Neurofeedback und das QEEG (quantitatives EEG)

(openPR) EEG ist die Abkürzung für Elektroenzephalogramm. QEEG ist die Abkürzung für Quantitatives EEG.
Das Gehirn nutzt Elektrizität für die Signalübertragung, welche u.a. durch die elektrochemischen Eigenschaften der Nervenzellmembran begünstigt wird. Aber erst wenn sich die Nervenzellen durch Aktionspotenziale entladen, die oft bis über hundert Mal pro Sekunde stattfinden, können Signale auch an andere Nervenzellen weitergeleitet werden. Das "Feuern der Nervenzellen" geschieht stän-dig und erzeugt letztlich das EEG (Elektroenzephalogramm). Mit einer Anzahl von ca. 100 Milliar-den Nervenzellen, entstehen auf der Kopfoberfläche Spannungen im Mikrovoltbereich, die wir mit einem EEG-Verstärker mittels Elektroden messen können. Ein Mikrovolt ist der millionste Teil eines Volts.

Das EEG besteht aus einer Vielzahl von Entladungszyklen, die wir als die einzelnen Frequenzbänder in den bekannten griechischen Buchstaben Alpha, Beta, Delta, Gamma und Theta definieren. Bei der Frequenz Alpha sprechen wir zum Beispiel von 8 – 12 Schwingungszyklen pro Sekunde. Jede Frequenz hat ganz bestimmte Eigenschaften, so ist z.B. Alpha auch die Frequenz, die wir zum Entspannen benötigen. Schnellere Betafrequenzen sind eher für Aktivität zuständig, während lang-samere Delta-, Theta- und Alphafrequenzen eher in Zusammenhang mit reduzierter Aktivität und Hirnstoffwechsel stehen.
Unser Gehirn passt die Menge an Aktivität ständig an die Anforderungen des Lebens an. Im Schlaf und in Ruhe produziert es vermehrt langsame Wellen, während es im Wachzustand und bei geistiger, mentaler Betätigung mehr von den schnelleren Wellen generiert. Man kann das mit einem Orchester vergleichen, bei dem jede Gruppe von Instrumenten mal lauter oder leiser in Erscheinung tritt.
Das EEG ist letztlich die Reflektion dieser ständigen Aktivität, von der Ruhe in die Anspannung und der Anspannung in die Ruhe. Mit den neuen Möglichkeiten des papierlosen EEGs und der erweiter-ten Möglichkeiten, die Computer heute bieten, erlebt diese Technik gerade eine Renaissance, deren Tragweite in der Medizin und Hirnforschung nicht absehbar ist. Die günstigen Anschaffungskosten und die ständige Weiterentwicklung tragen zu einer immer weiteren Verbreitung bei. Der Begriff mit dem dies zu erklären ist, heißt „Selbstregulation“. So übersteht das Gehirn auch Zeiten von größter Anstrengung, Stress und sogar Traumen, indem es seine Fähigkeit bis hin zur Neubildung von Nervenzellen ständig nutzt und weiter ausbaut.
Doch leider ist diese Fähigkeit des Gehirns nicht unbegrenzt vorhanden. Es gibt den Punkt, bei dem das Gehirn nicht mehr oder nur noch in geringem Maße in der Lage ist, sich selbst wieder in ein Gleichgewicht zu bringen. Ab da zeigen sich in der Regel auch Störungsbilder, welche mit einer Veränderung der messbaren Frequenzstärken (Amplituden) in Verbindung stehen. Es kann z.B. zu einer übermäßig starken Aktivität im Alphaband kommen. In diesem Fall ist das Gehirn hauptsächlich damit beschäftigt, Schwingungen im Bereich 8-12 Hertz zu erzeugen. Es kann auch jede andere Frequenz aus dem Gleichgewicht geraten, je nach Störungsbild. Zu viel an Theta-Aktivität kann dabei zu Aufmerksamkeitsproblemen führen, bis hin zu depressiver Symptomatik und einer Viel-zahl anderer Störungen. Es ist also entscheidend in welcher Stärke eine bestimmte Hirnfrequenz auftritt. Ähnlich wie bei einem Orchester, sollte ein ausgewogenes Verhältnis der unterschiedlichen Instrumente zu hören sein.
Doch woher wissen wir, was zu viel oder zu wenig ist?
