W okresie spontanicznej motoryki (0-5 miesięcy) i dłużej, co najmniej do 9 miesięcy, opóźnienie funkcji motorycznych było znacznie częstsze u niemowląt, u których później rozwinęło się ADHD. W wieku 3 i 9 miesięcy Gurevitz i wsp. [38] zgłosili opóźnienie w rozwoju motoryki dużej, co oceniono za pomocą Denver Developmental Screening Test, podczas gdy w wieku 6 miesięcy Lemcke i wsp. [48] stwierdzili znacznie większą liczbę niemowląt, które nie mogły siedzieć prosto po umieszczeniu na kolanach w grupie ADHD. Wydaje się, że opóźnienie motoryczne nie występuje już po 12 miesiącach, zgodnie z ustaleniami Johnsona i wsp. [46], którzy nie znaleźli istotnego związku między serią zmiennych motorycznych w wieku 12 miesięcy a kliniczną diagnozą ADHD w wieku 7 lat. Jak postawili autorzy hipotezy, ich niejednoznaczny wynik może wynikać z małej wielkości próby badania.Auerbach i wsp. [64], badając 7-miesięczne niemowlęta zagrożone ADHD na podstawie raportów matek i pomiarów obserwacyjnych, stwierdzili, że dzieci z późniejszym ADHD istotnie różniły się od grupy kontrolnej pod względem stanów zachowania, zainteresowań i poziomu aktywności.Ogólnie rzecz biorąc, wyniki te potwierdzają hipotezę o związku między łagodnymi markerami neurologicznymi a zaburzeniami koordynacji rozwojowej i ruchowymi ruchami przelewowymi, z których wszystkie są częstsze u dzieci z ADHD [64]. Niemniej jednak niespecyficzne czynniki związane z cechami fizycznymi, takie jak wiotkość więzadeł i hipotonia, prawdopodobnie również przyczyniły się do opisanego dużego opóźnienia motorycznego.

Inne duże badanie przeprowadzone przez Lemcke i wsp. [48] objęło 2034 dzieci z rozpoznaniem ADHD, które pochodziły z dużej kohorty populacyjnej z Duńskiej Narodowej Kohorty Urodzeń (DNBC). W ramach DNBC przeprowadzono wywiady z 76 286 matkami na temat rozwoju ich dziecka w wieku 6 i 18 miesięcy. Dzieci były obserwowane w wieku od 8 do 14 lat, kiedy to oceniano je pod kątem obecności ADHD na podstawie kryteriów Międzynarodowej Klasyfikacji Chorób, 10. rewizja (ICD-10). Wywiad w wieku 6 miesięcy dotyczył konkretnych aspektów rozwoju motorycznego, takich jak trzymanie głowy prosto przez niemowlę podczas podnoszenia, siedzenie na kolanach osoby dorosłej, przewracanie się z pleców na brzuch, raczkowanie na brzuchu. Porównując grupę z ADHD z całą badaną kohortą, jedynym znaczącym odkryciem w grupie ADHD była większa liczba niemowląt, które nie mogły siedzieć prosto po umieszczeniu na kolanach w wieku 6 miesięcy (p ≤ 0,001).Podobnie Jaspers i in. [46] badali wczesne wskaźniki ADHD (i ASD) w populacji 1816 osób, które wzięły udział w prospektywnym badaniu kohortowym wśród (pre)nastolatków w populacji ogólnej. Wczesne wskaźniki uzyskano poprzez identyfikację korelacji między rutynowymi danymi z lokalnych usług pediatrycznych w pierwszym roku życia a ryzykiem ADHD mierzonym za pomocą CBCL podawanego przez rodziców w wieku od 11 do 17 lat. Wczesne wskaźniki motoryczne

Dzieci, które były nadpobudliwe w przedszkolu, były mniej dojrzałe motorycznie w wieku 7 dni, co oceniano za pomocą czynnika dojrzałości motorycznej Brazeltona [57]. Była to jednak jedyna zmienna spośród 38, która odróżniała dzieci nadpobudliwe od dzieci typowych.

