A munkamemória neurális alapja ADHD-ban: terhelés a bonyolultság ellen

további információ:ali.ma@wecistanche.com

Prerona Mukherjeea, *, Tadeus Hartanto, Ana-Maria Iosifa, J. Faye Dixonb, a

Stephen P. Hinshaw, Murat Pakyurekc, Wouter van den Bosa, Amanda E. Guyerd és ,f

Samuel M. McClureg, Julie B. Schweitzera, Catherine Fassbender a, h

a Pszichiátriai és Viselkedéstudományi Tanszék és a MIND Institute, University of California, Davis, 2825 50th St., Sacramento, CA 95817, USA

b Közegészségügyi Tudományok Tanszék, Kaliforniai Egyetem, Davis, Davis, CA 95616, USA

c Pszichológiai Tanszék, Kaliforniai Egyetem, Berkeley, 3rd Floor, Berkeley Way West Building, 2121 Berkeley Way West, Berkeley, CA 94720, USA d Fejlődéspszichológiai Tanszék, Amszterdami Egyetem, Nieuwe Achtergracht 129-B, 1018 WS Amsterdam, Hollandia

e Department of Human Ecology, University of California, Davis, 1 Shields Ave, Davis, CA 95616, USA

f Center for Mind and Brain, University of California, Davis, 267 Cousteau Pl, Davis, CA 95618, USA

g Pszichológiai Tanszék, Arizona Állami Egyetem, Tempe, AZ 85287, USA

h School of Psychology, Dublin City University, DCU Glasnevin Campus, Dublin 9, Írország

A Cistanche és a cistanche deserticola ma javíthatja a memóriát

A B S T R A C T

DolgozómemóriaA (WM) hiány kulcsfontosságú a figyelemhiányos hiperaktivitási rendellenességben (ADHD). Ennek ellenére a WM nem általánosan károsodott ADHD-ban. Ezenkívül az ADHD WM-deficitjének neurális alapja még nem bizonyított véglegesen, mivel olyan régiók érintettek, mint a prefrontális kéreg, a kisagy és a caudatus. Ezek az ellentmondások összefügghetnek a WM-kapacitás fogalmi felfogásával, mint például a terhelés (információ mennyisége) a működési összetettséggel (karbantartás-visszahívás vagy manipuláció) szemben. Például a neurotípusos (NT) egyénekhez képest az összetett WM-műveletek károsodhatnak ADHD-ban, míg az egyszerűbb műveletek megkímélhetők. Alternatív megoldásként nagyobb terhelés esetén minden működés sérülhet. Itt összehasonlítottuk a WM-kapacitás e két összetevőjének hatását: a terhelést és a működési komplexitást, az ADHD és az NT között, viselkedési és neurális hatást. Feltételeztük, hogy a WM terhelés hatása nagyobb lesz ADHD esetén, és az idegi aktiváció megváltozik. A résztvevők (12-23 éves korosztály; 50 ADHD (18 nő); 82 NT (41 nő)) három vagy négy tárgyat (terhelést) idéztek fel előre vagy hátra sorrendben (működési komplexitás) a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás során. A diagnózis és a feladat hatásait összehasonlították a teljesítményre és az idegi elköteleződésre. Viselkedési szempontból jelentős kölcsönhatásokat találtunk a diagnózis és a terhelés, valamint a diagnózis, a terhelés és a komplexitás között. Neurálisan kölcsönhatást találtunk a diagnózis és a terhelés között a jobb striatumban, valamint a diagnózis és a komplexitás között a jobb kisagyban és a bal oldali occipitalis gyrusban. Az ADHD csoport hipoaktivációt mutatott az NT csoporthoz képest nagyobb terhelés és nagyobb komplexitás esetén. Ez tájékoztat az ADHD-s serdülők és fiatal felnőttek WM-hez kapcsolódó funkcionális problémáinak mechanizmusairól (pl. tanulmányi teljesítmény) és orvosi beavatkozásokról (pl. WM-tréning).

1. Bemutatkozás

A figyelemhiányos hiperaktivitási zavar (ADHD) egy gyakori, korai kezdetű idegrendszeri fejlődési rendellenesség, becsült prevalenciája 5–6 százalék, és gyakran felnőttkorig is fennáll (Asherson et al., 2016). Az ADHD jelentős hiánya működikmemória(WM), néhány kutatás arra utal, hogy a WM lehet az ADHD alapvető károsodása (Martinussen és mtsai, 2005; Rapport és mtsai, 2001). A WM-károsodások olyan kulcstünetekhez kapcsolódnak, mint a figyelmetlenség és a hiperaktivitás az ADHD-ban (Orban et al.,

2018; Rapport et al., 2009; Campez et al., 2020). A WM-kapacitás az információ mentális fenntartásának vagy manipulálásának képességére utal, az észlelési bevitelt követően (Baddeley és mtsai, 1974). Kétségtelen, hogy a WM-hez kapcsolódó károsodások nagymértékben befolyásolhatják az élet számos területét, például a tanulmányi eredményeket (Simone és mtsai, 2018; Fried és mtsai, 2019), az érzelmek feldolgozását (Groves et al., 2020), társas kapcsolatok (Kofler et al., 2011). Ezért az ADHD WM-hez kapcsolódó károsodásának átfogóbb megértése fontos következményekkel járhat.

A WM-kutatás egyik bonyolító tényezője a WM-konstrukciók meghatározásai közötti különbségek. Egyes WM-elméletek különbséget tesznek a karbantartás és a manipuláció között, és csak a manipulációt minősítik valódi WM-nek, ahol a karbantartás egyszerűen visszahívás (Rapport et al., 2013), míg mások mindkettőt eltérő összetettségű WM-műveletnek tekintik (D'Esposito et al., 1999). Rypma és mtsai, 2002; Jolles és mtsai, 2011). A WM-ben tárolt információk hűsége csökken, ahogy az információn végrehajtott műveletek összetettsége nő (pl. karbantartás versus manipuláció). Hasonló negatív hatás figyelhető meg a WM-re, ahogy a karbantartott információ mennyisége (azaz a terhelés) növekszik. Így a WM kapacitást befolyásolhatja a terhelés, a működési összetettség vagy mindkettő.

Különböző modelleket javasoltak a különböző WM-konstrukciók neurális alapjainak magyarázatára. A WM egyik modellje azt állítja, hogy a karbantartás és a manipuláció a frontális és a parietális kéreg különböző hálózataira támaszkodik. Úgy gondolják, hogy a karbantartás egy ventrálisabb hálózatot toboroz, míg a manipuláció több háti régióra is támaszkodik (D'Esposito et al., 1999; Crone és mtsai, 2006). Nagyobb terhelés esetén azonban a karbantartásról kimutatták, hogy bevonja a háti hálózatokat is (Rypma et al., 2002; Miller, 1956; Braver és mtsai, 1997; Tan és mtsai, 2006; Jaeggi és mtsai, 2009; Zarahn et al. al., 2005). Így a manipulációt inkább nagy terhelésű WM-feladatnak tekinthetjük, semmint szétválasztható összetevőnek egy dedikált agyhálózattal. Nagyon kevés tanulmány tesztelte ezt a nagyobb terhelés melletti karbantartás és a manipuláció közvetlen összehasonlításával (Jolles et al., 2011; Veltman és mtsai, 2003; Cannon és mtsai, 2005). Két ilyen tanulmány azt találta, hogy a nagyobb terhelés melletti karbantartás a manipulációhoz hasonló régiókat vont be, beleértve a dorsolaterális prefrontális kéreget (DLPFC) (Veltman és mtsai, 2003; Cannon és mtsai, 2005), míg egy másik tanulmány nem talált DLPFC-rekrutációt manipulációhoz (Jolles et al. , 2011). Más munkák azt mutatják, hogy a WM-kapacitást, különösen a manipulációs képességet a megfelelő DLPFC-aktiváció támogatja, és az életkor előrehaladtával növekszik (Jolles et al., 2011; Crone et al., 2006; Federico et al., 2014).

