Het ADHD-brein in kaart brengen: MRI-scans kunnen een betere behandeling en zelfs symptoompreventie ontgrendelen

Kan Brain MRI Imaging ADHD diagnosticeren?

Kunnen magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) van de hersenen ADHD diagnosticeren? Helaas, maar ondubbelzinnig niet. Geen enkele modaliteit voor beeldvorming van de hersenen - MRI, SPECT-scan, T.O.V.A of andere - kan nauwkeurig de hyperactiviteitsstoornis met aandachtstekort (ADHD of ADD) diagnosticeren.

Ondanks wat u in de populaire pers heeft gelezen, kan geen van deze tools betrouwbaar worden gebruikt als nauwkeurige, zelfstandige diagnostische tools om ADHD. Tests zoals de T.O.V.A. en continue prestatietaken kunnen nuttig zijn bij het geven van de diagnose-clinicus aanvullende informatie, maar afzonderlijk zijn ze niet diagnostisch en ze mogen niet worden gebruikt om een ​​diagnose te stellen ADHD.

Waarom? Een persoon zou het heel slecht kunnen doen op de T.O.V.A., maar niet omdat ze ADHD hebben. Iemand die bijvoorbeeld erg depressief is, zal ook aandachtsproblemen hebben, dus deze test mist wat we de 'specificiteit voor ADHD' noemen.

Het andere probleem is een gebrek aan gevoeligheid. In bepaalde situaties is de aandacht van sommige kinderen met ADHD zeer beperkt. Maar als ze de T.O.V.A. doen, ziet hun aandacht er niet zo slecht uit. Sommige ouders zien dit in de context van het spelen van een videogame, waar soms een kind dat zelfs het ergste geval van ADHD heeft, nog steeds behoorlijk goed kan opletten.

[Download deze gratis download: 3 essentiële (en 4 lichtzinnige) componenten van een ADHD-diagnose]

Vanuit een onderzoeksperspectief, hersenscans - en hersen-MRI's in het bijzonder - zijn heel belangrijk om ons te helpen nadenken over co-voorkomende aandoeningen. En de reden daarvoor is dat, naarmate ons begrip van de hersenen verbetert, we veel meer naar de hersenen kijken vanuit het perspectief van onderliggende circuits of hersensystemen. Die hersensystemen hebben geen één-op-één-relaties met psychiatrische diagnose, maar kunnen aan verschillende voorwaarden ten grondslag liggen.

Het hersensysteem waarvan we denken dat het betrokken is bij de plezierreactie, of wat we 'beloningsverwerking' noemen, is bijvoorbeeld hetzelfde hersensysteem dat wordt geassocieerd met zowel ADHD als stoornissen in het gebruik van middelen. Naarmate we meer over de hersenen leren, wordt het duidelijker dat bepaalde onderliggende hersensystemen individuen vatbaar kunnen maken voor verschillende aandoeningen in plaats van voor één geïsoleerde aandoening. En dat is zeer waarschijnlijk waarom we zo veel voorkomen dat psychiatrische aandoeningen voorkomen.

MRI-onderzoek kan ons helpen die hersensystemen te identificeren en in kaart te brengen, en het helpt professionals ook om ADHD-behandeling en -preventie te begrijpen met een nieuwe, genuanceerde lens.

Is ADHD echt te voorkomen als het genetisch is?

In de Verenigde Staten zijn de diagnostische tarieven van ADHD de afgelopen 20 jaar bijna verdubbeld. Een deel van deze toename wordt toegeschreven aan een groter bewustzijn van ADHD-symptomen voor alle subtypen - hyperactief / impulsief, onoplettend en gecombineerd. Dat gezegd hebbende, is het onwaarschijnlijk dat een dergelijke significante toename van de diagnostische snelheid van ADHD alleen te wijten is aan een groter bewustzijn. Er is een redelijke kans dat het werkelijke aantal ADHD inderdaad stijgt. Dit onderstreept de noodzaak van preventieve benaderingen.

Sommige gevallen van ADHD zijn puur toe te schrijven aan genen, maar de meeste onderzoekers zijn van mening dat in het leeuwendeel van de gevallen, ADHD wordt eigenlijk veroorzaakt door een interactie tussen gen en omgeving. Met andere woorden, de genen vormen het toneel, maar bepaalde omgevingsinputs veroorzaken symptomen van ADHD. Mijn onderzoek heeft tot doel de milieucomponent van deze epigenetische vergelijking beter te begrijpen.

