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Die Auswirkungen von Feedback im Neurofeedback-Training

Studie zeigt, wie die Art des Feedbacks die Kontrolle über die Gehirnaktivität und das Gefühl von Eigenverantwortung beeinflusst.

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Inhaltsverzeichnis

Neurofeedback ist eine Trainingsmethode, bei der Leute lernen, ihre Gehirnaktivität zu steuern. Das funktioniert, indem man ihnen in Echtzeit Rückmeldungen zu ihrer Gehirnaktivität zeigt. Das Ziel ist, ihnen zu helfen, bestimmte Gehirnmuster zu steuern, die mit bestimmten geistigen Fähigkeiten verbunden sind. Zum Beispiel werden die Teilnehmer bei einer Art von Neurofeedback darauf trainiert, die Aktivität in bestimmten Gehirnregionen zu verringern, indem sie sich Bewegungen vorstellen, anstatt sich physisch zu bewegen.

Wie Neurofeedback funktioniert

Während dieses Trainings tragen die Teilnehmer Sensoren, die ihre Gehirnaktivität überwachen. Wenn sie sich vorstellen, sich zu bewegen, ändern sich die Signale im Gehirn. Eine spezielle Art von Gehirnsignal, bekannt als Beta-Aktivität, ist hier besonders wichtig. Diese Aktivität passiert normalerweise, wenn wir bereit sind, uns zu bewegen oder uns tatsächlich bewegen.

Das Training gibt Rückmeldungen basierend auf den Signalen des Gehirns. Wenn ein Teilnehmer seine Gehirnaktivität auf die gewünschte Weise reduzieren kann, erhält er Rückmeldungen, wie Visuelle Hinweise auf einem Bildschirm. Verschiedene Arten von Rückmeldungen können die Leistung einer Person in diesem Training beeinflussen.

Die Bedeutung von Rückmeldungen im Neurofeedback-Training

Die Art der Rückmeldung, die während des Neurofeedback-Trainings gegeben wird, kann einen grossen Einfluss darauf haben, wie gut die Leute lernen, ihre Gehirnaktivität zu steuern. Klare und sinnvolle Rückmeldungen sind entscheidend. Viele Studien verwenden jedoch Rückmeldungen, die abstrakt sind und nicht direkt mit den vorstellbaren Aktionen zusammenhängen, was es schwieriger macht, die Zusammenhänge zu erkennen. Zum Beispiel könnte eine Rückmeldung wie eine Leiste aussehen, die sich basierend auf der Gehirnaktivität füllt, aber nicht klar zeigt, wie die vorgestellte Bewegung und die gegebene Rückmeldung zusammenhängen.

Andererseits könnte die Verwendung von Rückmeldungen, die relevanter für die Aufgabe sind, wie das Zeigen einer virtuellen Hand, die sich je nach Gehirnsignalen des Teilnehmers bewegt, die Leistung verbessern. Diese relevanten Rückmeldungen könnten auch das Gefühl der Kontrolle über die Bewegungen, bekannt als "Agentur", verstärken.

Die Rolle der Agentur beim Lernen

Agentur bezieht sich auf das Gefühl der Kontrolle über das eigene Handeln. Sie basiert auf drei Hauptprinzipien: Timing (wie eng Aktionen und Ergebnisse aufeinander folgen), Konsistenz (wie gut erwartete Ergebnisse mit tatsächlichen Ergebnissen übereinstimmen) und Exklusivität (wie einzigartig die Ursache eines Ergebnisses erscheint). Im Neurofeedback können Teilnehmer, wenn sie ein Rückmeldesignal sehen, das ihren vorgestellten Bewegungen entspricht, ein stärkeres Kontrollgefühl empfinden.

Forschung hat gezeigt, dass eine klare Verbindung zwischen Handlungen und Rückmeldungen zu einem stärkeren Gefühl von Agentur führen kann. Wenn die Leute sich mehr im Kontrolle fühlen, könnten sie sich intensiver mit der Aufgabe beschäftigen, was das Lernen unterstützen kann.

