Purpose in life predicts both health and longevity suggesting that the ability to find meaning from life's experiences, especially when confronting life's challenges, may be a mechanism underlying resilience. Having purpose in life may motivate reframing stressful situations to deal with them more productively, thereby facilitating recovery from stress and trauma. In turn, enhanced ability to recover from negative events may allow a person to achieve or maintain a feeling of greater purpose in life over time. In a large sample of adults (aged 36-84 years) from the MIDUS study (Midlife in the U.S., http://www.midus.wisc.edu/), we tested whether purpose in life was associated with better emotional recovery following exposure to negative picture stimuli indexed by the magnitude of the eyeblink startle reflex (EBR), a measure sensitive to emotional state. We differentiated between initial emotional reactivity (during stimulus presentation) and emotional recovery (occurring after stimulus offset). Greater purpose in life, assessed over two years prior, predicted better recovery from negative stimuli indexed by a smaller eyeblink after negative pictures offset, even after controlling for initial reactivity to the stimuli during the picture presentation, gender, age, trait affect, and other well-being dimensions. These data suggest a proximal mechanism by which purpose in life may afford protection from negative events and confer resilience is through enhanced automatic emotion regulation after negative emotional provocation.

Abstract Emotional states provide an ever-present source of contextual information that should inform behavioral goals. Despite the ubiquity of emotional signals in our environment, the neural mechanisms underlying their influence on goal-directed action remains unclear. Prior work suggests that the lateral frontal pole (FPl) is uniquely positioned to integrate affective information into cognitive control representations. We used pattern similarity analysis to examine the content of representations in FPl and interconnected mid-lateral prefrontal and amygdala circuitry. Healthy participants (n=37; n=21 females) were scanned while undergoing an event-related Affective Go/No-Go task, which requires goal-oriented action selection during emotional processing. We found that FPl contained conjunctive emotion-action goal representations that were related to successful cognitive control during emotional processing. These representations differed from conjunctive emotion-action goal representations found in the basolateral amygdala. While robust action goal representations were present in mid-lateral prefrontal cortex, they were not modulated by emotional valence. Finally, converging results from functional connectivity and multivoxel pattern analyses indicated that FPl’s emotional valence signals likely originated from interconnected subgenual ACC (BA25), which was in turn functionally coupled with the amygdala. Thus, our results identify a key pathway by which internal emotional states influence goal-directed behavior. Significance statement Optimal functioning in everyday life requires behavioral regulation that flexibly adapts to dynamically changing emotional states. However, precisely how emotional states influence goal-directed action remains unclear. Unveiling the neural architecture that supports emotion-goal integration is critical for our understanding of disorders such as psychopathy, which is characterized by deficits in incorporating emotional cues into goals, as well as mood and anxiety disorders, which are characterized by impaired goal-based emotion regulation. Our study identifies a key circuit through which emotional states influence goal-directed behavior. This circuitry comprised the lateral frontal pole (FPl), which represented integrated emotion-goal information, as well as interconnected amygdala and subgenual ACC, which conveyed emotional signals to FPl.

Metacognitive visual awareness--the ability to know that one is having a particular visual experience--is thought to optimally guide behavior and help us accurately navigate our complex social environments. Yet the neural underpinnings of visual metacognition continue to be the subject of vigorous debate: While prior work identified correlations between perceptual metacognitive ability and the structure and function of lateral prefrontal cortex (LPFC), evidence for a causal role of this region in promoting metacognition is controversial--in fact, some question whether the prefrontal cortex plays any role in supporting conscious visual experiences. Moreover, whether LPFC function promotes metacognitive awareness of perceptual and emotional features of complex, yet ubiquitous socio-emotional face stimuli is unknown. Using model-based analyses following a causal intervention to LPFC in humans, we demonstrate that LPFC promotes metacognitive awareness of the orientation of emotional faces--although not of their emotional expressions. Effects were specific to metacognition, as LPFC perturbation did not alter stimulus discrimination performance. Collectively, these data support the causal involvement of the prefrontal cortex in metacognitive awareness, and indicate that the role of LPFC function in metacognition encompasses perceptual experiences of naturalistic social stimuli.

Human movement is partly organized and executed by cortico-basal ganglia-thalamic closed-loop circuits (CLCs), wherein motor cortical areas both send inputs to and receive feedback from the basal ganglia, particularly the dorsal putamen (PUTd). These networks are compromised in Parkinson's disease (PD) due to neurodegeneration of dopaminergic inputs primarily to PUTd. Yet, fluid movement in PD can sporadically occur, especially when induced by emotionally arousing events. Rabies virus tracing in non-human primates has identified a potential alternative motor pathway, wherein the ventral putamen (PUTv) receives inputs from subcortical limbic areas (such as amygdala nuclei) and sends outputs to motor cortical areas putatively via the nucleus basalis of Meynert (NBM). We hypothesize that this separable open loop circuit (OLC) may exist in humans and explain the preservation of movement after CLC degradation. Here, we provide evidence for the normal human OLC with ultra-high field (7T), multi-echo functional magnetic resonance imaging. We acquired resting-state functional connectivity (FC) scans from 21 healthy adults (avg. age = 29, 12M/9F, all right-handed) and mapped left-hemisphere seed-to-voxel connectivity to assess PUTv FC with putative subcortical nodes and motor cortical areas. We found that putative OLC node (basolateral amygdala, NBM) FC was greater with PUTv (p < 0.05), while CLC subcortical seed (ventrolateral nucleus of thalamus) FC was greater with PUTd (p < 0.01). Striatal FC patterns varied across cortical motor areas, with cingulate (p < 0.0001) and supplementary (p < 0.0001) motor areas showing greater FC with PUTv vs. nucleus accumbens. SMA had greater FC with PUTd vs. PUTv (p < 0.0001), while cingulate and primary motor areas showed no significant differences in FC between PUTd and PUTv (p > 0.1). Collectively, these results suggest that PUTv is functionally connected to motor cortical areas and may be integrated into a separable motor OLC with subcortical limbic inputs.

Humans ubiquitously increase the speed of their movements when motivated by incentives (i.e., capturing reward or avoiding loss). The complex interplay between incentivization and motor output is pertinent for unpacking the functional profiles of different circuits that link the basal ganglia with motor cortical areas. Here, we analyzed the functional profile of nodes forming two circuits involving putamen and motor cortical areas: the traditional "closed-loop circuit" (CLC) from sensorimotor dorsal putamen (PUTd) and a putative "open-loop circuit" (OLC) from ventral putamen (PUTv). Establishing differential function between CLC and OLC is particularly relevant for therapeutic approaches to Parkinson's disease, where OLC function is hypothesized to be relatively spared by the disease process. In a large sample fMRI study, 68 healthy controls executed speeded reaches with a joystick under different levels of incentivization to accurately hit precision targets. We dissociated effects of "incentive per se" (i.e., changes in brain activity when an upcoming movement obtains a reward or avoids a loss) from "RT effects" (i.e., brain activity that directly scales with adjustments to movement initiation time). Incentive per se was observed across sites in both CLC and OLC. However, RT effects were primarily in nodes of the OLC and motor sites, consistent with the hypothesized anatomy and function of OLC. Our findings additionally suggest valence might mediate when incentives recruit OLC to more prominent control of motor behavior.

Abstract Emotional fluctuations are ubiquitous in everyday life, but precisely how they sculpt the temporal organization of memories remains unclear. Here, we designed a novel task—the Emotion Boundary Task—wherein participants viewed sequences of negative and neutral images surrounded by a color border. We manipulated perceptual context (border color), emotional valence, as well as the direction of emotional-valence shifts (i.e., transitions from neutral-to-negative and negative-to-neutral events). We measured memory for temporal order and subjectively remembered temporal distances for images processed within and across events. Negative images processed within events were remembered as closer in time compared to neutral ones. In contrast, temporal distance was remembered as longer for images spanning neutral-to-negative transitions— suggesting temporal dilation in memory with the onset of a negative event following a previously-neutral state. The extent of this negative-picture induced temporal dilation in memory correlated with dispositional negativity across individuals. Lastly, temporal order memory was enhanced for recently presented negative (compared to neutral) images. These findings suggest that emotional-state dynamics matters when considering emotion-temporal memory interactions: While persistent negative events may compress subjectively remembered time, dynamic shifts from neutral to negative events produce temporal dilation in memory, which may be relevant for adaptive emotional functioning.

Emotional processing often continues beyond the presentation of emotionally evocative stimuli, which can result in affective biasing or coloring of subsequently encountered events. Here, we describe neural correlates of affective coloring and examine how individual differences in affective style impact the magnitude of affective coloring. We conducted functional magnetic resonance imaging in 117 adults who passively viewed negative, neutral, and positive pictures presented 2s prior to neutral faces. Brain responses to neutral faces were modulated by the valence of preceding pictures, with greater activation for faces following negative (vs. positive) pictures in the amygdala, dorsomedial and lateral prefrontal cortex, ventral visual cortices, posterior superior temporal sulcus, and angular gyrus. Three days after the MRI scan, participants rated their memory and liking of previously encountered neutral faces. Individuals higher in trait positive affect and emotional reappraisal rated faces as more likable when preceded by emotionally arousing (negative or positive) pictures. Additionally, greater amygdala responses to neutral faces preceded by positively valenced pictures were associated with greater memory for these faces three days later. Collectively, these results reveal individual differences in how emotions spill over onto the processing of unrelated social stimuli, resulting in persistent and affectively biased evaluations of such stimuli.

Abstract Mindfulness meditation has been shown to increase resting state functional connectivity (rsFC) between the posterior cingulate cortex (PCC) and dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), which is thought to reflect improvements in attention to the present moment. However, prior research in long-term meditation practitioners lacked quantitative measures of attention that would provide a more direct behavioral correlate and interpretational anchor for PCC–DLPFC connectivity and was inherently limited by small sample sizes. Moreover, whether mindfulness meditation primarily impacts brain function locally, or impacts the dynamics of large-scale brain networks, remained unclear. Here, we sought to replicate and extend prior findings of increased PCC – DLPFC rsFC in a sample of 40 long-term meditators (average practice= 3759 hours) who also completed a behavioral assay of attention. In addition, we tested a network-based framework of changes in inter-regional connectivity by examining network-level connectivity. We found that meditators had stronger PCC-rostrolateral prefrontal cortex (PFC) rsFC, lower connector hub strength across the default mode network (DMN) relative to other functional networks, and better attention to task, compared to 124 meditation-naïve controls. Orienting attention positively correlated with PCC– rostrolateral PFC connectivity, and negatively correlated with DMN connector hub strength. These findings provide novel evidence that posterior cingulate – rostrolateral PFC rsFC may support attention orienting, consistent with a role for rostrolateral PFC in meta-cognitive background awareness that is a core component of mindfulness meditation training. Our results further demonstrate that long-term mindfulness meditation may improve attention and strengthen the underlying brain networks.

Emotional fluctuations are ubiquitous in everyday life, but precisely how they sculpt the temporal organisation of memories remains unclear. Here, we designed a novel task – the Emotion Boundary Task – wherein participants viewed sequences of negative and neutral images surrounded by a colour border. We manipulated perceptual context (border colour), emotional-picture valence, as well as the direction of emotional-valence shifts (i.e., shifts from neutral-to-negative and negative-to-neutral events) to create events with a shared perceptual and/or emotional context. We measured memory for temporal order and temporal distances for images processed within and across events. Negative images processed within events were remembered as closer in time compared to neutral ones. In contrast, temporal distances were remembered as longer for images spanning neutral-to-negative shifts – suggesting temporal dilation in memory with the onset of a negative event following a previously-neutral state. The extent of negative-picture induced temporal dilation in memory correlated with dispositional negativity across individuals. Lastly, temporal order memory was enhanced for recently-presented negative (versus neutral) images. These findings suggest that emotional-state dynamics matters when considering emotion-temporal memory interactions: While persistent negative events may compress subjectively remembered time, dynamic shifts from neutral-to-negative events produce temporal dilation in memory, with implications for adaptive emotional functioning.