TY  - THES
A1  - Real, Ruben
T1  - Living with severe motor impairments – from consciousness to quality of life
T1  - Leben mit schweren motorischen Einschränkungen – Bewusstsein und Lebensqualität
N2  - The impact of acquired severe motor impairments is pervasive and may lead to a complete loss of communication and voluntary motor control, rendering the patient behaviourally unresponsive. In routine clinical care it may thus be unclear, whether some of these patients are even conscious. Given that finding a cure is unlikely, care focuses on providing the best possible quality of life (QoL), and knowing its predictors might contribute to that aim. Patients who still can communicate often report a high QoL, and several predictors have been identified. However, many instruments used to assess QoL require at least residual verbal and motor abilities. Thus, a method to assess QoL independent of these requirements is desirable. In addition, many instruments assume QoL to be temporarily stable, and little information is available on predictors of instantaneous QoL, i.e. QoL as it fluctuates from moment to moment throughout the day.
N2  - Die Auswirkungen erworbener motorischer Einschränkungen sind verheerend, und können bis hin zu einem völligen Verlust der Kommunikationsfähigkeit und Willkürmotorik führen. In der klinischen Praxis bedeutet dies, dass bei einigen Patienten unklar ist, ob sie überhaupt bei Bewusstsein sind. Da bei vielen dieser Erkrankungen eine Heilung derzeit unwahrscheinlich ist, steht die Förderung einer möglichst hohen Lebensqualität (LQ) im Fokus der Behandlung. Unabdingbare Voraussetzung hierzu ist eine genaue Kenntnis möglicher Prädiktoren der LQ. Bei Patienten, mit denen noch kommuniziert werden kann, konnten einer Reihe von Prädiktoren der --meist hohen-- LQ identifiziert werden. Alle bislang verwendeten Instrumente erfordern jedoch zumindest residuale motorische und verbale Fähigkeiten, so dass ein Verfahren zur Erfassung der LQ, welches nicht oder kaum auf diese Fähigkeiten angewiesen ist, wünschenswert ist. Des Weiteren unterstellen viele Instrumente zur Erfassung der LQ eine Zeitstabilität der LQ, so dass vergleichsweise weniger Informationen über Prädiktoren der momentanen LQ vorliegen, beispielsweise Fluktuationen der LQ im Tagesverlauf.
KW  - Myatrophische Lateralsklerose
KW  - Lebensqualität
KW  - N400
KW  - P300
KW  - Ereigniskorreliertes Potenzial
KW  - Amyotrophe Lateralsklerose
KW  - Apallisches Syndrom
KW  - Elektroencephalographie
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-138562
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TY  - THES
A1  - Lange [né Söhnchen], Bastian
T1  - Influence of social anxiety on social attention and corresponding changes in action patterns
T1  - Einfluss der sozialen Angst auf die soziale Aufmerksamkeit und korrespondierende Veränderungen im Bewegungsverhalten
N2  - People who suffer Social Anxiety Disorder (SAD) are under substantial personal distress and endure impaired normal functioning in at least some parts of everyday life. Next, to the personal suffering, there are also the immense public health costs to consider, as SAD is the most common anxiety disorder and thereby one of the major psychiatric disorders in general. Over the last years, fundamental research found cognitive factors as essential components in the development and maintenance of social fears. Following leading cognitive models, avoidance behaviors are thought to be an important factor in maintaining the developed social anxieties. Therefore, this thesis aims to deepen the knowledge of avoidance behaviors exhibited in social anxiety, which allows to get a better understanding of how SAD is maintained. 
To reach this goal three studies were conducted, each using a different research approach. In the first study cutting-edge Virtual Reality (VR) equipment was used to immerse participants in a virtual environment. In this virtual setting, High Socially Anxious (HSA) individuals and matched controls had to execute a social Approach-Avoidance Task (AAT). In the task, participants had to pass a virtual person displaying neutral or angry facial expressions. By using a highly immersive VR apparatus, the first described study took the initial step in establishing a new VR task for the implicit research on social approach-avoidance behaviors. By moving freely through a VR environment, participants experienced near real-life social situations. By tracking body and head movements, physical and attentional approach-avoidance processes were studied.
