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The subject of this thesis is a homological approach to the splitting theory of PLS-spaces, i.e. to the question for which topologically exact short sequences 0->X->Y->Z->0 of PLS-spaces X,Y,Z the right-hand map admits a right inverse. We show that the category (PLS) of PLS-spaces and continuous linear maps is an additive category in which every morphism admits a kernel and a cokernel, i.e. it is pre-abelian. However, we also show that it is neither quasi-abelian nor semi-abelian. As a foundation for our homological constructions we show the more general result that every pre-abelian category admits a largest exact structure in the sense of Quillen. In the pre-abelian category (PLS) this exact structure consists precisely of the topologically exact short sequences of PLS-spaces. Using a construction of Ext-functors due to Yoneda, we show that one can define for each PLS-space A and every natural number k the k-th abelian-group valued covariant and contravariant Ext-functors acting on the category (PLS) of PLS-spaces, which induce for every topologically exact short sequence of PLS-spaces a long exact sequence of abelian groups and group morphisms. These functors are studied in detail and we establish a connection between the Ext-functors of PLS-spaces and the Ext-functors for LS-spaces. Through this connection we arrive at an analogue of a result for Fréchet spaces which connects the first derived functor of the projective limit with the first Ext-functor and also gives sufficient conditions for the vanishing of the higher Ext-functors. Finally, we show that Ext^k(E,F) = 0 for a k greater or equal than 1, whenever E is a closed subspace and F is a Hausdorff-quotient of the space of distributions, which generalizes a result of Wengenroth that is itself a generalization of results due to Domanski and Vogt.
Der Forschungsbereich der Systembiologie hat sich in den letzten Jahren mit unvergleichlicher Dynamik entwickelt und sich als interdisziplinäres Feld in den Biowissenschaften etabliert. Die Systembiologie verfolgt hierbei unter anderem das Ziel, biologische Systeme als Ganzes zu betrachten. Die analytische Erfassung der Stoffwechselzwischenprodukte, auch Metaboliten genannt, eröffnet hierbei neue Möglichkeiten. Metaboliten stellen Zwischenprodukte in vivo ablaufender biochemischer Reaktionen dar und stehen in enger Abhängigkeit zu Vorgängen, welche auf der Ebene von Transkriptom und Proteom gesteuert und ermöglicht werden. In dieser Arbeit wurden Zeitreihen von Metabolitkonzentrationen untersucht, welche im Rahmen von Fermentationsexperimenten mit dem nicht-pathogenen Bodenbakterium Corynebacterium glutamicum erfasst worden sind. Die Fermentationsexperimente wurden auf unterschiedlichen Ausgangssubstraten durchgeführt, wobei die Erfassung der Metabolitkonzentration in äquidistanten zeitlichen Abständen gehandhabt wurde. Zur Korrektur von Messfehlern und zur optimalen Vorverarbeitung der Daten wurde ein maßgeschneidertes System der Datenprozessierung entwickelt. Eine unüberwachte Datenstrukturanalyse ergab, dass sich die Metaboliten ihrer zeitlichen Ausprägung nicht uniform oder gar zufällig verhalten, sondern sich in Gruppen unterschiedlichen Prozessverhaltens einordnen lassen. Diese unüberwachte Eingruppierung anhand der in den Zeitreihen vorhandenen Strukturen erlaubte eine erste grundlegende funktionelle Zuordnung der Metaboliten. Weiterhin konnten in den Konzentrationsdaten Strukturen gefunden werden, welche deutliche Übereinstimmungen mit den physiologischen Phasen des bakteriellen Wachstums zeigten. Die Analyse der Metabolomdaten wurde in einem nächsten Schritt durch eine theoretische Betrachtungsweise erweitert. Hierzu wurde der Stoffwechsel von C. glutamicum rechnergestützt modelliert. Zu diesem Zweck wurde eine Genomannotation durchgeführt, mit dem Ziel einen möglichst umfangreichen und qualitativ hochwertigen Katalog über