Abstract Neurotransmitter receptors support the propagation of signals in the human brain. How receptor systems are situated within macroscale neuroanatomy and how they shape emergent function remains poorly understood, and there exists no comprehensive atlas of receptors. Here we collate positron emission tomography data from >1 200 healthy individuals to construct a whole-brain 3-D normative atlas of 19 receptors and transporters across 9 different neurotransmitter systems. We find that receptor profiles align with structural connectivity and mediate function, including neurophysiological oscillatory dynamics and resting state hemodynamic functional connectivity. Using the Neurosynth cognitive atlas, we uncover a topographic gradient of overlapping receptor distributions that separates extrinsic and intrinsic psychological processes. Finally, we find both expected and novel associations between receptor distributions and cortical thinning patterns across 13 disorders. We replicate all findings in an independently collected autoradiography dataset. This work demonstrates how chemoarchitecture shapes brain structure and function, providing a new direction for studying multi-scale brain organization.

Abstract Positron Emission Tomography (PET) is an important part of the medical imaging field which is continually exploring novel biological targets as exemplified by PET imaging of neuroinflammation. Due to limitations stemming from either sub‐optimal biological targets or a lack of available selective radiotracers, alternative biomarkers and PET imaging agent candidates are considered. One such possible target is microRNA (miRNA) and herein, we discuss the potential of miRNA for PET imaging. With the aim of addressing key strategies for imaging miRNA with PET, we identify three distinct approaches as follows: small molecules directly targeting miRNA, small molecules indirectly targeting Argonaute 2 (AGO2)‐protein complexes, and direct chemical modification of antisense oligonucleotides. The radiosynthetic approaches are based on the methods of direct radiolabelling of respective antisense oligonucleotides and several examples are described herein, showcasing the potential of miRNA in PET imaging. Whilst these approaches offer different radiolabelling strategies, application of these radiolabelled molecules towards PET imaging of miRNA are scarce with only one, limited example applied to bone remodeling reported in the literature.

Dementia with Lewy bodies (DLB) is the second-leading degenerative dementia after Alzheimer's disase. Neuropathologically, it is characterized by alpha-synuclein protein deposition with variable degree of concurrent Alzheimer pathology. Neuroinflammation is increasingly recognized as a significant contributor of degeneration. Objective: to examine the relationship between microglial activation as measured with [11C]-PK11195 brain PET and MR diffusion tensor imaging (DTI) in DLB. Methods: nineteen clinically probable DLB and 20 similarly aged controls underwent structural MRI with T1-weighted and 3T DTI sequences. Eighteen DLB subjects also underwent [11C]-PK11195 PET imaging. Tract-Based Spatial Statistics (TBSS) were performed to compare DTI parameters in DLB relative to controls and identify associations of [11C]-PK11195 binding with white matter integrity. Results: TBSS showed widespread changes in all DTI parameters in the DLB group compared to controls (Threshold Free Cluster Enhancement (TFCE) p < 0.05). [11C]-PK11195 binding in parietal cortices also correlated with widespread lower mean and radial diffusivity (TFCE p < 0.05). Conclusion: Our study demonstrates that higher PK11195 binding is associated with a relative preservation of white matter, positioning neuroinflammation as a potential early marker in the DLB pathogenic cascade.