ADHD(Attention-deficit hyperactivity disorder)是一種和神經生物學有關的疾病，其特徵包括過動、注意力不足及衝動。現今，醫師經常讓罹患ADHD的孩童服用派醋甲酯（methylphenidate，常見的商品名稱為利他能），該藥物被發現可以改善上述症狀，然而過去研究人員還不清楚派醋甲酯的藥理機轉。最近，科學家找到了派醋甲酯如何改善症狀了，在解釋這個機轉前，我們必須先來談談ADHD患者的大腦發生了什麼事。
每個人的大腦中都有一套獎賞系統，它讓我們對促進繁衍的東西感到渴望及愉悅，像是食物、性、人際支持及親情等。當我們得到，或「預期會得到」這些東西時，大腦會分泌多巴胺，它讓我們愉悅並感覺良好(feel-good)。有趣的是比起實際接收到獎勵時，大腦在「預期得到獎勵」會分泌更多的多巴胺。這可以解釋為什麼我們在刷卡的那一刻會特別興奮，實際拿到商品時反而覺得還好，這樣的愉悅感，讓我們能為了還沒到來的獎賞而努力，例如為了三年後的大考努力唸書。
那麼，ADHD患者的大腦和一般人有什麼不一樣呢，他們在「預期會得到」獎勵時分泌的多巴胺，比一般人還要少。對ADHD患者來說，讓他們針對未來「可能」出現的獎賞而努力，是很困難的。相對的，環境中新奇有趣的刺激會對他們產生嚴重的干擾，例如窗外的雲、飄落的樹葉或隔壁同學的說話聲。這些刺激對ADHD患者的大腦來說，比「下禮拜要考試」這個念頭還要吵雜，就算患者想專注於學業，他的大腦也辦不到。為了瞭解派醋甲酯如何改善上述症狀，科學家使用功能性磁振造影(Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI）觀察ADHD患者及健康年輕人的大腦，科學家讓實驗參與者躺在fMRI裡，並讓他們玩遊戲：當螢幕出現み（mi）時較有機會得到獎勵，而螢幕出現そ（so）時並沒有獎勵。科學家發現，未服用派醋甲酯（安慰劑組）的ADHD患者在看到み和そ時，腹側紋狀體（此區是獎賞系統中重要的一部分，且多巴胺主要在這裡被釋放）的活躍程度是一樣的。而當ADHD患者服用派醋甲酯後，腹側紋狀體僅在看到會得到獎勵的み時，才會被喚起。而未患有ADHD的受試者大腦的反應，和服藥後的患者是相同的。
除此之外，科學家還觀察了受試者的前額葉，它是大腦的決策區域，外界的訊息常常先經過前額葉，再傳送到其他腦區（包括腹側紋狀體）。科學家發現，ADHD患者的前額葉時常輕易的對外界的刺激起反應，這個刺激再經由前額葉傳送到腹側紋狀體，從而干擾患者的注意力。當患者服用派醋甲酯後，前額葉開始會篩選訊息了，只有預期會帶來獎賞的刺激，才會被傳送到腹側紋狀體（剛好，健康的前額葉也會這樣篩選訊息）。
派醋甲酯雖然有效，但它存在許多顯而易見的副作用：失眠、食慾減退、心悸等等。藉由這個實驗，科學家更加了解派醋甲酯的藥理機轉，這將能幫助科學家研發更針對ADHD症狀的藥物，從而讓更多患者受益。研究者也呼籲老師和家長，可以用一些其他方法（例如時不時的稱讚孩子），以減少環境中各種刺激帶來的影響，幫助ADHD的孩童保持專注。
