Tägliche Freuden wie Musik hören und Kaffee trinken können die Gehirnaktivität eines Menschen beeinflussen und dadurch die kognitive Leistungsfähigkeit verbessern, auch bei Aufgaben, die Konzentration und Gedächtnis erfordern. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie der NYU Tandon School of Engineering, die sich mit einer bahnbrechenden Gehirnüberwachungstechnologie namens MINDWATCH beschäftigt.
MINDWATCH wurde über sechs Jahre von Rose Faghih, einer außerordentlichen Professorin am Department of Biomedical Engineering der NYU Tandon, entwickelt und ist ein Algorithmus, der die menschliche Gehirnaktivität anhand von Daten analysieren kann, die von jedem tragbaren Gerät gesammelt werden, das die elektrodermale Aktivität (EDA) überwacht. Diese Aktivität spiegelt Veränderungen der elektrischen Leitung wider, die durch emotionalen Stress ausgelöst werden, und ist mit der Schwitzreaktion verbunden.
In der kürzlich in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlichten MINDWATCH-Studie führten Probanden, die Armbänder zur Hautüberwachung und Stirnbänder zur Gehirnüberwachung trugen, kognitive Tests durch, während sie Musik hörten, Kaffee tranken und Parfüm rochen, das ihre persönlichen Vorlieben widerspiegelte. Sie absolvierten diese Tests auch ohne Verwendung von Reizen.
Der MINDWATCH-Algorithmus zeigte, dass Musik und Kaffee die Gehirnerregung der Probanden deutlich veränderten und sie im Wesentlichen in einen physiologischen „mentalen Zustand“ versetzten, der ihre Leistung bei der Durchführung von Arbeitsgedächtnisaufgaben modulierte.
MINDWATCH stellte insbesondere fest, dass Stimulanzien einen Anstieg der „Beta-Band“-Gehirnwellenaktivität auslösen, ein Zustand, der mit höchsten kognitiven Fähigkeiten verbunden ist. Parfüm hat auch einige positive Wirkungen, was darauf hindeutet, dass weitere Forschung angebracht ist.
„Die Pandemie hat sich auf die psychische Gesundheit vieler Menschen auf der ganzen Welt ausgewirkt, sodass eine lückenlose Überwachung der negativen Auswirkungen des täglichen Stresses auf die kognitiven Funktionen heute wichtiger denn je ist“, sagte Fajh. „Derzeit befindet sich MINDWATCH noch in der Entwicklung, aber unser oberstes Ziel ist es, zu einer Technologie beizutragen, die es jedem ermöglicht, die kognitive Erregung seines Gehirns in Echtzeit zu überwachen, um beispielsweise Momente akuten Stresses oder kognitiven Rückzugs zu erkennen. In diesen Momenten kann MINDWATCH eine Person zu einem einfachen und sicheren Eingriff – etwa dem Hören von Musik – „anregen“, damit sie sich in einen Gehirnzustand versetzen kann, in dem sie sich besser fühlen und Arbeits- oder Lernaufgaben erfolgreicher abschließen kann.“
Der in dieser Studie verwendete spezifische kognitive Test – eine Arbeitsgedächtnisaufgabe, die als „n-back-Test“ bekannt ist – besteht darin, eine Folge von Reizen (in diesem Fall Bilder oder Töne) einzeln darzustellen und die Probanden zu bitten, anzugeben, ob der aktuelle Reiz mit einem Reiz übereinstimmt, der „n“ Elemente früher in der Folge präsentiert wurde. Die Studie verwendete einen 1-Rücken-Test, bei dem die Probanden mit „Ja“ antworteten, wenn der aktuelle Stimulus derselbe war wie ein nachfolgender Stimulus, und einen anspruchsvolleren 3-Rücken-Test, bei dem die Probanden gebeten wurden, auf die nächsten drei Stimuli gleich zu reagieren.
Die Forscher testeten drei Arten von Musik – energiegeladene und entspannende Musik, die den Probanden vertraut war, sowie neue KI-generierte Musik, die den Geschmack der Probanden widerspiegelte. In Übereinstimmung mit früheren MINDWATCH-Ergebnissen führte vertraute energiegeladene Musik zu größeren Leistungsverbesserungen (gemessen an Reaktionszeiten und richtigen Antworten) als entspannende Musik. Während KI-generierte Musik die größte Verbesserung unter den drei Musikarten zeigte, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um diese Ergebnisse zu bestätigen.
Im Vergleich zur Musik verbesserte das Trinken von Kaffee die Leistung deutlich, jedoch nicht so sehr. Über alle Stimuli hinweg waren die Leistungsverbesserungen beim 3-Rücken-Test tendenziell größer, was darauf hindeutet, dass Interventionen möglicherweise ihre tiefgreifendsten Auswirkungen haben, wenn die „kognitive Belastung“ größer ist.
Die laufenden Experimente des MINDWATCH-Teams werden die Wirksamkeit der Fähigkeit der Technologie zur kontinuierlichen Überwachung der Gehirnaktivität sowie den allgemeinen Erfolg verschiedener Interventionen bei der Modulation der Gehirnaktivität bestätigen. Die Identifizierung einer allgemein erfolgreichen Interventionsklasse bedeutet nicht, dass sie für jeden wirksam ist.