Semmelweis Egyetem, Mentális Egészségtudományok Doktori Iskola, Magatartástudományi Program

Semmelweis Egyetem, Mentális Egészségtudományok Doktori Iskola, Magatartástudományi Program A D4 dopamin receptor és a katekol-o-metiltranszferáz gének polimorfizmusának hatása a figyelmi rendszerek működésére gyermekkorban PhD. Doktori értekezés Birkás Emma Budapest, 2005 Témavezető: Dr. Gervai Judit Szigorlati bizottság: Dr. Faludi Gábor elnök Dr. Gádoros Julianna Dr. Hajnal Ágnes 1

TARTALOMJEGYZÉK 1. IRODALMI ÁTTEKINTÉS 3 1.1. Végrehajtó funkciók 4 1.2. Temperamentum 10 1.3. Viselkedési problémák 16 1.4. Agyi eseményfüggő kiváltott potenciálok (EKP) 19 1.5. A dopaminerg ingerület-átvitelben szerepet játszó génpolimorfizmusok 23 2. HIPOTÉZISEK 33 3. MÓDSZEREK 39 3.1. Résztvevők 39 3.2. Mérőeszközök 40 3.3. Genetikai mintavétel 51 3.4. Statisztikai módszerek 53 4. EREDMÉNYEK 54 4.1. A változók leíró statisztikái 54 4.2. A változók összefüggései 62 4.3. Genetikai hatások a végrehajtó funkciókra és az intelligenciára 65 4.4. Genetikai hatások 6 éves kori temperamentumra 73 4.5. Genetikai hatások a viselkedési problémákra 77 4.6. Genetikai hatások az eseményfüggő kiváltott potenciálokra 80 5. MEGBESZÉLÉS 83 5.1. Végrehajtó funkciók, intelligencia 84 5.2. Temperamentum 91 5.3. Viselkedési problémák 96 5.4. Agyi eseményfüggő kiváltott potenciálok 100 5.5. A vizsgálat korlátai 103 5.6. A génpolimorfizmusokra vonatkozó következtetések összefoglalása 106 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE 109 110 IRODALOM 111 ÖSSZEFOGLALÓ SUMMARY 133 134 MELLÉKLETEK 135 2

1. IRODALMI ÁTTEKINTÉS A molekuláris genetikai módszerek eredményessége a pszichiátriai kórképek genetikai hátterének feltérképezésében számos új kutatási irányt nyitott. Ezek egyike a monoaminerg ingerület átvitelben szerepet játszó gének polimorfizmusának hatását igyekszik feltárni a pszichiátriai zavarokkal összefüggésben álló viselkedési és nemviselkedési fenotípusokra. A jelen dolgozatban bemutatott munkám a gyermekkori figyelmi rendszereket jellemző fenotípusokra és két, a monaminerg neurotranszmissziót meghatározó kandidáns génre koncentrál. A kandidáns gének egyike az igen polimorf dopamin D4 receptor (DRD4) gén, amelynek több polimorfizmusát is összefüggésbe hozták a figyelemhiányos/ hiperaktivitás zavarral (attention deficit hyperactivity disorder, ADHD) (68). Nem tisztázott még, hogy összefüggésben áll-e a polimorfizmus a figyelmi rendszerek működésében illetve az egyes temperamentum dimenziókban megfigyelhető egyéni különbségekkel. Az sem egyértelmű még, hogy mutat-e a DRD4 gén polimorfizmusa összefüggést nem-klinikai populációban mért figyelmi problémákkal, illetve az elemi akusztikus ingerfeldolgozásban mutatkozó figyelmi folyamatokkal. A másik kandidáns gén a katekol-o-metiltranszferáz enzim génje, amelynek egyik polimorfizmusát nem-klinikai felnőtt és szkizofrén betegcsoportokban a magasabb rendű kognitív funkciók működésével hozták összefüggésbe (200). Nem tisztázott még azonban, hogy milyen hatást gyakorol a figyelmi funkciókra ugyanez a polimorfizmus gyermekkorban. A jelen vizsgálat egy 6 éves, tipikusan fejlődő gyermekmintán igyekszik tisztázni a fentebb említett génpolimorfizmusok hatását a figyelmi rendszereket jellemző fenotípusokra. Ezért az első fejezetben bemutatom a végrehajtó funkciók és gyermek temperamentum mérésének lehetőségeit és a mögöttük meghúzódó elméleti koncepciókat. Ismertetem azokat az eljárásokat, amelyek nem-klinikai mintákban a viselkedési problémák mérésére és a passzív figyelmi folyamatokat jellemző agyi eseményfüggő potenciálok vizsgálatára használatosak. Bemutatom e fenotípusok 3

feltételezett kapcsolatát a dopaminerg rendszerrel és az ADHD-val, ami indokolja, hogy éppen ezek kerültek a molekuláris genetikai vizsgálatok középpontjába. Az irodalmi áttekintés végén azokat az eredményeket ismertetem, amelyek az említett pszichológiai konstruktumok és a kiválasztott génpolimorfizmusok összefüggéseit igyekeztek feltárni. 1.1. Végrehajtó funkciók 1.1.1. A végrehajtó funkciók definíciója és mérése A végrehajtó funkciók fogalma több hagyományra tekint vissza, a szakirodalom 33 különböző definíciót tart számon (62). A klinikai hagyományokból eredő strukturalista definíció szerint a végrehajtó funkció fogalma a frontális lebenyhez köthető, magasabb szintű ellenőrző folyamatokat fedi le, amelyek lehetővé teszik a célirányos viselkedés kontrollját (52). A funkcionalista megközelítés szerint a végrehajtó funkció különböző komplex kognitív folyamatokat foglal magában, amelyeket az új és nehéz helyzetek megoldása igényel (91). Ilyenek pl. a szándékos cselekvés megtervezése, a megfelelő stratégia kiválasztása, a releváns információk fejben tartása (munkamemória), a hibák folyamatos korrekciója és a megfelelő végrehajtás érdekében az automatikus válaszok gátlása. A különböző funkciókat mérő tesztek egyes faktoranalízissel végzett elemzések szerint a tesztek 3 nagyobb faktorba csoportosíthatók (91, 196). Az egyik elkülönülő faktor a kognitív flexibilitás, amely a gyors, gördülékeny válaszokat teszi lehetővé. Mérésére általában fluencia teszteket alkalmaznak, amelyekben adott idő alatt kell egymástól különböző válaszokat generálni (ld. részletesebben 3.2. alfejezetben). Egy másik faktor a gátló kontroll, ami elsősorban az eltérő szabályokhoz való alkalmazkodást, az automatikus válaszok gátlását igényli. A gátló kontrollt vizsgáló feladatok tipikus példája a Stroop-teszt, amelyben a szavak színének megnevezése lassul, ha az inkongruens a szó jelentésével (178). Feltételezik, hogy a válaszidő lassulása az automatikus és szándékvezérelt folyamatok interferenciájának következménye (42). A harmadik a tervezés-munkamemória faktor. A tervezési feladatok egyik közismert példája a London tornyai teszt (15, 174). A feladat színes golyók rudakon történő 4

