Bildgebende Studien haben gezeigt, dass bei schizophrenen Patienten Positivsymptome mit Veränderungen mesolimbischer Aktivierungsmuster unter Einbeziehung des Nucleus accumbens in Zusammenhang stehen. Hierbei ist von besonderem Interesse, dass der Nucleus accumbens Teil des Belohnungssystems ist, wobei die integrale „Bewertung“ belohnungsanzeigender Reize präfrontalen kortikalen Strukturen, insbesondere dem anterioren Zingulum, zuzurechnen ist. Bereits in der Antizipationsphase potentiell belohnender Reize, werden vermutlich zur Berechnung von Prädiktionsabweichungen dopaminerge Signale in der VTA generiert und modulieren den Nucleus accumbens. Es gibt zahlreiche Hinweise, dass glutamaterge Neurone des anterioren Zingulums die Dopaminausschüttung im Nucleus accumbens beeinflussen, und dass diese Modulation bei Erkrankungen wie der Schizophrenie beeinträchtigt ist. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, mittels funktioneller Magnetresonanztomographie und Protonen Magnetresonanzspektroskopie, Hinweise über den Zusammenhang zwischen der glutamatergen Neurotransmission des ACC und belohnungsassoziierter Dopaminausschüttung im Nucleus accumbens bei 23 gesunden Probanden und bei 23 unmedizierten schizophrenen Patienten zu erlangen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die gegenseitige Modulation von anteriorem Zingulum und Nucleus accumbens bei schizophrenen Patienten gestört ist. Dieses und weitere Ergebnisse wurden im theoretischen Rahmen der NMDA-Rezeptor-Hypoaktivität und einer gestörten Balance zwischen Dopamin-D1- und Dopamin-D2-Rezeptor-Aktivität als pathophysiologische Korrelate schizophrener Erkrankungen diskutiert. / Imaging studies have demonstrated that for schizophrenic patients a correlation exists between positive symptoms and changes in the patterns of mesolimbic activity. Especially the changes in the ncl. accumbens (Nac) were interpreted in connection with the reward system. The signals indicating reward are thought to be processed by the anterior cingulum (ACC). These structures attribute meaning to the reward signals. In the anticipation phase of a potentially rewarding stimulus, dopaminergic signals from the VTA are generated in prediction of expected or aberrant outcome, thus modulating the Nac. Data indicate a direct modulation of the Nac. by glutamatergic neurons of the anterior cingulum. A major aim of this thesis is to establish a connection between the reward associated dopaminergic signals of the ncl. accumbens and the glutamatergic projections of the acc in unmedicated schizophrenic patients and healthy controls. The methods included measurements of proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) and functional MRI-scans done at a 3-Tesla tomograph. The paradigm applied was a modified version of the monetary incentive delay paradigm (Knutson et al. 2000). In healthy volunteers we found a significant negative correlation between the glutamate concentration in the ACC and the BOLD-contrast in the Nac (reward versus neutral), in contrast to the findings in schizophrenic patients. A significant higher BOLD-contrast was seen in the anticipation phase in healthy controls. The results were incorporated in a model of NMDA-R-Hypoaktivity. In addition to discussing the functional aspects for the structures involved the model was further expanded to include the hypothesis of a disturbed balance between dopamine-D1- and -D2-receptor activity and a dysfunctional hippocampal gating-process. The so constructed model suggests a profound striato-thalamo-cortical filter disturbance as the basis of the observed aberrations in the reward processing in schizophrenic disorders.

