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Robotergestützte Radiochirurgie (CyberKnife) zur Behandlung diverser Tumorentitäten in der Augenheilkunde
Get PDFAus dem uvealen Trakt des Auges, zu dem neben der Aderhaut auch der Ziliarkörper und die Regenbogenhaut zählen, können sich verschiedene Tumoren entwickeln. Während die meisten bösartigen Läsionen aus der Aderhaut (Uvea) stammen (80%), sind der Ziliarkörper und die Regenbogenhaut nur in 12% bzw. 8% betroffen1. Nävi der Regenbogenhaut sind relativ häufige Veränderungen, die insgesamt 25% aller Irisraumforderungen bei Kindern und 47% aller Irisläsionen im mittleren Erwachsenenalter ausmachen2. Für die Rate der Transformation eines Irisnävus in ein Irismelanom gibt es in der Literatur keine einheitlichen Zahlen: Schätzungsweise liegt die Rate der Transformation bei ca. 5% in 5 Jahren.3
Die angeführten Häufigkeiten zeigen, dass die meisten malignen Raumforderungen die Aderhaut und nicht Ziliarkörper und Regenbogenhaut betreffen. Die generell häufigste maligne Läsion des Auges stellt die Aderhautmetastase dar, die in ca. 4-12% der Patienten mit soliden Tumoren, insbesondere der Brust und der Lunge, als metastatisches Geschehen zu finden ist4,5.
Das Aderhautmelanom ist daher der häufigste primär maligne intraokulare Tumor des Erwachsenen6. Die Inzidenz liegt jährlich in den USA, Europa und Australien bei etwa 2-8 Fällen pro eine Million Einwohner7.
Melanome der Aderhaut können sich sowohl de novo, als auch aus vorbestehenden Nävi der Aderhaut entwickeln8.
Zur Behandlung des Aderhautmelanoms stehen unterschiedliche Therapieoptionen zur Verfügung. Die Collaborative Ocular Melanoma Study (COMS) konnte in ihren randomisierten Arbeiten zeigen, dass eine chirurgische Entfernung des Augapfels (Enukleation) hinsichtlich der Mortalität in einem Nachbeobachtungszeitrum von 12 Jahren einer Radiotherapie nicht überlegen ist9. Da die Lebensqualität der betroffenen Patienten mit dem Erhalt der Sehfähigkeit in Zusammenhang steht, erfahren augenerhaltende (Bulbus erhaltende) Therapieoptionen mehr Interesse und Aufmerksamkeit von Seiten der Patienten.
Die Bestrahlung besitzt den höchsten Stellenwert in der Behandlung der Aderhautmelanome und wird heutzutage oftmals als Standardtherapie verwendet10. Ziel der Strahlentherapie ist das Induzieren einer Tumorzellnekrose und die gleichzeitige Schonung strahlensensiblen Gewebes (Netzhaut, Sehnerv, Aderhaut, Linse, Hornhaut). Dies stellt die behandelnden Ärzte vor eine Herausforderung11,12. Als mögliche Bestrahlungsmodalitäten stehen neben der am Brachytherapie mit verschiedenen Isotopen, die externe Bestrahlung mit Photonen, sowie die stereotaktische Radiochirurgie (CyberKnife, Leksell Gamma Knife Linearbeschleuniger (LINAC)) dar13 . Die Behandlung mittels robotergestützten Radiochirurgie (CyberKnife) ist eine Weiterentwicklung des Gamma Knifes. Dabei erfolgt die Behandlung als einzeitige Applikation einer hohen Strahlendosis in einem gut umschriebenen, chirurgisch nicht zugängigem Zielvolumen. Stereotaktische Lokalisations- und Positionssysteme erlauben die dafür nötige geometrische Präzision11,14. Eine Akinesie des Augapfels wird durch Retrobulbäranästhesie erzielt. Abhängig von der Tumorgröße und Tumorlage, wird eine Strahlendosis von 18-22 Gy auf einer 70% Isodosis- Linie appliziert14
Neben bösartigen Aderhautmelanomen zeigen auch gutartige Raumforderungen der Netzhaut, beispielsweise vasoproliferative Tumore, ein gutes Ansprechen auf die Behandlung mit Strahlenträgern. Ein Goldstandard zur Behandlung von vasoproliferativen Tumoren existiert bisher nicht. Bewährte Behandlungsmethoden der entsprechenden Komplikationen vasoproliferativer Tumore, die aus anderen Krankheitsbildern bekannt sind (Diabetische Retinopathie, altersbedingte Makuladegeneration/AMD), finden hier Verwendung und umfassen die intravitreale anti-VEGF Eingabe, Laserkoagulation, Kryotherapie sowie Photodynamische Therapie 15-18. Eine adäquate Schrumpfung der Tumore sowie Abnahme der exsudierten Flüssigkeit mit entsprechendem Anstieg der Sehschärfe, konnte in einigen Arbeitsgruppen beobachtet werden18-20.
Während viele Berichte ein initial gutes Ansprechen der Tumore auf die eine Brachytherapie aufweisen, häufen sich ebenso Beobachtungen, dass einige Patienten kein Ansprechen zeigen und Rezidive auftreten können21. Heimann und Kollegen zeigten auf, dass die häufig bei Hämangiomen angewandte Therapie mittels Protonenbestrahlung keine valide Behandlungsoption für die Behandlung vasoproliferativer Tumoren darstellt21. Eine Behandlung mittels GammaKnife oder robotergestützter Radiochirurgie (CyberKnife) wurde bisher in der Literatur nicht beschrieben.