das enzymatische Repertoire von C. glutamicum aus Sequenzinformation abzuleiten. Generiertes Wissen über vorhandene Enzyme wurde in biochemische Reaktionen übersetzt, welche zu Reaktionsnetzwerken zusammengefügt wurden. Die erzeugten Reaktionsnetzwerke wurden unter Verwendung graphentheoretischer Ansätze analysiert. Die integrative Analyse experimenteller und theoretischer Daten ergab, dass sich Eigenschaften von Metabolitzeitreihen deutlich topologischen Merkmalen zuordnen lassen. So zeigt sich beispielsweise, dass ein auffälliger Zusammenhang zwischen der experimentell erfassten Sensitivität im Konzentrationsverlauf eines Metaboliten und seinem theoretischen Verknüpfungsgrad existiert. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass eine hochsignifikante Prozessähnlichkeit zwischen Metaboliten sowohl in direkter Nachbarschaft als auch in größeren Reaktionsabständen auftreten kann, jedoch vorzugsweise dann existiert, wenn beide Metaboliten ihrerseits wenige Reaktionspartner haben. Die integrative Datenanalyse wurde in einem weiteren Schritt abermals erweitert, indem Transkriptominformation weiterer Studien integriert wurde. Im Detail wurde in dieser Analyse die Prozessähnlichkeit theoretisch benachbarter Metaboliten des Zentralstoffwechsels in Zusammenschau mit der Transkription enzymkodierender Gene untersucht. Die Ergebnisse zeigten deutlich, dass eine erhöhte Prozessähnlichkeit benachbarter Metaboliten dann existiert, wenn die entsprechenden enzymkodierenden Gene in Abhängigkeit des verwendeten Ausgangssubstrates signifikant exprimiert waren. Somit konnte ein Zusammenhang zwischen der Prozessähnlichkeit benachbarter Metaboliten in Abhängigkeit zur Genexpression als Resultat substratinduzierter Anpassungsvorgänge gezeigt werden. Es konnte folglich im systembiologischen Kontext belegt werden, dass auf der Ebene des Transkriptoms stattfindende Vorgänge sich deutlich bis in die Zeitreiheneigenschaften erfasster Metabolitkonzentrationen durchpausen können. Darüber hinaus zeigte sich, dass die Berechnung paarweiser Prozessähnlichkeiten das Potenzial zur Charakterisierung der zugrundeliegenden Systemeigenschaften besitzt. So ermöglichte die Betrachtung paarweiser Prozessähnlichkeiten aus allen untersuchten Fermentationsexperimenten, signifikante substrat-induzierte Veränderungen als auch invariante Merkmale im Stoffwechsel von C. glutamicum zu detektieren.
Die vorliegende Arbeit umfasst ein Modell der Zusammenhänge zwischen Führungsverhalten und psychologischen Kontrakten als Einflussfaktoren mitarbeiterbezogener Einstellungen. Auf Seiten der Konsequenzen liegt der Fokus insbesondere auf der Entgeltzufriedenheit der Mitarbeiter. Jede der drei in der Dissertation dargestellten Studien trägt zu dem Verständnis bei, wie sich das Führungsverhalten und psychologische Kontrakte auf die Entgeltzufriedenheit auswirken. Die erste Studie stellt den Zusammenhang zwischen transformationaler Führung und Arbeits- und Entgeltzufriedenheit sowie dem Commitment in den Vordergrund. Zusätzlich wird untersucht, inwiefern der Effekt des Führungsverhaltens durch verschiedene Formen des psychologischen Kontrakts vermittelt wird. Auf Basis dieser Ergebnisse wird in einer zweiten Studie geprüft, inwiefern Entgeltzufriedenheit als multidimensionales Konstrukt betrachtet werden kann. Ferner wird transformationales mit transaktionalem Führungsverhalten kontrastiert, um deren differentielle Effekte zu analysieren. In einer dritten Studie werden die kausalen Beziehungen fokussiert, indem eine Stichprobe von 169 Mitarbeitern aus acht caritativen Unternehmen, in denen leistungsabhängige Vergütungssysteme implementiert wurden, analysiert wird. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die perzeptuellen Variablen Führung und psychologische Kontrakte als entscheidende Einflussfaktoren der Entgeltzufriedenheit dienen. Eine Diskussion der theoretischen und praktischen Implikationen schließt die Arbeit ab.
