Alpha and Theta Oscillations during Sustained Attention in Adults with Attention-Deficit Hyperactivity Disorder

Abstract

Introduction: Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) is among the most common childhood psychiatric disorders and is marked by persistent, age-inappropriate levels of inattention, hyperactivity and/or impulsivity. The present study examines cortical oscillations in adults diagnosed with ADHD/ADD during administration of T.O.V.A. (Test of Variables of Attention). T.O.V.A. is a continuous performance test (CPT) that measures the ability to sustain attention for a prolonged period of time. The motivation for the study is to contribute to the diagnostic picture of ADHD through the novel combination of T.O.V.A. with an EEG measurement. Parieto-occipital alpha and frontomedial theta are examined in particular as they have been linked to sustained attention as measured in CPTs.

Methods: 53 adults diagnosed with ADHD/ADD and 18 healthy controls were recruited. Concomitant T.O.V.A. and EEG was measured. Oscillatory power in theta and alpha bands was compared between groups and between different behavioural conditions.

Results & Conclusions: T.O.V.A. performance of healthy controls was more likely to be within normal limits as compared to ADHD/ADD diagnosed adults, and vice versa. There were moderate significant differences in commission errors, RT variability and d’ (response sensitivity) between groups. The control group tended to manifest higher theta synchronisation during correct inhibition trials. Given differences in behavioural performance, this result might be related to a higher sensitivity to task demands in the control group. However, there were no between-groups differences in frontomedial theta power and parietal or frontal alpha power. Further research should compare groups formed on the basis of not only diagnostic status but also of behavioural performance.

Johdanto: Tarkkaavaisuus- ja ylivilkkaushäiriö (engl. Attention-deficit hyperactivity disorder, ADHD) on yksi yleisimmistä neuropsykologisista häiriöistä. Tämä tutkimus käsittelee ADHD diagnosoitujen aikuisten EEG oskillaatioita T.O.V.A. -testin (Test of Variables of Attention) aikana. T.O.V.A. on tarkkaavaisuuden pitkäjänteistä ylläpitämistä vaativa testi, jonka tarkoituksena on tunnistaa tarkkaavaisuus- ja ylivilkkaushäiriölle tyypillinen vastausprofiili. Parieto-okkipitaaliset alfa oskillaatiot ja frontomediaaliset theta oskillaatiot on aiemmin yhdistetty tarkkaavaisuuden pitkäjänteiseen ylläpitämiseen liittyvään kognitiiviseen kuormitukseen.

Menetelmä: 53 ADHD-diagnosoitua aikuista ja 18 tervettä kontrollikoehenkilöä rekrytoitiin. Koehenkilöille tehtiin T.O.V.A.-testin aikana EEG-mittaus. Koehenkilöiden theta- ja alfa- oskillaatioita vertailtiin ryhmien sekä T.O.V.A:n eri osioiden välillä.

Tulokset & Johtopäätökset: Kontrollien suoriutuminen oli keskimäärin lähempänä normaalia suoriutumista kuin ADHD aikuisten. Ryhmien suoriutumisessa oli merkitseviä eroja virhevastausten määrässä, vastausaikojen vaihtelevuudessa sekä vastausherkkyydessä (d’). Kontrolliryhmässä havaittiin enemmän theta-synkronisaatiota silloin kun koehenkilöt tehtävän ohjeistuksen mukaisesti pidättäytyivät vastaamasta ärsykkeeseen (engl. correct inhibition). Tämä havainto ja behavioraaliset tulokset saattavat viitata siihen, että kontrolliryhmä arvioi paremmin tehtävän kuormittavuutta. Ryhmien välillä ei havaittu eroja theta- ja alfa-oskillaatioiden voimakkuudessa. Tässä tutkimuksessa vertailtiin diagnoosin perusteella muodostettujen ryhmien keskiarvoja. Tulevien tutkimusten tulisi vertailla myös suoritutumisen mukaan muodostettuja ryhmiä.