Based on its symptoms, schizophrenia has been considered a discrete disease, and yet genome-wide association studies for copy number variations (CNVs) associated with the disease have revealed that some CNVs confer high relative risk of schizophrenia but also of other psychiatric disorders. But CNVs can affect several genes. Now, a genome-wide association of single nucleotide polymorphisms (SNPs) using data from several large genome-wide scans reveals significant associations to individual loci that implicate immunity, brain development, memory and cognition in predisposition to schizophrenia. Here, in the first of three papers on the genetics of schizophrenia, a genome-wide association study of single nucleotide polymorphisms using data from several large genome-wide scans reveals significant associations to individual loci that implicate perturbations in immunity, brain development, memory and cognition in the predisposition to schizophrenia. Schizophrenia is a complex disorder, caused by both genetic and environmental factors and their interactions. Research on pathogenesis has traditionally focused on neurotransmitter systems in the brain, particularly those involving dopamine. Schizophrenia has been considered a separate disease for over a century, but in the absence of clear biological markers, diagnosis has historically been based on signs and symptoms. A fundamental message emerging from genome-wide association studies of copy number variations (CNVs) associated with the disease is that its genetic basis does not necessarily conform to classical nosological disease boundaries. Certain CNVs confer not only high relative risk of schizophrenia but also of other psychiatric disorders1,2,3. The structural variations associated with schizophrenia can involve several genes and the phenotypic syndromes, or the ‘genomic disorders’, have not yet been characterized4. Single nucleotide polymorphism (SNP)-based genome-wide association studies with the potential to implicate individual genes in complex diseases may reveal underlying biological pathways. Here we combined SNP data from several large genome-wide scans and followed up the most significant association signals. We found significant association with several markers spanning the major histocompatibility complex (MHC) region on chromosome 6p21.3-22.1, a marker located upstream of the neurogranin gene (NRGN) on 11q24.2 and a marker in intron four of transcription factor 4 (TCF4) on 18q21.2. Our findings implicating the MHC region are consistent with an immune component to schizophrenia risk, whereas the association with NRGN and TCF4 points to perturbation of pathways involved in brain development, memory and cognition.

Abstract Hemispheric asymmetry is a cardinal feature of human brain organization. Altered brain asymmetry has also been linked to some cognitive and neuropsychiatric disorders. Here the ENIGMA consortium presents the largest ever analysis of cerebral cortical asymmetry and its variability across individuals. Cortical thickness and surface area were assessed in MRI scans of 17,141 healthy individuals from 99 datasets worldwide. Results revealed widespread asymmetries at both hemispheric and regional levels, with a generally thicker cortex but smaller surface area in the left hemisphere relative to the right. Regionally, asymmetries of cortical thickness and/or surface area were found in the inferior frontal gyrus, transverse temporal gyrus, parahippocampal gyrus, and entorhinal cortex. These regions are involved in lateralized functions, including language and visuospatial processing. In addition to population-level asymmetries, variability in brain asymmetry was related to sex, age, and brain size (indexed by intracranial volume). Interestingly, we did not find significant associations between asymmetries and handedness. Finally, with two independent pedigree datasets ( N = 1,443 and 1,113, respectively), we found several asymmetries showing modest but highly reliable heritability. The structural asymmetries identified, and their variabilities and heritability provide a reference resource for future studies on the genetic basis of brain asymmetry and altered laterality in cognitive, neurological, and psychiatric disorders. Significance Statement Left-right asymmetry is a key feature of the human brain's structure and function. It remains unclear which cortical regions are asymmetrical on average in the population, and how biological factors such as age, sex and genetic variation affect these asymmetries. Here we describe by far the largest ever study of cerebral cortical brain asymmetry, based on data from 17,141 participants. We found a global anterior-posterior 'torque' pattern in cortical thickness, together with various regional asymmetries at the population level, which have not been previously described, as well as effects of age, sex, and heritability estimates. From these data, we have created an on-line resource that will serve future studies of human brain anatomy in health and disease.

Abstract We organized 10Kin1day, a pop-up scientific event with the goal to bring together neuroimaging groups from around the world to jointly analyze 10,000+ existing MRI connectivity datasets during a 3-day workshop. In this report, we describe the motivation and principles of 10Kin1day, together with a public release of 8,000+ MRI connectome maps of the human brain.

Background : the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) is one of the latest brain structures to mature during the ontogeny, and its structural and functional abnormalities play an important role in the pathogenesis of schizophrenia. As schizophrenia spectrum disorders usually start before the complete brain maturation and their earlier onset is coupled with worse prognosis, we suggested that earlier illness onset is related to more pronounced aberrations of the DLPFC. The aim of study was to analyze the associations of the onset age of schizophrenia spectrum disorders with structural and functional characteristics of the DLPFC that differentiated patients with schizophrenia spectrum disorders from healthy controls. Patients and methods : male patients with a diagnosis of schizophrenia spectrum disorders (n = 82) and healthy controls (n = 86) underwent structural MRI and functional resting-state fMRI. Cortical thickness and whole-brain functional connectivity of the DLPFC as well as local coherence and amplitude of low-frequency fluctuations of haemodynamic signal in the DLPFC were analyzed. Results : patients demonstrated a decreased gray matter thickness in the DLPFC bilaterally along with aberrant (predominantly decreased) functional connectivity of the DLPFC with other brain structures in each hemisphere. These measures were not associated with the age of illness onset. Conclusions : structural and functional abnormalities revealed in this study coincide with conventional view on the DLPFC as one of the key regions in schizophrenia spectrum disorders pathogenesis, however, these aberrations were not related to the age of psychosis onset. Possible interpretations of our results and limitations of the study are discussed in the article.

