EEG Feedback training
Research Papers
Neuropsychological Assessment of Subjects with Uncontrolled Epilepsy: Effects of EEG Feedback Training
Summary: A battery of neuropsychological tests was administered at baseline, postcontrol period, and post-training period to 24 drug-refractory subjects with epilepsy participating in a study of sensorimotor electroen-cephalographic (EEG) normalization feedback training. Results revealed the following. First, subjects exhibited significant baseline deficits in psychosocial, cognitive and motor functioning. Second, certain tests discriminated subjects before training who were subsequently above and below the median in seizure reduction following EEG training. Subjects who showed the greatest seizure reduction performed better on a test of general problem-solving ability but not on other cognitive tests and worse on tests involving strong motor components and were more intact psychosocially. These subjects also took significantly fewer medications in combination than did less successful subjects. Third, improvement on several measures occurred following participation in the study. Cognitive and motor functioning improved only in subjects with the greatest seizure reduction and only after actual training as opposed to control conditions. Psychological functioning, as measured by the Minnesota Multiphasic Personality Inventory (MMPI) improved in both outcome groups. MMPI improvement, unlike cognitive improvement, was as likely to occur after control conditions, when seizure reduction had not yet occurred, as after EEG training. Thus, MMPI changes apparently reflected the nonspecific benefits of participation in this study. RÉSUMÉ Une batterie de tests neuropsychologiques àété administerée péndant la periode de base, pendant la période suivant le contrôle et pendant la période post-entrainement à 24 patients présentant une épilepsie réfractaire inclus dans un programme d'entraînement à la normalisation de ľEEG par feedback sen-sorimoteur. Les résultats ont montré: 1) que les patients présentaient au départ des défecits significatifs de leur fonctionnement psychosocial, cognitif et moteur; 2) que certains tests se révélaient discriminants pour la sélection avant entraînement de sujets qui se situaient au-dessous ou au-dessus de la moyenne pour la réduction du nombre de crises après entraînement. Les sujets qui ont obtenu la plus forte réduction du nombre de crises ont eu de meilleurs scores lors ľun test explorant la capacityé générale à résoudre des problèmes, mais pas aux autres tests cognitifs, et des scores inférieurs aux tests impliquant une forte composante motrice; ils étaient aussi plus intacts sur le plan psychosocial. Ces patients avaient en outre significativement moins de médicaments associés que les sujets moins perfor-mants; 3) qu'une amélioration portant sur plusieurs paramètres a été observée après entraînement. Le fonctionnement cognitif et moteur n'a été amélioré que chez les sujects qui ont obtenu la plus forte réduction du nombre de crises, et seulement après entrainement réel, et non après la période contrôle. Le fonctionnement psychologique, mesuré par le MMPI, fut amélioré dans tous les groupes. ľamélioration au MMPI, contrairement a ľamelioration des fonctions cognitives, a été constatée tant après la phase contrôle. Le fonctionnement psychologique, mesuré par le MMPI, fut amélioré dans tous les groupes. ľamélioration au MMPI, contrairement àľamélioration des fonctions cognitives, a été constatée tant après la phase contrôle, pendant laquelle aucune réduction du nombre de crises n'avait encore été obtenue, qu'après ľentraînement par ľEEG. ľamélioration du MMPI semble done refléter le bénéfice non spécifique retiré de la simple participation àľétude. RESUMEN A 24 sujetos con epilepsía refractaria al tratmiento que participaban en un estudio de normalización del EEG mediante entrenamiento por “feed back” sensitivo-motor, se ha administrado una bateria de tests neuropsicológicos en el periodo basal, en el periodo post-control y en el periodo post-entrenamiento. Los resultados revelaron lo siguiente: (a) individuos que mostraron deficits significativos en el periodo basal en las funciones psico-sociales. cognitivas y motoras. (b) ciertos tests discriminaron los sujetos antes del entrenamiento que posteriormente mostraron una reducción de los ataques, por encima y por debajo del promedio, tras el entrenamiento del EEG. Los individuos que mostraron la mayor reducción de los ataques dieron resultados mejores en un test que medía la habilidad para resolver problemas generales pero no en otros tests cognitivos; mostraron peores resultados en los tests que medían fuertes componentes motores y aparecieron más intactos desde el punto de vista psicosocial. Estos sujetos también tomaban menos combinaciones medica-mentosas que los sujetos con resultados menos satisfactorios. (c) Se observo una majoría en las diversas medidas que occurió después de la participación en el estudio. Las funciones cognitivas y motoras mejoraron solamente en los sujetos con la mayor reducción en los ataques y sólo después de un entrenamiento reciente en contrapositión a las condiciones de control. La función psicológica medida con el MMPI, majoró en ambos grupos. Esta majoría en el MMPI, en discrepancia con la majorá en ambos grupos. Esta majoría en el MMPI, en discrepancia con la majorá cognitiva, tenía las mismas posibilidades de ocurrir después de las condiciones de control, cuando la reducción de los ataques no había ocurrido todavia, como después del entrenamiento del EEG. Asi pues los cambios en el MMPI aparente-mente reflejan beneficios no específicos de participación en este estudio.