mozgatásának tervezését igényli meghatározott szabályok betartása mellett úgy, hogy végeredmény a bemutatott célábrának megfelelő legyen (ld. részletesebben 3.2. alfejezetben). A végrehajtó funkciók mérése kapcsán a kutatók számos problémával szembesültek (91). Az egyik a végrehajtó funkció tesztek összetettségéből adódik. A teszteken mért teljesítmény gyakran számos különböző folyamat eredménye. Egy komplex tervezési feladatban például a gátló kontroll és verbális képességek is segíthetik a megoldást. A klinikai megfigyelések ugyanakkor arra utalnak, hogy frontális sérülés következtében a hagyományos intelligencia tesztekkel mért részképességek viszonylagos érintetlensége mellett sérül a cselekvéstervezés és a problémamegoldás (42, 50). A végrehajtó funkció tesztek és az intelligencia tesztek között legfeljebb gyenge együttjárás mutatkozik (102, 120, 196). Más funkcióktól függetleníteni egy olyan összetett funkciót, amelyről feltételezzük, hogy különböző egyidejű folyamatok összehangolását végzi, konceptuális problémákat vet fel (91). A mérésből adódó másik gyakori probléma, hogy a végrehajtó funkciók számos különböző élethelyzetben fontos szerepet játszanak, míg az egyes tesztek egyedi, speciális helyzetekre korlátozódnak. Ezzel magyarázható a viselkedéssel való gyenge együttjárás. További nehézséget jelent, hogy a tesztek többszöri alkalmazása lehetővé teszi a válaszok automatizálódását, így ismételt felvételkor már nem feltétlenül ugyanazt a funkciót becslik. Ezzel magyarázzák az újrateszteléskor mutatkozó gyengébb megbízhatóságot (17). A tesztek adaptációja az írni-olvasni nem tudó korosztályok számára többek közt lehetővé tette a végrehajtó funkciók tipikus fejlődésének vizsgálatát (91). A korábbi feltételezésekkel ellentétben a prefrontális kéreg már csecsemőkorban is részt vesz a viselkedés szabályozásában (11, 47). Azokban a gátló kontrollt mérő feladatokban, amelyek a domináns válasz egyszerű visszatartását igénylik, 3 és 6 éves kor között a teljesítményben szignifikáns javulás tapasztalható (123). A bonyolultabb gátló kontroll tesztekben, amelyekben az automatikus válasz gátlását egy új válasz megszervezése érdekében kell végrehajtani, a teljesítmény javulása iskolás korban is megfigyelhető (47, 97). Hasonlóképpen, az olyan nem-verbális problémamegoldó tesztekben, mint a London tornyai, a 4-5 éves gyermekek 62%-a a két, 22%-a a 3 mozgatást igénylő 5

próbákat oldja meg tökéletesen (91), de a teljesítményben szignifikáns javulás tapasztalható még iskolás korban is (119). Egyes végrehajtó funkció tesztekben gyermekkorban nemi különbségek is megfigyelhetők (22, 97). 1.1.2. A prefrontális kéreg és a dopamin szerepe a végrehajtó funkciókban A képalkotó eljárásokat alkalmazó vizsgálatok szerint a különböző végrehajtó funkciókat mérő tesztekben számos frontális, parietális és szubkortikális terület aktiválódik. Egyes területek aktivitását az ingerek modalitásától (téri, vizuális, verbális) függetlenül is kimutatták (51, 137). Amikor pl. konfliktus-feladatokban az automatikus válaszok gátlására van szükség, akkor az anterior cingulum és a laterális prefrontális területek aktívak (39, 51). A dorzolaterális területek a feladatmegoldás szempontjából releváns ingerek frissítésében (munkamemória) játszanak szerepet, míg a mediális részek inkább hibadetekció esetén aktiválódnak, olyankor, amikor a válasz konfliktust eredményez (128, 137). Az egyszerű impulzuskontrollt igénylő feladatokban és a Stroop paradigmában is megfigyelték az anterior cingulum és a jobboldali orbitofrontális területek aktivitását mind felnőttek, mind gyermekek esetében (27, 39). A London tornyai teszt megoldása közben végzett funkcionális MRI vizsgálatban nagyobb oxigén felhasználást tapasztaltak többek közt a dorzolaterális prefrontális kéregben, míg a feladat komplexitásának növekedésével az aktivitás a bal anterior prefrontális kéregben növekedett meg (187). Prefrontális léziók, elsősorban a jobb frontális lebeny károsodása esetén a fluencia teljesítmény romlását is megfigyelték (173). Az egysejtes és léziós vizsgálatok tanulságai szerint a különböző agyterületek funkcionális specializálódása azonban inkább relatív, statisztikai, mint abszolút jellegű (39, 52). Majmokon végzett kísérletek azt mutatták, hogy egyes neuronok változtatják funkciójukat a feladat követelményeitől függően (70). Duncan (52) adaptív kódolási modelljében felveti annak lehetőségét, hogy a prefrontális kéreg egyes területeinek funkcióit a feladatok kontextusa határozná meg. 6

A prefrontális kéreg gazdagabb dopaminban, mint a kéreg más régiói és fejlődésében a folyamatosan növekvő dopamin szint is szerepet játszik (47). Nem meglepő tehát, hogy a dopamin a végrehajtó funkciók működésében is fontos szerepet tölt be. Rhesus majmoknál abban az életkorban, amikor egyszerű prefrontális funkciókhoz köthető feladatokban is javuló teljesítményt mutatnak, növekszik a dopamin szint és a dopamin receptorok száma (47). A dopamin receptorok blokkolása az antagonista szerek mennyiségével arányosan rontja a dorzolaterális kéreghez köthető teljesítményt (168), és hasonló hatást mutat a ventrális tegmentális area dopamin neuronjainak roncsolása is (47). A dopamin szerepét a végrehajtó funkciókban a humán vizsgálatok is alátámasztják. A dorzolaterális prefrontális kéreghez köthető Késleltetett válasz feladatban a D2 dopamin receptorok aktivációja javítja a teljesítményt (118). Diamond (47) fenilketonuriával kezelt gyermekeknél, ahol a prefrontális kéregben a dopamin szint feltételezhetően alacsonyabb, a gátló kontrollt és munkamemóriát együttesen terhelő feladatokban gyengébb teljesítményt talált. 1.1.3. A végrehajtó funkciók szerepe figyelemhiányos/hiperaktivitás zavarban A végrehajtó funkciók zavarai az egyes pszichiátriai kórképekben mennyiségi és minőségi különbségeket mutatnak, legjelentősebb diszfunkciójukat a figyelemhiányos/hiperaktivitás zavarban és az autizmusban találták (173). A figyelemhiányos/hiperaktivitás zavar, amely az iskoláskorú gyermekek 2-7%-ánál, elsősorban fiúknál figyelhető meg, heterogén pszichopatológiai jellemzőket mutat: a figyelemhiány, a hiperaktivitás és az impulzivitás tünetei eltérő súlyossággal jelenhetnek meg (71, 94). A végrehajtó funkciók zavarát elsősorban a gyengébb fenntartott figyelmi és gátló kontroll feladatokban figyelték meg (9, 173). Barkley (9) az ADHD tünetek magyarázatában a gátló kontroll funkciók zavarát tartja elsődlegesnek, szerinte a figyelemhiány, amely a fenntartott figyelem zavarában és az információfeldolgozás lassúságában tükröződik, egy különálló altípust képvisel. Más elméleti megközelítések nem a gátló kontroll működését tartják elsődleges deficitnek, hanem az idő percepciójának megváltozására vezetik vissza a gyenge végrehajtó teljesítményt, illetve a lassú, pontatlan válaszstílust az energetizáló mechanizmusok elégtelen aktiváló hatásával magyarázzák (183). 7