Die vorliegende Habilitationsschrift beschäftigt sich mit der Auswertung und sekundären Optimierung der robotergestützten Radiochirurgie (CyberKnife) in der Behandlung von intraokularen Tumoren. Im ersten Teil werden die Ergebnisse zur Behandlung von Aderhautmetastasen, Iristumoren und vasoproliferativen Tumoren vorgestellt (drei Publikationen). Der zweite Teil befasst sich mit der Optimierung der Behandlung kleiner Aderhautmelanome. Insbesondere werden Risikofaktoren in der Behandlung beleuchtet, die ein etwaiges Rezidiv nach dem heutigen Stand der Dinge begünstigen (zwei Publikationen). Die Rolle der standardisierten Echographie, auf der maßgeblich die Einteilung und die Behandlungsmöglichkeiten des Aderhautmelanoms beruhen, wird in einem Teil in der Auswertung von postoperativen Endophthalmitiden, diskutiert.
Zusammenfassend zeigt sich, dass die Entwicklung und Etablierung einer neuen Therapieform ein Prozess ist und eine stetige Re-Evaluation und Vergleich mit etablierten Therapieformen notwendig ist, um die Ergebnisse zu optimieren. Insbesondere das zunehmende Erfahrungswissen, führt zur steten Verbesserung und Anpassung der spezifischen Behandlungsform. Die CyberKnife Radiochirurgie wurde an der Augenklinik der Universität München 2005 begonnen und inzwischen wurden mehr als 1000 Patienten mit Aderhautmelanom behandelt. Die Ausweitung des Therapiespektrums auf andere Entitäten wie das Irismelanom, die Aderhautmetastasen oder vasoproliferative Tumore konnte vielversprechende Ergebnisse zeigen. Die Analyse der behandelten Patienten mit Ziliarkörpermelanomen konnte einen wesentlichen Vorteil bezüglich der lokalen Kontrolle zeigen in jenen Patienten, die mindestens 21 Gy Bestrahlungsdosis erhielten. Weitere Risikofaktoren, die die lokale Kontrolle kompromittierenkonntne zudem identifiziert werden: Eine suffiziente Bestrahlung der flachen Ausläufer des Tumors ist immens wichtig zur Vermeidung etwaiger Randrezidive
Die Rolle der Amphiregulin und Epiregulin Genexpression bei Oxaliplatin/Fluoropyrimidin plus Bevacizumab behandelten Patienten mit metastasiertem kolorektalen Karzinom – eine Analyse der Phase III AIO KRK-0207 Studie
Get PDFWorking conditions and technostress in the workplace
Get PDFWorking conditions in the digital era bear risks for stress experience and adverse health outcomes. Despite growing scientific interest in technostress, that is stress due to the use of digital technologies, the current evidence base is limited by a lack of studies on physiological effects and prospective designs. Low-grade inflammation and the hypothalamic-pituitary-adrenocortical axis are two biological mechanisms through which chronic stress, such as work stress, “gets under the skin” and can lead to disease. This cumulative dissertation comprising five publications investigated associations of working conditions including technostress with physiological and psychological outcomes in employees, particularly healthcare professionals. A systematic review with meta-analysis and two original studies in real-world occupational settings were conducted. As predictors, self-reported general work stressors (e.g., job demands, control) as well as technostressors (e.g., interruptions, multitasking, information overload) and as outcomes, biomarkers (i.e., inflammatory markers, hair cortisol) as well as psychological sequelae (i.e., burnout symptoms) were assessed. Results were mixed for associations between general working conditions and low-grade inflammation and statistically non-significant for associations between technostressors and low-grade inflammation (Papers II–V). However, technostress was prospectively negatively associated with hair cortisol concentration (Paper V). Furthermore, technostress was significantly associated with burnout symptoms in cross-sectional (Paper IV) but not in prospective analyses (Paper V). Overall, the findings provide novel insights into the physiological and psychological correlates of work stress and first evidence for differential effects of technostress. More prospective studies are needed to validate the results, further elucidate how digitalized working conditions affect employees’ health, and develop targeted measures for occupational health and safety
Schülerpersönlichkeit, Gerechtigkeitsmotiv und schulisches Umwelterleben
Get PDFDie vorliegende Studie hat zum Ziel, den Gerechte-Welt-Glauben (GWG) von Schülern und Schülergruppen, gekennzeichnet durch die Ausprägungsstruktur des allgemeinen Gerechte- Welt-Glauben (AGWG), des schulspezifischen Gerechte-Welt-Glauben (SGWG) und des schulischen/dynamischen Selbstkonzepts im schulischen Kontext der Berufsfachschule zu untersuchen. Insbesondere wird betrachtet, wie das Gerechtigkeitsmotiv, das schulische Erleben von Auszubildenden der Krankenpflegehilfe beeinflusst. Neben diesem Schwerpunkt werden außerdem weitere Wirkweisen betrachtet. Diese beziehen sich auf Verhaltensweisen bei erlebten Bedrohungen, Bewältigungsstrategien in schulischen Stresssituationen und die schulischen Auswirkungen. Der Fokus liegt dabei auf der Betrachtung des Bildungsverlaufs, abgebildet durch den Bildungserfolg. Das Gerechtigkeitsmotiv diente als Indikator, um Erlebnisse einer gerechten Welt und Behandlung im Allgemeinen, aber besonders Erfahrungen einer gerechten Schulwelt und Behandlung im Speziellen abzubilden.