[Download deze deskundige bron: de mysteries van het ADHD-brein ontrafelen]

De ontwikkeling van het menselijk brein is opmerkelijk plastic. Er zijn heel veel veranderingen gaande vanaf de geboorte tot de eerste decennia van het leven. En welke factoren uiteindelijk van invloed zijn op het toenemende of afnemende risico voor ADHD, zijn nog steeds dingen die we nog niet goed hebben uitgewerkt.

Brain MRI-onderzoek voor ADHD-preventie

Brain MRI is een nieuw en experimenteel hulpmiddel in de wereld van ADHD-onderzoek. In 2017 is een studie gepubliceerd in Radiologie gedocumenteerde verschillen tussen de MRI-scans van ADHD-hersenen en niet-ADHD-hersenen. Deze bevindingen kregen meer geloofwaardigheid door een studie uit 2018 uitgevoerd door Radboud Universiteit Nijmegen Medisch Centrum dat MRI-hersenscans gebruikte om te concluderen dat mensen met ADHD een kleiner hersenvolume hadden in vijf subcorticale gebieden.

My Brain MRI Research aan de Columbia University

Het Posner Lab aan de Columbia University gebruikt onder meer MRI om de effecten van prenatale blootstellingen op ADHD te bestuderen. Het begrijpen van de prenatale periode is cruciaal vanwege de uitgebreide hersenontwikkeling die zich in die periode afspeelt, en die van mijn lab het onderzoek wordt ondersteund door de huidige epidemiologische studies en diermodellen die verschillende prenatale blootstellingen koppelen aan een verhoogd risico op ADHD. Onder deze blootstellingen zijn stress, trauma, verschillende medicijnen, chemicaliën en zelfs voeding of obesitas.

Studies met diermodellen hebben altijd een voordeel gehad ten opzichte van studies bij mensen, omdat, nadat dierstudies zijn afgerond, onderzoekers via dissectie in de hersenen van de rat kunnen kijken. Dankzij een gedetailleerde multimodale MRI-benadering kunnen laboratoria zoals de mijne menselijke studies uitvoeren met een vergelijkbaar, verhoogd vermogen om in de hersenen van onze proefpersonen te kijken. Dus hoewel MRI nog geen diagnostisch hulpmiddel kan zijn voor ADHD, is het een belangrijk onderzoekstool waarmee wetenschappers een speciaal inzicht kunnen krijgen in de ontwikkeling van de ADHD-hersenen.

Mijn laboratorium maakt kort na de geboorte MRI-scans voor baby's om een ​​beeld van de hersenen te krijgen voordat eventuele postnatale invloeden van kracht worden. We testen of de prenatale blootstelling - aan stress, trauma, alcohol, enz. - verhoogt het risico op ADHD boven en buiten een bepaald familiaal of genetisch effect. Het algemene doel is om via MRI die prenatale factoren die het ADHD-risico verhogen te isoleren en te identificeren en vervolgens die blootstellingen te verminderen. Dingen zoals stress zullen nooit helemaal worden geëlimineerd, maar als we ze kunnen verminderen, suggereert onderzoek dat we het risico kunnen verkleinen dat een kind ADHD ontwikkelt.

We gebruiken een structurele MRI, waarmee we kunnen kijken naar de grootte en de vormen van verschillende hersengebieden, en diffusie-MRI, die de witte stofkanalen in kaart brengt die verschillende hersengebieden verbinden. Bovendien wordt de functionele MRI gebruikt om te beoordelen welke hersengebieden gedurende een bepaalde periode actief zijn.

In de onderzoeken die we nu uitvoeren, schrijven we vrouwen in tijdens de zwangerschap. Vervolgens doen we een gedetailleerde beoordeling van verschillende blootstellingen tijdens de zwangerschap. Kort na de geboorte krijgen we MRI-scans van de baby's. En dan blijven we de hele kindertijd doorgaan met gedetailleerde beoordelingen van de ontwikkeling van aandacht en hyperactief gedrag.

Hersenen MRI-onderzoeksdoelen

Het doel van mijn lab is om deze kinderen tot en met 6 tot en met 10 jaar te blijven volgen, wanneer de diagnose ADHD echt aan het licht komt. Wat we hierdoor kunnen doen, is bepalen of de prenatale blootstellingen die we zien, zijn het beïnvloeden van de hersenontwikkeling, en of dat doorgaat en de daaropvolgende ontwikkeling voorspelt ADHD.

Mijn lab wil ook het genetisch risico voor ADHD kunnen vergelijken met het risico van prenatale blootstelling. Een meer kwantitatieve benadering die we gebruiken om dit doel na te streven, is dat we de moeders genotyperen. Er is een bepaald genetisch profiel, de Polygenic Risk Score, dat probeert het genetische risico voor ADHD te kwantificeren. Door alle moeders in ons onderzoek te genotyperen, kunnen we dezelfde vraag stellen: verhoogt de prenatale blootstelling het risico op ADHD boven en buiten die polygene risicoscore? Hopelijk helpen de bevindingen van ons onderzoek professionals om deze vraag te beantwoorden.

