Brain Computer Interface (BCI) wordt traditioneel toegepast om aan de hand van een bepaalde eenvoudige hersenactiviteit via een interface met een computer een computer of een daaraan gelinkte "machine" of kunstlidmaat te besturen. Tegenwoordig heeft ook de gaming industrie zich hierop geworpen om computerspelletjes via een brain computer interface (dus met specifieke EEG activiteit) te besturen. Zo kan men in real-time LORETA afwijkende elektrische hersenactiviteit in bepaalde hersengebieden trainen.

Sinds het mogelijk is om meer complexe EEG hersenactiviteit in real-time te meten en weer te geven, werd het mogelijk om afwijkende complexe patronen in hersennetwerken aan te tonen, zoals bvb. in het "addiction network". Zo groeide het idee om met brain computer interface niet een computer of een "machine" te besturen, maar bepaalde afwijkende patronen in hersennetwerken (coherentie, phase shift en phase lock) van de hersenen zelf.

In Centrum Vigilant wordt een pilootproject gestart om netwerken van het "sociale brein" met BCI Neurofeedback te trainen. Daarbij worden in real-time aan de hand van het EEG de afwijkende elektrische hersenactiviteit in de gebieden van het sociale brein, en hun afwijkend functionerende netwerkverbindingen getraind, door in real-time deze metingen te vergelijken met normale waarden voor de leeftijd.

Hoe training van hersennetwerken  cognitie en motivatie verbeteren

De laatste jaren zijn er meer inzichten gegroeid hoe verschillende hersengebieden in hersennetwerken samenwerken om tot besluitvorming te komen, die zo adaptief mogelijk is, en waarbij motivatiesystemen ervoor zorgen dat op lange termijn gestelde doelen worden behaald. Dit is wat bij AD/HD, maar ook vaak bij ASS misloopt. Eén van de diagnostische elektrofysiologische testen die in die richting wijzen is de go/no go evoked N200 en P300. Zowel bij AD/HD als ASS zijn die te zwak ontwikkeld, wat wijst op een zwakke actie monitoring, een zwakke "reinforcement learning", en een zwakke "hierarchical reinforcement learning": lange termijn doelen lukken er veel minder in om de betrokkene via subdoelen zijn einddoel te doen bereiken.
In de huidige modelvorming staat daarbij het dorsale anterieure cingulum centraal: al vele jaren weet men dat dit gebied (samen met de supplementaire motorische area die er aan grenst) een rol speelt bij het initiëren van gedrag; anderzijds weet men dat dit gebied een rol speelt bij actiemonitoring, dat het samen met de anterieure insula deel uitmaakt van het salience netwerk (wat betekenis en motivatie verleent aan de waargenomen buitenwereld), en dat het daardoor ook een switchfunctie heeft om de hersenen vanuit een default mode in een executieve modus om te schakelen. Ook is het dorsale anterieure cingulum het "cognitieve" deel van het anterieure cingulum (dat in zijn geheel functioneert als een interface tussen emotie en cognitie).
In 1994 reeds had Francis Crick, Nobelprijswinnaar, in zijn bekende boek "The Astonishing Hypothesis", het anterieure cingulum als basis van "de vrije wil" beschreven. Allemaal functies die bij AD/HD minder goed verlopen. C.B. Holroyd heeft recent alle functies van het dorsale anterieure cingulum in kaart gebracht door het aan de top te zetten van een netwerk dat instaat voor "hierarchical reinforcement learning": de dACC bepaalt de "policy" (het beleid) en de "options", de uitvoe- ring ("actor") ervan gebeurt door het executieve systeem (dorsolaterale prefrontale cortex en dorsale striatum), de bijsturing ("critic") gebeurt vanuit de ventromediale prefrontale cortex en het ventrale striatum (nucleus accumbens, waar dopamine wordt vrijgegeven).
Pearson (2011) werkt het model nog uit door het posterieure cingulum in het default mode netwerk aan de top van de hiërarchie te stellen: door een constante externe wereld monitoring wordt het posterieure cingulum actief als er een volledig nieuwe strategie aangewezen blijkt te zijn.

Dit model is in 2014 op zich verder uitgewerkt: als er een onzekere uitkomst bestaat bij het uitvoeren van een beslissing is het de orbitofrontale cortex (ventromediale prefrontale cortex, vMPFC) die signaleert wanneer de genomen beslissing niet tot het gewenste gevolg leidt. Bij AD/HD geeft de vMPFC (en het ventrale striatum, VS) een zwakker signaal, zodat er minder uit fouten wordt geleerd. De vMPFC exploiteert bestaande informatie, en geeft bovendien dankzij de input vanuit de amygdala een motivationele waarde aan stimuli en keuzes. Bij concurrerende opties wordt in het vMPFC uitgemaakt welke optie de meeste waarde ("value") heeft.
Wanneer een gedragsstrategie onbetrouwbaar blijkt te worden wordt dit gesignaleerd door de dorsomediale prefrontale cortex (dMPFC), om een nieuwe gedragsstrategie te triggeren. Parallel monitort de frontopolaire cortex (FPC) alternatieve  strategieën, terwijl de dorsolaterale prefrontale cortex (dLPFC) detecteert wanneer één van deze strategieën betrouwbaar wordt om ze dan te implementeren.
Wanneer een nieuwe strategie betrouwbaar blijkt wordt ze geconsolideerd door het ventrale striatum (VS) en in het lange termijn geheugen (hippocampus, HPC) opgeslagen.

Vanuit deze achtergronden werden er studies gepubliceerd waarbij BCI (LORETA) Neurofeedback specifiek het dorsale anterieure cingulum in zijn werking gaat versterken. Onafhankelijk van elkaar toonden Cannon en Liechti aan dat dit bij AD/HD mogelijk is, dat het tot symptoomverbetering leidt, en dat er tevens veranderingen in netwerken optreden: de dLPFC wordt actiever, alsook het posterieure cingulum (wat een monitorfunctie heeft over externe en interne stimuli, en connecties heeft met meerdere andere netwerken, o.a. het executieve netwerk). Cannon toonde aan dat training van de dLPFC tot dezelfde resultaten leidde.
De meest intrigerende studie gebeurde door Silberman, die eveneens het dorsale anterieure cingulum, of de aangrenzende supplementaire motorische area of de dorsolaterale prefrontale cortex (afhankelijk van waar bij een basismeting van het EEG tijdens een actie-monitoring taak, go/no-go taak, de duidelijkste afwijkingen in LORETA meetbaar waren) ging trainen bij obese mensen die absoluut wilden vermageren. In deze single-blind gerandomizeerde gecontroleerde studie bleek dat enkel de werkelijke behandeling leidde tot meer succes in het bereiken van hun doelstellingen. Dit opent mogelijkheden om dergelijke behandeling niet alleen bij AD/HD maar ook bij een ruimere doelgroep toe te passen waar er moeilijkheden ervaren worden met "wilskracht" (lange termijn doelen bereiken), zoals bij verslavingen...