Die qualitative Vergleichsstudie ermittelte durch zwanzig problemorientierte Einzelinterviews und vier Gruppendiskussionen umfassendes Datenmaterial, um sowohl das individuelle als auch das kollektive Gerechtigkeits- und Klimaerleben erfassen zu können. Mithilfe von Einzelfallanalysen, Analysen gruppierter Einzelfälle und Gruppenanalysen konnten erstmals in der qualitativen Forschung Daten zum Gerechtigkeitsmotiv ermittelt werden, die unter zusätzlicher Kontrolle des Migrations- und Bildungsstatus den Bildungsverlauf beeinflussende Ergebnisse belegte.
Die Ergebnisse des AGWG, SGWG und des schulischen Selbstkonzepts belegen bei einer starken Ausprägungsstruktur positive Verbindungen zwischen Schülerpersönlichkeit/Schülergruppen und schulischem Vertrauen, Gerechtigkeits- und Klimaerleben sowie eigenen gerechten Verhaltensweisen und erfolgreichen Bewältigungsstrategien, um mit möglichen Bedrohungen und Ungerechtigkeiten umgehen zu können sowie positive schulische Auswirkungen. Bei einer geringen Ausprägungsstruktur zeigen sich gegenteilige Wirkweisen für Auszubildende und ihre Bildungsverläufe.
Im direkten Vergleich und unter zusätzlicher Kontrolle des Migrations- und Bildungsstatus zeigt sich, dass besonders Schüler und Schülergruppen mit einem Migrationsstatus und einem hohen Bildungsstatus einen Bildungserfolg erzielen. Schüler und Schülergruppen ohne Migrationsstatus und einem niedrigen Bildungsstatus erfahren hingegen oftmals einen Bildungsmisserfolg.
Die Hauptergebnisse lassen sich in dieser Vergleichsstudie durch die Höhe des Bildungsstatus erklären, jedoch kann auch der vorliegende Migrationsstatus die Bildungsverläufe von Auszubildenden positiv oder negativ prägen. Im Zentrum des Erlebens steht die wahrgenommene Lehrergerechtigkeit. Der Lehrer scheint eine „Schlüsselfigur“ einzunehmen, wenn es um die Betrachtung von Bildungsverläufen jugendlicher Auszubildender geht
Vielfalt im Praktikum begegnen: Gelungene Mentoringbeziehungen in heterogenen Kontexten
Get PDFMentorIn-Mentee-Beziehung im schulpraktischen Mentoring ist von entscheidender Bedeutung für die Professionalisierung angehender Lehrkräfte. Insbesondere in heterogenen Betreuungskontexten, die von Vielfalt geprägt sind, gewinnt die Gestaltung dieser Beziehung an Komplexität und Bedeutung. Die vorliegende Dissertation untersucht die Bedeutung von Mentoring-Beziehungen im schulischen Praktikum, insbesondere im Hinblick auf die Professionalisierung im Umgang mit einer heterogenen Schülerschaft.
Die Ergebnisse unterschiedlicher Untersuchungen weisen darauf hin, dass der Umgang mit herkunftsbedingter Heterogenität im deutschen Schulsystem noch immer als problematisch betrachtet werden kann. Gerade für das erfolgreiche Unterrichten in heterogenen Kontexten ist es wichtig, die vorhandene Vielfalt differenziert und reflektiert wahrzunehmen. Heterogenitätssensibilität kann deshalb als Teilaspekt professioneller Kompetenz verstanden werden und sollte in die Überlegungen zu Bildungsstandards und den Inhalten der LehrerInnen-Bildung einbezogen werden.
Eine Zusammenfassung der Forschungslage macht deutlich, dass das Mentoring in schul-praktischen Studien zwar Gegenstand vieler Untersuchungen ist, aber eine einheitliche theoretische Verortung bisher fehlt. Ein Desiderat besteht etwa darin, die Frage zu klären, wie sich Einstellungen und Überzeugungen der am Mentoring beteiligten Personen auf die Gestaltung der Beziehung und damit auch auf die Qualität des Mentoring-Prozesses auswirken. Darüber hinaus ist auch bisher weitestgehend ungeklärt, welche Rolle der Kontext der Heterogenität bei der Beziehungsgestaltung spielt.
Die vorliegende Arbeit versucht zum einen, den Aspekt der herkunftsbedingten Einstellungen und Überzeugungen im schulpraktischen Mentoring aufzugreifen und zu untersuchen, ob sie als Gelingensbedingung für eine qualitativ gute Beziehung zwischen Mentee und mentorierender Lehrkraft in heterogenen Betreuungskontexten wirksam werden. Zum an-deren soll die Mentoring-Beziehung als abhängig vom Kontext verstanden und die Frage gestellt werden, ob die Betreuung in heterogenen Settings einer besonderen Anleitung und Interaktion bedarf.