Az ADHD eltérő kognitív modelljei erősen támaszkodnak a különböző neurobiológiai modellekre. ADHD esetében a prefrontális és szubkortikális területek érintettségét mind strukturális elváltozások (mielinizáció, morfológiai eltérések), mind a neurotranszmitter rendszerekben megfigyelt eltérések (katekolamin egyensúlyzavar) alátámasztották (183). Metilfenidát kezelés részben a dopaminerg rendszerre gyakorolt hatásán keresztül javítja a viselkedési és a kognitív tüneteket is (176). Castellanos (31) feltételezi, hogy a hiperaktív-impulzív tüneteket részben a nigro-striatális pályák túlzott aktivitása okozza, amit viszont a gátló autoreceptorok alulműködése és a kéreg felől érkező visszacsatolás diszfunkciója eredményez. A stimulánsok dózisfüggő hatását az magyarázhatja, hogy kis mennyiségben a metilfenidát a nigro-striatális autoreceptorokra fejti ki hatását, míg nem-terápiás, nagy mennyiségben más monoaminerg rendszereket is aktivál. Levy és munkatársai (114) kimutatták, hogy a dopamin antagonista haloperidol felfüggeszti a metilfenidát normalizáló hatását ADHD-ban, alátámasztva ezzel az ADHD hipodopaminerg elméletét. Grace modellje (115) a hiperaktív és impulzív tüneteket a ventralis striátumban és nucleus accumbensben megfigyelhető alacsony tónusos dopamin szinttel és az ennek következtében kialakuló, túlzottan magas fázikus dopamin válaszokkal magyarázza. A tónusos dopamin szintet a striátumban a dopamin terminálokon ülő heteroreceptorok a kortiko-striatális glutaminerg projekciókon keresztül biztosítják. (Bár korábban a bazális ganglionok szerepét elsősorban az egymásra következő motoros programok összerendezésében hangsúlyozták, ma már elkülönítik a bazális ganglionok kognitív és érzelmi funkciókat szabályozó alrendszereit, amelyek a prefrontális kéreg és a limbikus területek megfelelő részeivel állnak kapcsolatban (132)). Míg az említett elméletek a prefrontális kéreg, a bazális ganglionok és a dopamin szerepét hangsúlyozzák, számos adat hívja fel a figyelmet a noradrenerg transzmisszió szerepére az ADHD tünetek kialakulásában (115). 1.1.4. A végrehajtó funkciók kapcsolata más figyelmi rendszerekkel Az egyes figyelmi funkciókhoz köthető elkülönült pályarendszerek olyan modellek kidolgozására vezették a kutatókat, amelyek viszonylag független figyelmi rendszereket feltételeznek. Posner (16, 157) modelljében három figyelmi hálózatot különít el: az 8

éberséget fenntartó (alerting network), az orientációs (orienting network) és a végrehajtó (executive network) figyelmi rendszert. Az éberséget fenntartó figyelmi rendszer készenléti állapotot biztosít a locus coeruleus, a jobb parietális és frontális területek közreműködésével. Így a noradrenalinnak jelentős szerepet tulajdonítanak a fenntartott figyelmi feladatokban nyújtott teljesítményért. Az orientációs figyelmi rendszer részét képezik elsősorban a thalamusszal összeköttetésben álló parietális területek és a középagyi superior colliculus, ezek biztosítják a figyelmi váltás képességét egyik térbeli pozícióról a másikra. A végrehajtó figyelmi rendszer áll a hierarchia csúcsán, ez felelős a célirányos viselkedés szervezéséért. A szerzők által kidolgozott Figyelmi rendszerek teszt (Attention Network Test, ANT), amely a figyelmi rendszerek egy paradigmában történő vizsgálatát teszi lehetővé, a három figyelmi rendszer viszonylagos függetlenségét támasztotta alá (65). Funkcionális MRI vizsgálatban a várakozásnak megfelelő területek aktiválódtak, a végrehajtó figyelmi rendszer esetében többek közt az anterior cingulum (64). A végrehajtó figyelmi rendszerhez köthető reakcióidő mértékek mutatták a legnagyobb örökölhetőséget (h 2 =0,7) (66). Ikervizsgálatok szignifikáns genetikai befolyást mutattak ki más végrehajtó funkciókat mérő tesztek (pl. Stroop paradigma, Verbális fluencia) mértékeire is (179). A heritabilitási értékek 0,3-0,7 között változtak, a közös végrehajtó faktor 0,7 örökölhetőséget mutatott. Ez megegyezik a Fan és munkatársainak (66) vizsgálatában mért értékkel. A dopamin szerepe és a magas örökölhetőségi értékek miatt jogosan vetődik fel az a kérdés, hogy milyen hatást gyakorolnak a dopaminerg ingerület átvitelben szerepet játszó gének polimorfizmusai a végrehajtó funkciókra. 9

1.2. Temperamentum 1.2.1. A Rothbart-féle gyermekkori temperamentum definíciója és mérése Temperamentum jellemzők alatt azokat a viselkedési tendenciákban megjelenő egyéni különbségeket értjük, amelyek biológiailag meghatározottak, már igen korai életszakaszban jelen vannak, és viszonylag változatlanok maradnak különböző helyzetekben, illetve az életkor előrehaladtával (10). Ezt a tágan értelmezhető definíciót a fejlődéslélektan kutatói rugalmasan kezelik, és vitatkoznak az egyes kritériumok szükségességéről. Míg Thomas és Chess a temperamentumot, mint viselkedési stílust értelmezte és a hangsúlyt a viselkedés kifejeződésére helyezte, addig Buss és Plomin a temperamentum-jellemzőket a személyiség alapkezdeményeinek tartotta, ezért csak a magas az örökölhetőséget és viszonylag magas stabilitást mutató jellemzőket sorolta közéjük (189). A temperamentum megközelítések harmadik csoportja az elsődleges érzelmek átélésének és kifejezésének individuális különbségeire helyezi a hangsúlyt. (78). Rothbart és Derryberry ugyanakkor nem korlátozzák a temperamentum fogalmát az érzelmek átélésére és kifejezésére, hanem úgy definiálják, mint a reaktivitásban és önszabályozásban (self-regulation) megjelenő, konstitucionális alapokon álló egyéni különbségeket, amelyeket befolyásolnak az érés és szociális tapasztalatok is (156, 159). A reaktivitás kifejezés a motoros, affektív, autonóm és endokrin rendszerek válaszkészségére utal, míg önszabályozás alatt azokat a folyamatokat értik, amelyek a reaktivitás lokális szintjét modulálják. Az önszabályozó mechanizmusok fejlődését Rothbart és Posner kapcsolatba hozta a figyelmi rendszerek fejlődésével (157). Rothbart és munkatársai (156, 161) a temperamentum különböző életkorokban való mérésére megfigyelési és kérdőíves módszereket is kidolgoztak, amelyekben az önszabályozó funkciók önálló temperamentum jellemzőkként jelennek meg, pl. mint figyelmi kitartás vagy gátló kontroll (automatikus válaszok gátlása). Bár a reaktivitás és önszabályozás konstruktumok eltérő fogalmakat jelölnek, a mérés szintjén mégsem különíthetők el teljesen, mert a megfigyelt viselkedést mind reaktív, mind önszabályozó 10

