The perception of a voice in the absence of an external auditory source - an auditory verbal hallucination - is a characteristic symptom of schizophrenia. To better understand this phenomenon requires integration of findings across behavioural, functional, and neurochemical levels. We address this with a locally adapted MEGA-PRESS sequence incorporating interleaved unsuppressed water acquisitions, allowing concurrent assessment of behaviour, blood-oxygenation-level-dependent (BOLD) functional changes, Glutamate+Glutamine (Glx), and GABA, synchronised with a cognitive (flanker) task. We acquired data from the anterior cingulate cortex (ACC) of 51 patients with psychosis (predominantly schizophrenia spectrum disorder) and hallucinations, matched to healthy controls. Consistent with the notion of an excitatory/inhibitory imbalance, we hypothesized differential effects for Glx and GABA between groups, and aberrant dynamics in response to task. Results showed impaired task performance, lower baseline Glx and positive association between Glx and BOLD in patients, contrasting a negative correlation in healthy controls. Task-related increases in Glx were observed in both groups, with no significant difference between groups. No significant effects were observed for GABA. These findings suggest that a putative excitatory/inhibitory imbalance affecting inhibitory control in the ACC is primarily observed as tonic, baseline glutamate differences, rather than GABAergic effects or aberrant dynamics in relation to a task.

Abstract Background Auditory verbal hallucinations, which frequently involve negative emotions, are reliable symptoms of schizophrenia. Brain asymmetries have also been linked to the condition, but the relevance of asymmetries within the amygdala, which coordinates all emotional signals, to the content of and response to auditory verbal hallucinations has not been explored. Methods We evaluated the performance of two asymmetry biomarkers that were recently introduced in literature: the distance index, which captures global asymmetries, and a revised version of the laterality index, which captures left–right local asymmetries. We deployed random forest regression models over values computed with the distance index and with the laterality index over amygdala nuclei volumes (lateral, basal, accessory-basal, anterior amygdaloid area, central, medial, cortical, cortico-amygdaloid area, and paralaminar) for 71 patients and 71 age-matched controls. Results Both biomarkers made successful predictions for the 35 items of the revised version of the Belief About Voices Questionnaire, such that hallucination severity increased with increasing local asymmetries and with decreasing global asymmetries of the amygdala. Conclusions Our findings highlight a global reorganization of the amygdala, where left and right nuclei volumes differ pairwise but become proportionally more similar as hallucinations increase in severity. Identifying asymmetries in particular brain structures relevant to specific symptoms could help monitor the evolution and outcome of psychopathological conditions.