Uppmärksamhetsbrist hyperaktivitetsstörning (ADHD), en av de vanligaste psykiatriska störningarna, kännetecknas av instabila responsmönster över flera kognitiva domäner. De neurala mekanismer som förklarar dessa karakteristiska egenskaper förblir dock oklara. Med hjälp av en beräkningsbaserad multilevel strategi, föreslår vi att ADHD orsakas av nedsatt vinst modulering i system som genererar denna fenotypiska ökade beteendevariabilitet. Med Marrs tre analysnivåer som ett heuristiskt ramverk fokuserar vi på detta variabla beteende, hur det kan förklaras algoritmiskt och hur det kan implementeras på en neural nivå genom katekolaminpåverkan på kortikostriala loopar. Denna beräkningsmässiga, multilevel, förhållningssätt till ADHD ger en ram för att överbrygga klyftor mellan beskrivningar av neuronal aktivitet och beteende, och ger testerbara förutsägelser om nedsatta mekanismer. Behovet av en bättre neurocomputational förståelse av ADHD Att upprätthålla ens mentala fokus är svårt, särskilt när man läser en torr och komplicerad papper. Plötsligt vill du hellre städa köket eller surfa på Internet. Ändå håller de flesta människor fokus och håller fast vid den uppgift som ligger framför oss. Neurobiologiskt föreslår vi att de katekolaminerga hjärnsystemen (se Ordlista) modulerar uppmärksamheten [1] genom att öka neuralvinsten och därmed undertrycka kognitiva byten [2] (ruta 1). För 5 % av befolkningen störs förmågan att fokusera i en omfattning som i hög grad påverkar deras dagliga funktion. Många diagnostiseras med ADHD [3], en utvecklingspsykiatrisk sjukdom som anses uppstå delvis av en genetisk sårbarhet [4]. ADHD kännetecknas av ouppmärksamhet, hyperaktivitet och/eller impulsivitet [5] och dess negativa effekter på en persons yrkesframgång, välbefinnande och hälsorisker (t.ex. vid missbruk [6]) gör det viktigt att förstå denna störning. Forskningen om ADHD har intensifierats sedan början av 1990-talet [6] utan tydliga kandidatgener eller hjärnresponsmönster som förutsäger att sjukdomen har identifierats. Det finns ingen förenande teori som förklarar ADHD:s patofysiologi. De nuvarande klassificeringskriterierna kommer sannolikt att ge upphov till flera hjärnsjukdomar med ett liknande beteendeuttryck inom beteckningen "ADHD". Här använder vi en multilevel strategi för att föreslå att ADHD på ett avgörande sätt innebär en försämring av neural förstärkning modulering leder till olämpligt varierande beteende. Genom att använda Marrs tre analysnivåer [7] (ruta 2) visar vi hur det är möjligt att översätta beteendefynd till trender ADHD är en av de vanligaste psykiska störningarna under barndomen, men de neurokognitiva mekanismerna bakom det förblir svårfångade. Beteendemässigt är ADHD bäst kännetecknas av ökad variation över flera kognitiva domäner och tidsplaner. Genom att använda Marrs tre nivåer av analys, visar vi hur försämringar i neural vinst kan förklara ADHD avvikelser, spänner från beteende till neural aktivitet. På en algoritmisk och implementationsnivå visar vi hur ökad variabilitet kan orsakas av neurala försämringar, och hur den kan modelleras med hjälp av förstärkande inlärning och corticostriatal nätverksmodeller. Vi visar också hur dessa nivåer kan kopplas till försämringar i katekolaminsystem (dopamin och noradrenalin).
Med hjälp av en beräkningsbaserad multilevel strategi, en studie som presenteras i REF tyder på att ADHD är associerad med nedsatt vinst modulering i system som genererar ökad beteendevariation.
Computational Psychiatry of ADHD: Neural Gain Impairments across Marrian Levels of Analysis
{'venue': 'Trends in Neurosciences', 'journal': 'Trends in Neurosciences', 'mag_field_of_study': ['Psychology', 'Medicine']}