HRV-Biofeedback zur Verbesserung der Kognition bei älteren Erwachsenen: Ein evidenzbasierter Ansatz

Die Neuropsychologin Sofía Fonseca erklärt wie Biofeedback der VFC die Kognition bei älteren Erwachsenen verbessern kann aus einer klinischen Perspektive und unter Einbeziehung der verfügbaren Evidenz.

Einleitung

In der ersten Teil dieses Artikels haben wir untersucht, wie die Variabilität der Herzfrequenz (VFC) mit der kognitiven Leistungsfähigkeit im Alter zusammenhängt. Mit zunehmendem Alter neigt diese Variabilität dazu, abzunehmen, was nicht nur die körperliche Gesundheit, sondern auch Aufmerksamkeit, Gedächtnis und andere wichtige mentale Funktionen beeinträchtigt. Vor diesem Hintergrund stellen sich klinisch relevante Fragen: Können wir die VFC beeinflussen?; gibt es validierte Techniken zu ihrer Verbesserung?; kann dies die Kognition beeinflussen?

Im Folgenden befassen wir uns mit dem Biofeedback der VFC, einer nicht-invasiven Intervention, die es ermöglicht, das autonome Nervensystem durch Atemregulation zu trainieren. Wir analysieren, wie sie funktioniert, welche Evidenz ihre Anwendung bei älteren Erwachsenen stützt und welche Anwendungen sie im Kontext kognitiver Stimulation und neuropsychologischer Rehabilitation hat.

Biofeedback der VFC und kognitive Funktionen

Was ist Biofeedback und wie funktioniert es?

Biofeedback ist eine Technik, deren Ziel es ist, dass die Person lernt, verschiedene biologische Reaktionen ihres Körpers freiwillig zu kontrollieren (Carrobles, 2016), indem die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer physiologischen Reaktion verringert oder erhöht wird, indem sie mit einer Konsequenz assoziiert wird  (Moscoso, 1984).  

Diese Technik ist eine evidenzbasierte Praxis, das heißt, sie stützt sich auf aus Forschungsarbeiten gewonnene Evidenz, um die Erbringung von Gesundheitsdiensten zu leiten, und wurde sowohl in der Forschung als auch in der klinischen Praxis geprüft und validiert (Yucha & Montgomery, 2008). 

Das Verfahren besteht darin, eine spezifische physiologische Aktivität einer Person mit elektronischen Geräten und spezieller Software zu erfassen. Das System wird so programmiert, dass der Patient, wenn er die gewünschte physiologische Aktivität hervorruft, eine unmittelbare und präzise Rückmeldung über akustische oder visuelle Reize erhält. Durch die Verknüpfung dieser Rückmeldung mit der physiologischen Reaktion lernt die Person, sie zu erkennen und kann sie mittels Training freiwillig modulieren. Entscheidend ist, dass die Informationen in Echtzeit präsentiert werden, damit die Person die Veränderungen wahrnehmen und effektiv lernen kann, sie zu kontrollieren (Yucha & Montgomery, 2008).

Welche Arten von Biofeedback gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Biofeedback, abhängig vom überwachten physiologischen System, die im Folgenden beschrieben werden (Yucha & Montgomery, 2008):

• Elektromyografisch: misst die elektrische Aktivität der Muskeln.
• Temperatur: erfasst die periphere Temperatur.
• Elektroenzephalografisch (EEG oder Neurofeedback): zeichnet die elektrische Aktivität des Gehirns auf.
• Hautleitfähigkeitsreaktion: erfasst Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit der Haut, die durch Schwitzen beeinflusst werden.
• Respiratorisch: erfasst das Atemmuster und die Atemtiefe.
• Variabilität der Herzfrequenz (VFC): konzentriert sich auf die Regulation des Herzrhythmus.

Zusammenfassend ist Biofeedback ein therapeutisches Werkzeug, das es Personen ermöglicht, mehr Kontrolle über einige ihrer physiologischen Funktionen zu erlangen, die normalerweise automatisch ablaufen, durch einen Lernprozess, der auf Echtzeit-Rückmeldung basiert. Seine Wirksamkeit wurde durch zahlreiche wissenschaftliche Studien gestützt und seine Anwendung hat sich auf verschiedene klinische Kontexte ausgeweitet, wie Stressbewältigung, Angst, chronische Schmerzen, neurologische Störungen und kognitive Optimierung, unter anderem.