A WM-hiány kulcsfontosságú az ADHD-ben (Martinussen és mtsai, 2005; Rapport és mtsai, 2001). A WM összefüggésben áll az ADHD tüneteivel (Rapport és mtsai, 2009), és a WM-deficit felnőttkorig is fennáll (Alderson és mtsai, 2013). Mindazonáltal a WM nem általánosan károsodott ADHD-ban (Martinussen és mtsai, 2005; Rapport és mtsai, 2008; Gathercole és Alloway, 2006; Vance és mtsai, 2013; Kofler és mtsai, 2019; Nigg, 2005). , és ez a heterogenitás nem teljesen érthető. További bonyolító tényezők közé tartozhat az a lehetőség, hogy az ADHD-ban a WM-károsodások modalitás-specifikusak lehetnek. Lehetséges, hogy a térbeli WM jobban érintett, mint a verbális (Martinussen et al., 2005). Egy közelmúltbeli metaanalízis azonban azt találta, hogy a verbális WM befolyásolja az ADHD-t (Ramos et al., 2020). Más elméletek azt sugallják, hogy a WM nagyobb hatással lehet a figyelmetlen tünetekkel küzdő egyénekre (Martinussen és Tannock, 2006), de a WM-hiány hiperaktív/impulzív tünetekkel is jár (Kofler és mtsai, 2019).

A jelenlegi tanulmányban azt javasoljuk, hogy a WM ADHD-vel kapcsolatos változásai attól függjenek, hogy a WM kapacitását a terhelés és/vagy a komplexitás határozza meg. Így az összetett WM-műveletek, mint például a manipuláció, hatással lehetnek az ADHD-re, míg az egyszerűbb műveletek, mint például a karbantartási visszahívás, kevésbé lehetnek érintettek, mint például a Parkinson-kórban (Lewis et al., 2003). Alternatív megoldásként mind a manipuláció, mind a nagyobb terhelés melletti karbantartás sérülhet, amint az skizofréniában megfigyelhető (Cannon és mtsai, 2005; Hill és mtsai, 2010).

Az ADHD WM-hiányának neurális alapja tovább járulhat az ADHD WM-károsodására vonatkozó eredmények heterogenitásához. A neurotípusos (NT) egyének WM-jét támogató agyi hálózatokat alaposan tanulmányozták, míg a prefrontális kéreg (PFC), a parietális kéreg (PC), a kiegészítő motoros terület (SMA) és a superior temporalis területek (D'Esposito et al., 1999) ) klasszikusan a WM-hez kapcsolódnak, a legújabb tanulmányok szerint a kisagy (Tomlinson és mtsai, 2014; Steinlin, 2007) és a striatális régiók (O'Reilly és Frank, 2006; Darki és Klingberg, 2015) alapvető szerepet játszanak a WM feldolgozásában. A striatum a PFC információinak kapuzásához kapcsolódik (Chatham és Badre, 2015; McNab és Klingberg, 2008), és ezért kritikus a WM kapacitása (pl. karbantartás) szempontjából, miközben a kisagy fokozottan összetett (Marvel és Desmond, 2012) ) (pl. manipuláció). Strukturális különbségekről számoltak be mind a farokcsontban (Vaidya, 2012; Valera et al., 2007; Hoogman et al., 2017), mind a kisagyban (Steinlin, 2007; Vaidya, 2012; Valera és mtsai, 2007; Baldaçara et al. al., 2008; Berquin és mtsai, 1998; Giedd és mtsai, 2001; Casey és mtsai, 2007) az ADHD-ben, az NT-vel összehasonlítva, és az ADHD WM-károsodásának főbb áttekintései fronto-striato-cerebelláris hálózatokat javasolnak. kulcsszerepet játszhat az ADHD WM-deficitjében (Martinussen és mtsai, 2005; Giedd et al., 2001; Castellanos és mtsai, 2002; Durston, 2003; Bollmann és mtsai, 2017). Így az ADHD WM-károsodását a terhelés vagy a komplexitás növekedése okozhatja, a striatális vagy kisagyi rendszerek toborzásának különbségei révén a frontális hálózatokkal kapcsolatban. Ezért a WM-teljesítményben mutatkozó különbségek vizsgálata mellett az ADHD WM-károsodásának idegi alapjainak vizsgálata, akár terhelés, akár összetettség miatt, lehetővé tenné az ADHD WM-különbségei helyének azonosítását.

A WM-kapacitás különböző definícióinak ADHD-ban betöltött hatásának közvetlen összehasonlítása érdekében teszteltük a WM terhelés (alacsony versus magas) és komplexitás (karbantartás-visszahívás versus manipuláció) hatását egy egységes fMRI paradigmán belül, ADHD-s egyének csoportjában. és egy NT kontrollcsoport. Feltételeztük, hogy a WM teljesítménye gyengül az ADHD-ban az NT csoporthoz képest, és ezt a teljesítménybeli különbséget a WM-hez kapcsolódó neurális aktiváció változásai kísérik. Továbbá korábbi viselkedési tanulmányok eredményei alapján, amelyek a WM terhelés hatását vizsgálták ADHD-ben (pl. Bollmann et al., 2017; Weigard és Huang-Pollock, 2017); Feltételeztük, hogy az ADHD-s egyének esetében a növekvő terhelés aránytalanul csökkenti a WM teljesítményét az NT-ekhez képest, függetlenül a komplexitástól, és ez a fronto-striato-cerebelláris hálózatok fokozott toborzásával járna együtt.

Az ADHD WM-kapacitásra gyakorolt ​​hatásának sajátosságainak megértése (komplexitás versus terhelés) világossá teheti, hogy a WM nehézség mely aspektusai jelentenek kihívást az ADHD-s betegek számára. Ezenkívül a személyre szabott WM-képzési beavatkozások tervezésében is szolgálhat azáltal, hogy a WM-műveletek meghatározott szempontjai felé irányítja az erőfeszítéseket. A korábbi munkákban javasoltak szerint a külső tárolás, a jelzések vagy az új információk fokozatos hozzáadása csökkentheti a WM terhelést, és az ezekre a szempontokra összpontosító beavatkozások előnyösebbek lehetnek (Martinussen et al., 2005).

2. Anyag és módszer

2.1. Résztvevők

2.1.1. A résztvevők adatai

Képalkotó adatokat gyűjtöttünk (a képalkotó paraméterekkel és a toborzás részleteivel kapcsolatban lásd a következő szakaszokat) 78 serdülőtől és fiatal felnőtttől (AYA), akiknél az ADHD kombinált megjelenése (vagyis mind a figyelmetlenség, mind a hiperaktivitás/impulzivitás fokozott tüneteit mutató) és egy összehasonlítás. 86 NT AYA csoportja, egy longitudinális vizsgálat része. Résztvevőket toboroztunk a University of California, Davis (UCD), a MIND Institute-alapú tantárgy-toborzó rendszerből, az UCD-ből és a közösségi ambuláns pszichiátriai és idegfejlődési rendellenességekkel foglalkozó klinikákból, az UCD campus faliújságjairól és a közösségből célzott hirdetésekkel szórólapokon és közösségi oldalakon. média. Húsz ADHD-s és négy NT résztvevőt kizártak az alacsony viselkedési pontosság miatt (ezt úgy határozták meg, hogy az összes résztvevő és minden körülmény között kevesebb, mint két standard eltérés az átlagos teljesítmény alatt), és 8 ADHD-s résztvevőt a szkennelés alatti túlzott fejmozgás miatt (ezt úgy határozták meg, hogy több mint 25 százalékos térfogat kimaradt az 1 mm-es térfogat-térfogat mozgási határ túllépése miatt). Elemeztük a többi résztvevő, köztük 50 ADHD és 82 NT résztvevő MRI adatait.