Large scale non-parametric applied shape optimization for computational fluid dynamics is considered. Treating a shape optimization problem as a standard optimal control problem by means of a parameterization, the Lagrangian usually requires knowledge of the partial derivative of the shape parameterization and deformation chain with respect to input parameters. For a variety of reasons, this mesh sensitivity Jacobian is usually quite problematic. For a sufficiently smooth boundary, the Hadamard theorem provides a gradient expression that exists on the surface alone, completely bypassing the mesh sensitivity Jacobian. Building upon this, the gradient computation becomes independent of the number of design parameters and all surface mesh nodes are used as design unknown in this work, effectively allowing a free morphing of shapes during optimization. Contrary to a parameterized shape optimization problem, where a smooth surface is usually created independently of the input parameters by construction, regularity is not preserved automatically in the non-parametric case. As part of this work, the shape Hessian is used in an approximative Newton method, also known as Sobolev method or gradient smoothing, to ensure a certain regularity of the updates, and thus a smooth shape is preserved while at the same time the one-shot optimization method is also accelerated considerably. For PDE constrained shape optimization, the Hessian usually is a pseudo-differential operator. Fourier analysis is used to identify the operator symbol both analytically and discretely. Preconditioning the one-shot optimization by an appropriate Hessian symbol is shown to greatly accelerate the optimization. As the correct discretization of the Hadamard form usually requires evaluating certain surface quantities such as tangential divergence and curvature, special attention is also given to discrete differential geometry on triangulated surfaces for evaluating shape gradients and Hessians. The Hadamard formula and Hessian approximations are applied to a variety of flow situations. In addition to shape optimization of internal and external flows, major focus lies on aerodynamic design such as optimizing two dimensional airfoils and three dimensional wings. Shock waves form when the local speed of sound is reached, and the gradient must be evaluated correctly at discontinuous states. To ensure proper shock resolution, an adaptive multi-level optimization of the Onera M6 wing is conducted using more than 36, 000 shape unknowns on a standard office workstation, demonstrating the applicability of the shape-one-shot method to industry size problems.
Die Verwendung von unbestimmten Rechtsbegriffen bereitet Schwierigkeiten bei der Anwendung und gefährdet die Rechtssicherheit. In vielen Rechtsnormen des Umweltrechts (u. a. UVPG) findet der unbestimmte Rechtsbegriff "voraussichtliche erhebliche Umweltauswirkungen" Verwendung. In dieser Arbeit wird ein Beitrag zur Konkretisierung dieses Begriffes im Rahmen der strategischen Umweltprüfung (SUP) geleistet. Dabei wird ein interdisziplinärer Forschungsansatz gewählt, der durch juristische, wie naturwissenschaftliche Methodik geprägt ist und dazu beiträgt das Schutzgut der Biodiversität genauer zu bestimmen. Dazu wird zunächst auf juristischer Ebene geprüft, ob aus dem UVPG sowie weiteren Rechtsnormen des Umweltrechts Informationen zur Konkretisierung dieses Begriffes zu gewinnen sind. Hiernach ergibt sich, dass der Erheblichkeitsbegriff insbesondere dazu dient, Bagatellfälle auszuklammern und Angleichungen zwischen den Rechtsnormen zu erreichen. Da die SUP seit 2005 geltendes Recht ist, ist es wichtig zu sehen, wie in der Gutachtenpraxis mit diesem unbestimmten Rechtsbegriff umgegangen wird. Daher sind vier Umweltberichte gemäß -§14g Satz 2 Nr.5 UVPG überprüft worden. Es stellte sich heraus, dass die Umweltberichte weder in der Lage sind die voraussichtlichen erheblichen Umweltauswirkungen zu Konkretisieren, noch wie es vom UVPG gemäß -§14g Satz 2 Nr.3 UVPG gefordert wird das Schutzgut der Biodiversität hinreichend darzustellen. Aus naturwissenschaftlicher Sicht wurden zunächst natürliche und anthropogene Auswirkungen auf die Biodiversität geprüft, um so die Faktoren zu ermitteln, die die Biodiversität besonders negativ zu beeinflussen vermögen. Demnach gilt es die Faktoren Habitatfragmentierung, Angleichungsprozesse (Biotic homogenization) und Intensität der Landnutzung im Rahmen der SUP frühzeitig zu vermeiden. Die "Convention of Biodiversity" zählt neben den Arten und Landschaften auch die genetische Ebene zum Begriff der Biodiversität. So ist es sinnvoll auch genetische Aspekte in die Schadensbewertung zu integrieren. Daher wurden in einer phylogeographischen Analyse die zwei Genorte Cytochrom Oxidase I und die Control Region der mtDNA des silbergrünen Bläuling, Polyommatus coridon (30 Populationen) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass genetische Analysen zwar wichtige Informationen für die Konkretisierung des unbestimmten Rechtsbegriffes liefern, aber dennoch mit Vorsicht diesbezüglich zu behandeln sind. Letztendlich stellte sich heraus, dass die Konkretisierung des unbestimmten Rechtbegriffes der voraussichtlichen erheblichen Umweltauswirkungen sich im Rahmen der strategischen Umweltprüfung mehr als schwierig und in Hinblick auf der Konzeption der SUP wenig sinnvoll erweist.