Des Weiteren wird untersucht, inwieweit aus der Theorie deduktiv abgeleitete Fördermodi zur Professionalisierung im Umgang mit Heterogenität tatsächlich im Kontext schulpraktischer Studien zur Begegnung mit Vielfalt eingesetzt werden. Diese Untersuchung trägt dazu bei, die Praxis des schulpraktischen Mentorings zu verbessern und die Professionalisierung von Lehrkräften im Umgang mit einer diversen Schülerschaft zu fördern.
Die Stichprobe dieser Untersuchung umfasste 44 Praktikumslehrkräfte an Grund- und Mittelschulen in Stadt und Landkreis München mit einem heterogenen Schulprofil.
Für die Datenerhebung wurde ein Mixed-Method-Ansatz gewählt. Zunächst kam die Critical Incident Technique zum Einsatz. Die MentorInnen hielten dabei besonders kritische oder bedeutsame Ereignisse im Praktikum fest, die im Zusammenhang mit einer gelungenen MentorIn-Mentee-Beziehung standen.
Im Anschluss fanden virtuelle Gruppendiskussionen statt. In diesen Diskussionen wurden Impulse zur Beziehungsgestaltung und zum professionellen Umgang mit Heterogenität gesetzt.
Die erhobenen Daten wurden anschließend mittels eines deduktiv erstellten Kategoriensystems ausgewertet und einer inhaltlich strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse unterzogen. Dieser methodische Ansatz ermöglichte eine umfassende Betrachtung der Thematik und trug zur Weiterentwicklung eines Interaktionsmodells zur Gestaltung von heterogenen Betreuungskontexten bei (THIBsS-Modell).
Die vorliegenden Daten und Erkenntnisse verdeutlichen, dass die Beziehungsgestaltung im schulpraktischen Mentoring von einer Vielzahl an Determinanten beeinflusst wird. Sowohl auf der Ebene der Einstellungen, Überzeugungen und Persönlichkeitsmerkmale als auch auf der Ebene des Wissensaustauschs und der Handlungsmöglichkeiten spielen verschiedene Faktoren eine entscheidende Rolle. Während viele der Gelingensbedingungen allgemein-gültig sind, kann in einigen Kategorien ein expliziter Bezug zum heterogenen Kontext her-gestellt werden.
Ein zentrales Ergebnis stellt die Einhaltung der Rollenkonformität im schulpraktischen Mentoring dar. Diese kann dabei helfen die Qualität der Ausbildung angehender Lehrkräfte zu verbessern und ihre professionelle Entwicklung zu fördern. Durch eine klare Definition und Kommunikation der Rollen und Erwartungen sowie durch die Bereitstellung von Feedback und Unterstützung können MentorInnen einen wichtigen Beitrag zur erfolgreichen Integration von Studierenden in den Schulalltag leisten.
Die Untersuchung geht ebenso der Frage nach, welche Rolle die MentorInnen im schul-praktischen Mentoring und in der Professionalisierung angehender Lehrpersonen spielen. Hierbei konnten verschiedene Rollen identifiziert werden. Die Komplexität der MentorInnen-Rolle wird deutlich, wenn die Mentorierenden zum einen in von ihnen als besonders herausfordernd empfunden Situationen eine LehrmeisterInnen-Rolle einnehmen – sie leiten die NovizInnen an, teilen ihr ExpertInnenwissen und wenden hierzu eher direktive Mentoring-Strategien an – und zum anderen reziproke, symmetrische Beziehungen gestalten und dadurch Kooperation anregen. MentorInnen arbeiten mit Mentees auf Augenhöhe, wenn diese als eher kompetent angesehen werden oder zur Gestaltung von Unterrichtseinheiten und Nachbesprechungen.
Insgesamt betonen die Ergebnisse die Notwendigkeit einer differenzierten Herangehens-weise im schulpraktischen Mentoring, um die professionelle Entwicklung der angehenden Lehrkräfte bestmöglich zu unterstützen. Die Etablierung einer solchen Beziehung erfordert Empathie, transparente Kommunikation und Reflexion seitens der MentorInnen und Mentees. Durch die Beachtung dieser Mechanismen kann das Mentoring zu einer effektiven und bereichernden Erfahrung für alle Beteiligten werden, die langfristig zur professionellen Entwicklung und Zufriedenheit im schulischen Kontext beiträgt.
Neben der Beziehungsgestaltung wurde in der Untersuchung ebenso der Frage nach dem Beitrag der MentorInnen zur Professionalisierung im Umgang mit Vielfalt nachgegangen.
Insgesamt legen die Ergebnisse nahe, dass die kontextsensible Begleitung durch MentorInnen eine effektive Form der wissensbasierten Förderung angehender Lehrkräfte darstellt. Hier wird auf der Informationsebene mittels transparenter Kommunikation ExpertInnen-wissen mit den Mentees geteilt und diese gezielt angeleitet. Dies beinhaltet das Anpassen von Unterrichtsmethoden an die Vielfalt der Lernenden sowie das Sensibilisieren für sprachliche und kulturelle Unterschiede. Die MentorInnen ermutigen zu einem interkulturellen Verständnis und fördern eine offene Einstellung gegenüber kultureller Vielfalt, um eine professionelle Betreuung der SchülerInnen zu gewährleisten und die Professionalisierung der angehenden Lehrkräfte zu fördern.