A résztvevők 12–23 évesek voltak, és 41/41 és 18/32 nő/férfi volt az NT és ADHD csoportokban (1. táblázat). Az ADHD-s résztvevők közül jelenleg 28-nak írtak fel stimuláns gyógyszert (12 metilfenidátot, 16 amfetamint), és két nem stimuláns gyógyszert. A résztvevőknek 48–96 órát vettek igénybe a gyógyszeres kezelés

gyógyszerszünet a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) vizsgálat előtt, felíró orvosuk jóváhagyásával, ami megfelel az előírt gyógyszer öt felezési idejének. A résztvevők társadalmi-gazdasági helyzetére vonatkozó információkért lásd a Kiegészítő információk részt.

2.1.2. Diagnosztikai eljárások

Csapatunk két engedéllyel rendelkező pszichológusa (JBS és JFD) kiértékelte a szűrési adatokat, hogy meghatározza a vizsgálatra való alkalmasságot a Mentális zavarok diagnosztikai és statisztikai kézikönyve – 5. kiadás (DSM 5) alapján. A szülői (Conner-3 Parent Rating Scale – CPRS-3) és a tanári minősítési skála (Conners-3 Teacher Rating Scale – CTRS-3) (Conners, 2008) elkészült, míg a felnőtt résztvevők a Conners' Adult ADHD Rating Scale-val (CAARS) rendelkeztek egy szülővel, házastárssal vagy közeli barátjukkal (ezeket elsősorban a szülők töltötték ki), akik a CAARS megfigyelő űrlapját töltötték ki a résztvevőn. Az ADHD gyermekkori jelenlétét a felnőtt ADHD-s résztvevők esetében szintén megerősítették (vagy hiányát az NT esetében) a szülők által a Barkley Adult ADHD Rating Scale-IV (BAARS-IV) skálán végzett retrospektív értékelési skálák segítségével. Csapatunk szakképzett pszichológusa további interjúkat készített a szülőkkel, hogy szükség esetén tisztázza a diagnózist (vagy annak hiányát). Az akadémiai tanulási zavarok szűrési eljárásait lásd alább.

2.1.3. Vizsgálati felvételi/kizárási kritériumok

A vizsgálatba való bevonási kritériumok megkövetelték, hogy a résztvevők életkora 12 és 25 év között legyen, az NT-csoportra jellemzően fejlődőképesnek kell lennie, vagy meg kell felelniük az ADHD, kombinált vagy hiperaktív/impulzív prezentáció DSM{2}} kritériumainak az ADHD csoportban. (A vizsgálat ADHD-csoportjának összes résztvevője megfelelt a kombinált prezentáció kritériumainak; a hiperaktív/impulzív prezentáció esetében egyik sem). A vizsgálatból a kizárási kritériumok a következők voltak: (a) A teljes skála IQ-pontszám < 80="" (az="" iq-pontszám="" a="" weschler-féle="" intelligencia="" skála="" gyermekek="" számára="" (wisc-iv;="" n="91)" vagy="" a="" wechsler="" felnőtt="" intelligenciaskálán="" (wais;="" n="" {{6})="" alapult.="" }}),="" életkortól="" függően);="" (b)="" a="" matematikai="" vagy="" olvasástanulási="" zavar="" pozitív="" tesztje="" (wechsler="" individual="" achievement="" test="" –="" third="" edition="" (wiat-iii)="" pontszáma="">< 80);="" (c)="" bármely="" szülő="" által="" bejelentett="" fejsérülés,="" neurológiai="" rendellenesség="" vagy="" súlyos="" egészségügyi="" probléma;="" (d)="" felírt="" pszichoaktív="" gyógyszerek="" az="" adhd-gyógyszereken="" kívül="" (pl.="" stimulánsok="" vagy="" atomoxetin);="" (e)="" az="" adhd-n,="" az="" oppozíciós="" dacos="" rendellenességen="" vagy="" magatartászavaron="" kívül="" bármely="" más="" i.="" tengely="" diagnózisának="" dsm-kritériumának="" teljesítése;="" f)="" pozitív="" kábítószer-szűrés="" a="" képalkotó="" vizsgálat="" napján="" a="" tiltott="" kábítószerek="" tekintetében;="" g)="" pozitív="" terhességi="" teszt="" (nő);="" h)="" bármely="">

Minden résztvevőtől beszereztük a szülői írásos beleegyezést és a beleegyezést/gyermek beleegyezését. Az UCD intézményi felülvizsgálati bizottsága jóváhagyta a projektet.

2.2. Képalkotás

A képalkotáshoz Siemens 3T TIM Trio MRI szkennert (Siemens Medical, Erlangen, Németország) használtunk 32-csatornás fejtekerccsel. T2* funkcionális képek készültek (voxelméret=3,4 mm × 3,4 mm × 3,4 mm, szeletvastagság=3,4 mm izotróp, 36 átlapolt szelet, ismétlési idő (TR)=2 .0 s, gerjesztési idő (TE)=25 ms, átfordulási szög=90◦ , mátrix 64 × 64, látómező (FOV)=220 mm). A WM feladat négy futtatást tartalmazott, amelyek mindegyike 182 kötetből állt. Ezenkívül MPRAGE anatómiai szkennelést gyűjtöttünk (TR {{20}},9 s, TE=3,06 ms, FOV=256 mm, mátrix=256 × 256, elfordítási szög=7◦ , szeletvastagság=1 mm, 208 szelet). A kísérleti ingereket E-Prime 2.0 (Psychology Software Tools, Inc., Sharpsburg, PA) segítségével mutattuk be.

2.3. Paradigma

A résztvevők a Képrendelés egy változatát adták előmemóriaParadigma (Crone et al., 2006) eseményfüggő tervezési kísérleti paradigmával (1.1. ábra). Ebben a feladatban a négy futtatás mindegyike 4000 ms-os rögzítési periódusból állt, amelyet 15 próba követett. Minden próba egy kódoló blokkal kezdődött, amely négy, 1000 ms-os időközönként megjelenő képből állt. A terhelést úgy változtatták, hogy a negyedik képet csillagra cserélték a 3 terhelési próbában, amit a résztvevők figyelmen kívül hagyására utasítottak. Ezt követte egy 5000 ms-os utasításblokk, amely során a résztvevőknek azt mondták, hogy a bemutatott sorrendben (azaz előre; F) vagy fordított sorrendben (azaz visszafelé; B) idézzék fel az elemeket. Ez volt a fő érdeklődési időszak, mivel ekkor tartották az objektumokat vagy karbantartották (előre irányuló sorrend), vagy manipulálták (fordított sorrend). Egy rögzítési időszak (1000 ms) után szondablokk következett, amely során a résztvevők felidézték a korábban 8000 ms-on keresztül bemutatott objektumokat. A kísérletek közötti 4000 ms, 6000 ms, 8000 ms (átlag 6000 ms) intervallum követte minden egyes kísérletet. A feltételeket véletlenszerűen osztottuk el egy futtatáson belül.

