Die Rolle des medialen präfrontalen Kortex bei beeinträchtigter Entscheidungsfindung bei juveniler Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung

Zusammenfassung

Bedeutung: Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) wird mit beeinträchtigter Entscheidungsfindung und Lernfähigkeit in Verbindung gebracht. ADHS-Modelle legen nahe, dass diese Defizite durch gestörte Belohnungsvorhersagefehler (RPEs) verursacht werden könnten. Belohnungsvorhersagefehler sind Signale, die auf eine Verletzung von Erwartungen hinweisen und bekanntermaßen vom dopaminergen System kodiert werden. Die genauen Lern- und Entscheidungsdefizite sowie deren neurobiologische Korrelate bei ADHS sind jedoch noch nicht ausreichend erforscht. Ziel: Die Studie untersucht mithilfe fortgeschrittener Computermodelle die beeinträchtigten Mechanismen der Entscheidungsfindung und des Lernens bei jugendlicher ADHS sowie die damit verbundenen neuronalen RPE-Prozesse mittels multimodaler Bildgebung. Studiendesign, Setting und Teilnehmer: Zwanzig Jugendliche mit ADHS und zwanzig gesunde Jugendliche als Kontrollgruppe (im Alter von 12–16 Jahren) wurden mithilfe einer probabilistischen Reversal-Learning-Aufgabe untersucht, während gleichzeitig funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) und Elektroenzephalographie (EEG) aufgezeichnet wurden. HAUPTERGEBNISSE UND MESSUNGEN: Lernen und Entscheidungsfindung wurden untersucht, indem ein hierarchisches Bayes'sches Modell mit einem fortgeschrittenen Reinforcement-Learning-Modell verglichen und die Modellparameter analysiert wurden. Die neuronalen Korrelate von RPEs wurden mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) und Elektroenzephalographie (EEG) untersucht. ERGEBNISSE: Jugendliche mit ADHS zeigten ein vereinfachtes Lernverhalten, das sich im Reinforcement-Learning-Modell widerspiegelte (Überschreitungswahrscheinlichkeit, Px = 0,92), und wiesen im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen ein verstärktes exploratives Verhalten auf (mittlerer [SD] Entscheidungssteilheitsparameter β: ADHS, 4,83 [2,97]; Kontrollgruppe, 6,04 [2,53]; p = 0,02). Die fMRT-Analyse ergab eine beeinträchtigte RPE-Verarbeitung im medialen präfrontalen Kortex sowohl während der Reizdarbietung als auch während der Ergebnispräsentation (p < 0,05, Korrektur für familienweise Fehler). Die ergebnisbezogene Beeinträchtigung im medialen präfrontalen Kortex könnte auf eine mangelhafte Verarbeitung 200 bis 400 Millisekunden nach Feedback-Präsentation zurückzuführen sein, was sich in einer reduzierten Feedback-bezogenen Negativität widerspiegelt (ADHS: 0,61 [3,90] μV; Kontrollgruppe: -1,68 [2,52] μV; p = 0,04). SCHLUSSFOLGERUNGEN UND RELEVANZ: Die Kombination aus computergestützter Verhaltensmodellierung und multimodaler Bildgebung des Gehirns zeigte, dass beeinträchtigte Entscheidungsfindungs- und Lernmechanismen bei Jugendlichen mit ADHS durch eine gestörte Verarbeitung der wahrgenommenen subjektiven Empfindung (RPE) im medialen präfrontalen Kortex bedingt sind. Dieser neuartige, kombinierte Ansatz trägt zum besseren Verständnis der Pathomechanismen bei ADHS bei und kann Behandlungsstrategien verbessern.