BackgroundChildhood maltreatment represents a strong risk factor for the development of depression and posttraumatic stress disorder (PTSD) in later life. In the present study, we investigated the neurobiological underpinnings of this association. Since both depression and PTSD have been associated with increased amygdala responsiveness to negative stimuli as well as reduced hippocampal gray matter volume, we speculated that childhood maltreatment results in similar functional and structural alterations in previously maltreated but healthy adults.MethodsOne hundred forty-eight healthy subjects were enrolled via public notices and newspaper announcements and were carefully screened for psychiatric disorders. Amygdala responsiveness was measured by means of functional magnetic resonance imaging and an emotional face-matching paradigm particularly designed to activate the amygdala in response to threat-related faces. Voxel-based morphometry was used to study morphological alterations. Childhood maltreatment was assessed by the 25-item Childhood Trauma Questionnaire (CTQ).ResultsWe observed a strong association of CTQ scores with amygdala responsiveness to threat-related facial expressions. The morphometric analysis yielded reduced gray matter volumes in the hippocampus, insula, orbitofrontal cortex, anterior cingulate gyrus, and caudate in subjects with high CTQ scores. Both of these associations were not influenced by trait anxiety, depression level, age, intelligence, education, or more recent stressful life events.ConclusionsChildhood maltreatment is associated with remarkable functional and structural changes even decades later in adulthood. These changes strongly resemble findings described in depression and PTSD. Therefore, the present results might suggest that limbic hyperresponsiveness and reduced hippocampal volumes could be mediators between the experiences of adversities during childhood and the development of emotional disorders. Childhood maltreatment represents a strong risk factor for the development of depression and posttraumatic stress disorder (PTSD) in later life. In the present study, we investigated the neurobiological underpinnings of this association. Since both depression and PTSD have been associated with increased amygdala responsiveness to negative stimuli as well as reduced hippocampal gray matter volume, we speculated that childhood maltreatment results in similar functional and structural alterations in previously maltreated but healthy adults. One hundred forty-eight healthy subjects were enrolled via public notices and newspaper announcements and were carefully screened for psychiatric disorders. Amygdala responsiveness was measured by means of functional magnetic resonance imaging and an emotional face-matching paradigm particularly designed to activate the amygdala in response to threat-related faces. Voxel-based morphometry was used to study morphological alterations. Childhood maltreatment was assessed by the 25-item Childhood Trauma Questionnaire (CTQ). We observed a strong association of CTQ scores with amygdala responsiveness to threat-related facial expressions. The morphometric analysis yielded reduced gray matter volumes in the hippocampus, insula, orbitofrontal cortex, anterior cingulate gyrus, and caudate in subjects with high CTQ scores. Both of these associations were not influenced by trait anxiety, depression level, age, intelligence, education, or more recent stressful life events. Childhood maltreatment is associated with remarkable functional and structural changes even decades later in adulthood. These changes strongly resemble findings described in depression and PTSD. Therefore, the present results might suggest that limbic hyperresponsiveness and reduced hippocampal volumes could be mediators between the experiences of adversities during childhood and the development of emotional disorders.

Childhood maltreatment has diverse, lifelong impact on morbidity and mortality. The Childhood Trauma Questionnaire (CTQ) is one of the most commonly used scales to assess and quantify these experiences and their impact. Curiously, despite very widespread use of the CTQ, scores on its Minimization-Denial (MD) subscale-originally designed to assess a positive response bias-are rarely reported. Hence, little is known about this measure. If response biases are either common or consequential, current practices of ignoring the MD scale deserve revision. Therewith, we designed a study to investigate 3 aspects of minimization, as defined by the CTQ's MD scale: 1) its prevalence; 2) its latent structure; and finally 3) whether minimization moderates the CTQ's discriminative validity in terms of distinguishing between psychiatric patients and community volunteers. Archival, item-level CTQ data from 24 multinational samples were combined for a total of 19,652 participants. Analyses indicated: 1) minimization is common; 2) minimization functions as a continuous construct; and 3) high MD scores attenuate the ability of the CTQ to distinguish between psychiatric patients and community volunteers. Overall, results suggest that a minimizing response bias-as detected by the MD subscale-has a small but significant moderating effect on the CTQ's discriminative validity. Results also may suggest that some prior analyses of maltreatment rates or the effects of early maltreatment that have used the CTQ may have underestimated its incidence and impact. We caution researchers and clinicians about the widespread practice of using the CTQ without the MD or collecting MD data but failing to assess and control for its effects on outcomes or dependent variables.

