Studie: Pupillen könnten den Rhythmus der Aufmerksamkeit bei ADHS zeigen

Man sagt, die Augen seien Fenster zur Seele. Forschende vermuten nun, dass sie auch etwas anderes erkennen lassen könnten: den Rhythmus unserer Aufmerksamkeit.

Der Hinweis liegt nicht unbedingt darin, wohin wir blicken. Er könnte sich in winzigen Veränderungen der Pupillen verbergen, während das Gehirn versucht, sich an etwas zu erinnern, eine Ablenkung auszublenden oder eine Entscheidung zu treffen.

Eine neue Studie legt nahe, dass dieser Rhythmus bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) auf subtile Weise anders sein könnte.

ADHS ist eine neurologische Entwicklungsstörung, die mit anhaltenden Schwierigkeiten bei Aufmerksamkeit, Hyperaktivität oder Impulsivität einhergeht. Aufmerksamkeit funktioniert jedoch nicht wie ein Lichtschalter: In einem Moment kann sie stabil sein, im nächsten abschweifen.

Einen einzelnen Test für ADHS gibt es nicht. Die Diagnose stützt sich auf medizinische Untersuchungen, die persönliche Vorgeschichte und Beobachtungen des Verhaltens in unterschiedlichen Situationen.

Pupillen und Aufmerksamkeit bei ADHS

Forschende des Indraprastha Institute of Information Technology Delhi wollten herausfinden, ob die Pupillen diesem Gesamtbild einen weiteren Baustein hinzufügen könnten.

Das Team wertete vorhandene Eye-Tracking-Daten von 50 Kindern im Alter von 10 bis 12 Jahren in Chile erneut aus. Bei 28 von ihnen lag ADHS vom kombinierten Typ vor, während 22 keine neurologische Entwicklungsdiagnose hatten.

Die Kinder absolvierten im Wesentlichen ein Gedächtnisspiel. Sie sahen Punkte auf einem Raster erscheinen und sollten sich deren Positionen merken. Nachdem kurz ein ablenkendes Bild auf dem Bildschirm aufgeleuchtet war, erschien ein weiterer Punkt. Die Kinder mussten entscheiden, ob er sich an einer Position befand, die sie zuvor bereits gesehen hatten.

Sie wiederholten diese Aufgabe 160-mal, während ein Eye-Tracker ihren Pupillendurchmesser 1.000-mal pro Sekunde erfasste.

Pupillen passen sich nicht nur an Licht an. Sie reagieren auch auf Anstrengung, Erregung, Müdigkeit und Beteiligung.

Frühere Forschung richtete den Blick häufig auf die durchschnittliche Pupillengrösse. Dieses Team untersuchte hingegen, ob die Pupillen jedes Kindes auf dieselbe Herausforderung gleichbleibend reagierten.

„Wenn wir betrachten, wie Pupillenreaktionen von Durchgang zu Durchgang variieren, könnten wir Informationen erhalten, die übersehen werden, wenn wir nur die durchschnittliche Pupillengrösse oder die Verhaltensleistung betrachten“, sagte Erstautorin und Informatikerin Saumya Yadav gegenüber ScienceAlert.

Nach Berücksichtigung von Alter, IQ und Aufgabenschwierigkeit schätzte das statistische Modell der Forschenden die Variabilität der Pupillenreaktionen von Durchgang zu Durchgang bei nicht medikamentös behandelten Kindern mit ADHS auf etwa 23 Prozent höher ein als bei den Kontrollpersonen.

Unterschiedliche Muster der Pupillenreaktionen

Das Muster veränderte sich allerdings je nachdem, wie die Variabilität gemessen wurde. Zwischen einzelnen Durchgängen unterschieden sich die Pupillenreaktionen stärker, innerhalb jedes einzelnen Durchgangs schwankten sie in der nicht medikamentös behandelten ADHS-Gruppe jedoch weniger. Dies deutet darauf hin, dass die beiden Messgrössen verschiedene Aspekte der Pupillendynamik erfassen.