2.4. Viselkedési teljesítmény elemzés

A SAS 9.4-es verzióját használtuk. (SAS Institute Inc., Cary, NC) a viselkedési teljesítmény elemzésére. Átlagos pontosságot és reakcióidőt származtattunk a 3 item (3F és 3B), 4 item (4F és 4B), előre (3F és 4F) és visszafelé (3B és 4B) próba esetén. Az elemzéseket vegyes hatású lineáris modellekkel végezték el (Laird és Ware, 1982), mivel az adatokat ismételten gyűjtötték minden egyénre a feladat körülményei között (bonyolultság és terhelés). Ennek a megközelítésnek az az előnye, hogy képes közvetlenül modellezni a heterogén varianciákat (csoportok vagy feltételek között). Teszteltük

1. ábra Kísérleti paradigma és viselkedési teljesítmény. 1.1. Kísérleti paradigma. Mind a négy futtatást 4000 ms-os rögzítési periódus előzte meg, amelyet 15 próba követett. Minden próba egy kódolási blokkkal kezdődött, amely négy rögzítési párból állt, majd egy tétel következett, 1000 ms-ig. A terhelést úgy változtatták, hogy a negyedik képet csillagra cserélték a 3 terhelési próbában, amit a résztvevők figyelmen kívül hagyására utasítottak. Ezt követte egy 5000 ms-os instrukciós blokk, amely során a résztvevőknek azt mondták, hogy a bemutatás sorrendjében (azaz előre) vagy fordított sorrendben (azaz visszafelé) idézzék fel az elemeket. Ez volt a fő érdeklődési időszak, mivel ekkor tartották az objektumokat vagy karbantartották (előre irányuló sorrend), vagy manipulálták (fordított sorrend). Rögzítési periódus (1000 ms) után ezt egy 8000 ms-os próbablokk követte, amely során a résztvevőket arra kérték, hogy idézzék fel a korábban bemutatott objektumokat. Minden kísérletet 4000 ms, 6000, 8000 ms (átlagosan 6000 ms) kísérletek közötti intervallum követett. 1.2. Viselkedési teljesítmény. A diagnózis, a komplexitás és a terhelés közötti kölcsönhatás szignifikáns volt (p=0,048). Szignifikáns kölcsönhatást találtunk a diagnózis és a terhelés között (p=0,04), de a diagnózis és a komplexitás között nem (p=0,62). Az ADHD-s egyének több hibát produkálnak az NT-hez képest minden körülmények között. Mindkét csoport kevésbé pontosan reagált a nehezebb feladatokra – vagy a megnövekedett terhelés (4 versus 3), vagy a megnövekedett összetettség (hátra versus előre, vagy manipuláció kontra karbantartás) miatt, de az ADHD, mint az NT csoport, nagyobb csökkenést mutatott a pontosságban a megnövekedett terhelés miatt. Betöltés.

különbségek a pontosságban a komplexitás (manipuláció kontra karbantartás), a terhelés (4 versus 3) és a diagnózis (ADHD versus NT) mint tényező. A modell rögzített hatásokat tartalmazott a diagnózisra, terhelésre, komplexitásra, életkorra (átlagközpontú), a terhelés, a komplexitás és a diagnózis, a terhelés és a diagnózis, a komplexitás és a diagnózis, a terhelés és az életkor, a komplexitás és az életkor közötti kölcsönhatásokra. Megvizsgáltuk az életkor kvadratikus hatását is. Az egyes résztvevők véletlenszerű effektusai is szerepeltek.

2.5. Képalkotó elemzés

2.5.1. Előfeldolgozás

Az fMRI adatokat FSL és AFNI segítségével elemeztük (Cox, 1996). Minden pásztázás első két kötetét a jel stabilizálása érdekében eldobtuk. A futtatásokat nem agyi eltávolításon vették át, mielőtt az egyén T1-súlyozott szerkezeti MR-képéhez igazították volna, és átalakultak a Montreal Neurological Institute (MNI) terébe. A regisztráció az FMRIB Lineáris képregisztrációs eszközével történt (Greve és Fischl, 2009). Simítás, 4 mm-es teljes szélességű, fele-maximális (FWHM) Gauss-szűrővel és normál-

zációkat a korábbi vizsgálatainkhoz hasonlóan végeztük (Fassbender et al., 2011). A voxel mérete 2 mm3 volt. Az 1 mm-t meghaladó térfogat-térfogat mozgást meghaladó térfogatokat kizártuk a további elemzésből. Kizárták azokat a résztvevőket, akiknél több mint 25 százalék volt kihagyva.

2.5.2. Regresszió analízis

Az általános lineáris modellelemzések a hemodinamikai válaszokat egy boxcar aktiválási funkcióval illesztik az egyes állapotok kezdeti időpontjainak felhasználásával. A mozgási paraméterek is bekerültek a zavaró változók közé. A regresszorok modellezték a kódolási, utasítási, visszahívási és manipulációs periódusokat.

2.5.3. Csoporton belüli és csoportközi elemzés

Az egyes csoportokban a WM komplexitás és terhelés alapján toborzott agyi régiók azonosítására, figyelembe véve az életkor hatását, lineáris vegyes hatású modellezést végeztünk, amelyet a 3dLME implementált az AFNI-ben, a teljes agy szintjén. Modellünkben a rögzített hatások a diagnózis, a komplexitás és a terhelés voltak. Belefoglaltuk a diagnózis, a komplexitás és a terhelés, a diagnózis és a komplexitás, a diagnózis és a terhelés, az életkor és a terhelés, az életkor és a komplexitás, az életkor és a diagnózis közötti kölcsönhatásokat. A résztvevőt véletlenszerű lehallgatóként kezelték. Kovariánsként az életkor szerepelt.

Monte Carlo szimulációkat végeztünk, hogy korrigáljuk a többszörös összehasonlításokat 0.005 voxelszintű p-értékkel, aminek eredményeként a 0,05-ös szignifikáns valószínűség eléréséhez legalább 182 voxel klaszterméretet kaptunk. véletlenül fennmaradt klaszter. A szimulációkat a 3dClustSim autokorrelációs függvény (ACF) segítségével számítottuk ki, elkerülve a Gauss-zajeloszlással kapcsolatos feltételezéseket (Cox et al., 2017). Az ANCOVA-kból származó, szignifikáns klaszterekből származó paraméterbecsléseket kivontuk és ábrázoltuk (csak demonstráció céljából), hogy a csoportok és a feladatkörülmények közötti különbségeket reprezentálják, figyelembe véve az életkort.

Annak biztosítására, hogy a csoportkülönbségeket ne befolyásolja a fej mozgása, összehasonlítottuk az átlagos mozgási paramétereket (az x, y, z irányú mozgás négyzetösszegének négyzetgyökéből számítva) a csoportok között, független minták t-próbája (kétfarkú, egyenlő eltéréseket nem feltételezünk). Nem találtunk szignifikáns csoportkülönbséget (t=-0.12, df=102.26, p=0.90).

