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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.
Im Fokus dieser Untersuchung steht die Evaluation allgemeinpsychiatrischer tagesklinischer Behandlung, einerseits zur Überprüfung der Wirksamkeit der teilstationären Intervention bzgl. der Symptomatik, andererseits unter der speziellen Berücksichtigung von generalisierten Vertrauensaspekten (Vertrauenstrias) auf dem theoretischen Hintergrund des Handlungstheoretischen Partialmodells der Persönlichkeit (Krampen, 1987) und ihren Zusammenhängen zu psychischen Erkrankungen. Dem wurde in einer Fragebogenstudie mit 200 tagesklinischen Patienten im Alter von 16 bis 80 Jahren, die im Zeitraum von Oktober 2002 bis Februar 2004 in einer südwestdeutschen Kleinstadt teilstationär aufgenommen worden waren, nachgegangen. Die Patienten unterscheiden sich sowohl in den soziodemographischen Variablen als auch in Diagnosen und Behandlungszeiträumen. Wie in den Hypothesen angenommen, kann in dieser Studie gezeigt werden, dass die teilstationäre Behandlung eine deutliche Verringerung der psychischen Belastung mit sich bringt und Vertrauen " mit Ausnahme von interpersonalem " gesteigert wird. Weiterhin wurden negative Zusammenhänge zwischen Vertrauen und psychischer Krankheit/Gesundheit und Unterschiede bezüglich einzelner Störungsbilder angenommen. Die einzelnen Hypothesen hierzu werden ebenfalls durch diese Studie größtenteils bestätigt.
In a number of experiments, emotional pictures elicited a frontal positive slow wave in the event-related potential (ERP). This slow wave was initially interpreted as an indes of affective information processing, but one experiment showed that this component was also elicited by emotional neutral pictures in a cognitiven processing task. The aim of the present work was to reanalyse the functional significance of this slow wave. A first section of this work presents a theoretical examination of visual pathways by the brain. This section is supplemented by an overview of the principals of ERP methodology and a review of methods to correct ocular artifacts in the ERP. A second section describes two experiments. The aim of the first experiment was to examine the hypothesis that the frontal positive slow wave is an artifact of eye movements due to the presentation of visual stimuli. This hypothesis was examined with a paradigm that facilitates a systematic variation of eye movements by the visual presentation of matrices. The aim of the second experiment was to examine the hypothesis that a mere perceptual analysis of pictures does not elicit the frontal positive slow wave, but that a content analysis of the pictures is required to elicit this component. This hypothesis was investigated by a variation of content processing demands while the pictures were presented. The results of both experiments confirmed the main hypotheses.
Von erinnerungsinduziertem Vergessen wird gesprochen, wenn die Gedächtnisleistung für bestimmte Information dadurch beeinträchtigt wird, dass zu ihr assoziierte Information zuvor abgerufen wurde. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Effekten von Generierung und Selbstreferenz, die aus der Gedächtnisforschung als meist günstige Arten der Enkodierung bekannt sind, auf dieses Phänomen. Die bislang weitgehend vernachlässigt gebliebenen Gemeinsamkeiten von Generierung und Selbstreferenz sind der Ausgangspunkt für die Prüfung von Hypothesen über das Ausmaß erinnerungsinduzierten Vergessens generierter und selbstreferentiell enkodierter Items und dessen Moderation durch die Stimulusqualität der emotionalen Tönung von Items. Dabei wird auch eine funktionale Perspektive eingenommen, nach der erinnerungsinduziertes Vergessen als Ergebnis eines adaptiven Mechanismus verstanden wird und gefragt wird, nach welchen selbstdienlichen und handlungsrelevanten Funktionen erinnerungsinduziertes Vergessen verhindert werden mag und wie solche Funktionen mit verschiedenen Informationsverarbeitungsprozessen assoziiert sind.rnNachdem zunächst Enkodierungsprozesse und gespeicherte mentale Repräsentationen als Determinanten des Erinnerns, sowie die bisherige Forschung zu erinnerungsinduziertem Vergessen, Generierung und Selbstreferenz dargestellt werden, werden vier eigene Experimente geschildert. In Experiment 1 findet sich eine kontraintuitive Intensivierung erinnerungsinduzierten Vergessens infolge von Generierung, die zugleich aber in Einklang mit bestehenden Theorien steht und diese stützt. Außerdem ergeben sich Hinweise auf eine mit Generierung assoziierte Funktion, die durch die Aktivierung selbstrelevanter Repräsentationen gekennzeichnet ist. Beginnend mit Experiment 2 wird dann das Vorhaben verfolgt, Generierung und Selbstreferenz direkt gegenüberzustellen. Während die Experimente 2 und 3 zwar die Generalität des Phänomens erinnerungsinduzierten Vergessens weiter bestätigen und dessen Beeinflussung durch die emotionale Tönung demonstrieren, aber noch keine Ergebnisse zu Tage fördern, die eine Bewertung hinsichtlich unterschiedlicher oder identischer Konsequenzen von Generierung und Selbstreferenz erlauben, zeigt Experiment 4 schließlich eine Äquivalenz der Effekte von Generierung und Selbstreferenz auf, die in der identischen Moderation erinnerungsinduzierten Vergessens durch diernemotionale Tönung besteht. Diese Äquivalenz wird als Beleg der mit beiden Arten der Enkodierung gleichermaßen assoziierten Funktion selbstrelevanter Informationsverarbeitung interpretiert.