Bei den nicht medikamentös behandelten Kindern mit ADHS neigten jene mit grösserer Pupillenvariabilität zudem dazu, weniger genau zu antworten. Ihre Pupillen schienen Veränderungen der Aufmerksamkeit oder Beteiligung widerzuspiegeln.

Das bedeutet nicht, dass eine unruhige Pupille einem unruhigen Geist gleichkommt. Die Pupillengrösse verändert sich aus vielen Gründen und ist daher lediglich ein indirektes Signal für Aufmerksamkeit.

Ein weiterer Teil des Experiments machte das Muster dennoch interessanter.

Siebzehn Kinder mit ADHS erledigten die Aufgabe zweimal: einmal, nachdem sie Methylphenidat für 24 Stunden pausiert hatten, und einmal nach Einnahme ihrer üblichen Medikamente.

Unter Medikation reagierten ihre Pupillen während der Aufgabe stärker und schwankten zwischen den Durchgängen weniger. Auch die allgemeine Form und der zeitliche Verlauf ihrer Reaktionen ähnelten stärker jenen der Kontrollgruppe.

Es wäre verlockend, daraus zu schliessen, die Medikamente hätten ihre Aufmerksamkeit „normalisiert“. Die Forschenden warnen jedoch vor diesem Schluss.

Methylphenidat kann die physiologischen Systeme, welche die Pupillengrösse beeinflussen, unmittelbar verändern. Das Experiment konnte nicht klären, ob der Unterschied durch verbesserte Aufmerksamkeit, die direkte Wirkung des Medikaments auf den Körper oder durch beides entstand.

„Wir würden dies nicht als Beleg dafür interpretieren, dass Medikamente die Aufmerksamkeit ‚normalisiert‘ haben“, sagte Yadav.

„Wir konnten diese pharmakologischen Effekte nicht vollständig von kognitiven Effekten trennen.“

Die Forschenden kannten weder die Dosierung noch die Arzneimittelform jedes Kindes. Zwischen den beiden Tests lagen zudem durchschnittlich etwa sechs Monate, sodass Reifung, Übung oder andere zeitbedingte Einflüsse die Ergebnisse beeinflusst haben könnten.

Warum die Pupillenmessung noch kein ADHS-Test ist

Es gab noch einen weiteren Grund zur Vorsicht. Zwar identifizierte ein Modell auf Grundlage von Tausenden Durchgängen eine grössere Variabilität, doch der direkte Vergleich zwischen einzelnen Teilnehmenden verfehlte nach Korrektur für multiple Tests die statistische Signifikanz knapp.

Eine grössere Pupillenvariabilität war in der nicht medikamentös behandelten ADHS-Gruppe mit geringerer Genauigkeit verbunden. Diese Beziehung war jedoch nicht signifikant stärker als das entsprechende Muster in der Kontrollgruppe.

„Es ist noch zu früh, Pupillenmessungen als klinisches Diagnoseinstrument zu betrachten“, betonte Yadav.

Die Studie war klein, nutzte bereits vorhandene Daten und umfasste eine kontrollierte Laboraufgabe. In einem echten Klassenzimmer wäre die Situation wesentlich unübersichtlicher.

Um zu prüfen, ob diese Pupillenmuster bei unterschiedlichen Personen und in alltäglichen Umgebungen zuverlässig auftreten, wären grössere, unabhängige und längerfristige Studien erforderlich.

Sollten sie sich bestätigen, würde Eye-Tracking weder Ärztinnen und Ärzte noch Gespräche oder Verhaltensbeurteilungen ersetzen. Es könnte diese Verfahren vielmehr ergänzen, indem es zeigt, wie sich die Aufmerksamkeit einer Person im Zeitverlauf verändert oder auf eine Behandlung reagiert.

Derzeit können die Augen ADHS nicht diagnostizieren.

Sie könnten jedoch etwas sichtbar machen, das normalerweise verborgen bleibt: Aufmerksamkeit, die von Moment zu Moment wandert, nachlässt und wieder zurückkehrt.

Die Studie wurde in Scientific Reports veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Peter Dockrill auf Fakten geprüft und von Peter Dockrill redigiert. Wir legen zwar grossen Wert auf unseren Prozess, sind aber nur Menschen. Wenn Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie ihn uns bitte mit.