeln neurale Engramme, die zusammen feuern, im Allgemeinen miteinander.

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Von einem metaphorischen Standpunkt aus könnte man die neuronalen Netzwerke betrachten, die Ihr Geist dazu neigt, wie ein Weg durch den Wald zu reisen. Lange bevor Neurowissenschaftler von fMRT-Konnektivitätstraining wussten, machte Henry David Thoreau unwillkürlich eine etwas prophetische Analogie, wie Neuroplastizität Ihre Denkweise verändern oder Sie in einer Furche stecken bleiben kann. In Walden schreibt Thoreau: "Die Oberfläche der Erde ist weich und von den Füßen der Menschen beeinflussbar; und so mit den Wegen, die der Geist reist. Wie verschlissen und staubig müssen also die Autobahnen der Welt sein, wie tief die Furchen von Tradition und Konformität! "

Als Extremsportler entwickelte Christopher Bergland sein Wissen über die neurale Plastizität, um eine Methode des Neurofeedbacktrainings zu entwickeln, mit der die sportliche Leistungsfähigkeit durch Optimierung der funktionellen Konnektivität des zerebralen Kleinhirns verbessert werden kann.

Quelle: Foto von Christopher Bergland

Basierend auf der Annahme, dass Denkweise niemals festgelegt ist, könnte man vermuten, dass die Verschiebung des Erklärungsstils die Fähigkeit hat, Zunahmen oder Abnahmen der funktionalen Konnektivität zwischen Hirnregionen auszulösen. Vor Jahrzehnten habe ich diese Hypothese verwendet, um meine Verbindungen zwischen Gehirn und Kleinhirn während des athletischen Trainings und Wettkampfs mit extremer Ausdauer fein abzustimmen. Weil mein Vater, Richard Bergland, ein Neurowissenschaftler und Autor von The Fabric of Mind (Viking) war, erklärte er mir die Prinzipien der Hebb'schen Theorie und der synaptischen Plastizität von 1949, als ich im späten 20. Jahrhundert ein junger Triathlet wurde. Zu der Zeit war es unmöglich, funktionelles Konnektivitäts-Neurofeedback mittels fMRI zu testen, also machte ich mich zu einer menschlichen Laborratte. Für den Rekord: Ich verdanke meine Fähigkeit, epische athletische Leistungen – wie das Brechen eines Guinness-Weltrekords durch Laufen auf einem Laufband in 24 Stunden – zu einem System von funktionellem Konnektivitäts-Neurofeedback-Training, das ich durch Versuch und Irrtum entwickelt habe, zu erhöhen oder zu verringern die Häufigkeit bestimmter Denkmuster mittels neuronaler Plastizität.

Als Athlet nutzte ich mein Wissen über Neurogenese und Neuroplastizität, um meine Denkweise, Erregungszustand, emotionale Valenz und sportliche Leistung zu optimieren. Später verwandelte ich diese Lektionen in einen auf die Neurowissenschaft basierenden umsetzbaren Ratschlag, den andere in "Der Athlet's Way: Schweiß und die Biologie der Glückseligkeit" (St. Martin's Press) verwenden konnten. Auf den Seiten 72-73 schreibt Christopher Bergland:

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"Die Stärkung der neuronalen Netzwerke, die mit einem optimistischen Zustand verbunden sind, führt dazu, dass das Gehirn sich selbst umgestaltet, um die Präsenz positiver Emotionen wahrscheinlicher zu machen. Das Geheimnis, positiv zu bleiben, ist zu lernen, deine Gedanken zu führen und zu sieben. Der Schlüssel dazu ist, zwei Bins zu erstellen: Positiv und Negativ oder Gut und Schlecht. Jeder Gedanke, dem du erlaubst, in dein Bewusstsein einzutreten, wird beschriftet und in einen angenehmen oder unangenehmen Behälter gebracht, je nachdem, wie du dich fühlst.

Jeder kennt das Gefühl, wenn sich ein negativer Gedanke durchsetzt und in eine Schleife gerät. Wie wir genauer untersuchen werden, ist diese Gedankenschleife tatsächlich synchronisiert, indem bestimmte Neuronen in Ihrem Gehirn abgefeuert und zusammengehalten werden. Sie müssen vermeiden, diese Frequenz des Denkens einzugehen, indem Sie sich nicht darauf einlassen. Lass es aus deinen Gedanken rutschen. Der einfachste Weg, dies zu tun, ist entweder den inneren Dialog in deinem Kopf umzuleiten oder einfach loszulassen.

