Konstanz, Univ., Diplomarb., 2004.

Würzburg, Univ., Diss., 2009. / Zsfassung in engl. Sprache.

Univ., Diss., 2010--Würzburg.

Zugl.: Zürich, Universiẗat, Diss., 2009.

Universiẗat, Diss., 2004--Tübingen.

Universiẗat, Diss., 2002--Jena.

Bei ADHS (Aufmerksamkeitsdefizit- / Hyperaktivitätsstörung) handelt es sich um eine meist im Kindesalter beginnende psychiatrische Erkrankung, die die betroffenen Menschen meist bis ins erwachsene Alter begleitet. In den letzten Jahrzehnten wurden viele Untersuchungen an Kindern, welche an ADHS erkrankt waren, durchgeführt. Es zeigten sich Veränderungen in der Power verschiedener Frequenzbereiche. Im Vergleich mit gesunden Kindern zeigten die jungen ADHS Patienten eine Zunahme an langsamer Wellenaktivität, sowie eine Abnahme der schnellen Wellenaktivität. Ähnliche Studien mit erwachsenen ADHS- Patienten sind dagegen seltener durchgeführt worden. Dabei wurde, analog zu den Kinderstudien, eine Zunahme der langsamen Wellenaktivität festgestellt. Im Gegensatz zu den Kindern, wurde bei den Erwachsenen zusätzlich eine Zunahme der Alphaaktivität beobachtet. Des Weiteren stimmten die Ergebnisse bezüglich der zunehmenden Aktivität des Betabandes ebenso nicht überein, wie die fronto- zentral normale und parietal verminderte Betaaktivität bei erwachsenen ADHS- Patienten. Aus diesem Grund verfolgt die vorliegende Studie das Ziel, Unterschiede in den EEG- Frequenzbändern zwischen erwachsenen ADHS- Patienten und einer Kontrollgruppe herauszuarbeiten. Dazu wurden EEG- Frequenzen von 31 an ADHS erkrankten Erwachsenen, mit denen von 31 gesunden Kontrollpersonen verglichen. Die beiden Gruppen unterschieden sich im Durchschnitt nicht hinsichtlich Alter, Geschlecht und Händigkeit. Ein Ruhe- EEG wurde, für jeweils zweimal 5 min pro Proband, mit Hilfe von 21 Elektroden abgeleitet. Die Elektroden wurden gemäß des international anerkannten 10-20 Systems angebracht. Die auf diese Weise aufgezeichneten Daten wurden zunächst mit dem Programm Brain Vision Analyzer bearbeitet. Anschließend wurde die Summe der einzelnen Frequenzbänder mit Hilfe von FFT (Fast Fourier Transformation) in ihre Einzelbänder zerlegt. Jedes Frequenzband wurde einzeln hinsichtlich absoluter Power analysiert. Die ADHS Patienten zeigten eine signifikante Zunahme der Power im Alpha- und Thetaband. Keine Unterschiede wurden für das Betaband ausgemacht. Unsere Studie zeigt, dass die Abnormalitäten innerhalb des EEG-Power-Spektrums bei an ADHS erkrankten Erwachsenen nicht mit denen der an ADHS erkrankten Kinder übereinstimmen. Die power density des Alpha- und des Thetabandes könnte ein zuverlässiges Kriterium darstellen, um gesunde und an ADHS erkrankte Erwachsene zu unterscheiden. In einem weiteren Ansatz sollte ein Zusammenhang zwischen der ADHS- Symptomatik und EEG- Power bei 163 Gesunden untersucht werden. Die eventuell vorhandene ADHS- Symptomatik wurde anhand des ASRS- Fragebogens (Adult Self- Report Scale) ermittelt. Über einen Auswertungsschlüssel kann zum einen die Neigung zu Unaufmerksamkeit, zum anderen zu Hyperaktivität/ Impulsivität aufgezeigt werden. Die Ableitung des EEG erfolgte nach der oben erwähnten Methode. Die Ergebnisse, die die Korrelation zwischen Kontrollgruppe und Fragebogen betreffen, müssen als wenig aussagekräftig beurteilt werden. Lässt man innerhalb dieser Studie das Geschlecht außen vor, so wird deutlich, dass nahezu keine signifikanten Zusammenhänge vorliegen. Unter Berücksichtigung des Geschlechts konnten wir bei gesunden Frauen, ähnlich wie Morgan et al. (2005), mehr Delta- und Betaaktivität als bei den gesunden, männlichen Probanden messen. Im Vergleich zwischen Kontrollgruppe und Patienten konnten wir keine geschlechtsspezifischen Unterschiede ausmachen. Deswegen vermuten wir, dass sich geschlechtsspezifische Unterschiede zwischen Erkrankten und Gesunden im Erwachsenenalter vermindern (Clarke et al. 2001b) Basierend auf unseren Ergebnissen scheinen Langzeitstudien für ADHS Patienten