Cortisol is a stress hormone that acts on the central nervous system in order to support adaptation and time-adjusted coping processes. Whereas previous research has focused on slow emerging, genomic effects of cortisol likely mediated by protein synthesis, there is only limited knowledge about rapid, non-genomic cortisol effects on in vivo neuronal cell activity in humans. Three independent placebo-controlled studies in healthy men were conducted to test effects of 4 mg cortisol on central nervous system activity, occurring within 15 minutes after intravenous administration. Two of the studies (N = 26; N = 9) used continuous arterial spin labeling as a magnetic resonance imaging sequence, and found rapid bilateral thalamic perfusion decrements. The third study (N = 14) revealed rapid cortisol-induced changes in global signal strength and map complexity of the electroencephalogram. The observed changes in neuronal functioning suggest that cortisol may act on the thalamic relay of non-relevant background as well as on task specific sensory information in order to facilitate the adaptation to stress challenges. In conclusion, these results are the first to coherently suggest that a physiologically plausible amount of cortisol profoundly affects functioning and perfusion of the human CNS in vivo by a rapid, non-genomic mechanism.
Studien zeigen, dass sowohl die genetische Prädisposition als auch Umweltfaktoren zu häufigen Erkrankungen - wie Schmerzerkrankungen oder psychiatrischen Störungen - beitragen. Molekulargenetische Studien legen nahe, dass ein Teil der Erblichkeit in häufigen genetischen Varianten zu finden ist. Die Untersuchung des Zusammenwirkens dieser Faktoren kann das Verständnis der Ätiologie dieser Erkrankungen erweitern, und neue Präventions- und Behandlungsansätze hervorbringen. In der vorliegenden Arbeit werden vier Studien präsentiert, in denen Umwelt- und genetische Risikofaktoren für psychische Erkrankungen und Schmerz untersucht wurden: In der ersten Studie (Kapitel II) wurden mögliche Wirkmechanismen von etablierten Risikofaktoren für psychiatrische Störungen " das Aufwachsen und Leben in städtischer Umgebung " mit bildgebenden Verfahren untersucht. Einen möglichen Mechanismus stellt der erhöhte soziale Stress in städtischer Umgebung dar. In dieser Studie unterliefen zwei Stichproben von gesunden Probanden zwei verschiedene soziale Stressparadigmen für die Anwendung im fMRT, wovon eines im Rahmen dieser Doktorarbeit entwickelt wurde (ScanSTRESS). Hierbei zeigte sich eine erhöhte Amygdalaaktivität bei Probanden, welche aktuell in der Stadt lebten, während die Aktivität des perigenualen anterioren Cingulums mit dem Aufwachsen in der Stadt assoziiert war. Diese Befunde legen nahe, dass die akute Stressverarbeitung durch Umweltfaktoren in sensiblen Phasen der Entwicklung des Nervensystems beeinflusst wird. In der zweiten Studie (Kapitel III), wurde die Modulierung des Einflusses der städtischen Umwelt auf die Stressverarbeitung durch eine Einzelnukleotid-Polymorphismus (SNP; rs324981) im Gen, welches für den Neuropeptid S (NPS) Rezeptor kodiert (NPSR1), untersucht. In einer Stichprobe, welche das ScanSTRESS-Paradigma absolvierte, konnte gezeigt werden, dass rs324981 " in Interaktion mit städtischem Aufwachsen " die Aktivität der rechten Amygdala beeinflusste. Diese Resultate legen nahe, dass das NPS-System in der menschlichen Stressreaktion involviert ist, und diese in Interaktion mit Umweltfaktoren beeinflusst. In der dritten Studie (Kapitel IV), wurde der Effekt der genetischen Variation von NPSR1 auf die zentralnervöse und endokrine Stressverarbeitung weitergehend untersucht. Da sowohl die Stressregulation, als auch psychiatrische Störungen stark geschlechtsspezifische Ausprägungen aufweisen, wurde die Interaktion von genetischer Variation in NPSR1 mit dem Geschlecht berücksichtigt. Hierfür wurde eine Stichprobe von 277 Probanden mit dem Trierer Sozialen Stresstest (TSST) und eine Stichprobe von 65 Probanden mit dem ScanSTRESS-Paradigma untersucht. Die Analyse zeigte die geschlechtsspezifische Assoziation einer Allel-Kombination (Haplotyp) von drei funktionalen SNPs (rs2530547, rs324981 und rs727162) mit der Cortisolantwort auf den TSST, und einen geschlechtsspezifischen Effekt von rs324981 auf die zentralnervösen Aktivierungsmuster. Diese Ergebnisse legen nahe, dass das Geschlecht die Effekte von genetischer Variation im NPS-System auf die Stressregulation moduliert. In der vierten Studie (Kapitel V), wurde der Einfluss der genetischen Prädisposition und Umweltfaktoren auf chronischen Schmerz nach einer Amputation untersucht. Hierfür wurde eine Studie an 122 Individuen durchgeführt, bei welchen zwei Gliedmaßen amputiert wurden. Das Auftreten und die Intensität von sowohl Phantom- als auch Stumpfschmerzen zeigten einen starken Zusammenhang mit der Ausprägung des selben Schmerztyps zwischen den beiden amputierten Körpergliedern, es waren aber nur moderate Zusammenhänge zwischen den beiden Schmerzarten zu beobachten. Dieses Ergebnis legt den Einfluss von sowohl spezifischen, als auch gemeinsamen (potentiell genetischen) Risikofaktoren für beide Schmerztypen nahe.
