Abstract We present a publicly available dataset of 227 healthy participants comprising a young (N=153, 25.1±3.1 years, range 20–35 years, 45 female) and an elderly group (N=74, 67.6±4.7 years, range 59–77 years, 37 female) acquired cross-sectionally in Leipzig, Germany, between 2013 and 2015 to study mind-body-emotion interactions. During a two-day assessment, participants completed MRI at 3 Tesla (resting-state fMRI, quantitative T1 (MP2RAGE), T2-weighted, FLAIR, SWI/QSM, DWI) and a 62-channel EEG experiment at rest. During task-free resting-state fMRI, cardiovascular measures (blood pressure, heart rate, pulse, respiration) were continuously acquired. Anthropometrics, blood samples, and urine drug tests were obtained. Psychiatric symptoms were identified with Standardized Clinical Interview for DSM IV (SCID-I), Hamilton Depression Scale, and Borderline Symptoms List. Psychological assessment comprised 6 cognitive tests as well as 21 questionnaires related to emotional behavior, personality traits and tendencies, eating behavior, and addictive behavior. We provide information on study design, methods, and details of the data. This dataset is part of the larger MPI Leipzig Mind-Brain-Body 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

Resting heart rate variability (HRV), an index of parasympathetic cardioregulation and an individual trait marker related to mental and physical health, decreases with age. Previous studies have associated resting HRV with structural and functional properties of the brain — mainly in cortical midline and limbic structures. We hypothesized that HRV may alter its relationship with brain structure and function across the adult lifespan. In 388 healthy subjects of three age groups (140 younger: 26.0±4.2 years, 119 middle-aged: 46.3±6.2 years, 129 older: 66.9±4.7 years), gray matter structure (voxel-based morphometry) and resting-state functional connectivity (eigenvector centrality mapping and exploratory seed-based functional connectivity) were related to resting HRV, measured as the root mean square of successive differences (RMSSD). Confirming previous findings, resting HRV decreased with age. For HRV-related gray matter volume, there were no statistically significant differences between the age groups, nor similarities across all age groups. In whole-brain functional connectivity analyses, we found an age-dependent association between resting HRV and eigenvector centrality in the bilateral ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), driven by the younger adults. Across all age groups, HRV was positively correlated with network centrality in bilateral posterior cingulate cortex. Seed-based functional connectivity analysis using the vmPFC cluster revealed an HRV-related cortico-cerebellar network in younger but not in middle-aged or older adults. Our results indicate that the decrease of HRV with age is accompanied by changes in functional connectivity along the cortical midline. This extends our knowledge of brain-body interactions and their changes over the lifespan.

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.

Background: Arterial hypertension (HTN) dramatically increases the risk for stroke and neurodegenerative disease, but signatures of macro- and microangiopathic brain damage are already visible in magnetic resonance imaging (MRI) of asymptomatic HTN patients. Blood pressure (BP) levels that initiate detrimental effects on brain tissue are still undefined. Their identification may be important for successful BP-management and prevention of subsequent cerebrovascular disease. Our objective was to test whether elevated BP relates to lower grey matter volume (GMV) in young adults who had not been diagnosed as hypertensive (≥140/90 mmHg) previously. Methods: We related BP and GMV from structural 3 Tesla T1-weighted MRI of 423 healthy adults between 19-40 years (age=27.7±5.3 years, 177 women, systolic BP (SBP)=123.2±12.2 mmHg, diastolic BP (DBP)=73.4±8.5 mmHg). Data originated from four previously unpublished cross-sectional studies conducted in Leipzig, Germany. We performed voxel-based morphometry on each study separately and combined results in image-based meta-analyses (IBMA) to assess cumulative effects across studies. Resting BP was assigned to one of four categories: (1) SBP<120 mmHg and DBP<80 mmHg, (2) SBP 120-129 mmHg or DBP 80-84 mmHg, (3) SBP 130-139 mmHg or DBP 85-89 mmHg, (4) SBP≥140 mmHg or DBP≥90 mmHg. Findings: IBMA yielded: (a) regional GMV decreased linearly as peripheral BP increased; (b) significantly decreased GMV with higher peripheral BP when comparing individuals in sub-hypertensive categories 3 and 2, respectively, to those in category 1; (c) lower BP-related GMV was found in regions including hippocampus, amygdala, thalamus, frontal and parietal structures (e.g. precuneus). Interpretation: In young adults without previously diagnosed HTN, BP≥120/80 mmHg was associated with lower GMV in regions that have previously been related to GM decline in older individuals with manifest HTN. This suggests that subtle pressure-related brain alterations might occur earlier in adulthood than previously assumed and already at sub-hypertensive BP levels.