Zusammenfassung: Die Studie zeigt, wie Methylphenidat mit kognitiven Kontrollnetzwerken und Aufmerksamkeitsverhalten interagiert. Methylphenidat verändert die automatische neuronale Aktivität in Belohnungs- und kognitiven Kontrollsystemen bei Kindern mit ADHS. Änderungen führen zu nachhaltigeren, stabileren Zinsen.

Quelle: Elsevier

Seit Jahrzehnten behandeln Ärzte Kinder mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) mit Methylphenidat, einem Stimulans, das als Ritalin und Concerta verkauft wird, was es zu einem der am häufigsten verschriebenen Medikamente macht, die auf das zentrale Nervensystem abzielen. Man würde erwarten, dass die Forscher inzwischen wissen, wie Methylphenidat im Gehirn wirkt, aber über den Wirkmechanismus des Medikaments ist wenig bekannt.

Jetzt versucht eine neue Studie, diese Lücke zu schließen und zu verstehen, wie Methylphenidat mit Netzwerken der kognitiven Kontrolle und des Aufmerksamkeitsverhaltens interagiert.

Die neue Studie erscheint in Biologische Psychiatrie: Kognitive Neurowissenschaften und Neuroimaging.

Was Forscher wissen, ist, dass Personen mit ADHS eine geringere Dopamin-Signalisierungsaktivität aufweisen als normale Personen in miteinander verbundenen Gehirnnetzwerken, die Aufmerksamkeit und zielgerichtetes Verhalten steuern.

Insbesondere wird angenommen, dass Methylphenidat die Symptome von ADHS lindert, indem es die Dopaminspiegel im Nucleus Accumbens (NAc), einem Zentrum für die Dopamin-Signalübertragung, erhöht.

In der neuen Studie haben Forscher unter der Leitung von Yoshifumi Mizuno, MD, Ph.D. , Weidong Cai, Ph.D, und Vinod Menon, Ph.D. Bildgebung des Gehirns zur Erforschung der Auswirkungen von Methylphenidat auf NAc usw. Es wird als Trigeminus-Netzwerksystem bezeichnet, das eine wichtige Rolle bei Verhaltensweisen spielt, die eine adaptive Kontrolle der Aufmerksamkeit erfordern.

Die drei Netzwerke umfassen das hervorstehende, das fronto-parietale und das Standardnetzwerk. Abnorme Aktivität wurde im NAc und in mehreren Gehirnnetzwerken bei Kindern mit ADHS festgestellt, was darauf hindeutet, dass eine Desorganisation im System den ADHS-Symptomen zugrunde liegen kann und dass die Korrektur der Dysfunktion diese Symptome lindern kann.

„Unsere Ergebnisse in zwei unabhängigen Kohorten zeigen, dass Methylphenidat die spontane neurale Aktivität in Belohnungs- und kognitiven Kontrollsystemen bei Kindern mit ADHS verändert. Medikationsinduzierte Veränderungen in kognitiven Kontrollnetzwerken führen zu einer nachhaltigeren anhaltenden Aufmerksamkeit.“

„Unsere Ergebnisse enthüllen einen neuartigen Gehirnmechanismus, der der Behandlung von ADHS mit Methylphenidat zugrunde liegt, und informieren über die Entwicklung von Biomarkern zur Bewertung der Behandlungsergebnisse“, bemerkte Dr. Menon, Abteilung für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften, Stanford University School of Medicine.

Die Forscher verwendeten funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), um die Auswirkungen von Methylphenidat auf die spontane Gehirnaktivität bei 27 Kindern mit ADHS und 49 Kindern mit ADHS zu messen. Die Kinder mit ADHS wurden in zwei verschiedenen Visiten von ein bis sechs Wochen untersucht – einmal während der Behandlung mit Methylphenidat und einmal während der Behandlung mit Placebo. (Normalerweise erhalten Kinder im Wachstum keine Medikamente oder Placebo.)

Außerhalb des Scanners führten die Kinder mit ADHS auch eine standardisierte Aufgabe durch, um die anhaltende Aufmerksamkeit zu bewerten. Darüber hinaus testeten die Forscher die Möglichkeit der Reproduzierbarkeit der Wirkungen von Methylphenidat auf die spontane Gehirnaktivität in einer zweiten unabhängigen Kohorte.

Es überrascht nicht, dass die Kinder bei Aufmerksamkeitsaufgaben besser abschnitten, wenn sie behandelt wurden. Und wie die Forscher vermuteten, sahen sie auch eine größere autonome neuronale Aktivität im NAc-, Salienz- und Standardmodus, wenn Methylphenidat verabreicht wurde.

