Неурална основа радне меморије код АДХД-а: оптерећење у односу на сложеност
Mar 25, 2022
Контакт:joanna.jia@wecistanche.com/ ВхатсАпп: 008618081934791
Прерна Мукхерјее а,*, Тадеус Хартанто а, Ана-Мариа Иосиф б, Ј. Фаие Дикон а,
Степхен П. Хинсхав ц, Мурат Пакиурек а, Воутер ван ден Бос д, Аманда Е. Гуиер е, ф,
Самуел М. МцЦлуре г, Јулие Б. Сцхвеитзер а, Цатхерине Фассбендер а, х
а Одељење за психијатрију и науке о понашању и Институт МИНД, Универзитет Калифорније, Давис, 2825 50тх Ст., Сацраменто, ЦА 95817, САД
б Одељење за науке о јавном здрављу, Универзитет Калифорније, Дејвис, Дејвис, ЦА 95616, САД
ц Одељење за психологију, Универзитет Калифорније, Беркли, 3. спрат, Беркелеи Ваи Вест Буилдинг, 2121 Беркелеи Ваи Вест, Беркелеи, ЦА 94720, САД
д Одсек за развојну психологију, Универзитет у Амстердаму, Ниеуве Ацхтерграцхт 129-Б, 1018 ВС Амстердам, Холандија
е Департмент оф Хуман Ецологи, Университи оф Цалифорниа, Давис, 1 Схиелдс Аве, Давис, ЦА 95616, УСА ф Центер фор Минд анд Браин, Университи оф Цалифорниа, Давис, 267 Цоустеау Пл, Давис, ЦА 95618, САД г Департмент оф Псицхологи, Државни универзитет Аризона, Темпе, АЗ 85287, САД
х Факултет психологије, Градски универзитет у Даблину, ДЦУ Гласневин Цампус, Даблин 9, Ирска
Цистанцхеехинакозидима веома добронеуропротективни ефекат
A B S T R A C T
Радна меморија (ВМ)дефицити су кључни за поремећај пажње и хиперактивност (АДХД). Ипак, ВМ није универзално оштећен код АДХД-а. Поред тога, неуронска основа за ВМ дефиците код АДХД-а није коначно утврђена, при чему су укључени региони укључујући префронтални кортекс, мали мозак и каудат. Ове контрадикције могу бити повезане са концептуализацијама ВМ капацитета, као што је оптерећење (количина информација) наспрам оперативне сложености (одржавање-позив или манипулација). На пример, у односу на неуротипичне (НТ) особе, сложене ВМ операције могу бити оштећене код АДХД-а, док су једноставније операције поштеђене. Алтернативно, све операције могу бити отежане при већим оптерећењима. Овде смо упоредили утицај ове две компоненте ВМ капацитета: оптерећење и оперативну сложеност, између АДХД и НТ, бихејвиорално и неуронски. Претпоставили смо да би утицај ВМ оптерећења био већи код АДХД-а, а неуронска активација би била измењена. Учесници (распон узраста 12–23 године; 50 АДХД (18 жена); 82 НТ (41 жена)) су се сетили три или четири објекта (оптерећење) напред или назад (оперативна сложеност) током функционалног скенирања магнетном резонанцом. Ефекти дијагнозе и задатка су упоређени на перформансе и неуронско ангажовање. Са аспекта понашања, пронашли смо значајне интеракције између дијагнозе и оптерећења, као и између дијагнозе, оптерећења и сложености. Неурално, пронашли смо интеракцију између дијагнозе и оптерећења у десном стријатуму, и између дијагнозе и сложености у десном малом мозгу и левом окципиталном гирусу. АДХД група је показала хипо-активацију у поређењу са групом НТ током већег оптерећења и веће сложености. Ово информише механизме функционалних проблема у вези са ВМ код адолесцената и младих одраслих са АДХД (нпр. академски учинак) и корективне интервенције (нпр. ВМ-тренинг).
1. Представљање
Поремећај пажње и хиперактивности (АДХД)је уобичајен неуроразвојни поремећај са раним почетком, са процењеном преваленцијом од 5-6 процената, који често перзистира у одраслом добу (Асхерсон ет ал., 2016). Истакнути дефицит код АДХД-а је радна меморија (ВМ), при чему нека истраживања сугеришу да ВМ може бити основно оштећење АДХД-а (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2001). Оштећења ВМ-а су повезана са кључним симптомима као што су непажња и хиперактивност код АДХД-а (Орбан ет ал.,
2018; Раппорт ет ал., 2009; Цампез ет ал., 2020). ВМ капацитет се односи на способност менталног одржавања или манипулисања информацијама, након перцептивног уноса (Бадделеи ет ал., 1974). Неоспорно је да оштећења повезана са ВМ могу имати дубок утицај на различите функције, утичући на области живота, као што су академско постигнуће (Симоне ет ал., 2018; Фриед ет ал., 2019), обрада емоција (Гровс ет ал., 2020), друштвени односи (Кофлер ет ал., 2011). Стога, свеобухватније разумевање оштећења везаног за ВМ код АДХД-а може имати важне импликације.
Један од фактора који компликују ВМ истраживања су разлике у дефинисању ВМ конструката. Неке ВМ теорије праве разлику између одржавања и манипулације, квалификујући само манипулацију као прави ВМ, при чему се одржавање једноставно опозива (Раппорт ет ал., 2013), док друге сматрају да су обе ВМ операције различите сложености (Д'Еспосито ет ал., 1999. Рипма ет ал., 2002; Јоллес ет ал., 2011). Верност информација ускладиштених у ВМ-у се смањује како се повећава сложеност операција које се обављају над информацијама (нпр. одржавање насупрот манипулацији). Сличан негативан ефекат на ВМ се примећује како се количина одржаваних информација (тј. оптерећење) повећава. Дакле, на капацитет ВМ-а може утицати оптерећење, оперативна сложеност или обоје.
