Increased amygdala reactivity during processing of certain types of emotional stimuli (e.g., fear, anger) has been observed in patients with anxiety disorders such as social phobia and posttraumatic stress disorder (PTSD). It is uncertain whether this heightened amygdala reactivity is specific to treatment-seeking patients with anxiety disorders or is a general feature of individuals with increased anxiety-related temperamental traits.Thirty-two physically healthy subjects 18-21 years old were recruited from a large pool of college students. Of these, 16 were chosen on the basis of scoring in the upper-15th percentile on a measure of trait anxiety (anxiety-prone group), and 16 were chosen on the basis of scoring in the normative range (40th-60th percentile). Subjects participated in functional magnetic resonance imaging (fMRI) during an emotion face assessment task that has been shown to reliably engage amygdala and associated limbic structures.Anxiety-prone subjects had significantly greater bilateral amygdala and insula activation to emotional faces than did the anxiety-normative comparison subjects. Higher scores on several measures assessing anxiety proneness (e.g., neuroticism, trait anxiety, and anxiety sensitivity) were associated with greater activation of the amygdala (predominantly left-sided) and the anterior insula (bilateral).Increased amygdala and insula reactivity to certain types of emotional processing is seen in young adults with increased anxiety-related temperamental traits. Therefore, this brain emotion-processing profile may be a functional endophenotype for proneness to (certain kinds of) anxiety disorders.

Decision making and risk taking are interrelated processes that are important for daily functioning. The somatic marker hypothesis has provided a conceptual basis for processes involved in risk-taking decision making and has been used to link discrete neural substrates to risk-related behaviors. This investigation examined the hypothesis that the degree of risk-taking is related to the degree of activation in the insular cortex. Seventeen healthy, right-handed subjects performed a risk-taking decision-making task during functional magnetic resonance imaging (fMRI) using a fast event-related design. This investigation yielded three main findings. First, right insula (BA 13) activation was significantly stronger when subjects selected a "risky" response versus selecting a "safe" response. Second, the degree of insula activation was related to the probability of selecting a "safe" response following a punished response. Third, the degree of insula activation was related to the subjects' degree of harm avoidance and neuroticism as measured by the TCI and NEO personality questionnaires, respectively. These results are consistent with the hypothesis that insula activation serves as a critical neural substrate to instantiate aversive somatic markers that guide risk-taking decision-making behavior.

Although clinical observations suggest that humans with amygdala damage have abnormal fear reactions and a reduced experience of fear [1Sprengelmeyer R. Young A.W. Schroeder U. Grossenbacher P.G. Federlein J. Büttner T. Przuntek H. Knowing no fear.Proc. Biol. Sci. 1999; 266: 2451-2456Crossref PubMed Scopus (177) Google Scholar, 2Hurlemann R. Schlaepfer T.E. Matusch A. Reich H. Shah N.J. Zilles K. Maier W. Bauer A. Reduced 5-HT(2A) receptor signaling following selective bilateral amygdala damage.Soc. Cogn. Affect. Neurosci. 2009; 4: 79-84Crossref PubMed Scopus (22) Google Scholar, 3Broks P. Young A.W. Maratos E.J. Coffey P.J. Calder A.J. Isaac C.L. Mayes A.R. Hodges J.R. Montaldi D. Cezayirli E. et al.Face processing impairments after encephalitis: Amygdala damage and recognition of fear.Neuropsychologia. 1998; 36: 59-70Crossref PubMed Scopus (276) Google Scholar], these impressions have not been systematically investigated. To address this gap, we conducted a new study in a rare human patient, SM, who has focal bilateral amygdala lesions [4Adolphs R. Tranel D. Damasio H. Damasio A.R. Impaired recognition of emotion in facial expressions following bilateral damage to the human amygdala.Nature. 1994; 372: 669-672Crossref PubMed Scopus (1630) Google Scholar]. To provoke fear in SM, we exposed her to live snakes and spiders, took her on a tour of a haunted house, and showed her emotionally evocative films. On no occasion did SM exhibit fear, and she never endorsed feeling more than minimal levels of fear. Likewise, across a large battery of self-report questionnaires, 3 months of real-life experience sampling, and a life history replete with traumatic events, SM repeatedly demonstrated an absence of overt fear manifestations and an overall impoverished experience of fear. Despite her lack of fear, SM is able to exhibit other basic emotions and experience the respective feelings. The findings support the conclusion that the human amygdala plays a pivotal role in triggering a state of fear and that the absence of such a state precludes the experience of fear itself.

