Abstract Objective To uncover transdiagnostic domains of functioning across stress- and neurodevelopmental disorders, and to map these on to the topographic functional organization of cortico-striatal circuitry. Methods In a clinical sample (n=186) of subjects with high rates of comorbidity of major depressive disorder, anxiety disorder, attention-deficit/hyperactivity disorder and/or autism spectrum disorder, we use exploratory factor analysis on a wide range of clinical questionnaires to identify consistent functional domains of symptomatology across disorders, then replicate these functional domains in an independent dataset (n=188). Then, we use canonical correlation analysis link these functional domains to the topographic organization of the striatum as represented by connectopic maps. Results We reveal four functional domains that transcend current diagnostic categories relating to negative valence, cognition, social functioning and inhibition/arousal. These functional domains are replicated in an independent sample and are associated with the fine-grained topographical organization of functional connectivity in the striatum (out of sample r=0.20, p =0.026), a central hub in motor, cognitive, affective and reward-related brain circuits. Conclusions and relevance Functional domains across stress- and neurodevelopmental disorders are associated with the functional organization of the striatum. We propose that investigating psychiatric symptoms across disorders is a promising path to linking them to underlying biology, and can help bridge the gap between neuroscience and clinical psychiatry.

Functional neuroimaging has contributed substantially to understanding brain function but is dominated by group analyses that index only a fraction of the variation in these data. It is increasingly clear that parsing the underlying heterogeneity is crucial to understand individual differences and the impact of different task manipulations. We estimate large-scale (N=7728) normative models of task-evoked activation during the Emotional Face Matching Task, which enables us to bind heterogeneous datasets to a common reference and dissect heterogeneity underlying group-level analyses. We apply this model to a heterogenous patient cohort, to map individual differences between patients with one or more mental health diagnoses relative to the reference cohort and determine multivariate associations with transdiagnostic symptom domains. For the face>shapes contrast, patients have a higher frequency of extreme deviations which are spatially heterogeneous. In contrast, normative models for faces>baseline have greater predictive value for individuals' transdiagnostic functioning.

Abstract Functional neuroimaging has contributed substantially to understanding brain function but is dominated by group analyses that index only a fraction of the variation in these data. It is increasingly clear that parsing the underlying heterogeneity is crucial to understand individual differences and the impact of different task manipulations. We estimate large-scale ( N = 7728) normative models of task-evoked activation during the Emotional Face Matching Task, which enables us to bind heterogeneous datasets to a common reference and dissect heterogeneity underlying group-level analyses. We apply this model to a heterogenous patient cohort, to map individual differences between patients with one or more mental health diagnoses relative to the reference cohort and determine multivariate associations with transdiagnostic symptom domains. For the face>shapes contrast, patients have a higher frequency of extreme deviations which are spatially heterogeneous. In contrast, normative models for faces>baseline have greater predictive value for individuals’ transdiagnostic functioning. Taken together, we demonstrate that normative modelling of fMRI task-activation can be used to illustrate the influence of different task choices and map replicable individual differences, and we encourage its application to other neuroimaging tasks in future studies.