Structural and functional neuroimaging in attention-deficit/hyperactivity disorder

Dev Med Child Neurol. 2019 Apr;61(4):399-405. doi: 10.1111/dmcn.14050. Epub 2018 Oct 1.

Abstract

Over the last decade, there has been a dramatic increase in the number of neuroimaging studies in attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). In terms of brain structure, magnetic resonance imaging (MRI), and diffusion tensor imaging studies have evidenced differences in volume, surface-based measures (cortical thickness, surface area, and gyrification), and white matter integrity in different cerebral regions, in children and adults with ADHD compared to population norms. Abnormalities in the basal ganglia, prefrontal structures, and the corpus callosum have been the most consistently reported findings across studies. Hemodynamic (functional MRI, functional near-infrared spectroscopy, positron emission tomography, single-photon emission computed tomography) and magnetoencephalography measurements have also shown differences in neural activity during the execution of neuropsychological tasks and during rest, in widespread regions of the brain. Importantly, multimodal studies combining structural and functional methods have shown an intercorrelation between structural and functional abnormalities in ADHD. Further longitudinal studies are needed to clarify the effects of age and medication on brain structure and function in individuals with ADHD. WHAT THIS PAPER ADDS: In attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD), the brain is characterized by abnormal neural network interplay. Structural and functional cerebral abnormalities in ADHD are intercorrelated. Currently there is no neural biomarker that can be used in diagnosis. Longitudinal studies have shed light on the brain correlates of ADHD over the lifespan. The effects of stimulant intake on the brain correlates of ADHD remain unclear.

NEUROIMAGEN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL EN TRASTORNO POR DÉFICIT DE ATENCIÓN E HIPERACTIVIDAD (TDAH): En la última década se ha observado un incremento dramático en el número de estudios de neuroimagen en Trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH). En cuanto a estructura cerebral, tanto la resonancia magnética cerebral (RMN), como imagen con tensor de difusión han evidenciado diferencias en volumen, mediciones basadas en la superficie (grosor cortical, área de superficie y gyrificación) e integridad de la sustancia blanca en diferentes regiones cerebrales, en niños y adultos con TDAH comparado con la población general. Los hallazgos más consistentemente demostrados en todos los estudios han sido anormalidades en los ganglios basales, en las estructuras prefrontales y en el cuerpo calloso. Mediciones hemodinámicas (RMN funcional, espectroscopía funcional cercana al infrarrojo, tomografía con emisión de positrones, tomografía computada de emisión mono fotónica) y mediciones magnetoencefalográficas también han mostrado diferencias en actividad neural durante la ejecución de tareas neuropsicológicas y durante el reposo en muchas regiones del cerebro. Es importante destacar que estudios multimodales que combinan métodos estructurales y funcionales han mostrado una Inter correlación entre las anomalías estructurales y funcionales en los TDAH. Se necesitan más estudios longitudinales a fin de clarificar los efectos de la edad y la medicación sobre la estructura y función cerebral en individuos con TDAH.

NEUROIMAGEM ESTRUTURAL E FUNCIONAL NO TRANSTORNO DO DÉFICIT DE ATENÇÃO E HIPERATIVIDADE (TDAH): Na última década, houve aumento dramático no número de estudos de neuroimagem no transtorno do deficit de atenção e hiperatividade (TDAH). Em termos de estrutura cerebral, a imagem por ressonância magnética (IRM) e estudos de imagem por tensão difusora têm mostrado diferenças no volume, medidas de superfície (espessura cortical, área de superfície, e girificação), e integridade da matéria branca em diferentes regiões cerebrais em crianças e adultos com TDAH comparados com valores normativos populacionais. Anormalidades nos gânglios basais,estrutura pré-frontais, e corpo caloso têm sido os achados mais consistentemente relatados nos estudos. Medidas hemodinâmicas (IRM funcional, espectroscopia funcional de infra-vermelho próximo, tomografia por emissão de pósitrons, tomografia computadorizada por emissão de fóton único) e magnetoencefalográficas também têm monstrado diferenças na atividade neural durante a execução de tarefas neurofisiológicas e o repouso, em várias regiões do cérebro. É importante observar que estudos multimodais combinando métodos estruturais e funcionais têm mostrado intercorrelação entre anormalidades estruturais e funcionais em TDAH. Mais estudos longitudinais são necessários para esclarecer os efeitos da idade e de medicações sobre a estrutura e função cerebral em indivíduos com TDAH.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review

MeSH terms

  • Attention Deficit Disorder with Hyperactivity / diagnostic imaging*
  • Diffusion Tensor Imaging
  • Functional Neuroimaging
  • Humans
  • Magnetic Resonance Imaging
  • Magnetoencephalography
  • Positron-Emission Tomography
  • Tomography, Emission-Computed, Single-Photon