Wie bei fast allem was man messen kann, gibt es Grenzen dessen, was man noch als "normal" be-zeichnet. Dies wurde schon vor Jahren auch im Bereich der Hirnforschung bestätigt. Es gibt Gehir-ne, die eine zu hohe Schwingungsamplitude einer Frequenz produzieren, es gibt Gehirne, welche eine zu geringe Schwingungsamplitude einer bestimmten Frequenz erzeugen. All das kann zu einer Symptomatik beitragen, oder ist mit ihr assoziiert.
Was hat das nun für Konsequenzen?
Das EEG ist an sich nichts anderes als der Verlauf der elektrischen Entladungen in einer bestimmten Zeit, was wir immer in Form von Wellen und Wellenspektren darstellen können. Die Höhe der Wel-le ist die Amplitude und diese Amplituden kann man nun mit Normwerten vergleichen. Um Norm-werte zu bekommen, benötigt man die sogenannte Normpopulation – also eine Zusammenstellung von Daten, welche der Normierung dienen. Beim EEG hat man mit solchen Datenbanken bereits in 60er Jahren des vorigen Jahrhunderts begonnen. Der Hirnforscher E. Roy John war der erste Pionier dieser Disziplin. Er trug die Daten hunderter Probanden zusammen und ermittelte dabei die Zusammensetzung der Gehirnwellen von Erwachsenen und Kindern verschiedener Altersgruppen. Dabei zeigte sich eine sogenannte „Gaußsche Normalverteilung“, die u.a. belegt, dass diese Werte nicht zufällig entstehen konnten und somit einem klaren Muster folgten. Bei Menschen deren Werte weiter außerhalb der Mitte lagen, waren oftmals auch Auffälligkeiten in der neuronalen Regulation beobachtbar. Dies waren z.B. Schlafstörungen, sowie eine Reihe emotionaler und kognitiver Störungen. Spätere Untersuchungen ergaben viele Übereinstimmungen zu den von E.R. John ermittelten Daten. Heute sind EEG-Datenbanken auch von der FDA, der strengen US-amerikanischen „Food and Drug Assoziation“ anerkannt und dort sogar als Medizinprodukt registriert.
Misst man nun ein EEG, so vergleicht ein Computerprogramm die Werte mit jenen in der Datenbank und zeigt auf, wie groß der Unterschied ist. Die gängige statistische Methode hierfür ist der soge-nannte Z-Score oder Z-Wert. Z-Wert leitet sich von Z=Zero = Null ab, da der genaue Mittelwert einer Messreihe Null Abweichung von einer Norm hat. Abweichungen vom Mittelwert geben im Grunde die Entfernung von der Norm an. Hohe Abweichungen sind häufig mit Störungen korreliert. Mit diesen Daten erhält der/die Untersuchende mehr Gewissheit und Klarheit über die bestehende Situa-tion.

Zusammenfassend dient ein QEEG im Allgemeinen dazu:
• Erkennen von Schwächen und Stärken in der Organisation des Gehirns des Individuums
• Bei Anfällen: Identifizieren der Anwesenheit, Lokalisierung, Persistenz und Art der Anfalls-aktivität
• Abklärung in Bezug auf die Ursache des abnormen Verhaltens, z.B. bei einer psychiatri-schen Erkrankung, des Individuums
• Biomarker des funktionellen Zustands des Gehirns
• Bewertung von kognitiven, emotionalen und motivationalen Strategien, die mit mentaler Ak-tivität einhergehen
• Um eine Basis für das gegenwärtige Niveau der Hirnfunktion (Dysfunktion) zu erstellen, um in der Lage zu sein, Stabilität, Verbesserung oder Genesung (oder Mangel davon) in der Zu-kunft zu erkennen und die Prognose des Individuums zu beurteilen.
• Auswahl spezifischer auf die Psyche wirkender Medikationen basierend auf Befunden, die mit klinischen Symptomen einhergehen.
• Nach potenziellen Risiken neurologischer / psychiatrischer Erkrankungen zu suchen, die der Einzelne in Zukunft haben kann oder haben wird.
