Aufgabengeeignete Rechenstrategien flexibel zu nutzen ist ein wichtiges Ziel mathematischer Bildung und Bestandteil der Bildungsstandards der Grundschulmathematik. Kinder sollen spontan entscheiden, ob sie arithmetische Aufgaben in üblicher Weise berechnen oder ob sie Zeit und Aufwand investieren, um nach Vereinfachungsstrategien zu suchen und diese anzuwenden. Der Schwerpunkt der aktuellen Arbeit ist, wie Schüler beim flexiblen Erkennen und Anwenden von Vereinfachungsstrategien unterstützt werden können. Kontextfaktoren werden untersucht, welche die spontane Nutzung von Vereinfachungsstrategien unterstützen und den Transfer zwischen ihnen beeinflussen. Kognitive Theorien über die Entwicklung von mathematischen Konzepten und Strategien wurden mit Erkenntnissen aus der Expertise Forschung verbunden, welche die Unterschiede in der Flexibilität zwischen Experten und Novizen offen legen. Im Rahmen der iterativen Entwicklung von mathematischen Konzepten könnte ein erfolgreiches Erkennen und Anwenden einer Vereinfachungsstrategie von Faktoren, die konzeptionelles und/oder prozedurales Wissen aktivieren, profitieren. Am Beispiel von Vereinfachungsstrategien, die auf dem Kommutativgesetz (a + b = b + a) basieren, werden drei Kontextfaktoren (Instruktion, Assoziation und Schätzen), die spontanen Strategiegebrauch unterstützen oder behindern, untersucht. Insgesamt zeigt die Dissertation, dass spontane Strategienutzung durch bestimmte Kontextfaktoren unterstützt und durch Andere behindert werden kann. Diese Kontextfaktoren können im Prinzip in der Schulumgebung gesteuert werden. / Flexible use of task-appropriate solving strategies is an important goal in mathematical education and educational standard of elementary school mathematics. Children need to decide spontaneously whether they calculate arithmetic problems the usual way or whether they invest time and effort to search for shortcut options and apply them. The focus of the current work lies on how students can be supported in spotting and applying shortcut strategies flexibly. Contextual factors are investigated that support the spontaneous usage of shortcuts and influences the transfer between them. Cognitive theories about how mathematical concepts and strategies develop were combined with findings from research on expertise, which disclose differences between the flexibility of experts and novices. In line with iterativ development of mathematical concepts successfully spotting and applying a shortcut might thus benefit from factors activating conceptual and/or procedural knowledge. Shortcuts based on commutativity (a + b = b + a) are used as a test case to investigat three contextual factors (instruction, association and estimation), which support or hinder spontaneous strategy use. Overall, the dissertation shows that spontaneous strategy use can be supported by some contextual factors and impeded by others. These contextual factors can, in principle, be controlled in school environment.

