Arbeitsgedächtnis

Mit dem Arbeitsgedächtnis zusammenhängende neuronale Hyperaktivität bei medikamentennaiven Jungen mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung

Hintergrund: Ein beeinträchtigtes Arbeitsgedächtnis gilt als Kernmerkmal der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS). Frühere bildgebende Studien zum Arbeitsgedächtnis bei ADHS nutzten Aufgaben mit unterschiedlichen kognitiven Anforderungen und berücksichtigten kategoriale Urteile über Objekte, die wesentliche Bestandteile visueller Arbeitsgedächtnisaufgaben sind, nicht, was die Interpretation ihrer Befunde erschwert. In der vorliegenden Studie untersuchten wir mittels funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRT) und einer kategorialen n-back-Aufgabe (CN-BT), die hohe Anforderungen an exekutives Schlussfolgern bei konstanten Gedächtnisanforderungen stellte, Unterschiede der neuronalen Aktivierung zwischen Kindern und Jugendlichen mit ADHS und gesunden Kontrollen.

Methoden: Insgesamt wurden 33 medikamentennaive, rechtshändige männliche ADHS-Patienten ohne Komorbidität (mittleres Alter 9,9 ± 2,4 Jahre) und 27 rechtshändige gesunde männliche Kontrollpersonen (mittleres Alter 10,9 ± 2,7 Jahre) rekrutiert. Mittels ereigniskorrelierter fMRT wurden Unterschiede der Hirnaktivität während der CN-BT zwischen den beiden Gruppen untersucht.

Ergebnisse: Die beiden Gruppen unterschieden sich nicht in der Genauigkeit bei der CN-BT, obwohl die ADHS-Patienten bei korrekten Antworten signifikant kürzere Reaktionszeiten als die Kontrollen zeigten. Während der CN-BT zeigten sowohl ADHS-Patienten als auch Kontrollen bei korrekten Antworten signifikante positive und negative Aktivierungen, hauptsächlich in sensomotorischen Bahnen und dem striato-zerebellären Netzwerk. Zusätzlich zeigten die ADHS-Patienten im Vergleich zu den Kontrollen eine signifikant stärkere Aktivierung im bilateralen Globus pallidus und im rechten Hippocampus. Zudem bestand bei ADHS eine positive Korrelation zwischen der Hyperaktivierung des linken Globus pallidus und der Reaktionszeit bei korrekten Antworten.

Schlussfolgerungen: Im Gegensatz zu Kontrollen zeigten ADHS-Patienten während einer Arbeitsgedächtnisaufgabe mit Kategorisierung eine neuronale Hyperaktivierung im Striatum und in mediotemporalen Regionen. Eine Überfunktion in diesen Bereichen könnte eine pathophysiologische Grundlage der ADHS darstellen und mit Arbeitsgedächtnisdefiziten sowie impulsiven Symptomen zusammenhängen.

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„Schwierige Kinder“ von Anfang an? Aufmerksamkeitsprobleme als Risikofaktor für die Schulfähigkeit

Bereits im Vorschulalter fallen viele Kinder durch Auffälligkeiten in der Aufmerksamkeitssteuerung und durch Hyperaktivität und Impulsivität auf.Während im Schulalter eine hohe Komorbidität von ADHS mit Lernstörungen und Störungen des Sozialverhaltens besteht, ist wenig darüber bekannt, ob bereits vor Schuleintritt das Risiko einer solchen Entwicklung vorherzusehen ist. So stellt sich die Frage, ob im Vorschulalter Aufmerksamkeitsprobleme mit defizitären schulrelevanten Vorläuferkompetenzen (numerische Kompetenzen, phonologische Bewusstheit, Arbeitsgedächtnis und schneller Abruf aus dem Langzeitgedächtnis) und Problemen in der sozial-emotionalen Entwicklung einhergehen. In einem längsschnittlichen Design wurde eine Gruppe von 21 Kindern, die von Erzieherinnen als Risikokinder für ADHS klassifiziert wurden, mit einer bezüglich der non-verbalen Intelligenz und des Alters parallelisierten Kontrollgruppe unauffälliger Kinder hinsichtlich schulischer Vorläuferkompetenzen, sozial-emotionaler Entwicklung und Schulfähigkeit verglichen. Die Ergebnisse machen deutlich, dass die Risikokinder trotz unbeeinträchtigter Arbeitsgedächtniskapazität und Intelligenz Defizite in den übrigen untersuchten Fähigkeiten aufwiesen und von den Erzieherinnen deutlich seltener als schulfähig eingestuft wurden. Somit scheint schon vor Schuleintritt eine umfassende Gefährdung für den Schulerfolg zu bestehen.

