Autism spectrum conditions (ASC) affect more males than females in the general population. However, within ASC it is unclear if there are phenotypic sex differences. Testing for similarities and differences between the sexes is important not only for clinical assessment but also has implications for theories of typical sex differences and of autism. Using cognitive and behavioral measures, we investigated similarities and differences between the sexes in age- and IQ-matched adults with ASC (high-functioning autism or Asperger syndrome). Of the 83 (45 males and 38 females) participants, 62 (33 males and 29 females) met Autism Diagnostic Interview-Revised (ADI-R) cut-off criteria for autism in childhood and were included in all subsequent analyses. The severity of childhood core autism symptoms did not differ between the sexes. Males and females also did not differ in self-reported empathy, systemizing, anxiety, depression, and obsessive-compulsive traits/symptoms or mentalizing performance. However, adult females with ASC showed more lifetime sensory symptoms (p = 0.036), fewer current socio-communication difficulties (p = 0.001), and more self-reported autistic traits (p = 0.012) than males. In addition, females with ASC who also had developmental language delay had lower current performance IQ than those without developmental language delay (p<0.001), a pattern not seen in males. The absence of typical sex differences in empathizing-systemizing profiles within the autism spectrum confirms a prediction from the extreme male brain theory. Behavioral sex differences within ASC may also reflect different developmental mechanisms between males and females with ASC. We discuss the importance of the superficially better socio-communication ability in adult females with ASC in terms of why females with ASC may more often go under-recognized, and receive their diagnosis later, than males.

Autobiographical descriptions and clinician observations suggest that some individuals with autism, particularly females, ‘camouflage’ their social communication difficulties, which may require considerable cognitive effort and lead to increased stress, anxiety and depression. Using data from 60 age- and IQ-matched men and women with autism (without intellectual disability), we operationalized camouflaging in adults with autism for the first time as the quantitative discrepancy between the person’s ‘external’ behavioural presentation in social–interpersonal contexts (measured by the Autism Diagnostic Observation Schedule) and the person’s ‘internal’ status (dispositional traits measured by the Autism Spectrum Quotient and social cognitive capability measured by the ‘Reading the Mind in the Eyes’ Test). We found that the operationalized camouflaging measure was not significantly correlated with age or IQ. On average, women with autism had higher camouflaging scores than men with autism (Cohen’s d = 0.98), with substantial variability in both groups. Greater camouflaging was associated with more depressive symptoms in men and better signal-detection sensitivity in women with autism. The neuroanatomical association with camouflaging score was largely sex/gender-dependent and significant only in women: from reverse inference, the most correlated cognitive terms were about emotion and memory. The underlying constructs, measurement, mechanisms, consequences and heterogeneity of camouflaging in autism warrant further investigation.

Abstract Functional magnetic resonance imaging (fMRI) research is routinely criticized for being statistically underpowered due to characteristically small sample sizes and much larger sample sizes are being increasingly recommended. Additionally, various sources of artifact inherent in fMRI data can have detrimental impact on effect size estimates and statistical power. Here we show how specific removal of non-BOLD artifacts can improve effect size estimation and statistical power in task-fMRI contexts, with particular application to the social-cognitive domain of mentalizing/theory of mind. Non-BOLD variability identification and removal is achieved in a biophysical and statistically principled manner by combining multi-echo fMRI acquisition and independent components analysis (ME-ICA). Group-level effect size estimates on two different mentalizing tasks were enhanced by ME-ICA at a median rate of 24% in regions canonically associated with mentalizing, while much more substantial boosts (40-149%) were observed in non-canonical cerebellar areas. This effect size boosting is primarily a consequence of reduction of non-BOLD noise at the subject-level, which then translates into consequent reductions in between-subject variance at the group-level. Power simulations demonstrate that enhanced effect size enables highly-powered studies at traditional sample sizes. Cerebellar effects observed after applying ME-ICA may be unobservable with conventional imaging at traditional sample sizes. Thus, ME-ICA allows for principled design-agnostic non-BOLD artifact removal that can substantially improve effect size estimates and statistical power in task-fMRI contexts. ME-ICA could help issues regarding statistical power and non-BOLD noise and enable potential for novel discovery of aspects of brain organization that are currently under-appreciated and not well understood.

Abstract Autism spectrum disorder (ASD) is associated with atypical brain development. However, the phenotype of regionally specific increased cortical thickness observed in ASD may be driven by several independent biological processes that influence the gray/white matter boundary, such as synaptic pruning, myelination, or atypical migration. Here, we propose to use the boundary sharpness coefficient (BSC), a proxy for alterations in microstructure at the cortical gray/white matter boundary, to investigate brain differences in individuals with ASD, including factors that may influence ASD-related heterogeneity (age, sex, and intelligence quotient). Using a vertex-based meta-analysis and a large multi-center magnetic resonance structural imaging (MRI) dataset, with a total of 1136 individuals, 415 with ASD (112 female; 303 male) and 721 controls (283 female; 438 male), we observed that individuals with ASD had significantly greater BSC in the bilateral superior temporal gyrus and left inferior frontal gyrus indicating an abrupt transition (high contrast) between white matter and cortical intensities. Increases were observed in different brain regions in males and females, with larger effect sizes in females. Individuals with ASD under 18 had significantly greater BSC in the bilateral superior temporal gyrus and right postcentral gyrus; individuals with ASD over 18 had significantly increased BSC in the bilateral precuneus and superior temporal gyrus. BSC correlated with ADOS-2 CSS in individuals with ASD in the right medial temporal pole. Importantly, there was a significant spatial overlap between maps of the effect of diagnosis on BSC when compared to cortical thickness. These results invite studies to use BSC as a possible new measure of cortical development in ASD and to further examine the microstructural underpinnings of BSC-related differences and their impact on measures of cortical morphology.