Stadtbewohner sind häufig mit multiplen Umweltbelastungen konfrontiert, die Stress erzeugen und zu einem Gesundheitsrisiko werden können. Dennoch ist wenig über das Zusammenwirken multipler Umweltstressoren und über das gesundheitliche Potential natürlicher Ressourcen bekannt. Diese Arbeit untersucht daher das Zusammenwirken multipler Stressoren und das Potential natürlicher Ressourcen hinsichtlich der psychischen Gesundheit. Auf Basis eines theoretischen Rahmenmodells erfolgten drei Studien in Berlin. Mittels Online-Studie wurden die für die Berliner Bevölkerung subjektiv kritischsten Umweltfaktoren identifiziert. Daran schloss sich eine Raumanalyse von Umweltdaten an, um Straßenblocks mit hohem versus geringen multiplen Belastungsgrad als Untersuchungsstandorte auszuwählen. In diesen Wohnblocks erfolgte eine Fragebogen-Studie. An einer Teilstichprobe wurden ergänzend qualitative Daten und Haar-Cortisol als objektiver Indikator für chronischen Stress gewonnen. Es zeigte sich, dass multiple Stressoren oder Ressourcen räumlich und zeitlich kovariieren. Die Bewohner hoch belasteter Blocks verhalten sich gesundheitsschädlicher als die Bewohner gering belasteter Blocks, unterscheiden sich jedoch nicht in ihrer Gesundheit. Allerdings besteht ein Zusammenhang zwischen der wahrgenommenen Luftverschmutzung und der subjektiven Gesundheit. Zudem weisen Personen, die sich durch Luftverschmutzung beeinträchtigter, belästigter oder gefährdeter fühlen, höhere Cortisol-Niveaus auf. Dieser Zusammenhang besteht nur bei objektiv hoher, nicht aber bei geringer Luftbelastung, was chronischen Umweltstress mit gesundheitlichen Folgen nahelegt. Schließlich sind der Blick auf eine hohe Quantität unterschiedlicher Vegetationsarten von der Wohnung aus, und die regelmäßige Nutzung spezifischer Grünflächen mit geringerem Cortisol-Niveau und teilweise mit höherer Lebenszufriedenheit assoziiert. Es werden mögliche Implikationen für eine nachhaltige Stadtentwicklung diskutiert. / City residents are often exposed to multiple environmental burdens that may cause stress and thereby pose a health risk. However, little is known about the co-occurrence of stressors, and on the health potential of natural resources. Thus, the aim of this study is to investigate the co-occurrence of multiple environmental burdens and the potential of natural resources with respect to the mental health of city residents. Based on a comprehensive theoretical model three consecutive studies were conducted in Berlin. An online survey facilitated the identification of critical local environmental factors. Subsequently a spatial analysis was conducted using a Geographic Information System in order to select neighborhood street blocks with high versus low multiple burden levels. A household survey was conducted in the selected study sites that additionally assessed the perceived level of other locally relevant burdens. Qualitative data and hair cortisol level as an objective indicator of chronic stress, were supplemented in a subsample. Results showed that either multiple stressors co-occurr or multiple resources are co-present. Residents from high-burden blocks behave in a less healthy manner than residents from low-burden blocks, but they do not differ in regard to health. However, perceived air pollution is related to perceived health. Moreover, individuals who feel more impaired, annoyed, or at risk by air pollution have higher cortisol levels. This relation exists with a high level of objective air pollution only, while no such relation exists when objective air pollution is low. This finding suggests chronic environmental stress with detrimental health consequences. Finally, residents whose homes have views onto high amounts of diverse kinds of vegetation, as well as who regularly use a park or a vegetated way have lower cortisol levels and partly report higher life satisfaction. The results have implications for sustainable urban development.

Das Kernsystem zur approximativen Verarbeitung numerischer Informationen - das approximative Mengensystem (AMS) - ist, ebenso wie Systeme zur Verarbeitung räumlicher Informationen, im parietalen Cortex (PC) implementiert. Hier integriere ich 9 experimentelle Studien in vier Teilen und zeige, wie abstrakte mathematische Fähigkeiten mit dem AMS zusammenhängen. Die Hypothese ist, dass die mathematischen Leistungen des Menschen auf grundlegenden Konzepten (Raum, Zahl) aufbauen indem sie kortikale Areale ko-optieren, deren ursprüngliche Organisation für die neuen kulturellen Bedürfnisse geeignet erscheinen. Teil eins zeigt mittels des Operationalen Momentum Effekts, dass (nicht-)symbolisches Rechnen auf das AMS zurückgreift und Kopfrechnen evolutionär alte Strukturen im PC ko-optiert: Durch Anwendung multivariater Lernalgorithmen auf funktionelle Gehirnaktivierungen im posterioren PC während basaler perzeptueller Aufgaben (Sakkaden) konnte ich später ausgeführter Additionen von Subtraktionen unterscheiden. Dies ist ein Hinweis auf das kulturelle Recycling kortikaler Karten für kulturell bedingte kognitive Funktionen. Teil zwei untersucht die Folgen der Implementierung numerischer Informationen im PC. Die Verarbeitung numerischer Informationen konnte auch unter Crowding-Bedingungen nachgewiesen werden, was auf einen bevorzugten, nicht-bewusst vermittelten Zugang numerischer Informationen zum kognitiven System deuten könnte, wie sie bereits für andere visuelle Informationen, die im PC verarbeitet werden gezeigt wurde. Auch die Interferenz zwischen räumlichen und numerischen Informationen kann als Konsequenz der kortikalen und repräsentationalen Überlappung verstanden werden. In Teil drei und vier argumentiere ich, dass Kopfrechenfähigkeiten durch die Befähigung, Ordinalität zu verarbeiten, im AMS verankert sind und zeige technische, Stimulus-inhärente Faktoren auf, die problematisch bei der Unterscheidung zwischen approximativem und exaktem Rechnen sein können. / A plethora