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Cortisol exhibits typical ultradian and circadian rhythm and disturbances in its secretory pattern have been described in stress-related pathology. The aim of this thesis was to dissect the underlying structure of cortisol pulsatility and to develop tools to investigate the effects of this pulsatility on immune cell trafficking and the responsiveness of the neuroendocrine system and GR target genes to stress. Deconvolution modeling was set up as a tool for investigation of the pulsatile secretion underlying the ultradian cortisol rhythm. This further allowed us to investigate the role of the single cortisol pulses on the immune cell trafficking and the role of induced cortisol pulses on the kinetics of expression of GR target genes. The development of these three tools, would allow to induce and investigate in future the significance of single cortisol pulses for health and disease.
Design and structural optimization has become a very important field in industrial applications over the last years. Due to economical and ecological reasons, the efficient use of material is of highly industrial interest. Therefore, computational tools based on optimization theory have been developed and studied in the last decades. In this work, different structural optimization methods are considered. Special attention lies on the applicability to three-dimensional, large-scale, multiphysic problems, which arise from different areas of the industry. Based on the theory of PDE-constraint optimization, descent methods in structural optimization require knowledge of the (partial) derivatives with respect to shape or topology variations. Therefore, shape and topology sensitivity analysis is introduced and the connection between both sensitivities is given by the Topological-Shape Sensitivity Method. This method leads to a systematic procedure to compute the topological derivative by terms of the shape sensitivity. Due to the framework of moving boundaries in structural optimization, different interface tracking techniques are presented. If the topology of the domain is preserved during the optimization process, explicit interface tracking techniques, combined with mesh-deformation, are used to capture the interface. This techniques fit very well the requirements in classical shape optimization. Otherwise, an implicit representation of the interface is of advantage if the optimal topology is unknown. In this case, the level set method is combined with the concept of the topological derivative to deal with topological perturbation. The resulting methods are applied to different industrial problems. On the one hand, interface shape optimization for solid bodies subject to a transient heat-up phase governed by both linear elasticity and thermal stresses is considered. Therefore, the shape calculus is applied to coupled heat and elasticity problems and a generalized compliance objective function is studied. The resulting thermo-elastic shape optimization scheme is used for compliance reduction of realistic hotplates. On the other hand, structural optimization based on the topological derivative for three-dimensional elasticity problems is observed. In order to comply typical volume constraints, a one-shot augmented Lagrangian method is proposed. Additionally, a multiphase optimization approach based on mesh-refinement is used to reduce the computational costs and the method is illustrated by classical minimum compliance problems. Finally, the topology optimization algorithm is applied to aero-elastic problems and numerical results are presented.
Die Arbeit setzt sich mit den theoretischen und praktischen Aspekten der Analyse und Edition eines literarisch wichtigen Textes mit Methoden der Digital Humanities sowie der Korpus- und Computerlinguistik auseinander. Als Materialgrundlage dient das luxemburgischsprachige Werk des Michel Rodange. Hierzu gehören die Werke "Renert oder de Fuuss am Frack an a Maansgréisst" - ca. 35.000 Tokens, "Dem Léiweckerche säi Lidd" - ca. 5.000 Tokens, "Dem Grof Sigfrid seng Goldkuemer" - ca. 10.000 Tokens und zwei Gedichte - ca. 500 Tokens. Auf der empirischen Seite handelt es sich um die Erstellung eines elektronischen Korpus mit historisch-kritischen und linguistischen Annotationen und dessen Darstellung im Internet