3. Eredmények

3.1. Viselkedés

A 2. táblázat és az 1.2. ábra a komplexitás és a terhelés pontosságra gyakorolt ​​hatását vizsgáló viselkedéselemzések eredményeit foglalja össze. Ahogy a táblázat mutatja, a diagnózis, a komplexitás és a terhelés közötti kölcsönhatás jelentős volt (p=0.048). Szignifikáns kölcsönhatást találtunk a diagnózis és a terhelés között (p=0,04), de a diagnózis és a komplexitás között nem (p=0,62). Az életkor szignifikáns hatását találtuk (p=0,03). Az életkor és a terhelés kölcsönhatása szignifikáns volt (p < 0,001).="" teszteltük="" az="" életkor="" teljesítményre="" gyakorolt="" ​​kvadratikus="" hatását="" is,="" de="" ez="" nem="" volt="" szignifikáns="" (p="2.">

A lineáris vegyes hatású modell elemzéséből származó paraméterbecslések a csoportok közötti pontosságra (NT versus ADHD), összetettségre (manipuláció kontra karbantartás, vagy hátra versus előre) és terhelésre (4 versus 3), az életkor kovariánsként. A referencia kategóriák a diagnózis szempontjából neurotipikusak, a komplexitás szempontjából a karbantartás és a terhelés szempontjából 3 tétel.

0.06), ezért nem szerepelt kifejezésként az fMRI adatelemzésekben.

3.2. Agy-aktiválás

3.2.1. Feladatfeltétel hatások

A neuroimaging elemzésekhez a terhelés és a komplexitás főbb hatásainak tesztelésével kezdtük a résztvevőket, és azonosítottuk a korábban a WM-hez kapcsolódó régiókat, beleértve a ventrolateralis és dorsolaterális PFC-t, a striatumot és a kisagyot. A terhelés és a komplexitás főbb hatásainak konjunkcióanalízise az occipitalis, parietalis, középső temporális gyrus, precentralis gyrus, DLPFC, cerebellum és striatum nagy részét azonosította bilaterálisan. Ezen túlmenően, a komplexitás egyik fő hatása a mediális PFC-ben, a kétoldali precuneusban és a kisagyban található nagy klaszterek voltak. A terhelés fő hatása a kétoldali occipitalis gyrus, a striatum, a bal VLPFC és a jobb precentralis gyrus volt. A diagnózis fő hatása a kisagyban lévő klaszter volt, a csúcsaktivitás csökkenésével. Az életkor fő hatása nagy, szignifikáns klasztereket mutatott ki csúcsokkal a bal lencsealakú magban, beleértve a bilaterális farokt, a kétoldali kisagyot, amely az uvula és a culmen fölé nyúlik, a bilateralis inferior frontális gyrus (IFG), a precentralis gyrus, a középső gyrus frontalis és a bilateralis inferior parietális lebeny (2.1. ábra, 3.1. táblázat).

3.2.2. Csoporton belüli hatások

Mindkét csoporton belül a terhelés és a komplexitás hatását vizsgáló tesztek kétoldali szignifikáns aktivációt azonosítottak a standard WM régiókban, beleértve a laterális PFC-t, a parietális kéreget, a striatumot és a kisagyot (2.2. ábra, 3.2. táblázat).

3.2.3. Interakciók: csoport × feladat-feltétel

Nem találtunk szignifikáns háromirányú interakciós hatást (csoport × terhelés × komplexitás). A csoport és a komplexitás szignifikáns interakciós hatását a jobb kisagyban és a bal nyelvi gyrusban találtuk. A csoport és a terhelés szignifikáns interakciós hatását is találtuk a jobb caudatusban (3. ábra, 3.3. táblázat).

3.2.4. Interakciók: életkor × feladat-feltétel

A bal paracentrális lebenyben az életkor és a terhelés, a jobb caudatusban a takarmányozás és a komplexitás szignifikáns interakciós hatása volt (3.4. táblázat).

3.2.5. Interakciók: életkor × csoport

Nem volt szignifikáns interakciós hatás az életkor és a csoport között.

4. Megbeszélés

A WM-deficitről széles körben beszámoltak ADHD-ban (Alderson et al.,

2. ábra: Fő hatások és csoporton belüli hatások – minden kép százalékos jelváltozást mutat (a béta értékekkel egyenértékű) az agyi képeken, küszöbérték p < 0,005,

klaszter korrigált p < 0.05.="" a="" kötőszó="" kivételével="" minden="" aktiváló="" kép="" hőtérképeket="" használ,="" hogy="" a="" vöröstől="" a="" sárgáig="" változó="" intenzitású="" pozitív="" aktiválást,="" a="" kék="" árnyalataiban="" pedig="" negatív="" aktiválást="" mutasson.="" 2.1.="" a="" terhelés="" főbb="" hatásai="" (4="" vs.="" 3),="" összetettség="" (hátra="" vs.="" előre)="" és="" a="" két="" fő="" hatás="" összefüggése.="" a="" konjunkciós="" térkép="" a="" terhelést="" sárgával,="" a="" működést="" ciánnal,="" a="" két="" fő="" hatás="" átfedését="" zölddel="" mutatja,="" 2.2.="" a="" terhelés="" hatása="" (4="" vs.="" 3)="" külön="" az="" nt="" esetében,="" a="" terhelés="" hatása="" (4="" vs.="" 3)="" külön="" az="" adhd="" esetén,="" a="" komplexitás="" hatása="" (hátra="" vs.="" előre)="" külön="" az="" nt="" esetében="" és="" a="" komplexitás="" hatása="" (hátra="" vs.="" előre)="" külön="" adhd="" esetén.="" (az="" ábra="" jelmagyarázatában="" szereplő="" színekre="" való="" hivatkozások="" értelmezéséhez="" a="" cikk="" webes="" változatát="" találja="" meg="" az="">

2013), és összefüggésbe hozták a tünetekkel (Rapport és mtsai, 2009), valamint a funkcionális kimenetelekkel (Simone és mtsai, 2018; Fried és mtsai, 2019; Kofler és mtsai, 2011; Orban et al. 2018; Rapport et al., 2009; Campez és mtsai, 2020). A WM-károsodás felnőttkorban is fennáll (Alderson et al., 2013). Mindazonáltal, annak ellenére, hogy az ADHD-ban a WM-hez kapcsolódó károsodások kiemelkedőek, nem világos, hogy ezeket a WM-hiányokat a WM-terhelés növekedése vagy a működési bonyolultság, vagy mindkettő okozza-e. A WM terhelés növekedésével járó idegi aktiváció változása a nagyobb működési komplexitásnak megfelelő agyi aktivációhoz képest szintén nem ismert, ADHD és NT esetén.

Eredményeink azt mutatják, hogy minden körülmények között az ADHD-s egyének több hibát produkálnak, mint az NT. Mindkét csoport kevésbé pontosan reagált a nehezebb feladatokra – vagy a megnövekedett terhelés (4 versus 3), vagy a nagyobb összetettség (visszafelé versus továbbítás, vagy manipuláció kontra karbantartás) miatt. Az ADHD csoportban azonban a terhelés növekedése nagyobb hatással volt a WM teljesítmény pontosságára, mint az NT csoportban.

