Unsere Fähigkeit Erwartungen auszubilden über zukünftige Ereignisse oder die Ergebnisse unserer eigenen Handlungen ist von entscheidender Bedeutung für zielgerichtetes Verhalten. Obgleich diese Ansicht einer Reihe von einflussreichen theoretischen Strömungen in der kognitiven Psychologie zugrunde liegt, bleiben bislang wichtige Fragen dazu offen. Jüngere Ergebnisse aus neurophysiologischen und Bildgebungsstudien legen nahe, dass bewusste Ziele – ähnlich expliziter Erwartung – nicht mehr sind als ein Nebenprodukt von automatischen und unbewussten Aktivierungsmustern und keinen echten Einfluss auf Verhalten haben. Explizite subjektive Erwartung wird vielmals abgetan, weil sie kein zuverlässiges Maß „wahrer“ mentaler Prozesse darstelle, oder weil sie nicht notwendig sei, um Verhalten zu erklären. In der vorliegenden Arbeit beschäftige ich mich mit der Rolle expliziter subjektiver Erwartung und untersuche die folgenden Fragen: (1) Sind verbalisierte Vorhersagen ein valider Indikator für intern generierte Erwartungen? (2) Haben solche Erwartungen tatsächlich einen Einfluss auf Handlungsvorbereitung? (3) Worin besteht der Unterschied zwischen Erwartungen, die auf äußeren oder inneren Quellen beruhen? Die Ergebnisse aus drei Studien, die ich im Rahmen dieser Dissertation durchgeführt habe, belegen, dass verbalisierte Vorhersagen ein valider Indikator von subjektiver Erwartung sind. Subjektive Erwartung kann nicht als ein Nebenprodukt von Handlungsvorbereitung verstanden werden, sondern trägt zu dieser bei und spielt daher eine wichtige Rolle in der Handlungskontrolle. Selbstgenerierte Erwartung beeinflusst gegenüber Cue-induzierter Erwartung verstärkt frühe Aufmerksamkeits- und zentrale Entscheidungsprozesse. Selbstgenerierte Vorhersagen führen zu verstärkten Verhaltenseffekten, und zwar sowohl bei Stimuluserwartungen als auch bei Erwartungen bezüglich einer Aufgabe. Subjektive Erwartung ist demnach auch entscheidend für kognitive Kontrolle. / Our ability to form expectations about future events or the results of our own actions is crucial for efficient behavior. While this notion underlies a range of influential theoretical approaches in cognitive psychology, from reinforcement learning to ideo-motor theory, a number of open questions remain. Recent results from neurophysiological and brain imaging studies suggest that conscious intention – or explicit expectation – is nothing more than a by-product of automatic and unconscious activation patterns, without any real impact on behavior. Explicit subjective expectation has been dismissed by many researchers who regard it either an unreliable measure of “true” mental processes, or question its necessity in explaining behavior in general. In the current work, I focus on the role of explicit subjective expectation and attempt to answer the following questions: (1) Are verbalized predictions a valid indicator of internally generated expectations? (2) Do such expectations really affect action preparation? (3) What are the differences between expectations arising from external or internal sources? Results from the three studies conducted within the scope of this dissertation demonstrate that verbalized predictions are in fact a valid indicator of subjective expectation and are suitable for use in experimental paradigms. Also, subjective expectation cannot be described as a mere by-product of preparation, but instead feeds into preparation and therefore plays a role in action control. Self-generated expectation was shown to involve early attentional and central decision processes to a greater degree than cue-induced expectation. Consequently, self-generated predictions entailed greater behavioral effects not only for stimulus expectations, but also for expectations regarding a task set. Subjective expectation is therefore also elemental in cognitive control.