Предложени су дивергентни модели да би се објаснила неуронска основа различитих ВМ конструкција. Један модел ВМ поставља да се одржавање и манипулација ослањају на различите мреже у фронталном и паријеталном кортексу. Сматра се да одржавање регрутује више вентралну мрежу, док се манипулација додатно ослања на више дорзалних региона (Д'Еспосито ет ал., 1999; Цроне ет ал., 2006). Међутим, при већим оптерећењима, показало се и да одржавање укључује дорзалне мреже (Рипма ет ал., 2002; Миллер, 1956; Бравер ет ал., 1997; Тан ет ал., 2006; Јаегги ет ал., 2009; Зарахн ет ал. ал., 2005). Према томе, манипулација би се могла схватити као ВМ задатак са великим оптерећењем, а не као компонента која се може одвојити са наменском мрежом мозга. Врло мало студија је ово тестирало директним поређењем одржавања при већем оптерећењу са манипулацијом (Јоллес ет ал., 2011; Велтман ет ал., 2003; Цаннон ет ал., 2005). Две такве студије су откриле да одржавање при већем оптерећењу регрутује сличне регионе као и манипулација, укључујући дорсолатерални префронтални кортекс (ДЛПФЦ) (Велтман ет ал., 2003; Цаннон ет ал., 2005), док друга није пронашла да се ДЛПФЦ регрутује за манипулацију (Јоллес ет ал. , 2011). Други радови показују да је ВМ капацитет, посебно способност вршења манипулације, подржан одговарајућом активацијом ДЛПФЦ-а и расте са годинама (Јоллес ет ал., 2011; Цроне ет ал., 2006; Федерицо ет ал., 2014).
Дефицити ВМ су кључни за АДХД (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2001). ВМ је повезан са симптомима АДХД (Раппорт ет ал., 2009), а дефицити ВМ перзистирају у одраслом добу (Алдерсон ет ал., 2013). Ипак, ВМ није универзално оштећен код АДХД-а (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2008; Гатхерцоле и Алловаи, 2006; Ванце ет ал., 2013; Кофлер ет ал., 2019; Нигг, 2005), ова хетерогеност није у потпуности схваћена. Други фактори који компликују могу укључивати могућност да ВМ оштећења код АДХД-а могу бити специфична за модалитет. Могуће је да би просторни ВМ могао бити више погођен него вербални (Мартинуссен ет ал., 2005). Међутим, недавна мета-анализа је показала да вербални ВМ утиче на АДХД (Рамос ет ал., 2020). Друге теорије сугеришу да ВМ може бити више погођен код особа са симптомима непажње (Мартинуссен и Танноцк, 2006), али су дефицити ВМ такође повезани са хиперактивним/импулзивним симптомима (Кофлер ет ал., 2019).
У тренутној студији, предлажемо да промене ВМ-а повезане са АДХД-ом могу зависити од тога да ли је ВМ капацитет дефинисан оптерећењем и/или сложеношћу. Дакле, сложене ВМ операције, као што је манипулација, могу бити погођене АДХД-ом, са једноставнијим операцијама, као што је одржавање - опозив, може бити мање погођен, као у условима као што је Паркинсонова болест (Левис ет ал., 2003). Алтернативно, и манипулација и одржавање при већим оптерећењима могу бити нарушени, као што је примећено код шизофреније (Цаннон ет ал., 2005; Хилл ет ал., 2010).
Неурална основа за ВМ дефиците код АДХД-а могла би даље допринети хетерогености у налазима у вези са оштећењима ВМ код АДХД-а. Мреже мозга које подржавају ВМ код неуротипичних (НТ) појединаца су опширно проучаване, а док префронтални кортекс (ПФЦ), паријетални кортекс (ПЦ), допунско моторно подручје (СМА) и супериорна темпорална подручја (Д'Еспосито ет ал., 1999) су класично повезане са ВМ, недавне студије сугеришу да церебеларни (Томлинсон ет ал., 2014; Стеинлин, 2007) и стријатални региони (О'Реилли и Франк, 2006; Дарки и Клингберг, 2015) играју суштинску улогу у обради ВМ. Стријатум је повезан са информацијама о улазу у ПФЦ (Цхатхам и Бадре, 2015; МцНаб и Клингберг, 2008), а ово је кључно за ВМ капацитет (нпр. одржавање) док је мали мозак ангажован са повећаном сложеношћу (Марвел и
Десмонд, 2012) (нпр. манипулација). Пријављене су структурне разлике и у каудату (Ваидиа, 2012; Валера ет ал., 2007; Хоогман ет ал., 2017) и малом мозгу (Стеинлин, 2007; Ваидиа, 2012; Валера ет ал., 2007; Балдацара; Балдацара ет ал., 2007); сар., 2008; Беркуин ет ал., 1998; Гиедд ет ал., 2001; Цасеи ет ал., 2007) у АДХД-у, у поређењу са НТ, и кључни прегледи ВМ оштећења код АДХД-а сугеришу да би фронтостријално-церебеларне мреже могле да играју кључну улогу у дефицитима ВМ код АДХД-а (Мартинуссен ет ал., 2005; Гиедд ет ал., 2001; Цастелланос ет ал., 2002; Дурстон, 2003; Боллманн ет ал., 2017). Дакле, оштећења ВМ-а код АДХД-а могу бити изазвана или повећањем оптерећења или сложеношћу, преко разлика у ангажовању стриаталних или церебеларних система у вези са фронталним мрежама. Стога, поред истраживања разлика у перформансама ВМ, испитивање неуронске основе за ВМ оштећења код АДХД-а, било да је вођено оптерећењем или сложеношћу, омогућило би идентификацију локуса за ВМ разлике у АДХД-у.
Да бисмо директно упоредили утицај различитих дефиниција ВМ капацитета на АДХД, тестирали смо ефекат ВМ оптерећења (мало наспрам високог) и сложености (одржавање-позив насупрот манипулације) у оквиру јединствене фМРИ парадигме, у групи појединаца са АДХД-ом и НТ контролна група. Претпоставили смо да би ВМ перформансе биле ослабљене у АДХД-у у поређењу са НТ групом и да би ова разлика у перформансама била праћена променама у неуралној активацији везаној за ВМ. Штавише, на основу резултата претходних студија понашања које испитују утицај ВМ оптерећења на АДХД (нпр. Боллманн ет ал., 2017; Веигард и Хуанг-Поллоцк, 2017); претпоставили смо да би, за појединце са АДХД-ом, повећање оптерећења резултирало непропорционалним смањењем перформанси ВМ у поређењу са НТ, без обзира на сложеност, и да би то било праћено повећаним ангажовањем фронтостријатално-церебеларне мреже.
