Als ein Grund für die vertikale Transmission von HIV von der Mutter auf das Kind während der Schwangerschaft bzw. der Geburt wird der Transport von HIV durch die Eihaut diskutiert. Hierbei handelt es sich wahrscheinlich um einen rezeptorvermittelten Transport, der auf einer Interaktion zwischen einer Lektin-bindenden Domäne auf dem viralen Oberflächenglykoprotein gp120 und einem Rezeptor auf der epithelialen Oberfläche beruht. In der vorliegenden Arbeit konnte die in den Transport von zellfreien HIV-1 durch epitheliale Zellen beteiligte Domäne auf gp120 erstmals näher charakterisiert werden. Überlappende Oligopeptide –basierend auf der Aminosäurensequenz von gp120– wurden zur Hemmung der Transzytose von HIV-1 durch humane Amnionzellen verwendet. Vier dieser Oligopeptide inhibierten die Transzytose von HIV-1 signifikant. Ein synthetisches Peptid (Env362-420) mit einer Länge von 59 Aminosäuren, welches die Sequenz der inhibierenden Oligopeptide darstellt, reduzierte die Menge an transportierten Viren ebenfalls, unabhängig vom HIV-1 Subtyp. Im Weiteren konnte der Transport von HIV-1 durch polyklonale Antikörper in Seren HIV-Infizierter, die mit Env362-420 reagierten, und durch Seren, die durch eine Immunisierung von Kaninchen mit Env362-420 gewonnen wurden, inhibiert werden. Antikörper gegen die in den Transport involvierte Domäne konnte in Seren HIV-Infizierter zu jedem Stadium der Infektion nachgewiesen werden. Bei einer Expression der Antikörper in der frühen Infektionsphase wäre ein positiver Einfluss auf die Prognose der Krankheit vorstellbar. Ob ein Zusammenhang zwischen einer Antikörperexpression gegen Env362-420 in HIV-infizierten Schwangeren und der Wahrscheinlichkeit einer HIV-Transmission auf das Kind besteht, muss noch geklärt werden. Env362-420 kann zur Identifizierung des Rezeptors auf der epithelialen Oberfläche, welcher in die Transzytose von HIV involviert ist, und zur Entwicklung von Inhibitoren der Mutter–Kind-Übertragung von HIV herangezogen werden. / The transport of HIV through the fetal membranes is discussed as one possible reason for the vertical transmission of HIV from mother to child during pregnancy or labor. HIV can penetrate epithelial barriers by a receptor-mediated transport mechanism involving interaction of a lectin-like domain on the viral glycoprotein gp120 and a receptor on the epithelial surface. In this study the domain on gp120 involved in transcytosis of cell-free HIV-1 through epithelial cells was characterized in more detail. Overlapping oligopeptides of gp120 were used to inhibit transcytosis of HIV 1 through an amnion cell monolayer. Four oligopeptides significantly inhibited transcytosis of HIV 1. A synthetic oligopeptide (Env362-420) with a length of 59 amino acids representing the sequence of the four inhibiting oligopeptides significantly reduced the transport of HIV, independent of the HIV 1 subtype. Furthermore, human HIV-positive sera with antibodies reacting with the domain Env362-420 and rabbit sera raised against the oligopeptide Env362-420 also inhibited the transport of HIV-1. Antibodies directed against the transcytosis domain could be detected in sera from every stage of infection. The development of these antibodies in the early stage of infection might play a role in the outcome of the HIV disease.It has to be investigated whether HIV 1-infected women who developed these antibodies show a lower rate of HIV transmission to their offspring than those without such antibodies. Env362–420 can also be used as a tool to identify the receptor involved in transcytosis on the epithelial cell surface and to develop inhibitors that could help prevent mother-to-child transmission of HIV during pregnancy or labor.