Menschen teilen mit vielen Spezies die Fähigkeit, aus einer Menge von Objekten deren Numerosität zu extrahieren. Es wird angenommen, dass diese Fähigkeit die Grundlage für die Menschen eigene, symbolisch-mathematische Fertigkeiten bildet. Daher ist ein besseres Verständnis der neuralen Charakteristiken dieser Fähigkeit von großer Bedeutung. Eines der einflussreichsten Modelle (das Triple Code Modell-TCM) nimmt an, dass dieser evolutionär alte Mechanismus in horizontalen Anteil des intraparietalen Sulcus verortet werden kann, der die Bedeutung von Anzahl in einer format- und modalitätsunabhängigen Art und Weise repräsentiert (d.h., Größencode). Zusätzlich wird angenommen, dass Subtraktion auf eben dieser Fähigkeit aufbaut, wohingegen Multiplikation stärker auf phonologischen Verarbeitungsmechanismen beruht (d.h., verbaler Code). Elektrophysiologische Untersuchungen beim Affen deuten auf einen gewissen Grad an Abstraktion von semantischer Größeninformation im parietalen Kortex hin. Jedoch wurde dies bisher nur für kleine Numerositäten ( / Humans as well as other animals are endowed with the capacity to extract the numerosity (i.e., the number of items) of a given set of objects. This capacity is thought to form the basis of human specific symbolic mathematical abilities. Hence, understanding its nature is of importance. One of the most influential models (The Triple Code Model) suggests that this evolutionarily ancient mechanism resides on the horizontal aspect of the intraparietal sulcus and represents number semantics in a format and modality independent fashion (i.e., magnitude code). In addition, subtraction is thought to rely more on this mechanism whereas multiplication relies more on phonological circuits (i.e., verbal code). Although there is evidence from non-human primate electrophysiology suggesting a certain degree of abstraction for number semantics in the parietal cortex, this was only found for small numerosities (

Die Verarbeitung unbekannter und visuell vertrauter Gesichter wurde mittels simultaner Messung von Elektroenzephalogramm (EEG), Magnetoenzephalogramm (MEG) und Verhaltensreaktionen untersucht. Dipollokalisationen zeigten, dass MEG und EEG bei 170 ms und 400 bis 500 ms nach Beginn von Gesichterdarbietungen Aktivierung der posterioren Gyri fusiformes (GF) abbilden. Damit konnten beide Zeitbereiche als Aktivität des fusiformen Gesichterareals interpretiert werden. In einem Primingparadigma wurde bei viermaliger Wiederholung unbekannter Gesichter ein Reaktionszeitpriming gezeigt, das für Wiederholungen mit einem Zeitabstand (Lag) von Sekunden stärker als für mehrere Minuten war. Im EEG bewirkten nur Wiederholungen mit kurzem Lag einen Wiederholungseffekt von 300 ms bis 600 ms an posterioren und zentralen Elektroden. Dieser wurde als Korrelat impliziter Gedächtnisverarbeitung von Gesichtern im GF interpretiert. Ein frontaler Wiederholungseffekt ab 700 ms wurde als Ausdruck inzidentellen Erkennens der Gesichterwiederholungen angesehen. Das MEG zeigte posterior einen Wiederholungseffekt ab 800 ms für das kurze Lag. Für das lange Lag wurden keine MEG- oder EEG-Effekte gefunden. Die Wiederholung des Primingexperimentes mit den in einem Lerntraining vertraut gewordenen Gesichtern erzeugte eine generelle Verkürzung der Reaktionszeiten, aber eine Abschwächung des Primingeffektes für das kurze Lag und einen Verlust der Abhängigkeit der Primingstärke vom Zeitabstand. Diese Veränderungen gingen im EEG mit dem Trend zur Verstärkung des posterioren Wiederholungseffektes ab 500 ms einher. Im MEG konnte für die vertrauten Gesichter ein dem EEG in Zeit und Entstehungsort analoger Wiederholungseffekt gezeigt werden. Die Ergebnisse der Untersuchung von Priming bringen Evidenz für die Existenz von Primingeffekten für unbekannte Gesichter. Sie zeigen die Abhängigkeit der Primingeffekte vom Wiederholungsabstand und die Veränderung von Primingeffekten beim Erwerb visueller Vertrautheit. / The processing of unfamiliar and visually familiar faces was examined in a simultaneous measurement of Electroencephalogram (EEG), Magnetoencephalogram (MEG) and behavioural reactions during the presentation of a priming task. Dipole modelling on the EEG and MEG data localized activity in posterior fusiform gyri around 170 ms and between 400 and 500 ms post stimulus onset. Both time ranges were interpreted as activity correlates of the fusiform face area. In the priming paradigm unfamiliar faces were repeated four times. A reaction time priming effect could be shown. This effect was stronger for a short lag (seconds) between repetitions than for minutes. In EEG, only repetitions with short lag evoked a repetition effect at posterior and central electrodes between 300 and 600 ms. This effect was interpreted as a correlate of implicit memory processes presumably generated in the fusiform gyrus. A frontal repetition effect starting around 700 ms was considered a reflection of the incidental recognition of the face repetitions. The MEG data showed a repetition effect for the short lag starting at 800 ms. No electrophysiological effects of face repetition were found for the long lag. Some months later, the same subjects were visually familiarized with the faces in three learning sessions and the priming experiment was repeated. An overall shortening of reaction times was found together with a weakening of the priming effect for the short lag and an absence of the lag’s influence on the strength of the priming effects. In the EEG data a trend for a strengthening of the posterior repetition effect from 500 ms onward emerged. The MEG data yielded a repetition effect for the familiar faces that was analogous to the EEG effect. The results of the priming task give evidence for the existence of priming effects for unfamiliar and familiar faces. They furthermore demonstrate the dependency of priming effects on the lag between repetitions and the visual familiarity of the faces.

