Neurophysiologische Korrelate von Inhibitionsproblemen und Impulsivität bei AD(H)S

1. Impulsivität

Impulsivität ist etwas anderes als ein Affektdurchbruch.
Affektdurchbrüche sind (kurze) emotionale Ausraster, also intensive nicht kontrollierte Reaktionen, z.B. kurze Wutausbrüche.

Symptome von Impulsivität bei AD(H)S sind(1)

  • übermäßiges Sprechen
  • Herausplatzen
  • nicht Abwarten können, bis man an der Reihe ist
  • Unterbrechen.

1.1. Inhibitionsprobleme

Impulsivität ist unter anderem die Folge eines Problems der Selbstregulation und damit der Inhibition.(2)(3)
Inhibition ist die Fähigkeit, einen Impuls zu unterdrücken.
Inhibitionsprobleme werden vorrangig dem ADHS- und Mischtyp zugeschrieben.(4)
Inhibitionsprobleme äußern sich häufig, aber nicht nur durch Impulsivitätsprobleme.

Die Dopaminrezeptoren D1 und D5 (D1-Gruppe) haben aktivierende Funktion, die Rezeptoren D2 bis D4 (D2-Gruppe) inhibierende Funktion. Bindet Dopamin an die Rezeptoren D1 oder D5, wird die nachfolgende Synapse aktiviert = depolarisiert (exzitatorisches postsynaptisches Potential), bindet Dopamin dagegen an D2 bis D4 („D2-Gruppe“), wird die nachfolgende Synapse deaktiviert = hyperpolarisiert (inhibitorisches postsynaptisches Potential).(5)
Bei AD(H)S ist die Funktion der (inhibierenden) Rezeptoren D2, D3 und D4 beeinträchtigt.(6)

Wie aus der Entscheidungsforschung bekannt ist, ist das Signal, eine Handlung auszuüben, bereits bis zu 10 Sekunden früher messbar, als dem Betroffenen bewusst ist, dass er eine Entscheidung getroffen hat.(7) Noch 200 Millisekunden vor der Ausführung kann der Mensch die bereits getroffene Entscheidung abbrechen.(8)
Die lange Dauer zwischen Signalbeginn und der tatsächlichen Entscheidungsausführung dient letztendlich dazu, dass die „getroffene“ Entscheidung noch relativ lange gestoppt werden kann. Am Prozess der Inhibition, der der Unterbindung einer Entscheidungsoption, sind viele Instanzen aktiv beteiligt.
Bildlich gesehen stellt ein Gehirnbereich Entscheidungen „zur Diskussion“ und gibt anderen Gehirnregionen die Möglichkeit, diese zu beurteilen und sodann zuzulassen oder zu unterbinden.

Dieser Prüfungs- und Abbruch-Mechanismus wird ganz wesentlich von Dopamin gesteuert. Ist der Dopamin-Regelkreislauf gestört, ist der Mechanismus, der zu Abbruch von nachteiligen Entscheidungen führt, gehemmt. Eine Störung der Inhibition ist beispielsweise denkbar, indem Neurotransmitterspiegel zu niedrig oder zu hoch sind, so dass die Signalübertragung verrauscht oder zu schwach ist, so dass der abschwächende (inhibitorische) Impuls nicht ankommt.

Die bekannte Störung des Dopaminsystems erklärt die Impulssteuerungsprobleme bei AD(H)S.

1.2. Bevorzugung sofortiger Belohnung (Delay Aversion, Reward Discounting)

Ein Element von Impulsivitätsprobleme dürfte eine Abwertung weiter entfernter Belohnung sein (während sofortige Belohnung unverändert wirkt).(9)(10)(3)(11)(12)(13)

Bei AD(H)S sind zeitlich entferntere Belohnungen weniger motivierend (Reward Discounting). Ein COMT-Inhibitor erhöhte (bei Gesunden) die Wahl entfernterer Belohnungen, was auf erhöhte Dopaminspiegel in Cortex und Striatum zurückgeführt wurde.(13)

