Die korrekte Wahrnehmung stimmlicher Information ist eine Grundvoraussetzung erfolgreicher zwischenmenschlicher Kommunikation. Die Stimme einer anderen Person liefert Information darüber wer spricht (Sprechererkennung), was gesagt wird (stimmliche Spracherkennung) und über den emotionalen Zustand einer Person (stimmliche Emotionserkennung). Autismus Spektrum Störungen (ASS) sind mit Einschränkungen in der Sprechererkennung und der stimmlichen Emotionserkennung assoziiert, während die Wahrnehmung stimmlicher Sprache relativ intakt ist. Die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Einschränkungen sind bisher jedoch unklar. Es ist beispielsweise unklar, auf welcher Verarbeitungsstufe diese Einschränkungen in der Stimmenwahrnehmung entstehen oder ob sie mit einer Dysfunktion stimmensensitiver Hirnregionen in Verbindung stehen. Im Rahmen meiner Dissertation haben wir systematisch Stimmenverarbeitung und dessen Einschränkungen bei Erwachsenen mit hochfunktionalem ASS und typisch entwickelten Kontrollprobanden (vergleichbar in Alter, Geschlecht und intellektuellen Fähigkeiten) untersucht. In den ersten beiden Studien charakterisierten wir Sprechererkennung bei ASS mittels einer umfassenden verhaltensbezogenen Testbatterie und zweier funktionaler Magnet Resonanz Tomographie (fMRT) Experimente. In der dritten Studie untersuchten wir Mechanismen eingeschränkter stimmlicher Emotionserkennung bei ASS. Unsere Ergebnisse bringen neue Kenntnisse für Modelle zwischenmenschlicher Kommunikation und erhöhen unser Verständnis elementarer Mechanismen, die den Kernsymptomen in ASS wie Schwierigkeiten in der Kommunikation, zugrunde liegen könnten. Beispielsweise unterstützen unsere Ergebnisse die Annahme, dass Einschränkungen in der Wahrnehmung und Integration basaler sensorischer Merkmale (i.S. akustischer Merkmale der Stimme) entscheidend zu Einschränkungen in sozialer Kognition (i.S. Sprechererkennung und stimmliche Emotionserkennung) beitragen. / The correct perception of information carried by the voice is a key requirement for successful human communication. Hearing another person’s voice provides information about who is speaking (voice identity), what is said (vocal speech) and the emotional state of a person (vocal emotion). Autism spectrum disorder (ASD) is associated with impaired voice identity and vocal emotion perception while the perception of vocal speech is relatively intact. However, the underlying mechanisms of these voice perception impairments are unclear. For example, it is unclear at which processing stage voice perception difficulties occur, i.e. whether they are rather of apperceptive or associative nature or whether impairments in voice identity processing in ASD are associated with dysfunction of voice-sensitive brain regions. Within the scope of my dissertation we systematically investigated voice perception and its impairments in adults with high-functioning ASD and typically developing matched controls (matched pairwise on age, gender, and intellectual abilities). In the first two studies we characterised the behavioural and neuronal profile of voice identity recognition in ASD using two functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiments and a comprehensive behavioural test battery. In the third study we investigated the underlying behavioural mechanisms of impaired vocal emotion recognition in ASD. Our results inform models on human communication and advance our understanding for basic mechanisms which might contribute to core symptoms in ASD, such as difficulties in communication. For example, our results converge to support the view that in ASD difficulties in perceiving and integrating lower-level sensory features, i.e. acoustic characteristics of the voice might critically contribute to difficulties in higher-level social cognition, i.e. voice identity and vocal emotion recognition.

