The Potential of Functional Near-Infrared Spectroscopy-Based Neurofeedback—A Systematic Review and Recommendations for Best Practice

Hintergrund: Die Auswirkungen von Elektroenzephalographie (EEG) und funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI)-Neurofeedback auf Gehirnaktivierung und Verhalten wurden in der Vergangenheit umfassend untersucht. In jüngerer Zeit haben Forscher damit begonnen, die Auswirkungen von funktionellem Neurofeedback auf der Grundlage der Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS-Neurofeedback) zu untersuchen. FNIRS ist ein funktionelles Neuroimaging-Verfahren, das auf der Hämodynamik des Gehirns basiert, einfach zu handhaben, tragbar und kostengünstig ist und eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Bewegungsartefakten aufweist.

Methode: Wir stellen die erste systematische Übersicht und Datenbank von fNIRS-Neurofeedback-Studien zur Verfügung und fassen die Ergebnisse von 22 von Experten begutachteten Studien zusammen (insgesamt N = 441 Teilnehmer; 337 Gesunde, 104 Patienten). Wir (1) geben einen umfassenden Überblick darüber, wie fNIRS-Neurofeedback-Trainingsprotokolle implementiert wurden, (2) überprüfen die verwendeten Online-Signalverarbeitungsmethoden, (3) bewerten die Qualität der Studien anhand vorgegebener methodischer und Berichterstattungsqualitätskriterien und präsentieren auch statistische Sensitivitäts-/Power-Analysen, (4) untersuchen die Wirksamkeit von fNIRS-Neurofeedback bei der Modulation der Hirnaktivierung und (5) überprüfen seine Wirksamkeit bei der Verhaltensänderung in gesunden und pathologischen Populationen.

Ergebnisse und Diskussion: (1-2) Die veröffentlichten Studien sind heterogen (z.B. Neurofeedback-Ziele, untersuchte Populationen, angewandte Trainingsprotokolle und Methoden). (3) Große randomisierte kontrollierte Studien fehlen noch. In Anbetracht der Neuheit des Feldes ist die Qualität der veröffentlichten Studien mäßig. Wir haben festgestellt, dass die Berichterstattung über wichtige Informationen und die statistische Aussagekraft zum Nachweis realistischer Effekte verbesserungswürdig sind. (4) Mehrere Studien zeigen, dass Menschen hämodynamische Signale aus kortikalen Hirnregionen mit fNIRS-Neurofeedback regulieren können, und (5) diese Studien deuten darauf hin, dass es möglich ist, die motorische Kontrolle und die präfrontale Hirnfunktion bei gesunden Teilnehmern zu modulieren und die Symptome in klinischen Populationen (Schlaganfall, ADHS, Autismus und soziale Ängste) zu verbessern. Gültige Schlussfolgerungen zur Spezifität oder zum potenziellen klinischen Nutzen sind jedoch verfrüht.

Schlussfolgerung: Aufgrund der Vorteile der Praktikabilität und der relativ geringen Kosten könnte fNIRS-Neurofeedback eine geeignete und leistungsstarke Alternative zu EEG- und fMRI-Neurofeedback darstellen und hat großes Potenzial für die klinische Umsetzung von Neurofeedback. Zusammen mit einer strengeren Forschungs- und Berichterstattungspraxis könnten weitere methodische Verbesserungen zu einem solideren Verständnis von fNIRS-Neurofeedback führen. Zukünftige Forschung wird davon profitieren, die Vorteile von fNIRS zu nutzen, das einzigartige Möglichkeiten für die Neurofeedbackforschung bietet.