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Computer-gestütztes kollaboratives Lernen ist zunehmend Teil der Lehr- und Lernmethoden der akademischen Ausbildung. Die optimale Unterstützung von Koordination in virtuellen Gruppen ist ein Anliegen von Pädagogen und Lerndesignern. Effektive Kommunikation und bedeutsame Interaktion treten in online Lernumgebungen nicht natürlicherweise auf, sind aber erforderlich für die Koordination in Gruppen. Diese Arbeit exploriert die Komplexität von Lernerfahrungen und Prozessen in computer-basierter Kollaboration und beleuchtet in diesem Zusammenhang zwei Aspekte näher: Koordinationsprozesse in Gruppen und die Erfahrung Sozialer Präsenz. Diese zwei Dimensionen sind besonders wichtig, da sie zwei der größten Problem in computer-gestützten kollaborativem Lernen repräsentieren: Belastungen bedingt durch unnötigen Koordinationsaufwand und fehlendes Gruppengefühl. Im Vergleich zu Präsenzsettings stellt die Koordination in online Gruppen eine Herausforderung dar. Dies birgt das Risiko, dass Gruppenmitglieder nicht mehr nur das Lernziel im Auge haben sondern ihre Aufmerksamkeit auch im gesteigerten Maße auf Gruppenprozesse wie Koordination richten; solche Koordinationsanforderungen können sich schnell zu Kosten entwickeln. Darüber hinaus wird die soziale Dimension in online Umgebungen oft vernachlässigt. Zur Entwicklung eines Zusammengehörigkeits- und Gruppengefühls ist die Erfahrung von Sozialer Präsenz erforderlich. Anhand einer Fallstudie werden Lernprozesse und Erfahrungen von Studenten eines Blended Learning Kurses an einer Pädagogischen Hochschule analysiert. Eine darauf aufbauende quantitative Studie untersucht gezielt die kausalen Beziehungen. Die Koordination und Soziale Präsenz werden anhand von qualitativen und quantitativen Methoden untersucht. Die Analyse findet auf drei Granularitätsebenen statt: auf der Ebene einer einzelnen Perspektive, auf einer Konzeptebene und auf einem Integrierten Level. Diese Vorgehensweise hat einen mehrschichtigen Analysezugang zur Folge. Die Ergebnisse zeigen, dass die eingesetzte Medien, gestellte Aufgaben und auch einzelne Individuen die Gruppenkoordination bestimmen. Jede der drei Faktoren beeinflusst die Koordinationsaktivitäten auf ihre charakteristische Art. Soziale Präsenz bestimmt als Kontextparameter die Erfahrung in online Gruppen; auch sie wird von eingesetzten Medien und den Gruppenmitgliedern beeinflusst. Diese Ergebnisse werden im Detail vorgestellt und ihre Implikationen für kollaboratives Lernen in akademischer Bildung sowie für dessen weitere Forschung, d.h. für Praxis und Forschung, werden herausgearbeitet. / Net-based collaborative learning is increasingly included in the repertoire of teaching and learning methods in higher education. Supporting coordination within distributed learning teams has become a concern for educators and learning designers. While effective communication and meaningful interaction do not occur naturally in online learning, they are essential for group coordination. The aim of the thesis is to explore the complexity of learning experiences and processes in computer-supported collaboration from the perspectives of group coordination processes and social presence. These two dimensions are particularly important because they represent two problems in net-based collaborative learning: coordination costs and a lacking sense of group feeling. Compared to face-to-face settings, coordination demands on groups are greater in online settings. Increased demands present the risk of distracting group members from learning goals; coordination demands rapidly turn into coordination costs. Additionally, social presence is required to establish a sense of group feeling and team culture amongst students. Unfortunately, this sense, supporting the social dimension in online settings, is often missing. This case study-based research analyses the learning processes and experiences of students participating in a blended course in Educational faculties. A subsequent quantitative study further inquired into causal relationships. Students collaborated via various synchronous and asynchronous media: wikis, online chat, etc. Qualitative and quantitative methods were applied, investigating coordination of activities and how social presence was established. Data was analysed at three levels of granularity: single perspective, concept and integrative levels, creating a multi-layered approach. The findings show, tools, tasks and members influence group coordination, each uniquely contributing to coordination activities. Social presence operates as an enabling context parameter, influenced by media and member characteristics. The thesis describes these findings and delineates their implications for collaborative learning practices in higher education and for further research.

