Previous experimenters have found that 4-day-old neonates look longer at their mother's face than at a stranger's face. We have replicated this finding under conditions where the infants are only provided with visual information on identity, with all the usual stimuli associated with the presence of the mother's face absent. The structure responsible for this cannot be equated with Conspec, the innate structure underlying face preference in neonates (Johnson & Morton, 1991). In a second experiment, we show that infants do not discriminate mother from stranger when both women are wearing head scarves. This indicates that, unlike older infants (de Schonen, Gil de Diaz, & Mathivet, 1986; de Schonen & Mathivet, 1990), neonates acquire a representation of their mother's face in which the hair line and outer contour have an integral part. This suggests that the system responsible for the neonates' performance is not the same as the one at work in older infants.

Neuroimaging studies show structural differences in both cortical and subcortical brain regions in children and adults with autism spectrum disorder (ASD) compared with healthy subjects. Findings are inconsistent, however, and it is unclear how differences develop across the lifespan. The authors investigated brain morphometry differences between individuals with ASD and healthy subjects, cross-sectionally across the lifespan, in a large multinational sample from the Enhancing Neuroimaging Genetics Through Meta-Analysis (ENIGMA) ASD working group.The sample comprised 1,571 patients with ASD and 1,651 healthy control subjects (age range, 2-64 years) from 49 participating sites. MRI scans were preprocessed at individual sites with a harmonized protocol based on a validated automated-segmentation software program. Mega-analyses were used to test for case-control differences in subcortical volumes, cortical thickness, and surface area. Development of brain morphometry over the lifespan was modeled using a fractional polynomial approach.The case-control mega-analysis demonstrated that ASD was associated with smaller subcortical volumes of the pallidum, putamen, amygdala, and nucleus accumbens (effect sizes [Cohen's d], 0.13 to -0.13), as well as increased cortical thickness in the frontal cortex and decreased thickness in the temporal cortex (effect sizes, -0.21 to 0.20). Analyses of age effects indicate that the development of cortical thickness is altered in ASD, with the largest differences occurring around adolescence. No age-by-ASD interactions were observed in the subcortical partitions.The ENIGMA ASD working group provides the largest study of brain morphometry differences in ASD to date, using a well-established, validated, publicly available analysis pipeline. ASD patients showed altered morphometry in the cognitive and affective parts of the striatum, frontal cortex, and temporal cortex. Complex developmental trajectories were observed for the different regions, with a developmental peak around adolescence. These findings suggest an interplay in the abnormal development of the striatal, frontal, and temporal regions in ASD across the lifespan.

Abstract Background Left-right asymmetry is an important organizing feature of the healthy brain. Various studies have reported altered structural brain asymmetry in autism spectrum disorder (ASD). However, findings have been inconsistent, likely due to limited sample sizes and low statistical power. Methods We investigated 1,774 subjects with ASD and 1,809 controls, from 54 datasets, for differences in the asymmetry of thickness and surface area of 34 cerebral cortical regions. We also examined global hemispheric measures of cortical thickness and area asymmetry, and volumetric asymmetries of subcortical structures. Data were obtained via the ASD Working Group of the ENIGMA (Enhancing NeuroImaging Genetics through Meta-Analysis) consortium. T1-weighted MRI data were processed with a single protocol using FreeSurfer and the Desikan-Killiany atlas. Results ASD was significantly associated with reduced leftward asymmetry of total hemispheric average cortical thickness, compared to controls. Eight regional thickness asymmetries, distributed over the cortex, also showed significant associations with diagnosis after correction for multiple comparisons, for which asymmetry was again generally lower in ASD versus controls. In addition, the medial orbitofrontal surface area was less rightward asymmetric in ASD than controls, and the putamen volume was more leftward asymmetric in ASD than controls. The largest effect size had Cohen’s d = 0.15. Most effects did not depend on age, sex, IQ, or disorder severity. Conclusion Altered lateralized neurodevelopment is suggested in ASD, affecting widespread cortical regions with diverse functions. Large-scale analysis was necessary to reliably detect, and accurately describe, subtle alterations of structural brain asymmetry in this disorder.

Abstract Only a small number of studies have assessed structural differences between the two hemispheres during childhood and adolescence. However, the existing findings lack consistency or are restricted to a particular brain region, a specific brain feature, or a relatively narrow age range. Here, we investigated associations between brain asymmetry and age as well as sex in one of the largest pediatric samples to date ( n = 4265), aged 1–18 years, scanned at 69 sites participating in the ENIGMA (Enhancing NeuroImaging Genetics through Meta‐Analysis) consortium. Our study revealed that significant brain asymmetries already exist in childhood, but their magnitude and direction depend on the brain region examined and the morphometric measurement used (cortical volume or thickness, regional surface area, or subcortical volume). With respect to effects of age, some asymmetries became weaker over time while others became stronger; sometimes they even reversed direction. With respect to sex differences, the total number of regions exhibiting significant asymmetries was larger in females than in males, while the total number of measurements indicating significant asymmetries was larger in males (as we obtained more than one measurement per cortical region). The magnitude of the significant asymmetries was also greater in males. However, effect sizes for both age effects and sex differences were small. Taken together, these findings suggest that cerebral asymmetries are an inherent organizational pattern of the brain that manifests early in life. Overall, brain asymmetry appears to be relatively stable throughout childhood and adolescence, with some differential effects in males and females.