Kinder mit ADHS, die mit Medikamenten verstärkte Veränderungen der Gehirnaktivitätsmuster im Standardmodus-Netzwerk zeigten, schnitten bei Aufmerksamkeitsaufgaben mit Medikamenten besser ab.

Die Ergebnisse wurden über zwei unabhängige Gruppen hinweg repliziert und lieferten weitere Beweise dafür, dass Methylphenidat ADHS-Symptome durch seine Wirkungen auf das NAc und das kognitive System des tertiären Netzwerks lindern kann.

Cameron Carter, MD, Herausgeber Biologische Psychiatrie: Kognitive Neurowissenschaften und Neuroimagingüber die Studie: „Die Ergebnisse, bei denen die weithin verfügbare Technik der funktionellen Magnetresonanztomographie im Ruhezustand verwendet wurde, bestätigen die positiven Auswirkungen von Methylphenidat auf die Aufmerksamkeit bei Kindern mit ADHS und zeigen einen potenziellen Wirkungsmechanismus durch eine verstärkte koordinierte Aktivität des Gehirnnetzwerks auf und eine mögliche Schlüsselrolle für die verstärkten Wirkungen von Dopamin in der NAc-Region des Gehirns.“

Die Arbeit fördert das Verständnis der Forscher darüber, wie ADHS kognitive Kontrollnetzwerke im Gehirn beeinflusst und wie Methylphenidat mit diesen Netzwerken interagiert, um das Verhalten zu verändern. Die Ergebnisse könnten zukünftige Arbeiten leiten, bei denen Bildgebung des Gehirns als klinisch nützlicher Biomarker für das Ansprechen auf Therapien verwendet wird.

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Über diese Neuigkeiten aus der ADHS- und Psychopharmakologie-Forschung

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„Methylphenidat verstärkt spontane Schwankungen in Belohnungsnetzwerken und kognitive Kontrolle bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung.Geschrieben von Yoshifumi Mizuno et al. Biologische Psychiatrie: Kognitive Neurowissenschaften und Neuroimaging

Zusammenfassung

Methylphenidat verstärkt spontane Schwankungen in Belohnungsnetzwerken und kognitive Kontrolle bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung.

Hintergrund

Es wird angenommen, dass Methylphenidat, eine Erstlinienbehandlung der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS), die Dopamin-Neurotransmission im Nucleus Accumbens (NAc) und den damit verbundenen Hirnkreisen beeinflusst, aber diese Hypothese wurde noch nicht systematisch getestet.

Methoden

Wir führten eine randomisierte, doppelblinde, Placebo-kontrollierte Studie mit 27 Kindern mit ADHS durch. Kinder mit ADHS wurden zweimal mit fMRT im Ruhezustand unter Methylphenidat- und Placebo-Bedingungen untersucht, zusammen mit einer Bewertung der anhaltenden Aufmerksamkeit. Wir untersuchten die spontane neuronale Aktivität im NAc und den präfrontalen, fronto-parietalen und Standardnetzwerken und ihre Assoziationen mit Verhaltensänderungen. Die Reproduzierbarkeit der Wirkungen von Methylphenidat auf die spontane neuronale Aktivität wurde in einer zweiten unabhängigen Kohorte untersucht.

Konsequenzen

Methylphenidat erhöhte die spontane neuronale Aktivität in den NAc-, Salienz- und Ausfallnetzwerken. Methylphenidat-induzierte Veränderungen in den Mustern der spontanen Aktivität im Standardmodus-Netzwerk waren mit Verbesserungen der Reaktionsvariabilität innerhalb einer Person während einer Aufgabe mit anhaltender Aufmerksamkeit verbunden. Entscheidend ist, dass NAc, Salienznetzwerke und der Standardmodus trotz Unterschieden in klinischen Studienprotokollen und Datenerfassungsparametern reproduzierbare Muster von Methylphenidat-induzierten Veränderungen der spontanen Aktivität in zwei unabhängigen Kohorten zeigten.

Schlussfolgerungen

Wir liefern reproduzierbare Beweise, die zeigen, dass Methylphenidat die spontane neurale Aktivität in den NAc- und kognitiven Kontrollnetzwerken bei Kindern mit ADHS verbessert, was zu einer nachhaltigeren, stabileren Aufmerksamkeit führt. Die Ergebnisse identifizieren einen neuen neuronalen Mechanismus, der der Methylphenidat-Behandlung bei ADHS zugrunde liegt, und informieren über die Entwicklung klinisch nützlicher Biomarker zur Bewertung der Behandlungsergebnisse.