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Network Coding is a new possibility to transmit data through a network. By combining different packets instead of simply forwarding, network coding offers the opportunity to reach the Min-Cut/Max-Flow capacity in multicast data transmissions. However, the basic schemes are vulnerable to so-called pollution attacks, where an attacker can jam large parts of the transmission by infiltrating only one bogus message. In the literature we found several approaches which aim at handling this kind of attack with different amounts of overhead. Though, the cost for a specific secure network coding scheme highly depends on the underlying network. The goal of this paper is on the one hand to describe which network parameters influence the efficiency of a certain scheme and on the other hand to provide concrete suggestions for selecting the most efficient secure network coding scheme considering a given network. We will illustrate that there does not exist “the best” secure network scheme concerning efficiency, but all selected schemes are more or less suited under certain network topologies.

Computer-gestütztes kollaboratives Lernen ist zunehmend Teil der Lehr- und Lernmethoden der akademischen Ausbildung. Die optimale Unterstützung von Koordination in virtuellen Gruppen ist ein Anliegen von Pädagogen und Lerndesignern. Effektive Kommunikation und bedeutsame Interaktion treten in online Lernumgebungen nicht natürlicherweise auf, sind aber erforderlich für die Koordination in Gruppen. Diese Arbeit exploriert die Komplexität von Lernerfahrungen und Prozessen in computer-basierter Kollaboration und beleuchtet in diesem Zusammenhang zwei Aspekte näher: Koordinationsprozesse in Gruppen und die Erfahrung Sozialer Präsenz. Diese zwei Dimensionen sind besonders wichtig, da sie zwei der größten Problem in computer-gestützten kollaborativem Lernen repräsentieren: Belastungen bedingt durch unnötigen Koordinationsaufwand und fehlendes Gruppengefühl. Im Vergleich zu Präsenzsettings stellt die Koordination in online Gruppen eine Herausforderung dar. Dies birgt das Risiko, dass Gruppenmitglieder nicht mehr nur das Lernziel im Auge haben sondern ihre Aufmerksamkeit auch im gesteigerten Maße auf Gruppenprozesse wie Koordination richten; solche Koordinationsanforderungen können sich schnell zu Kosten entwickeln. Darüber hinaus wird die soziale Dimension in online Umgebungen oft vernachlässigt. Zur Entwicklung eines Zusammengehörigkeits- und Gruppengefühls ist die Erfahrung von Sozialer Präsenz erforderlich. Anhand einer Fallstudie werden Lernprozesse und Erfahrungen von Studenten eines Blended Learning Kurses an einer Pädagogischen Hochschule analysiert. Eine darauf aufbauende quantitative Studie untersucht gezielt die kausalen Beziehungen. Die Koordination und Soziale Präsenz werden anhand von qualitativen und quantitativen Methoden untersucht. Die Analyse findet auf drei Granularitätsebenen statt: auf der Ebene einer einzelnen Perspektive, auf einer Konzeptebene und auf einem Integrierten Level. Diese Vorgehensweise hat einen mehrschichtigen Analysezugang zur Folge. Die Ergebnisse zeigen, dass die eingesetzte Medien, gestellte Aufgaben und auch einzelne Individuen die Gruppenkoordination bestimmen. Jede der drei Faktoren beeinflusst die Koordinationsaktivitäten auf ihre charakteristische Art. Soziale Präsenz bestimmt als Kontextparameter die Erfahrung in online Gruppen; auch sie wird von eingesetzten Medien und den Gruppenmitgliedern beeinflusst. Diese Ergebnisse werden im Detail vorgestellt und ihre Implikationen für kollaboratives Lernen in akademischer Bildung sowie für dessen weitere Forschung, d.h. für Praxis und Forschung, werden herausgearbeitet. / Net-based collaborative learning is increasingly included in the repertoire of teaching and learning methods in higher education. Supporting coordination within distributed learning teams has become a concern for educators and learning designers. While effective communication and meaningful interaction do not occur naturally in online learning, they are essential for group coordination. The aim of the thesis is to explore the complexity of learning experiences and processes in computer-supported collaboration from the perspectives of group coordination processes and social presence. These two dimensions are particularly important because they represent two problems in net-based collaborative learning: coordination costs and a lacking sense of group feeling. Compared