Разумевање специфичности утицаја АДХД-а на ВМ капацитет (сложеност у односу на оптерећење) могло би да разјасни који аспекти ВМ потешкоћа представљају изазов за оне са АДХД-ом. Поред тога, могао би да информише дизајн персонализованих интервенција ВМ обуке усмеравајући напоре ка специфичним аспектима ВМ операција. Као што је сугерисано у ранијем раду, коришћење екстерне меморије, знакова или постепено додавање нових информација може смањити оптерећење ВМ-а и интервенције фокусиране на ове аспекте могу бити корисније (Мартинуссен ет ал., 2005).
тест за флавоноиде
1. Материјал и методе
1.1. Учесници
1.1.1. Детаљи учесника
Прикупили смо податке о сликама (погледајте следеће одељке за информације о параметрима снимања и детаљима о регрутацији) од 78 адолесцената и младих одраслих (АИА) са комбинованом презентацијомАДХД(тј. демонстрирање повишених симптома и непажње и хиперактивности/импулзивности) и група за поређење 86 НТ АИА, део лонгитудиналне студије. Регрутовали смо учеснике са Универзитета Калифорније, Дејвис (УЦД), система за регрутовање субјеката базираног на институту МИНД, УЦД и амбулантних клиника за психијатријске и неуроразвојне поремећаје у заједници, огласних плоча УЦД кампуса и заједнице путем циљаног оглашавања на флајерима и друштвеним медијима. Двадесет учесника са АДХД и четири НТ учесника искључено је због ниске тачности понашања (дефинисане као мање од две стандардне девијације испод средњег учинка за све учеснике и све услове), а 8АДХДучесника због прекомерног померања главе током скенирања (дефинисано као да је више од 25 процената запремине изостављено због прекорачења границе кретања запремине од 1 мм). Анализирали смо МРИ податке преосталих учесника, укључујући 50 АДХД и 82 НТ учесника.
Учесници су били од 12 до 23 године и укључивали су 41/41 и 18/32 жене/мушкарци у НТ иАДХДгрупе, респективно (табела 1). Од учесника АДХД-а, 28 је тренутно добило стимулативне лекове (12 метилфенидат, 16 амфетамин) и два нестимулативна лека. Учесницима којима је преписан лек требало је 48–96 сати
* Утврђено Конерсовом скалом оцењивања – 3.
** Вецхслер индивидуални тестови постигнућа. Демографске варијабле за НТ иАДХДприказане су групе, а затим т статистика и п-вредност за разлику између група. Бројеви представљају средње вредности и стандардне девијације (СД) осим тамо где је назначено.
одмор за лекове пре скенирања функционалне магнетне резонанце (фМРИ), уз одобрење лекара који их је прописао, што одговара пет полуживота преписаног лека. Погледајте одељак Додатне информације за информације о социоекономском статусу учесника.
2.1.2. Дијагностичке процедуре
Два лиценцирана психолога у нашем тиму (ЈБС и ЈФД) проценили су податке скрининга да би утврдили подобност за студију на основу Дијагностичког и статистичког приручника за менталне поремећаје – 5. издање (ДСМ 5). Родитељ (Цоннер-3 Парент Ратинг Сцале – ЦПРС-3) и скале оцењивања наставника (Цоннерс-3 Теацхер Ратинг Сцале – ЦТРС-3) (Цоннерс, 2008) су завршене, док одрасли учесници су имали Цоннерс' АдултАДХДСкала оцењивања (ЦААРС) са родитељем, супружником или блиским пријатељем (првенствено су их попунили родитељи) који испуњавају образац за посматрање ЦААРС-а за учесника. Присуство у детињствуАДХДза одрасле учеснике АДХД-а је такође потврђено (или одсуство за НТ) путем ретроспективних скала оцењивања које су попунили родитељи на Барклеи АдултАДХДСкала оцењивања-ИВ (БААРС-ИВ). Лиценцирани психолог из нашег тима је додатно интервјуисао родитеље да разјасни дијагнозу (или њено одсуство) ако је потребно. Погледајте испод за процедуре скрининга за сметње у академском учењу.
цхологи Софтваре Тоолс, Инц., Схарпсбург, ПА).
1.1. Парадигма
Учесници су извели верзију Наруџбе сликаМеморијаПарадигма (Цроне ет ал., 2006) користећи експерименталну парадигму засновану на дизајну у вези са догађајима (слика 1.1). У овом задатку, сваки од четири циклуса састојао се од периода фиксације од 4000 мс, након чега је уследило 15 покушаја. Свако испитивање је почело блоком кодирања, који се састоји од четири слике приказане у интервалима од 1000 мс. Оптерећење је промењено заменом четврте слике звездицом у 3 испитивања оптерећења, које је учесницима наложено да игноришу. Након тога је уследио блок инструкција од 5000 мс, током којег је учесницима речено да се присете ставки приказаним редоследом (тј. напред; Ф) или обрнутим редоследом (тј. уназад; Б). Ово је био главни период интересовања, јер је то било када би се објекти или одржавали (напредни ред) или манипулисали (обрнути редослед). Након периода фиксације (1000 мс), дошло је до блока сонде, током којег су се учесници присећали објеката који су претходно били представљени током периода од 8000 мс. Интервал између покушаја од 4000 мс, 6000 мс, 8000 мс (средња вредност 6000 мс) је уследио након сваког испитивања. Услови су насумично распоређени унутар серије.