Experimentieren mit verschiedenen Arten von Rückmeldungen

In dieser Studie wollten wir die Auswirkungen verschiedener Rückmeldungsarten sowohl auf die Neurofeedback-Leistung als auch auf das Empfinden der Agentur der Teilnehmer testen. Wir haben drei Rückmeldungskonditionen erstellt: ein schwingendes Pendel, eine virtuelle Hand, die sich öffnet und schliesst, und eine Version des Hand-Rückmeldes, die mit Vibrationen kombiniert wurde, um das Gefühl des Schliessens der Hand nachzuahmen.

Durch die Verwendung dieser verschiedenen Rückmeldungsarten wollten wir sehen, ob klarere oder integrierte Rückmeldungen zu einer besseren Leistung bei der Reduzierung der Beta-Aktivität im Gehirn führen würden.

Studiendesign und Methoden

Teilnehmer

Fünfundzwanzig gesunde Personen nahmen an der Studie teil, mit spezifischen Kriterien, die sicherstellten, dass sie keine Vorgeschichte von psychischen oder neurologischen Problemen hatten. Sie wurden für ihre Teilnahme bezahlt und gaben schriftliches Einverständnis.

Rückmeldungsbedingungen

Die drei getesteten Bedingungen waren:

  1. Pendelsignal: Eine visuelle Darstellung eines schwingenden Pendels.
  2. Virtuelles Hand-Signal: Eine Grafik einer Hand, die sich öffnet und schliesst, um die vorgestellte Bewegung darzustellen.
  3. Kombiniertes Signal: Die Bewegung der virtuellen Hand kombiniert mit taktilen Vibrationen, die das Gefühl des Schliessens der Hand simulieren.

Die Rückmeldungen aller Bedingungen basierten auf der Fähigkeit des Teilnehmers, seine Beta-Aktivität zu reduzieren.

Experimentelles Verfahren

Zunächst erhielten die Teilnehmer ein Training, um sich mit der Aufgabe des Vorstellens von Bewegungen wohlzufühlen. Dann wurden sie mit der EEG-Kappe verbunden, die ihre Gehirnaktivität überwachte. Nach dem Sammeln von Basisdaten absolvierten sie Versuche für jede Art von Rückmeldung.

In jedem Versuch stellten sich die Teilnehmer Bewegungen vor, während sie Rückmeldungen erhielten. Die Intensität der Rückmeldungen variierte basierend auf ihrer Gehirnaktivität, mit spezifischen Schwellenwerten für die visuellen Hinweise und taktilen Rückmeldungen.

Datenanalyse

Die Gehirnaktivitätsdaten wurden dahingehend analysiert, wie gut die Teilnehmer es schafften, ihre Beta-Leistung während der Rückmeldungsbedingungen zu reduzieren. Zudem bewerteten die Teilnehmer ihr Gefühl der Agentur nach jedem Versuch mit Umfragen, die fragten, wie viel Kontrolle sie über die erhaltenen Rückmeldungen hatten.

Ergebnisse

Neurofeedback-Leistung

Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer im Allgemeinen mit der virtuellen Hand-Rückmeldung besser abschnitten als mit der Pendel-Rückmeldung. Das deutet darauf hin, dass transparentere und nachvollziehbare Rückmeldungen die Leistung verbessern.

Allerdings wurden bei der Hinzufügung der taktilen Rückmeldung zur virtuellen Hand die erwarteten Vorteile nicht beobachtet. Tatsächlich zeigten die Teilnehmer in dieser Bedingung eine niedrigere Leistung. Das lässt darauf schliessen, dass komplexe Rückmeldungen die Teilnehmer verwirren oder die Klarheit verringern könnten, die sie zum Erfolg benötigen.

Gefühl der Agentur

Das Gefühl der Agentur war für die virtuelle Hand-Rückmeldung signifikant höher im Vergleich zur Pendel- und der kombinierten Rückmeldung. Die Teilnehmer fühlten sich mehr in Kontrolle, wenn die Rückmeldung klar war und ihren vorgestellten Bewegungen entsprach.

