Atrodo, kad vaikų ir suaugusiųjų, sergančių dėmesio deficito hiperaktyvumo sutrikimu (ADHD), smegenys veikia šiek tiek kitaip nei kitų žmonių, o šie ADHD smegenų skirtumai paprastai sukelia sutrikimo simptomus. Tyrimai šiuo klausimu tęsiami, todėl dažnai daromi nauji atradimai, kaip veikia smegenys ir kaip smegenys gamina ADHD. Tačiau apskritai buvo pastebėta, kad asmenys, sergantys ADHD, paprastai turi neįprastą kiekį tam tikrų cheminių medžiagų ir neurotransmiterių smegenyse. Atrodo, kad ADHD smegenys taip pat veikia skirtingai keliose pagrindinėse srityse, kurios visos veikia kartu, kad sukurtų įvairius ADHD aspektus.
Žmonėms, sergantiems ADHD, paprastai sunku susikaupti, jie demonstruoja prastą impulsų kontrolę ir gali būti lengvai atitraukti nuo vienos užduoties dėl kitų idėjų ar užduočių. Daugelį metų moksliniai tyrimai buvo sutelkti į dopamino ir susijusios smegenų chemijos, prisidedančios prie ADHD smegenų procesų, vaidmenį. Ritalinas, vienas iš pagrindinių vaistų, dažnai vartojamų ADHD gydyti, paprastai keičia dopamino gamybos ir panaudojimo smegenyse būdą. Tačiau naujausi tyrimai parodė, kad daugelis skirtingų smegenų sričių veikia kartu, kad sukurtų bendrus ADHD simptomus.
Keturios pagrindinės potencialios ADHD smegenų veiklos sritys yra priekinė skiltis, smegenų žievė, limbinė sistema ir retikulinė aktyvuojanti sistema smegenyse. Pavyzdžiui, priekinėje skiltyje buvo atlikta daug neurotransmiterių ir neurologinių cheminių medžiagų tyrimų. Čia smegenys gamina ir naudoja chemines medžiagas, tokias kaip dopaminas ir glutamatas. Atrodo, kad ADHD smegenyse šių cheminių medžiagų gaminama per daug arba nepakankamai, kad tinkamai veiktų. Šie smegenų chemijos pokyčiai gali sukelti tokį poveikį kaip nesugebėjimas susikaupti arba tinkamai slopinti veiksmus.
Smegenų žievė taip pat yra labai susijusi su smegenų veiklos slopinimu. Atrodo, kad ADHD smegenyse žievė tinkamai neslopina kitų smegenų sričių, todėl asmenys, sergantys ADHD, dažnai patiria netinkamus protrūkius arba kalba, prieš tai nesvarstydami, kas bus pasakyta. Tai gali sukelti trikdantį elgesį klasėje ar verslo susitikime ir kitas neigiamas pasekmes.
Šiuos protrūkius gali paveikti ir limbinė smegenų sistema, valdanti emocijas. Atrodo, kad ADHD smegenys nėra tinkamai kontroliuojamos limbinės sistemos, todėl asmenys, sergantys ADHD, gali turėti laukinių nuotaikų svyravimų arba nesugebėti suvaldyti emocinių protrūkių. Kadangi šios skirtingos smegenų dalys veikia kartu, įvairūs ADHD simptomai pasireiškia ne dėl vienos sistemos, o dėl kelių smegenų dalių bendrų pastangų.
Atrodo, kad ADHD smegenų tinklinė aktyvinimo sistema taip pat skiriasi nuo „įprastų“ smegenų. Atrodo, kad ši smegenų dalis kontroliuoja tam tikrą priekinės skilties dėmesį ir koncentraciją, taip pat žmogaus motorinę veiklą. Neįprastos funkcijos šioje srityje gali būti atsakingos už tam tikrą ADHD sergančio asmens nesugebėjimą susikoncentruoti į tam tikrą užduotį, o ADHD turinčių žmonių polinkį būti hiperaktyviems arba jiems sunku ramiai sėdėti.