Jeyaseelan i wsp. [41] stwierdzili korelację między zmniejszonymi wynikami skali oceny motorycznej i sensorycznej (NSMDA) a psychometrycznymi miarami koncentracji uwagi werbalnej po 12 miesiącachJaspers i wsp. [46] stwierdzili, że problemy z ADHD były istotnie skorelowane z dobrymi zdolnościami motorycznymi, zdefiniowanymi przez autorów, w ciągu pierwszego roku życiaBadanie to donosi, że dobre umiejętności motoryczne w ciągu pierwszego roku były istotnie skorelowane z rozwojem problemów z ADHD

Wyniki są bardziej niespójne, jeśli chodzi o związek między wczesnymi objawami motorycznymi a późniejszymi subklinicznymi objawami ADHD

W wieku 3 i 9 miesięcy Gurevitz i wsp. [38] zgłosili opóźnienie w rozwoju motoryki dużej, co oceniono za pomocą Denver Developmental Screening Test, podczas gdy w wieku 6 miesięcy Lemcke i wsp. [48] stwierdzili znacznie większą liczbę niemowląt, które nie mogły siedzieć prosto po umieszczeniu na kolanach w grupie ADHDWydaje się, że opóźnienie motoryczne nie występuje już po 12 miesiącach, zgodnie z ustaleniami Johnsona i wsp. [46], którzy nie znaleźli istotnego związku między serią zmiennych motorycznych w wieku 12 miesięcy a kliniczną diagnozą ADHD w wieku 7 latAuerbach i wsp. [64], badając 7-miesięczne niemowlęta zagrożone ADHD na podstawie raportów matek i pomiarów obserwacyjnych, stwierdzili, że dzieci z późniejszym ADHD istotnie różniły się od grupy kontrolnej pod względem stanów behawioralnych, zainteresowań i poziomu aktywnościWyniki te potwierdzają hipotezę o związku między łagodnymi markerami neurologicznymi a zaburzeniami koordynacji rozwojowej i ruchowymi ruchami przelewowymi, z których wszystkie są częstsze u dzieci z ADHD [64]

Pierwsze wykrywalne nieprawidłowości w rozwoju motorycznym, GM, u dzieci, u których później zdiagnozowano ADHD, wydają się być silniej związane z ADHD, gdy współwystępuje z innymi zaburzeniami psychicznymi, niż z samym ADHDJest to zgodne z wcześniejszymi doniesieniami sugerującymi, że ADHD ze współwystępującym zaburzeniem jest prawdopodobnie cięższą postacią ADHD [60, 61]Związek stwierdzony między nieprawidłowymi GM a ADHD nadal sugeruje, że podatność okołokomorowej istoty białej, typowa dla wcześniaków i związana z nieprawidłowymi GM, może przyczyniać się do rozwoju ADHD ze współwystępującymi schorzeniami [62, 63]

Ponadto stwierdzono istotny związek między łagodniejszymi nieprawidłowościami GM a problemami z uwagą w 4-9-letniej obserwacji (iloraz szans 6,88, 95% CI 1,39-33,97) ocenianych za pomocą kwestionariusza DSM-IV ADHD. W szczególności, w przeciwieństwie do niemowląt z normalnymi ruchami w wieku 3-4 miesięcy, dzieci z łagodnie nieprawidłowymi GM były znacznie bardziej rozproszone, nieuważne i nadpobudliwe, co oceniono za pomocą kwestionariusza projektu perinatalnego w Groningen (GPPQ) i kwestionariusza ADHD DSM-IV dla zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi.