Background Cognitive theories of depression predict mood-congruent negative biases already at automatic stages of processing, although several behavioral studies seem to contradict this notion. That is, depression should potentiate emotional reactivity to negative emotional cues, whereas it should reduce reactivity in response to positive emotional stimuli. Assessing neurobiological substrates of automatic emotion processing might be a more sensitive challenge for automatic negative bias in depression than behavioral measures. Methods In 30 acutely depressed inpatients and 26 healthy control subjects, automatic amygdala responses to happy and sad facial expressions were assessed by means of functional magnetic resonance imaging (fMRI) at 3 Tesla. To examine automatic responses, a presentation paradigm using subliminal, backward-masked stimuli was employed. A detection task was administered to assess participants' awareness of the masked emotional faces presented in the fMRI experiment. Results Detection performance was at chance level for both patients and healthy control subjects, suggesting that the neurobiological reactions took place in absence of conscious awareness of the emotional stimuli. A robust emotion by group interaction was observed in the right amygdala. Whereas healthy control subjects demonstrated stronger responses to happy faces, depressed patients showed the opposite. Furthermore, amygdala responsiveness to happy facial expression was negatively correlated with current depression severity. Conclusions Depressed patients exhibit potentiated amygdala reactivity to masked negative stimuli along with a reduced responsiveness to masked positive stimuli compared with healthy individuals. Thus, depression is characterized by mood-congruent processing of emotional stimuli in the amygdala already at an automatic level of processing. Cognitive theories of depression predict mood-congruent negative biases already at automatic stages of processing, although several behavioral studies seem to contradict this notion. That is, depression should potentiate emotional reactivity to negative emotional cues, whereas it should reduce reactivity in response to positive emotional stimuli. Assessing neurobiological substrates of automatic emotion processing might be a more sensitive challenge for automatic negative bias in depression than behavioral measures. In 30 acutely depressed inpatients and 26 healthy control subjects, automatic amygdala responses to happy and sad facial expressions were assessed by means of functional magnetic resonance imaging (fMRI) at 3 Tesla. To examine automatic responses, a presentation paradigm using subliminal, backward-masked stimuli was employed. A detection task was administered to assess participants' awareness of the masked emotional faces presented in the fMRI experiment. Detection performance was at chance level for both patients and healthy control subjects, suggesting that the neurobiological reactions took place in absence of conscious awareness of the emotional stimuli. A robust emotion by group interaction was observed in the right amygdala. Whereas healthy control subjects demonstrated stronger responses to happy faces, depressed patients showed the opposite. Furthermore, amygdala responsiveness to happy facial expression was negatively correlated with current depression severity. Depressed patients exhibit potentiated amygdala reactivity to masked negative stimuli along with a reduced responsiveness to masked positive stimuli compared with healthy individuals. Thus, depression is characterized by mood-congruent processing of emotional stimuli in the amygdala already at an automatic level of processing.

Alterations in white matter (WM) microstructure have been implicated in the pathophysiology of major depressive disorder (MDD). However, previous findings have been inconsistent, partially due to low statistical power and the heterogeneity of depression. In the largest multi-site study to date, we examined WM anisotropy and diffusivity in 1305 MDD patients and 1602 healthy controls (age range 12–88 years) from 20 samples worldwide, which included both adults and adolescents, within the MDD Working Group of the Enhancing Neuroimaging Genetics through Meta-Analysis (ENIGMA) consortium. Processing of diffusion tensor imaging (DTI) data and statistical analyses were harmonized across sites and effects were meta-analyzed across studies. We observed subtle, but widespread, lower fractional anisotropy (FA) in adult MDD patients compared with controls in 16 out of 25 WM tracts of interest (Cohen’s d between 0.12 and 0.26). The largest differences were observed in the corpus callosum and corona radiata. Widespread higher radial diffusivity (RD) was also observed (all Cohen’s d between 0.12 and 0.18). Findings appeared to be driven by patients with recurrent MDD and an adult age of onset of depression. White matter microstructural differences in a smaller sample of adolescent MDD patients and controls did not survive correction for multiple testing. In this coordinated and harmonized multisite DTI study, we showed subtle, but widespread differences in WM microstructure in adult MDD, which may suggest structural disconnectivity in MDD.

