Betroffene Gehirnregionen bei ADHS

• 1. Betroffene Gehirnregionen bei ADHS
• 2. Volumenveränderungen in Gehirnregionen bei ADHS
• 3. Weiße Substanz
• 4. Myelinisierung

1. Betroffene Gehirnregionen bei ADHS¶

ADHS geht mit Veränderungen in verschiedenen Gehirnregionen einher:

• PFC
  • dlPFC
  • mPFC
  • olPFC
• Basalganglien¹
  • Striatum
    • Nucleus caudates
    • Thalamus
• Cerebellum¹
• Corpus Callosum¹
• Größte Verringerungen der grauen Substanz in:²
  • frontal-parietale Hirnregionen
  • Corpus callosum
  • Limbisches System
    Dieses umfasst:³
    • Corpus mamillare
      • Gedächtnisbildung, im Rahmen des Papez-Neuronenkreises
      • Sexualfunktionen
    • Gyrus cinguli
      • Vegetative Funktionen
      • psycho- und lokomotorischer Antrieb
    • Gyrus parahippocampalis
      • leitet vor allem Informationen aus dem limbischen System an den Hippocampus
      • Gedächtnisbildung
    • Hippocampus
      • Gedächtnisbildung
      • vegetative und emotionale Funktionen
    • Amygdala
      • Speicherung von emotional bewegenden Gedächtnisinhalten
      • vegetative und sexuelle Funktionen
• Signifikante Hypoaktivierung in:²
  • mehrere frontal-temporale Hirnregionen
  • rechtem postzentralen Gyrus
  • linke Insula
  • Corpus callosum

Eine Analyse von Autounfällen bei Nichtbetroffenen fand eine Korrelation zwischen Percuneusvolumen und Autounfällen, die sich mit Veränderungen bei ADHS decken.⁴

Eine Studie fand bei Erwachsenen mit ADHS keine strukturelle Veränderung in der Substantia nigra.⁵

2. Volumenveränderungen in Gehirnregionen bei ADHS¶

Bei ADHS ist das Volumen verschiedener Gehirnregionen verändert, und zwar meist verkleinert.
Möglicherweise könnten Signalwege, die Apoptose, Autophagie und oxidativen Stress vermitteln, eine Rolle bei der Variabilität der volumetrischen Unterschiede zwischen Menschen mit und ohne ADHS spielen.⁶

Bei Kindern mit ADHS fanden Studien im Vergleich zu Nichtbetroffenen

• Gesamthirngesamtvolumen verkleinert
  • (um 4 %)⁷
• Caudates verkleinert (Metaanalyse von k = 23 Studien mit n = 3,200 Kindern und Erwachsenen von 4 - 63 Jahren)⁸⁷⁹
• Cortex (im Vergleich zu Nichtbetroffenen)¹⁰
  • ASS:
    • größere kortikale Dicke
    • größeres Kortexvolumen im oberen temporalen Kortex
    • geschlechtsspezifisch
    • keine Wechselwirkung Alter / Diagnose
  • ADHS:
    • globalere Zunahme der kortikalen Dicke
    • geringeres kortikales Volumen und eine geringere Oberfläche in einem Großteil des Kortex aufwiesen
    • geschlechtsunabhängig
    • Wechselwirkung Alter / Diagnose
    • Ein höherer ADHS-PRS korrelierte bei Erwachsenen mit einer verringerten kortikalen Dicke in den bilateralen transversalen temporalen Regionen¹¹
  • AuDHS:
    einzigartiges Muster aus
    * weit verbreitete Zunahme der kortikalen Dicke
    * gewisse Abnahme der Oberfläche
• PFC¹²
  • Anteriorer PFC verkleinert⁷
  • Orbitaler PFC verkleinert, überwiegend rechts¹³
• Inferiore dorsolaterale frontale Region¹³
• Basalganglien
  • rechts¹²
  • Striatum
    • verkleinert¹³
    • vergrößert¹⁴
  • Pallidum (Globus pallidus)
    • verkleinert^{7 13}
    • unverändert (Metaanalyse von k = 23 Studien mit n = 3,200 Kindern und Erwachsenen von 4 - 63 Jahren)⁶
  • Nucleus accumbens
    • verkleinert (Metaanalyse von k = 23 Studien mit n = 3,200 Kindern und Erwachsenen von 4 - 63 Jahren)⁸
  • Putamen
    • verkleinert (Metaanalyse von k = 23 Studien mit n = 3,200 Kindern und Erwachsenen von 4 - 63 Jahren)⁸
    • verändert⁹
• Cerebellum
  • verkleinert ⁹¹²
  • vergrößert¹⁴
• Vermis (Central vermis area)
  • überwiegend rechts verkleinert⁷¹³
• ACC
  • verkleinert, meist unteraktiviert¹³
• Corpus callosum¹²
  • Splenium (Balkenwulst) verkleinert¹³¹⁵
• Thalamus
  • verändert⁹
  • hypoaktiv¹⁶
  • unverändert (Metaanalyse von k = 23 Studien mit n = 3,200 Kindern und Erwachsenen von 4 - 63 Jahren)⁸
• Amygdala
  • verkleinert (Metaanalyse von k = 23 Studien mit n = 3,200 Kindern und Erwachsenen von 4 - 63 Jahren)⁸, bilateral¹⁷
  • kleineres bilaterales Amygdala-Volumen korrelierte mit Unaufmerksamkeit und Hyperaktivität/Impulsivität¹⁷
• Hippocampus
  • verkleinert (Metaanalyse von k = 23 Studien mit n = 3,200 Kindern und Erwachsenen von 4 - 63 Jahren)⁸