Główny wniosek z badania – a mianowicie, że aktywność motoryczna dzieci wzrosła ponad dwukrotnie w stosunku do wyjściowego stanu kontrolnego do poziomu bezwzględnego w czterech warunkach zadań poznawczych – był zgodny z wyjaśnieniem "wszystko albo nic". Ogólna wielkość wzrostu aktywności motorycznej dużej była zadziwiająco podobna dla obu grup, chociaż dzieci z ADHD konsekwentnie wykazywały wyższy poziom ruchu w porównaniu z dziećmi TD. Odkrycie, że regulacja w górę ruchu fizycznego nie różni się znacząco po nałożeniu ogólnych (np. kodowanie/krótkie zachowywanie informacji związanych z zadaniem) i wyższego poziomu wymagań dotyczących przetwarzania poznawczego (tj. stabilizowania, aktualizowania i działania na informacji) sugeruje, że umiarkowany poziom ruchu fizycznego jest potrzebny do promowania mechanizmów związanych z pobudzeniem, gdy jest zaangażowany w czynnościach poznawczych związanych z układem WM i że po osiągnięciu tego poziomu dodatkowy ruch jest zbędny (Hebb, 1955; Yerkes & Dodson, 1908). Dynamika leżąca u podstaw tej proponowanej relacji pozostaje jednak spekulatywna i wymaga empirycznej analizy obejmującej nałożenie wymagań poznawczych i jednoczesny pomiar poziomu aktywności i mechanizmów pobudzenia związanych z mózgiem.

Gwałtowne pogorszenie wyników obserwowane u wszystkich dzieci, związane z narzucaniem trudniejszych wymagań w zakresie przetwarzania poznawczego, było oczekiwane ze względu na coraz większe obciążenie zdolności dzieci nie tylko do utrzymywania informacji w centrum uwagi, ale także do wykorzystywania dodatkowych zasobów do stabilizacji, przetwarzania i aktualizowania informacji (Cowan i in., 2006 r.; Shipstead i in., 2015). Łącznie odkrycia te potwierdzają wyniki wcześniejszych badań eksperymentalnych (Alderson et al., 2013; Rapport i in., 2008; Dovis i in., 2013; Kofler i in., 2010) oraz przeglądy metaanalityczne (Kasper i in., 2012; Martinussen i in., 2005; Willcutt i inni, 2005) w wykazywaniu dużych deficytów związanych z ADHD w zadaniach wymagających procesów poznawczych wyższego poziomu i rozszerza te wyniki, ilustrując negatywny wpływ na wydajność dzieci w obliczu zadania, które wymaga od nich sekwencyjnego stosowania wielu procesów poznawczych. Nieproporcjonalny spadek wydajności grupy ADHD jest również zgodny z wynikami obrazowania mózgu, które ujawniają słabo rozwinięte czołowe/przedczołowe regiony mózgu, które wspierają funkcje wykonawcze wyższego rzędu, takie jak WM, do przetwarzania informacji u dzieci z ADHD (Shaw i in., 2007, 2018).

Elementarna natura dużej aktywności motorycznej i jej związek z wydajnością poznawczą u dzieci z ADHD w porównaniu z dziećmi normalnie rozwijającymi się (TD) jest dość dobrze ugruntowana – większość dzieci wykazuje wyższy poziom motoryki dużej podczas wykonywania czynności wymagających funkcji poznawczych, dzieci z ADHD wykazują nieproporcjonalnie wyższy poziom w porównaniu z rówieśnikami w tym samym wieku (Alderson i wsp., 2012 r.; Rapport i in., 2009; Hudec i in., 2015; Kofler i in., 2016; Orban i in., 2018; Sarver i in., 2015), a poziom aktywności może się różnić w zależności od przewidywalności informacji, które mają być przetwarzane (Kofler i in., 2020).

