Bildgebende Verfahren des Gehirns zeigen, wie stimulierende Drogen die Leistung bei ADHS verbessern.

Verschreibungspflichtige Stimulanzien wie Ritalin und Adderall werden häufig zur Behandlung von Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) eingesetzt, auch bei Kindern. In den USA nehmen etwa 3,5 Millionen Kinder im Alter von 3 bis 17 Jahren ein ADHS-Medikament, eine Zahl, die gestiegen ist, da immer mehr Kinder mit dieser neurologischen Entwicklungsstörung diagnostiziert werden.

Über lange Zeit wurde angenommen, dass stimulierende Medikamente ADHS behandeln, indem sie auf Bereiche des Gehirns wirken, die die Aufmerksamkeit steuern. Eine neue Studie von Forschern der Washington University School of Medicine in St. Louis stellt jedoch diese Annahme in Frage. Unter der Leitung von Benjamin Kay, MD, PhD, einem Assistenzprofessor für Neurologie, und Nico U. Dosenbach, MD, PhD, dem David M. & Tracy S. Holtzman Professor für Neurologie, zeigt die Studie zum ersten Mal, dass diese Medikamente hauptsächlich auf die Belohnungs- und Wachsamkeitszentren des Gehirns wirken, anstatt auf die Aufmerksamkeitsnetzwerke.

Die Ergebnisse, die am 24. Dezember in Cell veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass verschreibungspflichtige Stimulanzien die Leistung verbessern, indem sie Personen mit ADHS aufmerksamer und interessierter an Aufgaben machen, anstatt direkt ihre Fähigkeit zur Fokussierung zu verbessern. Die Forscher fanden auch heraus, dass Stimulanzien Muster von Gehirnaktivität erzeugten, die dem Effekt von gutem Schlaf ähnelten und die Auswirkungen von Schlafentzug auf die Gehirnaktivität negierten.

„Ich verschreibe viele Stimulanzien als Kinderneurologe, und mir wurde immer beigebracht, dass sie die Aufmerksamkeitsysteme unterstützen, um Menschen mehr Kontrolle darüber zu geben, worauf sie achten“, sagte Kay, der Patienten im St. Louis Children’s Hospital behandelt. „Aber wir haben gezeigt, dass dem nicht so ist. Vielmehr ist die Verbesserung, die wir bei der Aufmerksamkeit beobachten, eine sekundäre Auswirkung darauf, dass ein Kind aufmerksamer ist und eine Aufgabe lohnender findet, was ihnen natürlich hilft, mehr Aufmerksamkeit darauf zu richten.“

Kay sagte, die Ergebnisse zeigen die Bedeutung der Behebung unzureichenden Schlafs zusätzlich zur Berücksichtigung von Stimulanzien bei Kindern, die auf ADHS evaluiert werden.

Unerwartete Gehirnaktivität

Um zu verstehen, wie stimulierende Medikamente das Gehirn beeinflussen, untersuchte das Forschungsteam Daten der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) im Ruhezustand – eine Art der Neuroimaging, die die Gehirnaktivität einer Person anzeigt, wenn sie sich nicht mit einer bestimmten Aufgabe beschäftigt – von 5.795 Kindern im Alter von 8 bis 11 Jahren, die an der Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) Studie teilnahmen. Die ABCD-Studie ist eine langfristige, multizentrische Studie, die die neurologische Entwicklung von mehr als 11.000 Kindern in den USA verfolgt, einschließlich eines Standorts an der WashU Medicine.

Die Forscher analysierten fMRI-Scans und verglichen die Gehirnvernetzungsmuster zwischen Kindern, die verschreibungspflichtige Stimulanzien einnahmen, und solchen, die es nicht taten, am Tag ihrer Untersuchung. Im Vergleich zu Kindern, die keine Stimulanzien einnahmen, zeigten Kinder, die am Tag der Untersuchung Stimulanzien einnahmen, eine erhöhte Aktivität in den Gehirnregionen, die mit Erregung oder Wachsamkeit und Regionen, die vorhersagen, wie lohnend eine Aktivität sein wird, in Verbindung stehen. Ihre Scans zeigten keine signifikant erhöhte Aktivität in den Regionen, die klassisch mit Aufmerksamkeit assoziiert sind.

Die Forscher validierten ihre Beobachtung in einem Experiment mit fünf gesunden Erwachsenen ohne ADHS, die normalerweise keine stimulierenden Medikamente einnahmen. Die Teilnehmer wurden vor und nach der Einnahme einer Dosis von Stimulanzien mithilfe von fMRI gescannt, was eine präzise Messung der Veränderungen in der Gehirnvernetzung ermöglichte. Die Forscher fanden erneut heraus, dass die Erregungs- und Belohnungszentren im Gehirn, nicht die Aufmerksamkeitszentren, durch die Medikamente aktiviert wurden.