During the last decade, anatomic and physiological neuroscience research has yielded extensive information on the physiological regulators of short-term satiety, visceral and interoceptive sensation. Distinct neural circuits regulate the elements of food ingestion physiologically. The general aim of the current studies is to elucidate the peripheral neural pathways to the brain in healthy subjects to establish the groundwork for the study of the pathophysiology of bulimia nervosa (BN). We aimed to define the central activation pattern during non-nutritive gastric distension in humans, and aimed to define the cognitive responses to this mechanical gastric distension. We estimated regional cerebral blood flow with 15O-water positron emission tomography during intragastric balloon inflation and deflation in 18 healthy young women of normal weight. The contrast between inflated minus deflated in the exploratory analysis revealed activation in more than 20 brain regions. The analysis confirmed several well known areas in the central nervous system that contribute to visceral processing: the inferior frontal cortex, representing a zone of convergence for food related stimuli; the insula and operculum referred to as "visceral cortex"; the anterior cingulate gyrus (and insula), processing affective information; and the brainstem, a site of vagal relay for visceral afferent stimuli. Brain activation in the left ventrolateral prefrontal cortex was reproducible. This area is well known for higher cognitive processing, especially reward-related stimuli. The ventrolateral prefrontal cortex with the insular regions may provide a link between the affective and rewarding components of eating and disordered eating as observed in BN and binge-eating obesity. Gastric distension caused a significant rapid, reversible, and reproducible increase in the feelings of fullness, sleepiness, and gastric discomfort as well as a significant rapid, reversible, and reproducible decrease in the feeling of hunger. We showed that mechanical activation of the neurocircuitry involved in meal termination led to the described phenomena. The current brain activation studies of non-painful, proximal gastric distension could provide groundwork in the field of abnormal eating behavior by suggesting a link between visceral sensation and abnormal eating patterns. A potential treatment for disordered eating and obesity could alter the conscious and unconscious perception and interoceptive awareness of gastric distension contributing to meal termination.
The human brain is characterised by two apparently symmetrical cerebral hemispheres. However, the functions attributed to each half of the brain are very distinct with a relative specialisation of the left hemisphere for language processing. Most laterality research has been performed on a behavioural level, using techniques such as visual half-field presentation. The visual half-field technique involves the presentation of stimuli in the left or right visual field for a very short time (about 200 ms). During the presentation of lateralized stimuli, the gaze of the participants is fixated on a centrally presented fixation cross. This technique takes advantage of the anatomy of the visual pathway as the temporal hemiretinae project ipsilateral, while the nasal hemiretinae project contralateral. Thus, stimuli presented in the left or right visual field are initially processed in the contralateral hemisphere. Language organisation can also be directly investigated using functional magnetic resonance imaging (fMRI). Both behavioural and neuroimaging studies showed that about 95% of right-handed men have a left hemispheric specialisation for language. In contrast, data on language organisation in women are ambiguous. It is supposed that this ambivalent picture might be associated with changes in gonadal steroid levels in blood during the menstrual cycle. However, gonadal steroid effects are complex and their role in functional cerebral lateralization is still open to discussion. The aim of this PhD project was to investigate, using fMRI: (1) the processing of linguistic information initially received in the specialised, non-specialised or both hemispheres; (2) linking the associated brain activation pattern with progesterone levels during the menstrual cycle. Firstly, brain activation was measured in 16 right-handed, healthy males during processing of different components of language (orthography, phonology and semantics) after reception in the left, right or both hemispheres. Secondly, to investigate changes in language organisation during the menstrual cycle, we conducted an event-related fMRI study during semantic and phonological processing also using visual half-field and central presentation of linguistic stimuli. Our results revealed higher BOLD signal intensity change in the visual cortex contralateral to the visual field of stimulus presentation compared to the ipsilateral visual cortex reflecting the crossing of visual pathways. We also found support for the hypothesis that the superiority of word recognition in the left VWFA is the result of a reduced activity in the right VWFA under left hemispheric control. Further, linguistic information received in the subdominant RH, is interhemispheric transferred to the left hemisphere for phonological processing. Semantic processing in contrast occurs in the specialised and in the non-specialised hemisphere. For the group of women, data analysis revealed that during semantic processing, salivary progesterone levels correlated positively with brain activity of the left superior frontal gyrus, left middle and inferior occipital gyri and bilateral fusiform gyrus. In contrast, the brain activation pattern for phonological processing did not change significantly across the menstrual cycle. In conclusion, the effect of serum progesterone levels on brain activity is task and region specific.