View Full Paper →EEG feedback training of epileptic patients: Clinical and electroencephalographic analysis
To evaluate the clinical efficacy and mechanisms underlying EEG feedback training of epileptic patients, 5 adult patients with poorly controlled seizures were studied for 4–10 months during which quantitative analysis of seizures, the EEG, and serum anticonvulsant levels was conducted. Sustained seizure reduction did not occur during the first 4–5 weeks in which feedback signals were presented randomly in relation to the EEG. When feedback was then made contingent upon central 9–14 c/sec activity, seizures declined by 60% in 3 patients. Power spectral analysis showed upward shifts in EEG frequency, decreases in abnormal slow activity, and enhancement of alpha rhythm activity as a function of contingent training, but no specific EEG change was associated with seizure reduction in all patients. No evidence was obtained for the hypothesized involvement of a ‘sensorimotor rhythm’ or motor inhibition in the training effects. The lack of effect in two patients could not be attributed to insufficient training, lack of motivation, or to differences in seizure classification. A second phase of research showed that continued laboratory training was both sufficient and necessary for maintaining clinical and EEG effects. Results indicate that: (1) significant seizure reductions can occur with EEG feedback training which are not related to placebo effects, non-specific factors or to changes in medication; (2) EEG changes associated with such training can best be described as ‘normalization’; (3) continued clinical investigation of EEG feedback training as a non-pharmacological adjunct to conventional therapy appears justified.
View Full Paper →Effects of Central Cortical EEG Feedback Training on Incidence of Poorly Controlled Seizures
Summary This study examined the clinical effects of central cortical EEG feedback training in 8 patients with poorly controlled seizures. After base‐line recordings, patients were trained in the laboratory and then initiated on a double or triple crossover design using portable equipment at home, with bimonthly laboratory test sessions. Performance at home was monitored by a strip chart recorder with the portable unit. Training was based on the simultaneous detection of two central cortical (C 3 ‐T 3 ) EEG frequency bands (6–9 Hz and either 12–15 or 18–23 Hz), with reward provided for the occurrence of one in the absence of the other. The design consisted of successive 3 month periods of training, with reward contingencies reversed after each period without the subject's knowledge. Seizure incidence records were compared statistically before, during, and after the design. Six of the 8 patients reported significant and sustained seizure reductions, which averaged 74%, following reward for either 12–15 or 18–23 Hz in the absence of 6–9 Hz. Response to positive reward for 12–15 Hz was specific, with seizure rates returning to base line when reinforcement contingencies were reversed. Reduced seizure rates following positive reward for 18–23 Hz were not altered with contingency reversals. A nonspecific interpretation of these effects is rejected in favor of an EEG normalizing hypothesis. RÉSUMÉ Cette étude envisage les effets cliniques de lapprentissage par rétroaction biologique (biofeedback) à renforcer l'EEG des régions centrales chez 8 épileptiques dont les crises étaient mal contrôlées par la thérapeutique. L'apprentissage a eu lieu au domicile des malades après un entrainement initial puis des contrôles bimensuels au laboratoire. L'unité portative comprenait un enregistreur sur papier pour surveiller la performance du malade. L'apprentissage avait pour but de permettre aux sujets de reconnaiire simultanément deux bandes de fréquences de l'EEG de la région centrale (6–9 Hz et 12–15 ou 18–23 Hz), la récompense étant donnée en présence d'une de ces fréquences et en l'absence de l'autré. On a utilise des périodes successives d'apprentissage durant 3 mois, avec une inversion des récompenses après chaque période, les inversions étant