So sánh trí nhớ làm việc không gian ở trẻ em tiếp xúc với rượu trước khi sinh và những trẻ được chẩn đoán mắc ADHD: Nghiên cứu chụp cộng hưởng từ chức năng

Springer Science and Business Media LLC - Tập 4 - Trang 1-20 - 2012
Krisztina L Malisza1,2,3, Joan L Buss1, R Bruce Bolster4, Patricia Dreessen de Gervai3, Lindsay Woods-Frohlich2, Randy Summers3, Christine A Clancy5, Albert E Chudley6,7, Sally Longstaffe7
1Department of Physiology, 432 Basic Medical Sciences Bldg, University of Manitoba, Winnipeg, Canada
2Department of Psychology, University of Manitoba, Winnipeg, Canada
3Institute for Biodiagnostics, National Research Council of Canada, Winnipeg, Canada
4Department of Psychology, University of Winnipeg, Winnipeg, Canada.
5Division of Rehabilitation Psychology, Seattle Children’s Hospital, Seattle, USA
6Department of Biochemistry and Medical Genetics, University of Manitoba, Winnipeg, Canada
7Department of Pediatrics and Child Health, CE-203 Children’s Hospital, Health Sciences Centre, Winnipeg, Canada

Tóm tắt

Rối loạn phát triển thần kinh liên quan đến rượu (ARND) thuộc nhóm rối loạn phổ rượu thai nhi (FASD), nhưng những cá nhân này không thể hiện các đặc điểm khuôn mặt liên quan đến hội chứng rượu thai nhi (FAS), điều này làm cho việc chẩn đoán trở nên khó khăn. Trong khi các vấn đề về sự chú ý ở ARND tương tự như những gì tìm thấy ở rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD), thì tổn thương cơ bản trong các đường dẫn sự chú ý có thể là khác nhau. Chúng tôi đã tiến hành chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) trên một nhiệm vụ trí nhớ làm việc (1-back) với 63 trẻ em, từ 10 đến 14 tuổi, được chẩn đoán bị ARND và ADHD, cũng như các nhóm điều phát triển bình thường (TD), tại 3T. Dữ liệu hình ảnh tensor khuếch tán (DTI) cũng được thu thập. Các hoạt động đã được quan sát ở các vùng chẩm thái dương và chẩm ở nhóm TD, trong khi ở nhóm ARND, các vùng vận động ngoài chẩm và chẩm thái dương đã được kích hoạt, trong khi nhóm ADHD chỉ kích hoạt các vùng ngoài chẩm vận động. Sự gia tăng hoạt động ở vùng chẩm và vùng chẩm thái dương lớn hơn một cách có ý nghĩa trong nhóm ARND so với các nhóm khác. Hoạt động gia tăng này liên quan đến độ chính xác giảm và tính biến động thời gian phản hồi gia tăng, cho thấy các đối tượng ARND phải nỗ lực nhiều hơn để quản lý tải bộ nhớ ngắn hạn. Biến đổi trong nhóm cảm nhận dưới nhóm, được chứng minh bằng phân tích vùng quan tâm fMRI, ở các nhóm ADHD và ARND so với nhóm TD cho thấy rằng những gián đoạn trong sự chú ý theo thời điểm đã góp phần vào việc thực hiện nhiệm vụ kém hơn của họ. Những sự khác biệt trong hoạt động chức năng ở các đối tượng ARND có và không có chẩn đoán ADHD chủ yếu là do giảm hoạt động của nhóm ARND/ADHD + trong nhiệm vụ 0-back. Ngược lại, trẻ em chỉ mắc ADHD rõ ràng cho thấy hoạt động kích hoạt giảm trong nhiệm vụ 1-back. Phân tích DTI cho thấy nhóm TD có tổng thể tích thân và số lượng sợi cao hơn đáng kể so với nhóm ARND. Những thước đo này có mối tương quan âm với lỗi trong nhiệm vụ 1-back, cho thấy mối liên hệ giữa độ toàn vẹn của chất trắng và hiệu suất nhiệm vụ. Các hoạt động fMRI gợi ý rằng hành vi tương tự của trẻ em bị ARND và ADHD trong một nhiệm vụ trí nhớ làm việc không gian là kết quả của những sự kiện nhận thức khác nhau. Bản chất của ADHD ở trẻ em với ARND dường như khác biệt so với trẻ em mắc ADHD đơn thuần.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Chudley AE, Conry J, Cook JL, Loock C, Rosales T, LeBlanc N: Fetal alcohol spectrum disorder: Canadian guidelines for diagnosis. CMAJ. 2005, 172: S1-S21. 10.1503/cmaj.1040302. Archibald SL, Fennema-Notestine C, Gamst A, Riley EP, Mattson SN, Jernigan TL: Brain dysmorphology in individuals with severe prenatal alcohol exposure. Dev Med Child Neurol. 