Az idegi adatok azt mutatták, hogy minden résztvevő olyan agyi régiókat vett fel, amelyek tipikusan a WM-hez kapcsolódnak, mint például a PFC, PC, SMA, superior temporális gyrus (D'Esposito és mtsai, 1999), kisagy (Tomlinson et al., 2014; Steinlin). , 2007) és striatális régiók (O'Reilly és Frank, 2006; Darki és Klingberg, 2015). Az aktivitás ezeken a területeken nőtt a terhelés növekedésével és a komplexitás növekedésével is, ami arra utal, hogy a WM kapacitás ezen aspektusai között jelentős megosztott neurális architektúra van. Eredményeink azt sugallják, hogy a megnövekedett terhelés melletti karbantartás, valamint a manipuláció mindkét csoportban érintette a DLPFC-t, akárcsak a korábbi tanulmányokban (Veltman és mtsai, 2003; Cannon és mtsai, 2005). Szignifikáns interakciós hatást találtunk a kisagyban és a lingualis gyrusban a műveleti komplexitás és a csoport, a striatumban a terhelés és a csoport között. Míg az egyszerűbb körülmények között, terhelés vagy komplexitás esetén az NT csoport nem rendelkezik szignifikánsan eltérő aktivációval az ADHD csoporttól, addig nagyobb terhelés vagy nagyobb komplexitás esetén az NT csoport ezekben a régiókban növeli az aktivációt, szignifikánsan jobban, mint az ADHD csoport. A teljesítmény és az agyi aktiválási különbségek együttesen azt mutatják, hogy az ADHD-ban szenvedők bizonyos kulcsfontosságú agyi régiókban nem képesek felgyorsítani az agyi aktivációt a feladat nehézségeinek növekedésével, de ez a viselkedési teljesítmény csökkenésével jár együtt az NT-hez képest, csak az WM terhelés. Ez arra utal, hogy a terhelés nagyobb hatással lehet a WM-re ADHD esetén, mint a bonyolultság. Ennek megfelelően szignifikáns kölcsönhatást találtunk a csoport, a terhelés és a komplexitás között a viselkedési pontosság szempontjából, ami tükrözheti ezt a különbséget a terhelés és a komplexitás hatásaiban a két csoport között, de nem találtunk megfelelő interakciós hatást az agyi aktivációban.

Az összes csoportban az idősebb résztvevők minden körülményre pontosabban reagáltak, összhangban azzal a közös megállapítással, hogy a WM javul az életkorral (Jolles és mtsai, 2011; Crone és mtsai, 2006). Ezen túlmenően a feladatok pontossága kevésbé csökkent az idősebbek növekvő feladatterhelése miatt, mint a fiatalabb résztvevők esetében, mindkét csoportban. Számos agyi régióban az életkor hatásai mutatkoztak, beleértve a kétoldali faroktájt, a kisagyot, valamint néhány elülső és alsó parietális régiót. A bal paracentrális lebenyben szignifikáns kölcsönhatást találtunk a terhelés és az életkor között, a jobb caudatusban pedig a komplexitás és az életkor között. Egyetlen régió sem mutatott szignifikáns kölcsönhatást a csoporttal és az életkorral, ami azt jelzi, hogy ebben az elemzésben a két csoportot nem befolyásolja eltérően az életkor.

A linguális gyrust összetett képek (Machielsen és mtsai, 2000) vagy szavak (Mechelli és mtsai, 2000) kódolásával hozták összefüggésbe. Korábbi fMRI

Megjegyzés: DLPFC Dorsolateral Prefrontal Cortex, VLPFC Ventrolateral Prefrontalis Cortex, VMPFC Ventromedial Prefrontal Cortex, MFG Middle Frontal Gyrus, IFG Inferior Frontal Gyrus, ITG Inferior Gyrus temporal, MTG Middle temporalis gyrus, STG Superior Frontal Loferior, Superior Frontal Loferior, Parietal Gyrus, SPL Az ADHD-ben szenvedő WM-re vonatkozó Superior Parietal Lobule-vizsgálatok aktiválási különbségeket mutattak ki a nyelvi gyrusban. A különbség iránya azonban vegyes, ami az alkalmazott feladat eltéréseiből adódhat.

Eredményeink azt mutatják, hogy a caudatus és a kisagy fontos szerepet játszhat az ADHD WM-károsodásában, a terhelés és a komplexitás tekintetében. A striatum és a cerebellum WM-hez való hozzájárulását korábbi tanulmányok is kiemelték (Tomlinson és mtsai, 2014; O'Reilly és Frank, 2006; Lewis és mtsai, 2004; Middleton és Strick, 1994; Watson és mtsai, 2014). Feltételezések szerint a striatum szabályozza a WM-be történő információáramlást (O'Reilly és Frank, 2006), az fMRI WM-feladatok pedig a caudatus (Lewis és mtsai, 2004) és a kisagy (Tomlinson és mtsai, 2014) toborzását mutatták ki. A cerebelláris károsodást a WM-károsodással is összefüggésbe hozták (Tomlinson et al., 2014). Tovább vizsgáltuk a kisagy klaszter funkcionális parcellációját (Buckner et al., 2011), ahol a kisagyot a kulcsfontosságú agyi hálózatokhoz való kapcsolódás alapján parcellálták, a Yeo{10}} hálózati keretrendszer segítségével (Yeo et al. , 2011). A kisagyi eredményeink csúcsa leginkább a részben volt

3. ábra: Interakciós hatások az agy aktiválására a csoport (NT vs ADHD) és a WM komplexitása (manipuláció versus karbantartás), valamint a csoport és a terhelés (3 versus 4) között – minden kép százalékos jelváltozást mutat (megfelel a béta értékekkel) az agyon képek, küszöbérték p < 0.005="" klaszter="" korrigált="" p="">< 0,05.="" a="" kötőszó="" kivételével="" minden="" aktiváló="" kép="" hőtérképet="" használ,="" a="" pozitív="" aktiválás="" piros="" és="" a="" negatív="" aktiválás="" kék.="" a="" grafikonok="" a="" jelentős="" klaszterekből="" származó="" paraméterbecsléseket="" mutatják,="" amelyeket="" csak="" demonstrációs="" célból="" vettek="" ki="" és="" ábrázoltak.="" szignifikáns="" kölcsönhatások="" a="" csoport="" és="" a="" komplexitás="" között="" a="" jobb="" kisagyban="" és="" a="" bal="" nyelvi="" gyrusban,="" valamint="" a="" csoport="" és="" a="" terhelés="" között="" a="" jobb="" insulában="" és="" a="" caudatusban,="" 3dlme="" segítségével="" származtatva="" az="" afni-ben.="" megjelenítettünk="" egy="" sor="" szomszédos="" szeletet,="" hogy="" bemutassuk="" a="" nagy="" klaszterek="" kiterjedését,="" különösen="" azt,="" amely="" az="" insula="" csúcsától="" a="" caudatuson="" át="" nyúlik.="" (az="" ábra="" jelmagyarázatában="" szereplő="" színekre="" való="" hivatkozások="" értelmezéséhez="" a="" cikk="" webes="" változatát="" találja="" meg="" az="">

erősen kapcsolódik a kiemelkedő hálózatokhoz. Ez a nagy klaszter azonban kiterjedt a limbikus, vizuális, szenzomotoros hálózatokra és a frontoparietális kontrollhálózatokra is. A limbikus, vizuális és szenzomotoros hálózatok érzelmi, vizuális és motoros feldolgozáshoz kapcsolódnak. A kiugró ingerek fontossági sorrendjének meghatározásához kapcsolódik a kiemelkedõ hálózat, és megfelelõ funkcionális hálózatokat toboroz (Menon és Uddin, 2010; Bressler és Menon, 2010). A frontoparietális vezérlőhálózat egy olyan vezérlőhálózat, amely kölcsönhatásba lép a feladatokkal és más hálózatokkal, és kezeli azokat a célok támogatása érdekében (Marek és Dosenbach, 2018).