Die QEEG-Messung
Meist werden 19 EEG-Elektroden am Kopf angebracht. Diese Elektroden können entweder über eine EEG-Haube oder auch einzeln an der Kopfhaut angebracht werden. Die Messung der Hirnakti-vität geschieht mit geöffneten und geschlossenen Augen. Neurologen wenden dann oft sogenannte „Provokationsmethoden an, um u.U. epilepsietypische Muster im EEG nachweisen zu können. Da-zu gehört z.B. die Hyperventilation oder der Arzt bedient sich einer Stroboskoplampe. Menschen mit Epilepsie reagieren auf diese Arten der Provokation entweder mit einem Anfall oder zeigen im EEG dann entsprechende Muster. Beim QEEG verlangt die Untersucherin allenfalls eine kognitive Aufgabe um herauszufinden, wie das Gehirn auf diese Anforderung reagiert.
Das EEG kann in zwei wesentlichen unterschiedlichen Begriffen verstanden werden. Einmal als die Darstellung der unterschiedlichen Wellenformen und Muster, im anderen Fall als die Darstellung der gemessenen Amplituden in Form von Zahlen, Diagrammen und Gehirnscans. Ein QEEG ist sozusa-gen eine Erweiterung der Auswertung der Rohdaten. Ein vom Neurologen angefertigtes EEG findet meist Anwendung bei Schlaf-EEGs und dient oft der ersten Abklärung einer Anfallserkrankung, wie z.B. der Epilepsie. Das EEG ist in der Medizin in erster Linie ein Verfahren, was bei neurologi-schen Erkrankungen zum Einsatz kommt. Im Fall von psychiatrischen Störungen dient es oftmals der Differentialdiagnostischen Abklärung, inwiefern weitere neurologische Faktoren eine Rolle spie-len.
Die Psychiatrie kennt bis heute keine offizielle Anwendung des QEEGs, weswegen es bis auf ein paar Ausnahmen, kaum für die Diagnoseerstellung von entscheidender Relevanz ist. Dies ändert sich jedoch langsam, da die Vorteile des QEEGs auf der Hand liegen, wenn man sich näher damit auseinandersetzt. Die Entwicklung hinkt aber den Möglichkeiten weit hinterher. Dies mag zum einen auch daran liegen, dass die Trennung zwischen Neurologie und Psychiatrie einer alten Tradition folgt und wissenschaftlich eigentlich nicht mehr haltbar und sinnvoll ist.
Was sagt uns das QEEG in Bezug auf Störungen und Erkrankungen?
Es besteht in Fachkreisen heute kein Zweifel mehr, dass angesichts der Datenlage Korrelationen zu Störungen bestehen, welche das QEEG abzubilden in der Lage ist. Diese Abweichungen im QEEG können gezielt Auskunft über bestimmte Symptome geben, welche man gemeinhin als QEEG-Phänotypen oder EEG-Biomarker bezeichnet. Die wissenschaftliche Literatur kennt ca. einige sol-cher Muster, welche erfahrenen Klinikern sogar wichtige Hinweise zur entsprechenden Medikation geben können. Am Wichtigsten sind diese Kenntnisse jedoch für die Neurofeedbacktherapie, da dies eine gezielte Veränderung dieser Hirnwellen an bestimmten Punkten in spezifischer Weise er-möglicht.
Hier einige Beispiele:
Das QEEG bei ADS und ADHS
Die QEEGs zeigen unterschiedliche Muster, die wir als EEG-Subtypen bezeichnen. auf. Es zeigt sich oft ein Überschuss an frontalen Theta oder Alpha-Wellen. Seltener ist ein Alpha-Defizit, manchmal sind hohe Anteile von Alpha über beide Hirnhälften verteilt. Wir sehen auch häufig hohe Beta-Aktivität. Bei exzessiver Alpha- oder Beta-Aktivität ist zum Beispiel Ritalin meist wenig wirk-sam. Interessanter Weise ist die Hyperaktivität und Impulskontrollproblematik sehr häufig beim Subtyp zu finden, der eine starke Aktivität von Theta in der für die Impuls- und Emotionskontrolle wichtigen Frontallappenregion aufweist.
QEEG bei Autismus und Autismus-Spektrumsstörung
Hier zeigen sich oftmals ein extremer Überschuss an schnellen Betawellen und extremer Hypokohä-renz in der Betafrequenz.
Depression und QEEG
In der Frontallappenregion sieht man häufig überschüssiges linksseitiges Alpha, bei Burnout und Posttraumatischer Belastungsstörung zeigen sich in den hinteren Bereichen des Gehirns oftmals übermäßig hohe Beta-Aktivität mit Defizit in Alpha, Theta und Delta erkennbar. Menschen mit die-sem Muster neigen auch zur Selbstmedikation (Beruhigungsmittel) und entwickeln oft eine Alko-holabhängigkeit.
