Modalitätsübergreifende Defizite bei Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung in funktionellen Netzwerken, grauer Substanz und weißer Substanz

Zusammenfassung

Bisherige neurobildgebende Untersuchungen bei Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) identifizierten zwar getrennt voneinander verteilte strukturelle und funktionelle Defizite, die Zusammenhänge zwischen diesen Defiziten wurden jedoch nicht untersucht. Um diese Modalitäten in einem gemeinsamen Modell zu vereinen, nutzten wir die gemeinsame unabhängige Komponentenanalyse (ICA), eine multivariate, multimodale Methode zur Identifizierung kohäsiver, modalitätsübergreifender Komponenten. Basierend auf aktuellen Netzwerkmodellen von ADHS vermuteten wir, dass veränderte Beziehungen zwischen großräumigen Netzwerken, insbesondere dem Default-Mode-Netzwerk (DMN) und aufgabenpositiven Netzwerken (TPNs), mit strukturellen Anomalien in Regionen der kognitiven Regulation einhergehen. Für 756 Probanden der ADHD-200-Studie erstellten wir mittels voxelbasierter Morphometrie Volumenkarten der grauen und weißen Substanz sowie funktionelle Konnektome des gesamten Gehirns. Anschließend führten wir eine ICA durch und testeten die resultierenden transmodalen Komponenten auf differentielle Expression bei ADHS im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen. Vier Komponenten zeigten eine stärkere Expression bei ADHS. Entsprechend unserer a priori Hypothese beobachteten wir eine reduzierte Trennung des Default Mode Network (DMN) vom Total Pareto-Netzwerk (TPN) in Verbindung mit strukturellen Anomalien im dorsolateralen präfrontalen Kortex und im anterioren cingulären Kortex, zwei wichtigen Regionen der kognitiven Kontrolle. Wir beobachteten außerdem eine veränderte Konnektivität innerhalb des DMN, des dorsalen Aufmerksamkeitsnetzwerks und des visuellen Netzwerks, verbunden mit verteilten strukturellen Defiziten. Es gab starke Hinweise auf eine räumliche Korrespondenz zwischen den Modalitäten: Für alle vier Komponenten sagte der Einfluss der jeweiligen Komponente auf die graue Substanz in einer Region den Einfluss auf die funktionelle Konnektivität in dieser Region stark vorher. Insgesamt zeigen unsere Ergebnisse, dass ADHS mit multiplen, zusammenhängenden, modalitätsübergreifenden Defiziten einhergeht, die jeweils eine starke räumliche Überlappung im Muster der strukturellen und funktionellen Veränderungen aufweisen.