ADHS-Studie: Forscher entdecken drei unterschiedliche Hirntypen
Kinder mit einer Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) zeigen sehr unterschiedliche Symptome. Dennoch erhalten sie bislang dieselbe Diagnose. Eine neue Studie legt nun nahe: Hinter ADHS könnten sich mehrere eigenständige Formen verbergen.
1'000 Kinder im Gehirnscanner untersucht
Ein Forschungsteam um Qiyong Gong von der Sichuan University (China) untersuchte die Gehirne von 1'000 Kindern mit ADHS in chinesischen und US-amerikanischen Kliniken. Die Wissenschaftler wollten wissen, ob sich in den Hirnscans wiederkehrende Muster erkennen lassen, die mit bestimmten Verhaltensweisen zusammenhängen.
Zunächst trainierte das Team ein Computerprogramm darauf, strukturelle Unterschiede im Gehirn zu identifizieren. Dafür nutzten die Forscher Computertomografie-Scans (CT-Scans). Bei dieser Bildgebung entstehen mithilfe von Röntgenstrahlen detaillierte Querschnittsbilder des Körpers.
Aus 446 Scans von Kindern mit ADHS und 708 Scans von gleichaltrigen Kindern ohne die Diagnose erstellten die Wissenschaftler geometrische Karten der Hirnoberfläche. Diese Karten ähneln topografischen Landkarten: Sie bilden Erhebungen und Vertiefungen der sogenannten grauen Substanz ab. Die graue Substanz enthält vor allem Nervenzellkörper und spielt eine zentrale Rolle bei der Informationsverarbeitung im Gehirn.
Was ist ADHS?
ADHS steht für Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung. Die Entwicklungsstörung beginnt meist im Kindesalter. Typisch sind drei Kernsymptome:
- Unaufmerksamkeit: Betroffene lassen sich leicht ablenken und haben Schwierigkeiten, sich länger zu konzentrieren.
- Hyperaktivität: Sie zeigen eine ausgeprägte motorische Unruhe.
- Impulsivität: Sie handeln vorschnell und ohne ausreichende Kontrolle.
Algorithmus erkennt vier Cluster
Der Algorithmus verglich anschliessend die Hirnareale der Kinder mit ADHS mit denen der Kontrollgruppe. Dabei identifizierte das Programm vier klar voneinander abgegrenzte Gruppen. Drei dieser Cluster enthielten ausschliesslich Scans von Kindern mit ADHS, der vierte umfasste die Scans der Kinder ohne Diagnose. Die Analyse zeigte damit nicht nur, wer betroffen war, sondern auch, dass sich die ADHS-Gruppe in drei Unterformen unterteilen lässt.
Im nächsten Schritt überprüften die Forscher ihre Ergebnisse. Sie liessen den trainierten Algorithmus 554 weitere CT-Scans von Kindern mit ADHS und 123 Scans von Kindern ohne ADHS auswerten. Erneut bildeten sich dieselben drei Gruppen. Das spricht dafür, dass die entdeckten Muster stabil und reproduzierbar sind.
Drei Typen mit unterschiedlichen Symptomen
Die drei sogenannten Biotypen unterschieden sich nicht nur in ihrer Hirnstruktur, sondern auch in ihren Symptomen:
- In der ersten Gruppe zeigten die Kinder die stärksten Ausprägungen aller Kernsymptome: Unaufmerksamkeit, Hyperaktivität und Impulsivität. Hyperaktivität beschreibt eine ausgeprägte motorische Unruhe, Impulsivität ein vorschnelles Handeln ohne ausreichende Kontrolle. In den Gehirnen dieser Kinder fanden die Forscher weitreichende Veränderungen im Stirnlappen, der unter anderem für Planung und Kontrolle von Verhalten zuständig ist, sowie im Pallidum. Das Pallidum ist ein Kerngebiet im Gehirn, das Bewegungen mitsteuert.
- In der zweiten Gruppe traten vor allem Veränderungen in den Verbindungen zwischen dem Pallidum und der sogenannten Gürtelwindung auf. Die Gürtelwindung gehört zum limbischen System und spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von Emotionen. Kinder dieser Untergruppe waren weniger unaufmerksam, zeigten aber stärker ausgeprägte Hyperaktivität und Impulsivität.
- Beim dritten Biotyp konzentrierten sich die Veränderungen auf eine bestimmte Grosshirnwindung. Eine Grosshirnwindung ist eine sichtbare Faltung der Hirnoberfläche. Kinder in dieser Gruppe hatten vor allem Probleme mit der Aufmerksamkeit.
Neue Ansätze für die Therapie denkbar
Die Forscher vermuten, dass Neurotransmitter, also chemische Botenstoffe, mit denen Nervenzellen miteinander kommunizieren, eine Rolle bei diesen Unterschieden spielen. In den betroffenen Hirnarealen finden sich unterschiedlich viele Andockstellen für diese Signalmoleküle. Ob diese Unterschiede tatsächlich die verschiedenen Formen erklären, müssen weitere Studien klären.
Sollte sich der Verdacht bestätigen, könnten sich neue Wege für die Therapie eröffnen. Ärzte könnten Behandlungen künftig gezielter anpassen und stärker auf die individuellen Veränderungen im Gehirn eingehen. ADHS würde dann nicht mehr als einheitliche Störung gelten, sondern als Spektrum verschiedener neurobiologischer Entwicklungsformen.