of evidence supports the idea of a core system in the parietal cortex (PC) of the human brain that enables us to approximately process numerical information, the approximate number system (ANS). By synthesizing nine experimental studies in four parts, I argue how abstract mathematical competencies are linked to the ANS and PC. The hypothesis is that human mathematics builds from foundational concepts (space, number) by progressively co-opting cortical areas whose prior organization fits with the cultural need. In part one the operational momentum effect demonstrates that (non-)symbolic approximate calculation partly relies on the ANS, and that mental arithmetic co-opts evolutionarily older cortical systems in PC. Low-level perceptual processes such as saccades lead to spatial patterns of activation in posterior parts of PC that are predictive of patterns during abstract approximate calculation processes. This is interpreted in terms of cultural recycling of cortical maps for cognitive purposes that go beyond the evolutionary scope of a given region. Part two investigates the consequences of the parietal implementation of numerical magnitude information. Akin to other visual properties that are processed in PC this may favour a privileged, non-conscious access of numerical information to the cognitive system even under a crowding regime. Also, the interference between spatial and numerical information can be interpreted as a consequence of a representational and cortical overlap. Part three elucidates the grounding of mental arithmetic abilities in the ANS and argues for a mediation of the association between ANS and symbolic arithmetic via numerical ordering abilities, which in turn rely on neural circuits in right-hemispheric prefrontal cortex. In part four I will argue that the involvement of approximate calculation in high-level symbolic calculation remains elusive due to a number of technical issues with stimulus-inherent numerical features.

Die zugrunde liegenden Prozesse altersbedingter Veränderungen exekutiver Funktionen werden vielfach untersucht. Für eine flexible Anpassung ist die Überwachung von Handlungen und deren Konsequenzen notwendig. Handlungsüberwachung wird mit ereigniskorrelierten Potentialen (EKP) wie der error-related negativity/error negativity (ERN/Ne) und der correct-related negativity/correct negativity (CRN) gemessen. Die Arbeit untersucht die Handlungsüberwachung bei jüngeren und älteren Erwachsenen mit dem Ziel, das Wissen über kompensatorische Strategien bei Älteren und deren Auswirkung auf die EKP Befunde zu erweitern. Ältere zeigten reduzierte ERN/Ne und größere oder vergleichbar große CRN Amplituden im Vergleich zu Jüngeren. Während nur die Jüngeren eine Reduktion der ERN/Ne mit größerer Aufgabenschwierigkeit zeigten, zeigten beide Gruppen eine ERN/Ne Reduktion unter der Instruktion, die Geschwindigkeit anstatt Genauigkeit erforderte. Nur bei Jüngeren variierte die CRN mit der Kompatibilität der Trials, mit der Aufgabenschwierigkeit und Instruktion. Ältere wiesen geringere Fehlerraten und längere Reaktionszeiten als Jüngere auf. Dieses Muster deutet auf eine kompensatorische oder strategische Anpassung in Folge von Defiziten in der Nutzung einer erfolgreichen Kombination von proaktiver und reaktiver Kontrolle hin. Es wird postuliert, dass ERN/Ne und CRN einen gemeinsamen Prozess darstellen, der allgemeine Überwachungsfunktionen reflektiert. Die ERN/Ne beinhaltet zusätzlich einen Prozess, der Fehlerüberwachung signalisiert. Daraus ergibt sich die Vermutung, dass die reduzierte ERN/Ne bei Älteren entweder auf eine Verringerung spezifischer Fehlerprozesse oder auf eine Beeinträchtigung allgemeiner Überwachungsfunktionen zurückzuführen ist. Altersbezogene Veränderungen der EKP Befunde könnten den veränderten Einsatz von kompensatorischer Kontrolle bei Älteren im Vergleich zu Jüngeren reflektieren. Dieser Frage sollte in zukünftigen Studien nachgegangen werden. / Executive functions decline with age and a growing body of research aims at investigating age-related changes of the underlying processes. One important function is to monitor actions and action outcomes, which is necessary for flexible adjustments and learning. This so-called performance monitoring can be measured with event-related potentials (ERP), namely the error-related negativity/error negativity (ERN/Ne) and the correct-related negativity/correct negativity (CRN). This work examined performance monitoring in younger and older adults with the aim to advance knowledge about compensatory strategies in older adults and their implications for ERP results. Findings revealed reduced ERN/Ne and larger or similar-sized CRN in older compared to younger adults. While only younger adults showed a decrease of ERN/Ne with higher task difficulty, both age groups showed a reduction of ERN/Ne in the speed compared to the accuracy condition. Additionally, only younger adults showed variations, in that the CRN was smaller for compatible compared to incompatible trials, in the easy compared to the difficult condition, and in the speed compared to the accuracy condition. Behaviorally, older adults had less errors and longer response latencies than younger adults. This pattern may reflect compensatory or strategic adjustments with age which may be due to deficits in the use of a successful combination of proactive and reactive control. It was further assumed that ERN/Ne and CRN share a common process that reflects general monitoring functions and ERN/Ne includes an additional process that reflects error-specific monitoring. Accordingly, the ERN/Ne attenuation in older adults is either caused by reduced error-specific processing or compromised general monitoring functions. Age-related changes in ERP findings indicate altered engagement of compensatory cognitive control in older compared to younger adults. However, this question has to be further clarified in future studies.

Das visuelle System erreicht enorme Verarbeitungsmengen, wenn wir unsere Augen auf ein Objekt richten. Mehrere Prozesse sind aktiv bevor unser Blick das neue Objekt erreicht. Diese Arbeit erforscht die räumlichen und zeitlichen Eigenschaften drei solcher Prozesse: 1. aufmerksamkeitsbedingte Steigerung der neuronalen Aktivität und sakkadische Suppression; 2. aufmerksamkeitsbasierte Auswahl des Zielreizes bei einer visuellen Suchaufgabe; 3. zeitliche Entwicklung der Detektiongenauigkeit bei der Objekt-Substitutionsmaskierung. Wir untersuchten diese Prozesse mit einer Kombination aus humaner Elektroenzephalografie (EEG), eye tracking und psychophysischen Verhaltensmessungen. Zuerst untersuchten wir, wie die neuronale Repräsentation eines Reizes von seiner zeitlichen Nähe zur Sakkade geprägt wird. Wir zeigten, dass direkt vor der Sakkade erscheinende Reize am meisten durch Aufmerksamkeit und Suppression geprägt sind. In Studie 2 wurde die Sichtbarkeit des Reizes mit der Objekt-Substitutionsmaskierung verringert, und wir analysierten das Verhältnis zwischen sakkadischen Reaktionszeiten und ihrer Genauigkeit. Dazu erfassten wir neuronale Marker der Aufmerksamkeitslenkung zum Zielreiz und eine subjektive Bewertung seiner Wahrnehmbarkeit. Wir stellten fest, dass schnelle Sakkaden der Maskierung entgingen und Genauigkeit sowie subjektive Wahrnehmbarkeit erhöhten. Dies zeigt, dass bereits in frühen Verarbeitungsstadien eine bewusste und korrekte Wahrnehmung des Reizes entstehen kann. Wir replizierten diesen Befund für manuelle Antworten, um eine Verfälschung der Ergebnisse durch sakkadenspezifische Prozesse auszuschließen. Neben ihrer theoretischen Bedeutung liefern diese Studien einen methodischen Beitrag zum Forschungsgebiet der EEG-Augenbewegung: Entfernung sakkadischer Artefakte aus dem EEG bzw. Erstellung eines künstlichen Vergleichsdatensatzes. Die Arbeit stellt mehrere Ansätze zur Untersuchung der Dynamik visueller Wahrnehmung sowie Lösungen für zukünftige Studien dar. / The visual system achieves a tremendous amount of processing as soon as we set eyes on a new object. Numerous processes are active already before eyes reach the object. This thesis explores the spatio-temporal properties of three such processes: attentional enhancement and saccadic suppression that accompany saccades to target; attentional selection of target in a visual search task; the timecourse of target detection accuracy under object-substitution masking. We monitored these events using a combination of human electrophysiology (EEG), eye tracking and behavioral psychophysics. We first studied how the neural representation of a visual stimulus is affected by its temporal proximity to saccade onset. We show that stimuli immediately preceding a saccade show strongest effects of attentional enhancement and saccadic suppression. Second, using object-substitution masking to reduce visibility, we analyzed the relationship between saccadic reaction times and response accuracy. We also collected subjective visibility ratings and observed neural markers of attentional selection, such as the negative, posterior-contralateral deflection at 200 ms (N2pc). We found that fast saccades escaped the effects of masking, resulted in higher response accuracy and higher awareness ratings. This indicates that early visual processing can trigger awareness and correct behavior. Finally, we replicated this finding with manual responses. Discovering a similar accuracy timecourse in a different modality ruled out saccade-specific mechanisms, such as saccadic suppression and retinal shift, as a potential confound. Next to their theoretical impact, all studies make a methodological contribution to EEG-eye movement research, such as removal of large-scale saccadic artifacts from EEG data and composition of matched surrogate data. In sum, this work uses multiple approaches to describe the dynamics of visual perisaccadic perception and offers solutions for future studies in this field.

