Mittwoch, 29. Juli 2015

Neurofeedback und Biofeedback

Beim Biofeedback werden unbewusste körperliche Reaktionen über Messgeräte erfasst und durch ein Gerät erfahrbar gemacht. Dadurch wird es nach einer kurzen Übungszeit möglich, verschiedene körperliche Reaktionen willentlich zu steuern.
Die körperliche Entspannung eines Menschen kann man beispielsweise sehr gut am elektrischen Leitwert seiner Haut oder an seiner Herzratenvariabilität ablesen. Wenn man diesen Wert graphisch darstellt, kann man lernen, diesen willentlich zu senken und sich so gezielt zu entspannen.

Andere Geräte messen die Anspannung der Muskeln (EMG) oder die Bewegungen der Augen (EOG). Am interessantesten finde ich die Ableitung der Gehirnströme (EEG).

Ich habe aus persönlichem Interesse eine Aufstellung der populärsten Bio- und Neurofeedbacksysteme erstellt. Leider habe ich mit keinem dieser Systeme bislang persönliche Erfahrungen machen können. Momentan ist das eine Art Wunschzettel für mich.  Die Beschreibungstexte sind deshalb größtenteils Herstellerangaben.


EMwave Heartmath

Dieses Gerät misst die Herzratenvariabilität des Probanden und gibt sie am Bildschirm aus.

Preis: 196 €
EMwave Heartmath bei Amazon.de

eSense SkinResponse Biofeedback-Sensor

Der eSense SkinResponse Biofeedback-Sensor misst den Hautleitwert an zwei Stellen an der Hand und gibt diesen Wert über den Mikrophoneingang an ein Smartphone oder Tablet mit iOS- oder Android-Betriebssystem weiter.

Preis: 129€
eSense SkinResponse Biofeedback-sensor im Mind-Shop.de

Thought Stream USB

Der Thought Stream USB verwendet ebenfalls den Hautleitwert als Maß für die Entspannung. Das Gerät kann entweder in Verbindung mit einem PC oder alleine verwendet werden.

Preis: 98€
Der Thouhgt Stream USB im Mind-Shop.de


Mind Reflection GSR-Biofeedback-System

Dieses Gerät kann nur in Verbindung mit einem PC verwendet werden. Eine Software zur Visualisierung der Daten ist im Lieferumfang enthalten.

Preis: 159€
Das Mind Reflection GSR-Biofeedbacksystem im Mind-Shop.de
Kompatibel mit der Mind-Work-Station-Software

PIP Stress Management System

Dieses Gerät ermittelt den Stresslevel über den Hautleitwert. Via Bluetooth werden die Daten an ein Smartphone mit Android- oder iOS-Betriebssystem übertragen.

Einführungsvideo auf Youtube

Preis: 179€
PIP Stress Management System im Mind-Shop.de

Neurotrack Simplex

Der Neurotrac Simplex bietet die Möglichkeit, die Aktivität der Muskeln visuell darzustellen. Dieses Gerät ist mit verschiedenen Elektroden erhältlich, z.B. um gezielt den Beckenboden zu trainieren. Andere Anwendungsbereiche für EMG-Biofeedback sind z.B. nächtliches Zähneknirschen, Migräne oder Rückenschmerzen.

Einführungsvideo auf Youtube

Preis: 249€
NeuroTrack Simplex bei Veritymedical

Peritone EMG-Biofeedbackgerät, Einkanal, mit Elektroden

Sehr ähnlich funktioniert das Peritone-EMG.

Preis: 158€
Peritone EMG-Biofeedbackgerät, Einkanal, mit Elektroden bei Amazon.de


Nu-Tek Maxi Plus1 Single Channel EMG Biofeedback

Dieses Gerät ist dem Neurotrack Simplex sehr ähnlich.

Preis: £118.80 = ca. 165€

Der Nu-Tek Maxi Plus bei Win-Health.com

SOM Myo-Trainer 2000

Ebenfalls ein EEG-Biofeedbackgerät.