sinnvoll, um die Unterschiede von EEG- Abnormitäten während des Heranwachens zu erforschen und zu berücksichtigen. / This study examined two different studies. First we examined EEG abnormalities in adults with Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD). We investigated EEG frequencies in 34 adults with ADHD and 34 control subjects. Two EEG readings were taken over five min intervals during an eyes-closed resting period with 21 electrodes placed in accordance with the international 10-20 system. Fourier transformation was performed to obtain absolute power density in delta, theta, alpha and beta frequency bands. The ADHD patients showed a significant increase of absolute power density in alpha and theta bands. No differences were found for beta activity. Our findings indicate that abnormalities in the EEG power spectrum of adults with ADHD are different than those described in children. Reliable discriminators between patients and healthy subjects in adulthood could be alpha and theta power density. Based on our results, we suggest further research involving longitudinal studies in ADHD patients to investigate the changes of EEG abnormalities with age. In another study we examined the correlation between ASRS and the eeg power. Concerning the ASRS and the eeg power we found no significant correlations.

Die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) zeichnet sich durch eine starke klinische Heterogenität aus, deren Ursachen bislang noch nicht völlig geklärt sind. Als erfolgversprechendes Erklärungsmodell hat sich das Endophänotypenkonzept herausgestellt, das davon ausgeht, dass unterschiedliche Dysfunktionen den vielfältigen klinischen Phänotypen der ADHS zugrunde liegen. Emotional-motivationalen Defiziten wird hierbei eine große Bedeutung beigemessen, allerdings wurden diese bislang kaum untersucht. Die wenigen vorliegenden Studien bezogen sich auf subjektive Daten und differenzierten nicht nach klinischen Subgruppen, wodurch sich heterogene Ergebnisse ergaben. Die vorliegende Arbeit hatte somit zum Ziel, einen emotional-motivationalen Endophänotyp der ADHS bei unterschiedlichen klinischen Subgruppen von ADHS-Patienten mit subjektiven und objektiven psychophysiologischen Daten zu untersuchen. Dies wurde mithilfe eines emotionalen Bilderparadigmas untersucht, bei dem neben subjektiven Bildbewertungen die affektmodulierte Startlereaktion als Valenzindikator und die elektrodermale Aktivität als Arousalindikator emotional-motivationaler Reaktivität gemessen wurden. Studie 1 (N = 325) konzentrierte sich auf die klinischen Subtypen der ADHS bei erwachsenen Patienten. Diese Studie konnte aufzeigen, dass ADHS-Patienten in Abhängigkeit vom ADHS-Subtypus Defizite in der emotional-motivationalen Reaktivität aufwiesen. Der Mischtypus und der hyperaktiv-impulsive Typus zeichneten sich durch eine verminderte Reaktivität auf positive Stimuli aus, was sich in einer reduzierten Startleinhibition widerspiegelte. Der hyperaktiv-impulsive Typus reagierte zudem vermindert auf negative Stimuli, was sich in einer verringerten Startlepotenzierung zeigte. Im Gegensatz dazu reagierte der unaufmerksame Typus vergleichbar zu Kontrollpersonen mit einer leicht geringeren Startleinhibition bei positiven Stimuli. Die besonders beeinträchtigte emotionale Reaktivität des hyperaktiv-impulsiven Typus spiegelte sich auch in einem Bias zu positiveren Bewertungen aller Bilder und einer verminderten Arousaleinschätzung negativer Stimuli bei Männern dieses Typus wider. Die ADHS-Patienten zeigten keine elektrodermalen Arousaldysfunktionen, wobei auch hier der hyperaktiv-impulsive Typus deskriptiv auffallend abgeflachte Werte in der Reaktivität auf emotionale Stimuli aufwies. Die gefundenen Dysfunktionen könnten zu hyperaktiv-impulsivem Verhalten und Sensation Seeking durch die Suche nach Verstärkern führen. Gleichzeitig könnten die Ergebnisse die starken sozialen Dysfunktionen und antisoziales Verhalten von