to face-to-face settings, coordination demands on groups are greater in online settings. Increased demands present the risk of distracting group members from learning goals; coordination demands rapidly turn into coordination costs. Additionally, social presence is required to establish a sense of group feeling and team culture amongst students. Unfortunately, this sense, supporting the social dimension in online settings, is often missing. This case study-based research analyses the learning processes and experiences of students participating in a blended course in Educational faculties. A subsequent quantitative study further inquired into causal relationships. Students collaborated via various synchronous and asynchronous media: wikis, online chat, etc. Qualitative and quantitative methods were applied, investigating coordination of activities and how social presence was established. Data was analysed at three levels of granularity: single perspective, concept and integrative levels, creating a multi-layered approach. The findings show, tools, tasks and members influence group coordination, each uniquely contributing to coordination activities. Social presence operates as an enabling context parameter, influenced by media and member characteristics. The thesis describes these findings and delineates their implications for collaborative learning practices in higher education and for further research.

Network Coding is a new possibility to transmit data through a network. By combining different packets instead of simply forwarding, network coding offers the opportunity to reach the Min-Cut/Max-Flow capacity in multicast data transmissions. However, the basic schemes are vulnerable to so-called pollution attacks, where an attacker can jam large parts of the transmission by infiltrating only one bogus message. In the literature we found several approaches which aim at handling this kind of attack with different amounts of overhead. Though, the cost for a specific secure network coding scheme highly depends on the underlying network. The goal of this paper is on the one hand to describe which network parameters influence the efficiency of a certain scheme and on the other hand to provide concrete suggestions for selecting the most efficient secure network coding scheme considering a given network. We will illustrate that there does not exist “the best” secure network scheme concerning efficiency, but all selected schemes are more or less suited under certain network topologies.

Introduction: The emergence of Pavlovian-to-instrumental transfer (PIT) research in the human neurobehavioral domain has been met with increased interest over the past two decades. A variety of PIT tasks were developed during this time; while successful in demonstrating transfer phenomena, existing tasks have limitations that should be addressed. Herein, we introduce two PIT paradigms designed to assess outcome-specific and general PIT within the context of addiction. - Materials and Methods: The single-lever PIT task, based on an established paradigm, replaced button presses with joystick motion to better assess avoidance behavior. The full transfer task uses alcohol and nonalcohol rewards associated with Pavlovian cues and instrumental responses, along with other gustatory and monetary rewards. We constructed mixed-effects models with the addition of other statistical analyses as needed to interpret various behavioral measures.- Results: Single-lever PIT: both versions were successful in eliciting a PIT effect (joystick: p < 0.001, ηp² = 0.36, button-box: p < 0.001, ηp ² = 0.30). Full transfer task: it was determined that the alcohol and nonalcoholic reward cues selectively primed their respective reward-associated responses (gustatory version: p < 0.001, r = 0.59, and monetary version: p < 0.001, r = 0.84). The appetitive/aversive cues resulted in a general transfer effect (gustatory: p < 0.001, ηp² = 0.09, and monetary: p < 0.001, ηp ² = 0.17). - Discussion/Conclusion: Single-lever PIT: PIT was observed in both task versions. We posit that the use of a joystick is more advantageous for the analysis of avoidance behavior. It evenly distributes movement between approach and avoid trials, which is relevant to analyzing fMRI data. Full transfer task: While gustatory conditioning has been used in the past to elicit transfer effects, we present the first paradigm that successfully elicits both specific and general transfers in humans with gustatory alcohol rewards.

