成人注意缺陷多动障碍与工作记忆受损机制的研究

魏歆葶1
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【摘要】：注意缺陷多动障碍（ADHD）是一种症状可持续至成年期的精神障碍，与工作记忆功能相关的神经认知能力受损有关。国内外学者围绕成人注意缺陷多动障碍的工作记忆加工特性及其作用机制开展了大量研究，现我国对成人注意缺陷多动障碍研究仍处于起步阶段。本文总结了成人ADHD工作记忆相关研究，从工作记忆编码、保存、提取过程；中央执行系统三个子功能；个体差异方面系统阐释注意缺陷多动障碍与成人工作记忆受损。ADHD患者工作记忆相关的大脑区域工作异常，与患者外侧前额叶皮层功能障碍有关，工作记忆编码过程受损。并结合生理基础和认知神经机制，探讨注意缺陷多动障碍成人工作记忆受损机制，为未来干预提供理论依据和方向。
【关键词】：注意缺陷多动障碍(ADHD)工作记忆工作记忆受损中央执行系统
中图分类号：B84文献标识码：A

作者简介:魏歆葶（1997.07-），女，本科，研究方向：成人注意缺陷多动障碍

前言

注意缺陷多动障碍（Attention-deficit/hyperactivity d i s o r d e r,A D H D）是一种以注意力不集中、多动和冲动症状为突出表现的神经发育障碍[1]。流行病学调查发现，5%～6%的儿童符合第四版精神障碍诊断与统计手册（DSM-4）的ADHD标准（应用DSM-5标准时，预期患病率略高），成年后症状符合阈值标准率高达50%～80%[2]。当下，成人注意缺陷多动障碍（Adult attention-deficit/hyperactivity disorder）关注度日益上升。世界卫生组织对十个国家18～44岁人群的调查发现，成人ADHD平均患病率为3.5%[3]，与健康人群相比，成人ADHD的平均智商分数较低[4]，且存在认知功能障碍等问题[5]。近年来，我国ADHD的发病率呈逐渐增高的趋势，如何更好地阐述成人多动症症状和功能缺陷成为学者们研究的热点。

最新的第五版精神障碍诊断与统计手册（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,DSM-5）对多动症的定义，准确地反映了成年人的症状表现。注意力缺陷多动障碍（ADHD）个体的临床特征存在异质性，包括组织任务困难、不注意细节、说话过多、放松困难、注意力分散、低自尊、人际关系问题和情绪失调[6]。成人ADHD患者存在工作记忆和反应抑制的执行功能受损，这些执行功能受损被认为可能是ADHD的核心病理机制[7]。工作记忆被定义为一种在短时间内存储和操作信息以完成任务的认知系统[8]，例如做决定、计划或存储信息，是管理日常生活的重要功能[9]。工作记忆障碍是成人注意缺陷多动障碍的一种典型认知障碍，会扰乱人的日常生活。工作记忆中的ADHD相关障碍与低学习成绩、抑制控制能力和社会功能受损有关[10]。
大量研究表明，ADHD群体与正常群体相比，言语工作记忆损伤严重，但空间工作记忆的研究结果不一。前额叶、顶叶和枕叶等部位中存在P300波幅[11]。在工作记忆任务中，ADHD群体的注意以及记忆资源的分配与P300波幅相关较大[12]。有研究发现，成人ADHD患者完成n-back任务时反应时间延长、个体内反应时标准差（Intra-individual Standard Deviation of response time,ISD）增大、P300波幅减低，患者信息加工速度慢、注意出现较大波动、工作记忆提取过程受损[13]。用事件相关电位（ERP）、功能性核磁共振成像技术（fMRI）、功能性近红外光谱技术（FNIRS）等大脑成像技术对成人ADHD患者进行工作记忆研究，工作记忆受损的主要原因是前额叶和其他脑区的互动存在异常、前额叶皮质功能异常所致[14]。在成人ADHD和右额叶患者的停止信号反应时任务（SSRT）和空间工作记忆任务（SWM）之间的搜索错误显著相关表明注意力缺陷多动障碍的反应抑制和工作记忆障碍可能源于一种共同的病理过程，这种病理可能与注意力缺陷多动障碍患者的右侧额叶皮层异常有关[15]。国内对此研究仍处于起步阶段，因此这方面的研究具有巨大的理论与实践不足，需要我们进一步深入研究和探索成人ADHD在工作记忆方面的影响。本文总结了针对成人ADHD工作记忆受损的机制不同实验研究，从加工过程、工作记忆加工子成分及个体差异方面阐述注意缺陷多动障碍成人工作记忆受损机制，并结合认知神经机制的框架，为工作记忆受损机制的及其未来干预研究提供参考。

