Neurofeedbacktherapie bei Kindern mit einer Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Störung: Zusammenhänge zwischen den langsamen kortikalen Potenzialen und dem EEG-Frequenzspektrum

Abstract

Diese Arbeit ist Teil einer Studie, in der zwei verschiedene Neurofeedbacktherapien untersucht wurden. Die Stichprobe bestand aus 36 Kindern im Alter von 8 bis 13 Jahren mit ADHS oder ADS nach den DSM-IV-Kriterien, die randomisiert und parallelisiert den zwei Therapiegruppen zugeteilt wurden. Der einen Gruppe wurden ihre langsamen Potenziale zurückgemeldet (LP-Kinder), der anderen Gruppe ihre Theta- und Beta-Aktivität in Form des Theta/Beta-Quotienten (QT-Kinder). In beiden Gruppen erfolgte das Feedback akustisch und optisch. Das Therapieprogramm bestand aus insgesamt 35 Sitzungen mit je 4 Durchgängen, wobei in jedem Durchgang 38 bis 40 Aufgaben dargeboten wurden. Eine Aufgabe war es den zurückgemeldeten EEG-Parameter gegenüber der Baseline zu verkleinern (Aktivierungsaufgabe), die andere diesen zu vergrößern (Deaktivierungsaufgabe). In dieser Arbeit wurde überprüft, ob das Feedback des einen EEG-Parameters zu Veränderungen des anderen EEG-Parameters führte, bzw. ob mit Veränderungen des einen EEG-Parameters Veränderungen des anderen EEG-Parameters einhergingen. Um diese Frage zu beantworten, wurden die Sitzungen 21 bis 30 auf Veränderungen im jeweils nicht zurückgemeldeten EEG-Parameter untersucht. Hierbei wurden nur bei der Untergruppe von LP-Kindern, die ihr langsames Potenzial während der Aktivierungsaufgaben verkleinern konnten, signifikante Ergebnisse gemessen: Es gelang dieser Untergruppe auch ihren Theta/Beta-Quotienten während der Aktivierungsaufgaben zu verkleinern und anhand des Theta/Beta-Quotienten und der Theta-Aktivität zwischen den beiden Aufgaben zu unterscheiden. Der Untergruppe mit LP-Kindern, die ihr langsames Potenzial während der Aktivierungsaufgaben nicht verkleinern konnten, gelang es entsprechend auch nicht ihren Theta/Beta-Quotienten zu verkleinern. Beide Untergruppen unterschieden sich in Bezug auf ihren Theta/Beta-Quotienten signifikant voneinander. Bei der Untersuchung der QT-Kinder wurden zwar teilweise signifikant verkleinerte langsame Potenziale gemessen, allerdings wurden diese unabhängig von der Aufgabe und der untersuchten Untergruppe generiert. Genauso konnten in einer linearen Regressionsanalyse nur signifikante Zusammenhänge für die LP-Kinder gefunden werden, allerdings auch hier nur für die Beta-Aktivität und die langsamen Potenziale in den Aktivierungsaufgaben. Nach dieser Studie scheint nur das Feedbacktraining der langsamen Potenziale spezifische Auswirkungen auf den nicht zurückgemeldeten EEG-Parameter zu haben. Drei Erklärungsansätze wurden diskutiert: (1) Da die langsamen Potenziale als Mechanismus der Erregungsschwellenregulation des Kortex verstanden werden, könnten mit ihnen Veränderungen in den Frequenzbändern einhergehen. (2) Betrachtet man die Frequenzbänder als tonische Komponente kortikaler Aktivität, würde durch ihre Veränderung die Voraussetzung für die Veränderung der phasischen Komponente in Form der langsamen Potenziale geschaffen. Folglich müssten die LP-Kinder die Veränderung beider EEG-Parameter erlernen. (3) Unter der Annahme, dass den langsamen Potenzialen und der Beta-Aktivität derselbe Entstehungsmechanismus zugrunde liegt, ist es plausibel, dass in der linearen Regressionsanalyse ein signifikanter Zusammenhang für diese beiden Parameter für die LP-Kinder gefunden wurde. Es bleibt dabei allerdings unklar, weshalb bei den QT-Kindern keine signifikanten Zusammenhänge auftraten. Nach diesen Modellen wird mit dem Feedbacktraining der langsamen Potenziale komplexer in die elektrophysiologische Regulation des Kortex eingegriffen als mit dem Feedbacktraining des Theta/Beta-Quotienten. Um endgültige Aussagen machen zu können ist die momentane Datenlage jedoch nicht ausreichend.

This study compared two methods of neurofeedback training for children with Attention Deficit / Hyperactivity Disorder (ADHD). Thirty-six children aged 8 to 13 years who met DSM-IV criteria for ADHD or ADD according to the DSM-IV criteria, were randomly assigned to two different training groups. One group received feedback of slow cortical potentials (SCP children), the other group received feedback of theta- and beta-activity in form of the theta/beta-quotient (QT children). In both groups we used auditory and visual feedback. The training program consisted of 35 sessions with 4 runs of 38 to 40 trials. Each session included trials to increase (deactivation trial) and trials to decrease (activation trial) the EEG parameter (SCP or QT) relative to baseline levels. It was investigated whether children’s success in one feedback protocol (e.g., SCP) was related to changes in the other parameter (QT) and vice versa. As such, sessions 21 to 30 were screened for changes in the EEG parameter not received as feedback. Only the children who learned to regulate their slow cortical potentials during the activation trials showed changes in their theta/beta-quotient during these trials. The theta/beta-quotient and the theta-activity were changed consistent with the two different trials. SCP children, who had not learned to decrease their slow cortical potentials during the activation trials, were not able to decrease their theta/beta-quotient. Both groups differed significantly from each other concerning their control of theta/beta-quotient. No specific changes were found in the slow cortical potentials of the QT children. Linear regression analysis revealed a significant relation between beta-activity and slow cortical potentials in the activation trials for SCP children. To summarize, only the SCP training produced specific changes in the theta- and beta-activity, while theta/beta feedback did not affect slow cortical potentials. Three explanations were discussed: (1) Slow cortical potentials reflect the threshold of excitability of the cortex and changes in the frequency spectrum correspond to them. (2) SCP shifts only occur after shifts in the tonic aspects of cortical arousal (EEG spectrum changes). Consequently, the SCP children would have to learn changing both EEG parameters. (3) As a similar mechanism underlies slow cortical potentials and beta-activity, it remains unclear why a significant relation was observed only for the SCP and not for the QT children. It is concluded that slow cortical potentials training intervenes more extensively in the electro-physical regulation of the cortex than the feedback training of the theta/beta-quotient. The reason for this “all inclusive” impact of SCP training has yet to be established.