Das Konzept der interpersonellen Fähigkeiten bezieht sich auf Leistungsaufgaben der sozialen Kognition. Diese Aufgaben messen die Fähigkeiten Gesichter zu erkennen und sich diese zu merken sowie Emotionen zu erkennen und diese auszudrücken. Ziel dieser Dissertation war die Untersuchung des Einflusses von interpersonellen Fähigkeiten auf soziale Entscheidungen. Ein besonderer Fokus lag auf der Quantifizierung von individuellen Unterschieden in zugrundeliegenden neuronalen Mechanismen. Studie 1 erweiterte bestehende Evidenz zu Beziehungen zwischen psychometrischen Konstrukten der Gesichterkognition und Ereigniskorrelierten Potentialen, welche mit den verschiedenen Stadien der Gesichterverarbeitung (Enkodierung, Wahrnehmung, Gedächtnis) während einer Bekanntheitsentscheidung assoziiert sind. Unsere Ergebnisse bestätigen eine substantielle Beziehung zwischen der N170 Latenz und der Amplitude des frühen Wiederholungseffektes (ERE) mit drei Faktoren der Gesichterkognition. Je kürzer die N170 Latenz und je ausgeprägter die ERE Amplitude, umso genauer und schneller ist die Gesichterkognition. Studie 2 ergab, dass die Fähigkeit ängstliche Gesichter zu erkennen sowie die generelle spontane Expressivität während der sozialen Interaktion mit prosozialen Entscheidungen korreliert. Sensitivität für das Leid anderer sowie emotionale Expressivität scheinen reziproke Interaktionen mit Gleichgesinnten zu fördern. Studie 3 bestätigte das Modell der starken Reziprozität, da Prosozialität die negative Reziprozität im Ultimatum Spiel beeinflusste. Unter der Verwendung von Strukturgleichungsmodellen entdeckten wir, dass Menschen mit ausgeprägter Reziprozität eine größere Amplitude der relativen feedback-negativity auf das Gesicht von Spielpartnern zeigen. Insgesamt sprechen die Ergebnisse dafür, dass die etablierten individuellen Unterschiede in den Verhaltensmaßen der interpersonellen Fähigkeiten zum Teil auf individuelle Unterschiede in neuronalen Mechanismen zurückzuführen sind. / The concept of interpersonal abilities refers to performance measures of social cognition such as the abilities to perceive and remember faces and the abilities to recognize and express emotions. The aim of this dissertation was to examine the influence of interpersonal abilities on social decisions. A particular focus lay on the quantification of individual differences in brain-behavior relationships associated with processing interpersonally relevant stimuli. Study 1 added to existing evidence on brain-behavior relationships, specifically between psychometric constructs of face cognition and event-related potentials associated with different stages of face processing (encoding, perception, and memory) in a familiarity decision. Our findings confirm a substantial relationship between the N170 latency and the early-repetition effect (ERE) amplitude with three established face cognition ability factors. The shorter the N170 latency and the more pronounced the ERE amplitude, the better is the performance in face perception and memory and the faster is the speed of face cognition. Study 2 found that the ability to recognize fearful faces as well as the general spontaneous expressiveness during social interaction are linked to prosocial choices in several socio-economic games. Sensitivity to the distress of others and spontaneous expressiveness foster reciprocal interactions with prosocial others. Study 3 confirmed the model of strong reciprocity in that prosociality drives negative reciprocity in the ultimatum game. Using multilevel structural equation modeling in order to estimate brain-behavior relationships of fairness preferences, we found strong reciprocators to show more pronounced relative feedback-negativity amplitude in response to the faces of bargaining partners. Thus, the results of this dissertation suggest that established individual differences in behavioral measures of interpersonal ability are partly due to individual differences in brain mechanisms.

