Press Release: Understanding the Mechanisms to Treat Working Memory Deficits
ANDREW LOWRANCE
No translator
Anywhere between 1 and 20 percent of school age children are affected by Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD), a disorder commonly associated with hyperactivity as well as impulsivity, that occasionally makes functioning within an educational environment challenging. In order to treat ADHD, Methylphenidate (MP) addresses the main cause: a disrupted dopamine system in the brain. However, MP is less effective when treating memory deficits than addressing the symptoms of ADHD. In a review of current research published today, Nidhila Masha of Duke University attempts to understand the mechanisms behind how MP alleviates working memory deficits.
As part of the journey to understand the mechanisms behind MP’s functionality, one theory suggests that working memory deficits arise in the regulation of dopaminergic systems, or systems that consist of neurons that release dopamine. ADHD can be visualized through the differences in these dopamine-reward pathways. This theory is upheld by a study of monkeys that showed how working memory deficits are induced by administering dopamine antagonists, or drugs that block dopamine receptors.
Additionally, the Baddeley model is used to show how working memory is understood through the visuospatial circuit, the verbal circuit, and the central executive. The visuospatial circuit manages visual information, the verbal circuit auditory information, and the central executive the other two circuits, including multitasking. The efficacy of drugs like MP is usually only tested by the medication’s success with visuospatial working memory, though it is clear that focus should be geared toward the other two circuits when testing ADHD medication.
Recent studies show that MP is more successful in aiding visuospatial working memory, or memory that is primarily influenced by the sense of sight, than other forms of working memory. In particular, research shows that MP is not as effective in reducing symptoms of ADHD in individuals with comorbid anxiety, or multiple anxiety disorder, though it has a potential to.
This inefficiency also plays into the fact that, given 25 percent of children with ADHD also suffer from an anxiety disorder, the significance of research in this field is even more pronounced. As a result, efforts have been made to study the inner workings behind how MP functions with working memory, which is currently unclear. Current research shows that MP increases dopamine levels, which has no effect on hyperactivity, despite the fact that the actual administration of MP reduces hyperactivity.
The effectiveness of MP also manifests in its ability to increase working memory by causing vasodilation, or the widening of arteries which supply blood to the regions of the brain associated with working memory. However, due to the fact that MP has been relatively unsuccessful at treating auditory-verbal working memory deficits, a better understanding of why MP fails would improve its efficacy within the field of neuroscience, potentially impacting developmental traits of children around the world.
In particular, a better understanding of MP, how it functions, and why it fails at responding to certain aspects of working memory deficits would aid children who suffer from ADHD and comorbid anxiety to have improved sentence processing speed and accuracy of syntax comprehension. In addition to aiding the reading and writing skills, treatments with MP could serve to improve the quality of life for many children who suffer from ADHD.
Communiqué de presse: Comprendre les mécanismes pour traiter les troubles de la mémoire
ANDREW LOWRANCE
TIMON THANASSIS
Entre 1 et 20 pour cent des enfants à partir de six ans sont touchés par le trouble du déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité (TDAH), un trouble souvent associé avec l’hyperactivité ainsi que l’impulsivité, qui rend parfois le fonctionnement dans un environnement éducatif difficile. Pour traiter le TDAH, le méthylphénidate (MP) adresse la cause principale: un système dopaminergique perturbé dans le cerveau. Néanmoins, le MP est moins efficace lorsqu’il est utilisé pour traiter les troubles de la mémoire que les symptômes du TDAH. En résumant la recherche actuelle, Nidhila Masha de l’Université Duke étudie les mécanismes permettant au MP de traiter les troubles de la mémoire.
Pour comprendre les mécanismes fonctionnels du MP, une théorie suggère que les troubles de la mémoire de travail surviennent dans la régulation des systèmes dopaminergiques, ou des systèmes qui consistent en une libération de dopamine par des neurones. Le TDAH peut être visualisé en mettant en avant des différences dans les voies du système de récompense lié à la dopamine. Cette théorie est renforcée par une étude sur des singes ayant montré comment les troubles de la mémoire de travail sont induits en administrant des antagonistes de dopamine ou des substances bloquant les récepteurs de dopamine.
De plus, le modèle de Baddeley est employé pour montrer comment la mémoire de travail est comprise par la boucle visuo-spatiale, la boucle phonologique et l’administrateur central. La boucle visuo-spatiale gère les informations visuelles, la boucle phonologique les informations auditives et l’administrateur central les deux autres circuits, ainsi que l’effectuation simultanée de plusieurs tâches. L’efficacité des médicaments comme le MP est en général seulement examinée par son succès dans le cas de la mémoire visuo-spatiale, bien qu’il soit clair qu’il faudrait aussi étudier plus attentivement les deux autres circuits lors des essais cliniques de médicaments de TDAH.
Des études récentes montrent que le MP est plus efficace pour le traitement de la mémoire de travail visuo-spatiale ou la mémoire qui est primairement influencée par la vue que par les autres formes de mémoire de travail. En particulier, la recherche montre que le MP que n’est pas aussi efficace dans la réduction de symptômes de TDAH chez des individus souffrant d’anxiété comorbide ou un trouble d’anxiété multiple, bien qu’il en soit potentiellement capable.
Cette inefficacité souligne le fait que la recherche dans ce domaine est encore plus importante, puisque 25 pour cent des enfants avec le TDAH souffrent également d’un trouble d'anxiété, l’importance de la recherche dans ce domaine est encore plus prononcée. Par conséquent, des efforts ont été faits pour découvrir comment le MP fonctionne avec la mémoire de travail, ce qui n’est pas encore entièrement compris. La recherche actuelle montre que le MP augmente le taux de dopamine, ce qui n’a pas d’effet sur l’hyperactivité, malgré que l’administration de MP réduise l’hyperactivité.
L’effectivité du MP se manifeste aussi dans sa capacité à renforcer la mémoire de travail en provoquant la vasodilatation, soit l’élargissement des artères qui fournissent le sang aux régions du cerveau associées à la mémoire du travail. Pourtant, puisque le MP ne semble avoir qu’une efficacité relativement réduite dans le traitement des troubles de la mémoire de travail auditive et verbale, une meilleure compréhension des raisons pour lesquelles le MP n’a pas l’effet désiré permettrait d’augmenter l’efficacité dans le domaine de la neuroscience et, possiblement, d’avoir ainsi un impact sur le les traits de développement des enfants au monde entier.
En particulier, une meilleure compréhension du MP, comment il fonctionne et pourquoi il ne répond pas à certains aspects des troubles de la mémoire de travail serait une aide aux enfants touchés par le TDAH et un trouble d’anxiété comorbide, qui pourraient ainsi profiter d’une vitesse de traitement de phrases et d’une compréhension syntaxique augmentée. Au-delà de l’amélioration des compétences en lecture et en écriture, les traitements avec le MP pourraient améliorer la qualité de vie de plusieurs enfants touchés par le TDAH.