人群中ADHD症状的出现可归因于大脑敏感度的个体差异

《Translational Psychiatry》：ADHD symptoms across the population are explained by individual variability in brain criticality

　　

摘要

注意力缺陷/多动障碍（ADHD）的表现为一系列症状，包括注意力不集中、冲动以及多动，这些症状会对日常生活产生负面影响。在实验室环境中，这些缺陷表现为在连续性能任务中数分钟内的反应时间变化性增加。尽管已有大量研究阐明了与ADHD相关的神经机制，但关于这些机制在不同症状严重程度下的差异仍知之甚少。我们探讨了是否可以用扩展脑临界性框架来解释症状的严重程度。大脑处于一种介于无序（异步）与有序（同步）之间的扩展临界状态，此时兴奋与抑制达到平衡，其特征为适度的同步性以及数百秒时间尺度上的无标度长程时间相关性。我们假设，沿着类似临界状态的脑功能状态的变化以及与之相伴的长程时间相关性的变化，能够预测ADHD症状的严重程度。我们使用脑磁图技术测量了成年ADHD患者和对照组参与者在休息状态以及两项连续性能任务中的脑活动，并通过神经元振荡的长程时间相关性来评估其临界性。虽然长程时间相关性存在较大变化，但总体而言，ADHD患者在低频段（5-20?Hz）和高频段（30-100?Hz）的長程时间相关性均强于正常对照组，且任务效应也更明显。ADHD症状的严重程度可以通过长程时间相关性的个体差异来预测，也就是通过个体在临界相位中的位置来预测，这种预测存在线性及二次相关性，即症状的严重程度取决于功能状态向超临界方向的偏移程度，且这一偏移与频率相关。因此，我们的研究提出了一种新的复杂系统级框架，用于解释ADHD症状的出现及其在人群中的差异。