Antisaccades elicited by visual and acoustic cues – an investigation of children with and without attention deficit hyperactivity disorder

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Dissertation Johanna Goepel 2011.pdf
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2011
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Zusammenfassung

Impulsivity and with it deficient inhibition control is one of the core symptoms of attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) – one of the most prevalent chronic psychiatric disorders in childhood and adolescence. One possibility to investigate inhibitory mechanisms is the antisaccade task – a task, in which a subject is required to suppress a saccade towards a suddenly appearing cue (prosaccade) and to generate a voluntary saccade of equal size towards the opposite direction instead. Aim of the present thesis was to investigate if children with ADHD are constricted in their inhibition of not only suddenly arising visual but also suddenly arising acoustic cues in order to establish a basis for a better differential diagnostic. Study I – an eye tracker pilot study – investigated control children in a random anti-/prosaccade task and revealed similar inhibition performance in visual and acoustic conditions: more errors in the anti- compared to the prosaccade condition. Additionally, modality dependant differences were found: the “grasp-reflex” was weaker for acoustically elicited saccades and they seemed less prone to be influenced by impulsivity as their latency was longer which in turn resulted in fewer antisaccade errors. During Study II the same paradigm was tested with children with and without ADHD in an Electroencephalography (EEG) experiment. On the behavioural level no group differences were found but in a 23-source-model analysis group differences were observable in acoustically elicited and correct performed antisaccades: children with ADHD showed more activity in the anterior temporal lobe and medio-frontal cortex (structures important for inhibition) to achieve the same behavioural output than children without ADHD. The heightened activation could possibly be seen as a compensatory mechanism. In Study III children with and without ADHD were compared during a blocked saccade task in an EEG experiment. In the visual condition children with ADHD were impaired on the behavioural level (more errors and elongated latency in the antisaccade condition) as well as on the physiological level. The findings suggest a frontal hypoactivation and a parietal-cerebellar compensatory network in ADHD. During the acoustic experiment children with ADHD seemed to have greater difficulties generating saccades but not inhibiting. Finally, it is to assume that children with ADHD are probably impaired quite differently concerning inhibition control. This seems to depend on task complexity and not on cue modality per se.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Impulsivität und damit unzureichende Inhibitionskontrolle ist eine der Kernsymptome der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) – eine der häufigsten chronischen psychiatrischen Störungen im Kindes- und Jugendalter. Eine Möglichkeit inhibitorische Mechanismen zu untersuchen ist die Antisakkadenaufgabe – eine Aufgabe, bei der ein Proband aufgefordert wird eine Sakkade in Richtung eines plötzlich erscheinenden Reizes (Prosakkade) zu unterdrücken und stattdessen eine willentliche Sakkade gleicher Größe auf die gegenüberliegende Seite zu generieren. Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war es zu erforschen, ob Kinder mit ADHS nicht nur in der Inhibition auf plötzlich erscheinende visuelle, sondern auch auf plötzlich erscheinende akustische Stimuli eingeschränkt sind, um eine Grundlage für bessere Differentialdiagnostik zu legen. Studie I – eine Eye Tracker Pilotstudie – untersuchte Kontrollkinder mit einer randomisierten Anti-/Prosakkadenaufgabe und deckte vergleichbare Inhibitionsleistungen in der visuellen und akustischen Bedingung auf: mehr Fehler in der Anti- als in der Prosakkadenbedingung. Zusätzlich wurden modalitätsabhängige Unterschiede gefunden: Der „Greif-Reflex“ war für die akustisch hervorgerufenen Sakkaden schwächer und sie schienen weniger stark durch Impulsivität beeinflussbar, da ihre Latenzen länger waren, was wiederum in weniger Antisakkadenfehlern resultierte. Während Studie II wurde das gleiche Paradigma bei Kindern mit und ohne ADHS in einem Elektroenzephalografie (EEG) Experiment getestet. Auf der Verhaltensebene wurden keine Gruppenunterschiede gefunden, jedoch wurden bei der 23-Quellen-Modell Analyse Gruppenunterschiede in den akustisch ausgelösten und richtig ausgeführten Antisakkaden sichtbar: Kinder mit ADHS zeigten im anterioren temporalen Lappen und im medio-frontalen Cortex (für die Inhibition wichtige Strukturen) mehr Aktivität um insgesamt die gleichen Verhaltensleistungen wie Kinder ohne ADHS zu erzeugen. Möglichweise kann diese erhöhte Aktivität als ein kompensatorischer Mechanismus gesehen werden. In Studie III wurden Kinder mit und ohne ADHS während einer geblockten Sakkadenaufgabe in einem EEG Experiment getestet. In der visuellen Bedingung waren Kinder mit ADHS auf der Verhaltensebene (mehr Fehler und verlängerte Latenzen in der Antisakkadenbedingung) als auch auf der physiologischen Ebene eingeschränkt. Die Befunde weisen auf eine frontale Unteraktivität und ein parietal-cerebellares kompensatorisches Netzwerk bei ADHS hin. Während des akustischen Experimentes schienen Kinder mit ADHS größere Schwierigkeiten bei der Generierung von Sakkaden zu haben, nicht aber bei der Inhibition. Letztendlich ist anzunehmen, dass Kinder mit ADHS durchaus unterschiedlich bezüglich der Inhibitonskontrolle eingeschränkt sind. Dies scheint von der Aufgabenkomplexität und nicht von der Stimulus Modalität per se abzuhängen.

Fachgebiet (DDC)
150 Psychologie
Schlagwörter
visuell, akustisch
Konferenz
Rezension
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Zitieren
ISO 690GOEPEL, Johanna, 2011. Antisaccades elicited by visual and acoustic cues – an investigation of children with and without attention deficit hyperactivity disorder [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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Prüfungsdatum der Dissertation
March 29, 2011
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ein Teil der Arbeit (Studie II) wurde als Paper in leicht veränderter Form publiziert. Der Link hierzu wäre: http://www.biomedcentral.com/1471-244X/11/7
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