Pavlovian cues can influence ongoing instrumental behaviour via Pavlovian-toinstrumental transfer (PIT) processes. While appetitive Pavlovian cues tend to promote instrumental approach, they are detrimental when avoidance behaviour is required, and vice versa for aversive cues. We recently reported that susceptibility to interference between Pavlovian and instrumental control assessed via a PIT task was associated with risky alcohol use at age 18. We now investigated whether such susceptibility also predicts drinking trajectories until age 24, based on AUDIT (Alcohol Use Disorders Identification Test) consumption and binge drinking (gramme alcohol/drinking occasion) scores. The interference PIT effect, assessed at ages 18 and 21 during fMRI, was characterized by increased error rates (ER) and enhanced neural responses in the ventral striatum (VS), the lateral and dorsomedial prefrontal cortices (dmPFC) during conflict, that is, when an instrumental approach was required in the presence of an aversive Pavlovian cue or vice versa. We found that a stronger VS response during conflict at age 18 was associated with a higher starting point of both drinking trajectories but predicted a decrease in binge drinking. At age 21, high ER and enhanced neural responses in the dmPFC were associated with increasing AUDIT-C scores over the next 3 years until age 24. Overall, susceptibility to interference between Pavlovian and instrumental control might be viewed as a predisposing mechanism towards hazardous alcohol use during young adulthood, and the identified high-risk group may profit from targeted interventions.

Das kompakte Design von gasisolierten Systemen und die Unabhängigkeit gegenüber Umgebungsbedingungen führt zu einer idealen Eignung des Betriebsmittels für den Einsatz in modernen Energieversorgungssystemen. Ein Betrieb der Anlagen unter Gleichspannungsbelastung ist dabei aufgrund der zunehmenden räumlichen Distanz zwischen Erzeugungs- und Verbrauchszentren unumgänglich. Der sichere Betrieb über die geplante Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten ist nur mit einer genauen Teilentladungsdiagnose, welche eine sensitive Messung und zweifelsfreie Interpretation der Ergebnisse beinhaltet, möglich. Dabei ist zu beachten, dass die von Wechselspannungsanwendungen bekannten physikalischen Zusammenhänge der Entladungsprozesse und des Einflusses von dielektrischen Grenzflächen aufgrund der veränderten Belastung mit einem zeitlich konstanten elektrischen Feld und der damit einhergehenden Raum- und Oberflächenladungsakkumulation nicht direkt übernommen werden können. Ziel dieser Arbeit ist daher die Entladungsprozesse an Defekten mit und ohne dielektrischer Grenzfläche in gasisolierten Gleichspannungssystemen zu analysieren und damit einen Beitrag für die sichere Interpretation von Teilentladungsmessungen zu leisten. Auch werden bekannte elektrische und neuartige optische Messmethoden hinsichtlich ihrer Möglichkeiten und Grenzen beim Einsatz unter Gleichspannungsbelastung untersucht. Für die experimentellen Arbeiten an drei verschiedenen Störstellen wird das schwach inhomogene Isoliersystem der Anlagen in drei Modellanordnungen nachgebildet. Die Untersuchung der ablaufenden Entladungsprozesse wird durch eine direkte Messung des Teilentladungsstroms ermöglicht. Dabei wird zwischen impulsbehafteten und impulslosen Anteilen unterschieden. Infolge von Montagefehlern oder unzureichender Materialqualität können feste, metallische Störstellen im Isoliersystem entstehen. Die experimentell betrachteten Abhängigkeiten der Entladungsprozesse von der Störstellenpolarität, dem Isoliergasdruck und der Spannungsbelastung erlauben eine Klassifizierung von vier verschiedenen Entladungsarten. Zusätzlich zu den Untersuchungen im derzeit am häufigsten verwendeten Isoliergas Schwefelhexafluorid konnte ein Vergleich der Ergebnisse mit der klimafreundlichen alternative synthetische Luft die Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei Entladungen an festen Störstellen aufzeigen. Dabei ist insbesondere die signifikant veränderte Polaritätsabhängigkeit hervorzuheben. Der Kontakt von metallischen Partikeln mit der Feststoffisolierung kann zur Anlagerung des zuvor freibeweglichen, metallischen Defektes an der dielektrischen Grenzfläche führen. Die Ansammlung von Oberflächenladungen