Kommunikation ist allgegenwärtig in unserem Alltag. Personen mit einer Autismus-Spektrum-Störung (ASS) zeigen soziale Schwierigkeiten und beim Erkennen von Kommunikationssignalen von Gesicht und Stimme. Da derartige Schwierigkeiten die Lebensqualität beeinträchtigen können, ist ein tiefgreifendes Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen von großer Bedeutung. In der vorliegenden Dissertation befasste ich mich mit sensorischen Gehirnmechanismen, die der Verarbeitung von Kommunikationssignalen zugrunde liegen und, die in der Forschung zu ASS bisher wenig Beachtung fanden. Erstens untersuchte ich, ob eine intranasale Gabe von Oxytocin die Erkennung der Stimmenidentität beeinflussen, und ihre Auffälligkeiten bei Personen mit ASS mildern kann. Zweitens erforschte ich, welche neuronalen Prozesse den Schwierigkeiten in der Wahrnehmung visueller Sprache in ASS zugrunde liegen, da bisherige Evidenz nur auf Verhaltensdaten basierte. Diese Fragestellungen beantwortete ich mit Hilfe von funktioneller Magnetresonanztomographie, Eyetracking und Verhaltenstestungen. Die Ergebnisse der Dissertation liefern neuartige Erkenntnisse, die für Personen mit ASS und typisch entwickelte Personen von hoher Relevanz sind. Erstens bestätigen sie die Annahmen, dass atypische sensorische Mechanismen für unser Verständnis der sozialen Schwierigkeiten in ASS grundlegend sind. Sie zeigen, dass atypische Funktionen sensorischer Gehirnregionen den Kommunikationseinschränkungen in ASS zugrunde liegen und die Effektivität von Interventionen beeinflussen, die jene Schwierigkeiten vermindern sollen. Zweitens liefern die Ergebnisse empirische Evidenz für theoretische Annahmen darüber, wie das typisch entwickelte Gehirn visuelle Kommunikationssignale verarbeitet. Diese Erkenntnisse erweitern maßgeblich unser aktuelles Wissen und zukünftige Forschungsansätze zur zwischenmenschlichen Kommunikation. Außerdem können sie neue Interventionsansätze zur Förderung von Kommunikationsfähigkeiten hervorbringen. / Communication is ubiquitous in our everyday life. Yet, individuals with autism spectrum disorder (ASD) have difficulties in social interactions and to recognize socially relevant signals from the face and the voice. Such impairments can vastly affect the quality of life - a profound understanding of the mechanisms behind these difficulties is thus strongly required. In the current dissertation, I focused on sensory brain mechanisms that underlie the perception of emotionally neutral communication signals that so far have gained little attention in ASD research. I studied the malleability of voice-identity processing using intranasal administration of oxytocin, and thus the potential to alleviate voice-identity recognition impairments in ASD. Furthermore, I investigated brain mechanisms that underlie recognition difficulties for visual speech in ASD, as until now evidence on visual-speech recognition in ASD was limited to behavioral findings. I applied methods of functional magnetic resonance imaging, eye tracking, and behavioral testing. The contribution of the present dissertation is twofold. First, the findings corroborate the view that atypical sensory perception is a critical cornerstone for understanding of social difficulties in ASD. Dysfunction of visual and auditory sensory brain regions might contribute to difficulties in processing aspects of communication signals in ASD and modulate the efficacy of interventions for improving the behavioral deficits. Second, the findings deliver empirical support for a recent theoretical model of how the typically developing brain perceives dynamic faces. This improved our current knowledge about brain processing of visual communication signals in the typically developing population. Advanced scientific knowledge about human communication, as provided in the current dissertation, propels further empirical research and development of clinical interventions that aim to promote communication abilities in affected individuals.