Während wir Konversationen führen, senden wir akustische Signale, die nicht nur den Inhalt des Gesprächs betreffen, sondern auch eine Fülle an Informationen über den Sprecher liefern. Traditionellerweise wurden Sprachverständnis und Sprechererkennung als zwei voneinander unabhängige Prozesse betrachtet. Neuere Untersuchungen zeigen jedoch eine Integration in der Verarbeitung von Sprach- und Sprecher-Information. In dieser Dissertation liefere ich weitere empirische Evidenz dafür, dass Prozesse des Sprachverstehens und der Sprechererkennung auf neuronaler und behavioraler Ebene miteinander interagieren. In Studie 1 präsentiere ich die Ergebnisse eines Experiments, das funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) nutzte, um die neuronalen Grundlagen des Sprachverstehens unter wechselnden Sprecherbedingungen zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studie deuten auf einen neuronalen Mechanismus hin, der funktionelle Interaktionen zwischen sprach- und sprecher-sensitiven Arealen der linken und rechten Hirnhälfte nutzt, um das korrekte Verstehen von Sprache im Kontext von Sprecherwechseln zu gewährleisten. Dieser Mechanismus impliziert, dass die Sprachverarbeitung, einschließlich des Erkennens von linguistischer Prosodie, vornehmlich von Arealen der linken Hemisphäre unterstützt wird. In Studie 2 präsentiere ich zwei fMRT-Experimente, die die hemisphärische Lateralisierung der Erkennung von linguistischer Prosodie im Vergleich zur Erkennung der Sprachmitteilung respektive der Sprecheridentität untersuchten. Die Ergebnisse zeigten eine deutliche Beteiligung von Arealen in der linken Hirnhälfte, wenn linguistische Prosodie mit Sprecheridentität verglichen wurde. Studie 3 untersuchte, unter welchen Bedingungen Hörer von vorheriger Bekanntheit mit einem Sprecher profitieren. Die Ergebnisse legen nahe, dass Hörer akustische Sprecher-Information implizit während einer Sprach-Aufgabe lernen und dass sie diese Information nutzen, um ihr Sprachverständnis zu verbessern. / During natural conversation, we send rich acoustic signals that do not only determine the content of conversation but also provide a wealth of information about the person speaking. Traditionally, the question of how we understand speech has been studied separately from the question of how we recognize the person speaking either implicitly or explicitly assuming that speech and speaker recognition are two independent processes. Recent studies, however, suggest integration in the processing of speech and speaker information. In this thesis, I provide further empirical evidence that processes involved in the analysis of speech and speaker information interact on the neural and behavioral level. In Study 1, I present data from an experiment which used functional magnetic resonance imaging (fMRI) to investigate the neural basis for speech recognition under varying speaker conditions. The results of this study suggest a neural mechanism that exploits functional interactions between speech- and speaker-sensitive areas in left and right hemispheres to allow for robust speech recognition in the context of speaker variations. This mechanism assumes that speech recognition, including the recognition of linguistic prosody, predominantly involves areas in the left hemisphere. In Study 2, I present two fMRI experiments that investigated the hemispheric lateralization of linguistic prosody recognition in comparison to the recognition of the speech message and speaker identity, respectively. The results showed a clear left-lateralization when recognition of linguistic prosody was compared to speaker recognition. Study 3 investigated under which conditions listeners benefit from prior exposure to a speaker''s voice in speech recognition. The results suggest that listeners implicitly learn acoustic speaker information during a speech task and use such information to improve comprehension of speech in noise.

Die Psychologie der Lebensspanne und die Soziologie des Lebensverlaufs betonen die Bedeutung von Kontexten für den Erwerb individueller Fähigkeiten und die Entwicklung im Leben. In Übereinstimmung mit diesen konzeptionellen Annahmen zeigen Studien, dass verschiedene Kontexte die Entwicklung individueller Bereiche beeinflussen. Jedoch ist wenig darüber bekannt, wie kontextuelle Faktoren in der zweiten Lebenshälfte Wohlbefinden formen und wie Wohlbefinden in diesen Lebensphasen von sich schnell verändernden Kontexten beeinflusst wird. In dieser Dissertation werden unter Anwendung des Ökosystemischen Ansatzes von Bronfenbrenner drei Kontexte unterschiedlicher Proximität untersucht, in die die Entwicklung des individuellen Wohlbefindens eingebettet ist. Als erster Kontext wird die vielfältige Ökologie des Lebens und Sterbens in den ehemaligen Regionen Ost- und Westdeutschland herangezogen, um herauszufinden wie dieses Makrosystem Wohlbefinden in den letzten Lebensjahren gestaltet. Als zweiter Kontext wird die Bedeutung des Exosystems von Gesundheitseinrichtungen in Landkreisen (z.B. Anzahl stationärer Pflegereinrichtungen) auf Wohlbefindensverläufe am Lebensende beleuchtet. Als dritten Kontext untersuchen wir, wie das Mikrosystem sozialer Ökologien und Situationen momentanes, affektives Wohlbefinden gestaltet, sowie Altersunterschiede in diesen Assoziationen. Gemeinsam zeigen die drei Studien dieser Dissertation, dass Ökologien auf regionaler, dienstleistender und sozialer Kontextebene Entwicklung von Wohlbefinden in der zweiten Lebenshälfte beeinflussen. Diese Arbeit zeigt, dass Kontexte sowohl kognitives als auch affektives Wohlbefinden und innerhalb des letzteren sowohl Valenz und Aktivierung beeinflussen, und untersucht länger- und kurzfristige