2001, 43: 148-154. Sowell ER, Thompson PM, Mattson SN, Tessner KD, Jernigan TL, Riley EP, Toga AW: Voxel-based morphometric analyses of the brain in children and adolescents prenatally exposed to alcohol. Neuroreport. 2001, 12: 515-523. 10.1097/00001756-200103050-00018. Bookstein FL, Sampson PD, Streissguth AP, Connor PD: Geometric morphometrics of corpus callosum and subcortical structures in the fetal-alcohol-affected brain. Teratology. 2001, 64: 4-32. 10.1002/tera.1044. Clark CM, Li D, Conry J, Conry R, Loock C: Structural and functional brain integrity of fetal alcohol syndrome in nonretarded cases. Pediatrics. 2000, 105: 1096-1099. 10.1542/peds.105.5.1096. Loock C, Conry J, Cook JL, Chudley AE, Rosales T: Identifying fetal alcohol spectrum disorder in primary care. CMAJ. 2005, 172: 628-630. 10.1503/cmaj.050135. O'Malley KD, Nanson J: Clinical implications of a link between fetal alcohol spectrum disorder and attention-deficit hyperactivity disorder. Can J Psychiatr. 2002, 47: 349-354. Bhatara V, Loudenberg R, Ellis R: Association of attention deficit hyperactivity disorder and gestational alcohol exposure: an exploratory study. J Atten Disord. 2006, 9: 515-522. 10.1177/1087054705283880. Fryer SL, McGee CL, Matt GE, Riley EP, Mattson SN: Evaluation of psychopathological conditions in children with heavy prenatal alcohol exposure. Pediatrics. 2007, 119: e733-e741. 10.1542/peds.2006-1606. Nanson JL, Hiscock M: Attention deficits in children exposed to alcohol prenatally. Alcohol Clin Exp Res. 1990, 14: 656-661. 10.1111/j.1530-0277.1990.tb01223.x. Oesterheld JR, Kofoed L, Tervo R, Fogas B, Wilson A, Fiechtner H: Effectiveness of methylphenidate in Native American children with fetal alcohol syndrome and attention deficit/hyperactivity disorder: a controlled pilot study. J Child Adolesc Psychopharmacol. 1998, 8: 39-48. 10.1089/cap.1998.8.39. Coles CD, Platzman KA, Raskind-Hood CL, Brown RT, Falek A, Smith IE: A comparison of children affected by prenatal alcohol exposure and attention deficit, hyperactivity disorder. Alcohol Clin Exp Res. 1997, 21: 150-161. 10.1111/j.1530-0277.1997.tb03743.x. Crocker N, Vaurio L, Riley EP, Mattson SN: Comparison of verbal learning and memory in children with heavy prenatal alcohol exposure or attention-deficit/hyperactivity disorder. Alcohol Clin Exp Res. 2011, 35: 1114-1121. 10.1111/j.1530-0277.2011.01444.x. Baddeley A: Working memory. Science. 1992, 255: 556-559. 10.1126/science.1736359. Rasmussen C: Executive functioning and working memory in fetal alcohol spectrum disorder. Alcohol Clin Exp Res. 2005, 29: 1359-1367. 10.1097/01.alc.0000175040.91007.d0. Burden MJ, Jacobson SW, Sokol RJ, Jacobson JL: Effects of prenatal alcohol exposure on attention and working memory at 7.5 years of age. Alcohol Clin Exp Res. 2005, 29: 443-452. 10.1097/01.ALC.0000156125.50577.EC. Pei JR, Rinaldi CM, Rasmussen C, Massey V, Massey D: Memory patterns of acquisition and retention of verbal and nonverbal information in children with fetal alcohol spectrum disorders. Can J Clin Pharmacol. 2008, 15: e44-e56. Willford JA, Richardson GA, Leech SL, Day NL: Verbal and visuospatial learning and memory function in children with moderate prenatal alcohol exposure. Alcohol Clin Exp Res. 2004, 28: 497-507. 10.1097/01.ALC.0000117868.97486.2D. Castellanos FX, Tannock R: Neuroscience of attention-deficit/hyperactivity disorder: the search for endophenotypes. Nat Rev Neurosci. 2002, 3: 617-628. Barkley RA: Behavioral inhibition, sustained attention, and executive functions: constructing a unifying theory of ADHD. Psychol Bull. 1997, 121: 65-94. Spadoni AD, Bazinet AD, Fryer SL, Tapert SF, Mattson SN, Riley EP: BOLD response during spatial working memory in youth with heavy prenatal alcohol exposure. Alcohol Clin Exp Res. 2009, 33: 2067-2076. 