faites à l'insu du sujet. La fréquence des crises a été comparée statistiquement avant, pendant et après l'expérience. Six des huit malades ont rapporté une réduction significative de la fréquence des crises, avec une moyenne de 74%, dans le cas d'une récompense pour 12–15 ou 18–23 Hz en l'absence de 6–9 Hz. La réponse à une récompense positive pour 12–15 Hz était spécifique, avec un retour à la ligne de base lors de l'inversion des récompenses. La réduction de frequence des crises après une récompense positive pour 18–23 Hz n'a pas changé avec l'inversion des récompenses. L'interprétation non‐spécifique de ces résultats est rejetée, en faveur de l'hypothèse dune normalisation de l'EEG. RESUMEN En este estudio se han examinado los resultados clinicos en un grupo de ocho epilépticos mal controla‐dos que habian sido entrenados para la realización de un feedback electroencefalográfico central cortical. Después de practicar los registros de control, los enfermos fueron entrenados en el laboratorio y, posteriormente, iniciados en un plan de investigacibn con doble o triple superposición utilizando, en su domicilio, un equipo portatil de registro y estudios bimensuales en el laboratorio. Los resultados obtenidos en el domicilio se registraron en un registrador en banda portatil. El entrenamiento se basó en la detec‐ción simultánea de dos bandas de frecuencias elec‐troencefalograficas corticales centrales (C 3 ‐T 3 ) de 6–9 Hz y también de 12–15 6 18–23 Hz, dando una recompensa al sujeto cuando una banda de frecuencia apareciera en ausencia de la otra. El plan utilizado consistió en tres periodos sucesivos de entrenamiento, de tres meses cada uno, con contingencias de recompensa alternadas en cada periodo sin conocimiento del sujeto. Los registros de incidencia de los ataques se compararon estadisticamente antes, durante y después del plan. Seis de los ocho enfermos mostraron una reducción significativa y mantenida de los ataques que promedió un 74%, tras la recompensa de 12–15 ó 18– 23 Hz, en ausencia de 6–9 Hz. La respuesta a la recompensa positiva para 12–15 Hz fué especifica, con restauración de la frecuencia de ataques a los niveles previos cuando el refuerzo de las contingencias se alternaba. La reducción de la frecuencia de ataques conseguida con la recompensa positiva para 18–23 Hz no se modificó con la inversión de las contingencias. En favor de la hipótesis de la normalización del EEG se rechaza una interpretación inespecifica de los efectos descritos. ZUSAMMENFASSUNG Untersuchung über die klinischen Wirkungen des zentralen corticalen EEG feedback Trainings bei einer Gruppe von 8 schlecht kontrollierten Epileptikem. Nach Ableitung des Ausgangs‐EEGs wurden die Patienten im Labor geschult. Dann begann eine ambu‐lante Doppel‐ oder Dreifachcrossover‐Studie mit einer tragbaren Ausrilstung und 2‐monatlichen Labortests. Das Verhalten zu Hause wurde durch Lochstreifen‐aufzeichnungen mit der tragbaren Einheit festgehalten. Das Training beruhte auf der gleichzeitigen Ent‐deckung von 2 corticalen (C 3 ‐T 3 ) EEG‐Frequenz‐bandern(6‐9Hzundentweder 12–15 oder 18–23 Hz) mit Belohnungen fur das Erscheinen des einen in Abwesenheit des anderen Frequenzbandes. Der Ver‐suchszeitraum bestand aus aufeinanderfolgenden 3‐Monatstrainingsperioden mit Belohnungsquoten, die nach jeder Periode ohne Wissen des Patienten umge‐kehrt wurden. Die Häufigkeit der Anfälle wurde aufgezeichnet und statistisch verglichen vor während und nach dem Versuch. 6 von 8 Patienten berichteten signifikante und anhaltende Anfallsreduktionen (im Durchschnitt 74%) nach einer Belohnung für entweder 12–15 oder 18–23 Hz in Abwesenheit von 6–9 Hz. Die Reaktion auf eine Belohnung fur 12–15 Hz war spezifisch; die Anfallshäufigkeit kehrte zum Aus‐gangswert zurück, wenn die Verstärkerantwort umge‐kehrt wurde. Eine veränderte Häufigkeit nach Belohnung für die Erkennung von 18–23 Hz wurde nicht durch Umkehr der Belohnung geändert. Eine Interpretation dieser Wirkungen als nicht spezifisch wird zu Gunsten einer Hypothese der EEG‐Normalisierung zürtickgestellt.
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