Die Somatisierungsstörung, Zustände zahlreicher wechselnder körperlicher Beschwerden, die nicht durch medizinische Befunde erklärbar sind, stellt eine häufige und gravierende, dennoch bisher kaum untersuchte psychische Erkrankung dar. Weitgehend unbekannt sind die Ursachen und der Entstehungsprozess. Die Arbeit geht der Frage nach, welche Merkmale für Patienten mit Somatisierungsstörung charakteristisch sind und deshalb als störungsspezifische persönliche Risikofaktoren in Betracht kommen. 110 Patienten in stationärer psycho-therapeutischer Behandlung wurden untersucht. Die Resultate zeigen bei Patienten mit Somatisierungsstörung im Vergleich zu Patienten mit anderen, vorwiegend ängstlich-depressiven psychischen Störungen vermehrte Schwierigkeiten im Erkennen und Benennen von Gefühlen (Alexithymie), eine stärker ausgeprägte Überzeugung, unkalkulierbaren äußeren Einflüssen unterworfen zu sein (fatalistisch-externale Kontrollüberzeugungen) und eine Abweichung im System der hormonellen Stressregulation (Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achsen-Funktion). Weiter ergaben sich Hinweise auf eine Veränderung im Zusammenspiel der Großhirn-Hemisphären (funktionelle hemisphärische Lateralität) bei der Gesamtheit der untersuchten Patienten im Vergleich zu Gesunden. Darüber hinaus konnte eine befriedigende Zuverlässigkeit (Retest-Reliabilität) der verwendeten Methode der Cortisolbestimmung festgestellt werden.
Psychotherapie hat sich in der Behandlung psychischer Störungen als wirksam erwiesen. Im Rahmen der klinisch-psychologischen Forschung und der Psychotherapieforschung sind die Erforschung von Ursachen und Mechanismen psychischer Störungen sowie die Identifikation von Wirkmechanismen von Psychotherapie von zentraler Bedeutung. Wichtiges Element in der Psychotherapie ist die Sprache, sodass die Betrachtung von Sprache bereits sehr früh Eingang in die Forschung fand. Beschäftigten sich frühe Forschungsarbeiten jedoch hauptsächlich mit der sehr zeitaufwendigen qualitativen Auswertung von Sprache, ermöglichen Entwicklungen im Bereich der Computer neue Ansätze wie beispielsweise die quantitative Sprachanalyse mittels Programmen wie dem Linguistic Inquiry and Word Count (LIWC). Dieses wörterbuchbasierte Auswertungsprogramm fand Anwendung in den unterschiedlichsten Bereichen wie beispielsweise der Erforschung von Motiven, Gruppenprozessen, Sprache in sozialen Netzwerken und ersten subklinischen Untersuchungen psychischer Störungen. Eine systematische Anwendung auf die Sprache von Patienten und Therapeuten im Rahmen vollständiger Therapiesitzung ist bislang jedoch nicht bekannt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es deshalb in drei Projekten die Anwendbarkeit des Programmes in der klinisch-psychologischen Forschung und Psychotherapieforschung zu untersuchen. Das erste Projekt beschäftigte sich mit der Psychometrie von mittels LIWC ausgewerteter Sprache und fand, dass die Erkennungsraten des Wörterbuchs für die Sprache in Therapiesitzungen über den in der Literatur für das deutsche LIWC berichteten Erkennungsraten jedoch unter denen der aktuellsten englischen Versionen lag. Außerdem wurde angenommen, dass Sprache sowohl eine zeitlich stabile Komponente im Sinne eines Persönlichkeitsmerkmals als auch eine situative Komponente besitzt. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund relevant in der Psychotherapieforschung sowohl Patientenmerkmale als auch Veränderungen abbilden zu wollen. Die Arbeit ging davon aus, dass insbesondere Funktionsworte, also Worte, die Sprache strukturieren jedoch keine inhaltliche Bedeutung besitzen, eher individuell stabil sind, als Inhaltsworte. Entsprechend konnten für einige Wortkategorien ein Bifaktor-Modell mit einem Personen- sowie einem Zeitfaktor und adäquate Omega-Werte als Maß der Messgenauigkeit gefunden werden, für andere Kategorien zeigte sich dies nicht. Hypothesenkonform zeigten die Modelle bessere Passungen für Funktionsworte. Bezüglich der Frage nach der benötigten Länge von Sprachausschnitten aus Therapiesitzung erwies sich die Verwendung der gesamten Sitzung als beste Lösung. Im zweiten Projekt wurden Unterschiede in der Verwendung von Sprache zwischen depressiven Patienten, Patienten mit Angststörung und solchen mit beiden Störungsbildern untersucht. Es zeigten sich Unterschiede in Bezug auf Worte im Zusammenhang mit Traurigkeit und Worte im Zusammenhang mit Angst. Die Unterschiede zeigten sich derart, dass Depressive vermehrt mit Traurigkeit assoziierte Worte verwendeten, wohingegen Angstpatienten verstärkt Worte aus dem Bereich Angst verwendeten. Dies spricht für eine unterschiedliche inhaltliche Orientierung der beiden Störungsbilder. Darüber hinaus zeigten sich bei dimensionaler Betrachtung negative Zusammenhänge zwischen der Gesamtbelastung und Optimismus, positive Zusammenhänge Depression und Pronomengebrauch sowie negative Zusammenhänge zwischen Angst und unterschiedlichen Kategorien sozialer Worte. Im dritten Projekt wurden unterschiedliche weitere Fragestellungen der Psychotherapieforschung wie beispielsweise die Prädiktion von Therapieerfolgt mittels Sprache oder Zusammenhänge zwischen sprachlicher Synchronizität und der therapeutischen Beziehung untersucht. Es zeigten sich einzelne Zusammenhänge allerdings ergab sich kein einheitliches Muster. Die vorliegende Arbeit kommt zusammenfassend zu dem Schluss, dass quantitative Sprachanalyse eine Bereicherung der Psychotherapieforschung darstellt und Sprache als Datenquelle Berücksichtigung finden sollte. Allerdings bedarf es der Weiterentwicklung des LIWC sowie der Erprobung weiterer Verfahren und eine routinemäßige Erhebung von Sprache wird voraussichtlich erst im Zuge neuerer Entwicklungen im Bereich der automatischen Spracherkennung möglich werden.