Innerhalb des athletischen Prozesses wirst du Gedanken basierend auf dieser Schnellfeuer-Entscheidung sammeln, entweder um sie zu halten oder um sie loszulassen. Leitgedanken sind ähnlich wie das Schwingen von Rebe zu Rebe im Dschungel. Wenn ich Ironman-Rennen mache, schwinge ich von positiven Gedanken zu positiven Gedanken. Ich scanne den Horizont nach möglichen Gedanken oder Visionen, die mich bombardieren, und befestige mich nur an Dingen, die von positiven Emotionen summen und an diesen Gedanken anschließen. Als das aufhört zu summen, suche ich nach etwas anderem, an dem ich mich festhalten kann. Dieser neuronale Chor besteht aus einer Gruppe von Neuronen, die gemeinsam über dem Getümmel der Menge singen und auf der Bildgebungstechnologie des Gehirns als ein spezifischer Teppich von Neuronen zu sehen sind.

Wenn mir ein negativer Gedanke in den Sinn kommt, mache ich es sehr rutschig. Ich stelle mir vor, die Neuronen in Teflon und Hühnerfett zu bedecken. Fröhliche Gedanken sind mit Klettband, Magneten und Sekundenkleber bedeckt. Sie bleiben bei meinem Gehirn. Wenn Sie einen positiven Gedanken am Horizont sehen oder in das Bewusstsein eintreten, lassen Sie ihn haften und wissen Sie, dass Sie ein elektrochemisches neuronales Netzwerk zusammenhalten. Denken Sie daran, dass Sie, je länger Sie an einem negativen Gedanken festhalten, eine Gewohnheit verstärken und ein neuronales Netzwerk stärken. Wenn sich schlechte Gedanken einschleichen, zapfe sie mit deinen mentalen Laserkanonen oder lass den Gedanken mit einem tiefen Ausatmen wie Wasser vom Rücken einer Ente rollen. "

Als ich die obige Passage vor 10 Jahren schrieb, waren die meisten Visualisierungen das Ergebnis von erprobten Methoden des Konnektivitäts-Neurofeedbacktrainings, die ich während stundenlangem reglementierten Ausdauertrainings entwickelt hatte und meine Vorstellungskraft nutzte. Im Grunde, als meine Energie und Geschwindigkeit zunahmen, machte ich die neuronalen Netzwerke und Denkweisen, die mit dieser Art von Leistung verbunden sind, bewusst robuster. Umgekehrt würde ich jegliche funktionale Konnektivität verringern, die zu langsameren Lauf-, Rad- und Schwimmgeschwindigkeiten führte. Es ist schön, dass Spitzenforschung im Neurofeedback-Training bestätigt, dass es im Allgemeinen möglich ist, die funktionelle Konnektivität in beide Richtungen zu ändern.

In ihrer August-2017-Studie stellten Kawato und Kollegen fest, dass die Teilnehmer sowohl in der Gruppe mit erhöhter funktioneller Konnektivität als auch in der Gruppe mit eingeschränkter funktioneller Konnektivität lernten, die Konnektivität durch fMRI-basiertes Neurofeedback-Training zu kontrollieren. Wie die ATR-Autoren schlussfolgern:

"Die funktionale Konnektivität in jeder Gruppe änderte sich tatsächlich während des Trainings in die angestrebte Richtung. Darüber hinaus identifizierten wir signifikante Veränderungen einiger kognitiver Leistungen zwischen den Gruppen. Diese Ergebnisse zeigen, dass Konnektivitäts-Neurofeedback die angestrebte Richtung der Veränderung der funktionalen Konnektivität induzieren kann und auch eine differentielle Veränderung der kognitiven Leistungsfähigkeit induzieren kann. Dies deutet darauf hin, dass die Verwendung von Konnektivitäts-Neurofeedback ein vielversprechender Ansatz für die therapeutische Intervention bei psychiatrischen Erkrankungen und zur Verbesserung der kognitiven Funktionen ist. "

Hoffentlich bietet die hier vorgestellte Kombination aus anekdotischer und empirischer Evidenz einige Anhaltspunkte dafür, wie Aspekte des Konnektivitäts-Neurofeedbacktrainings in Ihr tägliches Leben integriert werden können, ohne notwendigerweise Zugang zu einer fMRT zu haben. Bleiben Sie auf dem Laufenden für zukünftige Forschung zu diesem Thema und klinischen Möglichkeiten, dass funktionelle Konnektivität Neurofeedback-Training verwendet werden kann, um psychische Störungen zu adressieren und die kognitive Leistungsfähigkeit zu verbessern.