Abstract Small average differences in the left-right asymmetry of cerebral cortical thickness have been reported in individuals with autism spectrum disorder (ASD) compared to typically developing controls. Although these alterations affect multiple and widespread cortical regional asymmetries, the extent to which specific structural networks might be affected remains unknown. Inter-regional morphological covariance analysis can capture network connectivity relations between different cortical areas at the macroscale level. Here, we used cortical thickness data from 1,455 individuals with ASD and 1,560 controls, across 43 independent datasets of the ENIGMA consortium’s ASD Working Group, to assess hemispheric asymmetries of intra-individual structural covariance networks, using graph theory-based topological metrics. Compared with typical features of small-world architecture in controls, the ASD sample showed significantly altered asymmetry of hemispheric networks involving the fusiform, rostral middle frontal, and medial orbitofrontal cortex, driven by shifts toward higher randomization of the corresponding right-hemispheric networks in ASD. A network involving the superior frontal cortex showed decreased right-hemisphere randomization. Based on comparisons with meta-analyzed functional neuroimaging data, the altered connectivity asymmetry particularly affected networks that subserve working memory, executive functions, language, reading, and sensorimotor processes. Taken together, these findings provide new insights into how altered brain left-right asymmetry in ASD affects specific structural and functional brain networks. Altered asymmetrical brain development in ASD may be partly propagated among spatially distant regions through structural connectivity.

Abstract The central sulcus is probably one of the most studied folds in the human brain, owing to its clear relationship with primary sensory-motor functional areas. However, due to the difficulty of estimating the trajectories of the U-shape fibres from diffusion MRI, the short structural connectivity of this sulcus remains relatively unknown. In this context, we studied the spatial organization of these U-shape fibres along the central sulcus. Based on high quality diffusion MRI data of 100 right-handed subjects and state-of-the-art pre-processing pipeline, we first define a connectivity space that provide a comprehensive and continuous description of the short-range anatomical connectivity around the central sulcus at both the individual and group levels. We then infer the presence of five major U-shape fibre bundles at the group level in both hemispheres by applying unsupervised clustering in the connectivity space. We propose a quantitative investigation of their position and number of streamlines as a function of phenotypic traits such as sex and hemispheres and functional scores such as handedness and manual dexterity. Main findings of this study are twofold: a description of U-shape short-range connectivity along the central sulcus at group level and the evidence of a significant relationship between the position of three hand related U-shape fibre bundles and the handedness score of subjects.

ABSTRACT The perinatal period involves transitioning from an intra- to an extrauterine environment, which requires a complex adaptation of the brain. This period is marked with dynamic and multifaceted cortical changes in both structure and function. Most studies to date have focused either on the fetal or postnatal period, independently. To the best of our knowledge, this is the first neurodevelopmental study targeting the cortical trajectory of typically developing perinatal subjects, combining MRIs from both fetal and postnatal participants. Prior to analysis, preprocessing and segmentation parameters were harmonized across all subjects in order to overcome methodological limitations that arise when studying such different populations. We conducted a normative modeling analysis on a sample of 607 subjects, age ranged 24 to 45 weeks post-conception, to observe changes that arise as participants traverse the birth barrier. We observed that the trajectories of global surface area and several volumetric features, including total gray matter, white matter, brainstem, cerebellum and hippocampi, follow distinct but continuous patterns during this transition. We further report three features presenting a discontinuity in their neurodevelopmental trajectories as participants traverse from a fetal to a postnatal environment: the extra-cerebrospinal fluid volume, the ventricular volume and global gyrification. The current study demonstrates the presence of unique neurodevelopmental patterns for several structural features during the perinatal period, and confirms that not all features are affected in the same way as they cross the birth barrier. SIGNIFICANCE STATEMENT The perinatal phase comprises the fetal and immediate postnatal period, and is generally described as the time surrounding birth. Comprehensively understanding this period is crucial due to the presence of dynamic and multifaceted brain changes. What makes this investigation unique is that it is the first neurodevelopmental study, to the best of our knowledge, focused on the cortical trajectory of typically developing perinatal subjects through the combination of both fetal and postnatal participants into one analysis. We report that certain brain feature trajectories change drastically as fetuses become newborns, while other features remain continuous. These observations are relevant in both the isolation of biomarkers for later cognitive and physiological disorders and in the understanding of typical cerebral development.

Objective: Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD), autism spectrum disorder (ASD), and obsessive-compulsive disorder (OCD) are common neurodevelopmental disorders that frequently co-occur. We aimed to directly compare all three disorders. The ENIGMA consortium is ideally positioned to investigate structural brain alterations across these disorders. Methods: Structural T1-weighted whole-brain MRI of controls (n=5,827) and patients with ADHD (n=2,271), ASD (n=1,777), and OCD (n=2,323) from 151 cohorts worldwide were analyzed using standardized processing protocols. We examined subcortical volume, cortical thickness and surface area differences within a mega-analytical framework, pooling measures extracted from each cohort. Analyses were performed separately for children, adolescents, and adults using linear mixed-effects models adjusting for age, sex and site (and ICV for subcortical and surface area measures). Results: We found no shared alterations among all three disorders, while shared alterations between any two disorders did not survive multiple comparisons correction. Children with ADHD compared to those with OCD had smaller hippocampal volumes, possibly influenced by IQ. Children and adolescents with ADHD also had smaller ICV than controls and those with OCD or ASD. Adults with ASD showed thicker frontal cortices compared to adult controls and other clinical groups. No OCD-specific alterations across different age-groups and surface area alterations among all disorders in childhood and adulthood were observed. Conclusion: Our findings suggest robust but subtle alterations across different age-groups among ADHD, ASD, and OCD. ADHD-specific ICV and hippocampal alterations in children and adolescents, and ASD-specific cortical thickness alterations in the frontal cortex in adults support previous work emphasizing neurodevelopmental alterations in these disorders.