Ausgehend von dem Fokus der Ereignisrepräsentation auf die Patiens-Rolle (Personen und Objekte, die der im Ereignis stattfindenden Zustandsveränderung unterliegen) wird untersucht, ob die sich während des Ereignisses verändernden Merkmale des Patiens Bestandteil des Ereigniswissens sind und zur Repräsentation des chronologischen Verlaufs von Ereignissen beitragen. Dies wurde anhand der Bearbeitung von antonymen Adjektiven geprüft, die Anfangs- und Endmerkmale des Patiens eines zuvor dargebotenen Ereignisverbs benennen. Ausgewertet wurden behaviorale Daten und Blickbewegungen. Dabei wurden mit zeit-impliziten und zeit-expliziten Aufgaben folgende Ergebnisse erzielt: (1) Die Ereignisrepräsentation enthält sich verändernde Merkmale des Patiens. (2) Die Merkmale des Patiens werden abhängig von der angewandten Strategie (sprachliche vs. Simulationsstrategie) in einer chronologischen Abfolge mental simuliert. (3) Endmerkmale haben gegenüber Anfangsmerkmalen Priorität in der Ereignisrepräsentation. Sie sind im Ereignisverb impliziert und können so sprachlich bereitgestellt werden. (4) Die Zeiteffekte (Chronologie und Zielpräferenz) treten bereits unter automatischen Bedingungen (SOA 250 ms, zeit-implizite Aufgabe) auf. (5) Antwortstrategien wurden insbesondere durch Blickbewegungen indiziert. Antwortstrategien modifizieren die Zeiteffekte und geben Aufschluss über den Anteil der sprachlichen Verarbeitung und der Simulation. Insgesamt lässt sich aus den Untersuchungen schließen, dass die Veränderung des Patiens und damit Aspekte des zeitlichen Verlaufs von Ereignissen zur Ereignisrepräsentation gehören. Die Befundlage deutet auf ein dynamisches Zusammenspiel von sprachlichen und Simulationsprozessen bei der Repräsentation des zeitlichen Verlaufs hin. / This thesis comprises three investigations into the mental representation of events. Proceeding on the assumption that representations of events focus on the role of the patient (the person or object undergoing a change of state during the event), it is investigated whether the changing features of the patient form part of event knowledge and whether or not they contribute to the way in which the temporal progression of events is represented. The study involved time-implicit and time-explicit tasks that required participants to process antonymous adjectives denoting the source and resulting features of the patient involved in an event prime. Behavioural and eye movement data were analysed and the following results obtained: (1) The changing features of the patient form part of the representation of the event. (2) Depending on the strategy adopted (linguistic vs. simulation), patient features can be mentally simulated in chronological order. (3) Resulting features play a more prominent role in event representations than source features. Resulting features are implied by the event verb and can thus be accessed linguistically. (4) Temporal effects (preference for resulting features, effect of chronology) already occur in the automatic condition (SOA 250 ms, time-implicit tasks). (5) Response strategies are indicated by eye movements. Response strategies modify temporal effects and provide an indication of how much linguistic processing is taking place and how much simulation. All in all the investigations show that the change undergone by the patient, i.e. the aspect which expresses the temporal progression of an event, forms part of the representation of that event. The results point to a dynamic interplay of linguistic and simulation processing in the representation of temporal progression.

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 (

In einer Pilotstudie sollten deutschsprachigen Probanden (n=28) in zwei Versuchsabschnitten kurze Sätze sprechen, die das Homonym "Leiter" im Sinne von "Steiggerät" bzw. "Teamchef" näher definieren. Das Homonym sollte am Satzanfang ohne Artikel genannt werden. Das Breitband-EEG (bis 2000 Hz, Zeitkonstante 1,5 s) wurde über F3, F4, C3 und C4 (Intern. 10-20-System) vor und kurz nach Sprachbeginn abgeleitet. Signalepochen des EEG- und Mikrophonsignals von 6 s Dauer wurden gespeichert. Off-line erfolgte die Auswertung der auf Sprachbeginn zentrierten und auf 1 Sekunde gekürzten EEG-Episoden. Es wurden vor Vokalisation motorische Bereitschaftspotentiale gefunden, die im gesamten Zeitbereich (750 ms prä- und 250 ms perireaktiv) wenig strukturiert sind und sich an den vier Ableitorten weder in ihrer Amplitude noch in ihrer Amplituden-Zeit-Struktur unterscheiden. Die Spektralanalyse der EEG-Signalstrecke zeigt unter beiden Versuchsbedingungen eine überproportional hohe Amplitude im [delta]-Band. Mit Hilfe der von Bartsch und Krüger entwickelten Subpotentialanalyse, die im Hochfrequenzbereich des EEG (10-400 Hz) dem "local field