This thesis presents a study of the visual change detection mechanism. This mechanism is thought to be responsible for the detection of sudden and unexpected changes in our visual environment. As the brain is a capacity limited system and has to deal with a continuous stream of information from its surroundings only a part of the vast amount of information can be completely processed and be brought to conscious awareness. This information, which passes through attentional filters, is used for goal-directed behaviour. Therefore, the change detection mechanism is a very useful aid to cope with important information which is outside the focus of our attention. rnIt is thought that a neural memory trace of repetitive visual information is stored. Each new information input is compared to this existing memory trace by a so-called change or mismatch detection system. Following a sudden change, the comparison process leads to a mismatch and the detection system elicits a warning signal, to which an orienting response can follow. This involves a change in the focus of attention towards this sudden environmental change which can then be evaluated for potential danger and allows for a behavioural adaptation to the new situation. rnTo this purpose a paradigm was developed combining a 2-choice response time task with in the background a mismatch detection task of which the subjects were not aware. This paradigm was implemented in an ERP and an fMRI study and was used to study the the change detection mechanism and its relationship with impulsivity.rnIn previous studies a change detection system for auditory information had already been established. As the brain is a very efficient system it was thought to be unlikely that this change detection system is only available for the processing of auditory information. rnIndeed, a modality specific mismatch response at the sensory specific occipital cortex and a more general response at the frontocentral midline, both resembling the components shown in auditory research, were found in the ERP study.rnAdditionally, magnetic resonance imaging revealed a possible functional network of regions, which responded specifically to the processing of a deviant. These regions included the occipital gyrus, premotor cortex, inferior frontal cortex, thalamas, insula, and parts of the cingular cortex. rnThe relationship between impulsivity measures and visual change detection was established in an additional study. More impulsive subjects showed less detection of deviant stimuli, which was most likely due to too fast and imprecise information processing.rnIn summary it can be said, that the work presented in this thesis demonstrates that visual mismatch negativity was established, a number of regions could be associated with change detection and additionally the relevance of change detection in information processing was shown.rn
At any given moment, our senses are assaulted with a flood of information from the environment around us. We need to pick our way through all this information in order to be able to effectively respond to that what is relevant to us. In most cases we are usually able to select information relevant to our intentions from what is not relevant. However, what happens to the information that is not relevant to us? Is this irrelevant information completely ignored so that it does not affect our actions? The literature suggests that even though we mayrnignore an irrelevant stimulus, it may still interfere with our actions. One of the ways in which irrelevant stimuli can affect actions is by retrieving a response with which it was associated. An irrelevant stimulus that is presented in close temporal contiguity with a relevant stimulus can be associated with the response made to the relevant stimulus " an observation termed distractor-response binding (Rothermund, Wentura, & De Houwer, 2005). The studies presented in this work take a closer look at such distractor-response bindings, and therncircumstances in which they occur. Specifically, the study reported in chapter 6 examined whether only an exact repetition of the distractor can retrieve the response with which it was associated, or whether even similar distractors may cause retrieval. The results suggested that even repeating a similar distractor caused retrieval, albeit less than an exact repetition. In chapter 7, the existence of bindings between a distractor and a response were tested beyond arnperceptual level, to see whether they exist at an (abstract) conceptual level. Similar to perceptual repetition, distractor-based retrieval of the response was observed for the repetition of concepts. The study reported in chapter 8 of this work examined the influence of attention on the feature-response binding of irrelevant features. The results pointed towards a stronger binding effects when attention was directed towards the irrelevant feature compared to whenrnit was not. The study in chapter 9 presented here looked at the processes underlying distractor-based retrieval and distractor inhibition. The data suggest that motor processes underlie distractor-based retrieval and cognitive process underlie distractor inhibition. Finally, the findings of all four studies are also discussed in the context of learning.
