This thesis investigated the modulation of approach-avoidance behavior using neurofeedback (NF), focusing specifically on Frontal Midline Theta (FMT) as a target oscillation. The main goal was to determine whether reducing FMT through NF could enhance approach behavior in conflict situations while increasing FMT would promote avoidance. To provide an overview of the current state of the art, the first study focused on a systematic review and meta-analysis of existing studies on FMT modulation by NF. The results indicated a medium effect size, suggesting the feasibility of FMT-NF. However, sub-analyses showed only successful upregulation of FMT, with no evidence supporting FMT downregulation. Although the synthesis was complicated by substantial variability in study design, the number of NF sessions emerged as a moderator of effect size. This comprehensive review provided guidance for future NF protocols and introduced new responder nomenclature to facilitate cross-study comparisons. The next study aimed to integrate the findings into an efficient NF protocol to inhibit FMT. Based on the previous review, we individualized the feedback band to the FMT peak frequency (ITF) elicited during an approach-avoidance task. However, pilot data revealed substantial ITF variability between sessions. Therefore, we analyzed data from an additional 151 participants, confirming that ITF is highly variable over time, with low reliability within and across sessions. This suggests that a single calibration is insufficient for multi-session NF. Lastly, based on the processes related to FMT and the lack of supporting evidence for its downregulation, we proposed the "FMT inhibition dilemma," which suggests that FMT is challenging to downregulate due to its association with cognitive effort during NF. Analysis of two distinct datasets showed that FMT activity increased during NF, even when attempts were made to inhibit it. This indicates a severe dilemma and the need for alternative NF protocols that reduce cognitive engagement or adjust feedback mechanisms. In summary, while FMT-targeted neurofeedback presents a promising avenue for influencing approach-avoidance behavior, there are significant methodological and theoretical challenges that need to be addressed. Key recommendations include embracing multi-session protocols, systematically reporting and investigating individual peak frequencies, and considering inherent processes of FMT when designing and aiming at FMT inhibition. The adoption of open science practices and rigorous replication are highlighted as critical to advancing the reliability and efficacy of neurofeedback research. / In dieser Arbeit wurde die Modulation von Annäherungs-Vermeidungs-Verhalten mittels Neurofeedback (NF) untersucht. Im Speziellen wurde sich dabei auf Frontal Midline Theta (FMT) als Modulationsziel konzentriert. Das Hauptziel war es, festzustellen, ob eine Verringerung der FMT-Aktivität durch NF das Annäherungsverhalten in Konfliktsituationen erhöhen könnte, während eine Erhöhung der FMT das Vermeidungsverhalten fördern würde. Um einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung zu erhalten, fokussiert die erste Studie eine systematische Überprüfung und Meta-Analyse bestehender Studien zur Modulation von FMT durch. Die Ergebnisse weisen auf eine mittlere Effektstärke hin, was auf ihre Durchführbarkeit von FMT-NF schließen lässt. Die Subanalysen zeigten jedoch nur eine erfolgreiche Hochregulierung von FMT, während es keine Belege für eine FMT-Runterregulierung gab. Obwohl die Synthese durch die erhebliche Variabilität der Studiendesigns erschwert wurde, erwies sich die Anzahl der NF-Sitzungen als Moderator der Effektstärke. In dieser umfassenden Übersicht liefern wir Leitlinien für künftige NF-Protokolle und führen eine neue Nomenklatur für Personen die auf NF ansprechen ein, um den künftigen Vergleich zwischen verschiedenen Studien zu erleichtern. Ziel der nächsten Studie war es, die Erkenntnisse in ein effizientes NF-Protokoll zur Verringerung von FMT zu integrieren. Auf der Grundlage der vorangegangenen Übersichtsarbeit haben wir das Feedbackband an die individuelle FMT-Spitzenfrequenz (ITF) angepasst, die während einer Annäherungs-Vermeidungs-Aufgabe ausgelöst wurde. Pilotdaten zeigten jedoch eine erhebliche ITF-Variabilität zwischen den Sitzungen. Daher analysierten wir die Daten von weiteren 151 Teilnehmern und bestätigten, dass die ITF im Laufe der Zeit sehr variabel ist, mit geringer Zuverlässigkeit innerhalb und zwischen den Sitzungen. Dies legt nahe, dass eine einzige Kalibrierung für eine NF-Intervention, die mehrere Sitzungen umfasst, unzureichend ist. Basierend auf den Prozessen, die mit FMT assoziert sind, und dem Mangel an unterstützenden Beweisen für die Herunterregulierung von FMT, schlugen wir das „FMT-Inhibitionsdilemma“ vor. Dieses besagt, dass es schwierig ist, FMT herunterzuregulieren, da es durch kognitive Anstrengung während der NF erhöht wird. Die Analyse von zwei verschiedenen Datensätzen zeigte, dass die FMT-Aktivität während der NF zunahm, selbst wenn versucht wurde, sie zu hemmen. Dies deutet auf ein schwerwiegendes Dilemma und die Notwendigkeit alternativer NF-Protokolle hin, die das kognitive Engagement reduzieren oder die Feedback-Mechanismen anpassen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass FMT-gezieltes Neurofeedback zwar einen vielversprechenden Weg zur Beeinflussung des Annäherungs-/Vermeidungsverhaltens darstellt, es jedoch erhebliche methodische und theoretische Herausforderungen gibt, die es zu bewältigen gilt. Zu den wichtigsten Empfehlungen gehören die Verwendung von Protokollen mit mehreren Sitzungen, die systematische Erfassung und Untersuchung individueller Spitzenfrequenzen und die Berücksichtigung inhärenter Prozesse der FMT bei der Entwicklung von FMT-Hemmungen. Die Integration von „Open-Science“ Praktiken und rigoroser Replikation werden als entscheidend für die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Wirksamkeit der Neurofeedbackforschung hervorgehoben.