Studying a patient with selective damage to the insular and anterior cingulate cortex, the current study finds that these regions are not necessary for interoceptive awareness of one's own heartbeat, but the primary somatosensory cortex is required for such self-awareness. A network of cortical brain regions, including the insula and anterior cingulate cortex (ACC), has been proposed as the critical and sole substrate for interoceptive awareness. Combining lesion and pharmacological approaches in humans, we found that the insula and ACC were not critical for awareness of heartbeat sensations. Instead, this awareness was mediated by both somatosensory afferents from the skin and a network that included the insula and ACC. Together, these pathways enable the core human experience of the cardiovascular state of the body.

Despite substantial work highlighting the amygdala's role in fear, the authors provide a surprising finding that carbon dioxide inhalation evokes fear and panic in three patients with bilateral amygdala damage. These results indicate that the amygdala is not required for fear triggered internally rather than by external threats. Decades of research have highlighted the amygdala's influential role in fear. We found that inhalation of 35% CO2 evoked not only fear, but also panic attacks, in three rare patients with bilateral amygdala damage. These results indicate that the amygdala is not required for fear and panic, and make an important distinction between fear triggered by external threats from the environment versus fear triggered internally by CO2.

Abstract Understanding the neural processes governing the human gut-brain connection has been challenging due to the inaccessibility of the body’s interior. Here, we investigated neural responses to gastrointestinal sensation using a minimally invasive mechanosensory probe by quantifying brain, stomach, and perceptual responses following the ingestion of a vibrating capsule. Participants successfully perceived capsule stimulation under two vibration conditions (normal and enhanced), as evidenced by above chance accuracy scores. Perceptual accuracy improved significantly during the enhanced relative to normal stimulation, which was associated with a more rapid detection of the stimulation and reduced reaction time variability. Stomach stimulation induced early and late neural responses in parieto-occipital leads near the midline. Moreover, these ‘gastric evoked potentials’ showed intensity-dependent increases in amplitude and were significantly correlated with perceptual accuracy. These findings highlight a unique form of enterically-focused sensory monitoring within the human brain, with implications for understanding gut-brain interactions in healthy and clinical populations.

Background Reduced Environmental Stimulation Therapy via floatation (floatation-REST) is a behavioral intervention designed to attenuate exteroceptive sensory input to the nervous system. Prior studies in anxious and depressed individuals demonstrated that single sessions of floatation-REST are safe, well-tolerated, and associated with an acute anxiolytic and antidepressant effect that persists for over 48 hours. However, the feasibility of using floatation-REST as a repeated intervention in anxious and depressed populations has not been well-investigated. Methods In this single-blind safety and feasibility trial, 75 individuals with anxiety and depression were randomized to complete six sessions of floatation-REST in different formats: pool-REST (weekly 1-hour float sessions), pool-REST preferred (float sessions with flexibility of duration and frequency), or an active comparator (chair-REST; weekly 1-hour sessions in a Zero Gravity chair). Feasibility (primary outcome) was assessed via an 80% rate of adherence to the assigned intervention; tolerability via study dropout and duration/frequency of REST utilization; and safety via incidence of adverse events and ratings about the effects of REST. Results Of 1,715 individuals initially screened, 75 participants were ultimately randomized. Six-session adherence was 85% for pool-REST (mean, M = 5.1 sessions; standard deviation, SD = 1.8), 89% for pool-REST preferred ( M = 5.3 sessions; SD = 1.6), and 74% for chair-REST ( M = 4.4 sessions; SD = 2.5). Dropout rates at the end of the intervention did not differ significantly between the treatment conditions. Mean session durations were 53.0 minutes ( SD = 12.3) for pool-REST, 75.4 minutes ( SD = 29.4) for pool-REST preferred, and 58.4 minutes ( SD = 4.3) for chair-REST. There were no serious adverse events associated with any intervention. Positive experiences were endorsed more commonly than negative ones and were also rated at higher levels of intensity. Conclusions Six sessions of floatation-REST appear feasible, well-tolerated, and safe in anxious and depressed individuals. Floatation-REST induces positively-valenced experiences with few negative effects. Larger randomized controlled trials evaluating markers of clinical efficacy are warranted. Clinical Trial Registration Identifier NCT03899090 .