Abstract Digitized neuroanatomical atlases are crucial for localizing brain structures and analyzing functional networks identified by magnetic resonance imaging (MRI). To aid in MRI data analysis, we have created a comprehensive parcellation of the rhesus macaque subcortex using a high-resolution ex vivo structural imaging scan. The structural scan and its parcellation were warped to the updated NIMH Macaque Template (NMT v2), an in vivo population template, where the parcellation was refined to produce the Subcortical Atlas of the Rhesus Macaque (SARM). The subcortical parcellation and nomenclature reflect those of the 4 th edition of the Rhesus Monkey Brain in Stereotaxic Coordinates (RMBSC4; Paxinos et al., in preparation). The SARM features six parcellation levels, arranged hierarchically from fine regions-of-interest (ROIs) to broader composite regions, suited for fMRI studies. As a test, we ran a functional localizer for the dorsal lateral geniculate (DLG) nucleus in three macaques and found significant fMRI activation in this atlas region. The SARM has been made openly available to the neuroimaging community and can easily be used with common MR data processing software, such as AFNI, where the atlas can be embedded into the software alongside cortical macaque atlases. Highlights We present the Subcortical Atlas of the Rhesus Macaque (SARM). SARM provides a neuroanatomical reference frame for neuroimaging analysis. The entire subcortex is mapped, including the thalamus, basal ganglia, and brainstem. ROIs are grouped hierarchically, making SARM useful at multiple spatial resolutions. SARM is in the NMT v2 template space and complements the CHARM atlas for the cortex.

Abstract Substance use disorders (SUDs) are characterized by a compulsion to seek and consume one or more substances of abuse, with a perceived loss of control and negative emotional state. Repeated use of a substance results in synaptic and morphological changes, secondary to toxicity and SUD pathology in the dopamine striato-thalamo-cortical and limbic pathways. These neuroadaptations seem to vary between studies, which could be related to divergent effects of substances, consumption severity or other unknown factors. We therefore identified studies investigating the effects of SUDs using volumetric whole-brain voxel-based morphometry (VBM) in gray (GM) and white matter (WM). We performed a systematic review and meta-analysis of VBM studies using the anatomic likelihood estimation (ALE) method implemented in GingerALE (PROSPERO pre-registration CRD42017071222 ). Fifty studies met inclusion criteria and were included in the final quantitative meta-analysis, with a total of 538 foci, 88 experiments and 4370 participants. We found convergence and divergence in brain regions and volume effects (higher vs lower volume) in GM and WM depending on the severity of consumption pattern and type of substance. Convergent pathology was evident across substances in GM of the insula, anterior cingulate cortex, putamen, and thalamus, and in WM of the thalamic radiation and internal capsule bundle. Divergent pathology between occasional use (cortical pathology) and addiction (cortical-subcortical pathology) provides evidence of a possible top-down neuroadaptation. Our findings indicate distinctive brain morphometry alterations in SUDs, which may inform our understanding of disease progression and ultimately therapeutic approaches.

Abstract The pleasurable urge to move to music (PLUMM) elicits activity in motor and reward areas of the brain and is thought to be driven by predictive processes. Dopamine within motor and limbic cortico-striatal networks is implicated in the predictive processes underlying beat-based timing and music-induced pleasure, respectively. This suggests a central role of cortico-striatal dopamine in PLUMM. This study tested this hypothesis by comparing PLUMM in Parkinson’s disease patients, healthy age-matched, and young controls. Participants listened to musical sequences with varying rhythmic and harmonic complexity (low, medium, high), and rated their experienced pleasure and urge to move to the rhythm. In line with previous results, healthy younger participants showed an inverted U-shaped relation between rhythmic complexity and ratings, with a preference for medium complexity rhythms, while age-matched controls showed a similar, but weaker, inverted U-shaped response. Conversely, PD patients showed a significantly flattened response for both the urge to move and pleasure. Crucially, this flattened response could not be attributed to differences in rhythm discrimination and did not reflect an overall decrease in ratings. Together, these results support the role of dopamine within cortico-striatal networks in the predictive processes that form the link between the perceptual processing of rhythmic patterns, and the affective and motor responses to rhythmic music.