The second study looked at differences in attention shifts initiated by gaze-cues of neutral or emotional faces. Comparing HSA and controls, enabled a closer look at attention re-allocation with special focus on social stimuli. Further, context conditioning was used to compare task performance in a safe and in a threatening environment. Next to behavioral performance, the study also investigated neural activity using Electroencephalography (EEG) primarily looking at the N2pc component.
In the third study, eye movements of HSA and Low Socially Anxious (LSA) were analyzed using an eye-tracking apparatus while participants executed a computer task. The participants’ tasks consisted of the detection of either social or non-social stimuli in complex visual settings. The study intended to compare attention shifts towards social components between these two tasks and how high levels of social anxiety influence them. In other words, the measurements of eye movements enabled the investigation to what extent social attention is task-dependent and how it is influenced by social anxiety. 
With the three described studies, three different approaches were used to get an in-depth understanding of what avoidance behaviors in SAD are and to which extent they are exhibited. Overall, the results showed that HSA individuals exhibited exaggerated physical and attentional avoidance behavior. Furthermore, the results highlighted that the task profoundly influences attention allocation. Finally, all evidence indicates that avoidance behaviors in SAD are exceedingly complex. They are not merely based on the fear of a particular stimulus, but rather involve highly compound cognitive processes, which surpass the simple avoidance of threatening stimuli. To conclude, it is essential that further research is conducted with special focus on SAD, its maintaining factors, and the influence of the chosen research task and method.
N2  - Menschen, die unter einer sozialen Angststörung leiden, stehen unter erheblicher persönlicher Belastung und leiden teilweise unter Beeinträchtigung der normalen Funktionsfähigkeit. Neben den persönlichen Belastungen sind auch die immensen Kosten für das Gesundheitswesen zu berücksichtigen, da die soziale Angststörung eine der häufigsten psychiatrischen Störungen ist. Die Grundlagenforschung hat kognitive Faktoren als wesentliche Komponenten bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung sozialer Ängste identifiziert. Nach führenden kognitiven Modellen wird angenommen, dass Vermeidungsverhalten ein wichtiger Faktor für die Aufrechterhaltung der entwickelten sozialen Ängste ist. Die vorliegende Arbeit hatte als Ziel, einen tieferen Einblick in das Vermeidungs- verhalten von sozial Ängstlichen zu bekommen, um ein umfangreicheres Verständnis für die Aufrechterhaltung von sozialen Angststörungen zu bekommen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden drei Studien durchgeführt. In der ersten Studie wurde modernstes Virtual Reality (VR) Equipment eingesetzt, um die Versuchsteilnehmer in eine virtuelle Umgebung eintauchen zu lassen. In dieser virtuellen Realität mussten Hoch-Sozialängstliche (HSÄ) und Kontrollprobanden einen sozialen Approach-Avoidance Task (AAT) durchführen. In dieser Aufgabe mussten die Teilnehmer eine virtuelle Person passieren, welche einen neutralen oder wüten- den Gesichtsausdruck zeigte. Mit der Verwendung eines hochgradig immersiven VR Systems, unternahm die Studie den ersten Schritt zur Etablierung einer neuartigen VR Aufgabe für die implizite Erforschung des Verhaltens bei sozialer Vermeidung. Mithilfe von nahezu unbeschränkter Bewegung, durch eine virtuelle Umgebung, er- lebten die Teilnehmer realitätsnahe soziale Situationen. Die zweite Studie untersuchte Unterschiede in der Aufmerksamkeitsverschiebung, die durch die Beobachtung von neutralen oder emotionalen Gesichtern aus- gelöst wurde. Hierbei wurde das Verhalten von HSÄ und Niedrig-Sozialängstliche (NSÄ) verglichen, um den Einfluss von sozialer Ängstlichkeit bei Neuzuweisung von Aufmerksamkeit in Bezug auf soziale Reize zu messen. Zusätzlich wurde Kontextkonditionierung verwendet, um die Aufmerksamkeitsverschiebung in einer sicheren und einer bedrohlichen Umgebung zu vergleichen. Neben