Alpha-Gehirnwellen steigern die Kreativität und verringern Depressionen | Psychologie heute Australien

Neurowissenschaftler haben kürzlich einen Zusammenhang zwischen einer Erhöhung der Alpha-Gehirnwellen – entweder durch elektrische Stimulation oder durch Achtsamkeit und Meditation – und der Fähigkeit, depressive Symptome zu verringern und kreatives Denken zu steigern, hergestellt.

Unsere verschiedenen Bewusstseinszustände stehen in direktem Zusammenhang mit der sich ständig verändernden elektrischen, chemischen und architektonischen Umgebung des Gehirns. Tägliche Verhaltensgewohnheiten und Denkprozesse haben die Fähigkeit, die Architektur der Gehirnstruktur und die Konnektivität sowie die neurochemischen und elektrischen neuronalen Schwingungen Ihres Geistes zu verändern.

In früheren Beiträgen habe ich darüber geschrieben, wie Neuroplastizität und Neurogenese (Wachstum neuer Neuronen) die architektonische Konnektivität zwischen Gehirnregionen verändern und das Gehirnvolumen vergrößern können, was sich direkt auf die kognitive Funktion auswirkt. Ich habe auch untersucht, wie die „Neurochemikalien des Glücks“ – Endorphine, Endocannabinoide, Dopamin, Serotonin und Oxytocin – dafür sorgen können, dass wir uns gut fühlen, wenn wir Dinge wie Sport treiben oder Zeit mit geliebten Menschen verbringen, indem sie die chemische Umgebung des Gehirns verändern. In diesem Beitrag konzentriere ich mich auf die elektrische Umgebung des Gehirns und die jüngsten Entdeckungen darüber, wie Gehirnwellen unser Bewusstsein feinabstimmen, basierend auf neuen Erkenntnissen, dass die Stimulierung von Alphawellen die Kreativität fördern und Depressionen verringern kann.

Was sind Gehirnwellen?

Ihr Gehirn besteht aus Milliarden von Neuronen in verschiedenen Regionen, die über Strom miteinander kommunizieren. Wenn Ihre Synapsen synchron feuern, erzeugen sie einheitliche Kombinationen von Millionen von Neuronen, die im Gleichschritt als ein harmonisches „neuronales Netzwerk“ marschieren, das mit einem bestimmten Bewusstseinszustand, Ihren Gedanken und Ihrer Stimmung verbunden ist.

Die Kombination von synchronisierter elektrischer Aktivität im Gehirn wird als „Gehirnwelle“ bezeichnet, weil sie zyklisch und „wellenförmig“ ist. Gehirnwellen können mit medizinischen Geräten wie dem Elektroenzephalogramm (EEG) nachgewiesen werden, das die Oszillation von Stromstärken in verschiedenen Bereichen der Kopfhaut misst.

Im Jahr 1924 zeichnete der deutsche Physiologe und Psychiater Hans Berger das erste menschliche EEG auf. Berger erfand auch das Elektroenzephalogramm und gab dem Gerät seinen Namen.

Unsere Gedanken, Gefühle und Verhaltensweisen beruhen auf der Kommunikation zwischen Neuronen. Gehirnwellen werden durch synchronisierte elektrische Impulse von Massen von Neuronen erzeugt, die miteinander kommunizieren.

Gehirnwellen werden in fünf verschiedene Bandbreiten unterteilt, von denen angenommen wird, dass sie ein Spektrum des menschlichen Bewusstseins bilden. Unsere Gehirnwellen verändern sich im Laufe des Tages und sind Teil einer Rückkopplungsschleife, die davon beeinflusst wird, was wir zu einem bestimmten Zeitpunkt tun, denken und fühlen – oder während wir schlafen.

• Deltawellen (,5 bis 3 Hz) sind die langsamsten Gehirnwellen und treten vor allem im tiefsten Zustand des traumlosen Schlafes auf.
• Thetawellen (3 bis 8 Hz) treten während des Schlafs auf, wurden aber auch in den tiefsten Zuständen der Zen-Meditation beobachtet.
• Alphawellen (8 bis 12 Hz) treten auf, wenn sich das Gehirn in einem Leerlaufzustand befindet, der typischerweise beim Tagträumen oder beim bewussten Üben von Achtsamkeit oder Meditation entsteht. Alphawellen können auch durch aerobes Training erzeugt werden.
• Betawellen (12-30 Hz) dominieren typischerweise unsere normalen Wachzustände und treten auf, wenn die Aufmerksamkeit auf kognitive und andere Aufgaben gerichtet ist. Beta ist eine „schnelle“ Wellenaktivität, die auftritt, wenn wir wach, aufmerksam und konzentriert sind und uns mit der Lösung von Problemen oder der Entscheidungsfindung beschäftigen. Auch Depressionen und Angstzustände werden mit Beta-Wellen in Verbindung gebracht, da sie zu „rutartigen“ Denkmustern führen können.
• Gamma-Wellen (25 bis 100 Hz) bewegen sich typischerweise um 40 Hz und sind die schnellste der Gehirnwellen-Bandbreiten. Gamma-Wellen stehen im Zusammenhang mit der gleichzeitigen Verarbeitung von Informationen aus verschiedenen Hirnarealen und werden mit höheren Bewusstseinszuständen in Verbindung gebracht.