10.1111/j.1530-0277.2009.01046.x. O'Hare ED, Lu LH, Houston SM, Bookheimer SY, Mattson SN, O'Connor MJ, Sowell ER: Altered frontal-parietal functioning during verbal working memory in children and adolescents with heavy prenatal alcohol exposure. Hum Brain Mapp. 2009, 30: 3200-3208. 10.1002/hbm.20741. Malisza KL, Allman AA, Shiloff D, Jakobson L, Longstaffe S, Chudley AE: Evaluation of spatial working memory function in children and adults with fetal alcohol spectrum disorders: a functional magnetic resonance imaging study. Pediatr Res. 2005, 58: 1150-1157. 10.1203/01.pdr.0000185479.92484.a1. Dickstein SG, Bannon K, Castellanos FX, Milham MP: The neural correlates of attention deficit hyperactivity disorder: an ALE meta-analysis. J Child Psychol Psychiatry. 2006, 47: 1051-1062. 10.1111/j.1469-7610.2006.01671.x. Forman SD, Cohen JD, Fitzgerald M, Eddy WF, Mintun MA, Noll DC: Improved assessment of significant activation in functional magnetic resonance imaging (fMRI): use of a cluster-size threshold. Magn Reson Med. 1995, 33: 636-647. 10.1002/mrm.1910330508. Mattson SN, Riley EP: A review of the neurobehavioral deficits in children with fetal alcohol syndrome or prenatal exposure to alcohol. Alcohol Clin Exp Res. 1998, 22: 279-294. 10.1111/j.1530-0277.1998.tb03651.x. Owen AM, McMillan KM, Laird AR, Bullmore E: N-back working memory paradigm: a meta-analysis of normative functional neuroimaging studies. Hum Brain Mapp. 2005, 25: 46-59. 10.1002/hbm.20131. Corbetta M, Shulman GL: Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Nat Rev Neurosci. 2002, 3: 201-215. Smith EE, Jonides J: Working memory: a view from neuroimaging. Cogn Psychol. 1997, 33: 5-42. 10.1006/cogp.1997.0658. Schweinsburg AD, Nagel BJ, Tapert SF: fMRI reveals alteration of spatial working memory networks across adolescence. J Int Neuropsychol Soc. 2005, 11: 631-644. Corbetta M, Miezin FM, Shulman GL, Petersen SE: A PET study of visuospatial attention. J Neurosci. 1993, 13: 1202-1226. Thomas KM, King SW, Franzen PL, Welsh TF, Berkowitz AL, Noll DC, Birmaher V, Casey BJ: A developmental functional MRI study of spatial working memory. Neuroimage. 1999, 10: 327-338. 10.1006/nimg.1999.0466. Braver TS, Cohen JD, Nystrom LE, Jonides J, Smith EE, Noll DC: A parametric study of prefrontal cortex involvement in human working memory. Neuroimage. 1997, 5: 49-62. 10.1006/nimg.1996.0247. Smith EE, Jonides J, Koeppe RA: Dissociating verbal and spatial working memory using PET. Cerebr Cortex. 1996, 6: 11-20. 10.1093/cercor/6.1.11. Nelson CA, Monk CS, Lin J, Carver LJ, Thomas KM, Truwit CL: Functional neuroanatomy of spatial working memory in children. Dev Psychol. 2000, 36: 109-116. Owen AM: The functional organization of working memory processes within human lateral frontal cortex: the contribution of functional neuroimaging. Eur J Neurosci. 1997, 9: 1329-1339. 10.1111/j.1460-9568.1997.tb01487.x. Rowe JB, Toni I, Josephs O, Frackowiak RS, Passingham RE: The prefrontal cortex: response selection or maintenance within working memory?. Science. 2000, 288: 1656-1660. 10.1126/science.288.5471.1656. Courtney SM, Petit L, Haxby JV, Ungerleider LG: The role of prefrontal cortex in working memory: examining the contents of consciousness. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1998, 353: 1819-1828. 10.1098/rstb.1998.0334. Petrides M: Frontal lobes and behaviour. Curr Opin Neurobiol. 1994, 4: 207-211. 10.1016/0959-4388(94)90074-4. Jonides J, Schumacher EH, Smith EE, Koeppe RA, Awh E, Reuter-Lorenz PA, Marshuetz C, Willis CR: The role of parietal cortex in verbal working memory. J Neurosci. 