dem Aufmerksamkeitsverhalten untersuchte die Studie auch die neuronale Aktivität mittels Electroencephalography (EEG), wobei vor allem die N2pc-Komponente untersucht wurde. In der dritten Studie wurden die Augenbewegungen von HSÄ und NSÄ ana- lysiert, während die Teilnehmer eine Computeraufgabe durchführten. Zu den Auf- gaben, gehörte das Erkennen von sozialen oder nicht-sozialen Reizen in komplexen visuellen Darstellungen. Ziel der Studie war es, Aufmerksamkeitsverschiebungen in Richtung sozialer Komponenten zwischen den beiden Aufgaben zu vergleichen. Darüber hinaus wurde untersucht, welchen Einfluss die soziale Angst auf diesen Prozess hat. Mit anderen Worten, die Messungen der Augenbewegungen ermöglichte zu untersuchen, inwieweit die soziale Aufmerksamkeit aufgabenabhängig ist und wie diese Abhängigkeit von sozialer Angst beeinflusst wird. Mit den drei Studien wurden drei unterschiedliche Ansätze verwendet, um besser zu verstehen, welches Vermeidungsverhalten Individuen mit sozialer Angststörung ausführen und wie ausgeprägt dieses ist. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass HSÄ eine verstärkte Vermeidung im Verhalten und Aufmerksamkeit aufweisen. Darüber hinaus zeigen die Resultate, dass die instruierte Aufgabe einen wesentlichen Einfluss auf die Aufmerksamkeitsverteilung hat. Zusammenfassend deuten alle Ergebnisse darauf hin, dass das Vermeidungsverhalten in der sozialen Angststörung sehr komplex ist. Dieses basiert hierbei nicht einfach nur auf der Angst vor einem bestimmten Reiz, sondern beinhaltet hochkomplexe kognitive Prozesse, die über eine einfache Flucht-Reaktionen hinausgehen. Abschließend ist es unerlässlich, dass weitere Forschungen über die soziale Angststörung, ihre Erhaltungsfaktoren und den Einfluss der gewählten Forschungsaufgabe und -methode durchgeführt werden.
KW  - Sozialangst
KW  - Virtuelle Realität
KW  - Elektroencephalographie
KW  - Augenbewegung
KW  - Vermeidungsreaktion
KW  - Kontextkonditionierung
KW  - Virtuelle Realität
KW  - Elektroencephalographie
KW  - Augenbewegung
KW  - Vermeidungsverhalten
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-189001
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TY  - THES
A1  - Geissler, Julia Maria
T1  - Neuropsychological Endophenotypes of Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder
T1  - Neuropsychologische Endophänotypen des Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätssyndroms
N2  - Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) endophenotypes as a link between phenotype and genotype were the focus of the present work. Candidate endophenotypes were investigated via neuropsychological tasks during the simultaneous recording of a 21-channel electroencephalogram. Since endophenotypes are assumed to more closely reflect genetic variation, the influence of ADHD-associated genes Catechol-O-methyl transferase (COMT), the dopamine transporter (DAT, SLC6A3) and Latrophilin-3 (LPHN3) was analysed. Response inhibition was assessed with a cued Continuous Performance Test, for working memory we used an n-back task, sensory gating was measured via the paired clicks paradigm and response time variability (RTV) was quantified by the standard deviation of reaction times. The sample comprised medicated (N=36) and unmedicated (N=42) ADHD patients and matched control children and adolescents (N=41). The electrophysiological correlate of response inhibition was the centroid location during response execution and inhibition, and the degree of anteriorization (NGA). Sensory gating reflects the attenuation of the P50 response to the second of two auditory stimuli presented in short succession. Working memory was examined during target and non-target trials, reflecting specific information processing stages: early sensory processing (P100 and N100), selection of material (P150), memory retrieval (N300), event categorization (P300) and updating of working memory content (P450). Performance was quantified in terms of omission errors reflecting inattention and false alarms reflecting impulsivity, as well as speed and variability of reactions. Unmedicated ADHD patients had more omission errors and more variable reaction times, pointing to difficulties with attention