ADHS-Patienten mit hyperaktiv-impulsiven Symptomen erklären. Zur Berücksichtigung von Entwicklungsaspekten im Endophänotypenmodell und Untersuchung des emotional-motivationalen Endophänotyps bei Kindern mit ADHS konzentrierte sich Studie 2 (N = 102) auf Jungen mit ADHS, die mit und ohne Methylphenidat untersucht wurden. Durch die zusätzliche Methylphenidatgruppe sollten die klinische Relevanz emotional-motivationaler Dysfunktionen belegt und Erkenntnisse zur Wirkweise von Methylphenidat gewonnen werden. Diese Studie konnte aufzeigen, dass sich ADHS-Kinder ohne Methylphenidat durch Hypoarousal auszeichneten, was sich in verminderten Hautleitfähigkeitsreaktionen auf die Bilder und Startletöne sowie einem verminderten tonischen Hautleitfähigkeitsniveau widerspiegelte. Diese Dysfunktionen wurden durch Methylphenidat normalisiert. Die Startledaten konnten aus methodischen Gründen die affektive Modulation bei den Kindern nicht abbilden. Diese Daten lieferten jedoch Hinweise, dass Methylphenidat die emotional-motivationale Reaktivität steigerte, da die ADHS-Kinder mit Methylphenidat eine verstärkte Startlereaktivität während der Bildbetrachtung aufwiesen. Das gefundene Hypoarousal auf Stimuli könnte dazu führen, dass vermindert auf Umweltreize und auch auf Belohnung und Bestrafung reagiert wird. Dies könnte soziale Dysfunktionen und externalisierendes Verhalten nach sich ziehen. Hyperaktiv-impulsives Verhalten und Sensation Seeking könnten kompensatorisch zur Anhebung des Arousals resultieren. Unaufmerksamkeit könnte durch einen suboptimalen Aktiviertheitsgrad bedingt sein. Methylphenidat könnte durch eine Steigerung des Arousals und die Verstärkung der emotionalen Reaktivität diesen Symptomen entgegenwirken. Die vorliegende Arbeit konnte somit als erste einen emotional-motivationalen Endophänotyp der ADHS unter Berücksichtigung valenz- und arousalbezogener Maße bei unterschiedlichen klinischen Subgruppen mit objektiven psychophysiologischen Parametern aufzeigen. Die Normalisierung des Hypoarousals von der Kindheit zum Erwachsenenalter könnte mit der Veränderung der ADHS-Symptome über die Entwicklung zusammenhängen. Die weitere Erforschung des Endophänotypenmodells der ADHS ist eine wichtige Aufgabe für die Zukunft. Die vorliegende Arbeit versuchte, hierzu einen Beitrag zu leisten. / Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder is marked by a strong clinical heterogeneity and etiology is yet not clarified. The endophenotype concept of ADHD has been proven to be very fruitful in the assumption that different dysfunctions underlie the numerous clinical phenotypes of ADHD. Although emotional-motivational dysfunctions are presumably of high relevance, they have been surprisingly scarce investigated so far. Most previous studies relied on subjective data and did not differentiate clinical subgroups, leading to heterogeneous results. Therefore, the aim of the present thesis was to investigate the emotional-motivationale endophenotype in different clinical subgroups of ADHD patients by means of subjective and objective psychophysiological measures. This was investigated using an emotional picture paradigm, where in addition to subjective ratings the affect-modulated startle response as valence indicator and the electrodermal activity as arousal indicator of emotional-motivational reactivity were assessed. Accordingly, study 1 (N = 325) focused on the clinical subtypes of ADHD in adult patients. This study revealed that ADHD patients showed a deficit in their emotional-motivational reactivity dependent on the ADHD subtype. The combined and the hyperactive-impulsive types were marked by a reduced reactivity towards pleasant stimuli indicated by a decreased startle inhibition. The hyperactive-impulsive type additionally was associated with a diminished reactivity towards unpleasant stimuli, which was shown by a reduced startle potentiation. In contrast, the inattentive type reacted comparably to controls