Im Kontext der Fragestellung lässt sich zudem die heterogenitätssensible Anleitung als Fördermodus identifizieren. Die Studie zeigt, dass schulpraktisches Mentoring dazu bei-trägt, Lehrkräfte dabei zu unterstützen, heterogenitätssensibel zu handeln. MentorInnen fördern bei Lehramtsstudierenden die Auseinandersetzung mit kultureller Vielfalt und individuellen Bedürfnissen, was zu einem professionellen Umgang mit Heterogenität in der Unterrichtspraxis führt. Dies umfasst das Einsetzen verschiedener Unterrichtsmethoden, die Anpassung an unterschiedliche Herausforderungen sowie die Offenheit gegenüber den individuellen Voraussetzungen der SchülerInnen.
Anhand der Ergebnisse wird das aus der Theorie abgeleitete THIBsS-Modell weiterentwickelt, welches den Fokus auf die Förderung der Mentees legt und zugleich Aspekte der Beziehungsgestaltung aufgreift. Ebenso werden Implikationen zur Beziehungsgestaltung und Strategien zur Professionalisierung im Umgang mit Vielfalt im schulpraktischen Mentoring in den Blick genommen
Indirekte Hirnstimulation durch EEG-Neurofeedback und Auditive Beat Stimulation
Get PDFZusammenfassung
In der vorliegenden Dissertation wurde der Einfluss von EEG-Neurofeedback Training (E-NFT) und Auditiver Beat Stimulation auf Kognition, Emotion und elektrische Gehirnaktivitäten untersucht. Grundlage dieser kumulativen Dissertation sind die folgenden Publikationen:
Short and long-term effects of sham-controlled prefrontal EEG-neurofeedback
training in healthy subjects
H.J. Engelbregt, D. Keeser, L. van Eijk, E.M. Suiker, D. Eichhorn, S. Karch, J.B. Deijen, O. Pogarell
Clinical Neurophysiology 127 (2016) 1931–1937
The effects of binaural and monoaural beat stimulation on cognitive functioning in subjects with different levels of emotionality
Hessel Engelbregt, Nora Meijburg, Marjolein Schulten, Jan Berend Deijen
Advances in Cognitive Psychology (2019)
Effects of binaural and monaural beat stimulation on attention and EEG
Engelbregt, H., Barmentlo, M., Keeser, D., Pogarell, O., & Deijen, J. B.
Experimental Brain Research, 239 ((2021 ,9), 2781-2791
Die kumulative Dissertation präsentiert zwei verschiedene Techniken der nichtinvasiven Hirnstimulation. Es wird gezeigt, dass es mehrere Möglichkeiten gibt, die Gehirnaktivität auf vorhersagbare Weise zu beeinflussen, indem man sie über primäre menschliche Sinnesorgane wie Augen oder Gehör stimuliert.
Die erste Studie zeigt die Effekte von EEG-Neurofeedback (E-NFT) auf gesunde Probanden. E-NFT ist eine Therapieform, bei der mit Hilfe eines geschlossenen Kreislaufs Feedback über die elektrische Aktivität eines Probanden gegeben wird, welche von einem Computergerät gemessen und dann auf leicht verständliche Weise an den Probanden zurückgegeben wird. Ein Beispiel ist das Bild eines Delphins, der anfängt zu springen, sobald sich die 8 Hz Gehirnaktivität erhöht. Die Studie zeigt, dass es möglich ist, EEG-Neurofeedback (E-NFT) in einer Gruppe gesunder Studierender nach wissenschaftlichen Maßstäben zu untersuchen. Die Studie wurde randomisiert, doppelblind und Placebo-kontrolliert durchgeführt. Es wurde ein Nachweis für kurz und langfristige Auswirkungen des E-NFT auf das Elektroenzephalogramm (EEG) im Ruhezustand gefunden. Bei den kognitiven Funktionen wurden keine Änderungen festgestellt. Diese Ergebnisse werden vorgestellt und erörtert. Die Verteilung, Richtung und das Ausmaß von E-NFT- herbeigeführten Wirkungen auf die Gehirnphysiologie sind noch nicht gut erforscht. Die Entwicklung weiterer Hypothesen in Bezug auf die neurophysiologischen Effekte der präfrontalen E-NFT ist von entscheidender Bedeutung, um Informationen für zukünftige experimentelle und therapeutische E-NFT Anwendungen zu erhalten.