and state regulation. NGA did not prove an optimal endophenotype candidate, since it was not yet developed in approximately half of the examined children and adolescents. It was independent of diagnosis; however ADHD risk alleles for DAT conferred lower NGA as well as more variable reaction times across groups. DAT genotype interacted with diagnosis on the level of centroid location, however, it did not manifest in performance deficits. In the case of sensory gating, homozygosity for the DAT allele associated with ADHD (10R) conferred impairment. ADHD was only relevant in participants without genetic risk, where patients without medication struggled most with suppression. In the working memory task, DAT modulated the timing of material selection in interaction with cognitive load and diagnosis: under high load unmedicated patients showed delayed responses, while under low load risk carriers on medication had faster responses than controls. Early processing and event-categorization were stronger in unmedicated ADHD with risk genotype, but dampened without risk. An interesting trend emerged for LPHN3, where carrying all risk variants was associated with higher NGA in ADHD patients irrespective of medication. This warrants further study, as the haplotype also exerts a positive influence on sensory gating specifically in patients. At the same time within the genetic risk group, unmedicated patients had the weakest NGA. However, the LPHN3 risk haplotype effected more posterior Go centroids, putatively facilitating response execution, which is supported by a higher number of false alarms. When inhibition was required, the risk variants led to more posterior centroids in unmedicated compared to medicated patients as well as controls, speaking to differences in inhibition-related brain activation. While as expected the risk haplotype led to compromised gating in unmedicated ADHD, this was reversed in healthy controls where the haplotype was acting in a protective manner with enhanced filtering. During working memory operations, the risk haplotype showed stronger N300 responses suggesting investment of more resources. While COMT did not exert an influence on NGA directly, carriers of the risk allele (met) had more posterior centroids both during response execution and inhibition, and displayed more variable responses in addition to being more prone to false alarms. Unmedicated patients produced smaller P300 during successful execution of responses than controls in absence of the risk allele, while with risk they had shorter latencies and presumably tend towards premature reactions. Additionally, it brought out impairments in sensory gating, thus making unmedicated patients less able to filter out irrelevant information, while they were able to compensate with the protective genotype. The influence of COMT on sensory gating seems to be specific for ADHD, as this gene was of no consequence in healthy controls. In the working memory task, met was beneficial for updating as reflected by P450 amplitude. In ADHD irrespective of medication COMT did not change P450 strength, but for controls this effect was observed.
N2  - Endophänotypen als Bindeglied zwischen Phänotyp und Genotyp des Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätssyndroms (ADHS) besitzen großes Potential als diagnostische Marker. Im Fokus der vorliegenden Arbeit standen Antworthemmung, Arbeitsgedächtnis, Reaktionszeitvariabilität (RTV) und sensorisches Gating als Kandidaten-Endophänotypen, sowie die Untersuchung des Einflusses genetischer Varianten in den ADHS-assoziierten Genen COMT, DAT und LPHN3. Die Stichprobe im Kindes- und Jugendalter bestehend aus medizierten (N=36) und unmedizierten (N=42) ADHS-Patienten sowie gesunden Kontrollen (N=41) wurde neuropsychologisch untersucht bei simultaner Ableitung eines 21-Kanal-EEGs. Die NoGo-Anteriorisierung (NGA) als elektrophysiologisches Korrelat der Antworthemmung basiert auf der Lage der Feldschwerpunkte (Zentroide) der P300 in Antwortausführungs- (Go) und Inhibitionstrials (NoGo). Sensorisches Gating beschreibt die Unterbindung der Reizweiterleitung bei schneller Reizfolge zur Prävention kortikaler Überstimulation, was sich in einer gedämpften P50-Amplitude zeigt. Um