Echtzeit-fMRT-Feedback zur willentlichen Beeinflussung der Gehirnantwort auf Nahrungsreize: eine Pilotstudie an übergewichtigen und fettleibigen Probanden

Abstract

Die weltweite Prävalenz von Übergewicht und Adipositas hat sich seit 1980 verdoppelt. Inzwischen wird fast ein Drittel der Weltbevölkerung als übergewichtig oder adipös eingestuft. Die Adipositas ist eine komplexe Erkrankung mit vielen Entstehungsfaktoren. Trotz Kenntnis vieler endokriner und genetischer Risikofaktoren gibt es bis heute wenige Ansatzmöglichkeiten für die Durchführung einer erfolgreichen und langanhaltenden Gewichtsreduktion. Vor diesem Hintergrund widmete sich die vorliegende Studie der Beeinflussung der Aktivität von Hirnstrukturen, die die Nahrungsaufnahme steuern, durch fMRT- basiertes Neurofeedback-Training. Dabei standen der dorsolaterale (dlPFC) und der ventromediale Präfrontalcortex (vmPFC) im Mittelpunkt, die für die Verhaltenskontrolle bzw. die Verarbeitung des Belohnungswertes von Nahrung relevant sind. Konkret wurde die Frage untersucht, ob übergewichtige Probanden die funktionelle Konnektivität zwischen dem dlPFC und dem vmPFC durch ein Neurofeedback-Training im fMRT willentlich erhöhen können, und welche Auswirkungen das Training auf den Umgang mit Nahrungsstimuli und das Essverhalten hat. Acht übergewichtige Probanden (Alter: 31.8 ± 4.4 Jahre, BMI: 29.4 ± 1.4 kg/ m2) nahmen an jeweils vier Tagen an einer fMRT-Neurofeedback-Sitzung von circa einer Stunde Dauer teil. In den Sitzungen wurden ihnen in drei aufeinander folgenden Trainingseinheiten Bilder von gesunden als auch relativ ungesunden Lebensmitteln auf einem Monitor im Magnetresonanztomographen präsentiert. Gleichzeitig wurde die funktionelle Konnektivität zwischen dem dlPFC und dem vmPFC in Echtzeit gemessen und den Probanden über visuelles Feedback rückgemeldet. Die Probanden wurden instruiert, individuelle Strategien anzuwenden, um die funktionelle Konnektivität zu erhöhen. Durch das Training sollte sich gleichzeitig die Tendenz, gesunde Lebensmittel ungesunden vorzuziehen, erhöhen. Zur Messung dieser Tendenz diente neben der Bewertung der Essensbilder durch die Probanden ein Snack-Test, bei dem die Kalorienaufnahme unter dem Vorwand eines Geschmackstests gemessen wurde.

Es zeigte sich, dass den Probanden mit Hilfe des Neurofeedback- Trainings während der drei Neurofeedback-Trainingseinheiten eine willentliche Verstärkung der funktionellen Konnektivität zwischen dem dlPFC und dem vmPFC gelang. Der Trainingserfolg steigerte sich über die vier Neurofeedback- Tage hinweg jedoch nicht. Nach den vier Trainingstagen zeigten die Probanden eine Tendenz dazu, weniger hochkalorische Lebensmittel am Monitor auszuwählen, allerdings verzehrten die Probanden am Ende der Versuchsreihe tendenziell mehr Snacks als zuvor. Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass übergewichtige Probanden mit Hilfe von fMRT-Neurofeedback-Training in die Lage versetzt werden, die funktionelle Konnektivität zwischen dem dlPFC und dem vmPFC willentlich zu erhöhen und als Folge dessen weniger kalorienreiche Lebensmittel auszuwählen. Allerdings schlägt sich dieser Trainingserfolg nicht unmittelbar in einer Änderung des Essverhaltens nieder. Das Erlernen der willentlichen Hochregulation der funktionellen Konnektivität zwischen dlPFC und vmPFC mithilfe eines Neurofeedback-Trainings im fMRT könnte also ein erfolgsversprechender Ansatz für die Normalisierung des Essverhaltens sein. In Zukunft sollten umfassende Studien, die eine große Anzahl von übergewichtigen Personen über einen längeren Zeitraum durch Neurofeedback im fMRT trainieren, darüber Aufschluss geben, inwieweit eine langfristige Erhöhung der funktionellen Konnektivität zwischen dlPFC und vmPFC die Wahl gesünderer Lebensmittel dauerhaft begünstigen und zu einer Absenkung des Körpergewichts führen kann.