folyamatok is befolyásolják. Például a félelem esetében a figyelem elterelése a büntetés jelzéseiről modulálhatja a negatív érzelmi reakciót (44, 157). Ezért a mérőeszközök kidolgozásában nem törekedtek az egyes dimenziók teljes függetlenségére. A Csecsemő Viselkedési Kérdőív (Infant Behavior Questionnaire, IBQ) (161) Düh és Félelem skálái együttjárást mutatnak, ezeket a szerzők a negatív reaktivitás dimenziójának tekintették. A Mosoly/nevetés és Figyelem tartama skálák szintén együtt járnak, ezeket a pozitív reaktivitás dimenziójába sorolták (161). Az Aktivitás szintet és a Nyugtathatóságot külön skálán mérik. Az IBQ skálái és az azonos viselkedéseket mérő otthoni megfigyelések mérsékelt együttjárást mutattak (r = 0,1-0,5), amit azzal magyaráztak, hogy a szülői értékelés több helyzet és hosszabb megfigyelés alapján születik, illetve a Mosoly/nevetés dimenzióban a megfigyelők jelenléte befolyásolta a csecsemők viselkedését (160). Rothbart és Derryberry a temperamentum dimenziók gyenge stabilitását találták egy éves kor alatt, amit az eltérő időzítésű érési folyamatokkal magyaráznak (162). Goldsmith és munkatársai (79) ikervizsgálatában a temperamentum dimenziók közül az Aktivitás szint, a Düh és a Félelem skála esetében egyértelműen kimutatható volt additív genetikai befolyás, míg a Mosoly/nevetés illetve Figyelem tartama skálák esetében genetikai hatás szerény mértékben jelentkezett, és közös környezeti hatást mutattak ki. A gyermekkori temperamentum mérésére a szerzők (156) kidolgozták a Gyermek Viselkedési Kérdőívet (Children s Behavior Questionnaire CBQ), amely reaktív tendenciák mellett az önszabályozás különböző aspektusait is méri. Az elméleti alapon létrehozott skálákat faktoranalízis erősítette meg, a skálák ugyanis három nagyobb dimenzióba csoportosultak (150, 156). Az Extraverzió (Extraversion-Surgency) faktor többek közt az Aktivitási szint, Impulzivitás, Megközelítés skálákat foglalja magában, míg a Negatív emocionalitás (Negative Affectivity) a Félelem, Harag/frusztráció és Diszkomfort skálákat tartalmazza. Az Önszabályozás (Effortful control) faktort többek között a Figyelem és Gátló kontroll skálák terhelik. A Mosoly/nevetés skála is ebben a 11

faktorban jelenik meg nagy súllyal, amely mögött az ébrenléti figyelmi rendszer befolyásoló hatását feltételezik (156). A kapott faktorok összehasonlíthatók más gyermek temperamentum modellekben megfogalmazott dimenziókkal. Az Extraverzió dimenzió lényegében megfeleltethető a Thomas és Chess modelljében megfigyelhető Szociabilitás/megközelítés faktornak, míg az Önszabályozás a Kitartás faktorral, a Negatív emocionalitás pedig az Irritabilitás/Rugalmatlanság faktorral állítható párhuzamba (156). Az első két CBQ faktor továbbá hasonlóságot mutat az Eysenck-féle felnőtt temperamentum elméletben kirajzolódó Extraverzió és Neuroticizmus faktorokkal is, míg az Önszabályozás esetében elképzelhetőnek tartják, hogy fejlődési előzményként kapcsolódik Eysenck Pszichoticitás vagy McCrae és Costa Lelkiismeretesség faktorához (158). 1.2.2. A felnőtt személyiségelméletek neurobiológiai modelljei Bár látható, hogy a felnőtt személyiségelméletekből származó dimenziók némileg megfeleltethetők a CBQ faktoroknak, más elméleti alapokon nyugszanak. Eysenck feltételezte (26), hogy a személyiség faktorokban megfigyelhető egyéni különbségek magyarázhatók az arousal rendszer eltérő működésével. Az inkább extraverzióval jellemezhető személyeknél erősebb kortikoretikuláris gátló folyamatokat, azaz alacsonyabb tónusú kérgi arousalt feltételezett, mint az introvertáltaknál. A fokozott ingerkeresést az exravertáltak esetében az magyarázná, hogy az optimális arousal szint biztosításához több és nagyobb intenzitású külső inger szükséges. Feltételezte továbbá, hogy a Neuroticizmus dimenzió a szimpatikus idegrendszeri folyamatok túlsúlyával magyarázható. A Pszichoticitás dimenzió magyarázata kevésbé kidolgozott, a magas értékeket elérő személyek ellenséges manipulatív jellemzőkkel írhatók le. A felnőtt személyiség neurobiológiai modelljei a későbbiekben a tanulási mechanizmusokban megfigyelhető egyéni különbségekre helyezték a hangsúlyt (84, 36). Gray (84) neurofiziológiai modellje két egymásra ható rendszert különböztet meg, amelyek együttesen befolyásolják az extra-introverzió dimenzió kifejeződését. Ezek egyike a megközelítő vagy viselkedés-aktiváló rendszer (BAS), amely magában foglalja 12

a mediális előagyi köteget és a laterális hipotalamuszt, és itt különös jelentőséget tulajdonít a dopaminerg és noradrenerg neurotranszmissziónak. (Az ADHD korábban bemutatott dopaminerg és noradrenerg hipotézisének szintén ez volt az egyik elméleti alapja.) A másik, a viselkedés-gátló rendszer (BIS), amelynek összetevői a retikuláris aktiváló rendszer, az orbitofrontális kéreg, a mediális szeptális area és a hippocampus, tehát elsősorban a noradrenerg és szerotonerg rendszerek. A BAS a jutalmat jelző, míg a BIS az újdonságot, illetve a büntetést jelző ingerekre válaszol. A BIS túlsúlya játszana szerepet az introverzió és a viselkedési gátlás esetében, a BAS dominálna extraverziónál. Cloninger (36) a neurobiológiai és neurofarmakológiai eredményekből kiindulva három független temperamentum dimenziót különít el az újdonságra, büntetésre és jutalomra adott asszociatív tanulási válaszok, illetve a hozzájuk kapcsolható neuromoduláló agyi folyamatok szerint. A magas Újdonságkeresés (Novelty seeking) pontszámmal jellemezhető személyek ismeretlen, új ingerekre gyakran explorációval válaszolnak, impulzívak, kockázatvállalók. Ez a dimenzió hasonló Gray viselkedés-aktiváló rendszeréhez, a variabilitást Cloninger a dopamin rendszer működésében megjelenő egyéni különbségekhez kapcsolja. A második az Ártalomkerülés (Harm avoidance), amit a büntetések passzív elkerülése, óvatosság, gátoltság jellemez, s amiben Gray viselkedés-gátló rendszeréhez hasonlóan Cloninger elsősorban a szerotonerg neurotranszmisszió szerepét hangsúlyozza. A noradrenerg funkciókkal összefüggésbe hozott Jutalomfüggőség (Reward dependence) dimenzió egyik pólusán a független, önfejű, a másik pólusán pedig az érzelmileg dependens, szociális jelzésekre érzékeny egyéneket helyezi el. Az eredeti megközelítésben a Kitartás (frusztrációnak való ellenállás, fáradhatatlanság) a Jutalomfüggőséghez sorolódott, de mivel nem mutatott együttjárást a Jutalomfüggőség egyéb jellemzőivel (szentimentalizmus, szociális érzékenység) végül önálló temperamentum jellemzőként fogadták el. A jól körülírt független faktorok viszonylag magas örökölhetősége (h 2 =0,5-0,65) (36) is indokolta a szerző által kifejlesztett Trimensional Personality Questionnaire (37) (későbbiekben karakterjellemzőkkel is kiegészített Temperament and Character Inventory) kérdőívek alkalmazását a molekuláris genetikai vizsgálatokban. 13