Kognitive Kontrolle bezieht sich auf eine Vielzahl mentaler Fähigkeiten, die es uns erlauben im täglichen Leben zielgerichtete Entscheidungen zu treffen und sich flexibel an sich ständig ändernde Umweltanforderungen anzupassen. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war es heraus zu finden, ob Kernfunktionen im Bereich der Konfliktüberwachung, Konfliktkontrolle, Fehlerverarbeitung und die daraus resultierenden Verhaltensanpassungen durch ein einheitliches Kontrollnetzwerk geleistet werden, oder ob spezifische Mechanismen die möglicherweise durch unabhängige neuronale Kontrollschleifen realisiert sind, die Flexibilität unserer Anpassungsfähigkeit steuern. Studie 1 und Studie 2 untersuchen sowohl generelle aus auch spezifische Aspekte der Konflikt- und Fehlerverarbeitung mit Hilfe klassischer Konfliktparadigmen und dem Einsatz von Zeit-Frequenz-analytischen Auswertungsmethoden. Studie 1 untersucht anhand 3 verschiedener Konfliktparadigmen (Simon, Flanker, NoGo) die Modulation der Theta Aktivität (4-8 Hz) und verortet diese grob innerhalb des medial frontalen Cortex (MFC), einer Struktur die durch eine Vielzahl von Studien als entscheidend bei der Konfliktverarbeitung angesehen wird. Die gefundene Theta Aktivität wurde in Studie 2 genutzt, um auch dynamische Netzwerkaktivierungen bei der Bearbeitung von Reiz- und Reaktionskonflikten zu beobachten. Es konnte gezeigt werden, dass ein vermutetes Netzwerk bestehend aus MFC, lateralen präfrontalen Cortices und motorischen Arealen bei der Lösung von Reaktionskonflikten beteiligt ist. In Studie 3 wird eine Simon-Aufgabe, die innerhalb von belohnenden oder bestrafenden Kontexten durchgeführt wurde, genutzt um zu zeigen, dass Konflikt- und Fehlerverarbeitung differentiell durch die Kontextmanipulation beeinflusst werden. Entgegen voriger Annahmen scheinen mehrere neuronale Kontrollsysteme an der Lösung von Konflikten und daraus resultierenden Verhaltensanpassungen beteiligt zu sein. / Cognitive control refers to a set of mental abilities that allow us goal-directed behavior in everyday life and to flexibly adapt to permanently changing environmental demands. The goal of the present dissertation was to investigate whether core functions in the area of conflict monitoring, conflict control, error processing and behavioral adjustments caused by these processes are enabled via a unitary control network or whether specific mechanisms that are possibly realized via independent control loops are responsible for the flexibility of our adaptability. Study 1 and 2 investigate general as well as specific aspects of conflict and error processing by using classic conflict paradigms and time-frequency-analytic methods. Study 1 compares the modulation of theta activity (4-8 Hz) across 3 conflict paradigms (Simon, Flanker, NoGo) and roughly situates it within medial frontal cortex (MFC), a structure which has been characterized as crucial for conflict processing in manifold studies. The found theta activity has been used in study 2, to observe dynamic network activations during processing of stimulus and response conflicts. Data confirmed that a hypothesized network consisting of MFC, lateral prefrontal cortices and motor areas is involved in conflict resolution. In study 3 we used a Simon task which was executed either during a rewarding or a punishing context assessing the influence of motivational contexts on conflict adaptation revealing that conflict and error processing were influenced differentially by the context manipulation. Against previous assumptions, several neuronal control systems seem to be engaged during conflict resolution and resulting behavioral adjustments.