Le système postural est un complexe sensori-moteur qui assure deux grandes fonctions, la stabilisation et l’orientation du corps dans l’espace. Le contrôle postural est permis par l’intégration de trois entrées sensorielles - vestibulaire, somatosensorielle et visuelle-, par le système nerveux central qui réalise les transformations appropriées et coordonnées de ces informations pour générer les réponses musculaires adaptées. Durant de nombreuses années, la posture a été considérée comme un système régulé de façon automatique, mais de récentes études ont mis en évidence l’existence d’une régulation par des processus attentionnels. Le paradigme de double-tâche a été utilisé dans de nombreuses études chez l’adulte puis plus récemment chez l’enfant afin de comprendre les interférences entre une tâche cognitive et une tâche posturale. Les interactions dépendent de différents facteurs tels que la difficulté de la tâche cognitive, la difficulté de la tâche posturale, le contexte environnemental, les capacités attentionnelles et l’âge. Le choix de la tâche oculomotrice comme tâche associée à la tâche posturale permet d’observer les réponses comportementales des adultes et des enfants dans des tâches impliquant différents niveaux attentionnels et différentes régions cérébrales. Les tâches oculomotrices sont réalisées à partir de paradigmes expérimentaux permettant de stimuler différents types de saccades. L’objectif de cette thèse est de comprendre les interactions entre le système postural et le système oculomoteur chez l’enfant en utilisant le paradigme de double-tâche. Nous avons d’abord exploré ces interactions chez le jeune adulte puis nous avons comparé les performances posturales et oculomotrices des adultes à celles des enfants âgés de 7 à 12 ans. Nous avons enregistré les mouvements oculaires et les paramètres posturaux lors de la réalisation de trois tâches oculomotrices - fixation, saccades réactives et anti-saccades- réalisées simultanément au maintien de la posture dans deux tâches posturales, - Romberg et Romberg sensibilisé-. Les enfants de 7-8 ans réalisent sur le plan oculomoteur les saccades réactives comme les adultes, leurs paramètres posturaux sont cependant plus élevés. L’augmentation de la difficulté de la tâche oculomotrice comme dans la tâche d’anti-saccades entraine une forte dégradation des paramètres oculomoteurs et posturaux des enfants de 7-12 ans. De façon générale, les résultats montrent que la difficulté de la tâche oculomotrice entraine des modifications des paramètres posturaux et que la difficulté de la tâche posturale ne semble pas modifier les paramètres oculomoteurs. Ces interférences peuvent être associées à un nombre important de structures cérébrales communes activées pour ces deux tâches. / The postural system is a sensory motor complex controlled which permit two high functions, the stabilization and the orientation of body. The postural control is permit by the integration of three sensorial inputs, vestibular, somatosensory and visuals by the central nervous system; it carries adaptative transformations and coordinates this information to generate the appropriate muscles responses. For a long time, the posture has been considered like as an automatic system, but recents studies showed the regulation by attentionals processes. Further studies used the dual-task paradigm in adults and more recently in children, to understand interferences between a cognitive task and a postural task. The interactions depend on various factors such as the difficulty of the cognitive task, the difficulty of the postural task, the environmental context, the attentional capacity and the age. Choose oculomotor task as task associated at postural task allows simple, varying the protocol used to observe the behavior of adults and children in tasks involving different attentionals levels and different brain regions. Several experimental oculomotors paradigms allow to stimulate different types of saccades. The objective of this thesis is to understand, by using the dual-task paradigm, the interactions between the oculomotor system and the postural system in children. Initially, we observed these interferences in young adults then we compared the adults postural and oculomotor performance to those of children aged 7 to 12 years. Three oculomotor tasks, fixation, reactive saccades and antisaccades, were recorded simultaneously to two postural tasks, standard Romberg and tandem Romberg. Children aged 7-8 years achieve on oculomotor performance the reactive saccade task like adults, by cons their postural parameters are higher than adults. When we increase the difficulty of the oculomotor task, in case in antisaccade task, leads very quickly at the decrease of the oculomotor and postural performances for children aged 7 to 12 years. Generally, results show that the oculomotor difficulty leads to modifications of postural parameters and the postural difficulty do not seem modify the oculomotor parameters. These interferences can be associated with a large number of common brain structures activated for both tasks.