Preis: ab 395€
Der Myo-Trainer 2000 bei SOM Biofeedback

IOM Feedback-Sensor by Wild Divine

Über drei Fingersensoren wird der Hautleitwert und die Herzratenvariabilität gemessen. Über einen PC steuert der Anwender über seinen Entspannungszustand verschiedene Spiele.
Sehr spannend finde ich das Spiel Inner Tube, bei dem man über seinen Grad der Entspannung ein Raumschiff beschleunigt. Je schneller das Raumschiff fliegt, um so stressiger wird es, das Raumschiff zu steuern. So kombiniert man Entspannung mit hoher Konzentration.

Review auf Youtube
Beispiele aus dem Spiel "Vision Quest"

Preis: ab 269€
IOM Biofeedback Sensor im Mind-Shop.de

Arduino-Biofeedback-Projekte

Für den Arduino-Microcontroller gibt es fertige Hardware, um sich eigene Biofeedback-Anwendungen zu erstellen.

Shield

Preis: 36,90€ + ca. 25€ für einen Arduino Microcontroller.
SHIELD-EKG-EMG Arduino Elektrokardiographie EKG und EMG Electromiography Schild bei Amazon.de
SHIELD-EMG-EKG-PA Arduino Elektrokardiographie EKG und EMG-Elektroden Electromiography bei Amazon.de

Arduino-EMG-Projekte:

Preis: unter 50€

EMG-Biofeedback bei Instructables.com
USB-Biofeedback-Game-Controller bei Instructables.com
OpenHardwareExG
Das OpenHardwareExG ist kompatibel für EKG-, EEG-, EMG-, ENG-, EOG-Anwendungen. Sowohl Hardware als auch Software sind open-source.
Openelectronicslab.github.io

OpenBCI
Das OpenBCI hat 8 Eingänge, die man wahlweise als EEG, EKG oder EMG belegen kann.

Preis: ab 449$
Open Sourcing the Brain - Kurzdokumentation
http://openbci.myshopify.com/
EOG Micro

Die Augenbewegungen stehen in direktem Zusammenhang zum Grad der Entspannung. Entspannte Augenbewegungen werden über akustisches Feedback belohnt. Die Anwendungen reichen von einer Behandlung von Burnout und Migräne über mentales Training bis hin zur Aktivierung von Träumen.

Preis: 598€
Der EOG Micro bei SOM Biofeedback

Muse brain sensing headband

Das Muse Brain Sensing Headband misst die Gehirnaktivität mit sieben verschiedenen Elektroden an vier verschiedenen Punkten des Gehirns. Das Gerät kommuniziert über Bluetooth mit einem Smartphone oder Tablet, an dem die Daten dann ausgewertet werden. Momentan gibt es nur eine App, die den Anwender darauf trainiert, in einen Zustand der Entspannung und Ruhe einzutauchen. Weitere Apps sind in Planung.

https://www.youtube.com/watch?v=Ern-WHr4rfI

Preis: 319€
Muse bei Amazon.de


Focus Brain Trainer

Der Focus Brain Trainer misst über eine Near-IR-LED, wieviel Blut sich im Gewebe unter dem Sensor befindet. Der Sensor wird auf der Stirn über dem Präfrontalen Cortex getragen, dem Bereich des Gehirns, der für die Selbstreflexion und bewusste Entscheidungen zuständig ist. Je besser dieser Bereich durchblutet ist, so die Theorie, um so konzentrierter und fokussierter ist der Proband. So kann man lernen, auf Wunsch in einen Zustand der Konzentration zu gelangen.

Demonstrationsvideo auf Youtube

Preis: 895 US$ + Zoll = ca. 895€
Focus Brain Trainer bei Upgraded self.com

Neurosky

Neurosky liefert eine Auswahl an Ein-Kanal-EEG-Geräten, die die elektrische Aktivität des Gehirns im frontalen Bereich messen.

Dr. phil. Axel Kowalski über mentales Training mit Neurosky Mindwave auf der Cebit 2011
Neurosky Mindset - Demonstration bei Golem.de

Für Geräte von Neurosky ist eine Vielzahl von teilweise kostenpflichtiger Software vorhanden.
Die meisten Geräte von Neurosky sind kompatibel mit Android, iOS und Widows.