1.2.3. Az önszabályozás összefüggése a végrehajtó funkciókkal Míg az olyan reaktív tendenciák, mint a környezeti események által kiváltott cselekvés, félelem, frusztráció csecsemőkortól megfigyelhetők, addig az önszabályozó mechanizmusok fejlődése még az iskoláskoron keresztül is nyomon követhető. Az önszabályozás fejlődésében 3-7 éves kor között bekövetkező rohamos változásokat elsősorban a prefrontális kéreg és az ahhoz köthető funkciók éréséhez kapcsolják (157). Ezt a feltételezést olyan vizsgálatok is támogatják, amelyek a Stroop jellegű feladatok megoldásában járatos rhesus majmok jobb szociális alkalmazkodását és alacsonyabb agresszivitását mutatták (193). Gerardi-Caulton és munkatársai (75) 24-36 hónapos gyermekek esetében pozitív együttjárást találtak a téri konfliktus tesztben nyújtott teljesítmény és az anyai beszámolóból származó Önszabályozás között. Kochanska és munkatársainak vizsgálatában (100) az anyai CBQ-ból és a laboratóriumi megfigyelésből származó Önszabályozás pontszám gyenge korrelációt (r=0,3-0,4) mutatott 3-4 éves korban. Collie és Bell (40) a csecsemőkori temperamentum jellemzők és a 4 éves kori végrehajtó funkció tesztek között talált mérsékelt korrelációt: a 8 hónapos kori Figyelem tartama és Mosolygás skálák pontszámai előre jelezték a gyermekkori konfliktus tesztek eredményeit (r=0,4-0,6). Gonzalez és munkatársai (82) 7 éves korban kerestek a figyelmi rendszerek és az anyai CBQ skálák között összefüggéseket. Korrelációs együttható értékeket nem közöltek, de a CBQ változók kategorizálása után az alacsony Aktivitással és Impulzivitással, illetve magas Gátló kontrollal jellemzett gyermekek csoportjában a várakozásnak megfelelően gyengébb Stroop interferencia hatást (gyorsabb reakcióidőt) találtak. Mivel az elmélet feltételezi, hogy a korai reaktív tendenciákat befolyásolják az érés és környezeti hatások által folyamatosan fejlődő önszabályozó mechanizmusok, a csecsemő és gyermekkori temperamentum dimenziók között csak mérsékelt stabilitást várhatunk. Rothbart és munkatársainak vizsgálatában (159) a csecsemőkorban megfigyelt aktivitás gyenge összefüggést mutatott a 6-7 éves kori anyai beszámolóból származó CBQ Extraverzió faktorával. Collie és Bell vizsgálatában (40) a 8 hónapos kori Aktivitás szint, Félelem és Nyugtathatóság skálák mutattak gyenge együttjárást a 4 14

éves kori Extraverzió faktorral (r=0,3-0,5). Az Önszabályozás faktort leginkább a csecsemőkori Aktivitás szint, a Figyelem tartama és a Nyugtathatóság skálák jósolták (r=0,3-0,5). A Rothbart-féle temperamentum megközelítés tehát lehetőséget kínál arra, hogy a pozitív és a negatív érzelmi reaktivitást, illetve a végrehajtó funkciókkal összefüggő önszabályozó mechanizmusokat egy összefoglaló elméleti keretben tanulmányozhassuk gyermekkorban is. Az Önszabályozás faktor közvetlen kapcsolatát a dopamin rendszerrel eddig nem vizsgálták. Mivel azonban összefüggés mutatkozik a temperamentum dimenzió és a végrehajtó funkciók között, feltételezhetjük, hogy a dopaminerg rendszer szerepet játszik nemcsak a reaktív tendenciákban megfigyelhető egyéni különbségekben (aktivitás, megközelítés), hanem az önszabályozásban is. 15

1.3. Viselkedési problémák 1.3.1. A viselkedési problémák mérése Míg a temperamentum skálák az egyéni különbségek széles spektrumát fedik le, addig a gyermekkori viselkedési problémákat becslő kérdőívek kvantitatív módon igyekszenek feltárni a pszichopatológiai eltéréseket. A kérdőívek kifejlesztését a nagy mintákon történő egyszerű alkalmazás lehetősége és az egyes gyermekkori pszichiátriai zavarok kontinuum szemlélete serkentette. (87) A viselkedési problémák becslésére talán leggyakrabban alkalmazott kvantitatív mérőeszköz az Achenbach-féle (1) Gyermek Viselkedési Kérdőív (Child Behavior Checklist, CBCL), amely 4-18 éves korig alkalmazható. A szülők és szakemberek bevonásával kifejlesztett tünetskálákból átfogó képet kaphatunk többek közt a szorongást, depressziót, visszahúzódást, szomatikus tüneteket magába foglaló internalizáló, illetve az agresszív és szabályszegő magatartásból összetevődő externalizáló viselkedési problémákról. Bár a tünetlisták összeállításakor figyelembe vették a strukturált diagnosztikus interjúk szempontjait, a kérdőív nem helyettesíti azokat, mivel az általában elfogadott leválasztási kritériumnál mindössze 50-60%-ban diagnosztizálja helyesen a pácienseket (163). A specificitás megítélését az is rontja, hogy az egyes viselkedési problémák együttjárást mutatnak (169). A figyelemhiány és a hiperaktív tünetek például a folytonos frusztráció következtében másodlagosan csökkent önértékeléshez, depresszióhoz, szorongáshoz vezethetnek, míg a magas szorongás következtében kialakulhat hiperaktivitás és a figyelem fokozottabb elterelhetősége (vö. Rothbart temperamentum elmélete) (89, 94). A következőkben a jelen munkám szempontjából fontos figyelmi és externalizáló problémákra vonatkozó adatokat mutatom be részletesebben. 1.3.2. Figyelmi és externalizációs viselkedési problémák Láthattuk, hogy a figyelem és végrehajtó funkciók terén mérhető egyéni különbségek megmutatkoznak iskoláskor előtt is, problémaként azonban általában csak a komplex, 16

strukturált iskolai feladathelyzetekben jelennek meg. A figyelemhiány és hiperaktivitás tünetei fiúk esetében nem-klinikai populációban is gyakoribbak, továbbá 5 és 11 éves kor között a tünetek enyhe csökkenését találták (20, 80). Ikervizsgálatok tanúsága szerint a CBCL Figyelmi problémák skálája viszonylag magas örökölhetőséget mutat (h 2 =0,65) és a figyelmi problémákra gyakorolt genetikai befolyás nem tér el nemenként a különböző életkorokban (57, 153). Az externalizáló viselkedési problémák az agresszív (verekedés, oppozíció) és szabálysértő (lopás, csalás, hazudozás) magatartásformákat ölelik fel. Fiúknál a vizsgálatok több verbális és fizikai agresszióról számolnak be (20, 73). A fizikai agresszió a kor előrehaladtával lányoknál és fiúknál is csökken (20). A szabálysértő magatartás jóval ritkábban fordul elő, gyermekkorban a fiúk 60-70%-a és lányok 90%-a nem követ el kirívó gyakorisággal szabálysértést (132). Ikervizsgálatok a CBCL externalizáció skálája esetében magas örökölhetőséget mutattak (h 2 =0,5-0,6) (57, 90). Az agresszív viselkedésben 3 és 12 éves kor között megmutatkozó stabilitás 65%-át genetikai hatások magyarázzák (186). A CBCL tehát olyan mérési eljárás, amely lehetővé teszi a viselkedési problémák normatív fejlődésének tanulmányozását. Ugyanakkor a skálák viszonylag magas örökölhetősége miatt számos molekuláris genetikai vizsgálatban fenotípusként alkalmazzák. 1.3.2. A monoaminok szerepe az externalizáló viselkedési problémákban Fentebb láthattuk (1.1.3. alfejezet), hogy ADHD kialakulásában elsősorban a dopaminerg és noradrenerg rendszerek egyensúlyzavarát feltételezik. A neurobiológiai faktorok pontos szerepe az externalizáló viselkedési problémák, azaz az agresszív és szabályszegő magatartásformák megjelenésében kevésbé tisztázott. Az agresszív viselkedés szabályozásában a monoaminerg, kolinerg, peptiderg és neuroendokrin rendszerek egyaránt szerepet játszanak. Noradrenalin és dopamin csökkentheti a környezeti ingerre adott agresszív válasz küszöbét, ezért feltételezik, hogy a katekolaminok bontásában szerepet játszó katekol-o-metiltranszferáz (COMT) és 17