with a minor deficit in startle inhibition during pleasant stimuli. The impaired emotional responding of the hyperactive-impulsive type was also reflected by a bias towards more pleasant ratings of all pictures and reduced arousal ratings of unpleasant stimuli in men of this subtype. Results did not reveal electrodermal arousal dysfunctions in ADHD patients. However, the hyperactive-impulsive type tended to show blunted responses towards the emotional stimuli. These observed dysfunctions in emotional-motivational reactivity might significantly contribute to hyperactive-impulsive symptoms and sensation seeking by the search for reinforcers. Additionally, results may explain the strong social dysfunctions and antisocial behavior in ADHD patients with hyperactive-impulsive symptoms. To account for the developmental perspective of the endophenotype model and to investigate the emotional-motivational endophenotype in children with ADHD, study 2 (N = 102) focused on boys with ADHD, which were examined with and without methylphenidate medication. The additional assessment of the group of ADHD children with methylphenidate aimed at elucidating the clinical relevance of the emotional-motivational dysfunctions and to gain insights about the mechanisms of action of methylphenidate. In this study it was found that ADHD children without methylphenidate treatment were marked by hypoarousal, which was reflected by reduced skin conductance responses to the pictures and startle stimuli as well as by a reduced tonic skin conductance level. These dysfunctions were normalized by methylphenidate. Due to methodological reasons, the startle data were not able to indicate the deficient startle inhibition during pleasant pictures as found in adults with ADHD and were also not able to reveal the expected normalization by methylphenidate. However, the startle data suggested that methylphenidate increases emotional-motivational reactivity, because ADHD children with methylphenidate exhibited a stronger reactivity towards the unpleasant startle stimulus during picture presentation. They also tended to pay more attention towards unpleasant pictures. The observed hypoarousal in children without medication might lead to a reduced reactivity towards environmental stimuli and also towards reward and punishment. This in turn might cause social dysfunctions and externalizing behavior. Hyperactive-impulsive symptoms and sensation seeking might result to increase arousal levels. Inattentiveness might be caused by reduced activation levels. By increasing arousal levels and emotional reactivity, methylphenidate might decrease these symptoms. In sum, the present studies clearly identified for the first time the emotional-motivational endophenotype of ADHD in different clinical subgroups considering valence and arousal related measures with objective psychophysiological parameters. Additionally, the observed normalization of hypoarousal from childhood to adulthood could stand in relation to the change of ADHD symptoms over the development. The further investigation of the endophenotype model of ADHD is an important task for the future. The present thesis aimed to render a contribution for this purpose.

EEG-Studie mit 34 erwachsenen ADHS-Patienten und 34 Kontrollpersonen mit einem modifizierten Eriksen-Flanker-Test. Dabei zeigten sich bei den ADHS Patienten verglichen mit der Kontrollgruppe verlängerte Reaktionszeiten, aber eine normale Fehleranzahl und ein normales post error slowing. Die ERN und die Pe waren vermindert. Dies weist auf Defizite in der Handlungsüberwachung bei erwachsenen ADHS-Patienten hin. / EEG-Study with 34 adult patients with ADHD and 34 healthy controls with a modified Eriksen flanker task. We found slower reaction times but a normal number of mistakes and a normal post error slowing in the ADHD group. The ERN and the Pe were reduced. This leads to the conclusion of deficient error processing in adult ADHD patients.

