Complex macro-scale patterns of brain activity that emerge during periods of wakeful rest provide insight into the organisation of neural function, how these differentiate individuals based on their traits, and the neural basis of different types of self-generated thoughts. Although brain activity during wakeful rest is valuable for understanding important features of human cognition, its unconstrained nature makes it difficult to disentangle neural features related to personality traits from those related to the thoughts occurring at rest. Our study builds on recent perspectives from work on ongoing conscious thought that highlight the interactions between three brain networks - ventral and dorsal attention networks, as well as the default mode network. We combined measures of personality with state-of-the-art indices of ongoing thoughts at rest and brain imaging analysis and explored whether this tripartite view can provide a framework within which to understand the contribution of states and traits to observed patterns of neural activity at rest. To capture macro-scale relationships between different brain systems, we calculated cortical gradients to describe brain organisation in a low dimensional space. Our analysis established that for more introverted individuals, regions of the ventral attention network were functionally more aligned to regions of the somatomotor system and the default mode network. At the same time, a pattern of detailed self-generated thought was associated with a decoupling of regions of dorsal attention from regions in the default mode network. Our study, therefore, establishes interactions between attention systems and the default mode network are important influences on ongoing thought at rest and highlights the value of integrating contemporary perspectives on conscious experience when understanding patterns of brain activity at rest.

The dataset enables exploration of higher-order cognitive faculties, self-generated mental experience, and personality features in relation to the intrinsic functional architecture of the brain. We provide multimodal magnetic resonance imaging (MRI) data and a broad set of state and trait phenotypic assessments: mind-wandering, personality traits, and cognitive abilities. Specifically, 194 healthy participants (between 20 and 75 years of age) filled out 31 questionnaires, performed 7 tasks, and reported 4 probes of in-scanner mind-wandering. The scanning session included four 15.5-min resting-state functional MRI runs using a multiband EPI sequence and a high-resolution structural scan using a 3D MP2RAGE sequence. This dataset constitutes one part of the Leipzig Study for Mind-Body-Emotion Interactions database.

Abstract Stress is an important trigger for brain plasticity: Acute stress can rapidly affect brain activity and functional connectivity, and chronic or pathological stress has been associated with structural brain changes. Measures of structural magnetic resonance imaging (MRI) can be modified by short-term motor learning or visual stimulation, suggesting that they also capture rapid brain changes. Here, we investigated volumetric brain changes (together with changes in T1 relaxation rate and cerebral blood flow) after acute stress in humans as well as their relation to psychophysiological stress measures. Sixty-seven healthy men (25.8±2.7 years) completed a standardized psychosocial laboratory stressor (Trier Social Stress Test) or a control version while blood, saliva, heart rate, and psychometrics were sampled. Structural MRI (T1 mapping / MP2RAGE sequence) at 3T was acquired 45 min before and 90 min after intervention onset. Grey matter volume (GMV) changes were analysed using voxel-based morphometry. Associations with endocrine, autonomic, and subjective stress measures were tested with linear models. We found significant group-by-time interactions in several brain clusters including anterior/mid-cingulate cortices and bilateral insula: GMV was increased in the stress group relative to the control group, in which several clusters showed a GMV decrease. We found a significant group-by-time interaction for cerebral blood flow, and a main effect of time for T1 values (longitudinal relaxation time). In addition, GMV changes were significantly associated with state anxiety and heart rate variability changes. Such rapid GMV changes assessed with VBM may be induced by local tissue adaptations to changes in energy demand following neural activity. Our findings suggest that endogenous brain changes are counteracted by acute psychosocial stress, which emphasizes the importance of considering homeodynamic processes and generally highlights the influence of stress on the brain. Highlights We investigated rapid brain changes using MRI in a stress and a control group VBM-derived GMV showed a significant group-by-time interaction in several clusters Main pattern: GMV in the stress group increased relative to the control group, in which GMV decreased GMV changes across groups were associated with state anxiety and heart rate variability Neither cerebral blood flow, nor T1 values fully account for the VBM results