Abstract Exogenous attention, the process that makes external salient stimuli pop-out of a visual scene, is essential for survival. How attention-capturing events modulate human brain processing remains unclear. Here we show how the psychological construct of exogenous attention gradually emerges over large-scale gradients in the human cortex, by analyzing activity from 1,403 intracortical contacts implanted in 28 individuals, while they performed an exogenous attention task. The timing, location and task-relevance of attentional events defined a spatiotemporal gradient of three neural clusters, which mapped onto cortical gradients and presented a hierarchy of timescales. Visual attributes modulated neural activity at one end of the gradient, while at the other end it reflected the upcoming response timing, with attentional effects occurring at the intersection of visual and response signals. These findings challenge multi-step models of attention, and suggest that frontoparietal networks, which process sequential stimuli as separate events sharing the same location, drive exogenous attention phenomena such as inhibition of return.

Stroke-induced aphasia is a leading cause of cognitive disability. The healthy right hemisphere may play a role in aphasia compensation. Music-based therapy, known to enhance cognitive functions after stroke, offers a potential intervention due to its impact on brain connectivity, engaging both hemispheres. In this proof-of-concept study, we aimed to assess the feasibility and effectiveness of music-assisted therapy for language disorders following left hemisphere strokes. We also sought preliminary insights into the impact of music on post-stroke brain connectivity. We enrolled four right-handed patients (one female and three males, mean age 57.75 years, SD 7.63) who experienced their first left-hemisphere stroke inducing chronic aphasia symptoms three months post-stroke. Patients were randomly assigned to receive either two weeks of music therapy, involving daily 2-hour sessions of listening to instrumental music by Haydn, Mozart, and Beethoven, in addition to standard rehabilitation, or two weeks of standard care, using a crossover design. Patients underwent cognitive and neuroimaging assessments at baseline, crossover, and study end, with preliminary evaluation one week before the study to confirm stable deficits. All patients listened to the same curated playlist, accompanied by narrations situating the music in its with historical context. Cognitive assessments included the Core Assessment of Language Processing (CALAP) and a French aphasia battery (Bilan Informatise d9Aphasie, BIA). EEG and MRI data were analyzed, focusing on functional connectivity metrics (weighted symbolic mutual information, permutation entropy) and white matter tractography. Preliminary findings indicate that music therapy may be a feasible and promising approach to aphasia rehabilitation, with improvements observed in language tests and brain connectivity metrics. Despite limitations such as a small sample size and patient heterogeneity, these preliminary results suggest that intensive classical music listening may enhance language abilities in post-stroke aphasia patients. Additionally, using EEG connectivity metrics originally designed for non-communicative patients provides a novel avenue for monitoring brain plasticity during rehabilitation.

Abstract Most of us can use our “mind’s eye” to mentally visualize things that are not in our direct line of sight, an ability known as visual mental imagery. Extensive left temporal damage can impair patients’ visual mental imagery experience, but the critical locus of lesion is unknown. Our recent meta-analysis of 27 fMRI studies of visual mental imagery highlighted a well-delimited region in the left lateral midfusiform gyrus, which was consistently activated during visual mental imagery, and which we called the Fusiform Imagery Node (FIN). Here we describe the connectional anatomy of FIN in neurotypical participants and in RDS, a right-handed patient with an extensive occipitotemporal stroke in the left hemisphere. The stroke provoked right homonymous hemianopia, alexia without agraphia, and color anomia. Despite these deficits, RDS had normal subjective experience of visual mental imagery and reasonably preserved behavioral performance on tests of visual mental imagery of object shape, object color, letters, faces, and spatial relationships. We found that the FIN was spared by the lesion. We then assessed the connectional anatomy of the FIN in the MNI space and in the patient’s native space, by visualizing the fibers of the inferior longitudinal fasciculus (ILF) and of the arcuate fasciculus (AF) passing through the FIN. In both spaces, the ILF connected the FIN with the anterior temporal lobe, and the AF linked it with frontal regions. Our evidence is consistent with the hypothesis that the FIN is a node of a brain network dedicated to voluntary visual mental imagery. The FIN could act as a bridge between visual information and semantic knowledge processed in the anterior temporal lobe and in the language circuits.