1.2. Анализа перформанси понашања
Користили смо САС верзију 9.4. (САС Институте Инц., Цари, НЦ) за анализу перформанси понашања. Извели смо просечну тачност и време реакције за 3 предмета (3Ф и 3Б), 4 ставке (4Ф и 4Б), напред (3Ф и 4Ф) и назад (3Б и 4Б) испитивања. Анализе су вршене коришћењем линеарних модела мешовитих ефеката (Лаирд и Варе, 1982) пошто су подаци прикупљани више пута за сваког појединца у свим условима задатка (сложеност и оптерећење). Предност овог приступа је могућност директног моделирања хетерогених варијанси (по групама или условима). Тестирали смо за
Слика 1. Експериментална парадигма и перформансе понашања. 1.1. Експериментална парадигма. Сваком од четири циклуса претходио је период фиксације од 4000 мс, након чега је уследило 15 покушаја. Свако испитивање је започињало блоком кодирања, који се састоји од четири пара фиксирања, након чега је следила ставка у трајању од 1000 мс. Оптерећење је промењено заменом четврте слике звездицом у 3 испитивања оптерећења, које је учесницима наложено да игноришу. Након тога је уследио блок инструкција од 5000 мс, током којег је учесницима речено да се присете ставки приказаним редоследом (тј. напред) или обрнутим редоследом (тј. уназад). Ово је био главни период интересовања, јер је то било када би се објекти или одржавали (напредни ред) или манипулисали (обрнути редослед). Након периода фиксације (1000 мс), након тога је уследио блок сонде од 8000 мс, током којег је од учесника затражено да се присете објеката који су претходно били представљени. Интервал између покушаја од 4000 мс, 6000, 8000 мс (средња
6000 мс) након сваког испитивања. 1.2. Перформансе понашања. Интеракција између дијагнозе, сложености и оптерећења је била значајна (п=0.048). Открили смо значајну интеракцију између дијагнозе и оптерећења (п=0.04), али не и дијагнозе и сложености (п=0.62). Појединци са АДХД-ом производе више грешака, у поређењу са НТ, у различитим условима. Обе групе су мање прецизно реаговале на теже задатке – било због повећаног оптерећења (4 наспрам 3) или повећане сложености (назад у односу на напред, или манипулације насупрот одржавања), али АДХД, у односу на НТ група, показала је већу непрецизност пада због повећаног оптерећења .
разлике у тачности са сложеношћу (манипулација наспрам одржавања), оптерећењем (4 наспрам 3) и дијагнозом (АДХД наспрам НТ) као факторима. Модел је укључивао фиксне ефекте за дијагнозу, оптерећење, сложеност, старост (центрирано на средњу вредност), интеракције између оптерећења, сложености и дијагнозе, оптерећења и дијагнозе, сложености и дијагнозе, оптерећења и старости, сложености и старости. Такође смо испитали квадратни ефекат старости. Укључени су и случајни ефекти за сваког учесника.
1.1. Анализа слике
1.1.1. Претходна обрада
Анализирали смо фМРИ податке користећи ФСЛ и АФНИ (Цок, 1996). Прва два волумена из сваког скенирања су одбачена ради стабилизације сигнала. Испитивања су подвргнута уклањању мозга пре усклађивања са Т1-пондерисаном структурном МР сликом појединца и трансформисана у простор Монтреалског неуролошког института (МНИ). За регистрацију је коришћен ФМРИБ-ов алат за регистрацију линеарних слика (Греве и Фисцхл, 2009). Изглађивање, коришћењем Гаусовог филтера од 4 мм пуне ширине на пола максимума (ФВХМ), и нормализација је извршена као у нашим претходним студијама (Фассбендер ет ал., 2011). Величина воксела је била 2 мм3. Запремине које прелазе кретање запремине према запремини веће од 1 мм су искључене из даље анализе. Учесници са више од 25 процената изостављених обима били су искључени.
1.1.2. Регресиона анализа
Опште анализе линеарног модела одговарају хемодинамским одговорима са функцијом активације бокцар-а користећи време почетка сваког стања. Параметри кретања су такође укључени као варијабле које сметају. Регресори су моделирали периоде кодирања, инструкција, опозива и манипулације.
1.1.3. Анализа унутар и између група
Да бисмо идентификовали регионе мозга који су регрутовани за ВМ сложеност и оптерећење у свакој групи, узимајући у обзир ефекат старости, спровели смо анализу моделирања линеарних мешовитих ефеката, коју је имплементирао 3дЛМЕ у АФНИ, на нивоу целог мозга. Фиксни ефекти у нашем моделу били су дијагноза, сложеност и оптерећење. Укључили смо интеракције између дијагнозе, сложености и оптерећења, дијагнозе и сложености, дијагнозе и оптерећења, старости и оптерећења, старости и сложености, старости и дијагнозе. Учесник је третиран као насумично пресретање. Старост је укључена као коваријанта.
Спровели смо Монте Карло симулације да бисмо исправили вишеструка поређења са п-вредношћу на нивоу воксела од 0.005, што је резултирало минималном величином кластера од 182 воксела која је потребна за постизање вероватноће од 0,05 значајног кластер преживео случајно. Симулације су израчунате коришћењем 3дЦлустСим са аутокорелационом функцијом (АЦФ), избегавајући претпоставке о Гаусовој расподели шума (Цок ет ал., 2017). Процене параметара из значајних кластера, које су резултат АНЦОВА, су екстраховане и нацртане (само за демонстрацију), да би се представиле разлике између група и услова задатка, узимајући у обзир старост.
Да бисмо осигурали да на разлике у групама није утицало кретање главе, упоредили смо просечне параметре кретања (израчунате из квадратног корена збира квадрата кретања у к, и, з смеровима) између група, користећи независне узорке т-тестова (два- репа, једнаке варијансе
није претпостављено). Није пронађена значајна групна разлика (т=-0.12, дф=102.26, п=0.90).
2. Резултати
2.1. Понашање
Табела 2 и слика 1.2 сумирају резултате тестирања анализа понашања за ефекте сложености и оптерећења на тачност. Као што табела илуструје, интеракција између дијагнозе, сложености и оптерећења је била значајна (п 0.048). Открили смо значајну интеракцију између дијагнозе и оптерећења (п 0,04), али не и дијагнозе и сложености (стр
{{0}}.62). Пронашли смо значајан утицај старости (п 0.03). Интеракциони ефекат старости и оптерећења био је значајан (п < 0,001).="" такође="" смо="" тестирали="" квадратни="" ефекат="" старости="" на="" учинак,="" али="" он="" није="" био="" значајан="" (п="">
Табела 2
Процене параметара из анализе модела линеарних мешовитих ефеката за тачност између група (НТ наспрамАДХД), сложеност (манипулација наспрам одржавања, или уназад наспрам унапред) и оптерећење (4 наспрам 3), са годинама као коваријантом. Референтне категорије су биле неуротипичне за дијагнозу, одржавање због сложености и 3 ставке за оптерећење.