A striatumnak az információ WM-be való bejuttatásában javasolt szerepe miatt (Chatham és Badre, 2015; McNab és Klingberg, 2008), eredményeink azt mutatják, hogy az ADHD-csoport képtelen a striatális aktivitást terhelés hatására felgyorsítani. teljesítmény növelése. Mivel a kisagy nagyobb WM-komplexitású feladatok elvégzéséhez kapcsolódik (Marvel és Desmond, 2012), a kisagy alacsonyabb aktiválása a nagyobb komplexitás érdekében az ADHD-csoportban azt jelentheti, hogy képtelenség növelni ennek a régiónak a toborzását a nagyobb komplexitás érdekében. Ezt azonban nem látjuk a teljesítményben tükrözni, amit a manipulációs feladat okozta nagyobb nehézség okozhat, különösen nagy terhelés esetén, minden résztvevő számára.

A fronto-striato-cerebelláris hálózatok jelentőségét az ADHD-ben a modalitásokon átívelően többször is hangsúlyozták (Martinussen és mtsai, 2005; Valera et al., 2007; Hoogman et al., 2017; van Ewijk és mtsai, 2012; Giedd et al., 2001; Casey és mtsai, 2007; Castellanos és mtsai, 2002). Pontosabban, térfogatcsökkenést figyeltek meg a kisagyban (Valera és mtsai, 2007; Baldaçara és mtsai, 2008; Berquin és mtsai, 1998; Wyciszkiewicz és mtsai, 2017; Seidman és mtsai, 2005) és a caudatusban (Valera) és munkatársai, 2007; Castellanos és mtsai, 2002; Seidman és mtsai, 2005; Frodl és Skokauskas, 2012); valamint alacsonyabb fehérállomány integritása a frontostriatalis-cerebelláris hálózatokban (Nagel és mtsai, 2011) ADHD-s gyermekeknél, összehasonlítva az NT-vel. Funkcionálisan az ADHD-s gyermekek (Martinussen és mtsai, 2005) és felnőttek (Alderson et al., 2013) WM-vizsgálatai különbségeket mutatnak a fronto-striato-cerebelláris hálózatok toborzásában. Az FMRI vizsgálatok a kisagyban (Mackie és mtsai, 2007), a caudatusban (Martinussen és mtsai, 2005; Fassbender et al., 2011; Roman-Urestarazu és mtsai, 2016) vagy mindkettőben (Massat) alulaktivációt találtak a WM-feladatok során. et al., 2012) ADHD-s gyermekeknél, összehasonlítva az NT-vel. ADHD-s felnőtteknél korábban kimutattuk, hogy pozitronemissziós tomográfia segítségével megnövekedett regionális agyi véráramlás az elosztottabb régiókban, beleértve a kisagyot is, az NT-hez képest (Schweitzer et al., 2004). Egy másik, felnőttkori ADHD-vel végzett WM-vizsgálat a cerebelláris alulaktiválásáról számolt be, annak ellenére, hogy a WM teljesítménye nem csökkent (Mechelli és mtsai., P. Mukherjee és mtsai, 2000). Így a caudatusban és a kisagyban elért eredményeinket alátámasztják az ADHD és a WM fontosságára vonatkozó korábbi jelek. A vizsgálatok eredményei közötti különbségek a résztvevők életkorából, a teljesítményből és a feladat nehézségéből adódhatnak.

Vizsgálatunk erőssége abban rejlett, hogy beválasztási kritériumainkat a klinikai tünetek relatív homogenitása eredményezte ADHD csoportunkban; Minden résztvevőnek klinikailag károsító impulzivitást kellett mutatnia az egyéb ADHD-tünetek mellett. E vizsgálat lehetséges korlátja az alacsony teljesítménnyel rendelkező résztvevők kizárásának szigorú kritériuma (azaz túl kevés a megfelelő vizsgálat), ami torzíthatja eredményeinket a jobban teljesítő ADHD-s egyének felé, korlátozva ezzel a klinikai következményeket. Erre a kompromisszumra azért volt szükség, hogy a lakosság többségénél megbízhatóbban összehasonlíthassuk az agyi aktivációt. Mivel ez a vizsgálat egy longitudinális vizsgálat része, egy olyan feladatot is választottunk, ahol a terhelés teret adott a résztvevők teljesítményének javítására (azaz 4 terhelés), ahogy résztvevőink érettek, és mindenki eléri a felnőttkort, amikor egy 3 tétel feladat plafonhatású teljesítményt eredményezhet. Mivel jelenlegi adataink keresztmetszeti jellegűek, a jövőbeli munkának azt is meg kell vizsgálnia, hogy a végrehajtó funkció és a frontostriatalis-cerebelláris rendszerek közötti összefüggések ADHD-ban hogyan változnak longitudinálisan a munkavégzés alakulásával kapcsolatban.memóriaés egyéb kritikus funkciókat. Célunk, hogy a jövőben megvizsgáljuk ezeket a kérdéseket, ahogy longitudinális adatkészletünk bővül.

Szignifikáns különbség volt az intellektuális működésben a csoportjaink között, ahol az ADHD csoport alacsonyabb intellektuális szinten tesztelt, mint az NT csoportunk. A rendellenesség alacsonyabb kognitív képességgel jár, és a teljes körű intellektuális hányados (FSIQ) gyakran szignifikánsan alacsonyabb az ADHD-ban, mint a neurotípusos kontrollokban (Frazier et al., 2004). Ez nem meglepő, mint a munkamemóriaés más olyan folyamatok, amelyek figyelmet igényelnek az IQ-teszt során, valószínűleg csökkentik az IQ-pontszámot, és így ennek ellenőrzése valószínűleg felülmúlná az ADHD-t a statisztikai modellben. Fontos, hogy mind az ADHD, mind az NT résztvevők csoportos IQ-ja az átlagostól a magas átlagig terjedő tartományban volt, így nem gondoljuk, hogy az intellektuális működésbeli különbségek nagymértékben hátrányos helyzetbe hozták volna az ADHD csoportot.

A WM-hiány kulcsfontosságú az ADHD-ben (Martinussen és mtsai, 2005; Rapport és mtsai, 2001). A WM összefüggésben áll az ADHD tüneteivel (Rapport és mtsai, 2009), és a WM-deficit felnőttkorig is fennáll (Alderson és mtsai, 2013). Mindazonáltal a WM nem általánosan károsodott ADHD-ban (Martinussen és mtsai, 2005; Rapport és mtsai, 2008; Gathercole és Alloway, 2006; Vance et al., 2013; Kofler és mtsai, 2019; Nigg, 2005), és ez a heterogenitás nem teljesen érthető. További bonyolító tényezők közé tartozhat az a lehetőség, hogy az ADHD-ban a WM-károsodások modalitás-specifikusak lehetnek. Lehetséges, hogy a térbeli WM jobban érintett, mint a verbális (Martinussen et al., 2005); egy közelmúltban végzett metaanalízis azonban úgy találta, hogy a verbális WM befolyásolja az ADHD-t (Ramos et al., 2020). Más elméletek azt sugallják, hogy a WM-re nagyobb hatással lehet a figyelmetlen tünetekkel küzdő egyének (Martinussen és Tannock, 2006), ugyanakkor a WM-hiány hiperaktív/impulzív tünetekkel is összefüggésbe hozható (Kofler et al., 2019).

