Abstract Exploring gender differences in cognitive abilities offers vital insights into human brain functioning. Our study utilized advanced techniques like magnetic resonance thermometry, standard working memory n-back tasks, and functional MRI to investigate if gender-based variations in brain temperature correlate with distinct neuronal responses and working memory capabilities. Interestingly, our findings revealed no gender disparity in working memory performance. However, we observed a significant decrease in average brain temperature in males during working memory tasks, a phenomenon not seen in females. Although changes in female brain temperature were not statistically significant, we found an inverse relationship between the absolute temperature change (ATC) and cognitive performance, alongside a correlation with blood oxygen level dependent (BOLD) neuronal responses. This suggests that in females, ATC is a crucial determinant for the link between cognitive performance and BOLD responses, a linkage not evident in males. Our results also suggest that females compensate for their brain’s heightened temperature sensitivity by activating additional neuronal networks to support working memory. This study not only underscores the complexity of gender differences in cognitive processing but also opens new avenues for understanding how temperature fluctuations influence brain functionality. Significance Sex/gender differences in cognition are of high scientific and social interest. Yet, those differences (if any) remain elusive. Here we used magnetic resonance thermometry and functional MRI to examine, whether gender differences in working memory performance (WMP) are determined by subtle, yet detectable between-sex differences in local brain temperature fluctuations mediated by blood oxygen level-dependent (BOLD) neuronal responses. We found that WMP did not differ between genders. Yet, a female’s WMP was more sensitive to brain temperature variation compared to males. Furthermore, the negative impact of temperature on female cognitive functions was compensated by higher BOLD activity in other task-specific brain areas. This compensation may account for equivocal results of studies on the between-sex differences in cognitive performance.

Abstract Since childhood, we experience speech as a combination of audio and visual signals, with visual cues particularly beneficial in difficult auditory conditions. This study investigates an alternative multisensory context of speech, and namely audio-tactile, which could prove beneficial for rehabilitation in the hearing impaired population. We show improved understanding of distorted speech in background noise, when combined with low-frequency speech-extracted vibrotactile stimulation delivered on fingertips. The quick effect might be related to the fact that both auditory and tactile signals contain the same type of information. Changes in functional connectivity due to audio-tactile speech training are primarily observed in the visual system, including early visual regions, lateral occipital cortex, middle temporal motion area, and the extrastriate body area. These effects, despite lack of visual input during the task, possibly reflect automatic involvement of areas supporting lip-reading and spatial aspects of language, such as gesture observation, in difficult acoustic conditions. For audio-tactile integration we show increased connectivity of a sensorimotor hub representing the entire body, with the parietal system of motor planning based on multisensory inputs, along with several visual areas. After training, the sensorimotor connectivity increases with high-order and language-related frontal and temporal regions. Overall, the results suggest that the new audio-tactile speech task activates regions that partially overlap with the established brain network for audio-visual speech processing. This further indicates that neuronal plasticity related to perceptual learning is first built upon an existing structural and functional blueprint for connectivity. Further effects reflect task-specific behaviour related to body and spatial perception, as well as tactile signal processing. Possibly, a longer training regime is required to strengthen direct pathways between the auditory and sensorimotor brain regions during audio-tactile speech processing.

Introduction: Genetic susceptibility is a primary factor contributing to etiology of late-onset Alzheimer's disease (LOAD). The exact mechanisms and timeline through which APOE/PICALM influence brain functions and contribute to LOAD remain unidentified. This includes their effects on individuals prior to the development of the disease. Methods: APOE/PICALM alleles were assessed to determine the genetic risk of LOAD in 79 healthy, middle-aged participants who underwent EEG and fMRI recordings. The resting-state signal was analyzed to estimate relative spectral power, complexity (Higuchi's algorithm), and connectivity (coherence in EEG and ICA-based connectivity in fMRI). Results: The main findings indicated that individuals at risk for LOAD exhibited reduced signal complexity and the so-called "slowing of EEG" which are well-known EEG markers of AD. Additionally, these individuals showed altered functional connectivity in fMRI (within attention related areas). Discussion: Risk alleles of APOE/PICALM may affect brain integrity and function prior to the onset of the disease

Abstract The ability to identify and resolve conflicts between standard, well trained behaviors, and behaviors required by the current context is an essential feature of cognitive control. To date, no consensus has been reached on the brain mechanisms involved in exerting such control: while some studies identified diverse patterns of activity across different conflicts, other studies reported common resources across conflict tasks or even across simple tasks devoid of conflict component. The latter reports attributed the entire activity observed in the presence of conflict to longer time spent on the task (i.e. to the so-called time-on-task effects). Here we used an extended Multi-Source Interference Task (MSIT) which combines Simon and flanker types of interference to determine shared and conflict-specific mechanisms of conflict resolution in fMRI, and their separability from the time-on-task effects. Increases of activity in the dorsal attention network and decreases of activity in the default mode network were largely shared across the tasks and scaled in parallel with increasing reaction times. Importantly, activity in the sensory and sensorimotor cortices, as well as in the posterior medial frontal cortex (pMFC)–a key region implicated in conflict processing–could not be exhaustively explained by the time-on-task effects. Highlights Flanker and Simon conflicts activate and deactivate largely the same brain regions. Common activity in DAN and DMN is mostly explained by time-on-task effects. Conflict-specific activity emerges mostly in the sensory cortices. pMFC (incl. dACC and pre-SMA) shows both time-on-task and conflict-related activity.