Within the first days of life human infants preferentially look at motions that make sense biologically as opposed to non-biological movements, an ability shared with many other species. Now a study of two-year-olds with autism has shown that they fail to look towards point-light displays of biological motion (consisting of animated characters playing simple games like 'peek-a-boo'), but are attracted by other properties ignored by children that don't display signs of autism. This behavioural difference may reflect changes in the functioning of autistic brains and may also result in the difficulties with social interactions that autistic individuals suffer. Human infants preferentially look at motions that make sense biologically as opposed to non-biological movements within the first days of life, an ability which is seen as a precursor for attributing intentions to others. Here it is shown that two-year-olds with autism fail to look towards point-light displays of biological motion but are attracted by other properties ignored by control children, a behavioural difference which may reflect changes in the functioning of autistic brains. Typically developing human infants preferentially attend to biological motion within the first days of life1. This ability is highly conserved across species2,3 and is believed to be critical for filial attachment and for detection of predators4. The neural underpinnings of biological motion perception are overlapping with brain regions involved in perception of basic social signals such as facial expression and gaze direction5, and preferential attention to biological motion is seen as a precursor to the capacity for attributing intentions to others6. However, in a serendipitous observation7, we recently found that an infant with autism failed to recognize point-light displays of biological motion, but was instead highly sensitive to the presence of a non-social, physical contingency that occurred within the stimuli by chance. This observation raised the possibility that perception of biological motion may be altered in children with autism from a very early age, with cascading consequences for both social development and the lifelong impairments in social interaction that are a hallmark of autism spectrum disorders8. Here we show that two-year-olds with autism fail to orient towards point-light displays of biological motion, and their viewing behaviour when watching these point-light displays can be explained instead as a response to non-social, physical contingencies—physical contingencies that are disregarded by control children. This observation has far-reaching implications for understanding the altered neurodevelopmental trajectory of brain specialization in autism9.

BACKGROUND: Genetic association studies can reveal biology and treatment targets but have received limited attention for stroke recovery. STRONG (Stroke, Stress, Rehabilitation, and Genetics) was a prospective, longitudinal (1-year), genetic study in adults with stroke at 28 US stroke centers. The primary aim was to examine the association that candidate genetic variants have with (1) motor/functional outcomes and (2) stress-related outcomes. METHODS: For motor/functional end points, 3 candidate gene variants (ApoE ε4, BDNF [brain-derived neurotrophic factor], and a dopamine polygenic score) were analyzed for associations with change in grip strength (3 months-baseline), function (3-month Stroke Impact Scale-Activities of Daily Living), mood (3-month Patient Health Questionnaire-8), and cognition (12-month telephone-Montreal Cognitive Assessment). For stress-related outcomes, 7 variants (serotonin transporter gene–linked promoter region, ACE [angiotensin-converting enzyme], oxytocin receptor, FKBP5 [FKBP prolyl isomerase 5], FAAH [fatty acid amide hydrolase], BDNF, and COMT [catechol-O-methyltransferase]) were assessed for associations with posttraumatic stress disorder ([PTSD]; PTSD Primary Care Scale) and depression (Patient Health Questionnaire-8) at 6 and 12 months; stress-related genes were examined as a function of poststroke stress level. Statistical models (linear, negative binomial, or Poisson regression) were based on response variable distribution; all included stroke severity, age, sex, and ancestry as covariates. Stroke subtype was explored secondarily. Data were Holm-Bonferroni corrected. A secondary replication analysis tested whether the rs1842681 polymorphism (identified in the GISCOME study [Genetics of Ischaemic Stroke Functional Outcome]) was related to 3-month modified Rankin Scale score in STRONG. RESULTS: The 763 enrollees were 63.1±14.9 (mean±SD) years of age, with a median initial National Institutes of Health Stroke Scale score of 4 (interquartile range, 2–9); outcome data were available in n=515 at 3 months, n=500 at 6 months, and n=489 at 12 months. At 1 year poststroke, the rs6265 (BDNF) variant was associated with poorer cognition (0.9-point lower telephone-Montreal Cognitive Assessment score, P =1×10 −5 ). For stress-related outcomes, rs4291 (ACE) and rs324420 (FAAH) were risk factors linking increased poststroke stress with higher 1-year depression and PTSD symptoms ( P <0.05), while rs4680 (COMT) linked poststroke stress with lower 1-year depression and PTSD. Findings were unchanged when considering stroke subtype. STRONG replicated GISCOME: rs1842681 was associated with lower 3-month modified Rankin Scale score ( P =3.2×10 −5 ). CONCLUSIONS: This study identified genetic associations with cognitive function, depression, and PTSD 1 year poststroke. Genetic susceptibility to PTSD and depressive symptoms varied according to the amount of poststroke stress, underscoring the critical role of lived experiences in recovery. Together, the results suggest that genetic association studies provide insights into the biology of stroke recovery in humans.

Abstract Sensorimotor performance after stroke is strongly related to focal injury measures such as corticospinal tract lesion load. However, the role of global brain health is less clear. Here, we examined the impact of brain age, a measure of neurobiological aging derived from whole brain structural neuroimaging, on sensorimotor outcomes. We hypothesized that stroke lesion damage would result in older brain age, which would in turn be associated with poorer sensorimotor outcomes. We also expected that brain age would mediate the impact of lesion damage on sensorimotor outcomes and that these relationships would be driven by post-stroke secondary atrophy (e.g., strongest in the ipsilesional hemisphere in chronic stroke). We further hypothesized that structural brain resilience, which we define in the context of stroke as the brain’s ability to maintain its global integrity despite focal lesion damage, would differentiate people with better versus worse outcomes. We analyzed cross-sectional high-resolution brain MRI and outcomes data from 963 people with stroke from 38 cohorts worldwide using robust linear mixed-effects regressions to examine the relationship between sensorimotor behavior, lesion damage, and brain age. We used a mediation analysis to examine whether brain age mediates the impact of lesion damage on stroke outcomes and if associations are driven by ipsilesional measures in chronic (≥180 days) stroke. We assessed the impact of brain resilience on sensorimotor outcome using logistic regression with propensity score matching on lesion damage. Stroke lesion damage was associated with older brain age, which in turn was associated with poorer sensorimotor outcomes. Brain age mediated the impact of corticospinal tract lesion load on sensorimotor outcomes most strongly in the ipsilesional hemisphere in chronic stroke. Greater brain resilience, as indexed by younger brain age, explained why people have better versus worse sensorimotor outcomes when lesion damage was fixed. We present novel evidence that global brain health is associated with superior post-stroke sensorimotor outcomes and modifies the impact of focal damage. This relationship appears to be due to post-stroke secondary degeneration. Brain resilience provides insight into why some people have better outcomes after stroke, despite similar amounts of focal injury. Inclusion of imaging-based assessments of global brain health may improve prediction of post-stroke sensorimotor outcomes compared to focal injury measures alone. This investigation is important because it introduces the potential to apply novel therapeutic interventions to prevent or slow brain aging from other fields (e.g., Alzheimer’s disease) to stroke.

Objective Patient‐reported outcome measures (PROMs), which capture patients' perspectives on the consequences of health and disease, are widely used in neurological care and research. However, it is unclear how PROMs relate to performance‐rated impairments. Sociodemographic factors are known to affect PROMs. Direct damage to brain regions critical for self‐awareness (i.e., parietal regions and the salience/ventral‐attention network) may also impair self‐report outcomes. This study examined the relationship between PROMs and performance‐based measures in stroke survivors with arm motor impairments. We hypothesized that PROMs would be distinct from performance‐based outcomes, influenced by sociodemographic factors, and linked to damage in brain circuits involved in self‐perception. Methods We longitudinally assessed 54 stroke survivors using patient‐reported and performance‐rated measures at 4 timepoints. We used factor analysis to reveal the outcome battery's factorial structure. Linear regression examined the association between classes of measures and sociodemographics. Voxel‐lesion‐symptom‐mapping, region‐of‐interest‐based analysis, and voxel‐lesion‐network‐mapping investigated the relationship between classes of outcomes and stroke‐related injury. Results Performance‐based and patient‐reported measures formed distinct factors, consistent across recovery phases. Higher education (β1 = 0.36, p = 0.02) and income adequacy (β2 = 0.48, p = 0.05) were associated with patient‐reported, but not performance‐rated outcomes. Greater parietal lobe injury, irrespective of hemisphere, was associated with worse patient‐reported outcomes; greater corticospinal tract injury related to worse performance‐rated outcomes. Lesions with greater functional connectivity to the salience/ventral‐attention network were associated with worse patient‐reported outcomes ( r = −0.35, p = 0.009). Interpretation Our findings reveal important differences between performance‐rated and patient‐reported outcomes, each with specific associated factors and anatomy post‐stroke. Incorporating sociodemographic and neuroanatomic characteristics into neurorehabilitation strategies may inform and optimize patient outcomes. ANN NEUROL 2024