0.06) и стога није укључен као појам у фМРИ анализама података.
1.1. Активација мозга
1.1.1. Ефекти услова задатка
За анализе неуроимајџинга, почели смо тестирањем главних ефеката оптерећења и сложености међу учесницима, и идентификовали смо регионе који су претходно били повезани са ВМ, укључујући вентролатерални и дорсолатерални ПФЦ, стријатум и мали мозак. Коњункцијска анализа главних ефеката оптерећења и сложености идентификовала је велике делове окципиталног, паријеталног, средњег темпоралног вијуга, прецентралног гируса, ДЛПФЦ-а, малог мозга и стриатума билатерално. Поред тога, главни ефекат сложености укључивао је велике кластере у медијалном ПФЦ-у, билатералном прекунеусу и малом мозгу. Главни ефекат оптерећења је даље укључивао билатерални окципитални гирус, стриатум, леви ВЛПФЦ и десни прецентрални гирус. Главни ефекат дијагнозе укључивао је кластер у малом мозгу, са врхунском активношћу у паду. Главни ефекат старости показао је велике, значајне кластере са врховима у левом лентиформном језгру и укључујући билатерални каудат, билатерални мали мозак који се протеже преко увуле и кулмена, билатерални доњи фронтални гирус (ИФГ), прецентрални гирус, средњи фронтални гирус и билатерални инфериорни паријетална лобула (слика 2.1, табела 3.1).
1.1.2. Ефекти унутар групе
Унутар обе групе, тестови за ефекат оптерећења и сложености идентификовали су значајну билатералну активацију у стандардним ВМ регионима, укључујући бочни ПФЦ, паријетални кортекс, стријатум и мали мозак (Слика 2.2, Табела 3.2).
1.1.3. Интеракције: групни задатак-услов
Нисмо пронашли значајан ефекат тросмерне интеракције (сложеност групног оптерећења). Значајан интеракцијски ефекат групе и сложености пронађен је у десном малом мозгу иу левом језичном гирусу. Такође смо пронашли значајан интеракцијски ефекат групе и оптерећења у десном каудату (слика 3, табела 3.3).
1.1.4. Интеракције: узрасни задатак-услов
Постојао је значајан интеракцијски ефекат старости и оптерећења у левом парацентралном лобулу, и крме и сложености у десном каудату (Табела 3.4).
1.1.5. Интеракције: старосна група
Није било значајног интеракцијског ефекта узраста и групе.
2. Дискусија
Дефицити ВМ су нашироко пријављени уАДХД(Алдерсон ет ал.,
Слика 2. Главни ефекти и ефекти унутар групе – све слике показују процентуалне промене сигнала (еквивалентне бета вредностима) прекривених сликама мозга, са прагом п < 0.005,="" група="" исправљена="" на="" п="">< 0,05.="" све="" активационе="" слике="" осим="" споја="" користе="" топлотне="" мапе="" да="" покажу="" позитивну="" активацију="" различитог="" интензитета="" од="" црвене="" до="" жуте="" и="" негативну="" активацију="" у="" нијансама="" плаве="" 2.1.="" главни="" ефекти="" оптерећења="" (4="" наспрам="" 3),="" сложеност="" (назад="" наспрам="" напред)="" и="" спој="" два="" главна="" ефекта.="">
мапа приказује оптерећење жутом, рад цијан, а преклапање два главна ефекта зеленом, 2.2. Ефекат оптерећења (4 наспрам 3) одвојено за НТ, ефекат оптерећења (4 наспрам 3) одвојено за АДХД, ефекат сложености (уназад наспрам унапред) посебно за НТ и ефекат сложености (уназад наспрам унапред) посебно за АДХД. (За тумачење референци на боју у легенди ове слике, читалац се упућује на веб верзију овог чланка.)
2013), и они су повезани са симптомима (Раппорт ет ал., 2009) као и функционалним исходима (Симоне ет ал., 2018; Фриед ет ал., 2019; Кофлер ет ал., 2011; Орбан ет ал., 2018; Раппорт ет ал., 2009; Цампез ет ал., 2020). Такође се показало да оштећења ВМ перзистирају у одраслом добу (Алдерсон ет ал., 2013). Ипак, упркос истакнутости оштећења везаних за ВМ код АДХД-а, нејасно је да ли су ови дефицити ВМ вођени повећањем оптерећења ВМ или оперативном сложеношћу или обоје. Промена неуронске активације која прати повећање ВМ оптерећења, у односу на активацију мозга која одговара већој оперативној сложености, такође није позната, у АДХД у односу на НТ.
Наши резултати показују да у свим условима, особе са АДХД-ом производе више грешака у поређењу са НТ. Обе групе су мање тачно реаговале на теже задатке – било због повећаног оптерећења (4 наспрам 3) или веће сложености (назад у односу на прослеђивање, или манипулација насупрот одржавања). Међутим, у групи са АДХД, повећање оптерећења имало је већи утицај на тачност перформанси ВМ-а, у поређењу са НТ групом.
Тхенеуронске податкепоказали су да су сви учесници регрутовали регионе мозга који су типично повезани са ВМ, као што су ПФЦ, ПЦ, СМА, горњи темпорални гирус (Д'Еспосито ет ал., 1999), мали мозак (Томлинсон ет ал., 2014; Стеинлин, 2007) , и стријаталне регије (О'Реилли и Франк, 2006; Дарки и Клингберг, 2015). Активност у овим областима се повећавала како са повећањем оптерећења тако и са већом сложеношћу, што указује на значајну заједничку активностнеуралниархитектура између ових аспеката ВМ капацитета. Наши резултати сугеришу да је одржавање при повећаном оптерећењу, као и манипулација, укључивало ДЛПФЦ у обе групе, као у претходним студијама (Велтман ет ал., 2003; Цаннон ет ал., 2005). Такође смо пронашли значајан ефекат интеракције између оперативне сложености и групе у малом мозгу и у језичном гирусу, и између оптерећења и групе у стриатуму. Док у једноставнијим условима, оптерећењу или сложености, НТ група нема значајно различиту активацију од АДХД групе, за веће оптерећење или већу сложеност, НТ група повећава активацију у овим регионима, знатно више од АДХД групе. Заједно, разлике у перформансама и активацији мозга показују да они са АДХД-ом не успевају да појачају активацију мозга у одређеним кључним регионима мозга како се повећава тежина задатка, али то је праћено смањењем перформанси понашања, у поређењу са НТ, само за повећање ВМ оптерећење. Ово сугерише да оптерећење може имати већи утицај од сложености на ВМ код АДХД-а. Сходно томе, такође смо пронашли значајну интеракцију између групе, оптерећења и сложености за тачност понашања, што би могло да одражава ову разлику у ефектима оптерећења и сложености између две групе, али нисмо пронашли одговарајући ефекат интеракције у активацији мозга.