Die zweite und dritte Studie zeigen die Wirkung von 40 Hz Frequenzen, die auf zwei verschiedene Arten angeboten werden: monaural und binaural. Bei den binauralen Beats (BB) werden dem Zuhörer auf das linke und das rechte Ohr separat ein Ton mit leicht unterschiedlicher Frequenz vorgespielt. Im Gehirn entsteht eine Überlagerung, die vom Teilnehmer bewusst registriert wird in Form eines pulsierenden Tones. In unseren Studien betrug der Unterschied zwischen beiden Schallwellen 40 Hz. Für Mono-Beats (MB) werden beiden Ohren die zwei Frequenzen vorgespielt, jedoch wird von den Probanden nur die 40 Hz Frequenz bewusst registriert. Wir fanden keinen Unterschied zwischen beiden Bedingungen bei der Ausführung einer Aufmerksamkeitsaufgabe, jedoch führten Probanden sowohl in der MB- als BB-Bedingung die Aufmerksamkeitsaufgabe schneller aus als in der Kontrollbedingung bei der weißes und rosa Rauschen vorgespielt wurde. Rosa Rauschen (Pink Noise) ist fast dasselbe wie weißes Rauschen (White Noise). Genau wie beim weißen Rauschen werden auch beim rosa Rauschen alle Frequenzen aus unserem hörbaren Spektrum einbezogen, jedoch mit (deutlich) geringerer Stärke. Beim rosa Rauschen gilt: Je höher die Frequenz, desto geringer die Lautstärke. Die 40Hz Beat Stimulation hatte keine messbaren Auswirkungen auf das Elektroenzephalogramm (EEG) im Ruhezustand. Die vorliegenden spärlichen und widersprüchlichen Befunde rechtfertigen den Schluss, dass BB keine konsistente Wirkung auf die EEG-Aktivität hat. Daher fanden wir keine überzeugenden neurophysiologischen Beweise dafür, dass neuronale Oszillation, d. h. neuronale Synchronisation, eine Rolle bei der BB-induzierten kognitiven Verbesserung spielt. Da die kognitive Verbesserung nicht der neuronalen Synchronisation im Gehirn zugeschrieben werden konnte, was sich in einer Erhöhung der Leistung von 40–45 Hz widerspiegelte, dürfte die verbesserte kognitive Leistung durch andere Faktoren hervorgerufen werden.Abstract
The principal purpose of the present thesis was to investigate the possible application of EEG-neurofeedback and Binaural Beat stimulation for brain-state, cognitive and emotional modulation in healthy subjects. The cumulative dissertation is based on the following publications:
Short and long-term effects of sham-controlled prefrontal EEG-neurofeedback
training in healthy subjects
H.J. Engelbregt, D. Keeser, L. van Eijk, E.M. Suiker, D. Eichhorn, S. Karch, J.B. Deijen, O. Pogarell
Clinical Neurophysiology 127 (2016) 1931–1937
The effects of binaural and monoaural beat stimulation on cognitive functioning in subjects with different levels of emotionality
Hessel Engelbregt, Nora Meijburg, Marjolein Schulten, Jan Berend Deijen
Advances in Cognitive Psychology (2019)
Effects of binaural and monaural beat stimulation on attention and EEG
Engelbregt, H., Barmentlo, M., Keeser, D., Pogarell, O., & Deijen, J. B.
Experimental Brain Research, 239 ((2021 ,9), 2781-2791
The cumulative dissertation presents two different techniques of non-invasive brain stimulation through eyes and ears. The combined papers show that there are more ways to influencing brain activity in a predictable way input via primary human sensory systems.
The first study shows the effects of EEG-Neurofeedback (E-NFT) on healthy subjects. ENFT is a closed loop feedback therapy in which a subjects electrical activity is measured by a computer device, which returns the measured activity in an easy to understand way to the subject. An example is a dolphin which jumps when 8 Hz. brain activity enhances.
The study shows that EEG-Neurofeedback (E-NFT) can be studied according to scientific standards in a group of healthy students. The study was carried out in a randomized, double blind, placebo controlled manner. Proof was found for both short- and long term effects of E-NFT on resting state electroencephalogram (EEG). No changes were found in cognitive functions. These results are presented and discussed. The distribution, direction, and extent of E-NFT mediated effects on brain physiology are not well understood. The development of further hypotheses with regard to the neurophysiological effects of prefrontal E-NFT is crucial to obtain information for future experimental and therapeutic E-NFT applications.
The second and third studies show the effect of 40 Hz. beats which are offered to the ears in two different ways, Monaural and Binaural. For Binaural Beats (BB), 2 different frequencies of tics are presented to both ears. The difference between the 2 beats is registered consciously by the participant. In our study, the difference between both frequencies was 40 Hz.. For Monaural beats (MB), both frequencies are presented to both ears. Consciously, the participants also register only a 40 Hz frequency. We found no difference between these condition for performance on an attention task. However, in both MB and BB conditions, subjects outperform white noise control condition and in BB condition, subjects outperform pink noise condition.
The present scarce and conflicting findings only justify the conclusion that 40 Hz. BB has no consistent effect on EEG activity. Thus, we did not find convincing neurophysiological evidence that neural oscillation, i.e. neural synchronization, plays a role in BB-induced cognitive enhancement. As the present cognitive enhancement could not be attributed to neural synchronization in the brain as reflected by an increase of 40–45 Hz power, the improved cognitive performance might be mediated by other factors
Simulating quantum dissipative and vibrational environments
Get PDFThe interaction of quantum systems with an environment typically results in the loss of quantum coherence and energy dissipation. In this thesis, we employ state-of-the-art matrix-product state (MPS) methods to study the impact of quantum environments of increasing complexity on few-body and many-body systems.
The simplest case is that of Markovian (i.e. memoryless) environments that couple weakly to the system of interest. The effects of such environments can be accounted for implicitly via the Lindblad master equation, and we call them dissipative environments. In these setups, the peculiar phenomenon of “hot systems cooling faster than cold systems”, known as the Mpemba effect, has recently attracted much attention. Here, we define the quantum Mpemba effect in a thermodynamically consistent way and show how to exponentially accelerate the thermalization of arbitrary mixed quantum states.
