Exploratory study of the effect of binaural beat stimulation on the EEG activity pattern in resting state using artificial neural networks

Angststoornissen teisteren bijna 7,3 procent van de wereldbevolking. Eén op de 14 mensen krijgt in een bepaald jaar te maken met een angststoornis. Wanneer geassocieerd met stemmingsstoornissen, kan angst ook de symptomen en effecten van andere ziekten uitlokken of vergroten, zoals depressie en suïcidaal gedrag. Binaurale beats zijn een laagfrequente vorm van akoestische stimulatie die wordt waargenomen wanneer het individu wordt blootgesteld aan twee licht verschillende golffrequenties, van 200 tot 900 Hz. Binaurale beats kunnen bijdragen tot angstreductie en wijziging van andere psychologische aandoeningen en toestanden, door cognitieve processen en gemoedstoestanden te wijzigen. In dit werk hebben we een binaurale beat van 5 Hz toegepast op 6 verschillende proefpersonen, om een relevante verandering in hun hersengolven voor en na de stimuli te detecteren. We pasten 20 minuten stimuli toe in 10 gescheiden sessies. We beoordeelden de verschillen met behulp van een Multi-Layer Perceptron classifier in vergelijking met niet-parametrische tests en Low-Resolution Brain Electromagnetic Tomography (eLORETA). eLORETA toonde opmerkelijke veranderingen in High Alpha. Zowel eLORETA als MLP-benaderingen vertoonden opmerkelijke veranderingen in hoge Beta. MLP toonde significante veranderingen in Theta hersengolven. Onze studie toonde hoge alpha modulatie aan in de limbische kwab, wat impliceert in een mogelijke vermindering van sympatische systeem activatie in de onderzochte steekproef. Onze belangrijkste resultaten op eLORETA suggereren een sterke toename in de stroomverdeling, voornamelijk in Alpha 2, in het Anterior Cingulate, dat verband houdt met het controleren van fouten met betrekking tot sociaal gedrag, herkenning en expressie van emoties. We vonden ook dat MLP’s in staat zijn om de belangrijkste verschillen met een hoge scheidbaarheid in Delta en Theta weer te geven.