Două tipuri distincte de ADHD identificate prin modificările structurale ale creierului

Un studiu publicat în General Psychiatry la data de 23 decembrie 2025 a analizat relația dintre modificările volumului de substanță cenușie din creier și simptomele comportamentale ale tulburării de deficit de atenție și hiperactivitate (ADHD) la copii și adolescenți. Cercetarea arată că ADHD nu reprezintă o singură entitate neuroanatomică, ci include două subtipuri distincte de organizare structurală cerebrală, fiecare asociat cu domenii comportamentale diferite.

Rezumat

• Analiza a inclus 317 participanți: 135 copii și adolescenți cu ADHD și 182 controale neurotipice.

• Utilizând algoritmi de clasificare neuroanatomică, cercetătorii au identificat două subtipuri structurale de ADHD.

• Subtipul 1 prezintă creșteri ale volumului de substanță cenușie, în special în regiuni frontale și parietale, asociate în principal cu inatenția.

• Subtipul 2 prezintă reduceri ale volumului de substanță cenușie în multiple regiuni, inclusiv cerebel și hipocamp, fiind asociat cu severitatea globală a bolii și simptome hiperactive/impulsive.

• Analiza rețelelor de covarianță structurală a evidențiat noduri cerebrale dominante diferite pentru fiecare subtip, sugerând procese neurobiologice distincte.

• Rezultatele susțin ideea diagnosticului și tratamentului personalizat în ADHD, în funcție de subtipul neuroanatomic.

Context

Tulburarea de deficit de atenție și hiperactivitate (ADHD) este una dintre cele mai frecvente tulburări de neurodezvoltare la copii și adolescenți, fiind caracterizată prin trei domenii simptomatice principale:

• inatenție

• hiperactivitate

• impulsivitate

Prevalența globală estimată este de aproximativ 7,6% din populația generală.

Clasificarea clinică actuală din DSM-5 definește trei prezentări:

• predominant inatențională

• predominant hiperactiv-impulsivă

• combinată

Totuși, cercetările neuroimagistice au arătat că aceste categorii clinice nu reflectă întotdeauna structura neuroanatomică reală a creierului. Studiile de imagistică prin rezonanță magnetică structurală au identificat modificări ale volumului de substanță cenușie în multiple regiuni implicate în funcțiile cognitive și emoționale:

• cerebel

• cortex prefrontal

• nucleul accumbens

• amigdala

• nucleul caudat

• hipocamp

• putamen

Aceste regiuni sunt implicate în:

• controlul atenției

• reglarea emoțională

• procesarea recompensei

• funcțiile executive

• controlul motor

Totuși, rezultatele studiilor anterioare au fost adesea inconsistente, probabil din cauza heterogenității structurale a ADHD. De aceea, cercetătorii au început să exploreze subtipuri neuroanatomice ale tulburării, utilizând metode avansate de analiză a datelor.

Despre studiul actual

Participanți și design

Studiul a utilizat date din baza internațională ADHD-200, incluzând imagini de rezonanță magnetică structurală (T1-weighted sMRI).

După aplicarea criteriilor de excludere, eșantionul final a inclus:

• 135 participanți cu ADHD

• 182 controale neurotipice

Total: 317 participanți proveniți din 5 centre de cercetare.

Criteriile de excludere au inclus:

• lateralitate stângă sau mixtă

• lipsa datelor privind scorurile ADHD

• vârsta peste 18 ani

• calitate scăzută a imaginii RMN

Calitatea imaginilor a fost evaluată atât de radiologi, cât și prin software automat (CAT12).

Analiza volumului de substanță cenușie

Procesarea imaginilor a inclus mai multe etape standard:

• eliminarea structurilor non-cerebrale (skull stripping)

• reducerea zgomotului și corecția biasului

• segmentarea în:

  • substanță cenușie

  • substanță albă

  • lichid cefalorahidian

• normalizarea în spațiul standard Montreal Neurological Institute

• estimarea volumului intracranian total

• netezirea spațială cu kernel gaussian de 6 mm

Compararea volumului de substanță cenușie între grupuri s-a realizat prin test t pentru eșantioane independente, cu corecție False Discovery Rate (p < 0,05) și prag de 50 voxeli.

Identificarea subtipurilor ADHD

Pentru a identifica heterogenitatea structurală, cercetătorii au utilizat algoritmul HYDRA (Heterogeneity through Discriminative Analysis).

Caracteristici ale metodei:

• clasificare semisupravegheată

• separă pacienții de controale prin hiperplane multiple

• permite identificarea subgrupurilor biologice distincte

Caracteristicile analizate au fost volumele regionale ale creierului conform atlasului Automated Anatomical Labelling (AAL), care include 116 regiuni cerebrale.

Selecția caracteristicilor s-a făcut în trei etape:

• testul Levene pentru omogenitatea varianței → eliminarea a 20 caracteristici

• coeficientul de corelație intraclasa (ICC) pentru consistență între centre → eliminarea a 68 caracteristici

• eliminarea variabilelor cu corelație absolută < 0,15 cu scorul ADHD

Au rămas 11 caracteristici relevante pentru clasificare.