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.
Die Breite und Tiefe der zu bewältigenden Aufgaben der Unternehmensführung, der Grad und die Geschwindigkeit der Veränderung der Umwelt der Unternehmung, die Interdependenz von Entscheidungen und ein schier unüberschaubares Netzwerk von Wechselbeziehungen mit den, von den Aktivitäten der Unternehmung betroffenen Individuen und Gruppen resultieren in sich laufend verändernden Ausgangslagen für die Unternehmung und verleihen der Notwendigkeit eines Gestaltungs-, Lenkungs- und Entwicklungsrahmens für das erforderliche Wechselspiel von Stabilisierung und Wandel der Unternehmung ihre Aktualität und Bedeutung. Die Hauptaufgabe der Unternehmensführung im Spannungsfeld komplexer systeminterner und systemexterner Beziehungsgeflechte ist der Umgang und die Bewältigung der sich aus diesen Beziehungsgeflechten bzw. deren Wandel ergebenden Komplexität. Der Paradigmenwechsel von einem reduktionistischen Unternehmensführungsverständnis, welches sich auf die Lenkung der Unternehmung auf Basis monistischer Zielvorstellungen versteht hin zu einem systemisch-evolutorischen Unternehmensführungsverständnis, welches sich auf die Gestaltung und Entwicklung der Unternehmung aufgrund von pluralistischen Zielsystemen und multiplen Kausalitätsbeziehungen versteht, ist noch nicht vollzogen. Auch sieht sich die Unternehmensführung den, im Wettbewerb stehenden Prämissen der opportunistischen Management-Philosophie des Shareholder-Value-Ansatzes und der verpflichteten Management-Philosophie des Stakeholder-Value-Ansatzes gegenüber. Diese Transitionsphase in Wissenschaft und Praxis sieht ein "Ringen zweier Paradigmen um ihre Durchsetzung", wobei diese Entwicklungsdynamik vom Spannungsverhältnis zwischen Bewahrung und Proliferation geprägt ist. Das vorgelegte systemisch-koevolutionäre Modell der strategischen Unternehmensführung stellt einen solchen Beitrag zum Paradigmenwechsel in der Unternehmensführung hin zu einem systemisch-evolutorischen Unternehmensführungsverständnisses auf Basis einer verpflichteten Management-Philosophie dar. Das, auf den dargelegten erkenntnistheoretischen Grundannahmen, Beschreibung von Wirkungszusammenhängen und Handlungsheuristiken der betrachteten Fallstudie aufbauende Modell für die langfristig erfolgreiche Unternehmensführung wird als ein Erklärungsmodell einerseits, welches die Wirkungszusammenhänge erfassen und verstehen helfen soll, und ein Gestaltungsmodell andererseits, welches den Entscheidungsprozess unterstützen soll, verstanden. Die strategische Unternehmensführung - als Prozess der Orientierung und Animation verstanden - soll in diesem Zusammenhang die nachhaltige Sicherung und den Aufbau von Erfolgspositionen, sowie die Aufrechterhaltung der bestehenden Koalitionen bzw. Schaffung der Voraussetzungen für die Bildung zukünftiger, nutzenstiftender Koalitionen zur Sicherung der sinnvollen langfristigen Lebensfähigkeit der Unternehmung, ermöglichen. Die Strategieentwicklung im "10-Stufen-Strategiemodell" wird durch die Komplementarität von marktorientierten und ressourcen- bzw. fähigkeitenorientierten Prozessen und Ansätzen geprägt, um die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmung im Zeitalter der "Hypercompetition" und Streben nach dynamischen und differenzierenden Fähigkeiten zu entwickeln und nachhaltig zu sichern. Dieser Strategieentwicklungsprozess erhält seinen Rahmen durch ein übergelagertes Stakeholdermanagementsystem, welches die Anspruchsbefriedigung und Nutzenoptimierung aller relevanten Stakeholdergruppen zur nutzenstiftenden Verankerung der Unternehmung in seiner Stakeholderumwelt zum Ziel hat. Das so genannte "Strategic Corporate Social Performance Modell" gibt diesem Stakeholdermanagementsystem Namen, Orientierung, Prozesse und Kontrollinstrumente und soll die gegenseitige Anerkennung der Ansprüche der so unterschiedlichen Stakeholdergruppen ermöglichen und zur Sicherung der wirtschaftlichen Basis, zur Wertsteigerung der Unternehmung und der Steigerung der Nutzenbefriedigung aller relevanter Stakeholder führen.