potential" ähnliche Phänomene nachweist, konnten in der Signalperiode des Bereitschaftspotentials positive und negative Subpotentiale ermittelt werden. Die Amplitude dieser Subpotentiale liegt zwischen 6 und 12[mycro]V. Der Zeitpunkt des Erscheinens der Subpotentiale wurde als Subpotentialevent (SPe) bezeichnet. Die SPe treten teils gruppiert und teils kohärent auf. Die Intervalle zwischen den SPe wurden histographisch aufgetragen, sie reichen vom 4 bis 15 ms. Auffallendstes Ergebnis war die unterschiedliche Struktur der SPe-Intervallhistogramme, die sich in den linksseitigen Ableitungen anders verhielten als in den rechtsseitigen. Möglicherweise sind diese Differenzen typisch für den eloquenten Unterschied. / During a pilot study, 28 german speeking subjects were supposed in two trial parts to speak in short sentences in order to define the german homonyme "Leiter" with the meaning "leader" respectively "manager". The homonyme should be used without any article at the beginning of the sentence. The EEG-activity (0-2000 Hz, time constant 1,5 sec) was recorded from F3, F4, C3 and C4 (international 10-20-system) before and after starting speech. Signalepochs of EEG-activity and microphone signals of 6 seconds were stored. The offline-evaluation was based on the centered and to the one second shortened EEG-episodes. Before staring speech there had been found a movement-related readines-potential (motor. Bereitschaftspotential), which had been less structured during the whole period of time (750ms pre- and 250 ms perireactive). Neither in their amplitude nor in their amplitude-time-structure distinctions were observed. The spectral analysis of EEG showed an overpropotional high amplitude in [delta]-band under both conditions of the trial. The subpotential-analysis developed by Bartsch and Krüger, which shows similar phenomenons as the "local field potentials" in the high frequency-EEG (10-400 Hz), could show positve and negative subpotentials during the period of the readiness-potential. The amplitudes of those subpotentials lay between 6 and 12[mycro]V. The point of time, when the subpotentials showed up, is called the subpotential-event (SPe). The SPe showed up partly in groups and partly coherent. The intervals between the SPe were put on histographically with a reach from 4 to 25 ms. The most striking result was the varying structure of the histography of the SPe-intervalls. The left-sided histography was conducted differently to the right-sided. May be that these distinctions are typical for the eloquent difference.

Die Stimme ist reich an grundlegenden Kommunikationselementen: Sie transportiert Sprache, sowie auch paralinguistische Informationen, wie den emotionale Zustand und die Identität des Sprechers. Im Vergleich zur Sprach- und Emotionsverarbeitung ist die Stimmerkennung bei weitem weniger gut erforscht. Dies ist erstaunlich, angesichts der allgegenwärtigen Relevanz der stimmbasierten Personenerkennung. Ein Ansatz neue Erkenntnisse zur Stimmerkennung zu erlangen, ist die Untersuchung von Personen, die ein selektives Defizit in der Stimmerkennung aufweisen. Dieses Defizit wird Phonagnosie bezeichnet. In der vorliegenden Dissertation untersuche ich Personen, bei denen Phonagnosie nach einer Hirnschädigung aufgetreten ist (i.e. erworbene Phonagnosie) und Personen, bei denen Phonagnosie entwicklungsbedingt und nicht durch eine offensichtliche Hirnschädigung bedingt ist (i.e. entwicklungsbedingte Phonagnosie). Die zugrunde liegenden kognitiven, neuro-funktionalen und neuro-anatomischen Mechanismen der Phonagnosie habe ich detailliert mit Hilfe von umfangreichen Verhaltensuntersuchungen sowie funktionaler und struktureller Magnetresonanztomographie charakterisiert. Die Ergebnisse der Dissertation bereichern das derzeitige Stimmerkennungsmodel durch: (i) Neue Erkenntnisse darüber welche Gehirnregionen notwendig sind, um eine Stimme zu erkennen. (ii) Und durch die empirische Bekräftigung der Annahme, dass Stimmerkennung ein mehrstufiger kognitiver Prozess ist, der verschiedene Subformen der Phonagnosie bedingt. Darüber hinaus tragen neue wissenschaftliche Erkenntnisse zur Stimmerkennung maßgeblich dazu bei, praktische Anwendungsbereiche wie klinische Therapieprogramme und künstliche Stimmerkennungprogramme weiterzuentwickeln. / The voice contains elementary social communication cues: it conveys speech, as well as paralinguistic information pertaining to the emotional state or the identity of the speaker. In contrast to neuroscientific research on vocal-speech and vocal-emotion processing, voice-identity processing has been less explored. This seems surprising, given the day-to-day significance of person recognition by voice. A valuable approach to unravel how voice-identity processing is accomplished is to investigate