Waarom hebben we nieuwe ADHD-behandelingen nodig?

Onze huidige medicamenteuze behandelingen voor ADHD werken redelijk goed, maar helaas stoppen veel kinderen na verloop van tijd met de behandeling. We weten dat ADHD een chronische aandoening is die over het algemeen een langdurige behandeling vereist, maar de meeste tieners met ADHD stoppen binnen twee jaar na het starten met het gebruik van medicatie. Waarom? De belangrijkste reden die wordt gegeven voor het stoppen van de behandeling zijn bijwerkingen, wat het punt onderstreept dat we betere, verfijndere behandelingen nodig hebben die minder vatbaar zijn voor bijwerkingen.

De eerstelijnsbehandeling met ADHD is psychostimulantia, die in de jaren dertig voor het eerst werden ontwikkeld en gebruikt bij kinderen. De stimulans behandelingen die we vandaag gebruiken, hebben enigszins veranderde toedieningsmechanismen, zoals langwerkende versies en vloeibare formuleringen. Die wijzigingen zijn erg nuttig, maar de onderliggende farmacologie is in bijna een eeuw niet veranderd.

Bovendien is onze kennis van hoe psychostimulantia werken verrassend beperkt gezien de houdbaarheid van deze medicijnen. We weten dat psychostimulantia een onmiddellijke impact hebben, waardoor de overdracht van dopamine toeneemt, maar we weten niet welke veranderingen stimulerende medicijnen in de hersenen veroorzaken die verlichten ADHD-symptomen. En we weten niet welke van die veranderingen eigenlijk verantwoordelijk zijn voor symptoomverbetering versus bijwerkingen.

Hoe MRI de ontwikkeling van ADHD-behandeling kan versnellen

Nogmaals, mijn lab nadert dit dilemma voor de behandeling van ADHD met MRI-technologie. In dit geval gebruiken we geen MRI om te begrijpen wat ADHD veroorzaakt, maar in plaats daarvan gebruiken we MRI om te begrijpen hoe onze behandelingen werken en wat we kunnen doen om bijwerkingen te verminderen.

Uiteindelijk willen we in deze onderzoekslijn hersenveranderingen identificeren die verantwoordelijk zijn voor symptoomverbetering versus hersenveranderingen die verantwoordelijk zijn voor bijwerkingen. En met die informatie in de hand, zou de volgende stap zijn om dan nieuwe medicijnen te ontwikkelen die specifiek gericht zijn op die hersenveranderingen die leiden tot verbetering van de symptomen.

Als u een groep kinderen met ADHD neemt en MRI-scans op hen uitvoert, en ze vervolgens 10 jaar later worden behandeld met stimulerende medicatie en opnieuw worden gescand, zou niet kunnen bepalen welke van de gedocumenteerde hersenveranderingen toe te schrijven waren aan de medicatie versus hersenveranderingen die alleen toe te schrijven waren aan de mens ontwikkeling. Ze groeien al 10 jaar en dat proces op zich zal leiden tot substantiële hersenveranderingen.

De studie die mijn laboratorium en andere laboratoria hebben uitgevoerd, suggereert dat er significante veranderingen in de hersenfunctie zijn die te wijten zijn aan stimulerende medicijnen. Maar die veranderingen zijn van korte duur. Wanneer we kinderen behandelen met ADHD en een stimulerend medicijn, zien we dat de medicijnen op korte termijn zeer effectief kunnen zijn. Maar zodra de medicatie is gestopt, verschijnen de symptomen binnen een dag opnieuw.

Hersenen-MRI helpt ons de kortetermijneffecten van ADHD-medicatie te begrijpen en kan ons uiteindelijk ook helpen de langetermijneffecten te begrijpen.

[Lees dit volgende: Hoe Brain Imaging alles verandert - of niet]

Jonathan Posner, M.D., is gecertificeerd in de volwassenen- en kinderpsychiatrie en adolescentenpsychiatrie en runt een MRI-onderzoekslaboratorium aan de Columbia University. Zijn onderzoek heeft talloze onderscheidingen ontvangen van de American Academy of Child and Adolescent Psychiatry (AACAP) en de Depression and Bipolar Support Alliance (DBSA), voortdurende steun van de National Institutes of Health (NIH), en wordt veel gepubliceerd in prestigieuze tijdschriften zoals net zo JAMA en Lancet.

Bijgewerkt op 6 maart 2020