Trait mindfulness, the tendency to attend to present-moment experiences without judgement, is negatively correlated with adolescent anxiety and depression. Understanding the neural mechanisms underlying trait mindfulness may inform the neural basis of psychiatric disorders. However, few studies have identified brain connectivity states that correlate with trait mindfulness in adolescence, nor have they assessed the reliability of such states.

Abstract Mind-wandering is a frequent, daily mental activity, experienced in unique ways in each person. Yet neuroimaging evidence relating mind-wandering to brain activity, for example in the default mode network (DMN), has relied on population-rather than individual-based inferences due to limited within-individual sampling. Here, three densely-sampled individuals each reported hundreds of mind-wandering episodes while undergoing multi-session functional magnetic resonance imaging. We found reliable associations between mind-wandering and DMN activation when estimating brain networks within individuals using precision functional mapping. However, the timing of spontaneous DMN activity relative to subjective reports, and the networks beyond DMN that were activated and deactivated during mind-wandering, were distinct across individuals. Connectome-based predictive modeling further revealed idiosyncratic, whole-brain functional connectivity patterns that consistently predicted mind-wandering within individuals but did not fully generalize across individuals. Predictive models of mind-wandering and attention that were derived from larger-scale neuroimaging datasets largely failed when applied to densely-sampled individuals, further highlighting the need for personalized models. Our work offers novel evidence for both conserved and variable neural representations of self-reported mind-wandering in different individuals. The previously-unrecognized inter-individual variations reported here underscore the broader scientific value and potential clinical utility of idiographic approaches to brain-experience associations.

Essential features of the world are often hidden and must be inferred by constructing internal models based on indirect evidence. Here, to study the mechanisms of inference we established a foraging task that is naturalistic and easily learned, yet can distinguish inference from simpler strategies such as the direct integration of sensory data. We show that both mice and humans learn a strategy consistent with optimal inference of a hidden state. However, humans acquire this strategy more than an order of magnitude faster than mice. Using optogenetics in mice we show that orbitofrontal and anterior cingulate cortex inactivation impact task performance, but only orbitofrontal inactivation reverts mice from an inference-based to a stimulus-bound decision strategy. These results establish a cross-species paradigm for studying the problem of inference-based decision-making and begin to dissect the network of brain regions crucial for its performance.

Trait mindfulness-the tendency to attend to present-moment experiences without judgment-is negatively correlated with adolescent anxiety and depression. Understanding the neural mechanisms that underlie trait mindfulness may inform the neural basis of psychiatric disorders. However, few studies have identified brain connectivity states that are correlated with trait mindfulness in adolescence, and they have not assessed the reliability of such states.

Trait mindfulness refers to one's disposition or tendency to pay attention to their experiences in the present moment, in a non-judgmental and accepting way. Trait mindfulness has been robustly associated with positive mental health outcomes, but its neural underpinnings are poorly understood. Prior resting-state fMRI studies have associated trait mindfulness with within- and between-network connectivity of the default-mode (DMN), fronto-parietal (FPN), and salience networks. However, it is unclear how generalizable the findings are, how they relate to different components of trait mindfulness, and how other networks and brain areas may be involved.