people who have a selective deficit in voice recognition. Such a deficit has been termed phonagnosia. In the present dissertation, I investigate phonagnosia following brain damage (i.e. acquired phonagnosia), as well as phonagnosia cases without apparent brain lesion (i.e. developmental phonagnosia). I in-depth characterise the underlying cognitive, neural-functional, and neuro-anatomical mechanisms of phonagnosia by means of comprehensive behavioural testing as well as functional and structural magnetic resonance imaging. The findings of this dissertation inform the current model of voice-identity processing by (i) delivering novel evidence of brain regions that crucially contribute to voice-identity processing, and by (ii) emphasising the multistage nature of voice-identity processing. We showed that dysfunction at different cognitive stages results in behaviourally distinct phonagnosia sub-types. Generally, advanced scientific knowledge about voice-identity processing as provided in the current dissertation also propels practical applications such as clinical treatment programs and artificial voice-recognition systems.

Gegenstand dieser Dissertation war die Frage, wie Menschenaffen physische Beziehungen zwischen Objekten verstehen. In der ersten Studie (STUDIE I) wurden drei Menschenaffenarten und Kinder mit einem Problem konfrontiert, dessen Lösung die Verwendung eines flüssigen Werkzeugs (Wasser) erforderte. Schimpansen und Kinder entdeckten einsichtsvoll eine Lösung, um an eine Belohnung (Erdnuss) zu gelangen, die sich außerhalb ihrer Reichweite befand. Verschiedene Kontrollbedingungen untermauerten die Zielgerichtetheit des Verhaltens der erfolgreichen Schimpansen. Die getesteten Gorillas und die Orang-Utans konnten die Aufgabe nicht lösen. Zwei weitere Studien widmeten sich der Frage, ob Schimpansen Gewicht als kausal relevantes Unterscheidungsmerkmal nutzen können. In STUDIE II war es Aufgabe der Schimpansen aus insgesamt fünf in Form und Größe identischen Flaschen diejenige zu finden, die als einzige Fruchtsaft enthielt, wobei diese sich entweder durch ihr Gewicht (kausales Merkmal) oder durch ihre Farbmarkierung (arbiträres Merkmal) von den anderen Flaschen unterschied. Es zeigte sich, dass die Testtiere schnell lernten, den kausal relevanten Hinweisreiz zu nutzen, dies ihnen jedoch anhand des arbiträren Hinweisreizes nicht gelang. In STUDIE III waren Schimpansen entweder Zeuge einer kausal informativen Ereignisabfolge (hervorgerufen durch die physische Wirkung des Futters) oder einer rein arbiträren (hervorgerufen durch ein Ereignis, dass in keinerlei kausalem Zusammenhang zum Futter stand). Auch hier waren die Tiere nur dann erfolgreich, wenn die Testsituation kausale Rückschlüsse ermöglichte. Zusammenfassend lassen sich die Daten dahingehend interpretieren, dass – ähnlich wie bei Menschen – die kausale Kognition bei Schimpansen nicht nur auf rein perzeptuellen Informationen, sondern zudem auf strukturellen Abstraktionen ihrer physischen Umgebung beruht. / This thesis focused on the topic of primates’ understanding of physical object–object relations. In the first study (STUDY I), three great ape species and human children were confronted with a problem that required the use of a liquid tool in order to access a reward (peanut). Without any training, some chimpanzees and human children found the solution in an insightful way. Several control conditions confirmed the goal directedness of chimpanzees’ behavior. None of the tested gorilla and orangutan subjects were successful. The next two studies addressed chimpanzees’ notion of weight as a causally relevant object property. In STUDY II, chimpanzees were required to detect a bottle containing juice from five opaque bottles of equal shape and size. The bottle of juice differed either by weight (causal property) or by color (arbitrary property) from the other bottles. It turned out that subjects readily inferred the bottle of juice from its causally relevant property but were not able to use the arbitrary cue during the course of the experiment. In STUDY III chimpanzees had to infer the location of a reward (banana) by passively watching an external procedure. Two kinds of event sequences were presented: a causally informative sequence (derived from the physical effect of the reward) and a completely arbitrary sequence (derived from an action unrelated to the reward). Again, chimpanzees performed more correctly when the situation allowed for causal judgments but failed to make useful inferences when the underlying logic was arbitrary. Taking together all of the current data, I suggest that—similar to in humans—chimpanzees’ causal cognition is based not only on perceptual information but also on structural abstraction about their physical environment.

“Wer nicht wagt, der nicht gewinnt!” —hohe Gewinne sind oft unwahrscheinlich. Theorien der “Adaptiven Kognition” sagen voraus, dass ein solcher statistischer Zusammenhang aus der Welt kognitive Prozesse systematisch beeinflussen kann (u.A. Anderson, 1991; Brunswik, 1944; Gibson, 1979). Im 1. Kapitel gebe ich einen breit gefächerten Überblick warum dies der Fall sein kann. Im 2. Kapitel zeige ich experimentell, dass eine Korrelation zwischen Gewinnhöhe und Gewinnwahrscheinlichkeit Entscheidungen unter Unsicherheit (keine Gewinnwahrschenlichkeit gegeben) beeinflusst. Versuchspersonen schätzten die Gewinnwahrscheinlichkeit gemäß der Gewinnhöhe ein. Im 3. Kapitel zeige ich experimentell, dass Versuchspersonen durch die Korrelation zwischen Gewinnhöhe und Gewinnwahrscheinlichkeit Erwartungen aufbauten: War eine Option “überraschend”, z.B. da sie einen hohen Gewinn mit einer hohen Wahrscheinlichkeit verspricht, wurde eine solch überraschend gute Optionen länger evaluiert. Im 4. Kapitel beschäftige ich mich mit Entscheidungen unter Risiko. Mithilfe eines kognitiven Modells zeige ich, dass eine Struktur, in der hohe Gewinne sich als unwahrscheinlich erweisen, zu einer schnelleren, einfacheren Entscheidungsstrategie führen, als eine unkorrelierte Struktur. Im 5. Kapitel zeige ich, wie das von vielen Menschen angenommene “No free Lunch” Prinzip sich auf die Beurteilung von Risiken im Bereich klinischer Studien auswirkt: Hohe Vergütungen für klinische Studien können dazu führen, dass die Studie als riskanter und schlussendlich unethischer wahrgenommen wird. Zusammengefasst ergänzt die Arbeit ergänzt vorherige Forschung, indem sie zeigt, dass Gewinne und Wahrscheinlichkeiten nicht nur in der Welt systematisch miteinander verbunden sind, sondern auch in der menschlichen Kognition. Dies wirft ein neues Licht auf eine alte Frage: Wer entscheidet wann “rational”, und warum? / The large rewards that people desire are typically unlikely. Theories of adaptive cognition predict that such a regularity can systematically affect how the mind operates (e.g. Anderson, 1991; Brunswik, 1944; Gibson, 1979). In this dissertation, I theoretically and empirically examined how the link between risks and rewards affects judgments and decisions. In Chapter 1, I provide a broad theoretical overview. In Chapter 2, I show how people exploit risk–reward structures in decisions under uncertainty; that is, decisions in which probabilities are unavailable to the decision maker or difficult to ascertain. In these situations, people can infer the probabilities of events directly from the payoffs when risks and rewards are found to be correlated. Chapter 3 shows that risk–reward shapes how people evaluate options in decisions under risk. Surprising options that did not fit surrounding risk–reward structures were linked to longer response times and an increase in pupil size, particularly when options were “surprisingly good”—i.e., when they offered a high payoff and a high probability. Chapter 4 addresses how risk–reward structures affect decisions under risk in general. A computational model showed that risk–reward structures do not change (subjective) preferences in choices. Instead, risk–reward structures affect how people accumulate evidence in risky choice. Specifically, inversely related risks and rewards promote satisficing whereas uncorrelated risks and rewards promote maximizing. In Chapter 5, I provide an example of how risk–reward structures affect decision making in the wild. Specifically, I show that some individuals use very high pay as a cue to infer the potential risks a clinical trial poses. Taken together, this work suggests that people’s risk–reward priors should not be blindly assumed away, and challenges assumptions on who is considered rational and why.

Kognitive Kontrolle bezieht sich auf eine Vielzahl mentaler Fähigkeiten, die es uns erlauben im täglichen Leben zielgerichtete Entscheidungen zu treffen und sich flexibel an sich ständig ändernde Umweltanforderungen anzupassen. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war es heraus zu finden, ob Kernfunktionen im Bereich der Konfliktüberwachung, Konfliktkontrolle, Fehlerverarbeitung und die daraus resultierenden Verhaltensanpassungen durch ein einheitliches Kontrollnetzwerk geleistet werden, oder ob spezifische Mechanismen die möglicherweise durch unabhängige neuronale Kontrollschleifen realisiert sind, die Flexibilität unserer Anpassungsfähigkeit steuern. Studie 1 und Studie 2 untersuchen sowohl generelle aus auch spezifische Aspekte der Konflikt- und Fehlerverarbeitung mit Hilfe klassischer Konfliktparadigmen und dem Einsatz von Zeit-Frequenz-analytischen Auswertungsmethoden. Studie 1 untersucht anhand 3 verschiedener Konfliktparadigmen (Simon, Flanker, NoGo) die Modulation der Theta Aktivität (4-8 Hz) und verortet diese grob innerhalb des medial frontalen Cortex (MFC), einer Struktur die durch eine Vielzahl von Studien als entscheidend bei der Konfliktverarbeitung angesehen wird. Die gefundene Theta Aktivität wurde in Studie 2 genutzt, um auch dynamische Netzwerkaktivierungen bei der Bearbeitung von Reiz- und Reaktionskonflikten zu beobachten. Es konnte gezeigt werden, dass ein vermutetes Netzwerk bestehend aus MFC, lateralen präfrontalen Cortices und motorischen Arealen bei der Lösung von Reaktionskonflikten beteiligt ist. In Studie 3 wird eine Simon-Aufgabe, die innerhalb von belohnenden oder bestrafenden Kontexten durchgeführt wurde, genutzt um zu zeigen, dass Konflikt- und Fehlerverarbeitung differentiell durch die Kontextmanipulation beeinflusst werden. Entgegen voriger Annahmen scheinen mehrere neuronale Kontrollsysteme an der Lösung von Konflikten und daraus resultierenden Verhaltensanpassungen beteiligt zu sein. / Cognitive control refers to a set of mental abilities that allow us goal-directed behavior in everyday life and to flexibly adapt to permanently changing environmental demands. The goal of the present dissertation was to investigate whether core functions in the area of conflict monitoring, conflict control, error processing and behavioral adjustments caused by these processes are enabled via a unitary control network or whether specific mechanisms that are possibly realized via independent control loops are responsible for the flexibility of our adaptability. Study 1 and 2 investigate general as well as specific aspects of conflict and error processing by using classic conflict paradigms and time-frequency-analytic methods. Study 1 compares the modulation of theta activity (4-8 Hz) across 3 conflict paradigms (Simon, Flanker, NoGo) and roughly situates it within medial frontal cortex (MFC), a structure which has been characterized as crucial for conflict processing in manifold studies. The found theta activity has been used in study 2, to observe dynamic network activations during processing of stimulus and response conflicts. Data confirmed that a hypothesized network consisting of MFC, lateral prefrontal cortices and motor areas is involved in conflict resolution. In study 3 we used a Simon task which was executed either during a rewarding or a punishing context assessing the influence of motivational contexts on conflict adaptation revealing that conflict and error processing were influenced differentially by the context manipulation. Against previous assumptions, several neuronal control systems seem to be engaged during conflict resolution and resulting behavioral adjustments.

Ein bedeutender Effekt der numerischen Kognition, der Operational Momentum Effekt, beschreibt die Beobachtung, dass Proband*innen das Ergebnis von Additionen überschätzen und das Ergebnis von Subtraktionen unterschätzen. Diverse theoretische Modelle wurden vorgebracht, um diesen Effekt zu erklären. Diese Modelle unterscheiden sich in Bezug darauf, ob sie räumliche Prozesse während des Kopfrechnens annehmen. Einige Studien haben seitdem Belege für eine Verknüpfung zwischen räumlicher Verarbeitung und Kopfrechnen liefern können. Die vorliegende Dissertation zielt darauf ab, räumliche Aufmerksamkeitsverschiebungen beim Kopfrechnen in drei Studien (Studie 1, Studie 3, Studie 4) und einer Kontrollstudie (Studie 2) vertieft zu untersuchen. Studie 1 zeigt, dass zwei-stellige Additionen mit Aufmerksamkeitsverschiebungen nach rechts assoziiert sind, während zwei-stellige Subtraktionen nicht mit Verschiebungen nach links einhergehen. Studie 3 liefert Hinweise für Aufmerksamkeitsverschiebungen in der Antwortphase von approximativen Rechenprozessen. Jedoch wurden ich dieser Studie keine Verschiebungen im Zeitfenster zwischen der Aufgabenpräsentation und der Antwortselektion gefunden. In Studie 4 wurden mittels steady-state visuell evozierten Potenzialen keinerlei räumliche Verschiebungen, sowohl im arithmetischen Kontext als auch in der Kontrollaufgabe gefunden. Die Kontrollstudie (Studie 2) untersuchte den Einfluss von kognitiver Belastung auf räumliche Aufmerksamkeit, wobei jedoch kein solcher Einfluss nachweisbar war. Zusammen unterstützen die Ergebnisse der vorliegenden Dissertation die Hypothese, dass räumliche und arithmetische Verarbeitung funktionell assoziiert sind (Studie 1, Studie 3). Andere Ergebnisse sind jedoch nicht so einfach mit den bestehenden Theorien vereinbar. Die Nulleffekte von Studie 2 und 4 betonen die Rolle methodischer Aspekte bei der Untersuchung räumlicher Aufmerksamkeitsverschiebungen, wie zum Beispiel die Wahl geeigneter Baseline-Aufgaben. / A hallmark effect of numerical cognition, the operational momentum effect, describes the finding that participants tend to overestimate the result of addition problems and underestimate the result of subtraction problems. Several theoretical accounts proposed to explain that effect differ with regard to whether they assume spatial contributions to mental arithmetic. Several studies have since then provided evidence for an association between spatial processing and mental arithmetic. The present dissertation aimed at further enlarging upon this knowledge by investigating spatial biases in mental arithmetic via several behavioural and neurophysiological experimental paradigms. This thesis comprises three studies (Study 1, Study 3, Study 4) and a control study (Study 2). Study 1 demonstrated that spatial biases to the right can be observed in the context of two-digit addition processing, while no biases to the left were observed for two-digit subtraction processing. Study 3 provided evidence for spatial biases during the response stage of approximate arithmetic processing. Yet, no biases were observed in the time window between the task presentation and response selection. In Study 4, no biases could be measured via steady-state visually evoked potentials, neither in an arithmetic context nor in a control task. The control study (Study 2) investigated the impact of cognitive load on spatial biases. Still, no such impact could be shown in Study 2. Together, the results of the present dissertation provide support for the notion of a functional association between spatial and arithmetic processing (Study 1, Study 3). Nevertheless, several other findings are difficult to reconcile with the existing theoretical accounts. This implies that other mechanisms might be involved. Finally, the null effects of Study 2 and 4 highlighted the role of methodological aspects, like the choice of appropriate baseline tasks, when investigating attentional biases.