Impulsivität scheint aus der Vermeidung negativer affektiver Zustände im Zusammenhang mit der Verzögerung zu resultieren. AD(H)S-Betroffene empfinden eine Verzögerung vor einem Ergebnis oder Ereignis als besonders aversiv und das Vermeiden dieser Verzögerung als verstärken. Passend hierzu ist bei AD(H)S bei Hinweisen auf Verzögerungen die Amygdala hypersensibilisiert.(14)

1.3. Höhere Affinität zu riskantem Verhalten

Impulsivität wird weiter mit einer Tendenz zu riskantem Verhalten in Verbindung gebracht.(11)

1.4. Zeitabschätzungsprobleme

Impulsivität und Delay Aversion scheinen mit Zeitabschätzungsproblemen (timing skills) zu korrelieren.(12)

2. Impulsivität korreliert mit externalisierender Symptomatik

Impulsivität korreliert mit

  • eher externalisierenden als internalisierenden psychischen Problemen.(9)
  • geringerem Schlaf an Wochenenden(15)
  • einer geringeren Affinität zu Essen nach der Mittelmeerdiät(15)
  • Benutzung von technischen Geräten über mehr als 3 Stunden / Tag(15)
  • Geburt via Kaiserschnitt(15)
  • Geburtsgewicht von mehr als 2,5 kg(15)
  • nicht gestillt(15)
  • Sport an mehr als 3 Tagen / Woche (geringe Korrelation)(15)

Bis auf die Geburtsumstände und das Stillen dürften die Korrelationen nach unserem Verständnis eher Folgen als Ursachen der Impulsivität sein.

3. Neurophysiologische Korrelate der Impulsivität

Impulsivität ist mit einem Netzwerk aus orbitofrontalem Cortex (OFC) → Striatum → Thalamus assoziiert.(1)

3.1. Aktivitätsmuster in Gehirnregionen

Impulsivität korreliert mit höherer Aktivität in folgenden Gehirnregionen:

  • ventrale Amygdala (beidseitig)(16)(17)
  • parahippocampaler Gyrus(16)
  • linkes dorsales anteriores Cingulum (Brodmann Areal 32)(16)
  • Nucleus caudatus (beidseitig)(16)

Impulsivität korreliert mit niedrigerer Aktivität in folgenden Gehirnregionen:

  • dorsale Amygdala(16)
  • ventraler präfrontaler Cortex (Brodmann Areal 47)(16)
  • anteriorem Cingulum(18)(19) und posteriorem Cingulum(19)
  • rechter medialer frontaler Gyrus(18)
  • rechter präzentraler Gyrus(18)

Impulshemmung (Inhibition) korreliert neurologisch mit erhöhter Aktivität im

  • rechten (anteriorer lateraler) obitofrontaler Cortex(20)(21) bzw. dorsolateralen präfrontalen Cortex.(22)
  • orbitomedialen PFC
    Eine verringerter dopaminerge Anregung des omPFC verringert die Fähigkeit zur Hemmung von Impulsivität.(13)

Eine Untersuchung fand keinen Hinweis auf Abweichungen bei neurokognitiven Prozessen, wie sie durch Diffusionsentscheidungsmodell (DDM) abgebildet werden und Go/No-Go-Leistungen bei AD(H)S. Die Reaktionen auf fehlgeschlagene Inhibition in mit der Fehlerüberwachung assoziierten Hirnregionen korrelierte jedoch eng mit einer effizienteren Aufgabenausführung, Externalisierungsverhalten und AD(H)S-Symptomen. Diese Studie sät damit Zweifel, ob die Go-/No-go-Aufgabenaktivierung wirklich die neurale Basis der Inhibition widerspiegelt und fand Hinweise darauf, dass fehlerbezogene Kontraste bessere Informationen liefern.(23)

3.2. Überexprimierung des ATXN7-Gens

Hyperaktivität und Impulsivität wird auch durch eine Überexprimierung des Atxn7-Gens im PFC und Striatum verursacht.(24) Atomoxetin konnte in diesem Fall die Hyperaktivität und Impulsivität beheben. Es ist nicht überraschend, dass es für die Frage der Wirksamkeit von Medikamenten darauf ankommt, auf welche Art und Weise das betreffende Symptom verursacht wird.

