The Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) Study is an ongoing, nationwide study of the effects of environmental influences on behavioral and brain development in adolescents. The main objective of the study is to recruit and assess over eleven thousand 9-10-year-olds and follow them over the course of 10 years to characterize normative brain and cognitive development, the many factors that influence brain development, and the effects of those factors on mental health and other outcomes. The study employs state-of-the-art multimodal brain imaging, cognitive and clinical assessments, bioassays, and careful assessment of substance use, environment, psychopathological symptoms, and social functioning. The data is a resource of unprecedented scale and depth for studying typical and atypical development. The aim of this manuscript is to describe the baseline neuroimaging processing and subject-level analysis methods used by ABCD. Processing and analyses include modality-specific corrections for distortions and motion, brain segmentation and cortical surface reconstruction derived from structural magnetic resonance imaging (sMRI), analysis of brain microstructure using diffusion MRI (dMRI), task-related analysis of functional MRI (fMRI), and functional connectivity analysis of resting-state fMRI. This manuscript serves as a methodological reference for users of publicly shared neuroimaging data from the ABCD Study.

The present study examined associations between alcohol involvement in early to middle adolescence and neuropsychological (NP) functioning.Alcohol-dependent adolescents (n = 33) with over 100 lifetime alcohol episodes and without dependence on other substances were recruited from alcohol/drug abuse treatment facilities. Comparison (n = 24) adolescents had no histories of alcohol or drug problems and were matched to alcohol-dependent participants on age (15 to 16 years), gender, socioeconomic status, education, and family history of alcohol dependence. NP tests and psychosocial measures were administered to alcohol-dependent participants following 3 weeks of detoxification.Alcohol-dependent and comparison adolescents demonstrated significant differences on several NP scores. Protracted alcohol use was associated with poorer performance on verbal and nonverbal retention in the context of intact learning and recognition discriminability. Recent alcohol withdrawal among adolescents was associated with poor visuospatial functioning, whereas lifetime alcohol withdrawal was associated with poorer retrieval of verbal and nonverbal information.Deficits in retrieval of verbal and nonverbal information and in visuospatial functioning were evident in youths with histories of heavy drinking during early and middle adolescence.

Purpose: To examine the relationship of adolescent substance use and dependence to sexual risk-taking behavior in late adolescence and young adulthood. Methods: We prospectively examined self-reported sexual behaviors and substance involvement questionnaires in a sample of youth in substance abuse treatment programs and a comparison sample of sociodemographically similar community youths without histories of substance use disorders recruited from media ads. Assessments of sexual behaviors and substance involvement (78% white, 51% female) were collected at 2, 4, and 6 years after initial assessments, as they transitioned from middle adolescence to young adulthood (from age 15.5 to age 21.5 years, on average). The two samples were compared using Chi-square, analysis of variance, and multivariate analysis of variance approaches. Continuous indicators of high-risk sexual behaviors and substance involvement were analyzed with multiple regression. Results: Earlier age of onset to sexual activity, more sexual partners, less consistent use of condoms, more sexually transmitted diseases (STDs), and greater prevalence of human immunodeficiency virus testing were reported by youth in the clinical treatment sample relative to sociodemographically comparable nonabusing community youth. High rates of STDs were found among females, and more substance-abusing females reported pregnancies than community females. Substance involvement continued to be associated with high-risk sexual behavior throughout the transition into young adulthood. Conclusions: Youth identified with substance problems are more likely to engage in risky sexual behaviors during adolescence and to continue risky sexual behaviors to the extent that substance problems persist. Risk reduction education should be included with adolescent substance abuse treatment.

Objective: The present study was undertaken to assess the psychometric characteristics of the Customary Drinking and Drug Use Record (CDDR), an interviewer-administered questionnaire. The CDDR provides current (past 3 months) and lifetime measures of four alcohol- and other drug-related domains: level of involvement, withdrawal characteristics, psychological/behavioral dependence symptoms, and negative consequences. The present report describes the evaluation of the psychometric properties of the instrument with youth between the ages of 13 and 22 years who had markedly variable histories of involvement with alcohol and other psychoactive substances. Method: The sample assessed was composed of 166 adolescents recruited from two inpatient substance abuse treatment programs and 115 adolescents recruited from the community. Of the 281 subjects, 150 were male. Follow-up interviews with each adolescent and a resource person were conducted 6, 12, 24 and 48 months after the initial assessment. Results: Reliability of the CDDR was assessed by examination of internal consistency, test-retest reliability and interrater reliability. Convergent, discriminant and construct validity were evaluated for each of the CDDR domains, and gender and ethnic differences on substance involvement were examined. The CDDR was found to be internally consistent and reliable over time and across interviewers for each major domain assessed. The findings supported the validity of the four domains of alcohol and other drug involvement assessed on the CDDR. Conclusions: The present results demonstrated convergent validity of the CDDR, ability to differentiate abusing from nonabusing youth and strong diagnostic specificity when compared to other standard instruments. The solid psychometric characteristics of the CDDR support its use for both research and clinical purposes.