Główny wniosek z obecnego badania wydaje się być sprzeczny z poprzednim badaniem dotyczącym związku między aktywnością motoryczną a wymaganiami przetwarzania poznawczego, które wskazywało, że dzieci z ADHD poruszały się bardziej w wyższych warunkach (zadania 1-back/2-back) w porównaniu z niższymi warunkami zapotrzebowania na przetwarzanie poznawcze (zadania z czasem reakcji prostej/wyboru) (Hudec i in., 2015). Zadania o najniższych wymaganiach w zakresie przetwarzania poznawczego w badaniu Hudec i in. (2015) (tj. zadania związane z czasem reakcji) wymagały jednak znacznie mniej wymagających procesów wyższego poziomu w porównaniu z zadaniem o najniższych wymaganiach poznawczych w bieżącym badaniu (rozpiętość cyfr do przodu) i mogą odpowiadać za rozbieżne wyniki. W przeciwieństwie do tego, główne wyniki obecnego badania są zgodne z niedawną metaanalizą, w której zbadano związek między zapotrzebowaniem poznawczym a poziomem aktywności w ADHD i stwierdzono, że wyższy poziom aktywności występował podczas zadań o wysokim popycie poznawczym (np. zadań związanych z funkcjonowaniem wykonawczym, takich jak zadania eksperymentalne w obecnym badaniu) w porównaniu z zadaniami o niskim popycie poznawczym, takimi jak malowanie. swobodna zabawa i oglądanie telewizji (tj. podobne do czynności rysunkowych, w które angażowały się dzieci podczas obecnego badania) (Kofler i in., 2016)

Główny wniosek z badania – a mianowicie, że aktywność motoryczna dzieci wzrosła ponad dwukrotnie w stosunku do wyjściowego stanu kontrolnego do poziomu bezwzględnego w czterech warunkach zadań poznawczych – był zgodny z wyjaśnieniem "wszystko albo nic". Ogólna wielkość wzrostu aktywności motorycznej dużej była zadziwiająco podobna dla obu grup, chociaż dzieci z ADHD konsekwentnie wykazywały wyższy poziom ruchu w porównaniu z dziećmi TD. Odkrycie, że regulacja w górę ruchu fizycznego nie różni się znacząco po nałożeniu ogólnych (np. kodowanie/krótkie zachowywanie informacji związanych z zadaniem) i wyższego poziomu wymagań dotyczących przetwarzania poznawczego (tj. stabilizowania, aktualizowania i działania na informacji) sugeruje, że umiarkowany poziom ruchu fizycznego jest potrzebny do promowania mechanizmów związanych z pobudzeniem, gdy jest zaangażowany w czynnościach poznawczych związanych z układem WM i że po osiągnięciu tego poziomu dodatkowy ruch jest zbędny (Hebb, 1955; Yerkes & Dodson, 1908). Dynamika leżąca u podstaw tej proponowanej relacji pozostaje jednak spekulatywna i wymaga empirycznej analizy obejmującej nałożenie wymagań poznawczych i jednoczesny pomiar poziomu aktywności i mechanizmów pobudzenia związanych z mózgiem.

ADHD były mniej pobudzone i (prawdopodobnie) mniej obciążone poznawczo podczas skuteczniejszego rozwiązywania zadań, podczas gdy dzieci bez ADHD reagowały w dokładnie odwrotny sposób.Dzieci z ADHD miały podobną średnią temperaturę czubka nosa i wyższą średnią temperaturę czoła w porównaniu z dziećmi bez ADHD (ryc. 7). Temperatura czubka nosa u dzieci z ADHD i dzieci bez ADHD na ogół spadała wraz z większą skutecznością rozwiązywania testów, podczas gdy temperatura czoła wzrastała.

Uczestnicy osiągali najlepsze wyniki głównie w aktywnym siedzeniu, które było również najpopularniejszym wyborem. Dzieci z ADHD najczęściej osiągały najgorsze wyniki na szkolnym krześle, a dzieci bez ADHD na piłce terapeutycznej. Możemy więc stwierdzić, że aktywny siedzisko jest najlepszym wyborem dla obu grup dzieci, ale jego działanie nie jest wystarczająco wyraźne, aby znacząco przyczynić się do poprawy sprawności poznawczej dzieci.