sowohl frühe als auch späte Aspekte des arbeitsgedächtnisbezogenen Informationsverarbeitungsprozesses zu erfassen, wurden ereigniskorrelierte Komponenten korrespondieren mit früher sensorischer Verarbeitung (P100 und N100), Materialselektion (P150), Abruf von Gedächtnisinhalten (N300), Ereigniskategorisierung (P300) und Aktualisierung der Arbeitsgedächtnisinhalten (P450) analysiert. Auslassungsfehler dienten als Indikator für Aufmerksamkeitdefizite, Falschalarme als Indikator für Impulsivität. Unmedizierte ADHD-Patienten zeigten neben variableren Reaktionszeiten mehr Auslassungsfehler, was Hinweise auf Defizite in Aufmerksamkeit und Zustandsregulation gibt. Die NGA erwies sich als beschränkt geeigneter Endophänotyp, da viele Probanden im eingeschlossenen Altersspektrum keine NGA aufwiesen. Die NGA war bei Trägern der DAT-Risikovariante (10R) schwächer ausgeprägt. Nur in Anwesenheit eines protektiven 9R-Allels korrespondierte Stimulanzienmedikation mit einer Anteriorisierung beider Zentroide. Während homozygote 10R-Träger Beeinträchtigungen im sensorischen Gating zeigten, kam ohne genetisches Risiko die Diagnose zum Tragen, da hier die Gruppe mit unmedizierten ADHS die größten Defizite aufwies. Während der Arbeitsgedächtnisaufgabe modulierte DAT die Materialauswahl in Interaktion mit kognitivem Load: unter hohem Load zeigten Patienten ohne Medikation genotypunabhängig verzögerte Reaktionen, während bei niedrigem Load medizierte Patienten mit Risikogenotyp die kürzesten Latenzen aufwiesen. Während bei unmediziertem ADHD der DAT-Risikogenotyp mit höheren P150-Amplituden und somit verstärkter Ressourcenallokation zur Materialselektion korrespondierte, zeigte diese Gruppe bei Vorhandensein eines 9R-Allels gedämpfte P100-Amplituden im Vergleich zu medizierten Patienten und Kontrollen, was auf abnorme frühe sensorischen Verarbeitung hinweist. Zuletzt bedeutete der DAT-Risikogenotyp für unmediziertes ADHS höhere P300-Amplituden, während diese Gruppe mit dem protektiven Genotyp die schwächsten P300-Reaktionen (Ereigniskategorisierung) zeigten. Ein interessanter Trend zeigte sich für den LPHN3-Risikohaplotyp, der bei ADHS medikationsunabhängig mit besserer NGA assoziiert war. Auf Zentroidebene zeigten Risikohaplotypträger mehr posterior gelegene Go-Zentroide, was die Reaktionsausführung begünstigt und sich in einer höheren Anzahl an Falschalarmen niederschlägt. Bei erforderlicher Inhibition ging der Risikohaplotyp bei unmedizierten Patienten mit mehr posterioren Zentroiden als in den Vergleichsgruppen einher, was für Unterschiede in inhibitionsspezifischer Gehirnaktivität spricht. In Bezug auf sensorisches Gating erzeugte der LPHN3-Haplotyp gegenläufige Effekte in Patienten und Kontrollen. Während der Risikohaplotyp in der unmedizierten ADHS-Gruppe erwartungsgemäß mit schwächerem Gating assoziiert war, wirkte er in Kontrollen und medizierten Patienten protektiv in Form überlegener Filterfähigkeiten. Der Risikohaplotyp zeigte bei Arbeitsgedächtnisaufgaben höhere N300-Amplituden als Indiz für Ressourceninvestition beim Abruf von Gedächtnisinhalten. Während sich die NGA als unabhängig vom COMT-Genotyp erwies, lagen die Zentroide bei Probanden mit Met-Allel weiter posterior, sie zeigten darüber hinaus eine variablere Leistung mit mehr Falschalarmen. Generell bedeutete die mit ADHS assoziierte COMT-Variante eine erhöhte RTV sowie schlechtere Gatingleistung in unmediziertem ADHD, während sie durch das protektive Val-Allele in die Lage versetzte, dieses Defizit ohne Medikation zu kompensieren. Dieser Einfluss von COMT auf sensorisches Gating war spezifisch für ADHS. In Aufgaben, welche das Arbeitsgedächtnis beanspruchen, war die Met-Variante von Vorteil für Aktualisierungsvorgänge (P450), was im Gegensatz zu den Gating-Effekten nur in Kontrollen auftrat.
KW  - Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom
KW  - Elektroencephalographie
KW  - Arbeitsgedächtnis
KW  - Endophänotyp
KW  - Antworthemmung
KW  - Latrophilin-3
KW  - Dopamintransporter
KW  - Catechol-O-Methyltransferase
KW  - ADHD
KW  - Endophenotype
KW  - Latrophilin-3
KW  - Response Inhibition
KW  - Sensory Gating
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-79221
ER  - 
TY  - THES
A1  - Eidel, Matthias T. A. M.