Alpha-Wellen, Biofeedback, Meditation und Achtsamkeit

Alpha-Wellen rückten in den frühen 60er und 70er Jahren mit der Entwicklung von Biofeedback in den Mittelpunkt, einer Technik zur bewussten Veränderung von Hirnströmen mit Hilfe von direktem Feedback durch eine Art EEG-Gerät. Biofeedback ist eine Art von Neurofeedback, bei dem der Anwender lernt, wie er Alphawellen im Gehirn erzeugen kann.

Wenn Alphaschwingungen stark ausgeprägt sind, werden die Sinneseindrücke auf ein Minimum reduziert und der Geist ist im Allgemeinen frei von unerwünschten Gedanken. Wenn Ihr Gehirn den Gang wechselt, um sich auf einen bestimmten Gedanken zu konzentrieren – sei es ein positiver oder negativer Gedanke – verschwinden die Alphaschwingungen und höherfrequente Schwingungen übernehmen die Führung.

Alphawellen-Biofeedback hat sich als nützliches Instrument zur Behandlung von Angstzuständen und Depressionen erwiesen. Da Alphawellen mit entspannten mentalen Zuständen verbunden sind, ist eine Erhöhung der Alphawellenaktivität das Ziel der meisten Biofeedback-Trainings. Das EEG kann verwendet werden, um von Augenblick zu Augenblick eine Rückmeldung zu geben, wenn die Alphawellen ansteigen oder abfallen.

Achtsamkeitstraining und Meditation erzeugen in der Regel deutlich mehr Alphawellen ohne den Einsatz von technischen Geräten. Neurowissenschaftler der Brown University erforschen, wie das Gehirn eine „optimale Unaufmerksamkeit“ erreicht, indem es die Synchronisation der Gehirnwellen zwischen verschiedenen Hirnregionen verändert. Ihre Studie aus dem Jahr 2015 mit dem Titel „Attention Drives Synchronization of Alpha and Beta Rhythms between Right Inferior Frontal and Primary Sensory Neocortex“ wurde im Journal of Neuroscience veröffentlicht. Die Brown-Forscher hoffen, dass Menschen, die lernen, die „Macht des Ignorierens“ zu nutzen, indem sie durch Achtsamkeit einen Alpha-Gehirnzustand erzeugen, in der Lage sein werden, bei chronischen Schmerzen die Schmerzwahrnehmung zu verringern und bei Depressionen oder Angstzuständen die Symptome zu minimieren. (Siehe „5 neurowissenschaftlich fundierte Wege, den Kopf frei zu bekommen“)

Elektrische Hirnstimulation kann Alpha-Oszillationen erzeugen

Eine neue Studie der University of North Carolina (UNC) School of Medicine hat den ersten Beweis dafür erbracht, dass eine niedrige Dosis elektrischen Stroms von 10 Hertz die Alpha-Gehirnwellenaktivität verstärken kann und die Kreativität um 7.4 Prozent bei gesunden Erwachsenen.

Die Studie aus dem Jahr 2015 mit dem Titel „Functional Role of Frontal Alpha Oscillations in Creativity“ wurde in der Zeitschrift Cortex veröffentlicht. In einer Pressemitteilung sagte Flavio Frohlich, Assistenzprofessor für Psychiatrie, Zellbiologie und Physiologie, Biomedizintechnik und Neurologie an der UNC:

Diese Studie ist ein Proof-of-Concept. Wir haben den ersten Beweis erbracht, dass die gezielte Verstärkung von Alpha-Oszillationen ein kausaler Auslöser für ein spezifisches und komplexes Verhalten ist – in diesem Fall für Kreativität.

Unser Ziel ist es jedoch, diesen Ansatz zu nutzen, um Menschen mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen zu helfen. Es gibt zum Beispiel deutliche Hinweise darauf, dass bei Menschen mit Depressionen die Alpha-Oszillationen beeinträchtigt sind. Wenn wir diese Hirnaktivitätsmuster verbessern könnten, könnten wir möglicherweise vielen Menschen helfen.

„Die Tatsache, dass es uns gelungen ist, die Kreativität auf frequenzspezifische Weise zu verbessern – in einer sorgfältig durchgeführten doppelblinden, placebokontrollierten Studie – bedeutet nicht, dass wir Menschen mit Depressionen definitiv behandeln können“, warnte Frohlich. „Aber wenn Menschen mit Depressionen in einem Denkmuster feststecken und sich nicht angemessen auf die Realität einlassen können, dann halten wir es für möglich, dass die Verstärkung der Alpha-Oszillationen ein sinnvolles, nicht-invasives und kostengünstiges Behandlungsparadigma für sie sein könnte – ähnlich wie bei der Verbesserung der Kreativität bei gesunden Teilnehmern.“

Wie können synchronisierte Hirnwellen das Bewusstsein feinabstimmen?