„Im Wesentlichen haben wir festgestellt, dass Stimulanzien unser Gehirn vorab belohnen und es uns ermöglichen, an Dingen zu arbeiten, die uns normalerweise nicht interessieren würden – wie zum Beispiel unser am wenigsten beliebtes Fach in der Schule.“

Nico U. Dosenbach, MD, PhD, der David M. & Tracy S. Holtzman Professor für Neurologie

Mit anderen Worten deuten die Studienergebnisse darauf hin, dass stimulierende Medikamente nicht die Aufmerksamkeitszentren eines Kindes mit ADHS „aktivieren“, sondern vielmehr dazu beitragen, dass Aktivitäten, auf die sich das Kind normalerweise schwer konzentrieren kann, relativ lohnender erscheinen. Diese zusätzliche Motivation hilft den Kindern, herausfordernde Aktivitäten sowie langweilige Aufgaben fortzusetzen.

„Diese Ergebnisse liefern auch eine mögliche Erklärung dafür, wie Stimulanzien Hyperaktivität behandeln, was zuvor paradox erschien“, fügte Dosenbach hinzu. „Alles, worauf sich Kinder nicht konzentrieren können – diese Aufgaben, die sie unruhig machen – sind Aufgaben, die sie als unrewarding empfinden. Unter Einfluss von Stimulanzien können sie besser stillsitzen, weil sie nicht aufstehen, um etwas Besseres zu finden, was sie tun können.“

Stimulanzien, ADHS und Schlaf

Im Vergleich zu Kindern mit ADHS, die kein Stimulans einnahmen, hatten Kinder mit ADHS, die ein Stimulans einnahmen, bessere Noten in der Schule (wie von ihren Eltern berichtet) und schnitten bei kognitiven Tests, die Teil der ABCD-Studie waren, besser ab. Kinder mit schwererer ADHS zeigten die größten Verbesserungen bei kognitiven Ergebnissen, die mit der Einnahme von verschreibungspflichtigen Stimulanzien verbunden waren.

Trotz der erheblichen Auswirkungen auf die Gehirnaktivität fanden die Forscher heraus, dass stimulierende Medikamente nicht mit kognitiven Verbesserungen bei allen Kindern korreliert waren, die sie einnahmen. Kinder, die weniger als die empfohlenen neun Stunden oder mehr Schlaf pro Nacht erhielten und ein Stimulans einnahmen, erzielten bessere Noten in der Schule als Kinder, die unzureichenden Schlaf hatten und kein Stimulans einnahmen. Allerdings korrelierten Stimulanzien nicht mit einer verbesserten Leistung bei neurotypischen Kindern, die ausreichend Schlaf hatten. (Es ist unklar, warum diese Kinder stimulierende Medikamente einnahmen.) Das heißt, Stimulanzien waren nur mit einer verbesserten kognitiven Leistung bei Teilnehmern mit ADHS oder bei solchen, die unzureichenden Schlaf hatten, verbunden.

„Wir haben gesehen, dass, wenn ein Teilnehmer nicht genügend Schlaf hatte, aber ein Stimulans einnahm, das Gehirnsignal für unzureichenden Schlaf gelöscht wurde, ebenso wie die damit verbundenen Verhaltens- und kognitiven Einbußen“, sagte Dosenbach.

Die Autoren wiesen darauf hin, dass dieser Leistungsanstieg trotz Schlafmangel langfristige Kosten haben könnte.

„Nicht genug Schlaf zu bekommen, ist immer schlecht für dich, und es ist besonders schlecht für Kinder“, sagte Kay. Er wies darauf hin, dass übermüdeten Kindern klassische Symptome von ADHS zeigen können, wie Schwierigkeiten beim Aufpassen im Unterricht oder sinkende Noten, was in einigen Fällen zu einer Fehldiagnose führen kann, wenn der wahre Übeltäter Schlafentzug ist. Das stimulierende Medikament kann dann helfen, indem es einige der Effekte einer guten Nachtruhe nachahmt, während das Kind dennoch anfällig für die langfristigen Auswirkungen von Schlafentzug bleibt. Kay drängt Kliniker, Schlafmangel als Faktor bei ADHS-Diagnosen zu berücksichtigen und Strategien oder Behandlungen zu erkunden, um den Schlaf der Kinder zu verbessern.

Die Ergebnisse von Dosenbach und Kay weisen auf die Notwendigkeit zukünftiger Studien über die möglichen langfristigen Auswirkungen von Stimulanzien auf die Gehirnfunktion hin. Die Forscher bemerkten, dass diese Medikamente einen regenerierenden Effekt haben könnten, indem sie das Abfallbeseitigungssystem des Gehirns während der Wachheit aktivieren, es ist jedoch ebenso wahrscheinlich, dass sie langfristigen Schaden verursachen könnten, wenn sie zur Überdeckung chronischer Schlafdefizite eingesetzt werden.

Die Studie wurde durch NIH-Stipendien unterstützt und zeigt, dass stimulative Medikamente die Gehirnaktivität beeinflussen und damit sowohl positive als auch negative Auswirkungen haben können.

Quellen: