Autism spectrum disorder ("autism") is a highly heterogeneous neurodevelopmental condition with few effective treatments for core and associated features. To make progress we need to both identify and validate neural markers that help to parse heterogeneity to tailor therapies to specific neurobiological profiles. Atypical hemispheric lateralization is a stable feature across studies in autism, but its potential as a neural stratification marker has not been widely examined. In order to dissect heterogeneity in lateralization in autism, we used the large EU-AIMS (European Autism Interventions—A Multicentre Study for Developing New Medications) Longitudinal European Autism Project dataset comprising 352 individuals with autism and 233 neurotypical control subjects as well as a replication dataset from ABIDE (Autism Brain Imaging Data Exchange) (513 individuals with autism, 691 neurotypical subjects) using a promising approach that moves beyond mean group comparisons. We derived gray matter voxelwise laterality values for each subject and modeled individual deviations from the normative pattern of brain laterality across age using normative modeling. Individuals with autism had highly individualized patterns of both extreme right- and leftward deviations, particularly in language, motor, and visuospatial regions, associated with symptom severity. Language delay explained most variance in extreme rightward patterns, whereas core autism symptom severity explained most variance in extreme leftward patterns. Follow-up analyses showed that a stepwise pattern emerged, with individuals with autism with language delay showing more pronounced rightward deviations than individuals with autism without language delay. Our analyses corroborate the need for novel (dimensional) approaches to delineate the heterogeneous neuroanatomy in autism and indicate that atypical lateralization may constitute a neurophenotype for clinically meaningful stratification in autism.

Social integration is a major resilience factor for staying healthy. However, the COVID-19-pandemic led to unprecedented restrictions in social life. The consequences of these social lockdowns on momentary well-being are yet not fully understood. We investigated the affective benefit from social interactions in a longitudinal birth cohort. We used two real-time, real-life ecological momentary assessments once before and once during the initial lockdown of the pandemic (N = 70 participants; n~6800 observations) capturing the protective role of social interactions on well-being. Moreover, we used a multimethod approach to analyze ecological assessment data with individual risk and resilience factors, which are promising moderators in the relationship of social behavior, stress reactivity, and affective states (i.e., amygdala volume, neuroticism, polygenic risk for schizophrenia). Social contacts were linked to higher positive affect both during normal times and during the COVID-19-pandemic (beta coefficient = 0.1035), highlighting the beneficial role of social embedding. Interestingly, this relationship was differentially moderated by individual risk and resilience factors. In detail, participants with a larger left amygdala volume (beta coefficient = -0.0793) and higher neuroticism (beta coefficient = -0.0958) exhibited an affective benefit from more social interactions prior to the pandemic. This pattern changed during the pandemic with participants with smaller amygdala volumes and lower neurotic traits showing an affective gain during the pandemic. Moreover, participants with low genetic risk for schizophrenia showed an affective benefit (beta coefficient = -0.0528) from social interactions irrespective of the time point. Our results highlight the protective role of social integration on momentary well-being. Thereby, we offer new insights into how this relationship is differently affected by a person's neurobiology, personality, and genes under adverse circumstances.

Abstract Objective Maladaptive aggression, as present in conduct disorder (CD) and, to a lesser extent, oppositional defiant disorder (ODD), has been associated with structural alterations in various brain regions, such as ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), anterior cingulate cortex (ACC), amygdala, insula and ventral striatum. Although aggression can be subdivided into reactive and proactive subtypes, no neuroimaging studies have yet investigated if any structural brain alterations are associated with either of the subtypes specifically. Here we investigated this association in predefined regions of interest. Method T1-weighted magnetic resonance images were acquired from 158 children and adolescents with aggressive behavior (ODD/CD) and 96 controls in a multi-centre study. Aggression subtypes were assessed by questionnaires. Cortical volume and subcortical volumes and shape were determined using Freesurfer and the FMRIB integrated registration and segmentation tool. Associations between volumes and continuous measures of aggression were established using multilevel linear mixed effects models. Results In cases only proactive aggression was negatively associated with amygdala volume ( b =−11.82, p =0.05), while reactive aggression was negatively associated with insula volume ( b =−46.41, p =0.01). Classical group comparison showed that children and adolescents with aggressive behavior had smaller volumes than controls in (bilateral) ventral striatum ( p =0.003), ACC ( p =0.01), and vmPFC ( p =0.003) with modest effect sizes. Conclusions Aggression was associated with reduced volume in brain regions involved in decision making. Negative associations were found between reactive aggression and volumes in regions involved in threat responsivity and between proactive aggression and regions linked to empathy. This provides evidence for aggression subtype-specific alterations in brain structure.

