Abstract Objective Maladaptive aggression, as present in conduct disorder (CD) and, to a lesser extent, oppositional defiant disorder (ODD), has been associated with structural alterations in various brain regions, such as ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), anterior cingulate cortex (ACC), amygdala, insula and ventral striatum. Although aggression can be subdivided into reactive and proactive subtypes, no neuroimaging studies have yet investigated if any structural brain alterations are associated with either of the subtypes specifically. Here we investigated this association in predefined regions of interest. Method T1-weighted magnetic resonance images were acquired from 158 children and adolescents with aggressive behavior (ODD/CD) and 96 controls in a multi-centre study. Aggression subtypes were assessed by questionnaires. Cortical volume and subcortical volumes and shape were determined using Freesurfer and the FMRIB integrated registration and segmentation tool. Associations between volumes and continuous measures of aggression were established using multilevel linear mixed effects models. Results In cases only proactive aggression was negatively associated with amygdala volume ( b =−11.82, p =0.05), while reactive aggression was negatively associated with insula volume ( b =−46.41, p =0.01). Classical group comparison showed that children and adolescents with aggressive behavior had smaller volumes than controls in (bilateral) ventral striatum ( p =0.003), ACC ( p =0.01), and vmPFC ( p =0.003) with modest effect sizes. Conclusions Aggression was associated with reduced volume in brain regions involved in decision making. Negative associations were found between reactive aggression and volumes in regions involved in threat responsivity and between proactive aggression and regions linked to empathy. This provides evidence for aggression subtype-specific alterations in brain structure.

Abstract Objective There is increasing evidence for altered resting state functional connectivity (rsFC) in adolescents with disruptive behavior. Despite considerable ongoing behavioral research suggesting also important differences relating to reactive and proactive aggression, the corresponding rsFC correlates have not been studied to date. We therefore examined associations between these aggression subtypes along with subdimensions of callous-unemotional (CU) traits and rsFC using predefined seeds in aggression-related salience network (SN) and default mode network (DMN). Method Aggression subtype-specific whole-brain rsFC of SN and DMN seeds was investigated in a resting state sequence (mean acquisition time = 8 min 25 sec) acquired from 207 children and adolescents of both sexes aged 8 - 18 years (mean age (SD) = 13.30 (2.60) years; range = 8.02 – 18.35) in a multi-center study. One hundred eighteen individuals exhibited disruptive behavior (conduct disorder/oppositional defiant disorder) with different levels of comorbid ADHD symptoms, 89 were healthy. Results Compared to healthy controls, cases demonstrated reduced DMN and – after controlling for ADHD scores – SN seed-based rsFC with left hemispheric frontal clusters. We found increased and distinct aggression-subtype specific rsFC patterns. Specifically, reactive and proactive aggression correlated with distinct SN and DMN seed-based rsFC patterns. CU dimensions led to different DMN and SN rsFC with clusters including frontal, parietal, and cingulate areas. Conclusions This first study investigating reactive and proactive aggression along with CU dimensions reveals new subtype-specific whole-brain rsFC patterns in brain regions linked to processes like emotion, empathy, moral, and cognitive control.

Abstract Background Disruptive behavior in children and adolescents can manifest itself in reactive (RA) and proactive (PA) aggression and is modulated by callous-unemotional (CU) traits and comorbidity. Research on aggression subtype-specific neural correlates is limited and the role of comorbid symptoms largely neglected. Methods The current multi-center study extended previous efforts by investigating unrestricted resting state functional connectivity (rsFC) alterations. The large sample (n = 207) of children and adolescents aged 8 – 18 years (mean age = 13.30 ± 2.60 years) included 118 cases with disruptive behavior (80 diagnosed with Oppositional Defiant Disorder and/or Conduct Disorder) and 89 controls. Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) and anxiety symptoms were added as covariates. We measured changes in global and local voxel-to-voxel rsFC using functional magnetic resonance imaging at 3T (mean acquisition time = 8 min 25 sec). Results Compared to controls, cases demonstrated altered rsFC including frontal areas when anxiety but not ADHD symptoms were considered. Within cases, RA and PA scores related to changes in global and local rsFC in central gyrus and precuneus previously linked to aggression-related impairments. CU trait severity correlated with global rsFC alterations including inferior and middle temporal gyrus implicated in empathy, emotion, and reward-related activity. Importantly, most observed aggression subtype-specific patterns could only be identified when ADHD and anxiety problems were also accounted for. Conclusions The current study clarifies that distinct though overlapping brain connectivity measures can disentangle differing manifestations of aggressive behavior. Moreover, our results highlight the importance of considering comorbid symptoms for detecting aggression-related rsFC alterations.