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Verbesserung des Arbeitsgedächtnisses bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung: Getrennte und kombinierte Effekte von Anreizen und Stimulanzienmedikation

Das Arbeitsgedächtnis (AG) gilt als Kerndefizit bei der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS); zahlreiche Studien zeigen eine beeinträchtigte AG-Leistung bei Kindern mit ADHS. Wir untersuchten, in welchem Ausmaß das AG bei Kindern mit ADHS durch leistungsabhängige Anreize, ein Analogon einer Verhaltensintervention, verbessert wurde. In zwei Studien wurde die AG-Leistung mithilfe einer visuell-räumlichen n-back-Aufgabe erfasst. Studie 1 verglich Kinder (9–12 Jahre) mit ADHS vom kombinierten Typ (n=24) mit einer Gruppe typisch entwickelter Kinder (n=32). Studie 1 replizierte AG-Defizite bei Kindern mit ADHS. Anreize verbesserten das AG, insbesondere bei Kindern mit ADHS. Die Bereitstellung von Anreizen verringerte den Unterschied zwischen ADHS- und Kontrollgruppe um etwa die Hälfte, normalisierte die AG-Leistung jedoch nicht. Studie 2 untersuchte die getrennten und kombinierten Effekte von Anreizen und Stimulanzienmedikation bei 17 Kindern mit ADHS vom kombinierten Typ. Sowohl Anreize als auch eine moderate Dosis langwirksamen Methylphenidats (MPH; ~0,3 mg/kg entsprechend dreimal täglich) verbesserten das AG deutlich gegenüber der Bedingung ohne Anreiz und mit Placebo. Die Kombination aus Anreizen und Medikation verbesserte das AG signifikant stärker als entweder Anreize oder MPH allein. Diese Studien zeigen, dass Kontingenzen das AG bei Kindern mit ADHS vom kombinierten Typ deutlich verbessern, mit Effektstärken, die mit einer moderaten Dosis Stimulanzienmedikation vergleichbar sind. Allgemeiner lenkt diese Arbeit die Aufmerksamkeit auf die Rolle der Motivation bei der Untersuchung kognitiver Defizite bei ADHS und bei der Prüfung multifaktorieller ADHS-Modelle.

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Set-Shifting und Arbeitsgedächtnis bei Erwachsenen mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung

Im Vergleich zur großen Zahl von Studien zu exekutiven Funktionen (EF) bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist über die EF-Leistung von Erwachsenen mit ADHS wenig bekannt. Diese Studie verglich 37 Erwachsene mit ADHS (ADHS(total)) und 32 Kontrollpersonen, die hinsichtlich Alter, Intelligenzquotient (IQ), Geschlecht und Bildungsjahren vergleichbar waren, in zwei EF-Bereichen – Set-Shifting und Arbeitsgedächtnis. Zusätzlich wurde die ADHS(total)-Gruppe in zwei Untergruppen unterteilt: ADHS-Patienten ohne Komorbidität (ADHS(−), n = 19) und Patienten mit mindestens einer komorbiden Störung (ADHS(+), n = 18). Die Teilnehmenden absolvierten zwei Maße des Set-Shifting (Trail Making Test, TMT, und einen computerisierten Kartensortiertest, CKV) sowie ein Maß des Arbeitsgedächtnisses (Zahlenspannentest, DS). Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die ADHS(total)-Gruppe Defizite im Set-Shifting und Arbeitsgedächtnis. Die Gruppenunterschiede entsprachen mittleren bis großen Effektstärken (TMT: d = 0,48; DS: d = 0,51; CKV: d = 0,74). Der Vergleich der Untergruppen ADHS(+) und ADHS(−) ergab für die ADHS(+)-Gruppe eine schlechtere allgemeine Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit. Hinsichtlich Set-Shifting und Arbeitsgedächtnis fanden sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Untergruppen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Defizite der ADHS(total)-Gruppe eher auf ADHS als auf Komorbidität zurückzuführen sind. Ein Einfluss von Komorbidität lässt sich jedoch nicht vollständig ausschließen, da bei einigen Ergebnismaßen ein Trend zu schlechterer Leistung in der ADHS(+)-Gruppe bestand.

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Langfristiges funktionelles Outcome bei erwachsenen Strafgefangenen mit ADHS unter OROS-Methylphenidat

In einer kürzlich durchgeführten randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Studie zeigten wir eine robuste Wirksamkeit (Cohen’s d = 2,17) von täglich 72 mg Methylphenidat mit oralem osmotischem Freisetzungssystem (OROS-Methylphenidat) über 5 Wochen gegenüber Placebo auf Symptome der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS), den globalen Schweregrad und die globale Funktionsfähigkeit bei 30 erwachsenen männlichen Strafgefangenen mit ADHS und komorbiden Störungen. Die Outcomes verbesserten sich während der anschließenden 47-wöchigen offenen Verlängerung mit OROS-Methylphenidat in flexibler Tagesdosierung bis zu 1,3 mg/kg Körpergewicht weiter. In der vorliegenden Studie untersuchten wir die langfristige Wirksamkeit und Aufrechterhaltung der Verbesserungen über die insgesamt 52-wöchige Studie hinsichtlich Kognition, motorischer Aktivität, Verhalten in der Institution und Lebensqualität. Post hoc untersuchten wir die Zusammenhänge zwischen der Beurteilung der ADHS-Symptome durch Untersucher und Selbstbeurteilung sowie zwischen Symptombewertungen und Funktionsfähigkeit. Die mittels ANOVA mit Messwiederholung berechneten Outcomes verbesserten sich vom Ausgangswert bis Woche 16 und blieben bis Woche 52 stabil oder verbesserten sich weiter. Sowohl das verbale als auch das visuell-räumliche Arbeitsgedächtnis und das abstrakte verbale Schlussfolgern verbesserten sich im Zeitverlauf signifikant, ebenso mehrere kognitionsbezogene Maße und die motorische Aktivität. Es wurde kein Substanzmissbrauch festgestellt, und die Mehrheit der Teilnehmer nahm an psychosozialen Behandlungsprogrammen teil. Die Lebensqualitätsbereiche Lernen sowie Ziele und Werte verbesserten sich im Zeitverlauf; letzterer Bereich stand am Ende der offenen Phase in signifikantem Zusammenhang mit Verbesserungen der Aufmerksamkeit. Die Beurteilungen der ADHS-Symptome durch Untersucher und Selbstbeurteilungen sowie der globale Symptomschweregrad standen in Woche 52 am stärksten mit der globalen Funktionsfähigkeit in Zusammenhang. Schließlich waren die Untersucher- und Selbstbeurteilungen der ADHS-Symptome bereits zu Studienbeginn signifikant miteinander assoziiert, wobei die Übereinstimmung im Zeitverlauf zunahm.