Bisherige Forschung hat zwischen zwei Gedächtnissystemen unterschieden: dem sog. deklarativen Gedächtnis (DG), welches sich durch die Fähigkeit vergangene Lebensereignisse bewusst zu erinnern auszeichnet und mit dem lobus temporalis medialis (MTL) in Verbindung steht, und dem prozeduralen Gedächtnis (PG), welches erlernte Fertigkeiten beinhaltet und mit dem Corpus striatum assoziiert ist. Weitere Studien haben ergeben, dass Alterung von neurologischen Schäden in beiden Systemen, erhöhter Aktivität im MTL und einer relativ geringeren Beeinträchtigung des PG begleitet ist. Hyperaktivität im MTL wurde dabei sowohl mit verbesserten als auch verschlechterten Gedächtnisleistungen in Verbindung gebracht. Die hier vorgelegte Dissertation befasst sich mit dem Einfluss von Alterung auf die Beziehungen zwischen o. g. Hirnnetzwerken und prozeduralen bzw. deklarativen Gedächtnisfähigkeiten. Studie I zeigte, dass Altersunterschiede in einer prozeduralen Gedächtnisaufgabe graduell im Verlaufe des Trainings entstehen und vmtl. mit negativen Einflüssen von Alterung auf den Übergang von PG zu DG in Zusammenhang stehen. Zwei striatal-dopaminerge genetische Polymorphismen, rs907094 auf DARPP-32 und VNTR auf DAT, wirkten sich dabei auf das DG älterer aber nicht jüngerer Erwachsener aus. In Studie II wurden Beeinträchtigungen im neuronalen Vorhersagefehler, einem neuronales Lernsignal im Striatum, in älteren Probanden gefunden. Studie III konnte teilweise intaktes PG in einer räumlichen Gedächtnisaufgabe demonstrieren, wobei der Polymorphismus rs17070145 auf WWC1, der sich auf Lanzeitpotenzierung im MTL auswirkt, diese Altersunterschiede modulierte. In Studie IV wurden neuronale Repräsentationen und Komputationen während einer räumlichen Gedächtnisaufgabe untersucht. Während jüngere Probanden in dieser Studie Anzeichen von MTL-basiertem DG zeigten, zeigten ältere Teilnehmer Evidenz von PG. Die neuronalen Signaturen älterer Erwachsener wurden jedoch am stärksten im MTL beobachtet. / Previous research has distinguished between a declarative memory system that stores flexible representations and is subserved by the medial-temporal lobe (MTL) and a procedural memory system that expresses past experiences through skills and is based mainly on the striatum. Investigations into age-related changes in these memory systems indicated a complex pattern of neural degradation in both systems, elevated MTL activity as well as partially spared procedural memory functions in older adults. A literature review further suggests that MTL overactivity can be caused by factors which are either beneficial or detrimental for memory. The present dissertation investigated the effects of human aging on the relations of brain functions to declarative and procedural memory. In Study I, age differences in a procedural memory task gradually emerged over the course of training and were linked to negative effects of aging on the transition from procedural to declarative memory. In addition, this study showed that striatal dopaminergic genetic polymorphisms, rs907094 on DARPP-32 and VNTR on DAT, affected declarative knowledge in older but not younger adults. Study II indicated that prediction error signals in the human brain, a neural computation associated with striatal learning functions, were partially impaired in older adults. Study III demonstrated partially intact procedural memory in older adults in a spatial memory task, whereby age differences were modulated by a polymorphism influencing long-term potentiation in the MTL (rs17070145 on WWC1). Finally, Study IV showed hat that neural representations and computations subserving spatial memory qualitatively differed between younger and older adults. The performance and neural activation of younger adults showed unique properties of MTL-dependent declarative memory. Older adults, in contrast, showed behavioral and neural indications of procedural memory but the localization of the neural signatures peaked in the MTL.