У групама, старији учесници су тачније одговорили на сва стања, у складу са уобичајеним налазом да се ВМ побољшава са годинама (Јоллес ет ал., 2011; Цроне ет ал., 2006). Поред тога, тачност задатака је мање опала као одговор на повећање оптерећења задатка за старије у поређењу са млађим учесницима, у обе групе. Неколико региона мозга је показало ефекте старости, укључујући билатерални каудат, мали мозак и неке фронталне регионе и инфериорне паријеталне регионе. Пронашли смо значајну интеракцију између оптерећења и старости у левом парацентралном лобулу и између сложености и старости у десном каудату. Ниједан регион није показао значајне интеракције са групом и узрастом, што указује да ове две групе нису другачије погођене годинама у овој анализи.
Језични гирус је повезан са кодирањем сложених слика (Мацхиелсен ет ал., 2000) или речи (Мецхелли ет ал., 2000). Раније фМРИ
Табела 3
Поређење мождане активности између група (НТ наспрам АДХД) за сложеност (манипулација наспрам одржавања, или уназад у односу на унапред) и оптерећење (4 наспрам 3), са узрастом као коваријатом, коришћењем поновљених мера АНЦОВА, како је имплементирао 3дЛМЕ у АФНИ 3.1) Главни ефекти групе, оптерећења, сложености и старости; 3.2) Оптерећеност и сложеност унутар групе; 3.3) Ефекти интеракције између група; 3.4) Ефекти интеракције са годинама.
Напомена: ДЛПФЦ дорсолатерални префронтални кортекс, ВЛПФЦ вентролатерални префронтални кортекс, ВМПФЦ вентромедијални префронтални кортекс, МФГ средњи фронтални гирус, ИФГ доњи фронтални гирус, ИТГ доњи темпорални гирус, МТГ средњи темпорални вијуг, МТГ средњи темпорални гирус, СТГ Суперирус предњи предњи парофериор, предњи предњи ГСФирус, предњи предњи ГСФирус Гирус, студије СПЛ Супериор Париетал Лобуле ВМ код АДХД показале су разлике у активацији у језичном гирусу. Међутим, правац разлике је мешовит, што би могло бити последица разлика у задатку који се ради. Наши резултати показују да каудат и мали мозак могу играти важну улогу у оштећењима ВМ код АДХД-а, за оптерећење и сложеност. Допринос стриатума и малог мозга ВМ-у је наглашен у ранијим студијама (Томлинсон ет ал., 2014; О'Реилли и Франк, 2006; Левис ет ал., 2004; Миддлетон и Стрицк, 1994; Ватсон ет ал., 2014). Претпоставља се да стријатум контролише проток информација у ВМ (О'Реилли и Франк, 2006), а фМРИ ВМ задаци су показали регрутовање каудата (Левис ет ал., 2004) и малог мозга (Томлинсон ет ал., 2014). Оштећење церебелара је такође повезано са оштећењима ВМ (Томлинсон ет ал., 2014). Даље смо истражили функционалну парцелацију кластера малог мозга као што су показали (Буцкнер ет ал., 2011), где је мали мозак парцелисан на основу повезаности са кључним можданим мрежама, користећи Иео{10}} мрежни оквир (Иео ет ал. , 2011). Врхунац наших церебеларних резултата био је у делу највише
Слика 3. Ефекти интеракције на активацију мозга између група (НТ против АДХД) и сложености ВМ (манипулација наспрам одржавања) и између групе и оптерећења (3 наспрам 4) – све слике показују процентуалне промене сигнала (еквивалентно бета вредностима) преклопљене на сликама мозга, са прагом на п < 0.005="" кластер="" коригован="" на="" п="">< 0,05.="">
активационе слике осим споја користе топлотне мапе, са позитивном активацијом у црвеној и негативном активацијом у плавој. Графикони показују процене параметара из значајних кластера, издвојене и нацртане само у сврху демонстрације. Значајне интеракције између групе и сложености у десном малом мозгу и левом језичном гирусу, као и групе и оптерећења у десној инсули и каудату изведене коришћењем 3дЛМЕ у АФНИ. Приказали смо серију суседних пресека да бисмо демонстрирали обим великих кластера, посебно оног који се протеже од врха инсуле преко репа. (За тумачење референци на боју у легенди ове слике, читалац се упућује на веб верзију овог чланка.)
високо повезан са мрежама истакнутих. Међутим, овај велики кластер се такође проширио на лимбичке, визуелне, сензомоторне мреже и фронтопаријеталне контролне мреже. Лимбичке, визуелне и сензомоторне мреже повезане су са емоционалном, визуелном и моторичком обрадом. Мрежа истакнутости је повезана са давањем приоритета истакнутим стимулансима и регрутује одговарајуће функционалне мреже (Менон и Уддин, 2010; Бресслер и Менон, 2010). Фронтопаријетална контролна мрежа је контролна мрежа која ступа у интеракцију са задацима и другим мрежама и управља њима како би подржала циљеве (Марек и Досенбацх, 2018).