Abstract Brackground Current treatments for Alzheimer’s disease (AD) have a limited clinical response and methods, such as repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), are being studied as possible treatments for the clinical symptoms with positive results. However, there is still seldom information on the type of rTMS protocols that deliver the best clinical improvement in AD. Objetive To compare the clinical response between a simple stimulation protocol on the left dorsolateral prefrontal cortex (lDLPFC) against a complex protocol using six regions of interest. Methods 19 participants were randomized to receive any of the protocols. The analysis of repeated measures evaluated the change. Results Both protocols were equally proficient at improving cognitive function, behavior and functionality after 3 weeks of treatment, and the effects were maintained for 4 weeks more without treatment. Conclusion We suggest rTMS on the lDLPFC could be enough to provide a clinical response, and the underlying mechanisms should be studied.

Abstract Neuroimaging non-human primates (NHPs) is a growing, yet highly specialized field of neuroscience. Resources that were primarily developed for human neuroimaging often need to be significantly adapted for use with NHPs or other animals, which has led to an abundance of custom, in-house solutions. In recent years, the global NHP neuroimaging community has made significant efforts to transform the field towards more open and collaborative practices. Here we present the PRIMatE Resource Exchange (PRIME-RE), a new collaborative online platform for NHP neuroimaging. PRIME-RE is a dynamic community-driven hub for the exchange of practical knowledge, specialized analytical tools, and open data repositories, specifically related to NHP neuroimaging. PRIME-RE caters to both researchers and developers who are either new to the field, looking to stay abreast of the latest developments, or seeking to collaboratively advance the field.

Borderline personality disorder (BPD) is a chronic condition characterized by high levels of impulsivity, affective instability, and difficulty to establish and manage interpersonal relationships. This paper assessed differences in performance on social cognitive paradigms (MASC, RMTE) and how it related to child abuse. Specifically, it evaluated the relationship between performance on cognitive paradigms and baseline brain connectivity in patients with BPD, compared to healthy controls. BPD patients had higher levels of childhood maltreatment, increased impulsivity and aggression, and more dissociative symptoms than control subjects. For the sexual abuse subdimension, there were no differences between the BPD and the control groups, but there was a negative correlation between MASC scores and total childhood maltreatment levels, as well as between physical abuse, physical negligence, and MASC. Both groups showed that the higher the level of childhood maltreatment, the lower the performance on the MASC social cognitive test. Further, in the BPD group, there was hypoconnectivity between the structures responsible for emotion regulation and social cognitive responses that have been described as part of the frontolimbic circuitry. The more serious the child abuse, the lower the connectivity.

Music is increasingly used as an adjuvant for chronic pain management as it is not invasive, inexpensive, and patients usually report positive experiences with it. However, little is known about its clinical efficacy in chronic pain patients. In this systematic review and meta-analysis, we investigated randomized controlled trials (RCTs) of adult patients that reported any type of music intervention for chronic pain, chosen by the researcher or patient, lasting for any duration. Searches were performed using PsycINFO, Scopus and PubMed for RTCs published until the end of May 2016. The primary outcome was reduction in self-reported pain using a standardized pain measurement instrument reported post-intervention. The secondary outcomes were: quality of life measures, depression and anxiety measures, among others. The study was pre-registered with PROSPERO (CRD42016039837) and the meta-analysis was done using RevMan. We identified 768 titles and abstracts, and we included 14 RTCs that fulfilled our criteria. The sample size of the studies varied between 25 and 200 participants. We found that music reduced chronic pain, and depression, with higher effect size on pain and depression. We also found music had a higher effect when the participant chose the music in contrast with researcher-chosen music. The sample size of RCTs was small and sometimes with different outcome measures. Our analysis suggests that music may be beneficial as an adjuvant for chronic pain patients, as it reduces self-reported pain and its common co-morbidities. Importantly, the analgesic effect of music appears higher with self-chosen over researcher-chosen music.

Alcohol use disorder (AUD) is a major public health problem in which preclinical models allow the study of AUD development, comorbidities and possible new treatments. The intermittent access two-bottle choice (IA2BC) model is a validated preclinical model for studying alcohol intake patterns similar to those present in AUD in human clinical studies. Typically, the mean/median of overall alcohol intake or the last drinking sessions is used as a threshold to divide groups of animals into high or low alcohol consumers. However, it would be more statistically valuable to stratify the groups using the full consumption data from all drinking sessions. In this study, we aimed to evaluate the effectiveness of using the time series data of all drinking sessions to stratify the population into high or low alcohol consumption groups, using a latent class linear mixed model (LCLMM). We compared LCLMM to traditional classification methods: percentiles, k-means clustering, and hierarchical clustering, and used simulations to compare accuracy between methods. Our results demonstrated that LCLMM outperforms other approaches, achieving superior accuracy (0.94) in identifying consumption patterns. By considering the entire trajectory of alcohol intake, LCLMM provides a more robust and nuanced characterization of high and low alcohol consumers. We advocate for the adoption of longitudinal statistical models in substance use disorder research, both in human studies and preclinical investigations, as they hold promise for enhancing population stratification and refining treatment strategies.

Abstract Anticipation of trust from a partner with high social closeness generates the preconditions for cooperative and reciprocal interactions to occur. However, if there is uncertainty in the interaction because the partner is a stranger or because the person has mistrusted us on another occasion, an aversive experience is generated. Hence, low social closeness or mistrust makes people keep track of the other’s behavior. In case of experiencing deviations from social norms, the person will monitor the intentions of the partner and update their priors regarding their social preferences. The anterior insula (AIns) seems to be sensitive to these social norm violations in functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiments, however, the monitoring of partners with different levels of social closeness has not been investigated. In our study we wanted to find the brain regions related to (dis)trust anticipation from partners who differ in their level of social closeness. For this, we designed an experiment in which participants played an economic decision game with three people (trustors): A computer, a stranger, and a real friend. We covertly manipulated their decisions in the game so that they unexpectedly distrusted our participants. Using task-fMRI, our whole-brain analysis found that the AIns was active during the anticipation of the decisions from human partners (humans vs computer), but not during anticipation between high and low social closeness (friend vs stranger). However, using a psychophysiological interaction analysis, we found increases in functional coupling between the AIns and regions in the “mentalizing” network (such as temporal regions and parieto-occipital cortices) during trust anticipation between a high versus low social closeness partner. These results suggest that there may be a modulation of the AIns activity, specifically for high social closeness trustors, by regions that encode the intentions underlying the truster behavior.

Abstract Neuromodulation interventions, such as Deep Brain Stimulation (DBS) and repeated transcranial magnetic stimulation (rTMS), are proposed as possible new complementary therapies to treat substance use disorders (SUD) such as alcohol use disorder (AUD). It is hypothesized that neuromodulation may induce neural plasticity in the reward and frontostriatal systems via electrical field induction, possibly reducing symptoms. Preclinical self-administration rodent models of AUD may help us gain insight into the effects of neuromodulation therapies on different pathology, as well as the neural mechanisms behind the positive effects. DBS, or any type of brain stimulation using intracranial electrodes in rodents, would benefit from the use of MRI to study the longitudinal effects and mechanisms of stimulation as well as novel targets, as it is a non-invasive technique that allows the analysis of structural and functional changes in the brain. To do this, there is a need for MRI-compatible electrodes that allow for MRI acquisition with minimal distortion of the magnetic field. In this protocol, we present a method for the construction and surgery of chronically implantable monopolar carbon electrodes for use in rats. Unlike conventional electrodes, carbon electrodes are resistant to high temperatures, flexible, and generate fewer artifacts in MRI compared to conventional ones. We validated its use by using a focal electrical stimulation high-frequency (20 Hz) protocol that lasted ~10 sessions. We propose that this technique can also be used for the research of the neurophysiological bases of the neuromodulatory treatment in other preclinical substance use disorders (SUD) models.