Нейробиологическая основа индивидуальных различий в улучшении внимания под действием метилфенидата

Введение

Стимуляторы, повышающие уровень дофамина, такие как метилфенидат (МФ), улучшают внимание и эффективны при лечении синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Однако наблюдаются значительные индивидуальные различия в когнитивных способностях и реакции на МФ. Остается неясным, связаны ли эти различия с плотностью дофаминовых рецепторов, степенью повышения дофамина под действием МФ или обоими факторами.

Цель

Исследование направлено на выявление нейробиологических механизмов индивидуальных различий в улучшении внимания под действием метилфенидата.

Методы

В исследовании приняли участие 37 здоровых взрослых. Использовались следующие методы:

• Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) для оценки доступности дофаминовых рецепторов D1 и D2/3 в стриатуме и изменений уровня дофамина под действием МФ.
• Функциональная МРТ (фМРТ) в двух сеансах (плацебо и 60 мг МФ перорально; одинарное слепое исследование, сбалансированный дизайн) для измерения активности мозга при выполнении задач на внимание.

Результаты

Сеть латеральных фронтопариетальных и зрительных кортексных областей демонстрировала чувствительность к увеличению когнитивной нагрузки. Активность в этой сети положительно коррелировала с производительностью (частичный r = 0.474, P = 0.008). Изменение активности под действием МФ коррелировало с изменением производительности (частичный r = 0.686, P < 0.001).

Соотношение D1/D2/3 рецепторов в дорсомедиальном хвостатом ядре положительно коррелировало с базовой активностью сети внимания и отрицательно — с изменениями активности под действием МФ (все pFWE < 0.02). Эффект МФ на активность этой сети опосредовал связь между соотношением D1/D2/3 и улучшением производительности (оценка медиации = 23.20 [95% ДИ: -153.67 -81.79], P = 0.004).

Выводы

Улучшение внимания под действием МФ зависит не от степени повышения уровня дофамина, а от исходной плотности дофаминовых рецепторов. Лица с более низким соотношением D1/D2/3 демонстрировали сниженную фронтопариетальную активность при нагрузке на внимание и более выраженное улучшение функции мозга и производительности под действием МФ.

Термины и сокращения

• МФ (MP) — метилфенидат, психостимулятор, применяемый при СДВГ.
• ПЭТ (PET) — позитронно-эмиссионная томография, метод визуализации метаболических процессов.
• фМРТ (fMRI) — функциональная МРТ, метод оценки активности мозга по изменениям кровотока.
• D1/D2/3 — подтипы дофаминовых рецепторов.
• pFWE — поправка на множественные сравнения по методу Family-Wise Error.