La précision en dessin a été considérablement étudiée chez l'enfant, mais la raison pour laquelle certains adultes sont bien plus précis que d'autres à copier des objets ou des scènes demeure un mystère. Un facteur possible serait l'entrainement : les artistes passent des milliers d'heures à faire des dessins. Le but de cette thèse a été d'explorer dans quelle mesure cet entrainement intensif a pu affecter certains processus de la vision et de la mémoire visuelle. Dans une série d'études, nous avons tout d'abord démontré que l'expertise en dessin n'est pas liée à une perception plus véridique du monde. En effet, les artistes professionnels et les étudiants en Art que nous avons testé n'étaient pas davantage capables de défaire les mécanismes perceptifs automatiques qui corrigent d'ordinaire les effets dus au contexte visuel. Ils étaient autant affectés par les constances visuelles que les novices. Ceci suggère qu'un entrainement en dessin ne pourrait pas affecter des mécanismes perceptifs déjà bien établis, mais plutôt des processus de plus haut ordre, tels que l'analyse visuelle de structure d'objets. Dans deux études, nous avons ensuite cherché à déterminer comment les dessinateurs encodent et intègrent les informations structurelles lorsqu'ils analysent un objet pour le dessiner. Tout d'abord, afin de tester si les artistes avaient une meilleure représentation de formes complexes, nous avons élaboré une tâche de fenêtre contingente dans laquelle les participants devaient classer un objet comme structurellement possible ou impossible alors qu'ils ne pouvaient voir qu'une portion de l'objet centrée sur la position du regard. Les experts étaient capables de faire cette tâche avec de plus petites portions de l'objet. La compétence en dessin serait ainsi liée à la capacité d'intégrer des échantillons d'informations extraits lors de chaque fixation en une représentation interne plus robuste. Nous avons ensuite voulu savoir si la précision en dessin pouvait aussi être liée à l'efficacité de l'encodage des informations structurelles à partir d'une seule fixation (sans mouvements oculaires autorisés), avec l'objet centré soit sur la position de la fixation ou en périphérie visuelle. Nous avons trouvé que les sujets entrainés étaient capables de discriminer des objets impossibles d'objets possibles avec des durées de présentation plus courtes, que ce soit en vision centrale ou périphérique. Enfin, nous avons étudié le rôle de la mémoire visuelle pendant le processus de dessin et cherché à déterminer si les dessinateurs avaient une représentation plus précise de la position des traits de l'objet. Pour cela, nous avons développé une expérience couplant une tâche de dessin sur tablette graphique et une tâche de détection de changement durant laquelle les participants devaient copier une figure sur une tablette graphique. Tout au long du processus de copie, des changements pouvaient intervenir à la fois sur la figure originale et sur la copie, et les participants devaient corriger tout changement détecté, (la figure et le dessin n'étaient visibles qu'en alternance). Nos résultats ont montré que tous nos participants détectaient mieux les changements présents dans la figure originale que dans leur propre dessin. De plus, les experts en dessin était bien meilleurs à détecter les changements, mais seulement lorsque le dessin était impliqué (contrasté avec une simple tâche de détection de changement sans dessin). Pris ensembles, ces résultats démontrent qu'un entrainement intensif en dessin peut affecter des mécanismes perceptifs de haut niveau ainsi que des mécanismes de mémoire visuelle, et non les mécanismes perceptifs basiques déjà bien établis par la longue expérience perceptive que nous partageons tous. / Drawing accuracy has been extensively studied in children, but very little is known of what would make some adults more accurate in copying objects or scenes than many others. One factor may simply be practice: artists have often spent thousands of hours making drawings. The focus of this thesis has been to explore how this intensive practice has affected visual and memory processes. In a series of studies, we first demonstrated that drawing expertise does not relate to a more veridical perception of the world: professional artists and art students were no better than novices at seeing scenes accurately - at undoing the automatic perceptual mechanisms that ordinarily correct for visual context like shadows and depth (visual constancies). This suggests that intensive training in drawing may not affect already well-established perceptual mechanisms, but might affect higher-order processes such as visual analysis of object structure. In a number of studies, we next investigated how trained draftspersons visually encode and integrate structural information when analyzing an object. First, to test whether artists had a more advanced ability to represent complex shapes, we designed a gaze-contingent moving window task where participants had to classify an object as structurally possible or impossible, while only being able to see a portion of the object centered on the gaze position. Experts were able to perform this task with smaller samples of the object. This result suggests that skill in drawing relates to the ability to integrate local samples from each fixation into a more robust internal representation. We then asked whether drawing accuracy could also be related to the encoding efficiency of structural information from a single fixation (no eye movements allowed), with the test object centered at fixation or located in peripheral vision. In this case, we found that experts could discriminate possible vs impossible objects with shorter presentation durations and this was true whether the object was presented at fixation or in the periphery. Finally, we investigated the role of visual memory during the drawing process and whether more skilled participants have a better representation of feature locations. To do so, we designed an interactive pen tablet experiment coupled with a change detection task where participants had to copy a figure on a pen tablet. Throughout the copying process, changes could occur in both the original figure and the copy and participants had to correct any changes they noticed (the figure and the drawing were visible in alternation). We found that all participants detected changes better when they occurred in the original than in their own drawing. Moreover, experts were better at detecting changes, but only when drawing was involved (contrasted with a simple change detection task without drawing). Taken together these results demonstrate that intensive training in drawing affects higher-order perceptual and visual memory mechanisms but not basic perceptual mechanisms that already well grounded on the life-long perceptual experiences that we all share.

Le principal objectif de cette thèse est de mieux comprendre comment un message de prévention peut moduler les capacités de détection d'usagers vulnérables chez un automobiliste. Un message de prévention délivre à la fois une information sur la vulnérabilité de certains usagers mais peut également générer des émotions chez la personne qui y est exposée. Cette thèse s'intéresse donc d'une part à comment l' émotion seule, mais également l'information sur la vulnérabilité de certains usagers de la route, peuvent impacter les capacités de détection des usagers vulnérables. Nous porterons une attention particulière aux cyclistes, population pour laquelle, à notre connaissance, peu de travaux existent à ce sujet. Par ailleurs, étant donné le focus porté sur les émotions dans le cadre de cette thèse, l'un des objectifs secondaire de cette thèse sera de s'intéresser à des signatures physiologiques particulières de certaines émotions / The aim of the present project is to provide a better understanding of how safety messages can control drivers' vulnerable road user detection abilities. Safety messages provide both vulnerability information and elicit emotion with persons that are exposed to it. This thesis deals with how vulnerability information and emotions respectively affect vulnerable road user detection performances. A special focus was placed on cyclists because of the lack of studies that address cyclist detetcion issues. The project also focused on physiology, especially emotion identification through physiological patterns.