Kontext-Wohlbefindens-Assoziationen in späteren Lebensphasen. Die Ergebnisse liefern erste Vorschläge für Interventionen und veränderbare regionale Faktoren für die Erhaltung oder Verbesserung von Wohlbefinden. / Lifespan psychology and life course sociology have long acknowledged the role of context for individual functioning and development throughout life. Consistent with these conceptual notions, empirical studies show that various contextual factors influence development of individual-level outcomes. However, we know little about how contextual factors shape individual-level well-being and how well-being is influenced by fast changing contexts in the second half of life. Applying Bronfenbrenner’s model of human ecology as the overarching theoretical frame, this dissertation examines three sets of contexts that differ in the degree of proximity in which individual well-being and its development is embedded in. As a first context, the multifaceted ecology of living and dying in former regions of East and West Germany is used to investigate how the macrosystem shapes individual well-being in the last years of life. For a second context, the role of the exosystem of county-level health care features (e.g., number of inpatient care facilities) on late-life trajectories in well-being is examined. As a third context, we examine how the microsystem of social ecologies and situations influences momentary affective well-being and how these associations differ across age. Jointly, the three studies in this dissertation show that regional, service, and social ecologies profoundly shape development in well-being during the second half of life. To conclude, this dissertation shows that these contexts influence both cognitive and affective components of well-being, among the affective domain two facets (valence and arousal), and investigates long-term and short-term contextwell- being associations in later life phases. Results provide initial suggestions for interventions and malleable regional factors to maintain or improve well-being.

Das Ziel dieser Dissertation ist die systematische Entwicklung eines weiterführenden Konzeptes zur Fahrer-Fahrzeug Kooperation, dessen Tauglichkeit anhand empirischer Daten evaluiert und im Hinblick auf sein belegbares Potential in Bezug auf bestehende Ansätze bewertet werden soll.Da Annahmen und Prämissen der Mensch-Maschine-Interaktion den Ausgangspunkt bilden, beginnt die dezidierte Auseinandersetzung und begriffliche Differenzierung von Kooperation in eben diesem Kontext und führt folgerichtig zu einer definitorischen Abgrenzung gegenüber existierenden Ansätzen, der Forderung eines spezifischen Rollenverständnisses zur Interaktion sowie der Ableitung konzeptueller Grundbedingungen. Anschließend werden die strukturellen und prozeduralen Merkmale dieser spezifischen Interaktion herausgearbeitet und dazu benutzt, die generellen Attribute von Kooperation zwischen Fahrer und Fahrzeug zu identifizieren. Dafür wurden nachfolgend solche Indikatoren abgeleitet, vermittels derer der unterstellte Gewinn infolge der Kooperation von Fahrer und Fahrzeug kontrolliert und bewertet werden kann.Im Rahmen mehrerer Voruntersuchungen wurden Fahrsituationen identifiziert, die am meisten von einer kooperativen Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug profitieren würden. Im Ergebnis wurden für die zwei Hauptuntersuchungen das „Überholen auf der Autobahn“ und das „Linksabbiegen auf innerstädtischen Straßen und Landstraßen mit Gegenverkehr“ als Fahrszenarien ausgewählt, die in jeweils einem eigenständigen Experiment mit alternativen Systemvarianten verglichen worden sind. Die Prüfung spezifischer Hypothesen wurde dabei in die prototypische Umgebung eines Fahrsimulators eingebettet. Abschließend werden in dieser Arbeit die Möglichkeiten zur Etablierung und Einbettung dieses Interaktionskonzeptes in den übergreifenden sozio-technischen Kontext aufgezeigt und zukünftige Perspektiven diskutiert. / The aim of this dissertation is to systematically develop a continuative concept of driver-automobile cooperation, to evaluate its suitability on the basis of empirical data, and to value its provable potential in relation to existing approaches.Assumptions and premises regarding the human-machine interaction constitute the starting point of this work. The decisive altercation and notional differentiation of cooperation are explained in just this context, leading logically to a definitional demarcation of existing approaches, the demand of a specific role understanding of the interaction as well as the derivation of conceptual basic conditions. The structural and procedural characteristics of this specific interaction are then elaborated upon and used to identify the general attributes of cooperation between driver and automobile. In the following, such indicators are derived by which the implied profit as a result of cooperation between driver and automobile can be controlled and valued. Within the framework of several preliminary investigations, those driving situations were identified that would profit most from a cooperative interaction between driver and automobile. As a result, the two driving scenarios "Overtaking on Highways" and "Turning Left on Urban and Country Roads with Oncoming Traffic" were utilized in the experiments. Both single scenarios have been compared in independent experiments with regard to alternative system variants. The prove of specific hypotheses was embedded in the prototypical surroundings of a driving simulator. Finally, the possibility of establishing and embedding this interaction concept into the overall socio-technical context will be presented, and future perspectives will be discussed.