Aufmerksamkeit auf visuelle Reize kann durch top-down Such- Strategien oder durch bottom-up Eigenschaften des visuellen Reizes gesteuert werden. Die Eigenschaft einer bestimmten Position, aus einer visuellen Szene heraus zu stechen, wird als Salienz bezeichnet. Es wird angenommen, dass auf neuronaler Ebene eine Salienzkarte existiert. Bis heute ist strittig, wo die Repräsentation einer solchen Karte im Gehirn lokalisiert sein könnte. Im Rahmen dieser Dissertation wurden drei Experimente durchgeführt, die verschiedene Aspekte von bottom-up Salienz-Verarbeitung mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie untersuchten. Während die Aufmerksamkeit auf einen Fixationspunkt gerichtet war, wurde die neuronale Reaktion auf unterschiedlich saliente Stimuli in der Peripherie untersucht. In den ersten zwei Experimenten wurde die neuronale Antwort auf Orientierungskontrast und Luminanzkontrast untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Salienz möglicherweise verteilt im visuellen System kodiert ist. Im dritten Experiment wurden natürliche Szenen als Stimuli verwendet. Im Einklang mit den Ergebnissen der ersten beiden Experimente wurde hier graduierte Salienz in frühen und späten visuellen Arealen identifiziert. Darüber hinaus konnten Informationen über die salientesten Positionen aus weiter anterior liegenden Arealen, wie dem anterioren intraparietalen Sulcus (aIPS) und dem frontalen Augenfeld (FAF), dekodiert werden. Zusammengenommen deuten die Ergebnisse auf eine verteilte Salienzverarbeitung von unterschiedlichen low-level Merkmalen in frühen und späten visuellen Arealen hin, die möglicherweise zu einer merkmalsunabhängigen Salienzrepräsentation im posterioren intraparetalen Sulcus zusammengefasst werden. Verschiebungen der Aufmerksamkeit zu den salientesten Positionen werden dann im aIPS und im FAF vorbereitet. Da die Probanden mit einer Fixationsaufgabe beschäftigt waren, wird die Salienz vermutlich automatisch verarbeitet. / Attention to visual stimuli can be guided by top-down search strategies or by bottom-up information. The property of a specific position to stand out in a visual scene is referred to as saliency. On the neural level, a representation of a saliency map is assumed to exist. However, to date it is still unclear where such a representation is located in the brain. This dissertation describes three experiments that investigated different aspects of bottom-up saliency processing in the human brain using functional magnetic resonance imaging (fMRI). Neural responses to different salient stimuli presented in the periphery were investigated while top-down attention was directed to the central fixation point. The first two experiments investigated the neural responses to orientation contrast and to luminance contrast. The results indicate that saliency is potentially encoded in a distributed fashion in the visual system and that a feature-independent saliency map is calculated late in the processing hierarchy. The third experiment used natural scenes as stimuli. Consistent with the results of the other two experiments, graded saliency was identified in striate and extrastriate visual cortex, in particular in posterior intraparietal sulcus (pIPS), potentially reflecting a representation of feature-independent saliency. Additionally information about the most salient positions could be decoded in more anterior brain regions, namely in anterior intraparietal sulcus (aIPS) and frontal eye fields (FEF). Taken together, the results suggest a distributed saliency processing of different low-level features in striate and extrastriate cortex that is potentially integrated to a feature-independent saliency representation in pIPS. Shifts of attention to the most salient positions are then prepared in aIPS and FEF. As participants were engaged in a fixation task, the saliency is presumably processed in an automatic manner.

Wegen der hohen Diversität der Straftäterpopulation sind interkulturelle Aspekte auch bei der Kriminalprognose von großer Bedeutung. Allerdings werden diese Aspekte bisher weder in umfassenden Kriminaltheorien noch bei kriminalprognostischen Methoden explizit berücksichtigt. Die vorliegende Arbeit untersuchte anhand von vier Studien interkulturelle Aspekte der Kriminalprognose am Beispiel von Männern mit türkischem oder arabischem Migrationshintergrund (MH). Die kulturvergleichende, retrospektive Studie 1 zeigte, dass sich Täter ohne und mit türkischem oder arabischem MH hinsichtlich der Ausprägungen gängiger Risikofaktoren unterscheiden. Diese erwiesen sich für Täter ohne MH als valide, was jedoch nur mit Einschränkung für Täter mit türkischem MH galt. Bei Tätern mit arabischem MH war fast keiner der Risikofaktoren ein valider Prädiktor. Um etwaige Besonderheiten bei Personen mit türkischem oder arabischem MH zu ergründen, wurden in Studie 2.1 und Studie 2.2 forensische Experten befragt. Diese hielten migrations- und kulturbedingte Aspekte für genauso wichtig für die Erklärung von Delinquenz bei Personen mit türkischem oder arabischem MH wie gängige Risikofaktoren. Aus den subjektiven Relevanzbewertungen wurde ein Erklärungsansatz