Lernstörungen im QEEG
Oftmals sind deutliche Abweichungen im Bereich der Schläfenlappen erkennbar. Da häufig auch die Sprache betroffen ist, finden wir in der Nähe der Zentren für Sprachverarbeitung entsprechende Defizite in den neuronalen Netzwerken, die intermodal Signale verarbeiten, wie z.B. Sehen/Motorik/Sprache. Aufmerksamkeitsstörungen sind anhand des QEEGs oft nicht die Ursache für Lernstörungen. Wir sehen vielmehr, dass es sich dabei meist um eine Verarbeitungsstörung handelt, die unserer Erfahrung nach auch mit Neurofeedback behandelt werden kann.
Die im QEEG dargestellten Messgrößen erweitern das neurologische EEG an Aussagekraft in erheb-lichem Ausmaß. Hier zeigen sich die besonderen Vorteile des QEEGs mit Datenbankvergleich. Auch das geübte Auge des Neurologen kann die Unterschiede nicht zwischen einer oder zwei Standardabweichungen sehen. Auch für die wichtigen Kohärenzdaten ist das EEG selbst ein eher stump-fes Werkzeug. Es gibt auch insgesamt Unterschiede in der Bewertung: Was für den einen Betrachter als normale Hintergrundaktivität erscheint, ist für einen anderen Diagnostiker schon eine generelle Verlagerung des Gesamt-EEGs. Weitere Anwendungen des QEEG: LORETA
Eine noch relativ unbekannte Methode ist die Darstellung der sogenannten Stromdichte, welche über die Berechnung des Oberflächen-EEGs in tiefere Strukturen des Gehirns möglich ist. Diese EEG-basierte Technik erlaubt es die Hirnstrukturen in 3D als Aktivitätsmuster abzubilden. Auch hierzu wurden Normdaten errechnet, welche für die Diagnose und Behandlung der Störung von unschätz-barem Wert sind. Die Abkürzung LORETA steht für Low Resolution Eletromagnetic Tomography. Wie der Name es bereits ausdrückt, kann diese Technik nur eine vergleichsweise geringe räumliche Auflösung darstellen. Hier sind z.B. bildgebende Verfahren wie das Kernspin-Verfahren wesentlich genauer. Jedoch erlaubt die EEG-basierte Bildgebung mittels LORETA einen viel schnelleren Bild-aufbau, der so gut wie in Echtzeit verläuft und somit Fragestellungen der zeitlichen Informationsverarbeitung besser beantworten kann. Zudem sind der Preis und die Wartungskosten natürlich enorm unterschiedlich. Ein gängiges MRT kostet ca. eine Million Euro, während LORETA mit Z-Werten nur einen geringen Bruchteil der Kosten ausmacht.
Weitere Anwendungsfelder des QEEGs
Verlaufsmessungen
Für die alltägliche klinische Praxis ist von besonderem Interesse, da sich die Verbesserung der Symptomatik nicht nur subjektiv, sondern auch messtechnisch in den Daten nachweisen lässt.
An sich sollte sich jeder Mensch von Zeit zu Zeit ein QEEG anfertigen lassen. Das EEG ist in der Lage pathologische Veränderungen frühzeitig zu ermitteln, und so dabei hilft rechtzeitig eine Behandlung zu beginnen, bevor es zu spät ist. Die ist bei Diagnosen, wie z.B. einer Demenz der Fall, wobei sich Veränderungen im EEG zeigen, Jahre bevor die ersten klinischen Symptome in Erscheinung treten. Auch wäre es gut bei auftretenden Störungen einen Vergleich mit jenen EEG-Daten zu haben, als der Patient noch gesund war. Insgesamt betrachtet, ist es immer noch erstaunlich, wie wenig diese Methode im Bereich der Neurologie und Psychiatrie verbreitet ist. In der Neurofeedbacktherapie ist dieses Werkzeug für viele professionell arbeitenden Therapeuten für ihren alltägliche Arbeit mittlerweile unverzichtbar.
Literatur (Auswahl):
Thomas F Collura, Jon A. Frederick
Handbook of Clinical QEEG and Neurotherapy Routledge, 2016
Thatcher, R.W. EEG database guided Neurotherapy.
Academic Press, San Diego, 1999.
Weitere Informationen:
www.neurofeedback-info.de
www.qeeg-neurofeedback.eu