In einer Rezension bei Amazon bemerkt ein Neurofeedback-Therapeut, dass das abgeleitete Signal ganz gut sei, aber die verfügbare Software sehr schlecht:

Technisch ist die Ableitung brauchbar, aber die Software (und ich habe mir eine Menge Software aus dem Online-Store angeschaut) ist unbrauchbar, teilweise sogar potentiell neurophysiologisch schädlich. [...] Wenn Sie wirklich halbwegs vernünftig damit arbeiten wollen, ist die einzig mögliche und ansatzweise sinnvolle Software bisher hoa (Home Of Attention), die erhalten Sie für 200 Dollar im Shop des Geräteherstellers. Neurofeedback als "Spielzeug" zu verwenden, davon rate ich hier nachdrücklich ab, diese Spielzeuge haben fast keine Kontrollfunktionen bzgl. der Signale, es ist also leicht möglich etwas unerwünschte Funktionen zu trainieren. [Von Sascha am 23. Oktober 2014]
Dieses Problem kann man vielleicht umgehen, da die Developer Tools für eigene Software frei zugänglich sind.

Mindcap:
Die elektrische Aktivität des Gehirns wird noch im Headband ausgewertet und via Bluetooth an das Endgerät übergeben. Angezeigt werden die Amplituden des Delta-, Theta-, Alpha-, niedrigen sowie hohen Beta-, und Gammabereichs wie Werte für die Entspannung und Aufmerksamkeit. Ein Zugriff auf die EEG-Rohdaten ist auch möglich.

MindCapXL bei Amazon.de

Mindwave
Das Mindwave ist das preiswerteste Teil aus der Neurosky-Familie.

Preis: 107€
Neurosky Mindwave bei Amazon.de

Mindwave Mobile:

Preis: 135€
Mindwave Mobile bei Amazon.de

Brain Link

Neurosky Brain Link bei Amazon.de

Die Geräte von Neurosky sind kompatibel mit der Mind-Work-Station.
The Brainwave Analyzer - brainwaves.io
Der Brainwave Analyzer ist ein kostenloses open-source tool, um csv-Dateien aus dem Neurosky Mindwave Headset (NICHT dem Neurosky Mobile) zu analysieren.


ZeoLab

Der Zeo-Schlafphasenwecker ermittelt mithilfe eines Ein-Kanal-EEGs die Schlafphase. Mit einer aktuellen Firmware kann man die Rohdaten über USB an einen Computer übertragen und analysieren. Dafür gibt es die Software ZeoLab. Diese Software ermöglicht es ebenfalls, ein Signal zu senden, wenn der Schlafende sich in einer REM-Phase befindet (REM-Trigger-Funktion).

Preis: ca. 200€, jedoch nicht mehr erhältlich.
ZeoRawData bei Sourceforge.net


Melon Brainwave Headband
Ein Einkanal-EEG misst Entspannung und Konzentration und gibt diese visuell an einem Smartphone (momentan nur iOS, Windows und Android sind in Planung) aus.

Preis: momentan ausverkauft.

Vorstellung des Projekts auf Youtube
Herstellerwebsite

Emotiv

Die Hauptanwendung des Emotiv EPOC liegt in der Steuerung von Computern mit Gedankenkraft, weniger im Neurohacking.
https://www.youtube.com/watch?v=bposG6XHXvU
Emotiv - Steintore mit Gedankenkraft verschieben
Demonstration auf Youtube

Enobio

Enobio bietet EEG-Hauben mit 8, 20 oder 32 Sensoren an. Die aufgenommenen Daten werden in Echtzeit über Bluetooth an den Rechner übertragen. Das Gerät ist kompatibel mit verschiedenen Brain-Computer-Interface-Softwares wie BCI2000, OpenVibe, PureData und bietet die Möglichkeit, die Daten für C- und Matlab-APIs zu extrahieren.

Preis: Auf Anfrage
Produktbeschreibung auf Youtube
Artikel in der englischen Wikipedia
Infobroschüre (PDF)


Optima 4 Multimodal-Set

Das ist wohl die Bazooka der Neuro- und Biofeedback-Anwendungen. Sowohl von der Anwendung als auch hinsichtlich des Preises. Vier modulare Eingänge können unabhängig voneinander Elektroenzephallogramm, Elektromyogramm oder zur Messung von Herzratenvariabilität, Hautleitwert, Hauttemperatur oder Atmung verwendet werden. Die Elektroden liegen bei.

