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Longitudinal and Neuroimaging Investigation of Executive Functions in Subtypes of Attention Deficit Hyperactivity Disorder

Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is a commonly occurring psychiatric disorder of childhood. The criteria for diagnosis include symptoms of inattention and hyperactivity/impulsivity. The current conceptualization of the disorder divides affected individuals into subtypes, with the two most common being ADHD-Predominantly Inattentive and ADHD-Combined (inattention and hyperactivity/impulsivity). There is longstanding debate in the literature about whether the Inattentive and Combined subtypes are more correctly conceived as different forms of the same disorder or distinct diagnostic entities. The experiments in this dissertation investigate similarities and differences between the ADHD-Inattentive and ADHD-Combined subtypes in several domains. Specifically, we used eye movement tasks to investigate the subtypes' executive function profile in early adolescence (Experiment 1); compared the subtypes' response to methylpheniate (Experiment 2); evaluated the longitudinal course of executive functioning (Experiment 3); and studied the neural underpinnings of executive functioning (Experiment 4). The Inattentive and Combined subtypes had different executive function profiles in early adolescence: ADHD-Combined participants were impaired in our measure of response inhibition (antisaccades) and motor planning (predictive saccades) but not in task-switching; the ADHD-Inattentives were unimpaired on all our tasks. Methylphenidate improved response inhibition and motor planning but did not affect task-switching. The magnitude of response to methylphenidate was similar in the two ADHD groups. When the participants were followed up in late adolescence, clinical symptoms and executive functioning had improved significantly in both subtypes. However, both groups continued to show significant symptoms compared to Controls. The Combined participants remained impaired in response inhibition, but their motor planning deficits had remitted. In a timing reproduction task, they were impaired at short (2-10s) intervals compared to both the Inattentive group and Controls. There were no differences between the subtypes in adaptive functioning but the ADHD participants as a whole had reduced adaptive functioning compared to Controls. Antisaccade errors at follow-up were significantly related to one of the adaptive measures, number of arrests.Our fMRI study of the antisaccade task found that both subtypes had performance impairments compared to Controls when in the scanner. Both subtypes had reduced activation in frontal-subcortical circuitry. The ADHD-C participants also had lower activation than both Controls and the ADHD-I group in dorsal parietal lobe. Frontal and parietal activation was related to antisaccade errors, and parietal activation was also related to parent ratings of ADHD symptoms.Although it is not possible to draw definitive conclusions, our data suggest that the two subtypes may be distinct disorders. This conclusion is based on the neural activation differences in the scanner and the neurocognitive differences in the lab. Although some similarities between the subtypes were observed (methylphenidate response, impairments in adaptive functioning and frontal-subcortical involvement), these are not specific to ADHD and are arguably a tenuous basis on which to continue grouping two distinct clinical presentations into a single disorder. Nonetheless, the conclusion is tentative and would be strengthened both by replication in a larger sample and by data suggesting distinct etiologies (e.g. liability genes) for the two subtypes. / Le Trouble Déficitaire de l'Attention avec Hyperactivité (TDAH) est un désordre psychiatrique de l'enfance. Ce trouble est caractérisé par des symptômes d'inattention et d'hyperactivité/impulsivité. La conceptualisation actuelle du trouble divise les individus affectés en sous-types, les deux sous-types les plus fréquents étant le TDAH-Inattentif (inattention) et TDAH-Combiné (inattention et hyperactivité/impulsivité). Il existe un débat de longue date quant à savoir si les sous-types Inattentif et Combiné sont plus correctement conçus comme différentes formes du même désordre ou comme deux diagnostics distincts.Les expériences dans cette thèse évaluent les similitudes et les différences entre le TDAH-Inattentif et le TDAH-Combiné dans plusieurs domaines. Nous avons utilisé des tâches de mouvements oculaires pour évaluer le fonctionnement exécutif des sous-types en début d'adolescence, comparé leur réponse au méthylphénidate (Ritalin), examiné l'évolution longitudinale de leur fonctionnement exécutif, et étudié la base neurale de leur fonctionnement exécutif.Les sous-types Inattentif et Combiné ont démontré différents profils de fonctions exécutives en début d'adolescence: les participants ayant le TDAH-Combiné ont eu des déficits sur nos mesures d'inhibition (antisaccades) et de planification motrice (saccades prévisibles), mais pas sur notre mesure de «changement de tâche». Les participants du groupe TDAH-Inattentif ne démontrèrent aucun déficit à nos tâches.Le méthylphénidate a amélioré les fonctions d'inhibition et de planification motrice, mais n'a pas affecté le «changement de tâche». L'ampleur de la réponse au méthylphénidate fut semblable pour les deux groupes de TDAH.En fin d'adolescence, les symptômes cliniques et le fonctionnement exécutif s'étaient améliorés de façon significative chez les deux sous-types. Toutefois, les deux groupes ont continué à démontrer des symptômes cliniques significatifs comparativement aux témoins. Les participants de type Combinés continuèrent à démontrer des déficits d'inhibition, mais leurs déficits de planification motrice n'étaient plus observés. Sur une tâche de reproduction du temps, ils ont montré un déficit pour la reproduction de courtes intervalles (2-10 secondes) comparativement aux Inattentifs et aux témoins. Il n'y a pas eu de différences entre les sous-types (Inattentif vs Combiné) en ce qui concerne le fonctionnement adaptatif, mais les participants TDAH en général démontrèrent un moins bon fonctionnement adaptatif que les témoins. Les erreurs d'antisaccade en fin d'adolescence furent significativement reliées au nombre d'arrestation.Notre étude d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle de la tâche d'antisaccade trouva que la performance des deux sous-types dans le scanner était déficiente comparativement aux témoins. Les deux sous-types ont démontré une activation diminuée du circuit frontal-sous-cortical. Les participants du type Combiné ont aussi démontré une activation réduite du lobe pariétal supérieur comparativement aux témoins et au group Inattentif. L'activité frontale et du lobe pariétal fut associée aux erreurs d'antisaccade. De plus, on a noté une association significative entre l'activité du lobe pariétal et les symptômes de TDAH.Nos données suggèrent que les deux sous-types de TDAH sont des troubles distincts. Cette conclusion est basée sur les différences d'activation neurale et les différences aux profils neurocognitifs obtenues en laboratoire. Bien que certaines similitudes entre les sous-types aient été observées (la réponse au méthylphénidate, difficultés au niveau du fonctionnement adaptatif et l'implication du circuit frontal-sous-cortical), celles-ci ne sont pas spécifiques au TDAH et semblent former une base fragile afin de continuer de grouper ces deux groupes en un seul désordre. Néanmoins, nos conclusions demeurent provisoires en attendant que nos résultats soient répliqués avec de plus grands échantillons.

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.104510
Date January 2011
CreatorsDépatie, Lana
ContributorsGillian O'Driscoll (Supervisor)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageDoctor of Philosophy (Department of Psychology)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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