Electroconvulsive therapy (ECT) is one of the most effective treatments for severe depression. However, biomarkers that accurately predict a response to ECT remain unidentified.To investigate whether certain factors identified by structural magnetic resonance imaging (MRI) techniques are able to predict ECT response.In this nonrandomized prospective study, gray matter structure was assessed twice at approximately 6 weeks apart using 3-T MRI and voxel-based morphometry. Patients were recruited through the inpatient service of the Department of Psychiatry, University of Muenster, from March 11, 2010, to March 27, 2015. Two patient groups with acute major depressive disorder were included. One group received an ECT series in addition to antidepressants (n = 24); a comparison sample was treated solely with antidepressants (n = 23). Both groups were compared with a sample of healthy control participants (n = 21).Binary pattern classification was used to predict ECT response by structural MRI that was performed before treatment. In addition, univariate analysis was conducted to predict reduction of the Hamilton Depression Rating Scale score by pretreatment gray matter volumes and to investigate ECT-related structural changes.One participant in the ECT sample was excluded from the analysis, leaving 67 participants (27 men and 40 women; mean [SD] age, 43.7 [10.6] years). The binary pattern classification yielded a successful prediction of ECT response, with accuracy rates of 78.3% (18 of 23 patients in the ECT sample) and sensitivity rates of 100% (13 of 13 who responded to ECT). Furthermore, a support vector regression yielded a significant prediction of relative reduction in the Hamilton Depression Rating Scale score. The principal findings of the univariate model indicated a positive association between pretreatment subgenual cingulate volume and individual ECT response (Montreal Neurological Institute [MNI] coordinates x = 8, y = 21, z = -18; Z score, 4.00; P < .001; peak voxel r = 0.73). Furthermore, the analysis of treatment effects revealed a increase in hippocampal volume in the ECT sample (MNI coordinates x = -28, y = -9, z = -18; Z score, 7.81; P < .001) that was missing in the medication-only sample.A relatively small degree of structural impairment in the subgenual cingulate cortex before therapy seems to be associated with successful treatment with ECT. In the future, neuroimaging techniques could prove to be promising tools for predicting the individual therapeutic effectiveness of ECT.

Importance

 The structural abnormalities in the brain that accurately differentiate unipolar depression (UD) and bipolar depression (BD) remain unidentified. 

Objectives

 First, to investigate and compare morphometric changes in UD and BD, and to replicate the findings at 2 independent neuroimaging sites; second, to differentiate UD and BD using multivariate pattern classification techniques. 

Design, Setting, and Participants

 In a 2-center cross-sectional study, structural gray matter data were obtained at 2 independent sites (Pittsburgh, Pennsylvania, and Münster, Germany) using 3-T magnetic resonance imaging. Voxel-based morphometry was used to compare local gray and white matter volumes, and a novel pattern classification approach was used to discriminate between UD and BD, while training the classifier at one imaging site and testing in an independent sample at the other site. The Pittsburgh sample of participants was recruited from the Western Psychiatric Institute and Clinic at the University of Pittsburgh from 2008 to 2012. The Münster sample was recruited from the Department of Psychiatry at the University of Münster from 2010 to 2012. Equally divided between the 2 sites were 58 currently depressed patients with bipolar I disorder, 58 age- and sex-matched unipolar depressed patients, and 58 matched healthy controls. 

Main Outcomes and Measures

 Magnetic resonance imaging was used to detect structural differences between groups. Morphometric analyses were applied using voxel-based morphometry. Pattern classification techniques were used for a multivariate approach. 

Results

 At both sites, individuals with BD showed reduced gray matter volumes in the hippocampal formation and the amygdala relative to individuals with UD (Montreal Neurological Institute coordinates x = −22, y = −1, z = 20;k = 1938 voxels;t = 4.75), whereas individuals with UD showed reduced gray matter volumes in the anterior cingulate gyrus compared with individuals with BD (Montreal Neurological Institute coordinates x = −8, y = 32, z = 3;k = 979 voxels;t = 6.37; all correctedP < .05). Reductions in white matter volume within the cerebellum and hippocampus were found in individuals with BD. Pattern classification yielded up to 79.3% accuracy (P < .001) by differentiating the 2 depressed groups, training and testing the classifier at one site, and up to 69.0% accuracy (P < .001), training the classifier at one imaging site (Pittsburgh) and testing it at the other independent sample (Münster). Medication load did not alter the pattern of results. 

Conclusions and Relevance

 Individuals with UD and those with BD are differentiated by structural abnormalities in neural regions supporting emotion processing. Neuroimaging and multivariate pattern classification techniques are promising tools to differentiate UD from BD and show promise as future diagnostic aids.

