注意缺陷多動障礙（俗稱多動症）具備一定的遺傳性。父母們理解了多動症的遺傳特點之後，問題接踵而至，“那麼，我的孩子到底是哪塊出現了問題，讓他們就是跟其他正常的小孩不一樣呢？到底是甚麼原因讓他們的行為表現如此讓人頭痛呢？”儘管導致多動症的確切病因並不清楚，但能夠肯定的是多動症的一系列症狀表現均源於腦部的某種異常，換句話說，研究人員們發現多動症兒童腦部的某種化學物質――這類物質影響著注意力，控制著衝動的行為，管理著認知能力，統稱為“神經遞質”存在失衡。此類關鍵作用的神經遞質包括多巴胺、去甲腎上腺素、5羥色胺等化學物質，當某些特定的神經遞質濃度或者作用出現異常時，就會導致一系列行為症狀，如注意力難以集中，行為衝動不經考慮，認知功能發展不足等等，而這些就是我們看到的多動症兒童的表現。
那麼，我們迫切想知道的是，多動症兒童的腦部到底存在怎樣的變化，使得他們的大腦和正常兒童存在差異，從而產生了行為上的迥然不同？當然，我們還十分關心，藥物治療對於多動症兒童的影響如何？可以改善他們大腦的工作情況嗎？若想回答這些困難的問題，就必須想辦法儘量考察大腦工作的情況，直接探索大腦的奧秘。
所幸的是，近十年來，功能磁共振(fMRI)技術的迅速發展為我們探索大腦功能提供了難得的機會。當孩子們完成特定的認知任務時，利用功能磁共振觀察其大腦活動的狀態。大腦的不同區域在進行工作時，相應的部位就會出現激活；而工作投入的程度不同時，皮層對應的血流變化情況也不同。
如此一來，我們終於可以探索多動症大腦的奧秘。那些行為表現地越是多動、衝動的孩子，額葉和頂葉皮層內的血流灌注越少，紋狀體區域的灌注也呈現普遍降低。同樣，在執行相同的認知任務時，多動症兒童與正常兒童大腦工作的情況也呈現出差異。簡單點說，當對他們提出同樣的任務要求，（例如要求孩子執行某項操作，但是當他們接收到某個信號後，就必須儘快停止正在進行的操作。）正常兒童主要由大腦的A部分負責完成這個任務，而多動症兒童的大腦A部分則激活明顯不足，表明他們這部分本應該負責的腦區能力不足，難以勝任，於是，多動症兒童的大腦B部分就必須挺身而出，進行工作來補償A部分的不足。
藥物的使用正好可以改善這種情況，使應該工作的腦區發揮應有的作用，勝任任務的要求。由此可見，藥物是通過調整大腦內相關神經遞質的濃度和分佈，從而促進大腦的工作狀態恢復到正常水平，進而改善行為表現，也就是我們看到的，孩子們在服藥後，注意力能夠集中，多動衝動行為也有所減少。因此，父母們大可不必顧慮藥物會讓孩子們變呆變傻。當然，關於藥物的誤區還有許多，這也是難免的。