Biofeedback der VFC

Biofeedback der VFC wurde bei verschiedenen medizinischen und psychiatrischen Erkrankungen wie Asthma, Angststörungen, Depression, chronischen Schmerzen und anderen angewendet (Moss, 2004). Es besteht darin, die Variabilität der Herzfrequenz zu erhöhen, indem der Baroreflex und die respiratorische Sinusarrhythmie durch Modulation der Atemfrequenz stimuliert werden (Khazan, 2013).

• Der Baroreflex ist ein Mechanismus des autonomen Nervensystems, der hilft, den Blutdruck stabil zu halten, er funktioniert über Rezeptoren in den Arterien (Barorezeptoren genannt), die Druckveränderungen erkennen und Signale an das Gehirn senden, um die Herzfrequenz und den Durchmesser der Blutgefäße anzupassen und so das kardiovaskuläre Gleichgewicht zu fördern.
• Die respiratorische Sinusarrhythmie (RSA) ist hingegen eine rhythmische Schwankung der Herzfrequenz, die mit der Atmung einhergeht: beim Einatmen steigt die Herzfrequenz und beim Ausatmen sinkt sie (Khazan, 2013; Lehrer & Gevirtz, 2014).

Um das VFC-Training mit dieser Technik zu erreichen, ist es notwendig, Puls und Atmung gleichzeitig zu überwachen, und auf einem Computerbildschirm werden die Variationen der Signale dieser physiologischen Funktionen angezeigt; die trainierende Person nutzt die vom Computer gelieferten Informationen, um diese Funktionen durch Modulation der Atmung zu regulieren.

Sitzungen und Personalisierung der VFC

Es wurde gezeigt, dass für dieses Training 4 bis 10 Sitzungen erforderlich sind, um eine Steigerung der VFC zu erreichen (Yucha & Montgomery, 2008). Das Ziel ist, sie zu erhöhen, indem der Baroreflex und die respiratorische Sinusarrhythmie durch Modulation der Atemfrequenz stimuliert werden (Khazan, 2013).

Um die Behandlung zu personalisieren, wird in der ersten Sitzung die Variabilität der Herzfrequenz (VFC) gemessen und die optimale Atemfrequenz der Person identifiziert. Dazu werden zwei Elektroden angebracht: ein Pulsoxymeter (Photoplethysmograph) am Zeigefinger der linken Hand zur Pulsmessung und eine Elektrode um das Zwerchfell zur Aufzeichnung der Atmung.

Anschließend wird zur Bestimmung der optimalen Atemfrequenz die Person gebeten, in verschiedenen Rhythmen zu atmen (6,5, 6, 5,5, 5 und 4,5 Atemzüge pro Minute), jeweils für ein paar Minuten. Mit diesen Daten wird die Atemfrequenz identifiziert, die die größte Zunahme der VFC erzeugt, was auf eine bessere Aktivierung des parasympathischen Nervensystems und eine größere Fähigkeit zur autonomen Regulation hinweist. In den folgenden Sitzungen lernt die Person, in ihrer optimalen Atemfrequenz zu atmen, die sich mit ihrer Herzfrequenz synchronisieren wird (Eddie et al., 2015; Moss, 2004; Theodore et al., 2002).

Derzeit gibt es keine Kontraindikationen oder Risiken, die mit dem Biofeedback der VFC verbunden sind (Eddie et al., 2015); es wurde sicher zur Behandlung der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung eingesetzt (Giardino et al., 2004), zur Verbesserung der Herzfunktion nach Myokardinfarkt und bei Personen mit Herzkrankheiten (Del Pozo et al., 2004; Nolan et al., 2005). 

Evidenz zu den Effekten von Biofeedback auf die Verbesserung der kognitiven Leistungsfähigkeit

Biofeedback der VFC hat sich als wirksam erwiesen, kognitive Funktionen und emotionale Fähigkeiten zu verbessern.

Eine von Kim und Mitarbeitern durchgeführte Studie zeigte, dass nach einem Trainingsprogramm mit VFC-Biofeedback Personen mit schwerer Hirnverletzung ihre VFC steigern konnten und zudem Verbesserungen in der emotionalen Regulation, dem Arbeitsgedächtnis, der Aufmerksamkeit und der Problemlösung zeigten. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Intervention als ergänzendes Werkzeug in der kognitiven Rehabilitation nützlich sein kann (Kim et al., 2013).

Diese Intervention hat auch bei älteren Erwachsenen Vorteile gezeigt, insbesondere bei der Reduktion emotionaler Symptome und der Verbesserung kognitiver Funktionen.