3.3. Amygdala

Die Konnektivität der Gehirnnetzwerke ist lokal um die Amygdala erhöht und zum anterioren Cingulum und posterioren Cingulum im Cortex verringert. Das Übergewicht der Verbindungen um die Amygdala gegenüber den kortikalen Verbindungen bewirkt eine erhöhte impulsive Reaktion auf Reize bei verringerter kortikaler Hemmung.(19)

Delay Aversion (Verzögerungsaversion, Ungeduld) korreliert mit einer verkleinerten Amygdala.(25)

3.4. Ventrales Striatum

Eine Studie an Affen kam zu dem Ergebnis, dass geringe Dosen von MPH Impulsivität reduziert, während höhere Dosen sedierend wirken. Die impulsivitätshemmende Wirkung erfolgte dabei insbesondere im ventralen Striatum.(26)
Dies schliesst an die empirischen Erfahrungen an, dass AD(H)S-Betroffene, insbesondere Kinder, unter MPH zuweilen apathisch wirken können. Dies deutet unserer Auffassung nach im Anschluss an diese Studie auf eine Überdosierung hin.

3.5. Erhöhte Konnektivität zwischen ventralem Tegmentum und mittlerem Cingulum

Eine Studie fand eine Korrelation zwischen subjektiv wahrgenommener Impulsivität und signifikant erhöhter funktionale Konnektivität zwischen ventralem Tegmentum und dem mittleren Cingulum bei L-Dopa-Gabe.(27)

3.6. Verringerte Myo-Inosit-Spiegel im vlPFC, nicht aber im Striatum

Bei Ratten mit hoher Impulsivität wurde eine signifikante Reduktion der Myo-Inosit-Konzentration im infralimbischen PFC, aber nicht im Striatum berichtet, im Vergleich zu Ratten mit niedriger Impulsivität. Im infralimbischen PFC waren zugleich signifikante Reduzierungen der Transkript-Spiegel der Schlüsselproteine, die an der Synthese und dem Recycling von Inosit (IMPase1) beteiligt sind, auffällig. Eine Ausschaltung von IMPase1 im infralimbischen PFC erhöhte die Impulsivität.(28)
Myo-Inosit (Cyclohexan-cis-1,2,3,5-trans-4,6-hexol) ist das häufigste Isomer von Inosit (Inositol = Cyclohexanhexol, ein sechswertiger cyclischen Alkohol). Es ist ein intrazellulärer „second messenger“. Orale Gabe verbessert die Insulinresistenz sowie den Fett- und Glukosemetabolismus und senkt den Androgenspiegel.(29)

3.7. Erhöhte Lateralisierung der „posterior thalamic radiation“

Bei Kindern mit AD(H)S wurde eine signifikant höhere Lateralisierung der „posterior thalamic radiation“ (PTR) gefunden. Die Lateralisierung der PTR korrelierte bei gesunden Kontrollen mit Inhibition, bei Kindern mit AD(H)S dagegen nicht.(30)

3.8. Kein Hinweis auf parietale Beteiligung

Eine Studie fand keine Hinweise auf eine erwartete parietale Modulation bei erhöhtem Inhibitionsbedarf. Dieser Mangel an Modulation wurde jedoch durch den individuellen Schweregrad der ADHS-Symptome vermittelt. Eine Korrelation zwischen der Aktivität des intraparietalen Sulkus (IPS) und zu inhibierenden Ereignissen war bei weniger schweren AD(H)S-Symptomen deutlich. Bei schwereren AD(H)S-Symptomen verschwand diese Korrelation jedoch. Ähnlich korrelierte die funktionelle Konnektivität zwischen dem IPS und dem rechten inferioren Gyrus frontalis mit Bedingungen mit hohem Inhibitionsbedarf, während diese Korrelation mit zunehmender Symptomschwere abnahm.(31)

4. Impulsivität und Neurotransmitter / Hormone

4.1. Dopamin

Impulsivität ist (genauso wie Ablenkbarkeit und Depression) gekennzeichnet durch:(9)

  • ein verringertes tonisches (langanhaltendes) Dopaminniveau
    und
  • eine verringerte phasische (kurzfristige) Dopaminantwort auf Anreize im mesolimbischen System.