When the interaction with the system is strong and/or long memory effects are present, one must account for the environment explicitly. Important instances of such environments are vibrational environments when they are characterized by a low temperature, a non-trivial spectral density, or a strong coupling to the system of interest. In condensed matter physics, quantized lattice vibrations, known as phonons, play a crucial role in determining different properties of solids. In this context, an interesting recent class of experiments consists in optically exciting phonon modes and measuring the electronic response out of equilibrium. Here, we introduce a numerical method dubbed phonon state tomography (PST) as a novel tool for investigating the effect of phonon excitations on electron dynamics. Applying PST to study a model for a one-dimensional (1D) photo-excited metal at low phonon frequencies, we find an enhancement of light-induced longrange electron correlation.
We also explore the effect of joined dissipative and vibrational environments on electrons. Combining a Markovian-embedding method with a pure-state unraveling, we demonstrate that dissipation can facilitate the numerical description of exciton dynamics in structured environments. Moreover, we show that strong dissipation localizes the bound electron-phonon quasiparticles in the well-known Hubbard-Holstein model without altering their stability.Die Wechselwirkung von Quantensystemen mit einer Umgebung führt typischerweise zu einem Verlust der Quantenkohärenz und zu Dissipation von Energie. In dieser Dissertation, setzen wir effiziente Matrix-Produkt-Zustand-Methoden (MPS) ein, um die Auswirkungen von zunehmend komplexen Quantenumgebungen auf verschiedenste physikalische Systeme zu untersuchen, beginnend bei einfachen Zwei-Niveau-Systemen bis hin zu Quantenvielteilchensystemen.
Der einfachste Fall ist der von Markowschen (d. h. gedächtnislosen) Umgebungen, die schwach an ein System koppeln. Solche Umgebungen, welche implizit über die Lindblad-Gleichung beschrieben werden können, werden dissipative Umgebungen genannt. In diesem Rahmen hat das eigenartige Phänomen heißer Systeme die schneller abkühlen als Kalte (bekannt als Mpemba-Effekt) in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erregt. Hier definieren wir den Quanten-Mpemba-Effekt auf thermodynamisch konsistente Weise und zeigen, wie man die Thermalisierung beliebiger, gemischter Quantenzustände exponentiell beschleunigen kann.
Wenn System und Umgebung stark miteinander wechselwirken und/oder Langzeitgedächtniseffekte vorhanden sind, muss die Umgebung explizit berücksichtigt werden. Wichtige Beispiele für solche Umgebungen sind Schwingungsumgebungen, wenn sie durch eine niedrige Temperatur, eine nicht triviale Spektraldichte oder eine starke Kopplung gekennzeichnet sind. In der Physik der kondensierten Materie spielen quantisierte Gitterschwingungen, die als Phononen bezeichnet werden, eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung verschiedener Eigenschaften von Festkörpern. In diesem Zusammenhang befasst sich eine neuen Klasse von Experimenten mit der optischen Anregung von Phononen und der Messung der elektronischen Antwort außerhalb des Gleichgewichts. Um die Auswirkungen von Phononanregungen auf die Elektronendynamik zu untersuchen, fügen wir die neuartige Phononen Zustandstomographie (PST) Me- thode ein. Wir wenden PST an, um ein Modell für ein eindimensionales Metall zu analysieren und finden bei niedrigen Phononenfrequenzen eine Verstärkung der Licht-induzierten langreichweitigen Elektronenkorrelationen.
Wir erforschen außerdem die Auswirkungen von kombinierten dissipativen Umgebungen und Schwingungsumgebungen auf elektronische Freiheitsgrade. Zuerst demonstrieren wir, dass Dissipation die numerische Beschreibung der Dynamik von Exzitonen in strukturierten Umgebungen vereinfachen kann. Anschließend wird gezeigt, dass die gebundenen Elektron-Phonon-Quasiteilchen im Hubbard-Holstein Modell unter Einwirkung starker Dissipation auf das Phonon- ensystem lokalisiert werden, wobei sie jedoch nicht zerfallen
Perinatale Palliative Care bei lebenslimitierender Erkrankung des Ungeborenen
Get PDFDie Diagnose einer vorgeburtlich diagnostizierten lebenslimitierenden Erkrankung stellt die werdenden Eltern, aber auch alle beteiligten Fachkräfte vor große ethische Herausforderungen. Es gilt zu entscheiden, ob die Schwangerschaft fortgeführt oder abgebrochen werden soll.
In diesem Zusammenhang besteht große Unsicherheit bezüglich der Einschätzung der Prognose der seltenen und sehr variablen Krankheitsbilder und der psychosozialen Auswirkungen einerseits des Weitertragens, andererseits des Abbruchs. Perinatale Palliative Care soll Eltern, welche sich für das Austragen einer Schwangerschaft nach der Diagnose einer lebenslimitierenden Erkrankung entscheiden, prä-, peri- und postpartal, medizinisch und psychosozial unterstützen. Während in Kanada und den USA bereits PPC-Programme existieren und viel zu dieser Fragestellung geforscht wird, scheint sich dies in Europa, im Speziellen in Deutschland, erst langsam zu formieren. Die Perspektive von Fachkräften und die Erfahrungen und Bedürfnisse von betroffenen Vätern und Müttern wurden bisher noch kaum untersucht.
In zwei qualitativ empirischen Studien, einer Interviewstudie mit 10 SchwangerenberaterInnen und einer Interviewstudie mit 11 Müttern und 9 Vätern, welche sich für das Austragen der Schwangerschaft entschieden hatten, wurden deren Einstellungen und Bedürfnisse in Bezug auf PPC untersucht. Ziel der Studien war es, den Bedarf, die Anforderungen und Herausforderungen eines PPC-Programms und die bereits gemachten Erfahrungen mit einem solchen zu ermitteln. Das Fazit aller Interviewten war, dass sie ein strukturiertes PPC-Programm begrüßen würden. Allesamt, Professionelle als auch Eltern, nahmen nach der Diagnosestellung einen Entscheidungsdruck in Richtung Schwangerschaftsabbruch wahr.
Deshalb wünschten sich alle Befragten im Anschluss an die Diagnosestellung eine neutrale, nicht direktive Beratung, welche alle Optionen offenlegt, um unabhängig entscheiden zu können. In diesen Entscheidungsprozess solle auch eine psychosoziale Unterstützung integriert werden. Außerdem stimmten alle überein, dass die Kontinuität der Versorgung ein wichtiger Aspekt sei.
Die BeraterInnen wünschten sich einen multiprofessionellen Ansatz, der die Integration eines PPC-Programms in bereits existierende Strukturen beachtet und eine Ausbildung der beteiligten Berufsgruppen vorsieht.
Für die Väter und Mütter war die Akzeptanz ihrer Entscheidung sowie die Anerkennung und Wertschätzung ihres ungeborenen Kindes, durch Fachkräfte aber auch durch das persönliche Umfeld, ein wichtiger Faktor. Sie berichteten außerdem, dass sie von der dauerhaften Begleitung durch eine Fachkraft, meist Hebammen oder GynäkologInnen, profitiert hätten.
Als Herausforderungen eines PPC-Programms wurde gesehen, dass es schwierig sein könnte, alle beteiligten Fachkräfte zur Mitarbeit zu motivieren und deren Sensibilität für dieses Thema zu erhöhen.
Beide Studien geben wichtige Hinweise für die endgültige Entwicklung eines PPC-Programms. So sollte das Programm bestehende Strukturen erfassen, integrieren und stringente Versorgungspfade entwickeln. Die beteiligten Berufsgruppen sollten sensibilisiert, zur Teilnahme ermutigt und geschult werden. Eine kontinuierliche Betreuung der Eltern durch wenige Fachkräfte ist anzustreben. Hier sollte vor allem auch die Zusammenarbeit, besonders mit GynäkologInnen und Hebammen, anvisiert werden.
Durch Öffentlichkeitsarbeit sollte die gesellschaftliche Sensibilität für dieses Thema erhöht werden. So könnten auch Vorbehalte des Umfeldes bezüglich einer Entscheidung für das Weitertragen einer Schwangerschaft nach der Diagnose einer lebenslimitierenden Erkrankung (LLD) gemindert werden.The prenatal diagnosis of a life-limiting disease of the unborn child poses major ethical challenges for the parents, but also for the professionals involved. A decision will have to be made on whether to continue or to terminate the pregnancy.
In this context there is great uncertainty regarding the assessment of the prognosis of rare and very variable clinical phenotypes and the psychosocial consequences on one hand of continuing the pregnancy and on the other hand of terminating it. Perinatal Palliative Care (PPC) intends to provide pre-, peri-, and postnatal medical and psychosocial support to parents who decide to carry on with a pregnancy after a diagnosis of a life limiting disease. While PPC programs already exist in Canada and the USA and several research projects are carried out on this issue, there seems to be only slow progress in Europe, especially in Germany. The perspective of professionals and the experiences and needs of affected parents have hardly been examined so far.
In two qualitative empirical interview studies, one with 10 pregnancy counselors and one with 11 mothers and 9 fathers who decided to carry the pregnancy to term, the attitudes and needs of the participants in relation to PPC were investigated. The aim of the studies was to determine the need for, and the requirements and challenges of a PPC program as well as the experiences already made with existing ones. The conclusion of both studies was that a structured PPC program would be welcome. Parents as well as professionals perceived a pressure to opt for an abortion after the initial diagnosis.
For this reason, all respondents wanted neutral, non-directive advice after the diagnosis, showcasing all available options in order to be able to make an independent decision. Psychosocial support should also accompany this decision-making process. In addition, all interviewees agreed that continuity of care is an important aspect.
The consultants wished for a multi-professional approach that respected the integration of a PPC program into existing structures and included training for the involved professional groups.
For parents, the acceptance of their decision and the recognition and appreciation of their unborn child both by professionals and their social environment, were important factors. They also reported benefitting from permanent support by a specialist, usually a midwife or a gynecologist.
A perceived challenge of a PPC program could be the difficulty to motivate all involved professionals to participate and to increase their sensitivity to this topic.
Both studies provide important information for the development of a PPC program. Such a program should cover already existing structures, integrate them and develop stringent care pathways. The professional groups involved should be made aware of the issues, encouraged to participate and trained. The aim should be the continuous care of parents by a small number of specialists with a focus on cooperation with gynecologists and midwives.
Public relations work should increase social awareness of this topic. This could also reduce reservations in the social environment regarding the decision to continue a pregnancy after a diagnosis of a life-limiting disease