T1  - Training Effects of a Tactile Brain-Computer Interface System During Prolonged Use by Healthy And Motor-Impaired People
T1  - Trainingseffekte eines Taktilen Brain-Computer Interface Systems bei längerer Nutzung von gesunden sowie motorisch eingeschränkten Personen
N2  - Background 
- Brain-Computer Interfaces (BCI) enable their users to interact and communicate with the environment without requiring intact muscle control. To this end, brain activity is directly measured, digitized and interpreted by the computer. Thus, BCIs may be a valuable tool to assist severely or even completely paralysed patients. Many BCIs, however, rely on neurophysiological potentials evoked by visual stimulation, which can result in usability issues among patients with impaired vision or gaze control. Because of this, several non-visual BCI paradigms have been developed. Most notably, a recent study revealed promising results from a tactile BCI for wheelchair control. In this multi-session approach, healthy participants used the BCI to navigate a simulated wheelchair through a virtual apartment, which revealed not only that the BCI could be operated highly efficiently, but also that it could be trained over five sessions. The present thesis continues the research on this paradigm in order to - confirm its previously reported high performance levels and trainability - reveal the underlying factors responsible for observed performance increases - establish its feasibility among potential impaired end-users 

Methods 
- To approach these goals, three studies were conducted with both healthy participants and patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Brain activity during BCI operation was recorded via electroencephalography (EEG) and interpreted using a machine learning-based linear classifier. Wheelchair navigation was executed according to the classification results and visualized on a monitor. For offline statistical analysis, neurophysiological features were extracted from EEG data. Subjective data on usability were collected from all participants. Two specialized experiments were conducted to identify factors for training. 

Results and Discussion 
- Healthy participants: Results revealed positive effects of training on BCI performances and their underlying neurophysiological potentials. The paradigm was confirmed to be feasible and (for a non-visual BCI) highly efficient for most participants. However, some had to be excluded from analysis of the training effects because they could not achieve meaningful BCI control. Increased somatosensory sensitivity was identified as a possible mediator for training-related performance improvements. Participants with ALS: Out of seven patients with various stages of ALS, five could operate the BCI with accuracies significantly above chance level. Another ALS patient in a state of near-complete paralysis trained with the BCI for several months. Although no effects of training were observed, he was consistently able to operate the system above chance level. Subjective data regarding workload, satisfaction and other parameters were reported. 

Significance 
- The tactile BCI was evaluated on the example of wheelchair control. In the future, it could help impaired patients to regain some lost mobility and self-sufficiency. Further, it has the potential to be adapted to other purposes, including communication. Once visual BCIs and other assistive technologies fail for patients with (progressive) motor impairments, vision-independent paradigms such as the tactile BCI may be among the last remaining alternatives to interact with the environment. The present thesis has strongly confirmed the general feasibility of the tactile paradigm for healthy participants and provides first clues about the underlying factors of training. More importantly, the BCI was established among potential end-users with ALS, providing essential external validity.
N2  - Hintergrund 