Relapse is a common clinical problem in individuals with substance dependence. Previous studies have implicated a multifactorial process underlying relapse; however, the contribution of specific neural substrates has not yet been examined.To determine whether results from functional magnetic resonance imaging (fMRI) shortly after drug cessation could predict relapse in stimulant-dependent individuals.Treatment-seeking methamphetamine-dependent males (N = 46) underwent fMRI 3 to 4 weeks after cessation of drug use. Of the 40 subjects who were followed up a median of 370 days, 18 relapsed and 22 did not.Blood oxygen level-dependent fMRI activation during a simple 2-choice prediction task.The fMRI activation patterns in right insular, posterior cingulate, and temporal cortex obtained early in recovery correctly predicted 20 of 22 subjects who did not relapse and 17 of 18 subjects who did. A Cox regression analysis revealed that the combination of right middle frontal gyrus, middle temporal gyrus, and posterior cingulate activation best predicted the time to relapse.To our knowledge, this is the first investigation to show that fMRI can be used to predict relapse in substance-dependent individuals.

Background: Adolescents with alcohol use disorders (AUD) have shown smaller prefrontal cortex (PFC) volumes compared with healthy controls; however, differences may have been due to comorbid disorders. This study examined PFC volumes in male and female adolescents with AUD who did not meet criteria for comorbid mood or attention disorders. Methods: Participants were adolescents aged 15 to 17 who met criteria for AUD ( n = 14), and demographically similar healthy controls ( n = 17). Exclusions included any history of a psychiatric or neurologic disorder other than AUD or conduct disorder. Magnetic resonance imaging scans occurred after at least 5 days of abstinence from alcohol or drugs. Overall PFC volumes and white matter PFC volumes were compared between groups. Results: After controlling for conduct disorder, gender, and intracranial volume, AUD teens demonstrated marginally smaller anterior ventral PFC volumes ( p = 0.09) than controls, and significant interactions between group and gender were observed ( p < 0.001 to p < 0.03). Compared with same‐gender controls, females with AUD demonstrated smaller PFC volumes, while males with AUD had larger PFC volumes. The same pattern was observed for PFC white matter volumes. Conclusions: Consistent with adult literature, alcohol use during adolescence is associated with prefrontal volume abnormalities, including white matter differences. However, adolescents with AUD demonstrated gender‐specific morphometric patterns. Thus, it is possible that gender may moderate the impact of adolescent alcohol use on prefrontal neurodevelopment, and the neurodevelopmental trajectories of heavy drinking boys and girls should be evaluated separately in longitudinal studies.

Background

 Very few studies have been performed to understand the underlying neural substrates of adolescent major depressive disorder (MDD). Studies in depressed adults have demonstrated that the subgenual anterior cingulate cortex (sgACC) plays a pivotal role in depression and have revealed aberrant patterns of resting-state functional connectivity (RSFC). Here, we examine the RSFC of the sgACC in medication-naïve first-episode adolescents with MDD. 

Methods

 Twenty-three adolescents with MDD and 36 well-matched control subjects underwent functional magnetic resonance imaging to assess the RSFC of the sgACC. 

Results

 We observed elevated connectivity between the sgACC and the insula and between the sgACC and the amygdala in the MDD group compared with the control subjects. Decreased connectivity between the sgACC and the precuneus was also found in the MDD group relative to the control subjects. Within the MDD group, higher levels of depression significantly correlated with decreased connectivity between the sgACC and left precuneus. Increased rumination was significantly associated with reduced connectivity between sgACC and the middle and inferior frontal gyri in the MDD group. 

Conclusions

 Our study is the first to examine sgACC connectivity in medication-naïve first-episode adolescents with MDD compared with well-matched control participants. Our results suggest aberrant functional connectivity among the brain networks responsible for salience attribution, executive control, and the resting-state in the MDD group compared with the control participants. Our findings raise the possibility that therapeutic interventions that can restore the functional connectivity among these networks to that typical of healthy adolescents might be a fruitful avenue for future research.

