Neurofeedback verfeinern, um Gedanken in Aktionen umzusetzen
Forscher sagen, dass neue Technologien es einem Individuum ermöglichen, das Signal-Rausch-Verhältnis der Gehirnaktivität, die unseren Gedanken zugrunde liegt, zu reduzieren, was eine verbesserte Klarheit des Denkens ermöglicht.
Stephen LaConte, Ph.D., Assistenzprofessor am Virginia Tech Carilion Research Institute, und seine Kollegen haben die funktionelle Magnetresonanztomographie in Echtzeit weiterentwickelt. Diese relativ neue Technologie kann Gedanken in Handlungen umwandeln, indem nichtinvasive Messungen der menschlichen Gehirnaktivität in Signale übertragen werden, die physische Geräte und Computerbildschirme antreiben.
Entscheidend für das ultimative Ziel der Behandlung von Erkrankungen des Gehirns ist, dass diese rudimentäre Form des Gedankenlesens Neurofeedback ermöglicht.
"Unser Gehirn kontrolliert offenkundige Handlungen, die es uns ermöglichen, direkt mit unserer Umgebung zu interagieren, sei es durch Schwingen eines Arms oder Singen einer Arie", sagte LaConte. "Verdeckte mentale Aktivitäten hingegen - wie visuelle Bilder, innere Sprache oder Erinnerungen an die Vergangenheit - können von anderen nicht beobachtet werden und werden nicht unbedingt in Handlungen in der Außenwelt umgesetzt."
LaConte fügte hinzu, dass Gehirn-Computer-Schnittstellen es uns jetzt ermöglichen, bisher nicht nachweisbare mentale Aktivitäten zu belauschen.
In der kürzlich durchgeführten Studie verwendeten die Wissenschaftler die funktionelle Magnetresonanztomographie des gesamten Gehirns in Echtzeit, um die neuronalen Grundlagen der Steuerung der Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer zu verstehen.
Das Forschungsteam bat zwei Dutzend Probanden, eine visuelle Schnittstelle zu steuern, indem sie Zahlen mit schnellen und langsamen Raten lautlos zählten.
Bei der Hälfte der Aufgaben wurde den Probanden gesagt, sie sollten ihre Gedanken verwenden, um die Bewegung der Nadel auf dem Gerät zu steuern, das sie beobachteten. für die anderen Aufgaben beobachteten sie einfach die Nadel.
Die Wissenschaftler entdeckten einen Rückkopplungseffekt, von dem LaConte sagte, er habe lange vermutet, dass er existiert: Die Probanden, die die Kontrolle über die Nadel hatten, erzielten ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis für das gesamte Gehirn als diejenigen, die lediglich die Bewegung der Nadel beobachteten.
"Als die Probanden die Zählaufgabe ohne Rückmeldung ausführten, haben sie ziemlich gute Arbeit geleistet", sagte LaConte.
„Aber als sie es mit Feedback machten, sahen wir einen Anstieg des Signal-Rausch-Verhältnisses des gesamten Gehirns. Diese verbesserte Klarheit könnte bedeuten, dass das Signal schärfer wurde, das Rauschen abfiel oder beides. Ich vermute, dass das Gehirn weniger laut wurde, sodass sich das Subjekt auf die anstehende Aufgabe konzentrieren konnte. “
Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass die Steuerung der Computer-Gehirn-Schnittstelle zu einer erhöhten Klassifizierungsgenauigkeit führte, was mit Verbesserungen des Signal-Rausch-Verhältnisses des gesamten Gehirns korrespondierte.
LaConte fügte hinzu, dass dieses verbesserte Signal-Rausch-Verhältnis Auswirkungen auf die Rehabilitation des Gehirns hat.
"Wenn Menschen, die sich Echtzeit-Gehirnscans unterziehen, Feedback zu ihren eigenen Gehirnaktivitätsmustern erhalten, können sie Wege finden, um ihre mentalen Prozesse besser kontrollieren zu können", sagte LaConte.
„Dies gibt ihnen wiederum die Möglichkeit, bei ihrer eigenen Heilung zu helfen. Letztendlich wollen wir diesen Effekt nutzen, um bessere Wege zur Behandlung von Hirnverletzungen sowie psychiatrischen und neurologischen Störungen zu finden. “
"DR. Die Entdeckung von LaConte ist ein Meilenstein in der Entwicklung nichtinvasiver bildgebender Verfahren für das Gehirn mit Potenzial für Neurorehabilitation “, sagte Michael Friedlander, Ph.D., ein auf Plastizität des Gehirns spezialisierter VT-Neurowissenschaftler.
„Diese Forschung hat Auswirkungen auf Menschen, deren Gehirn geschädigt wurde, beispielsweise durch traumatische Verletzungen oder Schlaganfälle, auf eine Weise, die das Motorsystem beeinflusst - wie sie beispielsweise gehen, einen Arm bewegen oder sprechen.
"DR. Die Innovationen von LaConte bei der funktionellen Bildgebung des Gehirns in Echtzeit tragen dazu bei, die Voraussetzungen für die Zukunft zu schaffen, verdeckte Gehirnaktivitäten zu erfassen und bessere Computerschnittstellen zu schaffen, mit denen Menschen ihr eigenes Gehirn neu trainieren können. “
Quelle: Virginia Tech