Background: significant contribution of genetic factors in the development of schizophrenia is a generally recognized fact. Polygenic risk index for schizophrenia turned out to be an effective tool allowing to draw a dividing line between schizophrenia and mentally healthy control in terms of genetics. Objective: to assess the predictive ability of the polygenic risk score for schizophrenia (SZ-PRS) in adolescent patients with a first depressive episode and attenuated psychotic symptoms (APS). Patients and Methods: sixty adolescent inpatient with a first depressive episode were examined. Based on the presence of APS at admission, patients were divided into two groups: a group with APS and a group without APS. Subgroups of patients in the first group were identified through follow-up observations: those with psychosis manifestation and/or low social functioning and those without manifestation and with high social functioning. Whole-genome genotyping was performed for all participants, and SZ-PRS were calculated. For comparison, a group of patients diagnosed with schizophrenia (n = 879) and a group of mentally healthy individuals (n = 759), who had previously undergone whole-genome genotyping and had their SZ-PRS calculated, were used. Results: SZ-PRS of the APS group occupy an intermediate position between the healthy control and schizophrenia patients, significantly differing from each of them. The group without APS did not differ from the control group, but compared to the group of schizophrenia patients, the SZ-PRS in this group was significantly lower. Comparing subgroups of patients showed that the SZ-PRS in the APS group without psychosis manifestation and social functioning impairment was significantly lower than in the group with schizophrenia manifestation. The APS subgroups with psychosis manifestation and with functioning impairment did not differ significantly from each other or from the schizophrenia group. Conclusion: the results obtained for the first time for the russian population showed that SZ-PRS can be considered as a tool for assessing the risk of developing psychosis or reduced social functioning in patients with APS.

Background: studies allowing to explore the neurobiological characteristics of the long-term schizophrenic process are of high significance for both clinical practice and biological psychiatry. Objective: to examine morphometric brain characteristics in chronic schizophrenia patients with different types of functional outcomes. Patients and methods: morphometric MRI characteristics of the cerebral cortex and subcortical structures are analysed in 46 patients with schizophrenia with a long disease durations (20.5 ± 6.7 years), and in 35 mentally healthy subjects matched by sex and age. Results and discussion: the whole group of patients showed decreased gray matter thickness in some cerebral cortex regions. When outcome was assessed using clinical-psychopathologic, clinical-catamnestic, and clinical-epidemiologic methods, bilateral increases in pallidum and putamen volumes were found to be a presumptive marker of worse functional outcome and remission poor quality. At the same time, when outcome was assessed on the basis of the current psychometric measures of social functioning and clinical symptomatology, patients with an unfavorable outcome were characterized by decreased gray matter thickness in the two cingulate cortex regions compared to both healthy controls and patients with a good outcome. However, the absence of correlations with clinical scales and functioning doesn’t allow a conclusion on the specificity of this decrease as a marker of outcome. Conclusion: the results may only presume beforehand the existence of different neuroanatomical subtypes (biotypes) associated with different functional outcomes in patients with chronic schizophrenia.

To evaluate the associations between peripheral levels of inflammatory markers and willingness to exert effort in individuals at clinical high risk for psychosis (CHR-P) and a role of fatigue as a mediator of these associations.

To conduct a comparative assessment of the clinical outcome and tolerability of rTMS using different stimulation protocols, as well as to determine the dynamics of neurophysiological markers of the functional state of the brain.

Background : despite the presence of multidisciplinary researchs the neurobiological pathways of borderline personality disorders (BPD) in youth are studied insufficiently. Neuroimaging methods found some structural and functional changes in fronto-limbic system associated with social communication and emotions regulation. The increased impulsivity characteristic of BPD suggests the decreasing of inhibiting control of emotions and behavior due to state of prefrontal cortex. The aim of the study : to assess the features of the spatial organization of brain activity in patients with different clinical subtypes of borderline personality disorder (BPD). Patients and Methods : the study included 52 patients aged 16–25 years (mean age 20.4 ± 3.2 years) with BPD (F60.31, according to ICD-10). Methods: clinical-psychopathological, psychometric, neurophysiological, statistical. Based on clinical and psychopathological characteristics, three groups of patients with different subtypes of BPD were identified. In all patients, a pre-treatment multichannel resting EEG was recorded with measurements of EEG coherence in narrow frequency subbands. Between-group differences in clinical and neurophysiological parameters were identified using nonparametric statistics criteria. Results: differences between the groups of patients were revealed in terms of the spatial organization of the EEG — in the number of “highly coherent” functional connections (with coherence coefficients above 0.9). High values of the number of such connections in the alpha2 sub-band of the EEG in the fronto-central-temporal regions reflect a relatively better functional state of the prefrontal cortex. Conclusion : the noted features of the spatial functional organization of brain activity in groups of patients with different subtypes of BPD may underlie differences in their clinical conditions, control of emotions and behavior.