таблете биофлавоноида
Због предложене улоге стриатума у преласку информација у ВМ (Цхатхам и Бадре, 2015; МцНаб и Клингберг, 2008), наши резултати показују неспособност групе са АДХД-ом да појача стријаталну активност са оптерећењем може указивати на неуспех у скалирању. до перформанси. Како је мали мозак повезан са обављањем задатака веће комплексности ВМ-а (Марвел и Десмонд, 2012), нижа активација малог мозга за већу сложеност у групи са АДХД-ом може представљати немогућност да се повећа ангажовање овог региона до веће сложености. Међутим, не видимо да се то одражава на перформансе, које би могле бити вођене већом тешкоћом коју представља задатак манипулације, посебно при великом оптерећењу, за све учеснике.
Важност фронтостриатално-церебеларне мреже у АДХД-у, у различитим модалитетима, више пута је наглашена (Мартинуссен ет ал., 2005; Валера ет ал., 2007; Хоогман ет ал., 2017; ван Евијк ет ал., 2012; Гиедд ет ал. ., 2001; Цасеи ет ал., 2007; Цастелланос ет ал., 2002). Конкретно, уочено је смањење запремине у малом мозгу (Валера ет ал., 2007; Балдацара ет ал., 2008; Беркуин ет ал., 1998; Вицисзкиевицз ет ал., 2017; Сеидман ет ал., 2005) и цаудате. ет ал., 2007; Цастелланос ет ал., 2002; Сеидман ет ал., 2005; Фродл и Скокаускас, 2012); заједно са нижим интегритетом беле материје у фронтостријатално-церебеларним мрежама (Нагел ет ал., 2011) код деце са АДХД-ом, у поређењу са НТ. Функционално, ВМ студије и деце (Мартинуссен ет ал., 2005) и одраслих (Алдерсон ет ал., 2013) са АДХД карактеришу разлике у регрутовању фронтостријатално-церебеларне мреже. фМРИ студије су откриле недовољну активацију током ВМ задатака у малом мозгу (Мацкие ет ал., 2007), каудату (Мартинуссен ет ал., 2005; Фассбендер ет ал., 2011; Роман-Уррестаразу ет ал., 2016) или обоје (Массат ет ал., 2012) код деце са АДХД-ом, у поређењу са НТ. Код одраслих особа са АДХД-ом, раније смо демонстрирали коришћењем позитронске емисионе томографије, повећан регионални церебрални проток крви у више распоређеним регионима, укључујући мали мозак, у поређењу са НТ (Сцхвеитзер ет ал., 2004). Друга ВМ студија код одраслих АДХД пријавила је недовољну активацију церебелара, упркос томе што није дошло до смањења перформанси ВМ (Мецхелли ет ал., 2000). Дакле, наши налази у каудату и малом мозгу су подржани претходним индикацијама њиховог значаја у АДХД и ВМ. Разлике у резултатима између студија могу бити због старости учесника, учинка и тежине задатка.
Снага наше студије лежи у нашим критеријумима укључивања који су резултирали релативном хомогеношћу клиничких симптома у нашој АДХД групи; Од свих учесника се захтевало да покажу клинички слабу импулсивност, поред других симптома АДХД-а. Потенцијално ограничење ове студије су строги критеријуми искључивања учесника са ниским учинком (тј. премало исправних испитивања), што би могло довести до пристрасности наших резултата према појединцима са високим учинком са АДХД-ом, ограничавајући клиничке импликације. Овај компромис је био потребан да би се активација мозга поузданије упоредила за већину наше популације. Пошто је ова студија део лонгитудиналне студије, такође смо изабрали да користимо задатак са условом где је оптерећење дало простора учесницима да побољшају перформансе (тј. 4 оптерећење) како наши учесници сазревају и сви достигну одрасло доба, када добију 3 године. задатак задатака може резултирати перформансама са ефектом плафона. Пошто су наши тренутни подаци попречни, будући рад би такође требало да истражи како односи између извршне функције и фронтостриатално-церебеларног система код АДХД-а варирају уздужно са развојем у односу на радну меморију и друге критичне функције. Циљ нам је да истражимо ова питања у будућности како наш лонгитудинални скуп података расте.
Постојала је значајна разлика у интелектуалном функционисању између наших група са АДХД групним тестирањем на нижем интелектуалном нивоу од наше НТ групе. Поремећај је повезан са нижом когнитивном способношћу, а интелектуални квоцијент пуне скале (ФСИК) је често значајно нижи код АДХД-а него код неуротипичних контрола (Фразиер ет ал., 2004). Ово није изненађујуће јер ће радна меморија и други процеси који захтевају пажњу током теста интелигенције вероватно снизити ИК резултат и стога би његово контролисање вероватно надмашило контролу АДХД-а у статистичком моделу. Важно је да су групни коефицијент интелигенције и за учеснике АДХД-а и за учеснике НТ-а били у просеку до високог просека, и стога не мислимо да су разлике у интелектуалном функционисању вероватно у великој мери довеле АДХД групу у неповољнији положај.
Дефицити ВМ су кључни за АДХД (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2001). ВМ је повезан са симптомима АДХД (Раппорт ет ал., 2009), а дефицити ВМ перзистирају у одраслом добу (Алдерсон ет ал., 2013). Ипак, ВМ није универзално оштећен код АДХД-а (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2008; Гатхерцоле и Алловаи, 2006; Ванце ет ал., 2013; Кофлер ет ал., 2019; Нигг, 2005), ова хетерогеност није у потпуности схваћена. Други фактори који компликују могу укључивати могућност да ВМ оштећења код АДХД-а могу бити специфична за модалитет. Могуће је да просторни ВМ може бити више погођен него вербални (Мартинуссен ет ал., 2005); међутим, недавна мета-анализа је показала да вербални ВМ утиче на АДХД (Рамос ет ал., 2020). Друге теорије сугеришу да ВМ може бити више погођен код особа са симптомима непажње (Мартинуссен и Танноцк, 2006), али су дефицити ВМ такође повезани са хиперактивним/импулзивним симптомима (Кофлер ет ал., 2019).
Значајно упозорење ВМ студија у АДХД је хетерогеност у налазима ВМ дефицита код АДХД (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2008; Гатхерцоле и Алловаи, 2006; Ванце ет ал., 2013; Кофлер ет ал. , 2019; Нигг, 2005). Иако је већина претходних студија у ВМ пронашла дефиците у АДХД-у (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2001), неке студије нису успеле да пронађу било какво оштећење (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2008 ; Гатхерцоле и Алловаи, 2006; Ванце ет ал., 2013; Кофлер ет ал., 2019; Нигг, 2005). Ова хетерогеност није у потпуности схваћена. Један од разлога за диспаритет у резултатима може бити то што су ВМ и АДХД и сложени и хетерогени конструкти (Мартинуссен и Танноцк, 2006; Цастелланос ет ал., 2002; Фосцо ет ал., 2020) и специфичности когнитивних задатака могу се ослањати на оштећења различите величине. На пример, неке студије откривају да су оштећења ВМ више повезана са непажљивим симптомима АДХД-а (Мартинуссен и Танноцк, 2006), док друге сматрају да су она повезана више са хиперактивним/импулзивним симптомима (Кофлер ет ал., 2019). Поред тога, ВМ је вишекомпонентни систем, а један од најважнијих модела ВМ-а укључује централну извршну компоненту опште домене, која контролише које ће операције бити извршене, и компоненту за складиштење специфичну за домен (фонолошку насупрот визуелнопросторну) (Мартинуссен и Танноцк, 2006; Цастелланос ет ал., 2002; Фосцо ет ал., 2020). Недавна студија која је испитивала подкомпоненте централне извршне власти: преуређивање, ажурирање и двострука обрада код АДХД-а, открила је најистакнутије сметње у поновном редоследу, док су способности ажурирања и двоструке обраде биле просечне или супериорне код већине особа са АДХД-ом (Фосцо ет ал. , 2020). Ипак, Фоско и његове колеге су такође открили да је озбиљност симптома АДХД-а повезана са способностима централне извршне власти, узете заједно, наглашавајући важност заједничких процеса у подкомпонентама централне извршне власти (Фосцо ет ал., 2020). Ово је додатно компликовано ВМ модалитетом. Просторни ВМ може бити више погођен него вербални ВМ код АДХД-а, као што сугерише основани преглед (Мартинуссен ет ал., 2005). Међутим, мета-анализа је показала да вербални ВМ утиче на АДХД (Рамос ет ал., 2020). У тренутној студији, фокусирали смо се на вербални ВМ код појединаца са комбинованом дијагнозом презентације, са симптомима непажње и хиперактивности, и упоредили смо ефекат комплексности ВМ-а, дефинисаног као било које манипулације информацијама које се чувају у ВМ-у за разлику од једноставног одржавања, у односу на ВМ оптерећење, које се односи на количину информација као ВМ оптерећење. Разоткривање тачно које димензије ВМ-а су релевантне за разумевање АДХД-а је још увек у настајању, али наш рад се уклапа у развијену литературу која има за циљ да разграничи области абнормалне и нормалне ВМ функције.
У закључку, иако је ВМ под утицајем АДХД-а, литература је помешана у погледу природе односа између АДХД и ВМ (Мартинуссен ет ал., 2005; Раппорт ет ал., 2008). Односно, није било познато да ли су све ВМ операције погођене већим оптерећењима или су погођене само сложеније операције, као што је манипулација. Већина претходних студија о ВМ код АДХД-а, а посебно студија снимања мозга, биле су фокусиране на одржавање (Мартинуссен ет ал., 2005; Роман-Уррестаразу ет ал., 2016; Массат ет ал., 2012), и ниједна није директно упоређивала одржавање и манипулација и различита оптерећења у оквиру истог експеримента. Открили смо да у АИА са АДХД-ом не утичу само сложеније операције као што је манипулација, већ и одржавање при већим оптерећењима. Заиста, показујемо да је бихевиорални утицај већег оптерећења више од повећане сложености, код АДХД-а, иако оба показују утицај неурално, са АДХД групом која недовољно активира мали мозак за већу сложеност и каудат за веће оптерећење. Ови налази побољшавају специфичност нашег разумевања ВМ дефицита код АДХД-а тако што објашњавају који аспекти ВМ потешкоћа су већи изазов за оне са АДХД-ом. Ово би заузврат могло да послужи за осмишљавање корективних интервенција.
хесперидин користи
Финансирање
Овај рад је подржан од стране Националног института за ментално здравље грантова Р01 МХ091068 (Сцхвеитзер) и У54 ХД079125 (Аббедуто).
Финансијска обелодањивања
Др Хиншоу прима тантијеме за књиге од Окфорд Университи Пресс и Ст. Мартин'с Пресс. г. Хартанто и др. Мукерџи, Фасбендер, Иосиф, ван ден Бос, Гајер, Пакјурек, Меклур и Швајцер не извештавају о конкурентским интересима.
Изјава о ауторском доприносу ЦредиТ
Прерна Мукхерјее: концептуализација, методологија, софтвер, формална анализа, курирање података, истраживање, писање - оригинални нацрт, писање - преглед и уређивање, визуализација, администрација пројекта. Тадеус Хартанто: Истрага, софтвер, прикупљање података. Ана-Марија Иосиф: Формална анализа, писање - рецензија и уређивање. Ј. Фаие Дикон: Истрага, писање - рецензија и уређивање. Степхен П. Хинсхав: Писање
- преглед и уређивање. Мурат Пакјурек: Истрага. Воутер ван ден Бос: Писање - рецензија и уређивање Аманда Е. Гуиер: Писање - рецензија и уређивање. Самуел МцЦлуре: Концептуализација, методологија, писање - преглед и уређивање, надзор. Јулие Б. Сцхвеитзер: концептуализација, истраживање, писање - преглед и уређивање, надзор, прибављање средстава, администрација пројекта. Цатхерине Фассбендер: концептуализација, методологија, истраживање, писање - преглед и уређивање, визуализација, надзор, администрација пројекта.
Признања
Желели бисмо да се захвалимо за љубазну подршку свих учесника нашег истраживања, као и Цатрина А. Цлуб, Ерин Цалфее, Лаурен Боиле, Лаурел Цавалло, Мариа БЕ Брадсхав, Јессица Нгуиен, Стевен Ј. Рилеи, и др Ј. Даниел Рагланд .
Додатак А. Додатни подаци
Додатни подаци за овај чланак могу се наћи на мрежи на хттпс://дои. орг/10.1016/ј.ницл.2021.102662.