Herausforderungen, Grenzen und ethische Überlegungen

Einer der Hauptprobleme bei der Anwendung von Biofeedback ist die Zugänglichkeit und die Ausbildung von Fachkräften.

In Lateinamerika ist die Verfügbarkeit spezialisierter Biofeedback-Geräte begrenzt und die Kosten sind oft hoch. Darüber hinaus ist die Verbreitung von Wissen über diese Technik noch eher gering, was ihre Implementierung in klinischen Kontexten einschränkt. Dennoch gibt es Bestrebungen, ihre Nutzung zu fördern, wie zum Beispiel die Arbeit der Sociedad Mexicana de Bio y Neurofeedback, die darauf abzielt, Ausbildung und professionelle Anwendung in Mexiko zu fördern.

In Bezug auf methodische Einschränkungen: Obwohl eine wachsende Forschungsbasis zum Biofeedback im Allgemeinen besteht, sind Studien, die speziell die Effekte des VFC-Biofeedbacks auf die kognitive Leistungsfähigkeit untersuchen, weiterhin begrenzt, insbesondere wenn es um ältere Populationen geht, da dies zusätzliche Herausforderungen aufgrund von Begleiterkrankungen, Polypharmazie und der Heterogenität des Alterns darstellt, wodurch es komplizierter ist, Untersuchungen mit hohem Kontrollgrad in der Stichprobe durchzuführen.

Abschließend ist es wichtig zu erwähnen, dass bei der Implementierung von Biofeedback-Interventionen ethische Aspekte berücksichtigt werden müssen. Es ist essentiell, dass Biofeedback-Interventionen ausschließlich von fachlich qualifizierten und im Gesundheitsbereich ausgebildeten Personen angewendet werden. Um die Sicherheit und Wirksamkeit der Behandlung zu gewährleisten, sollten offizielle berufliche Qualifikationen sowie Nachweise über eine Ausbildung, die von anerkannten akademischen Institutionen oder seriösen Fachgesellschaften gestützt wird, verlangt werden. Dies trägt dazu bei, verantwortungslose Praxis oder Tätigkeiten von Personen ohne angemessene Vorbereitung zu vermeiden und die Patienten vor möglichen Schäden sowie davor zu schützen, in die Hände von Personen zu geraten, die unbegründete oder unethische Behandlungen anbieten könnten.

Fazit

Zusammenfassend stellt das Biofeedback der Variabilität der Herzfrequenz (VFC) eine vielversprechende Methode dar, um sowohl die körperliche Gesundheit als auch die kognitive Leistungsfähigkeit zu verbessern, insbesondere im Alter. Dies liegt daran, dass die VFC ein wichtiger Indikator für die physiologische Flexibilität und die Anpassungsfähigkeit des autonomen Nervensystems an verschiedene Situationen wie Stress ist—Funktionen, die mit dem Alter zu schwinden neigen. Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass das Training der VFC mittels Biofeedback die emotionale Regulation, Aufmerksamkeit, exekutive Funktionen und andere kognitive Fähigkeiten fördern kann, die bei älteren Erwachsenen häufig betroffen sind.

Ein Vorteil dieser Intervention ist, dass sie personalisierbar ist, denn in der Erstbewertung wird die individuelle Atemfrequenz identifiziert, die die größte Erhöhung der VFC bewirkt, was mit einer besseren Aktivierung des parasympathischen Nervensystems und einer höheren Fähigkeit zur autonomen Selbstregulation verbunden ist. Zudem wurden bislang keine Kontraindikationen oder Risiken im Zusammenhang mit ihrer Anwendung berichtet.

Dennoch ist trotz der vielversprechenden vorläufigen Ergebnisse mehr wissenschaftliche Evidenz erforderlich, die auf methodisch soliden Designs und großen Stichproben basiert, um ihre Wirksamkeit in dieser Population zu untermauern. Um eine sichere und effektive Anwendung zu gewährleisten, sollten diese Interventionen von qualifizierten Fachleuten mit spezifischer Gesundheitsausbildung durchgeführt und die Protokolle an die individuellen Merkmale jeder Person angepasst werden, wobei insbesondere Begleiterkrankungen und altersbedingte Bedingungen zu berücksichtigen sind.

Bibliografía

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• Yucha, C. B., & Montgomery, D. D. (2008). Evidence-based practice in biofeedback and neurofeedback. In Wheat Ridge, CO: AAPB.

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„Dieser Artikel wurde übersetzt. Link zum Originalartikel auf Spanisch:“
Biofeedback de la VFC para mejorar la cognición en adultos mayores: Una herramienta basada en evidencia