extrahiert, der neben gängigen Risikofaktoren auch migrations- und kultursensible Aspekte umfasst. Diese migrations- und kultursensiblen Faktoren wurden in Studie 3 validiert. Robuste Zusammenhänge mit Delinquenz fanden sich für folgende Faktoren: Einstellungen, die Gewalt befürworten bzw. gegen die Werte der Aufnahmegesellschaft gerichtet sind, ein globales Diskriminierungserleben und die soziale Unterstützung. Die Befunde unterstreichen zum einen die Notwendigkeit, interkulturelle Aspekte in Zukunft bei der Kriminalprognose zu berücksichtigen. Zum anderen sind die Theoriebildung und die empirischen Ergebnisse dieser Arbeit ein wichtiger Schritt hin zu einer kultursensiblen Kriminalprognose. / Due to the high diversity of offender population, intercultural aspects are very important for risk assessment. However, intercultural aspects are hardly addressed explicitly, neither in comprehensive crime theories nor in methods of risk assessment. Aiming to bridge this gap the current research project analysed intercultural aspects of risk assessment via four different studies taking men with a Turkish or Arab migration background (MB) as an example. The cross-cultural retrospective study 1 showed that offenders without a MB differ from offenders with a Turkish or Arab MB regarding the manifestation of well-known risk factors. Moreover, these risk factors proofed to be valid for offenders without a MB. For offenders with a Turkish MB, the validity was restricted. Critically, among offenders with an Arab MB nearly no risk factor was a valid predictor. To fathom potential particularities among people with a Turkish or Arab MB, forensic experts were surveyed in study 2.1. and 2.2. When explaining delinquency among people from Turkey or Arab countries, experts rated factors sensitive to migration and culture as relevant as common risk factors. Grounding on these individual ratings, a comprehensive theory was constructed which comprises common risk factors as well as risk factors sensitive to migration and culture. These culture and migration sensitive factors were validated in study 3. Robust correlations with delinquency were found for the following factors: attitudes approving violence or being directed against values of the host society, perceived global discrimination, and social support. On the one hand, the findings underline the necessity to take intercultural aspects into account in risk assessment. On the other hand, the theory construction and the empirical results of the current project already make an important step towards a culture-sensitive risk assessment.

Die jährliche Inzidenz von Krebserkrankungen liegt in Deutschland bei 450.000. Angst und Depression können zu jedem Zeitpunkt als Folge der Erkrankung selbst, aber auch der oft schwerwiegenden Behandlungen auftreten. In Studie 1 wurde der Frage nach der Wirksamkeit psychoonkologischer Interventionen im perioperativen Setting nachgegangen. 132 Patienten wurden anhand des kritischen Wertes von 12 in der HADS entweder in eine low-risk- oder eine high-risk-Gruppe eingeteilt. Innerhalb jeder Gruppe wurden diese in einen Arm mit Intervention und in einen Arm ohne Intervention randomisiert. Am Ende des stationären Aufenthaltes wurden Angst und Depression erneut erfasst. Es konnte eine Reduktion von Angst und Depression bei psychisch hoch belasteten Patienten bereits während des stationären Aufenthaltes durch psychoonkologische Intervention nachgewiesen werden. Studie 2 untersuchte die Frage nach der Wirksamkeit zwei verschiedener psychoonkologischer Interventionen. Dazu sollten die Effekte eines einmaligen Gespräches und einer einmaligen Entspannung vergleichend analysiert werden. Die Besonderheit dieser Studie liegt in der Erfassung sowohl subjektiver als auch objektiver Stressparameter. Die Einteilung in low-risk- und high-risk-Gruppe erfolgte analog zu Studie 1. In diese Studie konnten 45 Patientinnen eingeschlossen werden. Innerhalb der high-risk-Gruppe erfolgte die Randomisierung in die Interventionsarme. Beide Interventionen führten zu Reduktion von Angst und Depression. Das Gespräch zeigte sich bezüglich Depression wirksamer. Hinsichtlich subjektiv und objektiv gemessener Stressparameter ergab sich ein Vorteil für den Entspannungsarm. Die Resultate geben jedoch Hinweise darauf, dass bei über einem Drittel der Patientinnen eine einmalige Intervention nicht ausreichend ist. Die Ergebnisse beider Studien werden zusammengefasst und aus stresstheoretischer Sicht diskutiert. Daran schließen sich Empfehlungen für die Praxis und weitere notwendige Untersuchungen. / In Germany the annual incidence rate of cancer is 450,000. Anxiety and depression can occur at any time point as a consequence of the disease itself or as a result of severe therapies. In study 1 the efficacy of psycho-oncological interventions in a peri-surgical setting has been analysed. 132 patients beginning inpatient treatment at a hospital specializing in surgical oncology were either classified as ‘low-risk’ or ‘high-risk’, according to the HADS. Patients from both categories were then randomly placed in either an ‘intervention’ group or an ‘observation’ group. Anxiety and depression levels were measured again prior to the patients discharge from the department of surgical oncology. Thereby a reduction of anxiety and depression in patients with a severe psychological burden has been demonstrated, already during their inpatient stay. Study 2 explored the question if there are any differences in the efficacy of two psycho-oncological interventions. The effects of a single therapy session versus a non-recurring relaxation have been analysed in this present study. The distinctiveness of this study is the collection of subjective and objective stress parameters. The classification in high-risk or low-risk-group took place according to study 1. Both interventions lead to a reduction in anxiety and depression. An advantage concerning depression was found in the conversation arm. With regards to the subjectively and objectively measured stress parameters, an advantage in the relaxation arm has been observed. In cancer patients with a severe psychological burden, psycho-oncological interventions in an inpatient setting represent instrumental support as part of interdisciplinary care. Nonetheless, the results suggest that in more than one third of patients a non-recurring intervention is not sufficient. The findings of both studies are summarised and discussed from a stress-theoretical viewpoint, followed by recommendations on further necessary examinations.

Emotionale Bedeutung erleichtert die Verarbeitung geschriebener Sprache. Dies zeigt sich sowohl in Verhaltensmaßen als auch in ereigniskorrelierten Potenzialen (EKPs) und resultiert vermutlich aus automatischer Aufmerksamkeitszuweisung auf Grund der hohen intrinsischen Relevanz von emotionalen Reizen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Mechanismen von Emotionseffekten in geschriebener Sprache, insbesondere den Zeitverlauf der Emotionseffekte, die Beteiligung des peripheren Nervensystems, sowie die Rolle der Emotionsdimensionen Valenz und Erregung. Emotionseffekte in EKPs beginnen mit einer Latenz von 100 ms nach Stimulusonset. Dies deutet auf die Existenz eines schnellen und automatischen Erkennungssystems für emotionale Wörter hin. Zeitverlauf und Verteilung der Emotionseffekte weisen große Ähnlichkeit zu Befunden für emotionale Bilder auf und lassen auf ein domänenübergreifenden System zur Emotionserkennung schließen. Übereinstimmend mit dieser Annahme zeigen sich weitere Ähnlichkeiten in der Verarbeitung emotionaler Wörter und Bilder in einer Studie, die die Interaktion von stimulusbasierter Aufmerksamkeit und Emotion in der Wortverarbeitung untersuchte. Die Ergebnisse dieser Studie legen auf Grund des arbiträren Charakters von Schriftsprache den Schluss nahe, dass der Verarbeitungsvorteil für emotionale Reize zu einem geringeren Anteil als bisher vermutet auf biologischer Relevanz beruht. Neben diesen Ähnlichkeiten zeigt sich ein domänenspezifischen Unterschied in der Emotionsverarbeitung. Während die Darbietung emotionaler Bilder oft mit erhöhter Aktivierung des autonomen Nervensystems einhergeht, zeigen Befunde zur Pupillenaktivität, dass die Verarbeitung emotionaler Wörter nicht zwangsläufig zu autonomer Aktivierung führen muss; stattdessen scheint der Verarbeitungsvorteil für emotionale Wörter darauf zu beruhen, dass weniger kognitive Ressourcen für deren Verarbeitung notwendig sind. / Emotional meaning impacts the processing of written words, leading to facilitated processing that is visible not only in behavioral parameters, but also in event-related potentials (ERPs). It has been suggested that this processing benefit occurs because emotional stimuli involuntarily attract attention, possibly based on their higher intrinsic relevance. The present work investigates the conditions of emotion effects in word recognition, focusing on the time course of emotional processing, on the involvement of autonomic activation, and on contributions of emotional dimensions valence and arousal. In ERPs, emotion effects were evident from approximately 100 ms after stimulus onset, providing evidence for a fast and automatic detection and facilitation of emotional words. The time course and topography of emotion effects is in parallel to findings for affective pictures and suggests the existence of a common system for the extraction of emotional content across stimulus domains. In line with these findings, interactions of stimulus-triggered attention and emotion during word recognition are highly similar to interactions in picture processing. Due to the symbolic nature of words, this finding implies that emotion detection is less dependent on biological relevance than previously assumed. Apart from these analogies, the present results revealed a difference in emotional processing across stimulus domains. While affective pictures have frequently been reported to elicit augmented activity in the autonomic nervous system, evidence from pupillary responses indicates that emotional words do not mandatorily trigger autonomic activation. Instead, the processing advantage visible in behavioral measures seems to result from cognitive facilitation of emotional words.

Um eine Entscheidung zu treffen, muss Information interpretiert und in eine Handlung übersetzt werden. Dafür wird die a priori Wahrscheinlichkeit bezüglich der Entscheidungsalternativen in den Prozess der Entscheidungsfindung integriert und löst Mechanismen der Handlungsvorbereitung aus. In der vorliegenden Dissertation habe ich untersucht, welche Vorbereitungsprozesse aufgrund von wahrscheinlichkeitsbasierter Vorinformation stattfinden und welche Gehirnareale mit der Integration dieser Information assoziiert sind. Um diese Fragen zu beantworten, habe ich eine Verhaltensstudie, eine Studie mit Ableitung des Elektroenzephalogramms (EEG) und eine Studie mittels der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) mit simultaner Ableitung des EEGs durchgeführt. Die Versuchspersonen bearbeiteten währenddessen eine Zahlenvergleichsaufgabe mit einem Hinweisreiz, der Wahrscheinlichkeitsinformation bezüglich der erforderlichen Antwort enthielt. Die Reaktionszeit wurde durch die wahrscheinlichkeitsbasierte Vorinformation des Hinweisreizes parametrisch moduliert (Studie 1). Daraus lässt sich schlussfolgern, dass Vorbereitungsprozesse in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeitsinformation stattfinden. Die EEG Studie (Studie 2) ergab einen parametrischen Effekt von Wahrscheinlichkeitsinformation auf die Amplitude der Contingent Negative Variation (CNV), einer EEG-Komponente, die Vorbereitungsprozesse auf prämotorischer Ebene reflektiert. Darüber hinaus fand sich mittels einer Dipolquellenanalyse ein Dipol im anterioren Cingulum (ACC), dessen Aktivität ebenfalls durch die Wahrscheinlichkeitsinformation parametrisch moduliert war. Diese Ergebnisse lassen auf prämotorische Vorbereitungsprozesse aufgrund von Wahrscheinlichkeitsinformation schließen. In den fMRT-Ergebnissen zeigte sich eine parametrisch modulierte neuronale Aktivierung im posterioren Teil des medial-frontalen Kortex (pMFC), die auf eine Kontrollfunktion zur Handlungsanpassung dieses Areals zurückgeführt werden kann (Studie 3a). Um dynamische Fluktuationen der Wahrscheinlichkeitsverarbeitung zu untersuchen, wurde die CNV Amplitude der Einzeltrials in das Modell der fMRT-Analyse integriert (Studie 3b). Die CNV Amplitude korrelierte mit der neuronalen Aktivität in einem Netzwerk, bestehend aus frontalen, parietalen und striatalen Arealen, das mit allgemeiner wahrscheinlichkeitsunabhängiger Handlungsvorbereitung im Zusammenhang steht. Dagegen zeigten sich im dorsolateralen Präfrontalkortex (DLPFC), im inferioren frontalen Gyrus (IPG) und im inferioren Parietallappen (IPL) Aktivierungen, die sich auf die dynamische Integration von Wahrscheinlichkeitsinformation zurückführen lassen. / To prepare actions in advance, prior information about the probability of decision alternatives is integrated into the decision-making process. In the present dissertation, I investigated preparatory processes elicited by prior probability (PP) and the neural basis of PP processing. In three studies, I collected behavioral data and, furthermore, recorded electroencephalographic (EEG) data separately as well as simultaneously with functional magnetic resonance imaging (fMRI). While applying these methods, participants had to perform a number comparison task with a precue delivering PP about a subsequent response-demanding stimulus. The probability precue elicited the preparation of the response, as shown by the parametrical modulation of response time (RT) depending on PP (Study 1). The EEG study (Study 2) revealed a parametrical effect of PP on the contingent negative variation (CNV) during the foreperiod, which is an indicator for premotor response preparation. Furthermore, a dipole was located in the anterior cingulate cortex (ACC) with its activity parametrically modulated by PP. These EEG results suggest that PP influences premotor response preparation in a parametrical fashion. An analysis of fMRI data showed that neural activity in the posterior medial frontal cortex (pMFC) increased with increasing PP (Study 3a), which is attributed to a monitoring function of this region with respect to behavioral adjustment and initiation of response preparation depending on the PP. By applying an EEG-informed fMRI analysis (Study 3b), I focused on trial-to-trial fluctuations in PP processing and general response preparation as represented by the single-trial CNV amplitude. I found that the CNV amplitude was correlated with neural activity in a network consisting of frontal, parietal, and striatal regions reflecting general preparatory processes independently of PP. Parts of the network, namely, the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), the inferior frontal gyrus (IFG), and the inferior parietal lobule (IPL), showed activations, which exclusively represented the contributions of PP to the CNV amplitude fluctuations. These results suggest that PP elicits premotor response preparation and activates the pMFC parametrically signaling the need for behavioral adjustment. In contrast, DLPFC, IFG, and IPL are involved in dynamically fluctuating PP processing mechanisms.