Badanie to wykazało najlepsze wyniki dzieci z ADHD w rozwiązywaniu zadań w aktywnym siedzeniu.Poruszali się przy tym bardzo intensywnie, zachowując się w większości prawidłowo w pozycji siedzącej, ponieważ machali głównie nogami, a nie tułowiem, i zgodnie z parametrami psychofizjologicznymi nie byli zbytnio wymagający ani zaniepokojeni zadaniem.Aktywny fotelik nie był w stanie utrzymać w foteliku dzieci z ciężką nadpobudliwością.Wysokość miejsca pracy, podobnie jak w przypadku biurek stojących, umożliwiała dzieciom wygodne pisanie w pozycji stojącej i pomagała im skupić uwagę na zadaniu

W przeciwieństwie do tego, większość badań wykazała negatywne skojarzenia stosowane między obiektami i oceny informatorów, które mogą łączyć ruch fizyczny z innymi objawami (np. impulsywnością). W tym celu zdolność do wiarygodnej i precyzyjnej oceny ruchu fizycznego ma kluczowe znaczenie dla planowania interwencji. Na przykład, w zakresie, w jakim ruch fizyczny zwiększa pobudzenie fizjologiczne i poprawia funkcje poznawcze u dzieci z ADHD, podejścia behawioralne, które nadmiernie ograniczają ruch fizyczny, mogą mieć niezamierzony, niekorzystny wpływ na funkcjonowanie poznawcze i akademickie, jak argumentowano wcześniej (Rapport i in., 2009). Ten tok rozumowania doprowadził do rosnącej popularności podejścia "wić się, aby się uczyć" lub "swobody poruszania się" w klasie w klasie, które pozwala na wyższy poziom ruchu fizycznego, jednocześnie ukierunkowując na wtargnięcia werbalne i inne zachowania, które są destrukcyjne dla rówieśników (Kofler i in., 2016). Jednak skuteczność tych podejść pozostaje nieznana, częściowo ze względu na wyzwania pomiarowe związane z różnicowaniem nadmiernego ruchu motorycznego od innych zachowań ocenianych pod parasolem "nadpobudliwość/impulsywność", jak opisano poniżej.

W przeciwieństwie do tego, duża liczba dowodów sugeruje negatywne powiązania między nadpobudliwością a szerokim zakresem objawów związanych z ADHD i upośledzeniem funkcjonalnym, począwszy od problemów społecznych (np. Bunford i in., 2014; Kofler, Harmon i in., 2018) do wyników testów neuropoznawczych (np. Brocki i in., 2010; Nigg i inni, 2002). Ponadto dominujący model kliniczny DSM konceptualizuje nadpobudliwość jako podstawowy, upośledzający deficyt (APA, 2013), a dowody empiryczne wskazują, że rodzice i nauczyciele wyraźnie łączą upośledzenie funkcjonalne dzieci z ich objawami nadpobudliwości/impulsywności w takim samym stopniu, jak w przypadku objawów nieuwagi (DuPaul i in., 2016).

Powtórzone dowody wskazują, że dzieci z ADHD lepiej radzą sobie z trudnymi zadaniami neuropoznawczymi, gdy są bardziej aktywne fizycznie (Hartanto i in., 2016; Sarver i in., 2015). Co więcej, dowody eksperymentalne i metaanalityczne wskazują na silny pozytywny związek między nadmiernym ruchem fizycznym a funkcjami poznawczymi, tak że dzieci z ADHD i bez ADHD wykazują duży wzrost aktywności fizycznej podczas czynności wymagających funkcji poznawczych (Hudec i in., 2015; Kofler i in., 2016, 2018; Patros i in., 2017; Rapport i in., 2009). Ponadto zwiększone objawy nadpobudliwości zostały powiązane z lepszymi umiejętnościami organizacyjnymi zgłaszanymi przez nauczycieli związanymi z planowaniem zadań u dzieci z ADHD (Kofler i in., 2018). Dowody sugerujące przyczynową rolę nadpobudliwości w ułatwianiu wyników poznawczych i funkcjonalnych u dzieci z ADHD pochodzą z badań, które eksperymentalnie wywołały wyższy poziom aktywności fizycznej i wykazały klinicznie istotną poprawę funkcji poznawczych (Chang i in., 2012; Gapin i in., 2011; Pontifex i in., 2015; Smith i in., 2013; Verret i in., 2012; Medina i in., 2010) i wyniki w testach akademickich (Pontifex i in., 2013), a także postrzeganie przez informatorów zachowania w klasie i interakcji z rówieśnikami (Ahmed i Mohamed, 2011; Smith i in., 2013; Verret i in., 2012).

