Abstract It is unclear whether transgender and gender-diverse individuals have elevated rates of autism diagnosis or traits related to autism compared to cisgender individuals in large non-clinic-based cohorts. To investigate this, we use five independently recruited cross-sectional datasets consisting of 641,860 individuals who completed information on gender, neurodevelopmental and psychiatric diagnoses including autism, and measures of traits related to autism (self-report measures of autistic traits, empathy, systemizing, and sensory sensitivity). Compared to cisgender individuals, transgender and gender-diverse individuals have, on average, higher rates of autism, other neurodevelopmental and psychiatric diagnoses. For both autistic and non-autistic individuals, transgender and gender-diverse individuals score, on average, higher on self-report measures of autistic traits, systemizing, and sensory sensitivity, and, on average, lower on self-report measures of empathy. The results may have clinical implications for improving access to mental health care and tailoring adequate support for transgender and gender-diverse individuals.

The Empathizing-Systemizing (E-S) theory of typical sex differences suggests that individuals may be classified based on empathy and systemizing. An extension of the E-S theory, the Extreme Male Brain (EMB) theory suggests that autistic people on average have a shift towards a more masculinized brain along the E-S dimensions. Both theories have been investigated in small sample sizes, limiting their generalizability. Here we leverage two large datasets (discovery n = 671,606, including 36,648 autistic individuals primarily; and validation n = 14,354, including 226 autistic individuals) to investigate 10 predictions of the E-S and the EMB theories. In the discovery dataset, typical females on average showed higher scores on short forms of the Empathy Quotient (EQ) and Sensory Perception Quotient (SPQ), and typical males on average showed higher scores on short forms of the Autism Spectrum Quotient (AQ) and Systemizing Quotient (SQ). Typical sex differences in these measures were attenuated in autistic individuals. Analysis of "brain types" revealed that typical females on average were more likely to be Type E (EQ > SQ) or Extreme Type E and that typical males on average were more likely to be Type S (SQ > EQ) or Extreme Type S. In both datasets, autistic individuals, regardless of their reported sex, on average were "masculinized." Finally, we demonstrate that D-scores (difference between EQ and SQ) account for 19 times more of the variance in autistic traits (43%) than do other demographic variables including sex. Our results provide robust evidence in support of both the E-S and EMB theories.

Abstract Our understanding of the genetic architecture of the human cerebral cortex is limited both in terms of the diversity of brain structural phenotypes and the anatomical granularity of their associations with genetic variants. Here, we conducted genome-wide association meta-analysis of 13 structural and diffusion magnetic resonance imaging derived cortical phenotypes, measured globally and at 180 bilaterally averaged regions in 36,843 individuals from the UK Biobank and the ABCD cohorts. These phenotypes include cortical thickness, surface area, grey matter volume, and measures of folding, neurite density, and water diffusion. We identified 4,349 experiment-wide significant loci associated with global and regional phenotypes. Multiple lines of analyses identified four genetic latent structures and causal relationships between surface area and some measures of cortical folding. These latent structures partly relate to different underlying gene expression trajectories during development and are enriched for different cell types. We also identified differential enrichment for neurodevelopmental and constrained genes and demonstrate that common genetic variants associated with surface area and volume specifically are associated with cephalic disorders. Finally, we identified complex inter-phenotype and inter-regional genetic relationships among the 13 phenotypes which reflect developmental differences among them. These analyses help refine the role of common genetic variants in human cortical development and organisation. One sentence summary GWAS of 2,347 neuroimaging phenotypes shed light on the global and regional genetic organisation of the cortex, underlying cellular and developmental processes, and links to neurodevelopmental and cephalic disorders.

We conducted a genome-wide meta-analysis of cognitive empathy using the ‘Reading the Mind in the Eyes’ Test (Eyes Test) in 88,056 research volunteers of European Ancestry (44,574 females and 43,482 males) from 23andMe Inc., and an additional 1,497 research volunteers of European Ancestry (891 females and 606 males) from the Brisbane Longitudinal Twin Study (BLTS). We confirmed a female advantage on the Eyes Test (Cohen’s d = 0.21, P < 2.2x10 −16 ), and identified a locus in 3p26.1 that is associated with scores on the Eyes Test in females (rs7641347, P meta = 1.58 x 10 −8 ). Common single nucleotide polymorphisms (SNPs) explained 5.8% (95% CI: 0.45 - 0.72; P = 1.00 x 10 −17 ) of the total trait variance in both sexes, and we identified a twin heritability of 0.28 (95% CI: 0.13-0.42). Finally, we identified significant genetic correlation between the Eyes Test and anorexia nervosa, measures of empathy (the Empathy Quotient), openness (NEO-Five Factor Inventory), and different measures of educational attainment and cognitive aptitude, and show that the genetic determinants of volumes of the dorsal striatum (caudate nucleus and putamen) are positively correlated with the genetic determinants of performance on the Eyes Test.

Abstract Structural similarity networks are a central focus of magnetic resonance imaging (MRI) research into human brain connectomes in health and disease. We present Morphometric INverse Divergence (MIND), a robust method to estimate within-subject structural similarity between cortical areas based on the Kullback-Leibler divergence between the multivariate distributions of their structural features. Compared to the prior approach of morphometric similarity networks (MSNs) on N>10,000 data from the ABCD cohort, MIND networks were more consistent with known cortical symmetry, cytoarchitecture, and (in N=19 macaques) gold-standard tract-tracing connectivity, and were more invariant to cortical parcellation. Importantly, MIND networks were remarkably coupled with cortical gene co-expression, providing fresh evidence for the unified architecture of brain structure and transcription. Using kinship (N=1282) and genetic data (N=4085), we characterized the heritability of MIND phenotypes, identifying stronger genetic influence on the relationship between structurally divergent regions compared to structurally similar regions. Overall, MIND presents a biologically-validated lens for analyzing the structural organization of the cortex using readily-available MRI measurements.