als Webportal. Dabei entsteht eine Wechselwirkung zwischen Theorie und Praxis, so werden die erstellten Annotationen verwendet, um das Werk aus sprach- und literaturwissenschaftlicher Perspektive zu untersuchen; diese Erkenntnisse können dann wiederum bei der Implementierung der Tools eingesetzt werden, um den Korrektheitsgrad der automatischen Annotation zu erhöhen. Die historisch-kritischen Annotationen beinhalten beispielsweise Lesarten, Korrekturen sowie Worterklärungen, wohingegen die linguistischen Annotationen die Orthographie, Morphologie (Wortklassen und Lemmata) und Phraseologie betreffen. Die Annotationen werden in der Markup-Sprache XML kodiert. Der erste Schritt der Erstellung eines elektronischen Korpus ist die Digitalisierung der Texte. Bei den Handschriften geschah dies mithilfe einer manuellen Transkription, bei den Drucken wurde auf eine OCR-Software zurückgegriffen. Es empfiehlt sich, bereits in dieser Phase den Text gut zu strukturieren und mit Annotationen zu versehen. Dabei wurden zunächst Metadaten festgehalten. Anschließend wurden Informationen wie Seitenzahl, Zeilenumbrüche etc. als Annotationen hinzugefügt. Von besonderer Bedeutung für die Erstellung eines Korpus aus einem historisch und literarisch wichtigen Text ist jedoch seine Anreicherung mit historisch-kritischen Kommentaren. Die Untersuchung und Berücksichtigung der literarischen bzw. wissenschaftlichen Gattung historisch-kritische Edition stellt die theoretische Grundlage für solche Annotationen dar. Alle für die Editionswissenschaft relevanten Texthinweise, -bruchstücke und vom Autor durchgestrichene und gelöschte Stellen wurden dokumentiert. Bei schlecht lesbaren Stellen wurden Lesemöglichkeiten vorgeschlagen und die anderer Editionen diskutiert. Die Text Incoding Initiative (TEI) bietet eine Fülle von XML-Elementen, um solche Annotationen zu speichern. Um diese Arbeit nicht manuell ausführen zu müssen, wurde auf Tools wie TUSTEP, oXygen oder Skriptsprachen wie beispielsweise Perl zurückgegriffen. Diese können u. a. die Such- und Ersetzen-Arbeiten mithilfe der Regulären Ausdrücke bedeutend erleichtern. Den nächsten Schritt der Korpus-Erstellung stellt die Tokenisierung dar. Hierbei gehen die historisch-kritischen Annotationen in linguistische Annotationen über. Die Grenzen eines Wortes werden festgelegt und jedes Wort mit seinem eigenen Element versehen. Aus der digitalen Verarbeitung nicht wegzudenken ist dabei die Berücksichtigung und Untersuchung der Sprache des Autors. In diesem Fall wurde auf Aspekte wie die Dichtungsstile des Luxemburgischen im 19. Jahrhundert, die literarischen Gattungen der Texte sowie die Schreibung des Autors geachtet. Der empirische Anteil der Analyse mit EDV-technischen Methoden und die Speicherung der Ergebnisse als Annotationen stellt die wissenschaftliche Basis für die spätere digitale Präsentation dar. In der Arbeit werden die Ergebnisse der quantitativen und qualitativen Analyse der Sprache des Werks mithilfe von selbstimplementierten Programmen diskutiert. Dabei werden die vorhandenen Theorien sowohl der klassischen Linguistik z. B. aus der Morphologie oder der Phraseologieforschung, als auch der Korpuslinguistik besprochen und evaluiert. Die Implementierung und Ergebnisse folgender Programme für das Michel Rodange Korpus werden thematisiert: Tokeniser, FreqList, POS-Trainer, POS-Tagger, Lemmatisierer und Programme zur morphologischen und phraseologischen Analyse des Korpus. Der POS-Tagger kann die Wortarten im Korpus bestimmen. Grundlage dafür sind die sogenannten Hidden Markov Modelle, die auf der Wahrscheinlichkeitstheorie basieren. Der Lemmatisierer und das Programm zur morphologischen Analyse arbeiten hauptsächlich regelbasiert, wohingegen das Programm für die phraseologische Analyse anhand statistischer Verfahren wie dem Z-Test, dem Chi-Quadrat-Test und dem Exakten Test von Fisher implementiert wurde. So widmet sich beispielsweise Kapitel 3.4 dem Output der morphologischen Analyse und diskutiert die Wortbildung. Kapitel 3.6 beschäftigt sich mit der Interpretation der Phraseologismen. Hierbei zeigte sich, dass viele der automatisch identifizierten Phraseologismen aus Michel Rodanges Werken in der Tat ein fester Bestandteil nicht nur der luxemburgischen Sprache und Kultur sind, sondern sich auch in der gesamten westlichen Kultur wiederfinden.
