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Neurophysiologische Korrelate von Belohnung bei AD(H)S

AD(H)S zeigt eine abweichende Reaktion auf erwartete Belohnung sowie auf empfangene Belohnung,

1. Neurophysiologische Korrelate der Belohnungserwartung

Mäuse, bei denen das Dopamin im Nucleus accumbens chemisch verringert wurde, zeigten eine verringerte Reaktion auf angebotene Belohnungen. Der Nucleus accumbens scheint die Reaktion auf Belohnungen und aversive Reize dopaminerg zu moderieren.(1) Die Motivationssteuerung durch den Nucleus accumbens scheint dabei durch den mPFC mittels Noradrenalin stimuliert zu werden. Noradrenalinmangel im mPFC führt zu Dopaminmangel im Nucleus accumbens mit den daraus resultierenden Veränderungen der Motivationssteuerung.(2)

1.1. Striatum bei Belohnungserwartung: unteraktiviert bei AD(H)S und Stress

1.1.1. Striatum bei Belohnungserwartung: unteraktiviert bei AD(H)S

AD(H)S korreliert mit einer verringerten Aktivität auf erwartete Belohnungen in den Gehirnregionen des Belohnungszentrums (einschließlich Nucleus accumbens). Durch (entsprechend hohe) persönlich interessante Belohnungen ausgelöste Motivation reduziert AD(H)S-Symptome.

Bei erwachsenen Männern mit ADHS fand sich eine verminderte Aktivierung des ventralen Striatums während der Gewinnantizipierung und eine erhöhte Aktivierung des orbitofrontalen Cortex als Reaktion auf einen Gewinn. Je geringer Aktivierung des ventralen Striatums während der Gewinnantizipierung war, desto höher waren Hyperaktivität und Impulsivität.(3)(4) Kinder mit ADHS zeigten bilateral ein signifikant verringertes Volumen des ventralen Striatums und eine Korrelation der Verkleinerung des rechten ventralen Striatums mit Hyperaktivität / Impulsivität.(5)

Die Gehirnaktivität auf Belohnungserwartung und Belohnungserhalt scheint subtypspezifisch zu sein. ADS zeigte während der Belohnungserwartung eine bilaterale Unteraktivierung des ventralen Striatums im Vergleich zu Mischtyp und gesunden Kontrollen. Der Mischtyp zeigte hingegen eine Unteraktivierung des OFC als Reaktion auf Belohnung im Vergleich zu ADS und Kontrollen.(6)

Eine Untersuchung fand eine Unteraktivierung des Striatums während der Belohnungserwartung beim AD(H)S-Mischtyp nur bei Erwachsenen, nicht aber bei Kindern.(7)

Eine weitere Studie fand bei ADHS, dass Hyperaktivität- / Impulsivität mit einer (relativ) verringerten Aktivität des ventralen Striatums während der Belohnungserwartung und einer erhöhten Aktivität des ventralen Striatums als Belohnungsreaktion korrelierte. Nichtbetroffene zeigten dagegen eine erhöhte Aktivität des ventralen Striatums bei der Belohnungserwartung.(8)

AD(H)S-Symptome korrelierten bei Kindern mit einer verringerten Aktivierung des Striatums bei Belohnungserwartung, unabhängig von der Stärke der AD(H)S-Symptome.(9)

1.1.2. Striatum bei Belohnungserwartung und Stress

1.1.2.1. Striatum bei Belohnungserwartung: erhöhte Aktivierung bei akutem Stress

Akuter Stress steigert auch Dopamin, unter anderem im Nucleus accumbens, was eine Motivationserwartung auslöst. Die Vermittlung der erhöhten Motivationerwartung scheint durch eine CRH-Freisetzung im Nucleus accumbens zu erfolgen.(10) Ein CRH1-Antagonist blockiert diese verstärkende Wirkung von akutem Stress auf die Belohnungsmotivation.(11) Hoher chronischer Stress hebt – nach bis zu 90 Tage nach Beendigung des Stressors – die Fähigkeit von CRH auf, Dopamin im Nucleus accumbens zu erhöhen und bewirkte zugleich einem Wechsel von appetitiver zu aversiver Motivation verbunden,(12) wie es auch bei bei majorer Depression MDD beobachtet wird.(13)

1.1.2.2. Striatum bei Belohnungserwartung: unteraktiviert bei chronischem Stress

Chronischer Stress verringert die dopaminerge Aktivität des Striatums langfristig. Institutionelle Vernachlässigung, frühkindlicher Stress oder Misshandlung hemmen die striatale Belohnungsfunktion, die dopaminerg vermittelt wird.(14)(15)(16)(17)

Mehr hierzu unter Veränderung des dopaminergen Systems durch chronischen Stress

1.1.2.3. Striatum bei Belohnungserwartung: unteraktiviert nach frühkindlichem Stress

Frühkindlicher Stress (z.B. postnatale Deprivation, mütterliche Trennung) führte bei erwachsenen Ratten und Affen zu einem verringerten mesolimbischen Dopaminspiegels im Striatum und einer verminderten Motivation, Belohnungen zu verfolgen.(18) Bei Affen mit frühkindlicher Stresserfahrung zeigte sich  eine verringertes Interesse an Belohnungen. Der Belohnungskonsum blieb jedoch unverändert. Es fanden sich erhöhte Noradrenalinabbaustoffe im Urin.(19)

Auch bei Menschen ist frühkindlicher Stress mit einer verringerten Aktivität in Bezug auf Belohnung im ventralen Striatum verbunden(20), was mit verstärkten Symptomen von Anhedonie einhergeht,(21) wobei die Daten nicht zwischen Belohnungserwartung und Belohnungserhalt differenzierten. Es wäre denkbar, dass insbesondere eine verringerte Reaktivität auf erhaltene Belohnungen mit Anhedonie bzw. Depression korreliert.