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des ADHS-Forschungsprojektes der Universität Würzburg zur Identifikation von Endophänotypen der ADHS durchgeführt. Im Fokus des Interesses stand dabei die Untersuchung emotionaler Verarbeitungsprozesse bei erwachsenen ADHS-Patienten. Conzelmann und Kollegen (Conzelmann, et al., 2009) konnten zeigen, dass erwachsene ADHS-Patienten vom Mischtypus und vom hyperaktiv/ impulsiven Typus eine defizitäre affektive Startle Modulation aufweisen. Basierend auf diesen Ergebnissen stellte sich in der vorliegenden Arbeit die Frage, ob dieser defizitäre Schreckreflex auf emotionale Bilder des International Affective Picture Systems (IAPS) zunächst replizierbar und falls ja, durch die Einnahme eines Methylphenidatpräparats (MPH) vermindert oder gänzlich aufgehoben werden kann. Um dieser Frage nachzugehen, wurden zunächst im Rahmen einer Vorstudie 15 erwachsene ADHS-Patienten (Mischtypus) aus der Studie von Conzelmann et al. (2009) nach einer Zeitspanne von einem bis zwei Jahren ein weiteres Mal getestet. Etwa eine Stunde vor der zweiten Testung erhielten die Patienten die Instruktion, ihr MPH-Präparat einzunehmen. Im Anschluss daran wurden den Patienten positive, neutrale und negative IAPS-Bilder präsentiert. Diese Bilddarbietung wurde in unregelmäßigen Abständen von einem akustischen Störgeräusch unterbrochen, den die Patienten möglichst ignorieren sollten. Im zweiten Teil der Untersuchung wurden die Probanden sowohl während der ersten als auch während der zweiten Testung angewiesen, die einzelnen Bilder hinsichtlich ihrer Valenz (angenehm versus unangenehm) und ihres Arousals (aufregend versus ruhig) zu bewerten. Von den 15 getesteten Patienten konnten 13 in die Auswertung mit einbezogen werden (2 Patienten hatten unzureichend auf den Ton reagiert). Unterschiede zwischen den beiden Testzeitpunkten (also ohne und mit MPH) konnten bezüglich der affektiven Startle Modulation lediglich auf Bilder mit hohem Arousal festgestellt werden. Für diese spezifischen Stimuli zeigten die Patienten ohne MPH keine verringerte Startle Reaktion während der Betrachtung positiver Bilder. Mit MPH konnte dieses Ausbleiben der Startle Attenuation aufgehoben werden. Anders als bei der affektiven Startle Modulation, konnte bei den zusätzlich erhobenen physiologischen Maßen weder ein systematischer Einfluss durch die IAPS-Bilder noch durch die Medikation festgestellt werden. Gleiches ließ sich bei den Valenz- und Arousalratings feststellen. Ob sich diese positive MPH-Wirkung auf die affektive Startle Modulation auch unabhängig vom Arousalgehalt der betrachteten Bilder zeigt, sollte im Anschluss an diese Vortestung mittels einer zusätzlichen Studie mit wesentlich größerem Stichprobenumfang untersucht werden. Die Hauptstudie wurde sowohl doppelblind als auch placebo-kontrolliert und im cross-over Design durchgeführt. Die Testprozedur am Computer war vergleichbar mit dem Ablauf der Vortestung. Im Rahmen der Hauptstudie wurden 71 AD(H)S-Patienten (60 vom Mischtypus, 11 vom vorwiegend unaufmerksamen Typus) zweimal getestet. Von diesen 71 Patienten konnten letztlich 61 in die Auswertung der Haupttestung mit einbezogen werden (ein ADHS-Patient (Mischtypus) kam zur zweiten Testung nicht und 9 ADHS-Patienten (Mischtypus) hatten unzureichend auf den Startle-Ton reagiert). Dabei konnte zunächst für die Bilder mit hohem Arousal die defizitäre Startle Modulation auf positive Bilder repliziert werden. Durch die MPH-Einnahme ließ sich dieses Defizit jedoch nicht beheben. Da Conzelmann et al. (2009) lediglich beim Mischtypus und hyperaktiv-impulsiven Typus eine defizitäre Startle Modulation nachweisen konnten, wurde eine vergleichbare Auswertung für die Subgruppe der 51 ADHS-Patienten vom Mischtypus durchgeführt. Dabei unterschieden sich die Ergebnisse dieser Subgruppe im Wesentlichen nicht von der Gesamtstichprobe. Auch bei der Überprüfung der genetischen Hypothesen ließ sich keine Interaktion zwischen der Medikation und dem DRD4-7r, dem COMT Val/Met und dem DAT1-10r Polymorphismus feststellen. Die Ergebnisse zeigen zum einen eine defizitäre Startle Modulation der 61 AD(H)S-Patienten, die vergleichbar ist mit dem gezeigten Defizit von Conzelmann et al. (2009) bei Patienten des Mischtypus. Ein positiver Effekt durch die MPH-Einnahme konnte dabei ebenso wenig bestätigt werden wie eine mögliche Interaktion verschiedener dopaminerger Genpolymorphismen auf die MPH-Wirkung. Zusätzliche Studien werden zeigen, ob diese defizitäre Verarbeitung tatsächlich durch die MPH-Einnahme unbeeinflusst bleibt oder ob letztlich mittels medikamentöser Interventionen doch noch eine entsprechende Symptomverbesserung bei erwachsenen AD(H)S-Patienten zu erzielen