Interessanterweise verringerte die Anwesenheit von Vibrationen das Gefühl der Agentur. Das könnte daran liegen, dass das visuelle Feedback und die taktilen Empfindungen nicht übereinstimmten, was die Teilnehmer über die Quelle der Kontrolle über die Rückmeldung verwirren könnte.

Zusammenhang zwischen Agentur und Leistung

Die Analyse zeigte eine starke Verbindung zwischen Agentur und Neurofeedback-Leistung. Wenn die Teilnehmer sich mehr in Kontrolle fühlten, schnitten sie besser bei der Reduzierung der Beta-Aktivität ab. Diese Beziehung hebt die Bedeutung von Agentur im Lernprozess während des Neurofeedback hervor.

Fazit

Diese Studie zeigt, dass die Art der Rückmeldung im Neurofeedback-Training eine grosse Rolle spielt. Klare und integrierte Rückmeldungen, wie eine virtuelle Hand, verbessern die Leistung und das Gefühl von Kontrolle. Allerdings kann das Hinzufügen komplexer Elemente, wie Vibrationen, die Leistung beeinträchtigen, indem es die Klarheit verringert.

Für zukünftige Neurofeedback-Trainingsmethoden wird es wichtig sein, sich darauf zu konzentrieren, Rückmeldungen zu schaffen, die ein starkes Gefühl der Agentur unterstützen. Damit könnten die Lernresultate verbessert und der Prozess effektiver für die Teilnehmer gestaltet werden.

Implikationen für das Design von Neurofeedback

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verbesserung des Designs von Rückmeldungen in Neurofeedback-Protokollen die Anzahl der Menschen erhöhen könnte, die erfolgreich lernen, ihre Gehirnaktivität zu steuern. Indem man sich auf Klarheit und Relevanz in der Rückmeldung konzentriert, könnten Trainer eine bessere Beteiligung und Ergebnisse bei ihren Teilnehmern fördern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Beziehung zwischen Rückmeldungstransparenz, Agentur und Neurofeedback-Leistung entscheidend ist. Diese Erkenntnisse können zukünftige Forschung und Anwendungen in verschiedenen Bereichen leiten, von Therapie bis hin zu Fertigkeitstraining, und die Effektivität von Neurofeedback als Werkzeug für das Gehirntraining verbessern.

Originalquelle

Titel: Influence of feedback transparency on motor imagery neurofeedback performance: the contribution of agency

Zusammenfassung: ObjectiveNeurofeedback (NF) is a cognitive training procedure based on real-time feedback (FB) of a participants brain activity that they must learn to self-regulate. A classical visual FB delivered in a NF task is a filling gauge reflecting a measure of brain activity. This abstract visual FB is not transparently linked--from the subjects perspective--to the task performed (e.g., motor imagery). This may decrease the sense of agency, that is, the participants reported control over FB. Here, we assessed the influence of FB transparency on NF performance and the role of agency in this relationship. ApproachParticipants performed a NF task using motor imagery to regulate brain activity measured using electroencephalography. In separate blocks, participants experienced three different conditions designed to vary transparency: FB was presented as either 1) a swinging pendulum, 2) a clenching virtual hand, 3) a clenching virtual hand combined with a motor illusion induced by tendon vibration. We measured self-reported agency and user experience after each NF block. Main resultsWe found that FB transparency influences NF performance. Transparent visual FB provided by the virtual hand resulted in significantly better NF performance than the abstract FB of the pendulum. Surprisingly, adding a motor illusion to the virtual hand significantly decreased performance relative to the virtual hand alone. When introduced in incremental linear mixed effect models, self-reported agency was significantly associated with NF performance and it captured the variance related to the effect of FB transparency on NF performance. SignificanceOur results highlight the relevance of transparent FB in relation to the sense of agency. This is likely an important consideration in designing FB to improve NF performance and learning outcomes.

Autoren: Claire Dussard, L. Pillette, C. Dumas, E. Pierrieau, L. Hugueville, B. Lau, C. Jeunet, N. George

Letzte Aktualisierung: 2024-08-13 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.27.582270

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.27.582270.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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