Hitherto, previous studies on the cerebral correlates of fluid intelligence (fluIQ) used tasks that did not exclusively demand fluIQ, or were restricted to participants of average fluIQ (ave-fluIQ) solving intelligence test items of varying difficulty, thus not allowing assumptions on interindividual differences in fluIQ. Geometric analogical reasoning (GAR) demands fluIQ very purely and thus is an eligible approach for research on interindividual differences in fluIQ. In a first study, we examined the cerebral correlates of GAR, and showed the involvement of parietal and frontal brain regions. This is in line with the assumptions of the parieto-frontal integration theory (P-FIT) of intelligence and with literature reports for other visuo-spatial tasks. Building upon these findings, we report results from a second study with high fluIQ (hi-fluIQ) and ave-fluIQ school students solving a GAR task. Again in line with the P-FIT model, we demonstrated that the parieto-frontal network is involved in GAR in both groups. However, the extent of task-related brain activation in parietal and frontal brain regions was differentially modulated by fluIQ. Our results thus partly run counter to the postulates of the neural efficiency hypothesis, which assumes a negative brain activation-intelligence relationship. We conclude that this relationship is not generally unitary; rather, it can be conjectured that the adaptive and flexible modulation of brain activation is characteristic of hi-fluIQ. Knowledge on the stability of the cerebral correlates of hi-fluIQ during adolescence had been sparse. To elucidate this field, we examined the follow-up stability of the cerebral correlates of GAR in hi-fluIQ in a third study. We demonstrated that the relevant brain network is in place already at age 17 and that improvements in behavioral performance at age 18 due to task familiarity are indicative of more efficient use of the cerebral resources available. / Bisherige Studien zu zerebralen Korrelaten fluider Intelligenz (fluIQ) haben Aufgaben verwendet, die fluIQ nicht in Reinform erfordern oder haben Probanden mit durchschnittlicher fluIQ (ave-fluIQ) beim Lösen von Intelligenztestaufgaben mit variierenden Schwierigkeitsstufen untersucht und ermöglichen daher keine Aussagen zu interindividuellen Unterschieden in fluIQ. Geometrisches analoges Schließen (GA) beansprucht fluIQ in Reinform und eignet sich daher als differentielles Untersuchungsparadigma. In einer ersten Studie haben wir die zerebralen Korrelate des GA untersucht und nachgewiesen, dass parietale und frontale Hirnregionen involviert sind. Dies steht im Einklang mit der parieto-frontalen Integrationstheorie (P-FIT) der Intelligenz und mit Literaturberichten zu anderen visuell-räumlichen Aufgaben. Aufbauend auf diesen Befunden berichten wir Ergebnisse einer zweiten Studie, in der Schüler mit hoher fluIQ (hi-fluIQ) und ave-fluIQ GA-Aufgaben lösten. In Übereinstimmung mit den Annahmen des P-FIT-Modells konnten wir zeigen, dass GA in beiden Gruppen das parieto-frontale Netzwerk beansprucht. Das Ausmaß der Hirnaktivierung wurde jedoch differentiell durch fluIQ moduliert. Unsere Ergebnisse widersprechen damit teilweise den Postulaten der neuralen Effizienztheorie, die einen negativen Zusammenhang zwischen Hirnaktivierung und Intelligenz annimmt. Wir schlussfolgern, dass dieser Zusammenhang nicht generell einseitig gerichtet ist, sondern die flexible Modulation von Hirnaktivierung charakteristisch für hi-fluIQ ist. Befunde zur Stabilität zerebraler Korrelate von hi-fluIQ in der Jugend waren bisher rar. Um dieses Feld zu beleuchten, haben wir die follow-up-Stabilität zerebraler Korrelate des GA in der hi-fluIQ Gruppe in einer dritten Studie untersucht. Wir konnten zeigen, dass das relevante zerebrale Netzwerk schon mit 17 Jahren etabliert ist und Performanzverbesserungen über die Zeit für eine effizientere Nutzung der verfügbaren zerebralen Ressourcen sprechen.