ist. / The current study was accomplished within the scope of the ADHD research project of the University of Würzburg, Germany, in order to search for ADHD related endophenotypes. The main purpose of the present study was the investigation of emotional processes in adult ADHD-patients. Conzelmann and colleagues (Conzelmann, et al., 2009) demonstrated deficient affective startle modulation in adult ADHD-patients from the combined and the hyperactive-impulsive type. Based on these results, this study was conducted to replicate this deficient affective startle modulation in response to viewing affective pictures of the International Affective Picture System (IAPS) and, in case of successful replication, to investigate the impact of Methylphenidate (MPH) on this deficient processing. During a pilot study, 15 adult ADHD-patients (combined type) from the study of Conzelmann et al. (2009) were investigated once more after a time period between one and two years. Patients were instructed to take their MPH-supplement about one hour prior to the second test session. Subsequently, pleasant, neutral and unpleasant IAPS-pictures were presented. This presentation was disrupted by irregular acoustic startle probes (unpleasant noise) which should be ignored by the patients. During the second part of both test sessions, participants got the advice to evaluate pictures valence (pleasant versus unpleasant) and arousal (excited versus calm). Of these 15 patients, two had to be excluded due to a high number of zero startle responses during the second examination. Distinctions in affective startle modulation between both test sessions (without and with MPH) were only displayed by highly arousing pictures. For these specific stimuli, unmedicated patients did not display any startle attenuation while watching pleasant pictures, although one might expect this reduction in startle amplitude due to reactions reported from healthy subjects. However, MPH reinstated a normal affective startle modulation, as indicated by attenuation associated with pleasant pictures. By contrast, neither influences of the IAPS-pictures, nor the intake of MPH could be displayed by skin conductance response and heart rate deceleration and acceleration. Valence and arousal ratings were also not affected by MPH. Thus, results of the pilot study suggested some positive impact of MPH on emotional processes in adult ADHD-patients. Nevertheless, improvement of the deficient affective startle modulation could only be demonstrated in high arousing pictures. To investigate the coherence of MPH and the arousal levels of the chosen IAPS-pictures, a second study was conducted. This time, a larger sample of patients was investigated. The main study was accomplished by using a double-blind, placebo-controlled, cross-over design. Computerized testing procedures were comparable to those used during the pilot study. 71 AD(H)D-patients (60 from the combined and 11 from the inattentive type) were investigated twice. In the end, data of 61 patients could be analyzed (one patient only took part once (combined type) and 9 patients displayed too many zero reactions. Firstly, the deficient affective startle modulation, as indicated by no startle attenuation while watching pleasant pictures in the study of Conzelmann et al. (2009) could be replicated. However, no positive impact of MPH could be observed. Conzelmann et al. (2009) showed subtype differences indicated by deficient affective startle modulation only in patients of the combined and the hyperactive-impulsive type. On this account, additional analyses for a subgroup of 51 patients (combined type) were conducted. Results of the additional analyses were comparable to those reported above. Furthermore, no interactions with MPH could be observed while taking three dopaminergic polymorphisms (DRD4-7r, COMT Val/Met, DAT1-10r) into account. Thus, analyzing genetic influences on the efficacy of MPH also revealed deficient startle modulation while watching positive pictures- independent of the intake of MPH. While deficient affective startle-modulation during the presentation of pleasant pictures could be replicated, no positive impact of MPH on this deficit could be observed. Small sample size as well as the individual differences in MPH intake (between daily and infrequently) could have contributed to these results. Moreover, one study found no outstanding effect of MPH on social competencies. Another study pointed out that higher complexity might play a certain role in the examination of impulsivity. In order to prove the existence or the absence of MPH efficacy on emotional processes in adult ADHD-patients, further studies are required to draw a final conclusion.