脑部扫描揭示ADHD兴奋剂药物的作用机制与先前认知不同。这些药物并非直接增强注意力,而是提高大脑警觉性与动机水平,有时能模拟优质睡眠的效果。
处方兴奋剂药物如利他林和阿得拉常用于治疗注意力缺陷多动障碍(ADHD),包括儿童患者。在美国,约350万3至17岁儿童服用ADHD药物,随着这种神经发育障碍的诊断率上升,用药人数持续增长。
数十年来,人们认为兴奋剂通过直接影响大脑注意力区域发挥作用。圣路易斯华盛顿大学医学院的新研究对此解释提出质疑。该研究由神经病学助理教授本杰明·凯(Benjamin Kay)博士和神经病学教授尼科·U·多森巴赫(Nico U. Dosenbach)博士领导,发现这些药物主要作用于大脑的奖赏与觉醒系统,而非传统认为的注意力网络。
12月24日发表在《细胞》期刊的研究表明,兴奋剂通过提高ADHD患者对任务的警觉性和兴趣来改善表现。药物并非直接提升专注力,而是增强任务参与度。研究人员还观察到类似优质睡眠效果的大脑活动模式,抵消了睡眠剥夺引发的典型脑部变化。
“作为儿童神经科医生,我常开具兴奋剂处方,过去一直认为它们能强化注意力系统,赋予患者更主动的注意力控制能力,”在圣路易斯儿童医院接诊的凯表示,“但我们证明事实并非如此。观察到的注意力改善,实则是儿童因更警觉且觉得任务更有价值而产生的次级效应。”凯强调,评估儿童ADHD时必须同步考量睡眠质量。
脑成像揭示意外模式
研究人员分析了5,795名8至11岁儿童的静息态功能性磁共振成像(fMRI)数据,这些儿童参与了美国青少年大脑认知发展(ABCD)研究。团队对比了扫描当日服用兴奋剂与未服药儿童的大脑连接性。服药儿童在觉醒相关脑区和活动奖赏预测区域表现出更强活动,但传统注意力关联区域未见显著增强。
成人实验验证发现
研究人员在5名未患ADHD的健康成人中进行小规模验证。参与者在服用兴奋剂前后接受静息态fMRI扫描,结果显示药物再次激活了奖赏与觉醒网络而非注意力网络。
“本质上,兴奋剂预先奖赏了我们的大脑,使我们能持续处理原本无趣的任务——比如最讨厌的课程。”多森巴赫解释,兴奋剂通过提升任务价值感,帮助儿童坚持完成困难或重复性活动。他还指出:“这解释了兴奋剂治疗多动症的机制——当孩子因任务无趣而坐立不安时,服药后因不再起身寻找更有价值的事物,反而能保持静坐。”
ADHD治疗、睡眠与表现
ABCD研究显示,服用兴奋剂的ADHD患儿在校成绩更高、认知测试表现更佳,症状越严重者改善越显著。但效果存在睡眠依赖性:睡眠不足(少于推荐的9小时)的患儿中,服药者成绩优于未服药者;而在睡眠充足且神经发育正常的儿童中,兴奋剂未提升表现。多森巴赫指出:“睡眠不足者服药后,睡眠缺乏的脑部特征及其行为认知衰退均被消除。”
掩盖睡眠剥夺的潜在风险
研究人员警告,通过药物弥补睡眠不足可能带来长期危害。“睡眠不足对儿童尤其有害,”凯强调,“过度疲劳的儿童会表现出类似ADHD的症状,如课堂注意力涣散、成绩下滑。若将睡眠问题误诊为ADHD,兴奋剂虽能模拟充足睡眠的短期效果,却使儿童持续暴露于慢性睡眠缺失的长期伤害中。”他呼吁临床医生在ADHD评估中必须排查睡眠剥夺因素。
待解之谜
研究团队指出需深入探究兴奋剂对大脑的长期影响。一方面,兴奋剂可能通过激活清醒期的大脑废物清除系统发挥修复作用;另一方面,若长期用于弥补睡眠缺失,也可能造成持久性损伤。
本研究获美国国立卫生研究院等多项资助,计算工作依托圣路易斯华盛顿大学研究计算与信息设施完成。
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