Οι νευροδιαβιβαστές και η ΔΕΠΥ έχουν αποδειχθεί ότι σχετίζονται, επειδή η πλειοψηφία των παιδιών που διαγιγνώσκονται με Διαταραχή Ελλειμματικής Προσοχής και Υπερκινητικότητας παρουσιάζουν κλινικά συμπτώματα ανισορροπίας και δυσλειτουργίας των νευροδιαβιβαστών. Ορισμένοι κοινοί νευροδιαβιβαστές και η ΔΕΠΥ συνδέονται στο ότι ανωμαλίες στους μηχανισμούς παραγωγής, μεταφοράς και επαναπρόσληψης του νευροδιαβιβαστή υποτίθεται ότι υπάρχουν και μερικές φορές είναι εύκολα εμφανείς στην απεικόνιση του εγκεφάλου ασθενών με ΔΕΠΥ. Οι νευροδιαβιβαστές ντοπαμίνη, νορεπινεφρίνη και σεροτονίνη είναι οι πιο καλά ερευνημένοι και πιο συχνά στοχευμένοι στη θεραπεία της ΔΕΠΥ. Η χαμηλή ντοπαμίνη, για παράδειγμα, πιστεύεται ότι είναι η αιτία πολλών από τα κύρια συμπτώματα της διαταραχής και αντιμετωπίζεται με φάρμακα διεγερτικού τύπου που βοηθούν το σώμα να παράγει, να μεταφέρει και να μεταβολίζει τον νευροδιαβιβαστή πιο αποτελεσματικά. Η νορεπινεφρίνη και η σεροτονίνη είναι νεότερες προσθήκες στην υποτιθέμενη αιτιολογία της ΔΕΠΥ. φάρμακα που στοχεύουν αυτούς τους νευροδιαβιβαστές χρησιμοποιούνται επίσης στη θεραπεία.
Επιπλέον, οι νευροδιαβιβαστές και η ΔΕΠΥ σχετίζονται με το ότι ορισμένες μεταλλάξεις γονιδίων νευροδιαβιβαστών μπορεί να ευθύνονται για τα υποσύνολα που εμφανίζονται σε μια διάγνωση ΔΕΠΥ. Η έρευνα δείχνει ότι οι ασθενείς με μια κυρίως απρόσεκτη μορφή της διαταραχής έχουν ανωμαλίες στο γονίδιο μεταφορέα νορεπινεφρίνης, ενώ όσοι έχουν πιο υπερκινητικά συμπτώματα έχουν ανωμαλίες στο γονίδιο μεταφοράς ντοπαμίνης. Το Ερευνητικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Vanderbilt αναφέρει ότι μπορεί να υπάρχουν ανωμαλίες και στο σύστημα μεταφοράς χολίνης του εγκεφάλου, το οποίο παίζει σημαντικό ρόλο στη νευρωνική επικοινωνία, έχοντας δράση συγκρίσιμη με την ντοπαμίνη και τη νορεπινεφρίνη. Αυτή η έρευνα δείχνει ότι νεότερα, πιο στοχευμένα φάρμακα για τη ΔΕΠΥ μπορεί να είναι στον ορίζοντα. Ο γενετικός έλεγχος μπορεί να γίνει ένα ανεκτίμητο εργαλείο για τον καθορισμό της φαρμακευτικής προσέγγισης που πρέπει να ακολουθηθεί πρώτα. ένα πλεονέκτημα που εκτιμάται ιδιαίτερα όταν σε μικρά παιδιά συνταγογραφούνται ισχυρά ψυχοδραστικά φάρμακα.
Η σχέση μεταξύ νευροδιαβιβαστών και ΔΕΠΥ εξετάστηκε περαιτέρω από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Duke. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το Ritalin, ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται συχνά ως άμυνα πρώτης γραμμής στη θεραπεία της ΔΕΠΥ, δρα σε βάθος στις θέσεις των υποδοχέων σεροτονίνης εκτός από τις θέσεις των υποδοχέων ντοπαμίνης. Περαιτέρω δοκιμές απέδειξαν ότι η θεραπεία με ορισμένους σεροτογενείς παράγοντες, όπως οι εκλεκτικοί αναστολείς επαναπρόσληψης σεροτονίνης (SSRIS), μπορεί να βοηθήσει στη μείωση της υπερκινητικότητας σε ορισμένους ασθενείς. Επιπλέον, τα χαμηλά επίπεδα σεροτονίνης συνδέονται με επιθετικότητα και διέγερση, αμφότερα συμπτώματα σε ορισμένες περιπτώσεις ΔΕΠΥ. Η σεροτονίνη διαμεσολαβείται από 15 ξεχωριστούς υποδοχείς εντός του εγκεφάλου, ωστόσο, καθιστώντας τη στοχευμένη σεροτογενή θεραπεία πρόκληση.
Άλλοι νευροδιαβιβαστές και η ΔΕΠΥ δείχνουν σημάδια ότι μπορεί να συσχετίζονται. Η φαινυλεθλαμίνη (PEA), που αναγνωρίστηκε ως νευροδιαβιβαστής το 2001, αυξάνει τη δραστηριότητα και την εγρήγορση στον εγκέφαλο. Για το λόγο αυτό, οι ερευνητές θεωρούν ότι η PEA εμπλέκεται σε ορισμένες περιπτώσεις ΔΕΠΥ. Επιπλέον, η ντοπαμίνη και η PEA συνδέονται στενά στη χημική δομή, προσδίδοντας μεγαλύτερη αξιοπιστία στην υπόθεση.