Abstract Objective There is increasing evidence for altered resting state functional connectivity (rsFC) in adolescents with disruptive behavior. Despite considerable ongoing behavioral research suggesting also important differences relating to reactive and proactive aggression, the corresponding rsFC correlates have not been studied to date. We therefore examined associations between these aggression subtypes along with subdimensions of callous-unemotional (CU) traits and rsFC using predefined seeds in aggression-related salience network (SN) and default mode network (DMN). Method Aggression subtype-specific whole-brain rsFC of SN and DMN seeds was investigated in a resting state sequence (mean acquisition time = 8 min 25 sec) acquired from 207 children and adolescents of both sexes aged 8 - 18 years (mean age (SD) = 13.30 (2.60) years; range = 8.02 – 18.35) in a multi-center study. One hundred eighteen individuals exhibited disruptive behavior (conduct disorder/oppositional defiant disorder) with different levels of comorbid ADHD symptoms, 89 were healthy. Results Compared to healthy controls, cases demonstrated reduced DMN and – after controlling for ADHD scores – SN seed-based rsFC with left hemispheric frontal clusters. We found increased and distinct aggression-subtype specific rsFC patterns. Specifically, reactive and proactive aggression correlated with distinct SN and DMN seed-based rsFC patterns. CU dimensions led to different DMN and SN rsFC with clusters including frontal, parietal, and cingulate areas. Conclusions This first study investigating reactive and proactive aggression along with CU dimensions reveals new subtype-specific whole-brain rsFC patterns in brain regions linked to processes like emotion, empathy, moral, and cognitive control.

Abstract Background Early adverse experiences are assumed to affect fundamental processes of reward learning and decision-making. However, computational neuroimaging studies investigating these circuits are sparse and limited to studies that investigated adversities retrospectively in adolescent samples. Methods We used prospective data from a longitudinal birth cohort study (n=156, 87 females, mean age=32.2) to investigate neurocomputational components underlying reinforcement learning in an fMRI-based passive avoidance task. We applied a principal component analysis to capture common variation across seven prenatal and postnatal adversity measures. The resulting adversity factors (factor 1: postnatal psychosocial adversities and prenatal maternal smoking, factor 2: prenatal maternal stress and obstetric adversity, and factor 3: lower maternal stimulation) and single adversity measures were then linked to computational markers of reward learning (i.e. expected value, prediction errors) in the core reward network. Results Using the adversity factors, we found that adversities were linked to lower expected value representation in striatum, ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) and anterior cingulate cortex (ACC). Expected value encoding in vmPFC further mediated the relationship between adversities and psychopathology. In terms of specific adversity effects, we found that obstetric adversity was associated with lower prediction error signaling in the vmPFC and ACC, whereas lower maternal stimulation was related to lower expected value encoding in the striatum, vmPFC, and ACC. Conclusions Our results suggested that adverse experiences have a long-term disruptive effect on reward learning in several important reward-related brain regions, which can be associated with non-optimal decision-making and thereby increase the vulnerability of developing psychopathology.

To explore this, we conducted the largest structural MRI analysis to date (n=2094, including 1009 females), across three time points from the IMAGEN study, tracking region-specific brain volume trajectories from adolescence to early adulthood using a data-driven approach. Generally, experienced bullying showed increased subcortical volumes in the putamen (beta=0.12), caudate (beta=0.06), accumbens (beta=0.06), amygdala (beta=0.07), hippocampus (beta=0.06), paired with decreased cerebellar (beta=-0.10), entorhinal, (beta=-0.12), and insula (beta=-0.11) volumes. Females exhibited more volumetric changes in emotional processing areas whereas males had more changes in motor and sensory regions. These findings point to widespread associations between bullying victimization and brain development, offering a potential neurobiological framework to explain the emotional and behavioral difficulties observed. Importantly, this study emphasizes the need for a sex-sensitive approach in future research and interventions related to bullying.