Nicht von einer Hand Fallbeispiele der künstlerischen Zusammenarbeit in der Gemäldeproduktion vom 17. bis 19. Jahrhundert Das Phänomen der künstlerischen Zusammenarbeit mehrerer Maler auf einem Bildträger wurde in den vergangenen zehn Jahren in der Forschung und in der praktischen Museumsarbeit mit immer größerem Interesse betrachtet. Das hängt mit dem generellen Wandel in der Wahrnehmung von historischen Sammlungen und der Hinterfragung von tradierten Wahrnehmungsmustern in der Kunstgeschichte zusammen. Diese Dissertation hat sich die Frage nach der Entstehung dieser Form der Zusammenarbeit in verschiedenen Regionen und deren Rezeption im 18. und 19. Jahrhundert gestellt. Wenngleich in der Forschung die Kooperationstätigkeiten einzelner Künstler zunehmend Beachtung finden, so war es mein Anliegen, das Phänomen der Kooperationspraxis umfassend anhand verschiedener Fallbeispiele zu beschreiben. In vielen Fällen können diese Beispiele ergänzt und erweitert werden. Im Kern aber bleibt die Feststellung, dass die Kooperationspraxis als künstlerische Produktionsweise eine Entwicklung vollzogen hat. Kooperationen im beschriebenen Umfang hat es immer gegeben. Die produktive Phase der niederländischen und flämischen Malerei wäre im 17. Jahrhundert nicht möglich gewesen, hätten sich vor allem in Antwerpen die Maler nicht zu Kooperationsgemeinschaften zusammengeschlossen. Die Entwicklung der Genres, der Transfer unterschiedlichster Bildthemen und Motive hängt im engen Maße mit der Kooperationstätigkeit zusammen. Entscheidend für die horizontale Kooperation, also die Kooperation unter (mehr oder minder) gleichgestellten autonomen Meistern, war die Entwicklung dieser verschiedenen Genres. Einige dieser Gattungen eigneten sich besonders gut für die Praxis der Künstlerkooperation. Sie wurden zum Teil überhaupt erst durch diesen intensiven Austausch unter den Malern so erfolgreich und konnten erst durch eine ökonomische Produktionsweise in großer Menge für den freien Kunstmarkt hergestellt werden. Bei der Gegenüberstellung der Kooperationsbedingungen in Deutschland und in den Niederlanden wurden signifikante Gründe für die unterschiedliche Entwicklung der künstlerischen Zusammenarbeit herausgestellt. Im Alten Reich unterschieden sich im 16. und 17. Jahrhundert die sozial-ökonomischen Verhältnisse deutlich von denen in den südlichen und nördlichen Niederlanden. Die Grenzen zwischen der werkstattinternen Arbeitsteilung und der Kooperation zwischen autonomen Meistern verliefen fließend. Die Entwicklung in der Arbeitsweise der Maler verlief über einen langen Zeitraum und kann nicht als homogener Entwicklungsstrang festgeschrieben werden. Waren es anfangs die herrschaftlich motivierten Ansprüche für die Ausstattung der Residenzen oder für exorbitante Memorialprojekte, welche die bekanntesten Maler an einem Projekt unter der Koordination eines Höflings wirken ließen, so ging mit dem Erstarken des freien Kunstmarktes die Künstlerkooperation mit dem Ziel einer effektiven und absatzstarken Gemäldeproduktion einher. Die Produktionsverfahren des 18. und 19. Jahrhunderts folgten, mehr und mehr politischen, gesellschaftlichen und ökonomischen Motiven, wobei die Künstlerkooperation als soziales Arbeitsmodell bestätigt wurde. Damit wurde gleichsam der Weg für Künstlergemeinschaften und Künstlerkolonien geebnet, die vor allem im 20. Jahrhundert ein globales Phänomen darstellten und das künstlerische Selbstverständnis bis zum heutigen Tag prägen.
This work investigates the industrial applicability of graphics and stream processors in the field of fluid simulations. For this purpose, an explicit Runge-Kutta discontinuous Galerkin method in arbitrarily high order is implemented completely for the hardware architecture of GPUs. The same functionality is simultaneously realized for CPUs and compared to GPUs. Explicit time steppings as well as established implicit methods are under consideration for the CPU. This work aims at the simulation of inviscid, transsonic flows over the ONERA M6 wing. The discontinuities which typically arise in hyperbolic equations are treated with an artificial viscosity approach. It is further investigated how this approach fits into the explicit time stepping and works together with the special architecture of the GPU. Since the treatment of artificial viscosity is close to the simulation of the Navier-Stokes equations, it is reviewed how GPU-accelerated methods could be applied for computing viscous flows. This work is based on a nodal discontinuous Galerkin approach for linear hyperbolic problems. Here, it is extended to non-linear problems, which makes the application of numerical quadrature obligatory. Moreover, the representation of complex geometries is realized using isoparametric mappings. Higher order methods are typically very sensitive with respect to boundaries which are not properly resolved. For this purpose, an approach is presented which fits straight-sided DG meshes to curved geometries which are described by NURBS surfaces. The mesh is modeled as an elastic body and deformed according to the solution of closest point problems in order to minimize the gap to the original spline surface. The sensitivity with respect to geometry representations is reviewed in the end of this work in the context of shape optimization. Here, the aerodynamic drag of the ONERA M6 wing is minimized according to the shape gradient which is implicitly smoothed within the mesh deformation approach. In this context a comparison to the classical Laplace-Beltrami operator is made in a Stokes flow situation.