Major depression has been repeatedly associated with amygdala hyper‐responsiveness to negative (but not positive) facial expressions at early, automatic stages of emotion processing using subliminally presented stimuli. However, it is not clear whether this “limbic bias” is a correlate of depression or represents a vulnerability marker preceding the onset of the disease. Because childhood maltreatment is a potent risk factor for the development of major depression in later life, we explored whether childhood maltreatment is associated with amygdalar emotion processing bias in maltreated but healthy subjects. Amygdala responsiveness to subliminally presented sad and happy faces was measured by means of fMRI at 3 T in N = 150 healthy subjects carefully screened for psychiatric disorders. Childhood maltreatment was assessed by the 25‐item childhood trauma questionnaire (CTQ). A strong association of CTQ‐scores with amygdala responsiveness to sad, but not happy facial expressions emerged. This result was further qualified by an interaction of emotional valence and CTQ‐scores and was not confounded by trait anxiety, current depression level, age, gender, intelligence, education level, and more recent stressful life‐events. Childhood maltreatment is apparently associated with detectable changes in amygdala function during early stages of emotion processing which resemble findings described in major depression. Limbic hyper‐responsiveness to negative facial cues could be a consequence of the experience of maltreatment during childhood increasing the risk of depression in later life. Limitation: the present association of limbic bias and maltreatment was demonstrated in the absence of psychopathological abnormalities, thereby limiting strong conclusions. Hum Brain Mapp 34:2899–2909, 2013. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Major depressive disorder (MDD) is a notably complex illness with a lifetime prevalence of 14%. 1 It is often chronic or recurrent and is thus accompanied by considerable morbidity, excess mortality, substantial costs, and heightened risk of suicide. 2-7 MDD is a major cause of disability worldwide. 8 We conducted a genome-wide association (GWA) meta-analysis in 130,664 MDD cases and 330,470 controls, and identified 44 independent loci that met criteria for statistical significance. We present extensive analyses of these results which provide new insights into the nature of MDD. The genetic findings were associated with clinical features of MDD, and implicated prefrontal and anterior cingulate cortex in the pathophysiology of MDD (regions exhibiting anatomical differences between MDD cases and controls). Genes that are targets of antidepressant medications were strongly enriched for MDD association signals (P=8.5×10 −10 ), suggesting the relevance of these findings for improved pharmacotherapy of MDD. Sets of genes involved in gene splicing and in creating isoforms were also enriched for smaller MDD GWA P-values, and these gene sets have also been implicated in schizophrenia and autism. Genetic risk for MDD was correlated with that for many adult and childhood onset psychiatric disorders. Our analyses suggested important relations of genetic risk for MDD with educational attainment, body mass, and schizophrenia: the genetic basis of lower educational attainment and higher body mass were putatively causal for MDD whereas MDD and schizophrenia reflected a partly shared biological etiology. All humans carry lesser or greater numbers of genetic risk factors for MDD, and a continuous measure of risk underlies the observed clinical phenotype. MDD is not a distinct entity that neatly demarcates normalcy from pathology but rather a useful clinical construct associated with a range of adverse outcomes and the end result of a complex process of intertwined genetic and environmental effects. These findings help refine and define the fundamental basis of MDD.

Reduced sleep duration and sleep deprivation have been associated with cognitive impairment as well as decreased white matter integrity as reported by experimental studies. However, it is largely unknown whether differences in sleep duration and sleep quality might affect microstructural white matter and cognition. Therefore, the present study aims to examine the cross-sectional relationship between sleep duration, sleep quality, and cognitive performance in a naturalistic study design, by focusing on the association with white matter integrity in a large sample of healthy, young adults. To address this, 1,065 participants, taken from the publicly available sample of the Human Connectome Project, underwent diffusion tensor imaging. Moreover, broad cognitive performance measures (NIH Cognition Toolbox) and sleep duration and quality (Pittsburgh Sleep Quality Index) were assessed. The results revealed a significant positive association between sleep duration and overall cognitive performance. Shorter sleep duration significantly correlated with fractional anisotropy (FA) reductions in the left superior longitudinal fasciculus (SLF). In turn, FA in this tract was related to measures of cognitive performance and was shown to significantly mediate the association of sleep duration and cognition. For cognition only, associations shift to a negative association of sleep duration and cognition for participants sleeping more than 8 hr a day. Investigations into subjective sleep quality showed no such associations. The present study showed that real-world differences in sleep duration, but not subjective sleep quality are related to cognitive performance measures and white matter integrity in the SLF in healthy, young adults.

Abstract Cortical thickness, surface area and volumes (MRI cortical measures) vary with age and cognitive function, and in neurological and psychiatric diseases. We examined heritability, genetic correlations and genome-wide associations of cortical measures across the whole cortex, and in 34 anatomically predefined regions. Our discovery sample comprised 22,822 individuals from 20 cohorts within the Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology (CHARGE) consortium and the United Kingdom Biobank. Significant associations were replicated in the Enhancing Neuroimaging Genetics through Meta-analysis (ENIGMA) consortium, and their biological implications explored using bioinformatic annotation and pathway analyses. We identified genetic heterogeneity between cortical measures and brain regions, and 161 genome-wide significant associations pointing to wnt/β-catenin, TGF-β and sonic hedgehog pathways. There was enrichment for genes involved in anthropometric traits, hindbrain development, vascular and neurodegenerative disease and psychiatric conditions. These data are a rich resource for studies of the biological mechanisms behind cortical development and aging.