Die vorliegende Arbeit untersucht zwei grundlegende Fragestellungen im Hinblick auf den Betrieb von Genbanken als Beitrag zur Sicherung der genetischen Diversität. Das erste Kapitel behandelt aus rechtlicher Sicht die juristischen Fragen nach dem Zugang zu genetischen Ressourcen, nach dem Ausgleich aus der Nutzung entstehender Vorteile (Access and Benefit Sharing, ABS) und nach den Möglichkeiten des Handels mit Proben gefährdeter Tierarten, dies sowohl im Hinblick auf die rein wissenschaftliche Forschung als auch in Bezug auf kommerziell orientierte Zwecke. Grundlegend für die Bearbeitung dieser Fragen war die detaillierte Betrachtung des Übereinkommens über die biologische Vielfalt (CBD) und des Übereinkommens über den internationalen Handel mit gefährdeten Arten freilebender Tiere und Pflanzen (CITES). Da das CBD im Hinblick auf den Zugang zu genetischen Ressourcen in der Bundesrepublik Deutschland bisher nicht umgesetzt ist, bleibt dem Betreiber einer Genbank zur rechtlichen Absicherung und Klarheit nur die Aushandlung von Materialübertragungsverträgen mit den Ursprungsländern der genetischen Ressourcen. Der nachfolgende Handel mit gelagerten Proben gefährdeter Tierarten ist möglich, wenn dies nicht-kommerziell zur wissenschaftlichen Forschung erfolgt und die beteiligten Institutionen bei ihren Regierungen als wissenschaftliche Institutionen registriert sind. Bei kommerziellen Absichten unterliegt der Handel streng den durch das CITES vorgegebenen Regulierungen. Ausnahmen des Handelsverbotes sind möglich, z.B. dann wenn es sich um Proben von Tieren handelt, die in Gefangenschaft gezüchtet worden sind. Das zweite Kapitel behandelt aus naturwissenschaftlicher Sicht die Möglichkeit der direkten Gewinnung genetischer Materialien von Tieren. Hierbei wurde die Isolierung adulter Stammzellen aus der Haut von Säugetieren als Zielzellen zur Lagerung in Genbanken fokussiert. Am Modellorganismus Hausschwein (Sus scrofa domestica) wurde eine Methode zur Isolation adulter stammzellähnlicher Zellen aus der Haut etabliert. Durch nachfolgende Laborversuche wurden die isolierten stammzellähnlichen Zellen (pSSCs, porcine skin derived stem cell-like cells) charakterisiert. Wie mesenchymale Stammzellen haben pSSCs eine fibroblasten-ähnliche Morphologie und exprimieren die Oberflächenproteine CD9, CD29, CD44 , CD105 und sehr gering CD90. Neben diesen konnte die Expression der stammzellasoziierten Gene Stat3, Oct3/4, Sox2, Nestin, Bcrp1/ABCG2 und Bmi1 nachgewiesen werden. Weitere Versuche zeigten die induzierte Differenzierung der pSSCs zu Zellen zweier embryonaler Keimblätter, dem Ektoderm (Neuronen, Astrozyten) und dem Mesoderm (glatte Muskelzellen und Adipozyten). Zur vollständigen Charakterisierung und gänzlichen Ermittlung des Differenzierungspotentials bedarf es allerdings weiterer Versuche, die wegen der Kostspieligkeit und einem erhöhten zeitlichen Aufwand hier nicht realisierbar waren. Die Expansion und die Kryokonservierung der pSSCs zeigten geringfügige Auswirkungen auf den Phänotyp und das Differenzierungspotential. In Bezug auf die Kryokonservierung konnte wegen der geringen Anzahl an Versuchen eine definitive Aussage über ihre Folgen nicht getroffen werden. Folglich bedarf es weiterer Untersuchungen zur Ermittlung der Auswirkungen der Kryokonservierung auf adulte Stammzellen, die aus der Haut gewonnen werden können. Durch ihre Lagerung in Genbanken eröffnen aus der Haut isolierbare Stammzellen neue Möglichkeiten für den Artenschutz, dies vor allem durch ihre Anwendbarkeit im Rahmen modernster Reproduktionsmethoden und als nahezu unendliche DNA-Quelle für phylogenetische Studien, die zum Populationsmanagement unerlässlich sind. Trotz der sich aus dieser Arbeit ergebenden neuen Fragen - im Hinblick auf den Zugang, die Gewinnung und auch die Lagerung genetischer Materialien gefährdeter Tierarten -, bleibt festzuhalten, dass Genbanken generell die Möglichkeit bieten, vitales, biologisches Material bereitzuhalten. Dies ist sowohl bedeutend für die Grundlagenforschung als auch für den Einsatz dieser Materialien zur Steigerung der Reproduktion gefährdeter Arten, letztlich mit dem Ziel, genetische Variationen zu erhalten, die anderenfalls verloren gehen würden.