The present thesis addresses the validity of Binge Eating Disorder (BED) as well as underlying mechanisms of BED from three different angles. Three studies provide data discriminating obesity with BED from obesity without BED. Study 1 demonstrates differences between obese individuals with and without BED regarding eating in the natural environment, psychiatric comorbidity, negative affect as well as self reported tendencies in eating behavior. Evidence for possible psychological mechanisms explaining increased intake of BED individuals in the natural environment was given by analyzing associations of negative affect, emotional eating, restrained eating and caloric intake in obese BED compared to NBED controls. Study 2 demonstrated stress-induced changes in the eating behavior of obese individuals with BED. The impact of a psychosocial stressor, the Trier Social Stress Test (TSST, Kirschbaum, Pirke, &amp;amp; Hellhammer, 1993), on behavioral patterns of eating behavior in laboratory was investigated. Special attention was given to stress-induced changes in variables that reflect mechanisms of appetite regulation in obese BED individuals compared to controls. To further explore by which mechanisms stress might trigger binge eating, study 3 investigated differences in stress-induced cortisol secretion after a socially evaluated cold pressure test (SECPT, Schwabe, Haddad, &amp;amp; Schachinger, 2008) in obese BED as compared to obese NBED individuals.
Chemical communication in the reproductive behaviour of Neotropical poison frogs (Dendrobatidae)
(2013)
Chemical communication is the evolutionary oldest communication system in the animal kingdom that triggers intra- and interspecific interactions. It is initiated by the emitter releasing either a signal or a cue that causes a reaction of the receiving individual. Compared to other animals there are relatively few studies regarding chemical communication in anurans. In this thesis the impact of chemical communication on the behaviour of the poison frog Ranitomeya variabilis (Dendrobatidae) and its parental care performance was investigated. This species uses phytotelmata (small water bodies in plants) for both clutch and tadpole depositions. Since tadpoles are cannibalistic, adult frogs do not only avoid conspecifics when depositing their eggs but also transport their tadpoles individually into separated phytotelmata. The recognition of already occupied phytotelmata was shown to be due to chemical substances released by the conspecific tadpoles. In order to gain a deeper comprehension about the ability of adult R. variabilis to generally recognize and avoid tadpoles, in-situ pool choice experiments were conducted, offering chemical substances of tadpole of different species to the frogs (Chapter I). It turned out that they were able to recognize all species and avoid their chemical substances for clutch depositions. However, for tadpole depositions only dendrobatid tadpoles occurring in phytotelmata were avoided, while those species living in rivers were not. Additionally, the chemical substances of a treefrog tadpole (Hylidae) were recognized by R. variabilis. Yet, they were not avoided but preferred for tadpole depositions; thus these tadpoles might be recognized as a potential prey for the predatory poison frog larvae. One of the poison frog species which was avoided for both tadpole and clutch depositions, was the phytotelmata breeding Hyloxalus azureiventris. The chemical substances released by its tadpoles were analysed together with those of the R. variabilis tadpoles (Chapter II). After finding a suitable solid-phase extraction sorbent (DSC-18), the active chemical compounds from the water of both tadpole species were extracted and fractionated. In order to determine which fractions triggered the avoidance behaviour of the frogs, in-situ bioassays were conducted. It was found that the biologically active compounds differed between both species. Since the avoidance of the conspecific tadpoles is not advantageous to the releaser tadpoles (losing a potential food resource) the chemicals released by them might be defined as chemical cues. However, as it turned out that the avoidance of the heterospecific tadpoles was not triggered by a mere byproduct based on the close evolutionary relationship between the two species, the chemical compounds released by H. azureiventris tadpoles might be defined as chemical signals (being advantageous to the releasing tadpoles) or, more specifically as synomones, interspecificly acting chemicals that are advantageous for both emitter and receiver (since R. variabilis avoids a competition situation for its offspring, too). Another interspecific communication system investigated in this thesis was the avoidance of predator kairomones (Chapter III). Using chemical substances from damselfly larvae, it could be shown that R. variabilis was unable to recognize and avoid kairomones of these tadpole predators. However, when physically present, damselfly