Schlussfolgerungen: Individuelle Unterschiede im Amygdala-Volumen tragen sinnvoll zur Einschätzung des ADHS-Risikos und -Schweregrads bei. Aus konzeptioneller Sicht steht die Beteiligung der Amygdala im Einklang mit verhaltensbezogenen und funktionellen Bildgebungsdaten zur atypischen Verstärkungssensitivität als Marker für das ADHS-Risiko. Methodisch gesehen zeigen die Ergebnisse, dass die Referenzstandards für Hirntafeln angewandt werden können, um klinisch informative, gezielte und spezifische Fragen zu beantworten.

Die Effekte seien bei Jungen stärker als bei Mädchen, was mit dem Polygenic Risk Score korreliere.⁹

Eine Studie untersuchte strukturelle und funktionelle Veränderungen im glymphatischen System bei behandlungsfreien Kindern mit ADHS. Das zerebrale Volumen der Virchow-Robin-Räume war um 32 % erhöht (15,514 mL vs. 11,702 mL).¹⁸

Interessanterweise scheinen bei ADHS die ab einem Alter von 60 Jahren üblicherweise zu beobachtenden Verkleinerungen von bestimmten Gehirnregionen geringer ausgeprägt zu sein. Dies wird als neuroprotektiver Faktor von ADHS diskutiert. Es ist offen, ob dies eine Folge von ADHS selbst oder der Stimulanzienbehandlung sei.
Signifikant sei dies insbesondere in Gehirnregionen, in denen ein starker Volumenverlust mit kognitiver Beeinträchtigung und Alzheimer korreliert, wie Hippocampus und Amygdala.¹⁹

3. Weiße Substanz¶

Die weiße Substanz besteht überwiegend aus Neuronen und ihren Fortsätzen (Axonen). Myelinisierte Axone sehen weiß aus.

Eine Metaanalyse an 129 Studien mit n = 6739 ADHS-Betroffenen und n = 6476 Kontrollen fand zur weißen Substanz bei ADHS auffällige Veränderungen in den posterioren interhemisphärischen Verbindungen, die für die bei ADHS betroffenen kognitiven und motorischen Funktionen zuständig sind:²⁰

• verringerte fraktionelle Anisotropie (FA) in den Projektions-, Kommissur- und Assoziationsbahnen, die mit dem Schweregrad der Symptome und kognitiven Defiziten korrelierte
• konsistent verringerte FA im Splenium und im Corpus callosum, die sich bis zum Cingulum erstreckt
• geringere FA fand sich nur im Alter, nicht bei Kindern
  • möglicherweise aufgrund der späten Entwicklung der kallosalen Fasern

Bei ADHS fand sich eine signifikant erhöhte axiale Diffusität im rechten Cingulum-Bündel.²¹

Kinder mit ADHS zeigten mikrostrukturelle Veränderungen und Veränderungen in den weitreichenden Verbindungen der Weissen Masse (Weiße Substanz). Lernprobleme und Hyperaktivität/Impulsivität korrelierten negativ mit dem mittleren FA-Wert in der rechten Forceps major (dem okzipitalen Teil der Fasern des Corpus callosum), dem linken IFOF und dem linken Genu capsulae internae.²²

Der Graue-Substanz-Weiße-Substanz-Gewebekontrast (GWC) war bei 8 bis 15 Jahre alten Jungen mit ADHS erhöht, innerhalb der²³

• lingualen Regionen bilateral
• insulären Regionen bilateral
• transversalen temporalen Regionen links
  • diese Erhöhung korrelierte mit verringerter Unaufmerksamkeit
• parahippocampalen Regionen rechts
• pericalcarinen Regionen rechts

Die kortikale Dicke war unverändert.²³

4. Myelinisierung¶

Eine Studie fand keine Unterschiede bei ADHS hinsichtlich des Myelin-Gehalts im gesamten Gehirn.²⁴
ADHD korrelierte mit

• einem höheren mittleren Myelin-Volumenanteil in
  • bilaterale innere Capsula
  • äußere Capsula
  • Corona radiata
  • Corpus callosum
  • linkes Tapetum
  • linke superiore fronto-okzipitale Faszie
  • rechtes Cingulum