In einer bahnbrechenden Entdeckung haben Neurowissenschaftler unter der Leitung von Forschern der Harvard Medical School (HMS) am VA Boston Healthcare System eine bestimmte Klasse von Neuronen identifiziert – die GABA-Parvalbumin-Neuronen des basalen Vorderhirns oder „PV-Neuronen“ -, die die Erzeugung verschiedener Gehirnwellen auslösen, die mit verschiedenen Bewusstseinszuständen verbunden sind.

Die Studie aus dem Jahr 2015 mit dem Titel „Cortically Projecting Basal Forebrain Parvalbumin Neurons Regulate Cortical Gamma Band Oscillations“ wurde in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

In einer Pressemitteilung sagte Co-Autor Robert W. McCarley, HMS-Professor für Psychiatrie und Leiter der Abteilung für Psychiatrie am Boston VA Medical Center:

Dies ist ein Schritt in Richtung einer einheitlichen Theorie der Bewusstseinskontrolle. Wir wissen, dass das basale Vorderhirn beim Ein- und Ausschalten des Bewusstseins im Schlaf und im Wachzustand eine wichtige Rolle spielt, aber jetzt haben wir herausgefunden, dass diese spezifischen Zellen auch eine Schlüsselrolle beim Auslösen der synchronisierten Rhythmen spielen, die das bewusste Denken, die Wahrnehmung und das Problemlösen charakterisieren.

McCarley fügte hinzu, dass das Verständnis des Mechanismus, mit dem das Gehirn sich für kohärentes, bewusstes Denken synchronisiert, mögliche Therapien für Störungen wie Schizophrenie vorschlagen könnte, bei denen das Gehirn diese charakteristischen Wellen nicht ausbilden kann.

„Unsere Gehirne brauchen eine Kohärenz des Feuerns, um die Wahrnehmung und Analyse von Daten aus der Welt um uns herum zu organisieren“, sagte McCarley. Und weiter: „Wir haben herausgefunden, dass die PV-Neuronen im basalen Vorderhirn die Wahrnehmung fein abstimmen, indem sie die für höheres Denken erforderlichen Oszillationen in Gang setzen.“

Mit einer Technik namens Optogenetik, bei der Zellen genetisch mit lichtempfindlichen Schaltern verändert werden, konnten die Forscher die PV-Neuronen mit Laserlicht ein- und ausschalten. Wenn die PV-Neuronen eingeschaltet waren, zeigte der Kortex der Tiere mehr der für bewusste Zustände typischen Gamma-Aktivität.

McCarley fand heraus, dass die PV-Zellen, wenn sie feuern, die PV-Rezeptorneuronen im Kortex hemmen, wodurch sie alle gleichzeitig ausgeschaltet werden. Einen Schlag später schalten sich die Neuronen im Kortex wieder ein und feuern alle auf einmal. Wenn sich dieser Vorgang immer wieder wiederholt, entsteht ein synchroner, pulsierender Rhythmus, bei dem alle Neuronen koordiniert feuern, wie ein Orchester, das dieselbe Note spielt, oder das rhythmische Schlagen von Trommeln im Gleichklang.

Schlussfolgerung

Abschließend sagte Frohlich, dass er sich bewusst ist, dass einige Leute aus seinen Erkenntnissen Kapital schlagen wollen, indem sie versuchen, künstliche elektrische Stimulation zur Förderung der Kreativität in ihrem Alltag einzusetzen. Er warnt jedoch davor, dies zu tun:

Wir wissen nicht, ob es langfristige Sicherheitsbedenken gibt. Wir haben eine gut kontrollierte, einmalige Studie durchgeführt und eine akute Wirkung festgestellt. Außerdem habe ich starke ethische Bedenken gegen die kognitive Verbesserung gesunder Erwachsener, so wie Sportfans Bedenken gegen die sportliche Verbesserung durch leistungssteigernde Medikamente haben könnten.

Frohlich konzentriert sich auf die Behandlung von Menschen mit Depressionen und anderen psychischen Erkrankungen wie Schizophrenie, bei denen kognitive Defizite im Alltag ein großes Problem darstellen. Er sagte: „Es gibt Menschen, die kognitiv beeinträchtigt sind und Hilfe brauchen, und manchmal gibt es keine Medikamente, die helfen, oder die Medikamente haben schwere Nebenwirkungen. Diesen Menschen zu helfen, ist der Grund, warum wir diese Art von Forschung betreiben.“

Auf der Grundlage eines breiten Spektrums neuerer Erkenntnisse scheint es, dass Meditation und Achtsamkeitstraining ein kostengünstiger und medikamentenfreier Weg sein könnten, kreatives Denken zu stimulieren und gleichzeitig depressive Symptome und andere psychische Erkrankungen zu minimieren.