1 成人ADHD工作记忆受损的研究

研究表明，ADHD症状和与之相关的工作记忆问题会持续到成年[16]。工作记忆是一种重要的执行功能[17],ADHD儿童的工作记忆较正常儿童相比表现较差，存在多个成分全面受损[18]，而成人ADHD的工作记忆研究方面存在不同结论。有研究者认为成人ADHD存在工作记忆编码过程中受损[19]，同时，有研究者指出成人ADHD存在工作记忆方面是多个成分的全面受损[20]。可见，成人ADHD对工作记忆的不同子成分的影响可能存在差异。此外，不同工作记忆任务对于工作记忆加工中不同子成分的考察也可能出现差异。例如，高时间分辨率的事件相关电位技术（ERP）研究成人ADHD群体的工作记忆的编码、保持和提取过程，确定了成人ADHD工作记忆受损机制[13]。此外还有Sternberg任务、n-back任务、视觉空间工作记忆范式、ADHD韦氏记忆量表的言语工作记忆和加工速度、WAIS的工作记忆子测验等对工作记忆进行研究[21]。研究者可以采用不同的任务，探讨成人ADHD对工作记忆保持和操作能力的不同影响。
1.1 成人ADHD对工作记忆编码、保持和操作成分的影响
P300(P3）是被广泛研究的晚期ERP成分，它与各种精神障碍有关，反映了执行和注意功能，包括工作记忆的更新、事件分类、注意资源分配以及注意重新定向[12,22]。在记忆编码阶段，多动症患者的P3振幅下降，注意力分配不足，导致了记忆中信息编码的效率低下[23]。工作记忆任务早期阶段的感觉加工和编码过程与N1有关，N1通常对应于视觉加工和注意定向[24]。一项研究发现，在Go/No-go任务中，患有ADHD的成年人P3振幅降低、内侧额叶N1振幅明显高于健康对照组，患有ADHD的成年人可能需要更高水平的注意力，以弥补他们的损伤，并取得与健康对照组相同的表现[25]。与这一结论相一致的是，赵希希等[26]发现ADHD成人的N1振幅更高，这表明ADHD患者可能存在编码缺陷，需要更多的神经活动来将注意力导向刺激。通过使用脑电图（EEG）检查成人多动症患者工作记忆保持阶段的脑电波，与健康对照组相比，ADHD组中观察到较低的工作记忆准确性与较低的α波段功率。在工作记忆保持阶段被认为重要的后区域的α波段功率略有显著降低，而且这种观察结果在工作记忆训练后没有显著改善[27]。
1.2 成人ADHD对不同感觉模态工作记忆的影响
根据Allan Baddeley的研究，工作记忆由一个中央执行系统和两个特定于内容/形式的组成部分组成：语音环路——负责处理语音为基础的内容，视觉空间模板——负责处理视觉与空间有关内容[28]。注意缺陷/注意控制与中央执行功能密切相关。为了深入了解注意力缺陷多动障碍的工作记忆缺陷，研究者们建立了不同的理论模型[29-30]。研究[31-32]发现，注意力缺陷多动障碍的注意力缺陷与视觉空间成分的关系比与语音环路的关系更密切。研究显示，通过工作记忆指数量表（WMI）测量注意缺陷的严重程度与言语工作记忆（语音环路）无关。Martinussen的研究中同样发现ADHD注意缺陷的测量与言语工作记忆无关。然而，其他研究发现，言语工作记忆是多动症认知功能障碍的一个重要领域。Chih-Hung Ko等人发现，成人ADHD组的在执行语音工作记忆任务和视觉空间工作记忆的大脑激活率均高于健康对照组。成人ADHD群体在进行工作记忆任务时的表现，与大脑异常的激活模式有关。与对照组相比，在低难度言语工作记忆任务中，成人ADHD群体需付出更多的努力。在高难度工作记忆任务中，成人ADHD群体大脑左前顶叶网络的大脑激活受损[33]。Ehlis等人对成人ADHD患者进行一项近红外光谱（FNIRS）研究，可在体内无创测量皮层组织中含氧（O2HB）和脱氧（HHB）血红蛋白浓度的变化。与健康对照组相比，ADHD患者在位于腹外侧前额叶皮层的NIRS通道中显示出与任务相关的O2Hb浓度增加减少，这表明在这部分大脑中执行n-back任务时激活减少。这一发现在具有高工作记忆负荷（2-back）的任务条件下尤其明显，并且在ADHD患者组中伴随着遗漏错误数量增加的统计趋势。这些数据证实了多动症患者的工作记忆缺陷和前额叶皮层功能障碍[14]。
1.3 个体差异对成人ADHD工作记忆的影响
注意力缺陷多动障碍在男性和女性多动症患者中的表现往往不同，男性ADHD患者中普遍存在注意力困难，而女性在缺乏多动冲动症状的情况下更容易表现出注意力困难[34]。研究表明，与患有该疾病的女性患者相比，患有多动症的男性表现出更严重的执行功能（如：工作记忆）缺陷[35]，以及与大脑中与工作记忆相关区域的神经活动减少（如：前额叶皮层）[36]。其中一项研究发现，在语音环路工作记忆任务中，男性的表现明显优于女性[37]。Szuromi等人发现成人ADHD患者的年龄与P300振幅异常程度之间存在显著相关性。P300波幅与男性性别比例呈正相关且与年龄呈负相关。与对照组相比，女性与成年ADHD患者P300振幅的明显降低，与男性相比有更显著关联。早期研究表明，语音环路（PH）和视觉空间模板（VS）工作记忆在整个青春期早期和成年期持续发展[38]，直到50岁或60岁开始下降[39]。Alderson[24]等人的研究表明，年轻ADHD患者和老年ADHD患者的工作记忆能力并无显著差异。