The search for relevant determinants of knowledge acquisition has a long tradition in educational research, with systematic analyses having started over a century ago. To date, a variety of relevant environmental and learner-related characteristics have been identified, providing a wide body of empirical evidence. However, there are still some gaps in the literature, which are highlighted in the current dissertation. The dissertation includes two meta-analyses summarizing the evidence on the effectiveness of electrical brain stimulation and the effects of prior knowledge on later learning outcomes and one empirical study employing latent profile transition analysis to investigate the changes in conceptual knowledge over time. The results from the three studies demonstrate how learning outcomes can be advanced by input from the environment and that they are highly related to the students" level of prior knowledge. It is concluded that the effects of environmental and learner-related variables impact both the biological and cognitive processes underlying knowledge acquisition. Based on the findings from the three studies, methodological and practical implications are provided, followed by an outline of four recommendations for future research on knowledge acquisition.
Das Konzept psychologischer und philosophischer Hilfe des niederländischen Psychologen und Philosophen Jac van Essen (1908-1989) ist in der wissenschaftlichen Literatur bislang weitgehend unbekannt. Es beruht auf dem sog. Allmenschlichkeitsgedanken. Zunächst wird Theorie und Praxis der Allmenschlichkeit eingehend als eigenständiger Ansatz dargestellt. Danach werden exemplarisch diverse Konzepte psychologischer Hilfe (Freud, Jung, Adler, Kognitive Therapie, Rogers u.a.) im Licht dieses Ansatzes diskutiert. Er erweist sich als geeigneter Prüfstein dafür, inwieweit Theorie und Praxis jener Konzepte zugleich wissenschaftlich und integral humanitär befriedigen, auch in bezug auf existentielle Aspekte.
Aufgrund der enormen Menge an Informationen, die wir in jedem einzelnen Moment erleben, sind zuverlässige und funktionale Mechanismen, die uns durch die Informationsflut leiten, unerlässlich. Um effizient und sinnvoll einzelne Informationen für die weitere Verarbeitung auszuwählen, sollten die Aufmerksamkeit und kognitive Kapazitäten auf persönlich relevante Inhalte fokussieren. Eine dazu nötige, angemessene Definition von persönlicher Relevanz könnte auf einer stabilen Selbstrepräsentation beruhen, die zum einem spezifisch und zum anderen flexibel bei Veränderungen sein sollte. In Anbetracht einer Vielzahl von Forschungsergebnissen in Bezug auf die noch ungeklärte Frage, inwiefern Selbstrelevanz als allgemeiner Selektionsmechanismus begriffen werden kann, liefert die hier vorliegende Dissertation ein genaueres Verständnis von der Entstehung und Anpassung einer Selbstrepräsentation. Es werden fünf Artikel vorgestellt, die ein relativ neues Paradigma, das sogenannte Matching-Paradigma (Sui, He, & Humphreys, 2012) verwenden und die empirische Evidenz dafür liefern, wie Selbstrepräsentationen kognitive Prozesse beeinflussen. Genauer wird in einem ersten Artikel eine Zusammenschau von Experimenten geliefert, die die Tauglichkeit des Matching-Paradigmas zur Messung von Selbstrelevanzeffekten beurteilt (und bestätigt). In einem zweiten Artikel wird eine Studie vorgestellt, in der die Entstehung von Selbstrepräsentationen untersucht wurde, was zu einem genaueren Verständnis der an der Entstehung von Selbstrepräsentation beteiligten kognitiven Prozesse führt. An diese erste Beschreibung von Selbstrepräsentationen anknüpfend, beschreiben der dritte und vierte Artikel konkrete Charakteristika von Inhalten, die in die Selbstrepräsentation integriert werden können. Schließlich werden in dem fünften Artikel zwei Studien erläutert, in denen Effekte von Selbstrelevanz mit Effekten von negativer Valenz (die als genereller Selektionsmechanismus angesehen wird) verglichen werden, was zu einer Spezifikation des Einflusses von Selbstrelevanz auf Reizverarbeitung beiträgt. Insgesamt kann aufgrund der empirischen Befunde, die in der vorliegenden Dissertation erläutert werden, schlussgefolgert werden, dass das Selbst verstanden werden kann als ein spezifisches, komplexes Netzwerk von Assoziationen zwischen Konzepten und dass Selbstrelevanz die Integration von Inhalten begünstigt, nicht aber die Aufmerksamkeit automatisch lenkt.