larvae were avoided by the frogs. For the recognition of conspecific tadpoles in contrast, chemical substances were necessary, since purely visible artificial tadpole models were not avoided. If R. variabilis is also capable to chemically communicate with adult conspecifics was investigated by presenting chemical cues/signals of same-sex or opposite-sex conspecifics to the frogs (Chapter IV). It was suggested that males would be attracted to chemical substances of females and repelled by those of conspecific males. But instead all individuals showed avoidance behaviour towards the conspecific chemicals. This was suggested to be an artefact due to confinement stress of the releaser animals, emitting disturbance cues that triggered avoidance behaviour in their conspecifics. The knowledge gained about chemical communication in parental care thus far, was used to further investigate a possible provisioning behaviour in R. variabilis. In-situ pool-choice experiments with chemical cues of conspecific tadpoles were carried out throughout the change from rainy to dry season (Chapter V). With a changepoint analysis, the exact seasonal change was defined and differences between frogs" choices were analysed. It turned out that R. variabilis does not avoid but prefer conspecific cues during the dry season for tadpole depositions, what might be interpreted as a way to provide their tadpoles with food (i.e. younger tadpoles) in order to accelerate their development when facing desiccation risk. That tadpoles were also occasionally fed with fertilized eggs could be shown in a comparative study, where phytotelmata that contained a tadpole deposited by the frogs themselves received more clutch depositions than freshly erected artificial phytotelmata containing unfamiliar tadpoles (i.e. their chemical cues; Chapter VI). Conducting home range calculations with ArcGIS, it turned out that R. variabilis males showed unexpectedly strong site fidelity, leading to the suggestion that they recognize their offspring by phytotelmata location. However, in order to test if R. variabilis is furthermore able to perform chemical offspring recognition, frogs were confronted in in-situ pool-choice experiments with chemical cues of single tadpoles that were found in their home ranges (Chapter VII). Genetic kinship analyses were conducted between those tadpoles emitting the chemical cues and those deposited together with or next to them. The results, however, indicated that frogs did not choose to deposit their offspring with or without another tadpole due to relatedness, i.e. kin recognition by chemical cues could not be confirmed in R. variabilis.
Die Zweckbestimmung der modernen Clustertheorie liegt in der Analyse regional-sektoraler Verbundsysteme von ökonomischen Aktivitäten. Erst seit kurzem wird der Versuch einer Übertragung auf touristische Destinationen in Entwicklungsländern unternommen. Die vorliegende Dissertation untersucht theoretische, methodische und praktische Implikationen dieser Übertragung anhand des Fallbeispiels der touristischen Clusterentwicklung in der Napo-Provinz Ecuadors. Hierbei stehen insbesondere die Rahmenbedingungen für die Genese wissensbasierter (kompetitiver) Wettbewerbsvorteile als Quelle der Clusterdynamik im Zentrum. Anhand einer quantitativen Methodik wird in diesem Rahmen sowohl ein Nachweis zur Gültigkeit eines vorab abgeleiteten Clusterentwicklungsmodells geführt, als auch auf dieser Grundlage ein Beitrag zur Verbesserung bestehender Diagnosesysteme geleistet.
Im querschnittlichen Vergleich zwischen 10- bis 18-jährigen Mädchen mit Major Depression und gleichaltrigen gesunden Probandinnen wiesen die depressiven Mädchen mehr Probleme, mehr körperliche und psychische Stresssymptome, erhöhte Cortisolsekretion sowie eine ungünstigere Stressverarbeitung auf. Im Längsschnitt zeigte sich die Bedeutsamkeit von psychischer Stressbelastung und der Einfluss von Bewältigungsstrategien auf den Verlauf der Depression.
Kommt die Scharia auch in Deutschland zur Anwendung oder wäre die Inkorporation bestimmter Teile der Scharia in deutsches Recht zumindest wünschenswert? Könnte Großbritannien hier Vorbild sein, wo Schlichtungsgerichte für muslimische Streitparteien ebenso wie die staatlicherseits anerkannten Schariagerichtshöfe fest etabliert sind? Und wie sind islamische Friedensrichter in Deutschland zu bewerten, die vielerorts eine vermittelnde Rolle zwischen muslimischen Tätern und deutschen Strafverfolgungsbehörden übernehmen? Schiedssprüche zwischen Konfliktparteien gleich welcher Religionszugehörigkeit können nur dann als vorteilhaft beurteilt werden, wenn sie geeignete, rechtstreue, ausgebildete Personen durchführen, die nach rechtsstaatlichen Prinzipien urteilen und der gerichtlichen Kontrolle unterliegen. Schiedsverfahren dürften traditionellem Schariarecht nicht folgen, da es in seiner klassischen Auslegung staatlichem Recht widerspricht und ebenso wie das Operieren von "Friedensrichtern" integrationshemmend wirkt.