The catechol-O-methyltransferase gene (COMT) plays a crucial role in the metabolism of catecholamines in the frontal cortex. A single nucleotide polymorphism (Val158Met SNP, rs4680) leads to either methionine (Met) or valine (Val) at codon 158, resulting in a three- to fourfold reduction in COMT activity. The aim of the present study was to assess the COMT Val158Met SNP as a risk factor for attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD), ADHD symptom severity and co-morbid conduct disorder (CD) in 166 children with ADHD. The main finding of the present study is that the Met allele of the COMT Val158Met SNP was associated with ADHD and increased ADHD symptom severity. No association with co-morbid CD was observed. In addition, ADHD symptom severity and early adverse familial environment were positive predictors of lifetime CD. These findings support previous results implicating COMT in ADHD symptom severity and early adverse familial environment as risk factors for co-morbid CD, emphasizing the need for early intervention to prevent aggressive and maladaptive behavior progressing into CD, reducing the overall severity of the disease burden in children with ADHD.
Although it has been demonstrated that nociceptive processing can be modulated by heterotopically and concurrently applied noxious stimuli, the nature of brain processes involved in this percept modulation in healthy subjects remains elusive. Using functional magnetic resonance imaging (fMRI) we investigated the effect of noxious counter-stimulation on pain processing. FMRI scans (1.5 T; block-design) were performed in 34 healthy subjects (median age: 23.5 years; range: 20-31 yrs.) during combined and single application (duration: 15 s; ISI=36 s incl. 6 s rating time) of noxious interdigital-web pinching (intensity range: 6-15 N) and contact-heat (45-49 -°C) presented in pseudo-randomized order during two runs separated by approx. 15 min with individually adjusted equi-intense stimuli. In order to control for attention artifacts, subjects were instructed to maintain their focus either on the mechanical or on the thermal pain stimulus. Changes in subjective pain intensity were computed as percent differences (∆%) in pain ratings between single and heterotopic stimulation for both fMRI runs, resulting in two subgroups showing a relative pain increase (subgroup P-IN, N=10) vs. decrease (subgroup P-DE, N=12). Second level and Region of Interest analysis conducted for both subgroups separately revealed that during heterotopic noxious counter-stimulation, subjects with relative pain decrease showed stronger and more widespread brain activations compared to subjects with relative pain increase in pain processing regions as well as a fronto-parietal network. Median-split regression analyses revealed a modulatory effect of prefrontal activation on connectivity between the thalamus and midbrain/pons, supporting the proposed involvement of prefrontal cortex regions in pain modulation. Furthermore, the mid-sagittal size of the total corpus callosum and five of its subareas were measured from the in vivo magnetic resonance imaging (MRI) recordings. A significantly larger relative truncus size (P=.04) was identified in participants reporting a relative decrease of subjective pain intensity during counter-stimulation, when compared to subjects experiencing a relative pain increase. The above subgroup differences observed in functional and structural imaging data are discussed with consideration of potential differences in cognitive and emotional aspects of pain modulation.