Die Studienlage zur Untersuchung des Effektes von Methylphenidat (MPH) auf das Belohnungssystem bei Erwachsenen mit einer Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist unbefriedigend. Mit dem Monetary Incentive Delay Paradigma (MID) (Knutson et al. 2001) können neuro-funktionale Korrelate des belohnungsassoziierten Lernens untersucht werden. Dabei wird zwischen Antizipation und tatsächlichem Gewinn bzw. Verlust unterschieden (Knutson et al. 2000). Bei Jugendlichen mit ADHS zeigte sich bei Belohnungsantizipation eine verminderte Aktivierung des ventralen Striatums (Scheres et al. 2007). Erwachsene zeigten ähnliche Ergebnisse bei der Antizipation von Belohnung, bei tatsächlichem Gewinn zeigten sich Signalanhebungen im orbitofrontalen Kortex (Ströhle et al. 2007). Diese Studie untersucht das frontostriatale Netzwerk und eventuelle Dysfunktionen während des MID Paradigmas bei ADHS Patienten mit und ohne MPH. Untersucht wurden acht ADHS-Patienten (DSM-IV: combined type 314.01) und acht Kontrollprobanden im Alter von 18 bis 30 Jahren mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT). Das fMRT erfolgte an zwei Testzeitpunkten (T1 und T2) im Abstand von zwei Wochen. Die ADHS-Patienten wurden randomisiert eingeschlossen: die Hälfte der Patienten war zu T1 unter Behandlung mit MPH; die andere Hälfte ohne MPH. Eine Einnahmepause des MPHs sollte 14 Tage betragen. Bei T2 wurden alle Patienten unter den veränderten Bedingungen erneut gemessen. Kontrollprobanden wurden zweimal ohne Einfluss von MPH gemessen. MID Paradigma (Knutson et al. 2001): Pro Durchgang wurde den Teilnehmern entweder ein Gewinn-, ein Verlust- oder ein neutraler Reiz präsentiert. Nach einer variablen Wartezeit sollten sie rechtzeitig beim Erscheinen eines weißen Quadrates eine Taste drücken. Je nachdem, ob sie dies schafften, wurden sie belohnt, bestraft oder es passierte nichts (neutrale Bedingung). Es folgte entsprechend ein Feedback über einen Geldgewinn bzw. –verlust. In der vorliegenden Pilotstudie konnte unter Berücksichtigung von Störfaktoren wie Alkohol und Nikotin gezeigt werden, dass Kontrollprobanden bei einer Belohnungsantizipation das linke anteriore Cingulum signifikant stärker aktivierten als unmedizierte Erwachsene mit ADHS. Unmedizierte Erwachsene mit ADHS aktivierten hingegen die Insula, Gyrus frontalis superior, Gyrus precentralis und Cuneus stärker. Medizierte Patienten aktivierten folgende Regionen stärker als unmedizierte Patienten: Gyrus parahippocampalis, Ncl. caudatus, Putamen und Insula sowie frontale, temporale, occipitale und cerebelläre Strukturen. Unmedizierte Patienten aktivierten im Vergleich zu medizierten Patienten vor allem frontale Strukturen signifikant stärker. Auch zwischen Kontrollprobanden und medizierten Patienten gab es einen Unterschied: Kontrollprobanden aktivierten den Gyrus cinguli, Thalamus, Insula und das Temporalhirn stärker. Medizierte Patienten aktivierten Gyrus cinguli und Frontalhirn stärker. Betrachtet man unter Berücksichtigung von Störfaktoren das Gewinn-Feedback, so zeigten sich folgende Ergebnisse: Kontrollprobanden aktivierten hauptsächlich Ncl. caudatus, frontale und parietale Strukturen im Vergleich zu unmedizierten Patienten, unmedizierte Patienten hingegen die Insula. Medizierte Patienten zeigten ein höheres BOLD-Signal in striatalen, parietalen und temporalen Regionen, wobei unmedizierte Patienten im Vergleich keine signifikanten Signalanhebungen aufwiesen. Kontrollprobanden zeigten eine Signalanhebung im Vergleich zu medizierten Patienten in der Insula und in frontalen Regionen. Medizierte Patienten hingegen zeigten Signalanhebungen in frontalen und occipitalen Strukturen. Diese Ergebnisse bestätigen nur teilweise die von anderen Forschergruppen bisher berichteten (Ströhle et al. 2008; Scheres et al. 2007). Dies mag zum einen an der geringen Gruppengröße liegen, zum anderen daran, dass die Medikamenteneinnahme bzw. –nichteinnahme über 14 Tage nicht kontrolliert werden konnte. Es zeigen sich außerdem unterschiedliche Aktivierungsmuster zwischen der Kontrollgruppe und den medizierten Patienten, was dafür spricht, dass MPH nicht alle Defizite ausgleicht. Um die Generalisierbarkeit und Interpretation der Befunde zu erweitern, sollte in Zukunft eine größere Stichprobe gewählt werden oder eine Meta-Analyse über alle bisher vorliegenden Daten angefertigt werden. Die Erforschung der MPH- Wirkung sollte anhand placebokontrollierter doppel-verblindeter Studien ausgebaut werden.
The existing studies to investigate the effect of methylphenidate (MPH) on the reward system in adults with attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) are unsatisfactory. With the help of the “Monetary Incentive Delay Paradigm” (MID) (Knutson et al. 2001) neurofunctional reward-processing can be investigated. For that a distinction is made between anticipation and the actual gain or loss (Knutson et al. 2000). Adolescents and adults with ADHD showed decreased activation in the ventral striatum during the anticipation of gain (Scheres et al. 2007; Ströhle et al. 2007). During the feedback of gain adults with ADHD showed increased activation in the orbitofrontal cortex (Ströhle et al. 2007). This study examines effects of MPH on the frontostriatal network and its possible dysfunctions during reward processing in adults with ADHD. This study examined eight ADHD subjects (DSM-IV: combined type 314.01) and eight control subjects aged 18 to 30 years using functional magnetic resonance imaging (fMRI). All participants were scanned twice, in a randomized fashion, two weeks apart. The ADHD subjects were scanned once after MPH administration and the second time after 14 days without taking MPH. Healthy subjects were scanned twice without MPH administration. MID Paradigm (Knutson et al. 2001): Each of the two task sessions consisted of 72 trials. During each trial participants saw one of three cue shapes (circle, square, triangle), fixated on a crosshair as they waited a variable interval. Then they responded to a white target square that appeared for a variable time with a button press. Afterwards they got a feedback that notified participants of whether they had lost or won money during that trial and indicated their cumulative total at that point. On incentive trials participants could win or avoid loosing money by pressing the button during target presentation. This pilot study was controlled for confounding factors such as alcohol and nicotine consumption. During the anticipation of gain control subjects showed significantly higher activation in the left anterior cingulate cortex than unmedicated ADHD subjects. Unmedicated ADHD subjects showed increased activation in the insula, superior frontal gyrus, precentral gyrus and cuneus in comparison to the control subjects. Medicated ADHD subjects revealed increased activation in the following regions related to unmedicated ADHD subjects: parahippocampal gyrus, Ncl. caudatus, putamen, insula and frontal, temporal, occipital and cerebellar structures. Unmedicated ADHD subjects revealed higher activation especially in frontal structures related to medicated ADHD subjects. There was also a difference between control subjects and medicated ADHD subjects: control subjects displayed an increased BOLD- signal in the cingulate gyrus, thalamus, insula and temporal structures. Medicated ADHD subjects displayed a significant higher signal in the cingulate gyrus and the frontal brain regions. Concerning the feedback of gain the following results were found: unmedicated ADHD subjects showed decreased activation mainly in the ncl. caudatus, frontal and parietal structures of the brain compared to control subjects. In contrast, unmedicated ADHD subjects showed increased activation in the insula. Medicated ADHD subjects revealed an increased activation in striatal, parietal and temporal regions related to unmedicated ADHD subjects. No significant differences appeared comparing unmedicated to medicated ADHD subjects. Medicated ADHD subjects displayed an decreased signal in the insula and frontal structures in comparison to control subjects. In contrast medicated patients displayed a significant higher activation in frontal and occipital brain regions. These results partly confirm previous results reported by other research groups (Ströhle et al. 2008; Scheres et al. 2007). This may partly be due to the small sample size, also we did not check if the patients really paused the medication for 14 days. To extend the generalizability and interpretation of these results, future studies should explore larger sample sizes or a meta-analysis should be drawn out of all available data. The research on the effect of MPH should be expanded by placebo-controlled and double- blind studies.