2 成人ADHD工作记忆研究神经机制及生理基础

工作记忆障碍是成人注意力缺陷多动障碍的一种典型认知障碍，成年ADHD患者在视觉空间和语音回路工作记忆任务方面均存在缺陷[20,24]。fMRI研究显示工作记忆相关脑区功能异常，包括双侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）、右侧顶枕区、右侧顶叶下叶和右侧尾状核，额叶和皮层下区域的功能连接减少[40]。Missonnier等[19]报告了在P3可能发生的时期（例如，200～500 ms之间），多动症组的低频振荡（例如，θ波）减少，这表明时间和频率域测量都反映了相似的潜在神经过程。此外，研究结果表明青春期被诊断患有多动症的人在成年期表现出工作记忆功能障碍，随着工作记忆负载的增加，双侧尾状核越来越不能激活：这可能是ADHD记忆缺陷的原因之一[41]。
ERP有较好的时间分辨率，可以有效地研究工作记忆的处理。在ERP组成部分中，P3振幅的变化发生在刺激后约300 ms，与工作记忆功能相关。P3的激活反映了注意资源的方向，即将信息编码到工作记忆中，如对事件进行分类或更新心理表征。与对照组相比，ADHD组的P3幅值在顶枕部位的两种负载条件下都更小。行为工作记忆任务得分较低显示了ADHD组的行为工作记忆表现受损[23]。同样，一项ERP的研究发现，在P3振幅期间，多动症参与者的腹侧注意通路受损[42]。此外，P3被认为是由颞顶部位连接产生的。Szuromi等[43](2011）将成人ADHD患者P3幅值的整体降低解释为腹侧注意网络的功能障碍。事件相关电位（ERP）研究的证据表明，与工作记忆相关的成分，如对侧延迟活动（contralateral delayed activity,CDA）和P3在成人多动症患者中减少[23,44]。

3 不足与展望

成人注意缺陷多动障碍与工作记忆受损相关[45]，且与注意力不集中症状密切相关[40]存在多动冲动。由于所有ADHD症状因人而异，未来在评估患有多动功能障碍的成年人时，考虑到不同亚型患者。除了智力功能和执行功能，还需考虑到认知功能测试的重要性，以及针对成人ADHD患者的工作记忆问题如何开展针对性训练。
3.1 智力因素对成人ADHD工作记忆的影响研究
智商（IQ），通常被称为认知G因素[46]，被认为与认知功能的其他方面密切相关。然而，智商和认知功能之间的联系是复杂的。在不同的测试中，智商和认知功能的其他方面之间的相关性并不一致，与对照组相比，神经发育障碍组的相关性往往更强[47]。因此，IQ作为协变量的纳入很可能会影响多动症的研究结果。Antshel强调了成年人ADHD的问题的重要性[48]。即使是拥有非常高智商（>120）的人，他们的生活质量也较低，也包含更多的精神疾病共病，更差的社会和职业功能。未来可进一步对智商或学习能力进行测量，根据智力分数对样本特征进行分类。考察智力分数对成人ADHD患者的注意力分配及工作记忆编码、储存、提取阶段影响。
3.2 共患病成人ADHD患者在工作记忆上的表现
ADHD的特点是高共病。ADHD存在不同亚型患者，成人ADHD不同亚型患者工作记忆受损程度可能不同，混合型患者的工作记忆受损程度可能比注意缺陷型更重[49]。重度抑郁障碍（MDD）是最常见的共病，可与注意力缺陷多动障碍同时发生的病例高达50%[50]。ADHD和一些共病之间没有明确的筛查标准或系统，未来在成人ADHD和其他共病之间得到更详细、更准确地鉴别诊断，可考虑多变量模型，确定ADHD患者的个体认知状况，即特定患者出现了哪些缺陷以及有多少缺陷。对患者进行综合的神经心理学测试和脑电生理学、脑功能成像研究。
3.3 围绕成人ADHD患者工作记忆开展针对性训练
目前临床上对注意力缺陷多动障碍工作记忆受损的干预还没有取得有效的进展，这可能需要对注意力缺陷多动障碍神经认知机制缺陷的全面科学认识。但有研究表明可以通过训练，即重复特定的练习来改善这一功能[25]。工作记忆训练被认为能带来大脑功能和结构上的改变，与神经可塑性的原则相一致[51]。在记忆中掌握和操纵信息的问题已被证明与前额叶皮层活性低下有关[52]，该大脑区域的激活已被证明可通过工作记忆训练得到刺激[51]。未来可针对工作记忆进行训练，改善ADHD患者的工作记忆能力。

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