Das Stresshormon Cortisol zeigt einen starken zirkadianen Rhythmus mit hohen Cortisolwerten nach dem morgendlichen Erwachen und niedrigen Werten am Abend. Die vorliegende Arbeit legt die Grundlagen dafür, dass der Cortisolspiegel nach dem Erwachen (Cortisol Awakening Response) zukünftig Bestandteil einer multimodalen Diagnostik stressbezogener Erkrankungen werden kann. Zu diesem Zweck werden besonders messmethodische Aspekte des Cortisol Awakening Response (CAR) dargestellt und eingehend diskutiert. Der Einfluss verschiedener konfundierender Variablen wurde in einer quantitativen Metaanalyse untersucht. Ein gesonderter Abschnitt beschreibt verschiedene Möglichkeiten der statistischen Analyse des CAR. Zu diesem Zweck wurden verschiedene statistische Kennwerte generiert und deren Reliabilitäten und Interkorrelationen an einem empirischen Datensatz untersucht. In dieser Arbeit werden auch Normwerte für die einzelnen statistischen Kennwerte des CAR angegeben.
In addition to the well-recognised effects of both, genes and adult environment, it is now broadly accepted that adverse conditions during pregnancy contribute to the development of mental and somatic disorders in the offspring, such as cardiovascular disorders, endocrinological disorders, metabolic disorders, schizophrenia, anxious and depressive behaviour and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). Early life events may have long lasting impact on tissue structure and function and these effects appear to underlie the developmental origins of vulnerability to chronic diseases. The assumption that prenatal adversity, such as maternal emotional states during pregnancy, may have adverse effects on the developing infant is not new. Accordant references can be found in an ancient Indian text (ca. 1050 before Christ), in biblical texts and in documents originating during the Middle Ages. Even Hippocrates stated possible effects of maternal emotional states on the developing fetus. Since the mid-1950s, research examining the effects of maternal psychosocial stress during pregnancy appeared in the literature. Extensive research in this field has been conducted since the early 1990s. Thus, the relationship between early life events and long-term health outcomes was already postulated over 20 years ago. David Barker and colleagues demonstrated that children of lower birth weight - which represents a crude marker of an adverse intrauterine environment - were at increased risk of high blood pressure, cardiovascular disorders, and type-2 diabetes later in life. These provocative findings led to a large amount of subsequent research, initially focussing on the role of undernutrition in determining fetal outcomes. The phenomenon of prenatal influences that determine in part the risk of suffering from chronic disease later in life has been named the "fetal origins of health and disease" paradigm. The concept of "prenatal programming" has now been extended to many other domains, such as the effects of prenatal maternal stress, prenatal tobacco exposure, alcohol intake, medication, toxins, as well as maternal infection and diseases. During the process of prenatal programming, environmental agents are transmitted across the placenta and act on specific fetal tissues during sensitive periods of development. Thus, developmental trajectories are changed and the organisation and function of tissue structure and organ system is altered. The biological purpose of those "early life programming" may consist in evolutionary advantages. The offspring adapts its development to the expected extrauterine environment which is forecast by the clues available during fetal life. If the fetus receives signals of a challenging environment, e.g. due to maternal stress hormones or maternal undernutrition, its survival may be promoted due to developmental adaptation processes. However, if the expected environment does not match with the real environment, maladapation and later disease risk may result. For example, a possible indicator of a "response ready" trait, such as hyperactivity/inattention may have been advantageous in an adverse ancient environment. However, it is of disadvantage when the postnatal environment demands oppositional skills, such as attention and concentration " e.g. in the classroom, at school, to achieve academic success. Borderline personality disorder (BPD) is a prevalent psychiatric disorder, characterized by impulsivity, affective instability, dysfunctional interpersonal relationships and identity disturbance. Although many studies report different risk factors, the exact etiologic mechanisms are not yet understood. In addition to the well-recognised effects of genetic components and adverse childhood experiences, BPD may potentially be co-determined by further environmental influences, acting very early in life: during pre- and perinatal period. There are several hints that may suggest possible prenatal programming processes in BPD. For example, patients with BPD are characterized by elevated stress sensitivity and reactivity and dysfunctions of the neuroendocrine stress system, such as the hypothalamic pituitary adrenal (HPA) axis. Furthermore, patients with BPD show a broad range of somatic comorbidities " especially those disorders for which prenatal programming processes have been described. During infancy and childhood, BPD patients already show behavioural and emotional abnormalities as well as pronounced temperamental traits, such as impulsivity, emotional dysregulation and inattention that may potentially be co-determined by prenatal programming processes. Such temperamental traits - similar to those, seen in patients with ADHD - have been described to be associated with low birthweight which indicates a suboptimal intrauterine environment. Moreover, the functional and structural alterations in the central nervous system (CNS) in patients with BPD might also be mediated in part by prenatal agents, such as prenatal tobacco exposure. Prenatal adversity may thus constitute a further, additional component in the multifactorial genesis of BPD. The association between BPD and prenatal risk factors has not yet been studied in such detail. We are not aware of any further study that assessed pre- and perinatal risk factors, such as maternal psychoscocial stress, smoking, alcohol intake, obstetric complications and lack of breastfeeding in patients with BPD.
