Gehirnnetzwerken zu handInnen

Ein Blick in den Gehirnen von mehr als 750 Kindern und Jugendlichen zeigt ein wesentlicher Unterschied in der Gehirnarchitekturzwischen den Menschen mit Aufmerksamkeitsdefizit-Syndrom und solche ohne .


Durch die Untersuchung Hunderte von fMRI -Scans des Gehirns von Kindern mit ADHS und ohne , die Forscher identifizierten Schlüssel Verbindungen zwischen Gehirnnetzwerken , die langsamer in ADHD Gehirn gereift.
Credit: Sripada Labor , University of Michigan

Kinder und Jugendliche mit ADHS , eine neue Studie fest , hinken andere im gleichen Alter in , wie schnell ihr Gehirn bilden Verbindungen innerhalb und zwischen Schlüsselgehirnnetzwerken.

Das Ergebnis: weniger reifen Verbindungen zwischen einem Gehirn -Netzwerk, das intern gerichtete Gedanken steuert (wie Tagträumen ) und Netzwerke , die eine Person zu konzentrieren, von außen gerichtete Aufgaben zu ermöglichen. Das lag im Rahmen der Entwicklung kann erklären, warum Menschen mit ADHS leicht abgelenkt oder kämpfen, um konzentriert zu bleiben erhalten .

Was mehr ist, die neuen Erkenntnisse und die zu ihrer Herstellung verwendeten Verfahren , eines Tages Ärzten ermöglichen, Gehirn-Scans verwenden, um ADHS zu diagnostizieren - und zu verfolgen , wie gut jemand auf die Behandlung anspricht . Diese Art von Neuroimaging " Biomarker " noch nicht für ADHS gibt, oder eine psychiatrische Erkrankung für diese Angelegenheit.

Die neuen Ergebnisse stammen aus einem Team in der Abteilung der University of Michigan Medical School of Psychiatry. Sie verwendeten hochmodernster Computertechnik , um einen großen Pool von detaillierten Gehirn-Scans , die öffentlich für die Wissenschaftler zu studieren geteilt wurden analysiert . Ihre Ergebnisse sind in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht .

Lead-Autor Chandra Sripada , MD, Ph.D., und Kollegen untersuchten die Gehirnscans von 275 Kindern und Jugendlichen mit ADHS und 481others ohne sie, mit " connectomic " Methoden, die Interkonnektivität zwischen Netzwerken im Gehirn abbilden.

Die Scans , die unter Verwendung Funktion Magnetresonanztomographie ( fMRI) Scanner, zeigen die Hirnaktivität während eines Ruhezustand . Dies ermöglicht es den Forschern zu sehen, wie eine Reihe von verschiedenen Gehirnnetzwerken , die jeweils spezialisiert für bestimmte Arten von Funktionen , wurden "sprechenden" innerhalb und unter sich .

Die Forscher fanden, Verzögerungen bei der Entwicklung der Verbindung innerhalb des innen fokussierten Netzwerk , die so genannte Standard-Modus -Netzwerk oder DMN , und in der Entwicklung von Verbindungen zwischen DMN und zwei Netzwerke , die extern ausgerichtete Aufgaben , die oft als aufgaben positive Netzwerke oder TPNs verarbeiten. Sie könnten sogar sehen, dass die Verzögerungen im Zusammenhang mit der Entwicklung der beiden aufgabenbezogene Netze - die frontoparietal und ventralen Aufmerksamkeit Netzwerke - wurden vor allem in zwei Bereichen des Gehirns .

Die neuen Erkenntnisse Netz auch mit dem, was andere Forscher haben durch die Untersuchung der physikalischen Struktur von den Gehirnen von Menschen mit und ohne ADHS auf andere Weise gefunden.

Solche Forschung hat bereits Veränderungen in Regionen innerhalb DMN und TPNs gezeigt . So bauen die neuen Erkenntnisse auf diesem Verständnis und fügen Sie .

Die Ergebnisse sind auch für Gedanken über den Längsverlauf des ADHD von der Kindheit zum Erwachsenenalter. Zum Beispiel , einige Kinder und Jugendliche " herauswachsen " der Erkrankung, während für andere die Erkrankung im Erwachsenenalter bestehen bleibt . Zukünftige Studien der Hirnreifungin Netzwerk ADHS könnte Licht in die neuronalen Grundlagen für diesen Unterschied zu vergießen.

" Wir und andere haben Interesse für das Verständnis der neuronalen Mechanismen von ADHS in der Hoffnung , dass wir zu einer besseren Diagnose und Behandlung beitragen ", sagt Sripada , Assistant Professor und Psychiater, der einen gemeinsamen Termin in der UM Abteilung Philosophie hält und ist Mitglied der uM Center for Computational Medicine und Bioinformatik . " Aber ohne die Datenbank der fMRI Bilder , und der Geist der Zusammenarbeit , die ihnen zusammengestellt und gemeinsam genutzt werden dürfen , würden wir nie diesen Punkt erreicht haben . "

Sripada erklärt, daß in den letzten zehn Jahren funktionellen medizinischen Bildgebung hat ergeben, daß das menschliche Gehirn ist funktionell in großem Maßstab Konnektivität Netzwerken organisiert . Diese Netze , und die Verbindungen zwischen ihnen reifen in ganz frühen Kindheit bis hin zum jungen Erwachsenenalter . "Es ist besonders bemerkenswert , dass die Netzwerke haben wir festgestellt, dass nachlauf Reifung in ADHD sind auf die sehr Verhaltensweisen, die die Symptome von ADHS sind verbunden ", sagt er .

Untersuchung der Vielzahl von Verbindungen in das Gehirn, ein Feld namens connectomics erfordert Wissenschaftler in der Lage sein , durch die nicht nur Eins-zu -Eins- Kommunikation zwischen zwei spezifischen Hirnregionen zu analysieren , aber die Kommunikationsmuster unter Tausenden von Knoten innerhalb des Gehirns . Dies erfordert große Rechenleistung und den Zugriff auf große Datenmengen - , die der offenen Austausch von fMRI Bilder so wichtig macht .

" Die Ergebnisse dieser Studie den Weg für die nächste Phase der Forschung , die einzelnen Komponenten der Netze , die den Reifungsverzögerunghaben zu prüfen ist ", sagt er . "Diese Studie liefert eine grobkörnige Verständnis , und jetzt , dieses Phänomen in einer feinkörnigen Weise, die uns zu einem echten biologischen Marker oder neuromarker führen könnten , für ADHD untersuchen wollen wir . "

Sripada auch fest, dass connectomics könnte verwendet werden, um andere Erkrankungen mit Wurzeln in Gehirn -Konnektivität zu prüfen - einschließlich Autismus , die einige Hinweise, hat vorgeschlagen, stammt von Überreifungeiniger Gehirnnetzwerken , und Schizophrenie , Die von anormalen Verbindungen entstehen können. Pooling mehr fMRI Daten von Menschen mit diesen Bedingungen und Depression , Angst, bipolare Störung und könnte connectomics Studien in diesen Bereichen zu steigern.