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Exekutive Funktionen bei jungen Männern mit Klinefelter-Syndrom (XXY) mit und ohne komorbide Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung

Bei Personen mit Klinefelter-Syndrom (XXY) wurden Defizite exekutiver Funktionen (EF) beschrieben. Das Ausmaß einer möglichen Beeinträchtigung ist variabel, und die Art dieser Defizite ist bei jungen Männern bislang nicht eindeutig geklärt. In diesem Bericht untersuchen wir (a) EF-Fähigkeiten mithilfe mehrerer Aufgaben in einer nicht klinisch überwiesenen Gruppe junger Menschen mit XXY, (b) das Ausmaß von EF-Schwächen bei XXY im Vergleich zu typischen männlichen Personen mit ähnlichem sozioökonomischem Status (SES) bzw. zu typischen männlichen Personen mit vergleichbaren verbalen Fähigkeiten und (c) den Beitrag einer komorbiden Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) zu den EF-Fähigkeiten. Die Stichprobe umfasste 27 männliche Personen mit XXY (Alter 9–25 Jahre), 27 typisch entwickelte, nach Alter und Wortschatz parallelisierte männliche Personen sowie 22 nach Alter und sozioökonomischem Status parallelisierte männliche Personen. Zu den EF-Aufgaben gehörten verbale Flüssigkeit, der Trail Making Test sowie die CANTAB-Aufgaben Spatial Working Memory und Stockings of Cambridge. Eine Varianzanalyse mit gemischtem Modell zum Vergleich der Gruppen bei den EF-Aufgaben zeigte einen Haupteffekt der Gruppe, jedoch keine Interaktion zwischen Gruppe und Aufgabe. Insgesamt schnitt die XXY-Gruppe schlechter ab als beide Kontrollgruppen, die Leistung unterschied sich jedoch nicht signifikant in Abhängigkeit von der jeweiligen Aufgabe. Eine ADHS-Komorbidität bei männlichen Personen mit XXY war mit schwächeren EF-Fähigkeiten verbunden.

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Computergestütztes Training des Arbeitsgedächtnisses bei Kindern mit ADHS – eine randomisierte kontrollierte Studie

Ziel: Defizite exekutiver Funktionen, einschließlich Arbeitsgedächtnisdefiziten (WM), gelten als bedeutsam bei der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS). In den Jahren 2002 bis 2003 führten die Autoren eine multizentrische, randomisierte, kontrollierte Doppelblindstudie durch, um den Effekt einer Verbesserung des WM durch computergestütztes systematisches Üben von Arbeitsgedächtnisaufgaben zu untersuchen.

Methode: In die Studie wurden 53 Kinder mit ADHS (9 Mädchen; 15 von 53 mit unaufmerksamem Subtyp) im Alter von 7 bis 12 Jahren ohne Stimulanzienmedikation eingeschlossen. Das Compliance-Kriterium (>20 Trainingstage) erfüllten 44 Probanden, von denen 42 auch drei Monate später nachuntersucht wurden. Die Teilnehmenden wurden randomisiert entweder dem Behandlungscomputerprogramm zum WM-Training oder einem Vergleichsprogramm zugeteilt. Primäres Ergebniskriterium war die Span-Board-Aufgabe, eine visuell-räumliche WM-Aufgabe, die nicht Bestandteil des Trainingsprogramms war.

Ergebnisse: Für die Span-Board-Aufgabe zeigte sich sowohl unmittelbar nach der Intervention als auch bei der Nachuntersuchung ein signifikanter Behandlungseffekt. Zusätzlich bestanden signifikante Effekte bei sekundären Aufgaben zur Messung des verbalen WM, der Reaktionsinhibition und des komplexen Schlussfolgerns. Elternbeurteilungen zeigten sowohl nach der Intervention als auch bei der Nachuntersuchung eine signifikante Verringerung von Unaufmerksamkeits- und Hyperaktivitäts-/Impulsivitätssymptomen.

Schlussfolgerungen: Diese Studie zeigt, dass das Arbeitsgedächtnis bei Kindern mit ADHS durch Training verbessert werden kann. Das Training verbesserte außerdem Reaktionsinhibition und Schlussfolgern und führte zu einer Verringerung der von Eltern beurteilten Unaufmerksamkeitssymptome der ADHS.

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