Abstract An exciting theory in neuroscience is that the brain is an organ for prediction error minimization (PEM). This theory is rapidly gaining influence and is set to dominate the science of mind and brain in the years to come. PEM has extreme explanatory ambition, and profound philosophical implications. Here, I assume the theory, briefly explain it, and then I argue that PEM implies that the brain is essentially self‐evidencing . This means it is imperative to identify an evidentiary boundary between the brain and its environment. This boundary defines the mind‐world relation, opens the door to skepticism, and makes the mind transpire as more inferentially secluded and neurocentrically skull‐bound than many would nowadays think. Therefore, PEM somewhat deflates contemporary hypotheses that cognition is extended, embodied and enactive; however, it can nevertheless accommodate the kinds of cases that fuel these hypotheses.

Conscious perception and attention are difficult to study, partly because their relation to each other is not fully understood. Rather than conceiving and studying them in isolation from each other it may be useful to locate them in an independently motivated, general framework, from which a principled account of how they relate can then emerge. Accordingly, these mental phenomena are here reviewed through the prism of the increasingly influential predictive coding framework. On this framework, conscious perception can be seen as the upshot of prediction error minimization and attention as the optimization of precision expectations during such perceptual inference. This approach maps on well to a range of standard characteristics of conscious perception and attention, and can be used to interpret a range of empirical findings on their relation to each other.

Perception results from complex interactions among sensory and cognitive processes across hierarchical levels in the brain. Intermodulation (IM) components, used in frequency tagging neuroimaging designs, have emerged as a promising direct measure of such neural interactions. IMs have initially been used in electroencephalography (EEG) to investigate low-level visual processing. In a more recent trend, IMs in EEG and other neuroimaging methods are being used to shed light on mechanisms of mid- and high-level perceptual processes, including the involvement of cognitive functions such as attention and expectation. Here, we provide an account of various mechanisms that may give rise to IMs in neuroimaging data, and what these IMs may look like. We discuss methodologies that can be implemented for different uses of IMs and we demonstrate how IMs can provide insights into the existence, the degree and the type of neural integration mechanisms at hand. We then review a range of recent studies exploiting IMs in perception research, placing an emphasis on high-level visual processes. We conclude by suggesting future directions that can enhance the benefits of IM-methodology in perception research.

Abstract Psilocybin has shown promise as a novel pharmacological intervention for treatment of depression, where post-acute effects of psilocybin treatment have been associated with increased positive mood and decreased pessimism. Although psilocybin is proving to be effective in clinical trials for treatment of psychiatric disorders, the information processing mechanisms affected by psilocybin are not well understood. Here, we fit computational models of underlying decision-making mechanisms to behaviour in rats. The model revealed that rats treated with psilocybin achieve more rewards through increased task engagement, mediated by modification of forgetting rates and reduced loss aversion. These findings suggest that psilocybin may afford an optimism bias that arises through altered belief updating, with translational potential for clinical populations characterised by lack of optimism.

Abstract The question how the brain distinguishes between information about oneself and the rest of the world is of fundamental interest to both philosophy and neuroscience. This question can be approached empirically by investigating how associating stimuli with oneself leads to differences in neurocognitive processing. However, little is known about the brain network involved in forming such self-associations for, specifically, bodily stimuli. In this fMRI study, we sought to distinguish the neural substrates of representing a full-body movement as one’s movement and as someone else’s movement. Participants performed a delayed match-to-sample working memory task where a retained full-body movement (displayed using point-light walkers) was arbitrarily labelled as one’s own movement or as performed by someone else. By using arbitrary associations we aimed to address a limitation of previous studies, namely that our own movements are more familiar to us than movements of other people. A searchlight multivariate decoding analysis was used to test where information about types of movement and about self-association was coded. Movement specific activation patterns was found in a network of regions also involved in perceptual processing of movement stimuli, however not in early sensory regions. Information about whether a memorized movement was associated with the self or with another person was found to be coded by activity in the left middle frontal gyrus (MFG), left inferior frontal gyrus (IFG), bilateral supplementary motor area, and (at reduced threshold) in the left temporoparietal junction (TPJ). These areas are frequently reported as involved in action understanding (IFG, MFG) and domain-general self/other distinction (TPJ). Finally, in univariate analysis we found that selecting a self-associated movement for retention was related to increased activity in the ventral medial prefrontal cortex.