Jugendliche, die als Kinder misshandelt wurden, zeigten eine verringerte dopaminerge Aktivierung des Pallidums (Teil des Striatums) bei Belohnungserwartung bei zugleich stärkeren Depressionssymptomen.(22)

Weitere Studien bestätigen, dass frühkindlicher Stress (ohne direkte Verknüpfung zu Depression) mit einer verringerten Aktivierung des Striatums während der Belohnungserwartung, nicht aber während des Belohnungserhalts korreliert.(23)(24) Dies deckt sich mit den Veränderungen bei AD(H)S sowohl in Bezug auf Belohnungserwartung wie auf Belohnungserhalt.

Mehr hierzu unter Frühkindlicher Stress verändert das dopaminerge System dauerhaft

1.2. ACC, PFC, Cerebellum bei Belohnungserwartung: überaktiviert bei AD(H)S

Eine größere Untersuchung fand bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen mit AD(H)S erhöhte Reaktionen während der Belohnungserwartung im(25)

  • vorderen cingulären Cortex (ACC)
  • PFC
  • Cerebellum

Bei den nicht betroffenen Geschwistern waren die Ergebnisse identisch, mit Ausnahme des Kleinhirns.

1.3. Ventraler anteriorer Thalamus bei Belohnungserwartung: unteraktiviert bei AD(H)S

Hinweise, die eine Belohnung voraussagten, bewirkten bei der Kontrollgruppe im ventralen anterioren Thalamus eine stärkere Aktivierung als bei Hinweisen, die keine Belohnung voraussagten, während bei AD(H)S genau umgekehrt Hinweise, die eine Belohnung voraussagten eine geringere Aktivierung verursachten als bei Hinweisen, die keine Belohnung voraussagten.(26)

1.4. OFC-Aktivität bei Belohnungserwartung: erhöht bei AD(H)S

Eine fMRI-Studie fand bei allen Probanden einen signifikanten Signalanstieg im OFC auf große gegenüber kleinen erwarteten Belohnungen. Bei AD(H)S waren die Antworten signifikant stärker und korrelierten zudem mit Hyperaktivität / Impulsivität. Hohe kognitive Fähigkeiten normalisierten die OFC-Reaktionen.(27)

1.5. Weitere Veränderungen während Belohnungs- und Verlusterwartung bei frühkindlichem Stress

Eine Studie, die Kinder mit hohem und niedrigem frühkindlichem Stress nach 10 Jahren nochmals untersuchte, fand:(28)

Frühkindlicher Stress korrelierte mit

  • bei Verlusterwartung
    • verringerter Aktivierung des Putamen
    • verringerter Aktivierung der Insula
  • beim erleiden von Verlusten
    • erhöhter Aktivierung des linken unteren frontalen Gyrus
  • bei Belohnungserwartung
    • verringerter Aktivierung des posterioren cingulären Cortex
    • verringerter Aktivierung des Precuneus
    • verringerter Aktivierung des mittleren temporalen Gyrus
    • verringerter Aktivierung des oberen okzipitalen Cortex

2. Neurophysiologische Korrelate des Belohnungsempfangs

2.1. OFC bei Belohnungserhalt: Überaktivierung bei AD(H)S

Eine größere Untersuchung fand bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen mit AD(H)S erhöhte Reaktionen während des Empfangs von Belohnung im(25)

  • OFC
  • Occipitallappen
  • ventralen Striatum

Bei den nicht betroffenen Geschwistern waren die Ergebnisse identisch, mit Ausnahme des ventralen Striatums.

Der Schweregrad der ADHS-Symptome sagte eine höhere orbitofrontale Aktivität als Reaktion auf eine sofortige Belohnung voraus.(29)

2.2. Nucleus caudatus und frontales Augenfeld bei Belohnungserhalt bei AD(H)S

Rückmeldungen, dass keine Belohnung erfolgte, bewirkten bei der Kontrollgruppe eine stärkere Aktivierung im linken Nucleus caudatus und im frontalen Augenfeld als Rückmeldungen über erhaltene Belohnungen, während bei ADHS-Gruppe genau umgekehrt Rückmeldungen, dass keine Belohnung erfolgte, eine schwächere Aktivierung im linken Nucleus caudatus und im frontalen Augenfeld bewirkte als Rückmeldungen über erhaltene Belohnungen.(26)

2.3. Konnektivität des ventralen Striatums bei Belohnungsempfang: erhöht bei AD(H)S

AD(H)S-Betroffene zeigen beim Empfang von Belohnungen eine erhöhte Aktivität des ventralen Striatums und des superioren frontalen Gyrus sowie ein erhöhte Konnektivität zwischen dem ventralen Striatum und den Regionen der motorischen Steuerung.(30)

Zuletzt aktualisiert am 06.10.2020 um 01:08 Uhr