SUMMARY Non-invasive G amma EN trainment U sing S ensory stimuli (GENUS) at 40Hz reduced Alzheimer’s disease (AD) pathology, prevented cerebral atrophy and improved performance during behavioral testing in mouse models of AD. We report data from a safety study ( NCT04042922 ) and a randomized, placebo-controlled trial in participants with probable mild AD dementia after 3 months of one-hour daily 40Hz light and sound GENUS ( NCT04055376 ) to assess safety, compliance, entrainment and possible effects on brain structure, function, sleep and cognitive function. GENUS was well-tolerated and compliance was high in both groups. Electroencephalography recordings show that our GENUS device safely and effectively induced 40Hz entrainment in cognitively normal subjects and participants with mild AD. After 3 months of daily stimulation, participants with mild AD in the 40Hz GENUS group showed less ventricular enlargement and stabilization of the hippocampal size compared to the control group. Functional connectivity increased in both the default mode network and the medial visual network after 3 months of stimulation. Circadian rhythmicity also improved with GENUS. Compared to controls, the active group performed better on the face-name association delayed recall test. These results suggest that 40Hz GENUS can be used safely at home daily and shows favorable outcomes on cognitive function, daily rhythms, and structural and functional MRI biomarkers of AD-related degeneration. These results support further evaluation of GENUS in larger and longer clinical trials to evaluate its potential as a disease modifying therapeutic for Alzheimer’s disease.

Jazz improvisation offers a model for creative cognition, as it involves the real-time creation of a novel, information-rich product. Previous research has shown that when musicians improvise, they recruit regions in the Default Mode Network (DMN) and Executive Control Network (ECN). Here, we ask whether these findings from task-fMRI studies might extend to intrinsic differences in resting state functional connectivity. We compared Improvising musicians, Classical musicians, and Minimally Musically Trained (MMT) controls in seed-based functional connectivity and network analyses in resting state functional MRI. We also examined the functional correlates of behavioral performance in musical improvisation and divergent thinking. Seed-based analysis consistently showed higher connectivity in ventral DMN (vDMN) and bilateral ECN in both groups of musically trained individuals as compared to MMT controls, with additional group differences in primary visual network, precuneus network, and posterior salience network. In particular, primary visual network connectivity to DMN and ECN was highest in Improvisational musicians, whereas within-network connectivity of vDMN and precuneus network was higher in both Improvisational and Classical musicians than in MMT controls; in contrast, connectivity between posterior salience network and superior parietal lobule was highest in Classical musicians. Furthermore, graph-theoretical analysis indicated heightened betweenness centrality, clustering, and local efficiency in Classical musicians. Taken together, results suggest that heightened functional connectivity among musicians can be explained by higher within-network connectivity (more tight-knit cortical networks) in Classical musicians, as opposed to more disperse, globally-connected cortical networks in Improvisational musicians.

Abstract Information about a person’s available energy resources is integrated in daily behavioral choices that weigh motor costs against expected rewards. It has been posited that humans have an innate attraction towards effort minimization and that executive control is required to overcome this prepotent disposition. With sedentary behaviors increasing at the cost of millions of dollars spent in health care and productivity losses due to physical inactivity-related deaths, understanding the predictors of sedentary behaviors will improve future intervention development and precision medicine approaches. In 64 healthy older adults participating in a 6-month aerobic exercise intervention, we use neuroimaging (resting state functional connectivity), baseline measures of executive function and accelerometer measures of time spent sedentary to predict future changes in objectively measured time spent sedentary in daily life. Using cross-validation and bootstrap resampling, our results demonstrate that functional connectivity between 1) the anterior cingulate cortex and the supplementary motor area and 2) the right anterior insula and the left temporoparietal/temporooccipital junction, predict changes in time spent sedentary, whereas baseline cognitive, behavioral and demographic measures do not. Previous research has shown activation in and between the anterior cingulate and supplementary motor area as well as in the right anterior insula during effort avoidance and tasks that integrate motor costs and reward benefits in effort-based decision making. Our results add important knowledge toward understanding mechanistic associations underlying complex sedentary behaviors.