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Bei altersbedingt abnehmender kognitiver Funktion stellt das steigende Renteneintrittsalter Arbeitgeber und -nehmer vor wachsende Herausforderungen. Der Aufbau der kognitiven Reserve (CR) durch geistig stimulierende Aktivitäten verspricht eine Resilienz gegenüber neuropathologisch bedingten kognitiven Defiziten. In der vorliegenden Arbeit wird die Rolle der CR in Bezug auf die kognitive Leistungsfähigkeit und die neuronale Informationsverarbeitung gesunder Erwachsener im Berufsalter untersucht. Unter Ableitung des Elektroenzephalogramms bearbeiteten Probanden mittleren und hohen Erwerbsalters (34-45 J. und 46-62 J.) im 2-Jahres-Abstand Aufgaben zu drei Domänen exekutiver Funktionen: Arbeitsgedächtnis (AG), kognitive Flexibilität und Inhibitionskontrolle. Hoch-CR-Probanden wiesen aufgabenübergreifend schnellere Reaktionen und geringere Fehlerraten auf. Reduzierte Leistung ließ sich in der Gering-CR-Gruppe tendenziell bei älteren Probanden und in anspruchsvollen Aufgabenbedingungen beobachten. Nach 2 Jahren zeigten Gering-CR-Ältere eine numerisch abnehmende AG-Kapazität, während Hoch-CR-Ältere ihre hohe Leistung steigern konnten. Die P3-Amplitude variierte in Abhängigkeit von der CR und dem Alter. Hoch-CR-Jüngere wiesen im Vergleich zu Gering-CR-Jüngeren höhere P3-Amplituden auf, während Hoch-CR-Ältere im Gegensatz zu Gering-CR-Älteren kleinere P3-Amplituden generierten. Zudem legten kürzere P3-Latenzen in der Hoch-CR-Gruppe eine schnellere neuronale Verarbeitungsgeschwindigkeit nahe. In der Aufgabe zur kognitiven Flexibilität ließ sich bei Gering-CR-Probanden ein Anterior-Shift der P3 beobachten. Die Untersuchungsergebnisse konnten nach 2 Jahren repliziert werden. Alterungsrelevante Leistungsvariablen und neuronale Informationsverarbeitungsprozesse zeigten sich bereits im Berufsalter sensitiv gegenüber der CR. Das mittlere Erwachsenenalter sollte bei der Erarbeitung und Evaluation CR-basierter Maßnahmen zur Prävention kognitiver Defizite stärker berücksichtigt werden. / The increasing retirement date accompanied by an age-associated decline of cognitive functions poses growing challenges to employers and employees. The cognitive reserve (CR) promises a resilience to brain damage-associated cognitive deficits through intellectually stimulating lifestyle activities. The present study examines the role of CR relating to cognitive performance and neuronal information processing of healthy adults in working age. Using an electroencephalogram, subjects of middle and high working age (34-45 years and 46-62 years of age, respectively) completed tasks on three domains of executive functions: working memory, cognitive flexibility and inhibition control. Follow-up assessments were conducted after two years. High-CR subjects performed better across tasks than Low-CR subjects, with faster reaction times and lower error rates. Reduced performance in the Low-CR group tended to be more common among older participants and during the more challenging task conditions. In addition, after two years, Low-CR older workers showed a decreased working memory capacity while older High-CR individuals improved their higher performance. The P3 amplitude of the event-related brain potential varied systematically as a function of CR and age. High-CR younger individuals revealed higher P3 amplitudes compared to Low-CR younger individuals, while High-CR older individuals generated smaller P3 amplitudes than Low-CR older individuals. The shorter P3 peak-latencies of the High-CR group suggested moreover a difference in neural processing speed. When testing cognitive flexibility an anterior shift of the P3 was observed in older Low-CR subjects. The results were almost completely replicated after two years. Age-related performance variables and neuronal information processes revealed to be sensitive to CR already at working age. These findings recommend more research on early adulthood in the development and evaluation of CR-based programs to prevent cognitive deficits.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:46:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PRISCILA MADRUGA RIBEIRO GONCALVES.pdf: 11100427 bytes, checksum: 596f9fdeb6a65013b4fbae38257f7d4d (MD5) Previous issue date: 2013-05-06 / This work is linked to the line of research on "International Relations", of the Post-Graduate strictly in Law, International Relations and Development at the Pontifical Catholic Univeridade of Goiás and analyzes the possible contradictions between National Law and the International Direinto issues involving human rights, especially the question of internalization of norms of international law to adjudicate crimes committed during the military dictatorship. We started from the hypothesis that the Brazilian Federal Constitution greets, from the Constitutional Amendment 45 of 2004, which added § 3 of Art. 5th treaties and conventions that deal with the status of Human Rights Constitutional Amendment, through which the rules should be interpreted as a higher-ranking international front alluded to the internal laws infra. Operation Condor, international relations between countries of the Southern Cone during the Military