Kartlegging av ADHD-hjernen: MR-skanninger kan låse opp bedre behandling og til og med forebygge symptomer

Kan MR-avbildning av hjernen diagnostisere ADHD?

Kan diagnose ADHD diagnostisere ADHD? Dessverre, men utvetydig, nei. Ingen hjerneavbildningsmodalitet - MR, SPECT-skanning, T.O.V.A eller annet - kan diagnostisere nøyaktighetsunderskudd hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD eller ADD) nøyaktig.

Til tross for hva du kanskje har lest i den populære pressen, kan ingen av disse verktøyene brukes pålitelig som nøyaktige, frittstående diagnostiske verktøy for å identifisere ADHD. Tester som T.O.V.A. og kontinuerlig ytelsesoppgave kan være nyttig i å gi den diagnostiserende klinikeren tilleggsinformasjon, men isolert sett er de ikke diagnostiske, og de bør ikke brukes til å diagnostisere ADHD.

Hvorfor? Et individ kunne gjøre det veldig dårlig på T.O.V.A., men ikke fordi de har ADHD. For eksempel vil noen som er dypt deprimerte også ha funksjonsnedsettelser, så denne testen mangler det vi kaller "spesifisiteten til ADHD."

Den andre saken er mangel på følsomhet. I visse omgivelser er oppmerksomheten til noen barn med ADHD veldig nedsatt. Men når de gjør T.O.V.A., ser ikke oppmerksomheten deres så dårlig ut. Noen foreldre ser dette i sammenheng med å spille et videospill, hvor noen ganger et barn som til og med har det verste tilfellet av ADHD, fremdeles faktisk kan ta hensyn ganske godt.

[Få gratis nedlasting: 3 essensielle (og 4 useriøse) komponenter i en ADHD-diagnose]

Fra et forskningsperspektiv, hjernesøk - og MR-hjerner, spesielt - er ganske viktige for å hjelpe oss med å tenke på sammenfallende forhold. Og grunnen til det er fordi vi, etter hvert som vår forståelse av hjernen forbedres, ser på hjernen mye mer fra perspektivet til underliggende kretsløp eller hjernesystemer. Hjernesystemene har ikke en-til-en-forbindelse med psykiatrisk diagnose, men kan undergå forskjellige forhold.

For eksempel er hjernesystemet som vi tror er involvert i nytelsesresponsen, eller det vi kaller "belønningsprosessering", det samme hjernesystemet som er assosiert med både ADHD og rusforstyrrelser. Når vi lærer mer om hjernen, blir det tydeligere at visse underliggende hjernesystemer kan disponere individer for flere forhold i stedet for en isolert tilstand. Og det er veldig sannsynlig at vi ser så mye samtidig forekomst av psykiatriske forhold.

MR-undersøkelse kan hjelpe oss med å identifisere og kartlegge hjernesystemene, og det hjelper også fagpersoner til å forstå ADHD-behandling og forebygging med et nytt, nyansert objektiv.

Er ADHD virkelig forebygges hvis det er genetisk?

I USA har diagnostiseringsraten for ADHD nesten doblet seg i løpet av de siste 20 årene. Noe av denne økningen tilskrives økt bevissthet om ADHD-symptomer på tvers av alle undertypene - hyperaktiv / impulsiv, uoppmerksom og kombinert. Når det er sagt, er det lite sannsynlig at en så betydelig økning i diagnosefrekvensen for ADHD skyldes økt bevissthet alene. Det er en rimelig sjanse for at den faktiske frekvensen av ADHD faktisk går opp. Dette understreker behovet for forebyggende tilnærminger.

Noen tilfeller av ADHD kan bare tilskrives gener, men de fleste forskere mener at i brorparten av tilfellene, ADHD er faktisk forårsaket av et gen- og miljøsamspill. Genene setter med andre ord scenen, men visse miljøinnganger utløser symptomer på ADHD. Forskningen min har som mål å bedre forstå miljøkomponenten i denne epigenetiske ligningen.

[Få denne ekspertressursen: Unravel the Mysteries of ADHD Brain]

Menneskelig hjerneutvikling er bemerkelsesverdig plastisk. Det er mange endringer som skjer fra fødselen og frem til de første tiårene av livet. Og hvilke faktorer som til syvende og sist påvirker den utviklingen som øker eller reduserer risikoen for ADHD, er fremdeles ting som vi ikke har arbeidet godt med - ennå.

MR-undersøkelse av hjerner for forebygging av ADHD

MR-hjerne er et nytt og eksperimentelt verktøy i verden av ADHD-forskning. I 2017 publiserte en studie i radiologi dokumenterte forskjeller mellom MR-skanninger av ADHD-hjerner og ikke-ADHD-hjerner. Disse funnene ble gitt større troverdighet av en studie fra 2018 utført av Radboud University Nijmegen medisinske senter som brukte MR-hjerneskanninger for å konkludere med at personer med ADHD hadde mindre hjernevolum i fem subkortikale områder.

My Brain MRI Research ved Columbia University

The Posner Lab ved Columbia University bruker MR, blant annet verktøy, for å studere effekten av prenatal eksponering på ADHD. Det er viktig å forstå den prenatal perioden på grunn av den omfattende hjerneutviklingen som foregår i løpet av denne perioden, og laboratoriet mitt forskning støttes av nåværende epidemiologiske studier og dyremodeller som knytter en rekke prenatal eksponeringer til økt risiko for ADHD. Blant disse eksponeringene er stress, traumer, forskjellige medisiner, kjemikalier og til og med kosthold eller overvekt.

Studier som bruker dyremodeller har alltid hatt en fordel i forhold til humane studier ved at forskere etter dyreundersøkelser har konkludert, kan se på rottenes hjerner via disseksjon. Nå, en detaljert multimodal MR-tilnærming lar laboratorier som mine ta på menneskelige studier med en lignende, økt evne til å se inn i hjernen til fagene våre. Selv om MR ennå ikke kan være et diagnostisk verktøy for ADHD, er det et viktig forskningsverktøy som lar forskere få en spesiell innsikt i utviklingen av ADHD hjerne.

Laboratoriet mitt skaffer MR-søk etter babyer rett etter fødselen for å få et bilde av hjernen før noen postnatal påvirkning tar tak. Vi tester om eksponering før fødsel - for stress, traumer, alkohol osv. - øker risikoen for ADHD utover en viss familiær eller genetisk effekt. Det overordnede målet er å isolere og identifisere via MR de prenatale faktorene som øker ADHD-risikoen og deretter redusere eksponeringene. Ting som stress vil aldri bli eliminert helt, men hvis vi kan redusere dem, tyder forskning på at vi kan redusere risikoen for at et barn utvikler ADHD.

Vi bruker en strukturell MR, som lar oss se på størrelsen og formene til forskjellige hjerneområder, og diffusjon MR, som kartlegger hvitstoffkanalene som forbinder forskjellige hjerneområder. På toppen av det brukes den funksjonelle MR til å vurdere hvilke hjerneområder som er aktive over en periode.

I studiene vi gjennomfører nå, registrerer vi kvinner under graviditet. Vi gjør deretter en detaljert vurdering av forskjellige eksponeringer under graviditet. Rett etter fødselen skaffer vi MR-skanninger på babyene. Og så gjennom hele barndommen fortsetter vi å gjøre detaljerte vurderinger av utviklingen av oppmerksomhet og hyperaktiv atferd.

MR-forskningsmål

Målet med laboratoriet mitt er å fortsette å følge disse barna frem til 6 til 10 år, når ADHD-diagnosen virkelig kommer fram. Det som vil tillate oss å gjøre, er å bestemme om de prenatal eksponeringene vi ser er påvirke hjerneutviklingen, og om det fortsetter og spår den påfølgende utviklingen av ADHD.

Laboratoriet mitt ønsker også å kunne sammenligne genetisk risiko for ADHD med risiko indusert av prenatal eksponering. En mer kvantitativ tilnærming som vi bruker for å nå dette målet, er at vi genotyperer mødrene. Det er en spesiell genetisk profil kalt Polygenic Risk Score som prøver å tallfeste den genetiske risikoen for ADHD. Ved å genotype alle mødrene i studien vår, kan vi stille det samme spørsmålet: Øker prenatal eksponering risikoen for ADHD utover det Polygenic Risk Score? Forhåpentligvis vil funnene av forskningen vår hjelpe fagpersoner med å svare på dette spørsmålet.

Hvorfor trenger vi nye ADHD-behandlinger?

De nåværende medisinbehandlingene våre for ADHD fungerer ganske bra, men dessverre slutter mange barn behandlingen over tid. Vi vet at ADHD er en kronisk tilstand som generelt krever langvarig behandling, men allikevel slutter flertallet av tenåringer med ADHD å ta medisiner innen to år etter at de startet. Hvorfor? Den viktigste grunnen til å stoppe behandlingen er bivirkninger, noe som understreker poenget at vi trenger bedre, mer raffinerte behandlinger som er mindre utsatt for bivirkninger.

Førstelinjemedisinbehandlingen mot ADHD er psykostimulanter, som først ble utviklet og brukt hos barn på 1930-tallet. De stimulerende behandlinger som vi bruker i dag har litt endrede leveringsmekanismer, for eksempel langtidsvirkende versjoner og flytende formuleringer. Disse endringene er veldig nyttige, men den underliggende farmakologien har ikke endret seg på nesten et århundre.

I tillegg er vår kunnskap om hvordan psykostimulanter fungerer overraskende begrenset gitt gyldigheten av disse medisinene. Vi vet at psykostimulanter har en umiddelbar innvirkning, øker overføring av dopamin, men vi vet ikke hva endringer stimulerende medisiner forårsaker i hjernen som lindrer ADHD-symptomer. Og vi vet ikke hvilke av disse endringene som faktisk er ansvarlige for symptomforbedring kontra bivirkninger.

Hvordan MR kan fremskynde utvikling av ADHD-behandling

Igjen, laboratoriet mitt nærmer seg denne ADHD-behandlingskravene med MR-teknologi. I dette tilfellet bruker vi ikke MR til å forstå hva som forårsaker ADHD, men i stedet bruker vi MR til å forstå hvordan behandlingene våre fungerer, og hva vi kan gjøre for å redusere bivirkninger.

Til syvende og sist, hva vi ønsker å gjøre i denne forskningsgrensen, er å identifisere hjerneforandringer som er ansvarlige for symptomforbedring kontra hjerneendringer som er ansvarlige for bivirkninger. Og med den informasjonen i hånden, ville det neste trinnet være å deretter utvikle nye medisiner som spesifikt retter seg mot de hjerneendringene som fører til symptomforbedring.

Hvis du tar en gruppe barn som har ADHD og utfører MR-skanninger på dem, og så blir de behandlet med stimulerende medisiner og skannet igjen 10 år senere, ville ikke være i stand til å bestemme hvilke av de dokumenterte hjerneforandringene som kan tilskrives medisinering kontra hjerneforandringer som bare kan tilskrives menneskelig utvikling. De har vokst i 10 år, og den prosessen i seg selv vil føre til betydelige hjerneforandringer.

Studien som laboratoriet og andre laboratorier har gjort, tyder på at det er betydelige endringer i hjernefunksjonen som kan tilskrives stimulerende medisiner. Men disse endringene er kortvarige. Når vi behandler barn med ADHD og et sentralstimulerende middel, ser vi medisinene kan være ekstremt effektive på kort sikt. Men når medisinen er stoppet, innen et døgn, dukker symptomene opp igjen.

MR-hjerne hjelper oss med å forstå de kortsiktige virkningene av ADHD-medisiner, og kan til slutt hjelpe oss med å forstå langtidseffektene også.

[Les dette neste: Hvordan hjernebilding endrer alt - eller ikke]

Jonathan Posner, M.D., er styresertifisert i voksen- og barnepsykiatri og ungdomspsykiatri og driver MR-forskningslaboratorium ved Columbia University. Hans forskning har mottatt en rekke priser fra American Academy of Child and Adolescent Psychiatry (AACAP) og Depresjonen og bipolar Support Alliance (DBSA), kontinuerlig støtte fra National Institutes of Health (NIH), og er bredt publisert i prestisjetunge tidsskrifter som som JAMA og Lancet.

Oppdatert 6. mars 2020