Das AD(H)S-Symptom der mangelnden Inhibition der exekutiven Funktionen wird dopaminerg durch die Basalganglien (Striatum, Putamen) verursacht, während die mangelnde Inhibition der Emotionsregulierung noradenerg durch den Hippocampus verursacht wird.(32) Daher ist ersteres einer dopaminergen Behandlung besser zugänglich. Emotionsregulierung und Affektkontrolle sind dagegen besser noradrenerg zu behandeln.

4.2. Serotonin

Andere Quellen beschreiben, dass Impulsivität durch einen Mangel an Serotonin induziert wird.(33) Eine geringe Affinität des Serotonintransporters in Thrombozyten korrelierte mit einer hohen Impulsivität, während eine erhöhte SERT-Affinität moderat mit erhöhter Aggressivität und externalisierendem Verhalten korrelierte. Die SERT-Ausprägung hatte keinen Einfluss. Die Serotoninverfügbarkeit im synaptischen Spalt scheint mehr von der Affinität als der Anzahl der SERT abzuhängen.(34)

Serotonin hemmt Aggressivität, so das ein Mangel an Serotonin (in Verbindung mit einem hohen Testosteron- und niedrigen Cortisolspiegel) Aggression fördert. Mehr hierzu unter ⇒ Aggression als Folge von hohem Testosteron mit zugleich abgeschwächter Cortisolantwort.

Ein hoher Serotoninspiegel im PFC verringert Aggression und Impulsivität.(35)(36)(37)(38)(39)
Die These von Zuckermann, wonach Impulsivität zugleich mit einem erhöhten Dopaminspiegel einhergehe, scheint sich nicht zu bestätigen. Eher scheint sich Cloningers Theorie zu bestätigen, wonach Impulsivität durch niedrige Serotonin- und niedrige Dopaminspiegel gefördert wird.(40)

Vor diesem Hintergrund haben wir beobachtet, dass geringe Mengen (2 bis 4 mg / Tag) von SSRI (z.B. Escitalopram) sehr schnell eine Verbesserung bei Impulsivität bewirken. Es scheint dabei eine unmittelbare Wirkung des Serotonins zu bestehen, da die Wirkung nicht erst nach mehreren Wochen eintritt, wie sie als Folge einer Downregulation der 5-HT-Rezeptoren bei einer höherdosierten SSRI-Gabe als Antidepressivum (Escitalopram: 10 bis 20 mg / Tag) eintritt. Eine Downregulation der Rezeptoren sollte in diesem Fall möglichst vermieden werden, weshalb die geringste noch hilfreiche Dosierung verwendet werden sollte.

4.3. Adenosin, Cannabinoide

SHR-Ratten, die ein Modell für ADHS darstellen, reagierten auf einen Cannabinoid-CB1-Rezeptor-Agonisten mit erhöhter Impulsivität (verstärkte Bevorzugung kurzfristiger Belohnung). Diese Reaktion wurde durch eine einmalige Gabe von Coffein (einem unspezifischen Adenosin-Rezeptor-Antagonisten) unterbunden, jedoch durch chronische Coffeingabe verstärkt.(41)

Ein Cannabinoid-Antagonist verringerte dagegen die Impulsivität und erhöhte die Bevorzugung späterer, dafür grösserer Belohnung.(41)

4.4. Corticoide

Die durch leichten Stress verbesserte Antworthemmung (Inhibition) bei gesunden Probanden in einer stop-signal task Aufgabe wird durch einen Mineralocorticoidantagonisten (MR) verschlechtert.(42)
Dies deutet auf eine Beteiligung von MR oder des Gleichgewichts zwischen MR und GR bei Inhibition hin.

5. Schlafmangel beeinträchtigt Inhibition

AD(H)S korreliert mit Schlafmangel. Eine Verlängerung der Schlafdauer verbesserte die Inhibition bei Kindern mit AD(H)S deutlich.(43)

6. Überexprimierung des Atxn7-Gens

Hyperaktivität und Impulsivität wird weiter auch durch eine Überexprimierung des Atxn7-Gens im PFC und Striatum verursacht.(44)

Zuletzt aktualisiert am 25.02.2020 um 01:37 Uhr


1.)
Stahl (2013): Stahl’s Essential Psychopharmacology, 4. Auflage, Chapter 12: Attention deficit hyperactivity disorder and its treatment, Seite 474 - (Position im Text: 1, 2)
5.)

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