Borderline-Persönlichkeitsstörung (BPS) ist eine schwere psychiatrische Störung, die durch tiefgreifende Probleme in Emotionsregulation und zwischenmenschlichen Beziehungen gekennzeichnet ist. Die gestörten Beziehungsmuster werden als ein Kernmerkmal von BPS betrachtet, obwohl die empirische Evidenz dafür weitestgehend fehlt. Bisherige Ergebnisse sind auf behavioraler und neuronaler Ebene bei BPS durch das häufig komorbide Auftreten einer posttraumatischen Belastungsstörung (PTBS) verzerrt. Eine vielversprechende Möglichkeit, die Beziehungsstörung von Patienten mit BPS näher zu untersuchen, bietet das multidimensionale Konzept der Empathie. Daher konzentriert sich die vorliegende Arbeit auf die Identifizierung behavioraler und neuronaler Korrelate kognitiver und emotionaler Empathie bei BPS Patienten und den Einfluss einer komorbiden PTBS auf diese. Die Ergebnisse zeigen, dass Patienten mit BPS Einschränkungen in beiden Facetten von Empathie zeigen, aber komorbide PTBS, intrusive Symptomatik und sexuelle Traumatisierung in der Vergangenheit mit schlechterer kognitiver Empathie einhergehen. Außerdem ist unter kognitiver Empathie die neuronale Aktivität im linken superior temporal Sulcus/Gyrus (STS/STG) bei BPS Patienten reduziert und mit der Ausprägung ihrer intrusiven Symptomatik assoziiert. Während emotionaler Empathie zeigen Patienten mit BPS im rechten insulären Kortex mehr Aktivität, die mit dem Hautleitwiderstand der BPS Patienten assoziiert ist. Die hier dargestellten Ergebnisse unterstützen ein Bild von BPS als eine Störung der emotionalen und kognitiven Empathie. Eine komorbid diagnostizierte PTBS scheint sich dabei zusätzlich verschlechternd auf die Fähigkeit zur kognitiven Empathie auszuwirken. Die veränderte Funktion von STS/STG und Insula könnte einen pathophysiologischen Vermittlungsmechanismus auf neuronaler Ebene für BPS darstellen, dabei scheinen die intrusiver Symptomatik und dem Grad der Erregung der Patienten eine wesentliche Rolle zu spielen. / Borderline personality disorder (BPD) is a severe psychiatric malfunction, which involves deficits in emotion regulation and interpersonal relationships. Especially the interpersonal problems are seen as a core feature in BPD, even if there is only weak empirical evidence. Furthermore, the current results on behavioral and functional alterations of patients with BPD are biased by the high rate of comorbidity with posttraumatic stress disorder (PTSD). The multidimensional concept of empathy seems to be an eligible framework for the interpersonal problems of patients with BPD. Hence, the present work focuses on the identification of behavioral and neural correlates of cognitive (i.e., social cognition) and emotional (i.e., empathic concern) empathy in patients with BPD. Moreover the influence of comorbidities (e.g., PTSD) on the behavioral and neural alterations of patients with BPD was explored. Patients with BPD showed impairments in both facets of empathy, but comorbid PTSD, intrusive symptoms, and history of sexual trauma were only associated with outcomes in cognitive empathy. In this condition the brain responses were significantly reduced in BPD patients compared to controls in the left superior temporal sulcus and gyrus (STS/STG), where this reduction was associated with levels of intrusive symptomatology in the BPD group. During emotional empathy, patients with BPD exhibited greater brain activation than controls in the right middle insular cortex, a response that was associated with skin conductance responses in the patients. Thus, these findings support a conceptualization of BPD as involving deficits in emotional as well as in cognitive empathy. A comorbid PTSD seems to impair the cognitive empathic outcome additionally. Findings at the neural level indicate that altered functioning of the STS/STG and insula represents pathophysiological mediators for BPD, with an important role for intrusive symptomatology and levels of arousal.