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A.fumigatus ist der häufigste Erreger invasiver, meist tödlich verlaufender Aspergillosen bei stark immunsupprimierten Patienten. Eine natürliche Resistenz gegen den Pilz wird durch das angeborene Immunsystem vermittelt, jedoch wurde im Tierversuch auch eine erworbene Immunität nach einer überlebten systemischen Infektion festgestellt. Deshalb sollten Antigene, die im Verlauf der Erkrankung vom Pilz exprimiert werden, eine spezifische und protektive Immunantwort hervorrufen können. Für die Entwicklung eines Impfstoffes ist die Identifikation solcher Antigene Voraussetzung. Im Mausmodell wurden insgesamt 31 rekombinante Aspergillus-Antigene in Kombinationen getestet. Als besonders erfolgversprechend stellte sich ein trivalenter Impfstoff, bestehend aus Enolase, HSP90 und TBP (Thiamin-Biosyntheseprotein), dar. Im Vergleich zu einer ungeimpften Kontrollgruppe fand sich bei der Impfgruppe eine signifikante Protektion gegenüber einer an sich letalen Aspergillus-Infektion. Bei einer Wiederholung des Versuchs ließ sich der Schutz bestätigen, war jedoch nicht mehr im Signifikanzbereich. Mögliche Gründe hierfür sind die unsichere Aufnahme der Infektionsdosis durch nasale Verabreichung oder auch eine „Stille Feiung“ der Mäuse durch Einatmung von Konidien aus der Umgebung vor der eigentlichen Infektion. Eine Verbesserung der Versuchsbedingungen könnte durch die Verwendung individuell ventilierter Käfige (ohne Sporenbelastung aus der Raumluft) und/oder eine Vergrößerung der Versuchsgruppen erreicht werden. Da die Konidienoberfläche den ersten Kontakt mit dem Wirt vermittelt, könnten Konidienoberflächenproteine sowohl vielversprechende Impfstoffkandidaten als auch Virulenzfaktoren sein. Im Tierversuch wurde hier nachgewiesen, dass das stark exprimierte Konidienoberflächenprotein HP16 entscheidend an der Virulenz von A.fumigatus beteiligt ist. Dabei stellte sich der Virulenzunterschied zwischen der Deletionsmutante ΔHP16 und dem Wildtyp D141 als hoch signifikant dar. Der Vergleich zwischen der Deletionsmutante ΔHP16 und der Komplementmutante ΔHP16K erbrachte eine komplett restaurierte Virulenz. Da HP16 zumindest in vitro vorwiegend auf Konidien lokalisiert ist, könnte sich hier ein Angriffspunkt für eine präemptive Therapie bzw. für eine Prophylaxe der invasiven Aspergillose ergeben. HP16 wurde auch als rekombinantes Protein hergestellt. Das rekombinante Antigen soll als Impfstoffkandidat in zukünftigen Projekten eingesetzt werden. Letztlich wurde noch Aspf3, eine Peroxireduktase von A.fumigatus, als ein weiterer Target- und Impfstoffkandidat untersucht. Die stark verminderte Virulenz der Deletionsmutante ΔAspf3 und eine zumindest teilrestaurierte Virulenz durch die hergestellte Komplementmutante ΔAspf3K lassen vermuten, dass Aspf3 während der Pathogenese ebenfalls eine entscheidende Rolle spielt.

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Ein wichtiger Aspekt des täglichen sozialen Lebens ist das Erkennen von emotionalen Zuständen in unserem Gegenüber. Unsere Emotionen und Intentionen teilen wir nicht nur durch sprachliche Äußerungen mit, sondern auch über die Mimik, Körpersprache und den Tonfall in der Stimme. Diese nichtverbalen, emotionalen Ausdrücke sind Bestandteile einer Emotion, zu denen darüber hinaus das subjektive Empfinden, die Handlungsbereitschaft und die damit zusammenhängenden physiologischen Reaktionen gehören. Obwohl die emotionale Kommunikation schon seit Jahrzehnten im Fokus der Wissenschaft liegt, ist noch unklar, welche Bestandteile einer Emotion genau kommuniziert und wie diese Informationen verarbeitet werden. Zudem spielen emotionale Ausdrücke eine wichtige Rolle in sozialen Interaktionen und werden häufig bewusst verwendet, um sozial-angepasstes Verhalten zu zeigen. Damit ist ihre Reliabilität, die tatsächliche Gefühlswelt des Gegenübers wiederzugeben, fraglich. Das Erkennen von Emotionsausdrücken, die auf empfunden Emotionen basieren ist jedoch von enormer Wichtigkeit für die nachfolgenden Handlungen. Deswegen sollte die Fähigkeit, empfundene von gespielten Emotionen unterscheiden zu können, essentiell sein. Da vokale Ausdrücke durch Einflüsse des autonomen Nervensystems auf den Vokaltrakt gebildet werden, sind diese als besonders vielversprechend anzusehen, um zugrundeliegende emotionale Zustände aufzudecken. Die Erkennung von Emotionen im Gegenüber ist nicht unveränderlich, sondern hängt unter anderem auch von der Beziehung zwischen dem Sprecher und dem Zuhörer ab. So konnte in einer früheren Studie gezeigt werden, dass bei Personen, die derselben Gruppe angehören, Emotionen besser erkannt werden konnten. Dieser Effekt lässt sich einerseits mit einer Aufmerksamkeitsverschiebung hin zu Personen mit erhöhter sozialer Relevanz deuten. Andererseits gibt es Erklärungsansätze, die auf eine erhöhte Bereitschaft für empathische Reaktionen hinweisen. Erfolgreiches Verstehen von Emotionen wird in der Forschungsliteratur eng mit dem Spiegeln oder dem Simulieren der wahrgenommen Emotion verknüpft. Die affektiven Neurowissenschaften zeigten bisher ein gemeinsames neuronales Netzwerk, welches aktiv ist, wenn Personen eine Emotion bei anderen wahrnehmen oder selber empfinden. Die neurale Aktivität in diesem Netzwerk wird zudem von der sozialen Relevanz der Person beeinflusst, welche die Emotion zeigt. Welches Ausmaß das Wiederspiegeln einer Emotion auf der Verhaltensebene hat um eine Emotion zu erkennen ist hingegen noch ungeklärt. Auch die Frage nach dem Einfluss des Sprechers auf die empathische Reaktion ist noch nicht abschließend geklärt. In dieser Arbeit untersuchte ich vokale Emotionsausdrücke und versuchte zunächst das Verhältnis zwischen gespielten und spontanen Ausdrücken zu verstehen. Anschließend konzentrierte ich mich auf die Frage, welche Bedeutung das Teilen einer Emotion und die Relevanz des Sprechers auf die Emotionserkennung haben. Im ersten Teil dieser Arbeit verglich ich die Wahrnehmung von spontanen und gespielten vokalen Ausdrücken in einer interkulturellen Studie. Im Gegensatz zu spontanen Ausdrücken wurde angenommen, dass gespielte Ausdrücke vermehrt auf sozialen Codes basieren und daher von Hörern anderer Kulturen als der Herkunftskultur weniger akkurat erkannt werden. Alternativ könnte die Emotionserkennung beider Bedingungen universell sein. Dieser interkulturelle Vergleich wurde anhand von 80 spontanen Emotionsausdrücken durchgeführt, die von Menschen aufgenommen wurden, welche sich in emotionalen Situationen befanden. Die gespielten Stimuli bestanden aus den nachgespielten Szenen, die von professionellen Schauspielern eingesprochen worden. Kurze Sequenzen dieser Ausdrücke wurden Versuchspersonen in Deutschland, Rumänien und Indonesien vorgespielt. Die Versuchspersonen erhielten die Aufgabe anzugeben, welche Emotion dargestellt wurde und ob der Ausdruck gespielt oder echt war. Im Ganzen konnten die Versuchspersonen nur unzureichend angeben, inwieweit ein Ausdruck gespielt war. Deutsche Hörer waren in beiden Aufgaben besser als die Hörer der anderen Kulturen. Dieser Vorteil war unabhängig von der Authentizität des Stimulus. Die Emotionserkennung zeigte ein vergleichbares Muster in allen Kulturen, was für eine universelle Grundlage der Emotionserkennung spricht. Die Erkennungsraten im Allgemeinen waren schwach ausgeprägt und ob ein Ausdruck gespielt oder echt war, beeinflusste lediglich die Erkennung von den Emotionen Ärger und Trauer. Ärger wurde besser erkannt wenn er gespielt war und Trauer wenn sie echt war. Der zweite Teil meiner Arbeit beschäftigte sich mit der Ursache für die oben erwähnten Unterschiede in der Emotionserkennung und untersuchte, welchen Einfluss Schauspieltraining auf die Glaubwürdigkeit der Emotionsdarstellung hat. Zu diesem Zweck erweiterte ich den Stimulus-Korpus um Emotionsausdrücke, die von schauspiel-unerfahrenen Sprechern eingesprochen wurden. Zusätzlich zu der Bewertungsstudie führte ich eine akustische Analyse der Sprachaufnahmen durch. Es wurde vorhergesagt, dass professionelle Schauspieler besser geeignet seien als schauspiel-unerfahrene Sprecher, um glaubwürdig Emotionsausdrücke zu generieren. Diese Vorhersage konnte jedoch nicht bestätigt werden. Die Ausdrücke der professionellen Schauspieler wurden im Gegenteil sogar häufiger als gespielt wahrgenommen als die der unerfahrenen Sprecher. Für die professionellen Sprecher konnte ich das Muster in der Emotionserkennung, welches sich in der interkulturellen Studie zeigte, replizieren. Die Ausdrücke der unerfahrenen Sprecher hingegen wichen nur in den geringeren Erkennungsraten für Trauer von den spontanen Ausdrücken ab. Der Haupteffekt der akustischen Analyse bestand in einer lebhafteren Sprachmelodie der gespielten Ausdrücke. Im dritten Teil der Arbeit untersuchte ich den Prozess der Emotionserkennung. Zu diesem Zweck manipulierte ich in einem Experiment die biographische Ähnlichkeit zwischen fiktiven Sprechern und dem Hörer. Auf Grund der höheren Relevanz eines ähnlichen Sprechers, sollten emotionale Ausdrücke in der ähnlichen Bedingung besser erkannt werden als in der unähnlichen. Um den Einfluss des gemeinsamen Erlebens einer Emotion auf die Emotionserkennung festzustellen, zeichnete ich außerdem die Hautleitfähigkeit und die Pupillenveränderung auf, welches beides Marker für Reaktionen des autonomen Nervensystems sind. Währenddessen wurden den Versuchspersonen ärgerliche, freudige und neutrale vokale Ausdrücke präsentiert, welche sie zu bewerten hatten. Ähnlichkeit hatte weder einen Einfluss auf die Emotionserkennung noch auf die peripher-physiologischen Messungen. Die Versuchspersonen zeigten keine Reaktionen der Hautleitfähigkeit auf vokale Ausdrücke. Die Pupille hingegen reagierte emotionsabhängig. Diese Befunde deuten darauf hin, dass die affektive Verarbeitung nicht das gesamte autonome Nervensystem miteinschließt, zumindest nicht, wenn lediglich die Stimme verarbeitet wird. Das Teilen einer Emotion scheint demnach kein notweniger Bestandteil des Verstehens oder der Erkennung zu sein. Die Ähnlichkeit zwischen Sprecher und Hörer könnte die Emotionsverarbeitung in einer lebensnahen Umgebung beeinflussen, in der eine persönliche Verbindung zwischen beiden Interaktionspartnern möglich ist, nicht hingegen in einer mehrheitlich artifiziellen Manipulation. Empathische Reaktionen brauchen um wirksam zu werden einen ganzheitlicheren Ansatz. Meine Arbeit konzentrierte sich auf das Verständnis von emotionaler Kommunikation in Bezug auf vokale Emotionsausdrücke und konnte zeigen, dass das bewusste Hören einzelner, kontextfreier Emotionsausdrücke nicht ausreichend ist um auf tatsächliche emotionale Zustände rückschließen zu können. Dies wird durch die fehlende Differenzierung von gespielten und spontanen Emotionsausdrücken deutlich. Darüber hinaus konnte ich aufzeigen, dass vokale Emotionsausdrücke im Hörer keine starken Reaktionen des autonomen Nervensystems auslösen. Die Kommunikation mittels vokaler emotionaler Ausdrücke scheint daher vermehrt auf kognitiven als auf affektiven Prozessen zu basieren.

In den letzten Jahren ist zunehmend deutlich geworden, dass die Multiple Sklerose (MS) nicht nur eine Erkrankung der weißen Substanz des zentralen Nervensystems ist, sondern auch häufig und beträchtlich die graue Substanz in allen klinischen Verlaufsformen betrifft. Besonders die kortikale Pathologie mit entmarkten Läsionen wurde durch verbesserte immunhistochemische Färbetechniken und neuen magnetresonanztomographischen Verfahren ausführlicher untersucht. MS-Patienten leiden klinisch oft an körperlichen Beeinträchtigungen und neuropsychologischen Defiziten, welche die Lebensqualität beeinflussen. Diese Symptome wurden mit Läsionen in der grauen Substanz assoziiert. Mechanismen, die zu dieser Pathologie führen, müssen daher aufgeklärt werden um vorbeugende oder akute Behandlungen entwickeln zu können. Zur pathologischen Untersuchung der grauen Substanz werden angemessene Tiermodelle benötigt, welche die humane kortikale Pathologie wiederspiegeln. Das am häufigsten verwendete Tiermodell in MS-Studien ist die Experimentelle Autoimmune Enzephalomyelitis (EAE), die in ihrem ‘konventionellen’ Immunisierungsprotokoll nur selten den zerebralen Kortex betrifft. Ein EAE-Modell mit Einbezug des Kortex, das MS-Läsionen nachahmt, wurde in Ratten beschrieben. Hierzu wurden proinflammatorische Zytokine in eine vorbestimmte kortikale Region injiziert. Da spezifisch genveränderte Rattenstämme fehlen um die Mechanismen der Pathologie in der grauen Substanz zu untersuchen ist es notwendig das Tiermodell in Mäusen zu entwickelen. Das Ziel dieses Projekts war die Entwicklung eines kortikalen EAE-Mausmodells sowie dessen histopathologische Charakterisierung. Desweiteren wurde kortikales Gehirnmaterial von MS-Patienten im späten Krankheitsstadium auf dendritische Patholgie untersucht. Die kortikale EAE wurde in Myelin Oligodendrozyten Glykoprotein (MOG)-immunisierten BiozziABH (hohe Antikörper) und F1 Nachkommen, die aus BiozziABH und Mäusen mit einem C57BL6/J-Hintergrund generiert worden sind, durch die intrakortikale Injektion von TNF-α und IFN-γ induziert. Histologische Untersuchungen zeigten eine ausgedehnte subpiale Entmarkung und Entzündung im Kortex drei Tage nach der Zytokininjektion in der betroffenen Hirnhälfte. Die Entzündung ging innerhalb von drei Wochen fast vollständig zurück und entmarkte Regionen wiesen teilweise eine Remyelinisierung auf. Axone blieben in läsionalen Regionen erhalten und neuronaler Verlust wurde im Kortex nicht beobachtet. Desweiteren wurde eine Methode etabliert, die es erlaubt detailliert dendritische Pathologien in der Maus zu untersuchen. Kortex-enthaltenes Autopsiematerial von progressiven MS-Patienten mit langandauerndem Krankheitsverlauf zeigte einen Verlust von dendritischen Dornfortsätzen (Spines) in Neurone, die in den unteren korikalen Layern sowohl in chronisch entmarkten Läsionen als auch im umliegenden normal erscheinendem Gewebe der grauen Substanz lokalisiert waren. Im vorliegenden Projekt wurde ein kortikales EAE-Mausmodell entwickelt, das die humane MS-Pathologie der grauen Substanz in frühen Krankheitsstadien wiederspiegelt. Dieses Modell ist für Untersuchungen früher Mechanismen im entmarkten Kortex und für die Erprobung therapeutischer Behandlungen wie die Erhöhung der Remyelinisierung nützlich. Darüberhinaus wurde ein ausgedehnter Verlust dendritischer Dornfortsätze im zerebralen Kortex in chronischen MS-Patienten gezeigt, der auf oft beobachtete neuropsychologische Defizite zurückgeführt werden könnte.

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Los Andes ecuatorianos, ubicados en el noroeste de América del Sur son considerados un “hot-spot” con una alta diversidad mundial de plantas vasculares, debido a su compleja topografía (elevación de la cordillera), variaciones de las condiciones climáticas y los distintos tipos de vegetación. A pesar de su elevado nivel de biodiversidad, los Andes ecuatorianos presentan uno de los paisajes más amenazados y poco estudiados. Especialmente los ecosistemas de páramo y montaña están sujetos a sobrepastoreo, quemas, cultivos y la deforestación causada por la expansión de la actividad humana en las últimas décadas. El conocimiento sobre paleoecología y la dinámica del paisaje es clave para entender los procesos del pasado que tuvieron un papel importante en el desarrollo de los ecosistemas y los paisajes ecuatorianos actuales. Sin embargo sólo un número limitado de estudios paleoecológicos de los Andes ecuatorianos están disponibles. En esta tesis se presentan análisis palinológicos que se llevaron a cabo en tres sitios diferentes en la región centro y sur de los Andes de Ecuador, con el fin de comprender mejor los últimos cambios en la vegetación, el clima y la dinámica del fuego; así como el impacto humano desde finales del Pleistoceno. El análisis del núcleo de sedimento El Cristal, ubicado en la ladera oriental de la cordillera Oriental en el Bosque Protector Corazón de Oro en el sureste del Ecuador, revela cambios en la distribución de la vegetación, el clima, el régimen de incendios y el impacto humano desde finales del Pleistoceno. Durante el Pleistoceno tardío el bosque montano fue el principal tipo de vegetación. Especialmente, hay evidencia de bosque de Polylepis lo que no ocurre en la actualidad. Sin embargo pruebas de proporciones relativamente altas de páramo sugiere que un bosque montano abierto ocupó la región. Por otro lado la presencia de taxones de páramo durante el Pleistoceno tardío, propone que la línea superior del bosque se encontraba a una altura inferior. Así mismo, la transición del Pleistoceno tardío al Holoceno temprano y medio se caracteriza por la presencia de bosque montano y una proporción estable de la vegetación de páramo. Sin embargo, después de aproximadamente 4000 cal yr BP, el bosque de Polylepis disminuyó, probablemente debido a un aumento en la frecuencia de incendios. Durante el Holoceno medio y tardío la composición de la vegetación cambió, el bosque montano fue menos frecuente y la vegetación de páramo se expandió. Altas proporciones de Asteraceae y Muehlenbeckia/Rumex (desde ca. 1380 cal yr BP) reflejan alteraciones del paisaje, probablemente por el impacto humano. Además, se registraron incendios durante todo el Pleistoceno tardío, pero fueron más frecuentes durante el Holoceno tardío, esto sugiere que eran de origen antropogénico. Por otro lado, El registro de polen Cajanuma valle, en la ladera occidental de la cordillera Oriental del Parque Nacional Podocarpus, sur de Ecuador, revela los cambios ambientales desde el último Glacial. Durante el último Glacial, páramo herbáceo principalmente dominado por Poaceae, Cyperaceae y Gentianaceae cubrió la zona. La línea superior del bosque se localizó a una altura más baja que la actual. El Holoceno temprano y medio se caracterizó por una sustitución parcial de páramo por bosque montano (Symplocos), el cual cambió su posición a elevaciones más altas donde está actualmente. Durante el Holoceno medio y tardío hay evidencia de un cambio de la vegetación, el páramo se re-expande con el predominio de Poaceae y alta presencia de Huperzia y Cyatheaceae. Durante el Holoceno tardío el páramo fue el principal tipo de vegetación que cubrió la zona. Los incendios se hicieron frecuentes desde el Holoceno tardío. Finalmente, el récord de polen Anteojos valle, que se encuentra en la ladera occidental del Parque Nacional Llanganates, en los Andes ecuatorianos centrales, presenta una reconstrucción ambiental detallada de aproximadamente los últimos 4100 años. La vegetación de páramo tuvo una ocurrencia dominante y estable en el área de estudio (Poaceae, Cyperaceae y Asteraceae); especialmente entre ca. 4100 - 3100 cal yr BP. Entre ca. 3100 - 2100 cal yr BP hubo una disminución de la vegetación de páramo seguido de una ligera expansión del bosque montano (Moraceae/Urticaceae, Trema, Celtis y Macrocarpaea). Desde ca. 2100 cal yr BP hasta la actualidad, la vegetación de páramo una vez más se hizo frecuente con una incidencia estable de los taxones del bosque montano. Se evidenció una baja frecuencia de incendios a lo largo del núcleo de sedimento; sin embargo, es evidente un ligero aumento entre ca. 4100 - 3100 años cal BP.

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