Abstract It has been suggested that the children of parents with particular interests and aptitude for understanding systems via input-operation-output rules (i.e. systemizing) are at increased likelihood of developing autism. Furthermore, assortative mating (i.e. a non-random pattern in which individuals are more likely to pair with others who are similar to themselves) is hypothesised to occur in relation to systemizing, and so romantic couples may be more similar on this variable than chance would dictate. However, no published study has yet tested this hypothesis. We therefore examined intra-couple correlations for a measure of autistic traits (Autism Spectrum Quotient [AQ]), self-report measures of empathizing (Empathy Quotient [EQ]), and systemizing (Systemizing Quotient-Revised [SQ-R]), as well as the Reading the Mind in the Eyes Test (RMET) and Embedded Figures Task (EFT). We observed positive intra-couple correlations of small-to-medium magnitude for all measures except EQ. Further analyses suggest that these effects are attributable to people pairing with those who are more similar to themselves than chance (initial assortment) rather than becoming more alike over the course of a relationship (convergence), and to seeking out self-resembling partners (active assortment) rather than pairing in this manner due to social stratification increasing the likelihood of similar people meeting in the first place (social homogamy). Additionally, we found that the difference in scores for the AQ, SQ-R, RMET and EFT of actual couples were smaller (i.e. more similar) than the average difference scores calculated from all other possible male-female pairings within the dataset. The current findings therefore provide clear evidence in support of the assortative mating theory of autism.

Suicide is the third-leading cause of death among US adolescents. Environmental and lifestyle factors influence suicidal behavior and can inform risk classification, yet quantifying and incorporating them in risk assessment presents a significant challenge for reproducibility and clinical translation.

Difficulties in theory of mind (the ability to attribute mental states to oneself or others, and to make predictions about anothers behaviour based on these attributions) have been observed in several psychiatric conditions. We investigate the genetic architecture of theory of mind in 4,577 13-year-olds who completed the Emotional Triangles Task (Triangles Task), a first-order test of theory of mind. We observe a small but significant female-advantage on the Triangles Task (Cohens d = 0.19, P < 0.01), in keeping with previous work using other tests of theory of mind. Genome-wide association analyses did not identify any significant loci, and SNP heritability was small and non-significant. Polygenic scores for six psychiatric conditions (ADHD, anorexia, autism, bipolar disorder, depression, and schizophrenia), and empathy were not associated with scores on the Triangles Task. However, polygenic scores of cognitive aptitude, and cognitive empathy, a term synonymous with theory of mind and measured using the Reading the Mind in the Eyes Test, were significantly associated with scores on the Triangles Task at multiple P-value thresholds, suggesting shared genetics between different measures of theory of mind and cognition

Abstract Observational studies suggest that child maltreatment increases the risk of externalizing spectrum disorders such as attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), conduct disorder (CD), antisocial personality disorder (ASPD), and substance use disorder (SUD). Yet, only few of such associations have been investigated by approaches that provide strong evidence for causation, such as Mendelian Randomization (MR). Establishing causal inference is essential given the growing recognition of gene-environment correlations, which can confound observational research in the context of childhood maltreatment. Evaluating causality between child maltreatment and the externalizing phenotypes, we used genome-wide association study (GWAS) summary data for child maltreatment (143,473 participants), ADHD (20,183 cases; 35,191 controls), CD (451 cases; 256,859 controls), ASPD (381 cases; 252,877 controls), alcohol use disorder (AUD; 13,422 cases; 244,533 controls), opioid use disorder (OUD; 775 cases; 255,921 controls), and cannabinoid use disorder (CUD; 14,080 cases; 343,726 controls). We also generated a latent variable ‘common externalizing factor’ (EXT) using genomic structural equation modeling. Genetically predicted childhood maltreatment was consistently associated with ADHD (odds ratio [ OR ], 10.09; 95%-CI, 4.76–21.40; P = 1.63 × 10 −09 ), AUD ( OR , 3.72; 95%-CI, 1.85–7.52; P = 2.42 × 10 −04 ), and the EXT ( OR , 2.64; 95%-CI, 1.52–4.60; P = 5.80 × 10 −04 ) across the different analyses and pleiotropy-robust methods. A subsequent GWAS on childhood maltreatment and the externalizing dimension from Externalizing Consortium (EXT-CON) confirmed these results. Two of the top five genes with the strongest associations in EXT GWAS, CADM2 and SEMA6D, are also ranked among the top 10 in the EXT-CON. The present results confirm the existence of a common externalizing factor and an increasing vulnerability caused by child maltreatment, with crucial implications for prevention. However, the partly diverging results also indicate that specific influences impact individual phenotypes separately.

The core diagnostic criteria for autism comprise two symptom domains – social and communication difficulties, and unusually repetitive and restricted behaviour, interests and activities. There is some evidence to suggest that these two domains are dissociable, yet, this hypothesis has not been tested using molecular genetics. We test this using a GWAS of a non-social autistic trait, systemizing (N = 51,564), defined as the drive to analyse and build systems. We demonstrate that systemizing is heritable and genetically correlated with autism. In contrast, we do not identify significant genetic correlations between social autistic traits and systemizing. Supporting this, polygenic scores for systemizing are significantly positively associated with restricted and repetitive behaviour but not with social difficulties in autistic individuals. These findings strongly suggest that the two core domains of autism are genetically dissociable, and point at how to fractionate the genetics of autism.