Autism and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) are heterogeneous neurodevelopmental conditions with complex underlying neurobiology that is still poorly understood. Despite overlapping presentation and sex-biased prevalence, autism and ADHD are rarely studied together, and sex differences are often overlooked. Population modelling, often referred to as normative modelling, provides a unified framework for studying age-specific and sex-specific divergences in brain development.

Autism presents with significant phenotypic and neuroanatomical heterogeneity, and neuroimaging studies of the thalamus, globus pallidus and striatum in autism have produced inconsistent and contradictory results. These structures are critical mediators of functions known to be atypical in autism, including sensory gating and motor function. We examined both volumetric and fine-grained localized shape differences in autism using a large (

Many early-onset neurodevelopmental conditions such as autism affect males more frequently than females and affect corresponding domains such as social cognition, social-communication, language, emotion, and reward. Testosterone is well-known for its role as a sex-related biological mechanism and affects these conditions and domains of functioning. Developmentally, testosterone may sex-differentially impact early fetal brain development by influencing early neuronal development and synaptic mechanisms behind cortical circuit formation, particularly for circuits that later develop specialized roles in such cognitive domains. Here we find that variation in fetal testosterone (FT) exerts sex-specific effects on later adolescent functional connectivity between social brain default mode network (DMN) subsystems. Increased FT is associated with dampening of functional connectivity between DMN subsystems in adolescent males, but has no effect in females. To isolate specific prenatal neurobiological mechanisms behind this effect, we examined changes in gene expression identified following a treatment with a potent androgen, dihydrotestosterone (DHT) in an in-vitro model of human neural stem cell (hNSC). We previously showed that DHT-dysregulates genes enriched with known syndromic causes for autism and intellectual disability. DHT dysregulates genes in hNSCs involved in early neurodevelopmental processes such as neurogenesis, cell differentiation, regionalization, and pattern specification. A significant number of these DHT-dysregulated genes shows spatial expression patterns in the adult brain that highly correspond to the spatial layout of the cortical midline DMN subsystem. These DMN-related and DHT-affected genes (e.g., MEF2C) are involved in a number of synaptic processes, many of which impact excitation/inhibition imbalance. Focusing on MEF2C, we find replicable upregulation of expression after DHT treatment as well as dysregulated expression in induced pluripotent stem cells and neurons of individuals with autism. This work highlights sex-specific prenatal androgen influence on social brain DMN circuitry and autism-related mechanisms and suggests that such influence may impact early neurodevelopmental processes (e.g., neurogenesis, cell differentiation) and later developing synaptic processes.

Excitation-inhibition (E:I) imbalance is theorized as an important pathophysiological mechanism in autism. Autism affects males more than females and sex-related mechanisms (e.g., X-linked genes, androgen hormones) can influence E:I balance. This suggests that E:I imbalance may affect autism differently in males versus females. With a combination of in-silico modeling and in-vivo chemogenetic manipulations in mice, we first show that a time-series metric estimated from fMRI BOLD signal, the Hurst exponent (H), can be an index for underlying change in the synaptic E:I ratio. In autism we find that H is reduced, indicating increased excitation, in the medial prefrontal cortex (MPFC) of autistic males but not females. Increasingly intact MPFC H is also associated with heightened ability to behaviorally camouflage social-communicative difficulties, but only in autistic females. This work suggests that H in BOLD can index synaptic E:I ratio and that E:I imbalance affects autistic males and females differently.### Competing Interest StatementE.T.B. is employed half-time by the University of Cambridge and half-time at GlaxoSmithKline plc (GSK); he holds stock in GSK. All other authors have no conflict of interests to declare.

Individuals affected by autism spectrum conditions (ASC) are considerably heterogeneous. Novel approaches are needed to parse this heterogeneity to enhance precision in clinical and translational research. Applying a clustering approach taken from genomics and systems biology on two large independent cognitive datasets of adults with and without ASC (n=715; n=251), we find replicable evidence for 5 discrete ASC subgroups that are highly differentiated in item-level performance on an explicit mentalizing task tapping ability to read complex emotion and mental states from the eye region of the face (Reading the Mind in the Eyes Test; RMET). Three subgroups comprising 42-65% of ASC adults show evidence for large impairments (Cohen's d = -1.03 to -11.21), while other subgroups are effectively unimpaired. These findings delineate robust natural subdivisions within the ASC population that may allow for more individualized inferences and accelerate research towards precision medicine goals.

We organized 10Kin1day, a pop-up scientific event with the goal to bring together neuroimaging groups from around the world to jointly analyze 10,000+ existing MRI connectivity datasets during a 3-day workshop. In this report, we describe the motivation and principles of 10Kin1day, together with a public release of 8,000+ MRI connectome maps of the human brain.