Numărul optim de clustere a fost determinat prin Adjusted Rand Index, care a indicat două subtipuri (K = 2).

Analiza progresiei modificărilor cerebrale

Pentru a modela evoluția bolii, participanții din fiecare subtip au fost împărțiți în trei stadii în funcție de ADHD index:

• stadiul 1: scor 30–50

• stadiul 2: scor 51–70

• stadiul 3: scor 71–90

Modificările volumului cerebral au fost analizate comparativ cu controalele pentru fiecare stadiu.

Analiza relațiilor cauzale între regiuni cerebrale

Pentru investigarea relațiilor dintre modificările structurale și simptomele comportamentale a fost utilizată o metodă inovatoare:

Behaviour-Causal Structural Covariance Network (BCaSCN)

Aceasta a implicat:

• ordonarea imaginilor RMN într-o serie temporală pseudo-cronologică pe baza severității simptomelor

• aplicarea analizei de cauzalitate Granger între regiuni cerebrale

• evaluarea nodurilor dominante ale rețelei prin:

  • grad de ieșire (out-degree)

  • grad de intrare (in-degree)

Un nod era considerat dominant dacă valoarea depășea 18,4 (115 × 0,16).

Robustețea rezultatelor a fost verificată prin bootstrap cu 1000 iterații.

Rezultate

Compararea globală ADHD vs controale

Compararea directă între toate persoanele cu ADHD și controale nu a evidențiat diferențe semnificative ale volumului de substanță cenușie, după corecția statistică.

Acest rezultat sugerează că heterogenitatea structurală a ADHD poate masca diferențele la nivel de grup, motiv pentru care analiza pe subtipuri este esențială.

Identificarea a două subtipuri neuroanatomice

Algoritmul HYDRA a identificat două subtipuri distincte:

Subtipul 1

Caracteristici:

• creștere globală a volumului de substanță cenușie

• distribuție extinsă în creier

• scoruri ADHD ușor mai mici

Regiunile implicate predominant:

• cortex frontal superior

• lob parietal inferior

• regiuni temporale

• cerebel

Subtipul 2

Caracteristici:

• reducere globală a volumului de substanță cenușie

• simptome mai severe

Regiunile afectate:

• cerebel bilateral

• cortex frontal

• insulă

• sistem limbic

• hipocamp

• regiuni temporale și occipitale

Evoluția modificărilor cerebrale

Subtipul 1

• Stadiile 1 și 2: creșteri ale volumului în regiunile:

  • frontală

  • parietală

  • temporală

• Stadiul 3: extinderea creșterii volumului către cerebel

Aceste modificări implică regiuni asociate cu:

• controlul atenției

• memorie de lucru

• funcții executive

Subtipul 2

• Stadiul 1: fără diferențe semnificative față de controale

• Stadiile 2 și 3: reducere progresivă a volumului în:

  • cerebel bilateral

  • cortex frontal superior

  • girus frontal mijlociu

  • hipocamp stâng

  • insulă

Aceste regiuni sunt implicate în:

• integrarea cognitivă

• controlul impulsurilor

• reglarea emoțională

• procesarea motivației

Analiza relațiilor cauzale între regiuni

Subtipul 1

Un nod principal de intrare a fost identificat:

• vermisul cerebelos 9

• rată de apariție: 10,50%

Analiza domeniilor comportamentale a arătat că:

• simptomele de inatenție au cele mai puternice relații cu modificările structurale cerebrale.

Subtipul 2

Au fost identificate trei noduri principale de ieșire:

• cerebel drept (zona 10) – rată 10,70%

• hipocamp stâng – rată 10,90%

• vermis cerebelos 10 – rată 9,80%

În acest subtip, modificările structurale sunt asociate cu:

• severitatea globală a ADHD

• simptome hiperactive și impulsive

Interpretarea rezultatelor

Rezultatele indică faptul că ADHD include două tipare neuroanatomice distincte:

Subtipul 1

Caracterizat prin:

• creșterea volumului cortical

• implicarea rețelelor atenționale

Acest tip pare dominat de deficitul de atenție.

Subtipul 2

Caracterizat prin:

• atrofie extinsă a substanței cenușii

• implicarea sistemelor limbice și cerebeloase

Acest tip este asociat cu simptome mai severe și mai variate, inclusiv hiperactivitate și impulsivitate.

Implicații clinice

Rezultatele sugerează că ADHD ar putea necesita abordări terapeutice diferențiate.

Posibile direcții:

Subtipul 1

• intervenții cognitive pentru îmbunătățirea atenției

• antrenament al funcțiilor executive

Subtipul 2

• tratament multimodal

• combinație între farmacoterapie și intervenții comportamentale intensive

Identificarea acestor subtipuri ar putea contribui la dezvoltarea medicinii personalizate în ADHD.

Limitări

Autorii menționează câteva limitări importante:

• analiza se bazează pe date transversale, nu pe studii longitudinale

• seriile temporale utilizate sunt pseudo-temporale, generate pe baza severității simptomelor

• scorul ADHD poate să nu reflecte complet severitatea clinică

Sunt necesare studii longitudinale pentru confirmarea acestor rezultate.