Abstract Background: Social integration is a major resilience factor for staying healthy. However, the COVID-19-pandemic led to unprecedented restrictions in social life. The consequences of these social lockdowns on momentary well-being are yet not fully understood. Method: We investigated the individual affective benefit from social interactions in a longitudinal birth cohort study. We used two real-time, real-life ecological momentary assessments once before and once during the initial lockdown of the pandemic (N~6800 total observations) to determine the protective role of social interactions on well-being. Moreover, we used a multimethod approach combining the ecological assessment data with individual risk and resilience factors to analyze the moderating mechanisms of personality, neurobiology and genes. Results: Social contacts were linked to higher positive affect both during normal times and during the COVID-19 pandemic, highlighting the beneficial role of social embedding. Moreover, this relationship was moderated by amygdala volume, neuroticism and polygenic risk for schizophrenia. In detail, participants with a larger left amygdala volume and higher trait neuroticism exhibited an affective benefit from more social interactions prior to the pandemic. This pattern changed during the pandemic with participants with smaller amygdala volumes and lower neurotic traits showing a social affective gain during the pandemic. Moreover, participants with low genetic risk for schizophrenia showed an affective benefit from social interactions irrespective of the time point. Conclusion: Our results highlight the protective role of social integration on momentary well-being. Thereby, we offer new insights into how this relationship is differently affected by a person’s, neurobiology, personality, and genes under adverse circumstances.

Substance use, including cigarettes and cannabis, is associated with poorer sustained attention in late adolescence and early adulthood. Previous studies were predominantly cross-sectional or under-powered and could not indicate if impairment in sustained attention was a predictor of substance use or a marker of the inclination to engage in such behavior. This study explored the relationship between sustained attention and substance use across a longitudinal span from ages 14 to 23 in over 1000 participants. Behaviors and brain connectivity associated with diminished sustained attention at age 14 predicted subsequent increases in cannabis and cigarette smoking, establishing sustained attention as a robust biomarker for vulnerability to substance use. Individual differences in network strength relevant to sustained attention were preserved across developmental stages and sustained attention networks generalized to participants in an external dataset. In summary, brain networks of sustained attention are robust, consistent, and able to predict aspects of later substance use.

Introduction: A growing literature has shown that exposure to adverse life events during childhood or adolescence is associated with the presence of psychotic-like experiences (PLEs), which is in turn associated with the risk of psychotic outcomes. Ruminative thinking, i.e., the tendency to dwell on particular issues or ideas, may affect the perceived aversiveness and ability to cope with adverse life events. However, the role that rumination plays in the relationship between adverse life events and the presence of PLEs remains unclear. The purpose of this study is to assess the association between adverse life events and PLEs in a longitudinal sample of young adults and adolescents, and to investigate whether this relationship is mediated by ruminative thinking. Methods We used a longitudinal naturalistic sample of 706 volunteers assessed at ages 18 and 22 years, within the Imagen consortium. Lifetime occurrence of adverse life events (i.e., events perceived as strongly negative by participants) was investigated using the Life Events Questionnaire. The Community Assessment of Psychic Experience (CAPE-42) served to assess the presence of PLEs, while ruminative thinking was investigated through the Ruminative Response Scale. Results Results showed that both frequency of PLEs and their persistence over time were associated with greater adverse life events exposure ( r = 0.32, p < 0.001 and F 1 = 9.8; p < 0.001, respectively) and greater ruminative response ( r = 0.66, p < 0.001 and F 1 = 94.9; p < 0.001, respectively). Mediation analyses showed that relationship between adverse life events and PLEs frequency was partially mediated by rumination (direct effect Z: 5.4, p < 0.001; indirect effect Z: 6.9, p < 0.001; total effect Z: 5.9, p < 0.001). Considering changes between the two assessment timepoints, relationship between PLEs variation between 18 and 22 years and adverse life events occurred during the same period was partially mediated by changes in rumination (direct effect Z: 2.8, p < 0.005; indirect effect Z: 4.3, p < 0.001; total effect Z: 4.3; p < 0.001). Discussion Overall, our findings confirm that the presence of adverse life events may increase the risk of experiencing PLEs in healthy individuals and suggest that dysfunctional coping strategies, such as ruminative thinking, may be related to psychosis proneness. Results do not disentangle whether individuals with greater risk for psychosis tend to ruminate more or whether rumination exacerbates psychosis risk.