Objective Cortical thickness changes dramatically during development and is influenced by adolescent drinking. However, previous findings have been inconsistent and limited by region-of-interest approaches that are underpowered because they do not conform to the underlying heterogeneity from the effects of alcohol. Methods Adolescents (n=657; 12-22 years at baseline) from the National Consortium on Alcohol and Neurodevelopment in Adolescence (NCANDA) who endorsed little to no alcohol use at baseline were assessed with structural MRI and followed longitudinally at four yearly intervals. Seven unique spatially covarying patterns of cortical thickness were obtained from the baseline scans by applying a novel data-driven method called non-negative matrix factorization (NMF). The cortical thickness maps of all participants’ longitudinal scans were projected onto vertex-level cortical patterns to obtain participant-specific coefficients for each pattern. Linear mixed-effects models were fit to each pattern to investigate longitudinal effects of alcohol consumption on cortical thickness. Results In most NMF-derived cortical thickness patterns, the longitudinal rate of decline in no/low drinkers was similar for all age cohorts, among moderate drinkers the decline was faster in the younger cohort and slower in the older cohort, among heavy drinkers the decline was fastest in the younger cohort and slowest in the older cohort (FDR corrected p-values < 0.01). Conclusions The NMF method can delineate spatially coordinated patterns of cortical thickness at the vertex level that are unconstrained by anatomical features. Age-appropriate cortical thinning is more rapid in younger adolescent drinkers and slower in older adolescent drinkers.

Abstract The age- and time-dependent effects of binge-drinking on adolescent brain development have not been well characterized even though binge drinking is a health crisis among adolescents. The impact of binge drinking on gray matter volume development was examined using longitudinal data from the National Consortium on Alcohol and NeuroDevelopment in Adolescence (NCANDA). Non-binge drinkers (n=177) were matched to binge drinkers (n=164) on potential confounders. Number of binge drinking episodes in the past year was linked to decreased volumes for total gray matter, frontal, parietal, temporal, and occipital lobes ( p s<.001). Interactions of binge drinking episodes and age demonstrated stronger effects in younger subjects for total gray matter, frontal, temporal, and occipital lobes ( p s<.001). Subsequent models included binge drinking coded in multiple ways. Models sensitive to number of episodes and temporal proximity to outcomes provided the best fits. Declines in gray matter volume association with binge drinking are potentially related to changes in cognition frequently reported among binge drinking adolescents. Results underscore the potential importance of delaying initiation of binge drinking and provide evidence for a dose-response relationship of binge drinking to gray matter decline. Temporally proximal binge drinking was associated more strongly with gray matter decline, suggesting the potential for recovery.

Importance Most research to understand postacute sequelae of SARS-CoV-2 infection (PASC), or long COVID, has focused on adults, with less known about this complex condition in children. Research is needed to characterize pediatric PASC to enable studies of underlying mechanisms that will guide future treatment. Objective To identify the most common prolonged symptoms experienced by children (aged 6 to 17 years) after SARS-CoV-2 infection, how these symptoms differ by age (school-age [6-11 years] vs adolescents [12-17 years]), how they cluster into distinct phenotypes, and what symptoms in combination could be used as an empirically derived index to assist researchers to study the likely presence of PASC. Design, Setting, and Participants Multicenter longitudinal observational cohort study with participants recruited from more than 60 US health care and community settings between March 2022 and December 2023, including school-age children and adolescents with and without SARS-CoV-2 infection history. Exposure SARS-CoV-2 infection. Main Outcomes and Measures PASC and 89 prolonged symptoms across 9 symptom domains. Results A total of 898 school-age children (751 with previous SARS-CoV-2 infection [referred to as infected ] and 147 without [referred to as uninfected ]; mean age, 8.6 years; 49% female; 11% were Black or African American, 34% were Hispanic, Latino, or Spanish, and 60% were White) and 4469 adolescents (3109 infected and 1360 uninfected; mean age, 14.8 years; 48% female; 13% were Black or African American, 21% were Hispanic, Latino, or Spanish, and 73% were White) were included. Median time between first infection and symptom survey was 506 days for school-age children and 556 days for adolescents. In models adjusted for sex and race and ethnicity, 14 symptoms in both school-age children and adolescents were more common in those with SARS-CoV-2 infection history compared with those without infection history, with 4 additional symptoms in school-age children only and 3 in adolescents only. These symptoms affected almost every organ system. Combinations of symptoms most associated with infection history were identified to form a PASC research index for each age group; these indices correlated with poorer overall health and quality of life. The index emphasizes neurocognitive, pain, and gastrointestinal symptoms in school-age children but change or loss in smell or taste, pain, and fatigue/malaise–related symptoms in adolescents. Clustering analyses identified 4 PASC symptom phenotypes in school-age children and 3 in adolescents. Conclusions and Relevance This study developed research indices for characterizing PASC in children and adolescents. Symptom patterns were similar but distinguishable between the 2 groups, highlighting the importance of characterizing PASC separately for these age ranges.