Az ADHD-val kapcsolatos WM-vizsgálatok egyik figyelemre méltó figyelmeztetése az ADHD-val kapcsolatos WM-hiány megállapításainak heterogenitása (Martinussen et al., 2005; Rapport és mtsai, 2008; Gathercole és Alloway, 2006; Vance és mtsai, 2013; Kofler és mtsai. , 2019; Nigg, 2005). Bár a korábbi WM-vizsgálatok többsége hiányosságokat talált az ADHD-ban (Martinussen és mtsai, 2005; Rapport és mtsai, 2001), egyes tanulmányok nem találtak károsodást (Martinussen et al., 2005; Rapport et al., 2008). Gathercole és Alloway, 2006; Vance és mtsai, 2013; Kofler és mtsai, 2019; Nigg, 2005). Ez a heterogenitás nem teljesen érthető. Az eredmények közötti különbségek egyik oka az lehet, hogy a WM és az ADHD összetett és heterogén konstrukciók (Martinussen és Tannock, 2006; Castellanos és mtsai, 2002; Fosco et al., 2020), és a kognitív feladatok sajátosságai a változó méretű. Egyes tanulmányok például úgy találják, hogy a WM-károsodások inkább az ADHD figyelmetlen tüneteihez kapcsolódnak (Martinussen és Tannock, 2006), míg mások inkább a hiperaktív/impulzív tünetekhez kapcsolódnak (Kofler és mtsai, 2019). Ezenkívül a WM egy többkomponensű rendszer, és a WM egyik legfontosabb modellje tartalmaz egy általános tartományi központi végrehajtó komponenst, amely szabályozza, hogy milyen műveleteket hajtson végre, és egy tartomány-specifikus tárolási összetevőt (fonológiai és vizuális térbeli) (Martinussen és Tannock, 2006; Castellanos et al., 2002; Fosco et al., 2020). Egy közelmúltban készült tanulmány, amely a központi végrehajtói hatalom részösszetevőit vizsgálta: újrarendezés, frissítés és kettős feldolgozás az ADHD-ban, a legjelentősebb károsodásokat az átrendezésben találta, míg a frissítési és kettős feldolgozási képességek átlagosak vagy jobbak voltak a legtöbb ADHD-s egyénnél (Fosco et al. , 2020). Mindazonáltal Fosco és munkatársai azt is megállapították, hogy az ADHD tüneteinek súlyossága összefügg a központi végrehajtói képességekkel, összetetten véve, kiemelve a központi végrehajtói alkomponensek közötti megosztott folyamatok fontosságát (Fosco et al., 2020). Ezt tovább bonyolítja a WM modalitás. A térbeli WM jobban érintett lehet az ADHD-ban, mint a verbális WM, amint azt egy alapos áttekintés javasolja (Martinussen et al., 2005). Egy metaanalízis azonban megállapította, hogy a verbális WM hatással van az ADHD-re (Ramos és mtsai, 2020). A jelenlegi tanulmányban a verbális WM-re összpontosítottunk olyan egyéneknél, akiknek kombinált prezentációs diagnózisa van, és amelyek mind figyelmetlen, mind hiperaktív tüneteket mutatnak, és összehasonlítottuk a WM komplexitásának hatását, amely a WM-ben tárolt információk bármilyen manipulációja, szemben az egyszerű karbantartással. WM-terhelés, amely a WM-terhelésként megjelenő információ mennyiségére vonatkozik. Annak pontos kibontása, hogy a WM mely dimenziói relevánsak az ADHD megértéséhez, még csak születőben van, de munkánk beleillik a kinőtt irodalomba, amelynek célja a kóros és normál WM-funkciók területeinek körülhatárolása.

Összefoglalva, bár a WM befolyásolja az ADHD-t, az irodalom vegyes az ADHD és a WM közötti kapcsolat természetét illetően (Martinussen és mtsai, 2005; Rapport et al., 2008). Ez azt jelenti, hogy nem lehetett tudni, hogy a nagyobb terhelések minden WM-műveletre hatással vannak-e, vagy csak az összetettebb műveleteket, például a manipulációt érintik. A legtöbb korábbi WM-vizsgálat ADHD-ban, és különösen az agyi képalkotó vizsgálatok a karbantartásra összpontosítottak (Martinussen és mtsai, 2005; Roman-Urestarazu és mtsai, 2016; Massat et al., 2012), és egyik sem hasonlította össze közvetlenül a karbantartást. valamint a manipuláció és a különböző terhelések ugyanazon a kísérleten belül. Azt találtuk, hogy az ADHD-val járó AYA-ban nemcsak az összetettebb műveletek, mint például a manipuláció, hanem a nagyobb terhelés melletti karbantartás is hatással van az ADHD-re. Valójában megmutatjuk, hogy viselkedési szempontból a nagyobb terhelés hatása több, mint a megnövekedett komplexitás az ADHD-ban, bár mindkettő idegi hatást mutat, az ADHD csoport alulaktiválja a kisagyot a nagyobb komplexitás érdekében, és a caudatust a nagyobb terhelés miatt. Ezek az eredmények tovább erősítik az ADHD-ban szenvedő WM-hiányok megértésének sajátosságait azáltal, hogy megvilágítják, hogy a WM nehézségek mely aspektusai jelentenek nagyobb kihívást az ADHD-s betegek számára. Ez pedig hasznos lehet a korrekciós beavatkozások tervezésében.

Finanszírozás

Ezt a munkát az Országos Mentális Egészségügyi Intézet R01 MH091068 (Schweitzer) és U54 HD079125 (Abbeduto) ösztöndíjai támogatták.

Pénzügyi közzétételek

Dr. Hinshaw könyvjogdíjat kap az Oxford University Presstől és a St. Martin's Presstől. Hartanto úr és dr. Mukherjee, Fassbender, Iosif, van den Bos, Guyer, Pakyurek, McClure és Schweitzer nem számolnak be egymással versengő érdekekről.

CRediT szerzői hozzájárulási nyilatkozat

Prerna Mukherjee: Koncepció, Módszertan, Szoftver, Formális elemzés, Adatkezelés, Vizsgálat, Írás – eredeti tervezet, Írás – áttekintés és szerkesztés, Vizualizáció, Projektadminisztráció. Tadeus Hartanto: Nyomozás, szoftver, adatkezelés. Ana-Maria Iosif: Formális elemzés, írás - áttekintés és szerkesztés. J. Faye Dixon: Nyomozás, írás – áttekintés és szerkesztés. Stephen P. Hinshaw: Írás – áttekintés és szerkesztés. Murat Pakyurek: Nyomozás. Wouter van den Bos: Írás – áttekintés és szerkesztés Amanda E. Guyer: Írás – áttekintés és szerkesztés. Samuel McClure: Konceptualizálás, módszertan, írás - áttekintés és szerkesztés, felügyelet. Julie B. Schweitzer: Koncepció, nyomozás, írás - áttekintés és szerkesztés, felügyelet, finanszírozás megszerzése, projekt adminisztrációja. Catherine Fassbender: Koncepció, Módszertan, Vizsgálat, Írás - áttekintés és szerkesztés, Vizualizáció, Felügyelet, Projektadminisztráció.

Köszönetnyilvánítás

Szeretnénk megköszönni minden kutatási résztvevőnk, valamint Catrina A. Calub, Erin Calfee, Lauren Boyle, Laurel Cavallo, Maria BE Bradshaw, Jessica Nguyen, Steven J. Riley és Dr. J. Daniel Ragland szíves támogatását. .

A. függelék Kiegészítő adatok

A cikk kiegészítő adatai megtalálhatók az interneten a https://doi címen. org/10.1016/j.nicl.2021.102662.