Lasten ja aikuisten, joilla on tarkkaavaisuushäiriö (ADHD), aivot näyttävät toimivan hieman eri tavalla kuin muut ihmiset, ja nämä erot ADHD -aivoissa aiheuttavat tyypillisesti häiriön oireita. Tutkimusta tästä aiheesta jatketaan, joten uusia löytöjä tehdään usein siitä, miten aivot toimivat ja miten aivot tuottavat ADHD: tä. Yleensä on kuitenkin havaittu, että ADHD -potilailla on tyypillisesti epätavallisia määriä tiettyjä kemikaaleja ja välittäjäaineita aivoissa. ADHD -aivot näyttävät myös toimivan eri tavoin muutamilla avainalueilla, jotka kaikki yhdessä tuottavat ADHD: n eri näkökohtia.
ADHD -potilailla on tyypillisesti keskittymisvaikeuksia, heikko impulssivalvonta ja he voivat helposti häiritä yhtä tehtävää muista ideoista tai tehtävistä. Vuosien ajan tutkimus on keskittynyt dopamiinin ja siihen liittyvän aivokemian rooliin ADHD -aivojen prosesseissa. Ritalin, yksi ensisijaisista lääkkeistä, joita usein käytetään ADHD: n hoitoon, muuttaa tyypillisesti tapaa, jolla dopamiini tuotetaan ja hyödynnetään aivoissa. Uusimmat tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että useat eri aivojen alueet näyttävät toimivan yhdessä ADHD: n yleisten oireiden tuottamiseksi.
Neljä suurta potentiaalisen ADHD -aivotoiminnan aluetta ovat otsalohko, aivokuori, limbinen järjestelmä ja aivojen verkkokalvon aktivoiva järjestelmä. Esimerkiksi otsalohko on suuri osa välittäjäaineita ja neurologisia kemikaaleja koskevasta tutkimuksesta. Tässä aivot tuottavat ja käyttävät kemikaaleja, kuten dopamiinia ja glutamaattia. ADHD -aivoissa näyttää siltä, että näitä kemikaaleja tuotetaan joko liikaa tai riittämättömiä määriä toimimaan kunnolla. Nämä muutokset aivokemiassa voivat aiheuttaa vaikutuksia, kuten kyvyttömyyttä keskittyä tai estää toimintaa oikein.
Aivokuori on myös voimakkaasti mukana aivojen toiminnan estämisessä. ADHD -aivoissa aivokuori ei näytä estävän muita aivojen alueita kunnolla, mikä johtaa siihen, että ADHD -potilailla on usein epäasianmukaisia puhkeamisia tai puhuminen ilman, että he ensin harkitsevat, mitä on tarkoitus sanoa. Tämä voi johtaa häiritsevään käyttäytymiseen luokkahuoneessa tai liiketapaamisessa ja muita kielteisiä seurauksia.
Näihin purskeisiin voi vaikuttaa myös aivojen limbinen järjestelmä, joka hallitsee tunteita. Limbinen järjestelmä ei näytä hallitsevan ADHD -aivoja kunnolla, joten ADHD -potilailla voi olla villiä mielialan vaihtelua tai he eivät pysty hallitsemaan emotionaalisia purskeita. Koska nämä eri aivojen osat toimivat yhdessä, ADHD: n eri oireet eivät ilmene yhdestä järjestelmästä, vaan useiden aivojen osien yhteisestä ponnistuksesta.
ADHD -aivojen retikulaarinen aktivointijärjestelmä näyttää myös erilaiselta kuin “normaalit” aivot. Tämä aivojen osa näyttää hallitsevan jonkin verran otsalohkon keskittymistä ja keskittymistä sekä ihmisen motorista toimintaa. Epätavalliset toiminnot tällä alalla voivat olla vastuussa ADHD -potilaan kyvyttömyydestä keskittyä tiettyyn tehtävään ja ADHD -potilaiden taipumuksesta olla yliaktiivisia tai vaikeaa istua paikallaan.