monoamin oxidáz A (MAOA) enzimek indirekt módon hozzájárulhatnak az agresszív viselkedés fokozódásához, bár ezt a hipotézist nem minden vizsgálat támasztotta alá (190). Dopamin agonisták hatására az agresszió fokozódását, míg antagonisták adása esetén az agresszív viselkedés csökkenését tapasztalták (81). Ugyanakkor, egyes viselkedészavarral diagnosztizált gyermekekben alacsonyabb plazma dopamin-βhidroxiláz szintet találtak, ami noradrenerg diszfunkcióra utalt, más vizsgálat pedig a vérben magasabb szerotonin szintet mutatott ki, ami negatívan korrelált a liquorban található 5-hidroxi-indolecetsav szinttel (94). Újabb kutatások felvetették annak lehetőségét, hogy az agresszív viselkedést moduláló hatásokat elsősorban a szerotonerg rendszer közvetíti (81). 18

1.4. Agyi eseményfüggő kiváltott potenciálok (EKP) 1.4.1. A figyelmi folyamatokat jellemző kiváltott potenciálok Az előző fejezetekben olyan viselkedési jellemzőkről esett szó, amelyeket az automatikus és akaratlagos figyelmi folyamatok közvetett módon befolyásolnak. A passzív és aktív figyelmi folyamatok egyik vizsgálati módja az elterelő ingerek következtében megjelenő agyi eseményfüggő kiváltott potenciálok (EKP) vizsgálata. A módszer előnye a képalkotó eljárásokkal szemben, hogy milliszekundumos idői felbontásban követhetőek az idegrendszeri változások (199). Hátránya viszont, hogy a jelek nagyszámú idegsejt szinkronizált működését tükrözik, ezáltal nehezen lokalizálhatóak az aktivált idegsejt-populációk (generátorok). Az egyensúly fenntartása az új ingerek feldolgozása és a figyelem elterelésének negatív következményei között állandó kihívást jelent az idegrendszer számára (199). Az elterelő inger lehet egy olyan hanginger, amely nagymértékben eltér a környezeti kontextustól, pl. egy összetett természetes hang, amely egyszerű hangok sorozatát szakítja meg. Az ilyen, ún. újdonság hanginger kiváltotta EKP komponensek megjelennek akkor is, amikor a hangingerek nem fontosak az aktuális cselekvés szempontjából (61), tehát a vizsgálati személynek nem kell figyelnie rájuk (passzív figyelmi helyzet). A kiváltott potenciálok szekvenciáinak elemzése többek közt azt is lehetővé teszi, hogy megfigyeljük az új, elterelő inger és az aktuális cselekvés interakcióját, vagyis a figyelem átirányulását az elterelő ingerre (figyelmi váltás) és a figyelem visszatérését az aktuális cselekvésre (reorientáció). Az egyes EKP komponensek tehát az elemi akusztikus ingerek feldolgozásának más-más szintjeit reprezentálják. Felnőtteknél egy hang megjelenése vagy egy hirtelen frekvencia változás negatív irányba eltérő, ún. N1 hullámot vált ki (135). Az N1 a hallókérgen belül több forrásból származik, csúcsa az inger kezdetétől számított 80 és 120 ms közé esik, de gyermekkorban nem mindig lehet regisztrálni (148, 149). Korábbi vizsgálatunkban (151) feltételeztük, hogy 6 éves korban a kb. 70 ms-nál megjelenő nagy negatív hullám 19

összehasonlítható a felnőtt N1-gyel (ld. 1. ábra). Amikor egy szabályos időközönként megjelenő hangsorozatba eltérő, újdonság-ingert jelentő hang ékelődik (kakukktojás paradigma), akkor egy negatív hullámot, ún. eltérési negativitást (MMN) figyelhetünk meg (136). Az MMN tehát egy olyan folyamat eredménye, amely jelzi az eltérést a beérkező hangok által kialakított szabály és az újdonság-hang között. Csúcsa 100 és 250 ms között regisztrálható. Felnőtteknél az N1 és az MMN időben gyakran egybeesik. Az MMN feltételezett generátorai 1 cm-re frontálisan helyezkednek el a N1 generátoraitól (147). Az MMN már csecsemőkorban (3) és 6 éves korban is az N1 hullámtól függetlenül megfigyelhető (148) (ld. 1. ábra). Az újdonság hangok egy pozitív hullámot (P3a) is kiváltanak, felnőtteknél általában 250-350 ms között (61). A P3a-ról feltételezik, hogy összefüggésben áll a figyelemnek az elterelő ingerre történő irányulásával. Feltételezett generátorai a temporális és frontális kéregben helyezkednek el (4, 99). Escera és munkatársai (61) a P3a hullám két, eltérő skalpeloszlással jellemezhető komponensét különböztetik meg. A korai csúcs (csúcs latencia <250 ms) a maximumát a centrális skalpon, míg a késői csúcs (csúcs latencia kb. 300 ms) a frontális skalpon éri el. Gyerekeknél a P3a komponensek a felnőttekéihez hasonló jellemzőkkel jelennek meg (33) (ld. 1. ábra). Az újdonság ingerek kiváltanak még egy késői negatív hullámot is (csúcs latencia <350 ms), amelyet gyermekeknél rendszerint és néha felnőtteknél is lehet regisztrálni (33). Mivel ez a komponens újabban került az érdeklődés középpontjába, többféle elnevezéssel szerepel a szakirodalomban. Késői diszkriminatív negativitásnak (LDN), negativitási komponensnek (Nc) illetve késői MMN (lmmn) elnevezéssel is találkozhatunk (32, 35, 41, 103, 106). Čeponienė és munkatársai szerint (33) a késői negativitás (a későbbiekben LN, ld. 1. ábra) az újdonság hang feldolgozásának egy magasabb rendű kognitív folyamatát tükrözi. Ugyanis olyan kísérletekben, amelyekben a kísérleti személyek hallási figyelmi feladatot oldanak meg (aktív figyelmi helyzet) és ezt zavarják meg a hangsorozatban megjelenő irreleváns ingerek, a P3a komponenst követően szintén regisztráltak egyfajta késői negativitást (172). A kutatók ezt az ún. reorientációs negativitást úgy értelmezik, hogy az a figyelem visszairányulását tükrözi a hangoknak a feladat szempontjából releváns aspektusára, miután előzőleg az akusztikus 20

változás elterelte a figyelmet. Gyermekeknél a reorientációs negativitás ugyanúgy regisztrálható, mint felnőtteknél (33, 175, 197). 1. ábra. Az újdonság inger által kiváltott EKP komonensek N1 MMN LN Késői P3a Korai P3a Újdonság-mínusz-standard különbség 21