1998, 18: 5026-5034. Casey BJ, Cohen JD, O'Craven K, Davidson RJ, Irwin W, Nelson CA, Noll DC, Hu X, Lowe MJ, Rosen BR, Truwitt CL, Turski PA: Reproducibility of fMRI results across four institutions using a spatial working memory task. Neuroimage. 1998, 8: 249-261. 10.1006/nimg.1998.0360. Callicott JH, Mattay VS, Bertolino A, Finn K, Coppola R, Frank JA, Goldberg TE, Weinberger DR: Physiological characteristics of capacity constraints in working memory as revealed by functional MRI. Cerebr Cortex. 1999, 9: 20-26. 10.1093/cercor/9.1.20. Fryer SL, Tapert SF, Mattson SN, Paulus MP, Spadoni AD, Riley EP: Prenatal alcohol exposure affects frontal-striatal BOLD response during inhibitory control. Alcohol Clin Exp Res. 2007, 31: 1415-1424. 10.1111/j.1530-0277.2007.00443.x. Sowell ER, Lu LH, O'Hare ED, McCourt ST, Mattson SN, O'Connor MJ, Bookheimer SY: Functional magnetic resonance imaging of verbal learning in children with heavy prenatal alcohol exposure. Neuroreport. 2007, 18: 635-639. 10.1097/WNR.0b013e3280bad8dc. Mattson SN, Schoenfeld AM, Riley EP: Teratogenic effects of alcohol on brain and behavior. Alcohol Res Health. 2001, 25: 185-191. Sowell ER, Johnson A, Kan E, Lu LH, Van Horn JD, Toga AW, O'Connor MJ, Bookheimer SY: Mapping white matter integrity and neurobehavioral correlates in children with fetal alcohol spectrum disorders. J Neurosci. 2008, 28: 1313-1319. 10.1523/JNEUROSCI.5067-07.2008. Uecker A, Nadel L: Spatial locations gone awry: object and spatial memory deficits in children with fetal alcohol syndrome. Neuropsychologia. 1996, 34: 209-223. 10.1016/0028-3932(95)00096-8. Courtney SM, Ungerleider LG, Keil K, Haxby JV: Object and spatial visual working memory activate separate neural systems in human cortex. Cerebr Cortex. 1996, 6: 39-49. 10.1093/cercor/6.1.39. Kobel M, Bechtel N, Weber P, Specht K, Klarhofer M, Scheffler K, Opwis K, Penner IK: Effects of methylphenidate on working memory functioning in children with attention deficit/hyperactivity disorder. Eur J Paediatr Neurol. 2009, 13: 516-523. 10.1016/j.ejpn.2008.10.008. Bayerl M, Dielentheis TF, Vucurevic G, Gesierich T, Vogel F, Fehr C, Stoeter P, Huss M, Konrad A: Disturbed brain activation during a working memory task in drug-naive adult patients with ADHD. Neuroreport. 2010, 21: 442-446. 10.1097/WNR.0b013e328338b9be. Fassbender C, Schweitzer JB, Cortes CR, Tagamets MA, Windsor TA, Reeves GM, Gullapalli R: Working memory in attention deficit/hyperactivity disorder is characterized by a lack of specialization of brain function. PLoS One. 2011, 6: e27240-10.1371/journal.pone.0027240. Amiez C, Petrides M: Selective involvement of the mid-dorsolateral prefrontal cortex in the coding of the serial order of visual stimuli in working memory. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007, 104: 13786-13791. 10.1073/pnas.0706220104. Roder CH, Hoogendam JM, van der Veen FM: FMRI, antipsychotics and schizophrenia. Influence of different antipsychotics on BOLD-signal. Curr Pharm Des. 2010, 16: 2012-2025. 10.2174/138161210791293088. Nakao T, Radua J, Rubia K, Mataix-Cols D: Gray matter volume abnormalities in ADHD: voxel-based meta-analysis exploring the effects of age and stimulant medication. Am J Psychiatry. 2011, 168: 1154-1163. Shaw P, Sharp WS, Morrison M, Eckstrand K, Greenstein DK, Clasen LS, Evans AC, Rapoport JL: Psychostimulant treatment and the developing cortex in attention deficit hyperactivity disorder. Am J Psychiatry. 2009, 166: 58-63. 10.1176/appi.ajp.2008.08050781. Rasmussen C, Benz J, Pei J, Andrew G, Schuller G, Abele-Webster L, Alton C, Lord L: The impact of an ADHD co-morbidity on the diagnosis of FASD. Can J Clin Pharmacol. 2010, 17: e165-e176.
Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Tập 4

1-20

Thông tin tác giả