auf dem Feststoff beeinflusst dabei insbesondere den Entladungseinsatz. Aufgrund des zur festen metallischen Störstelle ohne Grenzfläche vergleichbaren Entladungsverhaltens im stationären Zustand ist eine Unterscheidung der Defekte anhand von Impulswiederholraten und Amplituden herausfordernd. Eine Besonderheit bei Gleichspannungsbelastung sind Entladungen, welche auf einer Gas-Feststoff-Quergrenzfläche an beschichteten Elektroden einsetzen können. Die Untersuchung der Ursachen für das Auftreten dieser Entladungen, die elektrischen und optischen Charakteristika der ablaufenden Prozesse und Strategien für die Vermeidung werden untersucht. Aus den Ergebnissen werden Prüfempfehlungen für die Teilentladungsdiagnose von gasisolierten Gleichspannungssystemen abgeleitet. Diese sind wesentlicher Bestandteil für einen zukünftigen Einsatz gasisolierter Gleichspannungssysteme in einem leistungsfähigen Elektroenergiesystem mit hoher Versorgungszuverlässigkeit. / The compact design and the independence from environmental conditions of gas-insulated systems leads to an ideal suitability of this high-voltage equipment for the use in a modern power supply system. The operation of the assets under DC voltage stress is unavoidable due to the increasing distance between the areas of power generation and consumption. The reliable operation during the estimated lifetime of several decades is only feasible with a precise partial discharge diagnosis. Hence, a sensitive measurement and a doubtless interpretation of the results is necessary. Nevertheless, it is necessary to take into account, that under alternating voltage stress established physical mechanisms of the discharge processes and the influence of dielectric interfaces cannot be adopted directly, due to the changed voltage stress with a constant electric field and the related surface and volume charge accumulation. Aim of this thesis is the analysis of defects in gas-insulated systems with and without dielectric interfaces under DC voltage stress and thereby to contribute to a reliable interpretation of partial discharge measurements. In addition, known electrical and novel optical measurement methods are investigated with respect to their capabilities and limitations when used under DC voltage stress. The experimental investigations are carried out in model electrode arrangements. The weakly inhomogeneous electrical field of the gas-insulated systems is replicated in three configurations, one for each defect investigated. The detailed analysis of the discharge processes is enabled by a direct measurement of the partial discharge currents. A distinction between impulse currents and pulseless currents is made. Due to assembly faults or insufficient material quality fixed, metallic protrusions can be created within the insulation system. The experimentally observed dependencies of the discharge processes on the polarity of the defect, the insulating gas pressure and the voltage stress permit a classification of four different types of discharge. In addition to the investigations in the most commonly used insulating gas sulphur-hexafluoride a comparison of the results with measurements in the climate-friendly alternative synthetic air are made. Derived from this, commonalities and differences in the discharge behaviour are discussed. Free moving, metallic particles can adhere to the gas-solid interface. The accumulation of surface charges at the solid insulator influences the partial discharge inception significantly. Due to the steady-state discharge behaviour, which is comparable to the fixed, metallic protrusion without contact to a dielectric interface, distinguishing between the two defects based on pulse repetition rates and amplitudes is challenging. A unique aspect under DC voltage stress are discharges at the orthogonal interface between electrode coating and insulating gas. The analysis of the causes of the occurrence of these discharges, their optical and electrical characteristics and strategies for the prevention are investigated. Derived from the results, recommendations for partial discharge diagnosis of gas-insulated DC systems are discussed. These recommendations are an essential component for the future use of this asset in a high-performance electric power system with high reliability of the power supply.