1.4.2. A dopamin szerepe a kiváltott potenciálok modulálásában Parkinson kórban szenvedő betegeknél passzív figyelmi helyzetben csökkent MMN amplitúdót találtak (146), ami felvetette a dopamin szerepét az ingerfeldolgozás igen korai fázisában. Későbbi vizsgálatok azonban nem erősítették meg e feltételezéseket (86, 145). Ugyanakkor, neurofarmakológiai vizsgálatok alátámasztották a dopaminerg rendszer szerepét a feldolgozás folyamán később megjelenő kiváltott potenciálok esetében (182). Egészséges személyeknél a D2 antagonista haloperidol befolyásolta a P3a és reorientációs negativitás komponenseket (93). Parkinson kór esetén a dopamin hiány következtében sérül a gátló kontroll működése, és a hozzá kapcsolódó EKP komponensek is eltértek az egészséges kontroll személyeknél tapasztalttól. (19). ADHD esetében, amelyben többek közt a dopaminerg rendszer diszregulációját is feltételezik, a tipikusan fejlődő gyermekekhez viszonyítva szintén találtak eltérést mind a P3a, mind az LN amplitúdókban (85). Bár a vizsgálatok újszerűek és további megerősítést igényelnek, feltételezhetjük, hogy a dopaminerg rendszer inkább a figyelem elterelődését és visszairányulását jellemző komponenseket befolyásolja. 22

1.5. A dopaminerg ingerület átvitelben szerepet játszó génpolimorfizmusok A klasszikus viselkedésgenetikai módszerekkel becsülhető a kvantitatív viselkedési jellemzők örökölhetősége, de nem ismerhető meg egy-egy génváltozat hozzájárulása az adott fenotípushoz. A molekuláris genetikai módszerek többek közt lehetővé tették, hogy kiválasztva ún. kandidáns géneket, amelyekről feltételezzük, hogy szerepet játszanak egy adott jelleg kialakításában, feltérképezzük ezek változatainak hatását. Az ilyen, ún. asszociációs analízissel kis mértékű genetikai hatások is kimutathatóak, azonban a hamis-pozitív eredmények esélye is megnő (166). A látszólagos asszociáció egyik oka lehet a genetikai rétegződés, vagyis az, hogy a vizsgált fenotípusban különböző (pl. eset és kontroll) csoportok a kérdéses génváltozatok megoszlását tekintve eltérő populációból, pl. különböző rasszból származnak. Az ilyen torzító hatásokat pl. családanalízissel kombinált módszerekkel, vagy 40-50, a vizsgált fenotípus szempontjából nem-kandidáns gén egyidejű vizsgálatával (genom kontroll) lehet korrigálni (45). A család analízisen alapuló TDT (transmission disequilibrium test) pl. azt vizsgálja, hogy a kandidáns génben heterozigóta szülők az adott jelleggel, pl. ADHD-val összefüggő génváltozatot preferenciálisan, vagyis a véletlentől eltérő gyakorisággal örökítik-e át ADHD-val diagnosztizált gyermekeikre (63). Az előző fejezetekben bemutatott kvantitatív jellemzők közepes-magas örökölhetőséget mutatnak és feltételezhetjük, hogy kialakításukban több gén is szerepet játszik. A következőkben azonban csak a jelen vizsgálat szempontjából fontos D4 dopamin receptor (DRD4) és a dopamin lebontásában szerepet játszó katekol-o-metiltranszferáz enzim (COMT) kandidáns géneknek a disszertációban szereplő polimorfizmusait mutatom be. 1.5.1. DRD4 polimorfizmusok A G fehérjéhez kapcsolódó dopamin receptorok közül a D1 és a D5 receptorokról kimutatták, hogy emelik a camp szintjét az aktiváló G fehérjén keresztül, ezzel szemben a D2, D3 és D4 receptorok gátolják a camp keletkezését (188). A D4 dopamin receptor farmakológiai tulajdonságai és a DRD4 gén bizonyos agyi régiókban 23

lokalizált expressziója miatt került az érdeklődés középpontjába (142). A D4 receptort legmagasabb koncentrációban a prefrontális kéregben, a hippocampusban, az amygdalában, a hipotalamuszban és a retinában mutatták ki. A D2 receptorral összehasonlítva alacsonyabb D4 receptor sűrűséget találtak a striátumban, míg a prefrontális kéregben a génexpressziót tükröző mrns szint megfelelt a D1 és D2 receptorok mrns szintjének. A D4 receptor mind piramidális, mind nem-piramidális neuronokon megtalálható. A kérgi és hippokampális D4 receptor-pozitív neuronok GABA termelő interneuronok (133). Hasonlóképpen GABA-erg sejtek a talamuszban, a substantia nigrában és a globus pallidumban található D4-pozitív neuronok is. Az igen polimorf, 11p15.5 kromoszómális elhelyezkedésű D4 dopamin receptor gén talán legtöbbet vizsgált hosszúság-polimorfizmusa a 48 bázispár 2-10-szeres ismétlődése a harmadik exonban. Kaukázusi, így európai populációkban a leggyakoribb génváltozat a 4-szeres (64%) és a 7-szeres (20%) ismétlődés (34). Ez a polimorfizmus a receptor fehérje harmadik citoplazmatikus hurkának hosszában fejeződik ki, ami viszont szerepet játszik a G i fehérje kapcsolásában (142). Asghari és munkatársainak (6) kísérlete arra utal, hogy a 7-szeres ismétlődés által kódolt receptor kevésbé hatékony jelátvitellel jellemezhető, mint a 2- és 4-szeres ismétlődésű változat által kódolt receptorok. A receptorok jelátviteli hatékonysága és a polimorfizmusok hossza között nem feltételezhetünk lineáris kapcsolatot, mivel a 10-szeres ismétlődésű változatot 2-3- szor hatékonyabbnak találták, mint a 2-szeres ismétlődésű allélt (201). A jelátvitel hatékonysága és a génváltozatok közötti összefüggésekre vonatkozó eredményeket egyelőre nem sikerült megismételni (95, 194). A DRD4 gén expresszióját befolyásoló folyamatokról keveset tudunk (142). A DRD4 gén szabályozó (promoter) szakaszán számos, egyetlen nukleotid cseréjével jellemezhető, ún. SNP polimorfizmus található (131). Ezek egyike, a -521 pozícióban található C > T nukleotid csere 40%-kal csökkenti a DRD4 átírás hatékonyságát (143). Számos asszociációs vizsgálat tárgyát képezte az DRD4 gén polimorfizmusainak összefüggése a figyelemhiányos/hiperaktivitás zavarral. Leginkább megismételhető eredménynek a DRD4 III. exon VNTR polimorfizmus 7-szeres ismétlődésű 24

