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.

Background The rapid global emergence of the COVID-19 pandemic in early 2020 created urgent demand for leading indicators to track the spread of the virus and assess the consequences of public health measures designed to limit transmission. Public transit mobility, which has been shown to be responsive to previous societal disruptions such as disease outbreaks and terrorist attacks, emerged as an early candidate. Methods We conducted a longitudinal ecological study of the association between public transit mobility reductions and COVID-19 transmission using publicly available data from a public transit app in 40 global cities from March 16 to April 12, 2020. Multilevel linear regression models were used to estimate the association between COVID-19 transmission and the value of the mobility index 2 weeks prior using two different outcome measures: weekly case ratio and effective reproduction number. Results Over the course of March 2020, median public transit mobility, measured by the volume of trips planned in the app, dropped from 100% (first quartile (Q 1 )–third quartile (Q 3 ) = 94–108%) of typical usage to 10% (Q 1 –Q 3 = 6–15%). Mobility was strongly associated with COVID-19 transmission 2 weeks later: a 10% decline in mobility was associated with a 12.3% decrease in the weekly case ratio (exp( β ) = 0.877; 95% confidence interval (CI): [0.859–0.896]) and a decrease in the effective reproduction number ( β = −0.058; 95% CI: [−0.068 to −0.048]). The mobility-only models explained nearly 60% of variance in the data for both outcomes. The adjustment for epidemic timing attenuated the associations between mobility and subsequent COVID-19 transmission but only slightly increased the variance explained by the models. Discussion Our analysis demonstrated the value of public transit mobility as a leading indicator of COVID-19 transmission during the first wave of the pandemic in 40 global cities, at a time when few such indicators were available. Factors such as persistently depressed demand for public transit since the onset of the pandemic limit the ongoing utility of a mobility index based on public transit usage. This study illustrates an innovative use of “big data” from industry to inform the response to a global pandemic, providing support for future collaborations aimed at important public health challenges.