Memory consists of multiple anatomically and functionally distinct systems. Animal studies suggest that stress modulates multiple memory systems in a manner that favors nucleus caudatus-based stimulus-response learning at the expense of hippocampus-based spatial learning. The present work aimed (i) to translate these findings to humans, (ii) to determine the involvement of the stress hormone cortisol in this effect, and (iii) to assess whether the use of stimulus-response and spatial strategies is a long lasting person characteristic. To address these issues we developed a new paradigm that differentiates the use of spatial and stimulus-response learning in humans. Our findings indicate that (i) psychosocial stress (Trier Social Stress Test) modulates the use of spatial and stimulus-response learning in humans, (ii) cortisol plays a key role in this modulatory effect of stress, and (iii) the use of spatial and stimulus-response learning is affected by situational rather than long lasting person factors.
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, & 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, & Schachinger, 2008) in obese BED as compared to obese NBED individuals.
Interoception - the perception of bodily processes - plays a crucial role in the subjective experience of emotion, consciousness and symptom genesis. As an alternative to interoceptive paradigms that depend on the participants" active cooperation, five studies are presented to show that startle methodology may be employed to study visceral afferent processing. Study 1 (38 volunteers) showed that startle responses to acoustic stimuli of 105 dB(A) intensity were smaller when elicited during the cardiac systole (R-wave +230 ms) as compared to the diastole (R +530 ms). In Study 2, 31 diabetic patients were divided into two groups with normal or diminished (< 6 ms/mmHg) baroreflex sensitivity (BRS) of heart rate control. Patients with normal BRS showed a startle inhibition during the cardiac systole as was found for healthy volunteers. Diabetic patients with diminished BRS did not show this pattern. Because diminished BRS is an indicator of impaired baro-afferent signal transmission, we concluded that cardiac modulation of startle is associated with intact arterial baro-afferent feedback. Thus, pre-attentive startle methodology is feasible to study visceral afferent processing. rnVisceral- and baro-afferent information has been found to be mainly processed in the right hemisphere. To explore whether cardiac modulation of startle eye blink is lateralized as well, in Study 3, 37 healthy volunteers received 160 unilateral acoustic startle stimuli presented to both ears, one at a time (R +0, 100, 230, 530 ms). Startle response magnitude was only diminished at R +230 ms and for left-ear presentation. This lateralization effect in the cardiac modulation of startle eye blink may reflect the previously described advantages of right-hemispheric brain structures in relaying viscero- and baro-afferent signal transmission. rnThis lateralization effect implies that higher cognitive processes may also play a role in the cardiac modulation of startle. To address this question, in Study 4, 25 volunteers responded first by 'fast as possible' button pushes (reaction time, RT), and second, rated perceived intensity of 60 acoustic startle stimuli (85, 95, or 105 dB; R +230, 530 ms). RT was divided into evaluation and motor response time. Increasing stimulus intensity enhanced startle eye blink, intensity ratings, and RT components. Eye blinks and intensity judgments were lower when startle was elicited at a latency of R +230 ms, but RT components were differentially affected. It is concluded that the cardiac cycle affects the attentive processing of acoustic startle stimuli. rnBeside the arterial baroreceptors, the cardiopulmonary baroreceptors represent another important system of cardiovascular perception that may have similar effects on startle responsiveness. To clarify this issue, in Study 5, Lower Body Negative Pressure at gradients of 0, -10, -20, and -30 mmHg was applied to unload cardiopulmonary baroreceptors in 12 healthy males, while acoustic startle stimuli were presented (R +230, 530 ms). Unloading of cardiopulmonary baroreceptors increased startle eye blink responsiveness. Furthermore, the effect of relative loading/unloading of arterial baroreceptors on startle eye blink responsiveness was replicated. These results demonstrate that the loading status of cardiopulmonary baroreceptors also has an impact on brainstem-based CNS processes. rnThus, the cardiac modulation of acoustic startle is feasible to reflect baro-afferent signal transmission of multiple neural sources, it represents a pre-attentive method that is independent of active cooperation, but its modulatory effects also reach higher cognitive, attentive processes.rn