Dictatorship, serves as the object for the development of this study about International Law and Comparative Law regarding the apparent divergence of opinion as to the legislative process and court between the Southern Cone countries on issues relating to international relations and conventions on Human Rights. Currently, Brazil is the only country in Latin America that have not punished the perpetrators of the military dictatorship because of constitutional legislation (Amnesty Law No. 6.683/79) which is in obvious conflict with international standards and the trend of the constitutionalization fundamental rights and guarantees of the human person, especially with regard to art. 5, § 3 of the CF/88. Unlike their neighbors, former partners of the organization of terror, Argentina, Paraguay, Uruguay, Chile and Peru, Brazil has not yet manifested itself in view of the recommendations of the Inter-American Court of Human Rights to prosecute and punish those responsible for crimes committed during the dictatorship Military, unlike the Brazilian Supreme Court, in ADPF No. 153, as manifested by not revocability of Law 6.683/79 front ace Human Rights Conventions to which Brazil is a signatory. From this divergence of understandings between the Brazilian Supreme Court and Court of Human Rights, sought to present possible solutions to the antinomy material between the Brazilian National Law and International Law, focusing on the possibility of punishment for crimes committed during the Military Dictatorship forward to Operation Condor. / Este trabalho vincula-se à linha de pesquisa sobre Relações Internacionais , do Programa de Pós-Graduação stricto sensu em Direito, Relações Internacionais e Desenvolvimento da Pontifícia Univeridade Católica do Estado de Goiás e analisa as possíveis antinomias entre Direito Interno e Direinto Internacional nas questões que envolvem Direitos Humanos, sobretudo à questão da internalização das normas de Direito Internacional para processar e julgar os crimes cometidos no período da Ditadura Militar. Parte-se da hipótese de que a Constituição Federal brasileira recepciona, a partir da Emenda Constitucional 45 de 2004, que acrescentou o §3º ao art. 5º aos tratados e convenções que versem sobre Direitos Humanos o status de Emenda Constitucional, através do qual devem ser interpretadas as normas internacionais aludidas como hierarquicamente superiores frente às leis internas infraconstitucionais. A Operação Condor, símbolo das relações internacionais entre os países do Cone Sul durante o período da Ditadura Militar, serve de objeto para o desenvolvimento do presente estudo acerca de Direito Internacional e Direito Comparado quanto às evidentes divergências de entendimento quanto ao processo legislativo e jurisdicional entre os países do Cone Sul diante de questões ligadas às relações internacionais e às convenções de Direitos Humanos. Atualmente, o Brasil é o único país da America Latina que ainda não puniu os algozes da Ditadura Militar em razão de legislação infraconstitucional (Lei de Anistia nº 6.683/79) a qual se encontra em evidente conflito com as normas internacionais e a tendência da constitucionalização dos direitos e garantias fundamentais da pessoa humana, especialmente no que se refere ao art. 5º, § 3º da CF/88. Ao contrário dos seus vizinhos, antigos parceiros da organização do terror, Argentina, Paraguai, Uruguai, Chile e Peru, o Brasil ainda não se manifestou atendendo às recomendações da Corte Interamericana de Direitos Humanos para processar e punir os responsáveis pelos crimes cometidos durante a Ditadura Militar, ao contrário, a Corte Suprema brasileira, na ADPF nº 153, já se manifestou pela não revogabilidade da Lei 6.683/79 frente ás Convenções de Direitos Humanos em que o Brasil é signatário. A partir dessa divergência de entendimentos entre a Corte Suprema brasileira e a Corte Interamericana de Direitos Humanos, buscou-se apresentar possíveis soluções para a antinomia material entre o Direito Interno brasileiro e o Direito Internacional, com enfoque na possibilidade de punição dos crimes cometidos durante o período da Ditadura Militar frente à Operação Condor.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Polychlorinated biphenyls (PCBs) are toxic, non-biodegradable, and lipophilic chemical compounds of industrial origin. In Brazil, PCBs are still used in old electrical transformers and capacitors which were installed up to 1981 when their use and commercialization were banned. However, the permission to use devices with PCBs installed up to the early 80s was maintained up to the moment that their dielectric fluids or the entire device be fully replaced for products free of PCBs. Currently, PCBs are classified as persistent organic pollutants (POPs) because they pollute and accumulate in the environment affecting all organisms in the food chain. The main form of human intake is the ingestion of contaminated food, especially food of animal origin. Fish are the main means of transmission of PCB congeners to the human body. The concern about PCBs is centered on their toxicological potential, especially as inducers of cancer. Thus, the aim of this study was to investigate the possible contamination by residues of 11 individual PCB congeners in fresh marine fish from the state of Rio Grande do Sul (RS), Brazil. The methodology for the analysis of PCBs in fish included sampling on the coast of RS, the extraction and purification of these compounds by the use of acidified silica gel and solvents, as well as their identification and quantification using gas chromatography coupled to a micro electron capture detector (GC - μECD). Results were confirmed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC - MS). PCBs investigated were not found in all samples. PCBs 28 and 52 were not detected. PCBs 153, 138, 180, 118, 101, 77, and 81 were found in 98.33 %, 95%, 93.33%, 60%, 33.33 %, and 31.67 % of the samples, respectively. PCBs 126 and 169 were found at lower frequencies, 18.33% and 15%, respectively. The individual congeners found in higher mean concentrations were PCB 153 (184.36 ng/g fat), followed by PCB 138 (159.27 ng/g fat), PCB 118 (98.16 ng/g fat), PCB 180 (69.04 ng/g fat), PCB 101 (32.99 ng/g fat), and PCB 77 (12.95 ng/g fat). PCBs 81, 126 and 169 were found in lower concentrations (4.97 ng/g, 4.49 ng/g and 2.08 ng/g fat, respectively). Results confirm the contamination by PCBs of all marine species of consumption analyzed and can be used as indicators of environmental contamination by these compounds in the coast of RS. / Bifenilos policlorados (PCBs) são compostos químicos de origem industrial, tóxicos, não biodegradáveis, lipofílicos, e que foram produzidos a partir da década de 30 até os anos 70, quando foram proibidos. No Brasil, PCBs estão presentes, por exemplo, em transformadores e capacitores elétricos instalados até 1981, quando a comercialização e utilização desses compostos foram proibidas no país. Porém, manteve-se a permissão de utilização desses equipamentos contendo PCBs e instalados até o início dos anos 80, até que ocorra a substituição integral dos mesmos ou a troca de seus respectivos fluidos dielétricos por produtos isentos de PCBs. Atualmente, PCBs são classificados como poluentes orgânicos persistentes (POPs), pois poluem e se acumulam no meio ambiente, influenciando todos os organismos da cadeia alimentar. A principal forma de contaminação humana é a ingestão de alimentos contaminados, principalmente alimentos de origem animal. Dentre esses, os pescados constituem-se no principal meio de veiculação de congêneres de PCBs até o organismo humano. A preocupação acerca dos PCBs está centrada no seu potencial toxicológico, principalmente como indutores de câncer. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi investigar a possível contaminação, por resíduos de 11 congêneres individuais de PCBs, em pescados marinhos in natura do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. A metodologia empregada para análise de PCBs nos pescados incluiu a coleta de amostras do litoral do RS, a extração e purificação desses compostos com a utilização de sílica gel acidificada, solventes e, finalmente, a identificação e quantificação dos mesmos utilizando-se cromatografia gasosa acoplada a um micro detector de captura de elétrons (GC-μECD). Os resultados obtidos foram confirmados por cromatógrafo gasoso acoplado à espectrometria de massas (GC-MS). Os PCBs investigados não foram encontrados em todas as amostras analisadas. Os PCBs 28 e 52 não foram detectados. O PCB 153 foi encontrado em 98,33% das amostras analisadas, seguido pelos PCBs 138 e 180 encontrados em 95% das amostras, pelo PCB 118 encontrado em 93,33% das amostras, pelo PCB 101 encontrado em 60% das amostras, pelo PCB 77 e PCB 81, encontrados em 33,33% e 31, 67% das amostras, respectivamente. Os PCBs 126 e 169 foram encontrados com menores freqüências, 18,33% e 15%, respectivamente. Os congêneres individuais encontrados em maiores concentrações médias foram o PCB 153 (184,36 ng/g de gordura), seguido pelo PCB 138 (159,27 ng/g de gordura), PCB 118 (98,16 ng/g de gordura), PCB 180 (69,04 ng/g de gordura), PCB 101 (32,99 ng/g de gordura) e PCB 77 (12,95 ng/g de gordura). Os PCBs 81, 126 e 169 foram encontrados nas menores concentrações (4,97 ng/g, 4,49 ng/g e 2,08 ng/g de gordura, respectivamente). Os resultados obtidos confirmam a contaminação por PCBs de todas as espécies marinhas de consumo analisadas e podem ser utilizados como indicativos da contaminação ambiental, por esses compostos, no litoral do RS.

Sakkadische Blickbewegungen sind die häufigsten und schnellsten aller menschlichen Bewegungen und führen zur wiederholtem und rapiden Verschiebung von Objektprojektionen über die Retina. Entgegen der verbreiteten Annahme der Suppression untersucht diese Arbeit Ausmaß und Funktion intrasakkadischer visueller Wahrnehmung. Studie I beschreibt eine individuell gefertigte LED-Installation zur ausschließlich intrasakkadischen Präsentation von Text und Bildern, während Studie II einen Algorithmus zur Detektion von Sakkaden vorstellt, welcher blickkontingente Stimulusmanipulationen mithilfe eines DLP Projektionssystems mit einer Bildwiederholungsrate von 1440 Hz ermöglicht. Studien III und IV untersuchten ob visuelle Bewegungsspuren (sog. motion streaks), welche durch die schnelle Bewegung von Objekten über die Retina erzeugt werden, Korrespondenz zwischen Objekten über Sakkaden hinweg herstellen könnten. Diese Bewegungsspuren erlaubten Versuchsteilnehmern nicht nur einen präsakkadischen Stimulus aus zwei identischen postsakkadischen Stimuli zu identifizieren, während diese Fähigkeit von der Deutlichkeit der Bewegungsspur abhing, sondern auch Korrektursakkaden zu einem ursprünglichen präsakkadischen Stimulus zu erleichtern, falls dieser während der Sakkade versetzt wurde. Studie V untersuchte die subjektive Wahrnehmung und Lokalisierung von intrasakkadischen Bewegungsspuren, indem Teilnehmer gezeichnete Berichte angaben. Die Modellierung letzterer ergab, dass retinale Positionssignale mit einer zeitlich gedämpften mentalen Repräsentation von Augenposition kombiniert wurden, um eine Lokalisation in weltzentrierten Koordinaten zu ermöglichen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass intrasakkadische visuelle Signale einen Einfluss auf transsakkadische perzeptuelle und motorische Prozesse haben könnten. Letztlich werden die mögliche Funktionen intrasakkadischer Wahrnehmung, sowie Möglichkeiten für zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen, diskutiert. / Rapid eye movements, so-called saccades, are the fastest and most frequent human movements and cause projections of objects in the world to constantly shift across the retina at high velocities, thereby producing large amounts of motion blur. In contrast to accounts of saccadic suppression, this work explores the extent and potential functional role of intra-saccadic perception. As saccades are fast and brief events, technical challenges were addressed. Study I describes a custom LED-based anorthoscopic presentation setup capable of displaying text and images strictly during saccades. In study II, a novel online saccade detection algorithm enabled rapid, gaze-contingent display changes using a DLP projection system running at 1440 fps. Studies III and IV investigated whether intra-saccadic motion streaks, i.e., blurred traces routinely induced by stimuli moving at saccadic speeds, could serve as cues to establishing object correspondence across saccades. Motion streaks not only enabled perceptual matching of pre- and post-saccadic object locations, while performance depended strongly on streak efficiency, but also facilitated gaze correction in response to intra-saccadic target displacements, that was previously found to be mainly driven by objects’ surface features. Finally, study V explored the subjective appearance and localization of intra-saccadic motion streaks, tasking observers to reproduce their trajectories. Computational modeling of resulting response patterns suggested that retinal positions over time were combined with a damped eye position signal to readily localize intra-saccadic input in world-centered coordinates. Taken together, these results invite the intriguing hypothesis that intra-saccadic visual signals are not discarded from processing and might affect trans-saccadic perceptual and motor processes. The potential role of intra-saccadic perception for active vision, as well as directions for future research, are discussed.

Einfache oder komplexe dynamische Systeme stellen Individuen und Gesellschaften gleichermaßen vor mitunter große Herausforderungen, wie regionale und globale Krisen immer wieder zeigen. Ein basales und allgemeines Verständnis dynamischer Zusammenhänge scheint daher nicht nur wünschenswert, sondern mit Blick auf ausgewählte aktuelle Krisen sogar notwendiger denn je. Doch auch in alltäglichen Situationen oder im Schulkontext kann ein fundamentales Verständnis dynamischer Systeme die individuellen Entscheidungen oder den mathematischen Erkenntnisgewinn unterstützen. Allerdings zeigt eine breite Basis empirischer Befunde, dass bereits relativ einfache Dynamiken, wie Fluss-Bestands-Systeme (FB-Systeme), nur unzureichend erfasst zu werden scheinen. Diese Dissertationsschrift verfolgt daher die generelle Fragestellung, wie sich ein basales Verständnis formal einfacher FB-Systeme fördern oder generieren lassen könnte. Aufgrund einer bislang fehlenden einheitlichen theoretischen Beschreibung des FB-Verständnisses und dessen Einflussfaktoren basiert die vorgestellte Untersuchungsserie einerseits auf drei ausgewählten generellen theoretischen Perspektiven und daraus abgeleiteten Einflussfaktoren. Zusätzlich wurden einzelne weitere theoretische Modelle und eine Vielzahl spezifischer empirischer Befunde, zur Wirksamkeit verschiedener Präsentationsformate auf kognitive Fähigkeiten, für die Begründung der experimentellen Manipulationen herangezogen. In einer Serie von sieben experimentellen Untersuchungen wurden diverse Möglichkeiten grafischer Darstellungen, isoliert und in Wechselwirkung mit verschiedenen Personenmerkmalen, empirisch bezüglich ihres Einflusses auf das basale Verständnis illustrierter FB-Systeme überprüft. Unter Anwendung geltender wissenschaftlicher Standards und durch Nutzung moderner inferenzstatistischer Verfahren erlauben die gewonnen Ergebnisse eine fundierte Beurteilung der untersuchten Einflussfaktoren. Organisiert in drei Teilen, konnten in einer Folge von einfachen statischen Abbildungen, über passive dynamische Repräsentationen, bis hin zu interaktiven animierten Interventionsformaten, zahlreiche Illustrationsvarianten in ihrer Wirkung auf ein basales FB-Verständnis beurteilt werden. In den Experimenten 1 bis 3 wurden zunächst ausgewählte statische Darstellungsformate, spezifische Kontexteinbettungen und adaptierte Instruktionsansätze überprüft. Dabei zeigte sich keiner der manipulierten Darstellungsaspekte als genereller Wirkfaktor auf das basale FB-Verständnis. Weder kombinierte oder angepasste Diagrammdarstellungen, noch Zusatzinformationen oder überlebensrelevante Kontexteinbettungen führten zu den erwarteten Verbesserungen des FB-Verständnisses. Selbst, auf etablierten pädagogischen Interventionen basierende Instruktionsformen zeigten keinen systematischen Einfluss auf die Lösungsraten von FB-Aufgaben. In den anschließenden Experimenten 4 bis 6 konnten unter passiven dynamischen Darstellungen – rezipierende Animationen ohne Eingriffsmöglichkeiten – gleichfalls keine generell wirksamen Formate identifiziert werden. Ob fließend oder segmentiert, einmalig oder repetitiv, einzeln oder kombiniert: Keine der untersuchten passiven Animationsarten schlug sich in verbesserten Lösungsraten nieder. Im letzten Teil der Dissertation wurden schließlich interaktiv dynamische Formate am Beispiel von eigens konzipierten computerspielbasierten Lerninterventionen empirisch untersucht. Erneut zeigten sich keine Haupteffekte für die Attribute dieser Art der Informationsvermittlung. Einerseits bieten die gewonnenen Daten insgesamt keine konkreten Hinweise darauf, welche Formate generell geeignet sein könnten, FB-Zusammenhänge verständlich zu kommunizieren. Andererseits ließen sich wiederholt relevante Individualfaktoren identifizieren, die, spezifisch und in Wechselwirkungen mit den Repräsentationsformaten, das Ausmaß des individuellen FB-Verständnisses substanziell zu beeinflussen scheinen. Bereits in den ersten Experimenten traten spezifische Personenmerkmale hervor, die sich über die gesamte Untersuchungsserie hinweg als eigenständige Determinanten prädiktiv für das FB-Verständnis zeigten. Das Geschlecht (wobei Männer im Mittel ein besseres FB-Verständnis zeigten) und die mathematischen Fähigkeiten der Versuchspersonen bestimmen offenbar das Verständnis einfacher dynamischer Systeme deutlich stärker, als jedes der manipulierten Darstellungsformate. Gleichfalls scheinen sie für alle untersuchten Varianten der Repräsentationsformate vergleichbar und unabhängig voneinander relevant zu sein – wie statistische Kontrollmaßnahmen zeigen konnten. Vereinzelt, aber weniger stringent, konnten ebenfalls prädiktive Einflüsse motivationaler und kognitiver Faktoren, wie räumliche Intelligenz, beobachtet werden. Einige dieser Personenmerkmale traten wiederholt, wenn auch ohne erkennbare Systematik, in Wechselwirkung mit den experimentellen Darstellungsvarianten in Erscheinung. In Abhängigkeit von bestimmten Personenmerkmalen wirkten sich demnach einige der untersuchten Darstellungsformen unterschiedlich auf die Leistung in FB-Aufgaben aus. Insbesondere für animierte Präsentationsformate zeigten sich dabei Interaktionseffekte mit dem Geschlecht, wonach Männer und Frauen offenbar von verschiedenen Illustrationsarten profitieren. In nahezu allen Experimenten der Teile II und III konnte ein derartiger Geschlechter-Darstellungsformat-Interaktionseffekt beobachtet werden. Weitaus seltener zeigten sich hingegen Moderatoreffekte von motivationalen oder kognitiven Faktoren. Obwohl die mathematischen Fähigkeiten über alle Experimente hinweg als substanzieller Prädiktor des FB-Verständnisses in Erscheinung traten, fanden sich überdies durchgängig keine Anzeichen für dementsprechende Interaktionseffekte. Darüber hinaus boten explorative Vergleiche zwischen den verschiedenen Experimenten weitere interessante Hinweise auf die Hintergründe des generell relativ schwach ausgeprägten basalen FB-Verständnisses. Da Experiment 6 in Kooperation mit der Pädagogischen Hochschule Heidelberg durchgeführt werden konnte, ließen sich mathematisch sehr gut vorgebildete Versuchspersonen für die Teilnahme gewinnen. Diese zeigten, im Vergleich zu den Kohorten der vorangegangenen Experimente, ein sehr hohes Verständnis der illustrierten FB-Systeme. Dies unterstreicht, über die Bedeutung individueller mathematischer Fähigkeiten hinaus, dass ein gutes bis sehr gutes FB-Verständnis prinzipiell realisierbar ist. Weitere explorative Analysen deuten überdies auf eine besonders positive Wirkung passiver dynamischer Repräsentationen im Kontext der kreierten computerspielbasierten Interventionen. Die in Experiment 7 ursprünglich als Kontrollbedingung konzipierte Darstellungsvariante führte gegenüber einer vergleichbaren Stichprobe weiblicher Versuchsteilnehmer zu deutlich verbesserten Lösungsraten. Ergänzend zu vergleichenden Diskussionen der drei separaten Dissertationsteile folgt eine abschließende Generaldiskussion. Neben generellen Aspekten der Ergebnisse werden darin die zentralen Schlussfolgerungen und Erkenntnisse zusammengefasst. Die Erörterung potenzieller theoretischer und praktischer Implikationen sowie die Vorstellung spezifischer Anschlussfragestellungen und zukünftiger Forschungsanstrengungen bilden den Abschluss dieser Dissertationsschrift.

Verkehrsschilder gelten als das gängigste Mittel zur Regulation des Straßenverkehrs und der Kommunikation zu den Straßennutzer*innen. Die Fähigkeit eines Fahrers bzw. einer Fahrerin, ein Verkehrsschild zu verstehen, ist deshalb essentiell für die Verkehrssicherheit. Zahlreiche Studien zeigen allerdings, dass mit einem durchschnittlichen Verständnis zwischen 50 und 70% der Verkehrsschilder z.T. große Verständnisschwierigkeiten bei den Fahrer*innen vorliegen. Die Verwendung von Piktogrammen stellt eine Möglichkeit dar, um vereinfachte, auf das Wesentliche reduzierte standardisierte Informationen zu übermitteln. In Folge der Zunahme des Verkehrsvolumens über die letzten Dekaden haben viele Länder solche symbolischen Schilder eingeführt, um internationale Reisen dort zu erleichtern, wo Sprachdifferenzen Barrieren darstellen könnten. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich deshalb mit der Verbesserung von Beschilderungen im Straßenverkehr für in- und ausländische Fahrer*innen in Bezug auf Verständlichkeit, Korrektheit von Entscheidungen und Reaktionszeiten. Derzeit gibt es eine Fülle an Forschung zu Symbolen auf Warn- und Gebotsschildern, allerdings nicht auf Wegweisern. Ziel dieser Studie war es, einen Forschungsbeitrag zur Nutzung von Piktogrammen im Straßenverkehr und zur Verkehrssicherheit zu leisten. Dazu wurde in einem Reaktionszeitexperiment zum einen die gerichtete Hypothese untersucht, dass Piktogramme schneller und sicherer erkannt werden als verbale Zielangaben. Diese Hypothese konnte nicht bestätigt werden, stattdessen wurde ein gegenteiliger Effekt gefunden. Zum anderen wurde die gerichtete Hypothese untersucht, dass deutsche Muttersprachler*innen sowohl bei symbolischen als auch bei verbalen Zielangaben insgesamt schnellere Reaktionszeiten und mehr korrekte Antworten zeigen; dies konnte bestätigt werden. Unter Einbezug der Kovariaten Alter, Geschlecht und Fahrerfahrung zeigten sich besonders ein signifikanter Effekt des Alters und des Schildes, das die Versuchspersonen präsentiert bekamen; der zuvor noch gefundene Haupteffekt der Art der Zielangabe (symbolisch/ verbal) war dann nicht mehr signifikant. Mögliche Gründe werden abschließend diskutiert.:Danksagung Zusammenfassung 1. Hinführung und Ziele 2. Theorie 2.1 Überblick über bisherige Literatur 2.2 Überlegungen zum Studiendesign 3. Hypothesen 3.1 Reaktionszeitunterschiede zwischen symbolischen und verbalen Zielangaben 3.2 Reaktionszeitunterschiede zwischen deutschen Muttersprachler*innen und Nicht-Muttersprachler*innen 4. Methoden 4.1 Stichprobe 4.2 Ablauf und Materialien 4.3 Design 4.4 Statistische Analyse 5. Ergebnisse 5.1 Deskriptive Analyse der abhängigen Variablen 5.2 Überprüfung auf Normalverteilung 5.3 Deskriptive Analyse der Daten der Nachbefragung 5.4 Überprüfung der Hypothesen 6. Diskussion 6.1 Vergleich verbaler und symbolisches Zielangaben 6.2 Vergleich deutscher und nicht-deutscher Muttersprachler*innen 6.3 Weitere Ergebnisse und Überlegungen 7. Literaturverzeichnis Anhang Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis / Road signs can be regarded as the most common means of traffic regulation and communication to road users. The driver’s ability to understand a road sign therefore is essential for traffic safety. However, a large body of research shows that – with a mean comprehension value that varies between 50 and 70% - drivers have difficulties in understanding the meaning of traffic signs. The use of pictorials represents one way of conveying simplified, standardized pieces of information. With the increase in traffic volumes over the last decades, a lot of countries have introduced such symbolic signs to facilitate international travelling where language differences constitute linguistic barriers. Currently, a variety of studies on symbolic warning and mandatory signs, but not on directory signs exists. The present study subsequently deals with the improvement of directory signs in road traffic for national and international drivers regarding comprehensibility, correctness of decisions and reaction times. The aim of this study is to contribute to existing research on the topic of use of pictorials in road traffic and on traffic safety. A reaction time experiment was developed and carried out with 101 participants aged 18 to 87. 63 of the test persons had acquired German as mother language; for 38 of the participants, German was not the native tongue. Each participant was presented with 32 German directory signs that had specially been developed for the experiment. Participants had to indicate the direction they would use to reach a certain predetermined target location that could either be represented verbally or as a symbol. Two hypotheses were tested: the first hypothesis stated that pictorials should be detected faster and more accurately than verbal targets. This could not be confirmed; instead, we found the opposite pattern. The second hypothesis assumed that German native speakers would show faster reaction times and a greater number of correct answers for symbolic as well as for verbal targets compared to non-native German speakers; this hypothesis could be confirmed. Including the covariates age, sex and driving experience, a very significant effect of age as well as of the specific sign that the subjects were presented with could be shown; the previously found main effect of target type (verbal/pictorial) was not significant, anymore. Finally, the present study discusses possible reasons and influencing factors for the observed effects like arrangement and number of targets on a sign as well as the word length of the used targets.:Danksagung Zusammenfassung 1. Hinführung und Ziele 2. Theorie 2.1 Überblick über bisherige Literatur 2.2 Überlegungen zum Studiendesign 3. Hypothesen 3.1 Reaktionszeitunterschiede zwischen symbolischen und verbalen Zielangaben 3.2 Reaktionszeitunterschiede zwischen deutschen Muttersprachler*innen und Nicht-Muttersprachler*innen 4. Methoden 4.1 Stichprobe 4.2 Ablauf und Materialien 4.3 Design 4.4 Statistische Analyse 5. Ergebnisse 5.1 Deskriptive Analyse der abhängigen Variablen 5.2 Überprüfung auf Normalverteilung 5.3 Deskriptive Analyse der Daten der Nachbefragung 5.4 Überprüfung der Hypothesen 6. Diskussion 6.1 Vergleich verbaler und symbolisches Zielangaben 6.2 Vergleich deutscher und nicht-deutscher Muttersprachler*innen 6.3 Weitere Ergebnisse und Überlegungen 7. Literaturverzeichnis Anhang Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis