Neurophysiologische Korrelate von Arbeitsgedächtnisproblemen bei AD(H)S

Das Arbeitsgedächtnis steuert einen Teil der Exekutivfunktionen.

Exekutivfunktionen sind die Fähigkeiten der

  • Planung, Organisation und Problemlösung(1)
    und der
  • Inhibition(1)
    • Reaktionshemmung
    • Kontrolle der Ablenkbarkeit
      • Ablenkbarkeit
      • „Shifting“(1)
    • Selbstregulation
      • emotional(1)
      • motivational

Während Inhibition neurophysiologisch im Striatum reguliert wird (siehe hierzuNeurophysiologische Korrelate von Inhibitionsproblemen und Impulsivität bei AD(H)S), wird die Planung und Problemlösung durch den PFC bearbeitet.
Ein Instrument der Planungs- und Problemlösungsmechanismen ist das Arbeitsgedächtnis.

Bewusste Kontrolle (Effortful Control) scheint das selbe Konstrukt zu beschreiben wie Exekutivfunktionen.(2)

Während erhöhtes Shifting und erschwerte emotionaler Selbstregulation auch bei Autismusspektrumsstörungen kennzeichnend zu sein scheint, scheinen mit häufigeren AD(H)S-Merkmalen lediglich Beeinträchtigungen von Inhibition, Arbeitsgedächtnis und Planung/Organisation zu korrelieren.(1)

1. Das Arbeitsgedächtnis (Working Memory)

Das Arbeitsgedächtnis besteht aus drei Teilen:

  • verarbeitende Prozessoreinheit („zentrale Exekutive“)
    • dlPFC
    • verarbeitet Informationen, die in den beiden Gedächtnisspeichern vorgehalten werden
  • visuell-räumliches Gedächtnis
    • rechter hinterer Parietallappen
  • akustisch-sprachliches („phonologisches“) Gedächtnis
    • unterer linken Parietallappen
  • Kurzzeitgedächtnis
    • episodischer Puffer für visuell-räumliche und akustisch-sprachliche Informationen zur Verarbeitung durch die zentrale Exekutive. Speicherkapazität im Schnitt 7 (+/-2) Einheiten (Millersche Zahl)

Übertragen auf einen PC könnte man die zentrale Exekutive als den Hauptprozessor, das Kurzzeitgedächtnis als den Arbeitsspeicher (RAM) und die Gedächtnisspeicher als verschiedene Segmenten der Festplatte beschreiben.

Das Arbeitsgedächtnis im dlPFC wird vornehmlich dopaminerg und noradrenerg gesteuert. Dabei scheint vornehmlich phasisches und weniger tonisches Dopamin die Vorgänge des Arbeitsgedächtnisses zu steuern.(3)
Beispielsweise reagieren DA-Neuronen phasisch auf Reize, die gemerkt werden sollen und zeigen keine tonische Aktivität während des Retentionsintervalls, also der Zeit, während dessen die Informationen aktiv gehalten wird.(4)

AD(H)S ist durch 3 Pathways  (nach Sonuga-Barke) gekennzeichnet, die neurophysiologisch Symptome verursachen:

  • Dopaminmangel (u.a.) im dlPFC (Arbeitsgedächtnis)
    • Desorganisiertheit
    • Vergesslichkeit
  • Dopaminmangel (u.a.) im Striatum (Verstärkungszentrum)
    • Motivationsprobleme
    • Impulsivität
    • Hyperaktivität
  • Veränderungen im Kleinhirn
    • Zeitwahrnehmungsprobleme

Während bei AD(H)S Noradrenalin wie Dopamin im PFC verringert ist, ist Noradrenalin bei PTSD im PFC erhöht, was den PFC deaktiviert und die Amygdala aktiviert, weshalb PTSD typischerweise mit Alpha-1- oder Beta-Adrenorezeptor-Antagonisten behandelt wird, die der Abschaltung des PFC durch zu viel Noradrenalin entgegenwirken.(5)

2. Arbeitsgedächtnisprobleme bei AD(H)S

AD(H)S korreliert mit Arbeitsgedächtnisproblemen(6), anders als Tic-Störungen.(7)

Im dlPFC wird die Daueraufmerksamkeit zur Lösung von Problemen abgebildet. Die durch eine gestörte Daueraufmerksamkeit verursachten AD(H)S-Symptome korrelieren daher mit einer Störung des dlPFC.(8) Selektive Aufmerksamkeit (Ablenkbarkeit) wird dagegen im dorsalen Nucleus accumbens verortet.

Eine Langzeitstudie fand, dass sich Arbeitsgedächtnisprobleme bei AD(H)S im Erwachsenenalter nicht verringern. Teilweise wurde eine Verschlechterung der Ablenkbarkeit festgestellt.(9)

Eine andere Studie fand überraschend, dass Spracherwerb und arithmetische mathematische Fähigkeiten, für die das Arbeitsgedächtnis benötigt wird, bei Kindern mit AD(H)S nicht wesentlich verschlechtert war. Die Performance brach jedoch deutlich ein, wenn die Betroffenen glaubten, weniger begabt zu sein.(10)

Eine Untersuchung fand bei Kindern mit AD(H)S neben Exekutivproblemen auch (und abweichend zu anderen Untersuchungen) Probleme mit der Theory of Mind (ToM). Diese korrelierten jedoch nicht mit den Exekutivproblemen, so dass eine  Beteiligung des Arbeitsgedächtnisses wenig wahrscheinlich ist.(11)

Eine Untersuchung fand bei Kindern mit AD(H)S eine Korrelation zwischen Beeinträchtigung des Arbeitsgedächtnis und Auffälligkeiten bei der Augenbewegung beim Lesen. Das visuelle Scannen von Wörtern beim Lesen war diskontinuierlich, unkoordiniert und chaotisch. ADHS-Gruppen zeigten höheren Entropieindex unter den vier Kategorien von Sakkaden als Nichtbetroffene.(6)

3. Messung von Arbeitsgedächtnisproblemen

Die mit dem Arbeitsgedächtnis verbundenen Items der Problemlösungsfähigkeiten und der Daueraufmerksamkeit können mit Tests gemessen werden.

3.1. Messung von Arbeitsgedächtnisproblemen mit dem N-back-Test

Das Arbeitsgedächtnis und die Daueraufmerksamkeit können mit dem N-back-Test geprüft werden.(12)

Mehr hierzu unter N-back-Test im Unterabschnitt Aufmerksamkeits- und Reaktionstests im Abschnitt Tests im Beitrag AD(H)S – Diagnosemethoden im Kapitel Diagnostik.

Zuletzt aktualisiert am 17.01.2020 um 02:27 Uhr


8.)
Stahl (2013): Stahl’s Essential Psychopharmacology, 4. Auflage, Chapter 12: Attention deficit hyperactivity disorder and its treatment, Seite 472 - (Position im Text: 1)
12.)
Stahl (2013): Stahl’s Essential Psychopharmacology, 4. Auflage, Chapter 12: Attention deficit hyperactivity disorder and its treatment, Seite 473 - (Position im Text: 1)