Abstract Online speech processing imposes significant computational demands on the listening brain, the underlying mechanisms of which remain poorly understood. Here, we exploit the perceptual ‘pop-out’ phenomenon (i.e. the dramatic improvement of speech intelligibility after receiving information about speech content) to investigate the neurophysiological effects of prior expectations on degraded speech comprehension. We recorded electroencephalography and pupillometry from 21 adults while they rated the clarity of noise-vocoded and sine-wave synthesised sentences. Pop-out was reliably elicited following visual presentation of the corresponding written sentence, but not following incongruent or neutral text. Pop-out was associated with improved reconstruction of the acoustic stimulus envelope from low-frequency EEG activity, implying that improvements in perceptual clarity were mediated via top-down signals that enhance the quality of cortical speech representations. Spectral analysis further revealed that pop-out was accompanied by a reduction in theta-band power, consistent with predictive coding accounts of acoustic filling-in and incremental sentence processing. Moreover, delta-band power, alpha-band power, and pupil diameter were all increased following the provision of any written sentence information, irrespective of content. Together, these findings reveal distinctive profiles of neurophysiological activity that differentiate the content-specific processes associated with degraded speech comprehension from the context-specific processes invoked under adverse listening conditions.

Abstract Objectives Mindfulness meditation is associated with better attention function. Performance monitoring and error-processing are important aspects of attention. We investigated whether experienced meditators showed different neural activity related to performance monitoring and error-processing. Previous research has produced inconsistent results. This study used more rigorous analyses and a larger sample to resolve the inconsistencies. Methods We used electroencephalography (EEG) to measure the error-related negativity (ERN) and error positivity (Pe) following correct and incorrect responses to a Go/Nogo task from 27 experienced meditators and 27 non-meditators. Results No differences were found in the ERN (all p > 0.05). Meditators showed larger global field potentials (GFP) in the Pe after both correct responses and errors, indicating stronger neural responses ( p = 0.0190, FDR-p = 0.152, np 2 = 0.0951, BFincl = 2.691). This effect did not pass multiple comparison controls. However, single electrode analysis of the Pe did pass multiple comparison controls ( p = 0.002, FDR-p = 0.016, np 2 = 0.133, BFincl = 220.659). Meditators also showed a significantly larger Pe GFP for errors only, which would have passed multiple comparison controls, but was not a primary analysis (p = 0.0028, np 2 = 0.1493, BF10 = 9.999). Conclusions Meditation may strengthen neural responses related to performance monitoring (measured by the Pe), but not specifically to error monitoring (although measurements of the Pe after errors may be more sensitive to group differences). However, only the single electrode analysis passed multiple comparison controls, while analysis including all electrodes did not, so this conclusion remains tentative.

Abstract Objectives Mindfulness meditation is associated with better attention function. Performance monitoring and error-processing are important aspects of attention. We investigated whether experienced meditators showed different neural activity related to performance monitoring and error-processing. Previous research has produced inconsistent results. This study used more rigorous analyses and a larger sample to resolve the inconsistencies. Method We used electroencephalography (EEG) to measure the error-related negativity (ERN) and error positivity (Pe) following correct and incorrect responses to a Go/Nogo task from 27 experienced meditators and 27 non-meditators. Results No differences were found in the ERN (all p > 0.05). Meditators showed larger global field potentials (GFP) in the Pe after correct responses and errors, indicating stronger neural responses ( p = 0.019, FDR-p = 0.152, np 2 = 0.095, BFincl = 2.691). This effect did not pass multiple comparison controls. However, single-electrode analysis of the Pe did pass multiple comparison controls ( p = 0.002, FDR-p = 0.016, np 2 = 0.133, BFincl = 220.659). Meditators also showed a significantly larger Pe GFP for errors, which would have passed multiple comparison controls, but was not a primary analysis ( p = 0.003, np 2 = 0.149, BF10 = 9.999). Conclusions Meditation may strengthen neural responses related to performance monitoring. However, these strengthened neural responses were not specific to error monitoring (although the error-related Pe may be more sensitive to group differences than the correct response Pe). These conclusions remain tentative, because the single-electrode analysis passed multiple comparison controls, but the analysis including all electrodes did not. Preregistration This study was not preregistered.

Abstract Mindfulness meditation involves training attention, commonly towards the current sensory experience, with an attitude of non-judgemental awareness. Theoretical perspectives suggest meditation alters the brain’s predictive processing mechanisms, increasing the synaptic gain and precision with which sensory information is processed, and reducing the generation or elaboration of higher-order beliefs. Recent research suggests that forwards and backwards travelling cortical alpha waves provide an indication of these predictive processing functions. Here, we used electroencephalography (EEG) to test whether the strength of forwards and backwards travelling cortical alpha waves differed between experienced meditators and a matched sample of non-meditators, both during an eyes-closed resting state (N = 97) and during a visual cognitive (Go/No-go) task (N = 126). Our results showed that meditators produced stronger forwards travelling cortical alpha waves compared to non-meditators, both while resting with their eyes closed and during task performance. Meditators also exhibited weaker backwards travelling cortical alpha wave strength while resting with their eyes closed. These results may be indicative of a neural mechanism underpinning enhanced attention associated with meditation practice, as well as a potential neural marker of the reductions in resting mind-wandering that are suggested to be associated with meditation practice. The results also support models of brain function that suggest attention modification can be achieved by mental training aimed at increased processing of sensory information, which might be indexed by greater strength of forwards travelling cortical alpha waves.