Stwierdziliśmy, że obecna pula pozycji DSM może być wiarygodnie przeklasyfikowana przez kompetentnych sędziów na pozycje odzwierciedlające nadmierny ruch fizyczny i objawy zakłóceń słuchowych, oraz że te racjonalnie wyprowadzone poddomeny wykazują doskonałą niezawodność wewnętrznej spójności.Ta alternatywna struktura dwuczynnikowa wykazała dowody na wielowymiarowość jako hipotetyczne i lepsze dopasowanie modelu w stosunku do tradycyjnych modeli nadpobudliwości/impulsywności.Wynikowy czynnik nadmiernego ruchu fizycznego był wiarygodny, powtarzalny i wykazywał silne dowody zbieżnej trafności poprzez jego związek z obiektywnie ocenioną nadpobudliwością, która replikowała się w modelach informatorów.

Aby zbadać, w jaki sposób BG kontroluje dobrowolne ruchy, od dawna badamy odpowiedź w GPi / SNr indukowaną stymulacją korową, która przypuszczalnie naśladuje pobudzenie korowe w celu zainicjowania ruchów dobrowolnych (ryc. 1).Stymulacja elektryczna w korze ruchowej i przedczołowej indukuje odpowiedź trójfazową składającą się z wczesnego pobudzenia (ryc. 1B, magenta), zahamowania i późnego pobudzenia w GPi/SNr małp, gryzoni i prawdopodobnie ludzi.W każdym składniku pośredniczą odpowiednio szlaki korowo-podwzgórzowe (STN)-GPi/SNr, korowo-prążkowiowe (Str)-GPi/SNr bezpośrednie i korowo-Str-zewnętrzne pallido (GPe)-STN-GPi/SNr (ryc. 1A). [4,5,6,7,8].Kiedy mają zostać zainicjowane dobrowolne ruchy, sygnały przez szlak hiperbezpośredni najpierw docierają do GPi/SNr, hamują aktywność korowo-wzgórzową, resetują aktywność korową związaną z trwającymi ruchami i przygotowują się do działania.Sygnały drogą bezpośrednią docierają do GPi/SNr, odhamowują aktywność korowo-wzgórzową i uwalniają odpowiedni ruch w odpowiednim czasie.Sygnały przez szlak pośredni docierają do GPi/SNr, hamują aktywność korowo-wzgórzową i zatrzymują ruch uwalniany przez szlak bezpośredni.Wejścia hamujące przez szlak bezpośredni kończą się w stosunkowo małym, ograniczonym obszarze w GPi/SNr (ryc. 1C, niebieski), podczas gdy wejścia pobudzające przez szlaki hiperbezpośrednie i pośrednie kończą się na dużym obszarze[9,10], tworząc w ten sposób organizację przestrzenną centrum hamującego i pobudzająco-przestrzennego w GPi/SNr. Hamowanie w obszarze środkowym wyzwoliłoby wybrany ruch, podczas gdy wzbudzenie w otaczającym obszarze stale hamowałoby inne niezamierzone ruchy.Aktywacja szlaków hiperbezpośrednich i pośrednich tłumiła ruchy, podczas gdy aktywacja szlaku bezpośredniego ułatwiała ruchy. [4,7,8,11,12].Badaliśmy, w jaki sposób wzorce odpowiedzi indukowane korowo w GPi / SNr są zmieniane w różnych modelach zaburzeń ruchowych (ryc. 2, wykreślone w płaszczyźnie hiperkinetycznej i hipertoniczno-hipotonicznej) i chcielibyśmy omówić ich patofizjologię w oparciu o dynamiczny model aktywności