változatának hatása tűnik (68). Ugyanakkor több vizsgálatban nem sikerült kimutatni a keresett asszociációt (68, 125, 129). Ennek egyik oka lehet az ADHD tüneti képében mutatkozó heterogenitás, amely mögött a kutatók minőségileg eltérő zavarokat feltételeznek (183). Másrészt a különböző kutatások heterogének lehetnek a módszerek, diagnosztikai eljárások, statisztikai próbák erejének tekintetében. Ezért a negatív és pozitív eredményű független eset-kontroll és családvizsgálatokat meta-analízisekben elemezték, amelyek a 7-szeres ismétlődésű allél szignifikánsan gyakoribb előfordulását támasztották alá ADHD csoportokban (OR=1,4-2,0) (67, 122). A -521 C/T promoter polimorfizmus és ADHD között nem találtak asszociációt (68). 1.5.2. A DRD4 gén polimorfizmusának kapcsolata a figyelmi rendszerekkel összefüggő fenotípusokkal Végrehajtó funkciók Az ADHD csoportokban talált genetikai hatások további megerősítést igényelnek, ugyanakkor felvetették a kérdést, hogy azonosíthatóak-e olyan örökölhető kvantitatív jellegek (enofenotípusok), amelyek kapcsolatot mutatnak az ADHD-val és a DRD4 gén változataival (30). A leggyakrabban vizsgált kvantitatív jellemzők a figyelmi rendszerekben, elsősorban a végrehajtó funkciókban mutatkozó egyéni különbségek. A 7-szeres ismétlődés és a neuropszichológiai tesztekben mért teljesítmény kapcsolata az eddigi vizsgálatokban nem egyértelmű. Langley és munkatársai (112) ADHD csoportokban nem kaptak szignifikáns különbséget a figyelemhiányos és hiperaktív tünetek előfordulásában a 7-szeres ismétlődés jelenléte szerint, ugyanakkor neuropszichológiai tesztekben a 7-szeres ismétlődést hordozó gyermekek gyorsabb válaszokat adtak, amit a szerzők impulzív válaszstílusként értelmeztek. Ezzel ellentétesek Swanson és munkatársainak eredményei (180), akiknek vizsgálatában a 7- szeres ismétlődést hordozó ADHD alcsoport nem különbözött szignifikánsan az egészséges kontroll csoporttól, a 7-szeres ismétlődést nem hordozó ADHD csoportot viszont rosszabb végrehajtó teljesítmény jellemezte. Hasonlóképpen, Manor és munkatársai (125) a rövid (2-5-szörös ismétlődésű) génváltozatok jelenlétében kaptak gyengébb figyelmi teljesítményt. 25

Nemoda és munkatársai (138) a DRD4 gén promoter régiójában található bizonyos allélkombinációk preferenciális átadódását mutatták ki magyar ADHD-val diagnosztizált gyermekeknél. Felvetették annak lehetőségét, hogy egyes ADHD csoportokban a DRD4 receptor alulműködése nem a 7-szeres ismétlődés funkionális jellemzőjével áll összefüggésben, hanem a promoter régióban található bizonyos allélkombinációkkal, amelyek a receptor molekula csökkent szintéziséhez vezetnek. Az ellentmondó eredményeket magyarázhatja egyebek mellett az ADHD csoportok heterogenitása, eltérő gyógyszeres kezelése, továbbá az eredményeket bizonytalanná teszi a klinikai minták kicsinysége. Ezért is fontossá váltak azok a kutatások, amelyek nem-klinikai mintákon igyekszenek tisztázni a DRD4 gén polimorfizmusának szerepét a végrehajtó funkciók működésében. Fossella és munkatársai (69) a Figyelmi rendszerek teszten (Attention Network Test, ANT) a végrehajtó funkció rosszabb működését mutatták ki a 4-szeres ismétlődés jelenlétében. Kimutattak asszociációt a -521 C/T polimorfizmussal is, a T allélt homozigóta formában hordozó személyek gyengébb végrehajtó teljesítményt mutattak, mint a C allélt hordozó homozigóták. Az eredmények fényében felmerült az a magyarázat, hogy az ADHD csoportokban gyakrabban előforduló 7-szeres ismétlődés inkább a viselkedési, mint a kognitív tünetekkel állna összefüggésben (180), és a temperamentumban megjelenő egyéni különbségek közvetítenék. Temperamentum Nem-klinikai, felnőtt mintákban asszociáció mutatkozott a magas heritabilitást mutató és a dopaminerg rendszerrel feltételezhetően összefüggő Cloninger-féle Újdonságkeresés temperamentum dimenzió (36) és a DRD4 gén fentebb említett ismétlési polimorfizmusa között (13, 54, 56). Az első eredmények szerint ez a polimorfizmus a temperamentum dimenzió genetikai varianciájának 10 %-t magyarázta. További vizsgálatok azonban csak részlegesen tudták alátámasztani a 7-szeres ismétlődésű változatnak az Újdonságkeresés pontszámot megemelő hatását. A számos vizsgálatot összegző meta-analízisek (98, 134) nem erősítették meg a nagyobb mértékű Újdonságkeresés kapcsolatát sem a 7-szeres ismétlődésű, sem a hosszú (6-8-szoros ismétlődésű) allélokkal. Lynn és munkatársainak legújabb vizsgálata (121) nem 26

támasztotta alá azt a hipotézist, amely szerint az ADHD-ban megfigyelhető magasabb Újdonságkeresést a DRD4 polimorfizmusa közvetítené. A -521 C/T promoter polimorfizmus és az Újdonságkeresés dimenzió között is találtak asszociációt (143). Elsősorban a CC genotípust hordozó nők körében mutattak ki magasabb Újdonságkeresés pontszámot (155). Csecsemő és gyermekkorban kevesebb vizsgálatot végeztek a DRD4 gén és a temperamentum kapcsolatának becslésére. Az újszülöttkori viselkedés megfigyelésére a Brazelton által kifejlesztett Neonatal Behavioral Assessment Scale-t (NBAS) alkalmazva összefüggés mutatkozott a DRD4 gén hosszú (6-8-szoros ismétlődésű) alléljainak jelenléte és a korai viselkedés szerveződésben megmutatkozó egyéni különbségek között (55). Auerbach és munkatársai (7) a Rothbart-féle IBQ-t felhasználva 2 hónapos korban vizsgálták a reaktív tendenciákat, és a hosszú allélok jelenlétében kevesebb negatív emocionális reakciót találtak. A kapott hatások nem voltak függetlenek a szerotonin transzporter gén szabályozó (promoter) szakaszának egyik polimorfizmusától. Korábban utaltam rá, hogy újszülött- és csecsemőkorban az érés következtében bekövetkező változások miatt a temperamentum dimenziókban nemigen mutatkozik állandóság, nagyobb stabilitást inkább egyéves kortól várhatunk (157). Auerbach és munkatársai másik vizsgálatában (8) a várakozással megegyező kapcsolatot találtak a DRD4 genotípus és az egyéves korban megfigyelhető temperamentum aktivitási és figyelmi jellemzői között. A hosszú allélt hordozó gyermekek szabad játék során több aktivitást, míg strukturált játékhelyzetben kevesebb érdeklődést mutattak. Az aktivitás és a 7-szeres ismétlődés kapcsolatát támasztja alá, hogy Langley és munkatársai (112) aktigráfiás vizsgálatában a 7-szeres ismétlődést hordozó ADHD csoport magasabb aktivitás szintet mutatott, mint az allélt nem hordozó ADHD csoport. A Budapesti Családvizsgálat egyéves csecsemőinél nem találtunk hasonló összefüggést az anyai beszámoló (IBQ) alapján mért reaktív tendenciákban (109). Fentebb láthattuk (ld. 1.2.1. alfejezet), hogy az önszabályozó mechanizmusok befolyásolják a reaktív tendenciákat, tehát felmerül a kérdés, milyen összefüggések mutatkoznak nem-klinikai mintán a 6 éves kori temperamentum és a DRD4 polimorfizmusai között. 27