- Brain-Computer Interfaces (BCI) ermöglichen ihren Benutzern die Interaktion und Kommunikation mit der Außenwelt, ohne dabei die Funktionstüchtigkeit der Muskeln voraus zu setzen. Zu diesem Zweck wird die Gehirnaktivität vom Computer direkt gemessen, digitalisiert und schließlich interpretiert. BCIs könnten daher eine wertvolle Methode sein, schwer körperlich beeinträchtigten oder sogar vollständig gelähmten Patienten zu assistieren. Viele BCI Ansätze basieren allerdings auf neurophysiologischen Potentialen, welche mittels visueller Stimulation evoziert werden. Dies kann zur Folge haben, dass das BCI von Patienten mit Sehbehinderung oder fehlender Kontrolle über die eigene Blickrichtung nicht erfolgreich benutzt werden kann. Deshalb wurden bereits einige nicht-visuelle BCI Paradigmen entwickelt. Insbesondere eine aktuelle Studie über ein taktiles BCI zur Rollstuhlkontrolle lieferte vielversprechende Ergebnisse: In fünf Trainingssitzungen navigierten gesunde Studienteilnehmer per BCI einen simulierten Rollstuhl durch eine virtuelle Wohnung. Hierbei konnte gezeigt werden, dass das BCI System nicht nur sehr effizient genutzt werden konnte, sondern auch, dass sich die Kontrolle durch das Training über mehrere Sitzungen verbesserte. Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der weiterführenden Erforschung eben dieses Paradigmas, insbesondere mit den Zielen: . die zuvor berichtete hohe Performanz und Trainierbarkeit zu bestätigen . aufzuklären, welche Faktoren der Steigerung der BCI-Leistung zugrunde liegen . die Anwendbarkeit des Paradigmas bei beeinträchtigten Endnutzern zu etablieren Methoden - Um diese Ziele zu erreichen wurden drei Studien sowohl mit gesunden als auch mit Teilnehmern mit amyotropher Lateralsklerose (ALS) durchgeführt. Während der BCI-Nutzung wurde die Gehirnaktivität per Elektroenzephalographie (EEG) aufgezeichnet und von einem linearen Klassifikator (basierend auf Maschinenlernverfahren) interpretiert. Die Navigation des Rollstuhls wurde entsprechend der Ergebnisse des Klassifikators umgesetzt und auf einem Bildschirm visualisiert. Zur späteren statistischen Analyse wurden aus den EEG Daten neurophysiologische Merkmale extrahiert. Zudem wurden Fragebogendaten zur Nutzbarkeit des Systems von allen Teilnehmern erhoben. Zwei Experimente zur Identifizierung von Trainingsfaktoren wurden durchgeführt. 

Ergebnisse und Diskussion 
- Gesunde Teilnehmer: Die Ergebnisse zeigten positive Effekte des Trainings auf die BCI Performanz und deren zugrundeliegenden neurophysiologischen Potentiale. Es konnte bestätigt werden, dass das Paradigma anwendbar und für die meisten Teilnehmer hocheffizient nutzbar war (im Vergleich zu anderen nicht-visuellen Ansätzen). Einige Teilnehmer mussten jedoch von der Analyse der Trainingseffekte ausgeschlossen werden, da sie keine ausreichende Kontrolle über das BCI ausüben konnten. Eine Steigerung der somatosensorischen Empfindlichkeitsschwelle wurde als ein möglicher Faktor für die Trainierbarkeit und Verbesserung der Performanz identifiziert. Teilnehmer mit ALS: Fünf von sieben Teilnehmern in verschiedenen ALS-Stadien konnten das BCI signifikant überzufällig benutzen. Ein weiterer ALS Patient mit nahezu vollständiger Lähmung trainierte den Umgang mit dem BCI über mehrere Monate hinweg. Er war beständig in der Lage, das System mit Genauigkeiten über dem Zufallsniveau zu steuern, jedoch konnten keine Trainingseffekte gezeigt werden. Fragebogendaten zur subjektiven Arbeitsbelastung, Zufriedenheit und einigen weiteren Parametern wurden ausführlich berichtet. 

Bedeutung 
- Das taktile BCI wurde am Beispiel der Rollstuhlkontrolle evaluiert. In naher Zukunft könnte es beeinträchtigten Patienten helfen, ihre verlorene Mobilität und Selbstständigkeit zurück zu erlangen. Zudem kann es für viele weitere Zwecke adaptiert werden, insbesondere zur Kommunikation. Sobald visuelle BCIs oder andere technische Hilfsmittel bei Patienten mit (progressiver) motorischer Lähmung scheitern, könnten nicht-visuelle Paradigmen wie das taktile BCI zu den letzten verbleibenden Alternativen gehören, die eine Interaktion mit der Außenwelt noch erlauben. Die vorliegende Arbeit hat die grundsätzliche Anwendbarkeit des taktilen Paradigmas für gesunde Benutzer klar bestätigt. Zudem liefert sie erste Hinweise darauf, welche Faktoren den beobachteten Trainingseffekten zugrunde liegen könnten. Das BCI hat sich zudem bei potentiellen End-Nutzern mit ALS bewährt, was der externen Validität der Studienergebnisse enorm zuträgt.
KW  - Myatrophische Lateralsklerose
KW  - Gehirn-Computer-Schnittstelle
KW  - Elektroencephalographie
KW  - Rollstuhl
KW  - Brain-Computer Interface
KW  - Amyotrophic Lateral Sclerosis
KW  - Wheelchair Navigation
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-208511
ER  -