Über die Software "Bio-Explorer" können die über Bluetooth gelieferten Daten visualisiert werden und eigene Anwendungen programmiert werden.

Preis: 1.590 €
Optima 4 multimodal set mit Bioexplorer im Mind-Shop.de
Kompatibel mit der Mind-Work-Station

Evoke

Evox

Das Evoke Evox ist ein 19-Kanal-EEG mit einem Eingang für die Messung des EKGs und der Herzratenvariabilität.

Demonstrationsvideo

Preis: Auf Anfrage.
Herstellerwebsite

Wave

Der Evox Wave ist noch nicht auf dem Markt. Es wird ebenfalls ein Neurofeedback-Gerät sein.

Herstellerwebsite

Mind-Work-Station

Diese Software ermöglicht, verschiedene Bio- und Neurofeedback-Geräte gemeinsam zu verschalten.

Die Mind-Work-Station im Mind-Shop.de

OpenVIBE

OpenVibe ist eine offene Software für Brain-Computer-Interfaces.

Offizielle Webpräsenz

Neuroracer und Project Evo

Das von Dr. Adam Gazzaley entwickelte Spiel Neuroracer kommuniziert über eine EEG-Kappe mit dem Spieler und soll kognitive Leistungen erhalten und trainieren.

Neuroracer- und Project-Evo-Spielen macht gesund bei Heise.de
Herstellerseite Gazzaley-Lab
pc-magazin.de: Spiel steigert Hirnleistung

Backyard Brains

Dieser Shop stellt eine Vielzahl von Kits für alle möglichen Bio- und Neurofeedback-Anwendungen bereit. EKG, EMG, EEG...  Als Herzstück wird der Arduino verwendet. Die bereitgestellte Software ermöglicht eine vielseitige Auswertung der Daten.

Herstellerseite
Seite mit Demonstrationsvideo

LdreamM
Hierbei handelt es sich um ein Headband mit einer sehr ausgeklügelten Auswertesoftware. Momentan befindet sich das Projekt noch in der Testphase, soll schon bald für einen Preis von 220$ aus Ungarn bestellt werden können. Über eine Auswertesoftware ist es möglich, seinem Gehirn in Echtzeit beim Denken zuzusehen.

Herstellerseite
Kurzes Beispielvideo
Happy Electronics
Die Firma Happy Electronics bietet eine große Auswahl an Biofeedbackanwendungen zu niedrigen Preis an. Über die Qualität kann ich noch keine Aussage treffen. Die vielen Rechtschreibfehler in den Bedienungsanleitungen und Produktbeschreibungen wirken nicht sehr vertrauenswürdig.
Elektrodermal Aktivität Biofeedback für PC oder Android.
Dieses Produkt misst den elektrischen Widerstand der Haut und kann so die körperliche Entspannung grafisch darstellen. Auf einem Smartphone oder Tablet benötigt man noch die passende App. Zusätzlich gibt es noch das Spiel Safe Astronauts, bei der man durch gezielte Entspannung Astronauten vor einem Kometenhagel retten muss.   
Elektrodermal Aktivität Biofeedback für PC bei Amazon.de
Bluetooth-Finger-Pulsoximeter für Android und iPhone App Stresslocator
Hier wird sowohl Puls als auch Herzratenvariabilität und die Sauerstoffsättigung des Bluts gemessen und aus diesen Parametern auf Entspannung und Konzentration rückgeschlossen. Bei Google Play findet man die passende App bzw. eine kostenpflichtige Version.
Bluetooth-Finger-Pulsoximeter bei Amazon.de





Siehe auch:
Wie werd' ich effektiv - ZDF Neo (geht kurz auf Neurofeedback ein)
Nur in deinem Kopf von Arvid Leyh bei Amazon.de
Vortrag über Bio- und Neurofeedback auf Youtube
Neurosky Developer Forum bei LinkedIn
Evaluation der Möglichkeiten aktueller Brain-Computer-Interfaces
NeuroMage - Spiel für den Neurosky
Brain Hacking Projects auf Hackaday.io
The Open Source Neuro Tech Revolution // OpenBCI Founder Q&A + Live Demo | Consciousness Hacking SF

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