Belohnungen sind im Leben des Menschen von enormer Bedeutung. Es wurde vermutet, dass die zentralen sozialen Schwierigkeiten bei Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) auf eine verminderte Reaktionsfähigkeit auf spezifische soziale Belohnungen zurückzuführen sein könnten. Die Literatur zu diesem Thema ist jedoch nicht schlüssig. Diese Dissertation umfasst vier Studien, die die Reaktionsfähigkeit auf soziale und nicht-soziale Belohnungen unter besonderer Berücksichtigung von ASS und autistischen Merkmalen untersuchen. In den Studien 1 und 2 wurden neuronale (ereigniskorrelierte Potenziale), autonome (Pupillengröße) und verhaltensbezogene (Selbstberichte und Reaktionszeiten) Indizes der Reaktion auf soziale und nicht-soziale Belohnungen bei Personen mit ASC sowie mit ausgeprägten und geringen autistischen Merkmalen untersucht. Wir stellten fest, dass ein höheres Maß an autistischen Merkmalen bei klinischen ASS und in der Allgemeinbevölkerung mit einer verstärkten neuronalen und autonomen Verarbeitung, typischen Leistungen und einer geringeren selbstberichteten Belohnungssensitivität verbunden war. Studie 3 untersuchte die Auswirkungen von sozialer Vertrautheit und Belohnungskontext auf die Pupillenreaktionen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Belohnungswert eines positiven Reizes bei vertrauten Gesichtern höher ist und von der Assoziation zwischen Handlung und Ergebnis abhängt. Studie 4 ist eine theoretische Perspektive zum Verständnis der Multidimensionalität von Belohnungen und zum Umgang damit. In allen Studien konnte ich nachweisen, dass das Belohnungsverhalten von ASS vielfältig und atypisch, aber nicht defizitär ist. Außerdem schlage ich eine Definition von Belohnung vor, die sie von einem rein positiven Stimulus unterscheidet. Schließlich erörtere ich diese Arbeit im breiteren Rahmen der sozialneuropsychologischen Forschung und zeige Möglichkeiten auf, wie sie in künftigen Studien weiter verbessert werden kann. / Rewards are immensely important in human lives. It has been suggested that the core social difficulties in autism spectrum conditions (ASC) may stem from lowered responsiveness to specifically social rewards. However, the literature on this topic is inconclusive. This dissertation includes four studies investigating reward responsiveness to social and non-social rewards with particular focus on ASC and autistic traits. Studies 1 and 2 investigated neuronal (event-related potentials), autonomic (pupil sizes) and behavioural (self-reports and reaction times) indexes of responsiveness to social and non-social rewards in individuals with ASC, and with high and low autistic traits. We observed that higher levels of autistic traits in clinical ASC and in the general population were linked to enhanced neuronal and autonomic processing, typical performance, and decreased self-reported reward sensitivity. Study 3 investigated the effects of social familiarity and rewarding context on pupillary responses. The results indicated that the reward value of a positive stimulus is higher for more familiar faces and depends on action-outcome associations. Study 4 is a theoretical perspective on understanding and working with multidimensionality of rewards. Across all studies, I provide evidence for multifaceted and atypical, but not deficient, reward responsiveness in ASC. Further, I propose a definition of reward which differentiates it from a merely positive stimulus. Finally, I discuss this work in the broader framework of social neuropsychology research and identify the ways in which it can be further improved in future studies.

Eine effektive Förderung des Sozialverhaltens autistischer Kinder erfordert ein tiefgehendes Verständnis der Ursachen maladaptiver Reaktionen und die Bereitstellung eines leicht verfügbaren Förderangebots. Hier haben digitale Angebote ein großes Potential. Ebenso wie bei der Ursachenforschung mangelt es jedoch an Forschungsansätzen, welche eine Vielzahl an kognitiven und emotionalen Prozessen in die digitale Förderung integrieren. Dementsprechend untersuchte die Dissertation zunächst das Zusammenspiel verschiedener Ursachen aggressives Sozialverhaltens anhand eines etablierten Modells der sozial-kognitiven Informationsverarbeitung. Durch die Integration verschiedener Facetten der Empathie und deren zugrundeliegende Kompetenzen in ein digitales Förderangebot sollte im zweiten Schritt eine Verbesserung des Sozialverhaltens autistischer Grundschüler:innen erreicht werden. Es zeigte sich, dass Emotionsdysregulation verschiedene Formen aggressiven Sozialverhaltens und damit assoziierte feindselige Attributionen verstärkt. Letztere stand vor allem mit verbalen und verdeckten Aggressionsformen sowie mit guten Emotionserkennungsfertigkeiten im Zusammenhang. Eine Verbesserung des Sozialverhaltens und der Emotionsregulation konnte mittelfristig durch das sechswöchige, eltern-begleitete eLearningprogramm „Zirkus Empathico“ erreicht werden. Die multizentrische, randomisiert kontrollierte Studie ergab zudem kurzfristige und moderate Interventionseffekte für Empathie und Emotionserkennung als primäre Endpunkte. Insgesamt unterstreicht die Dissertation die Validität etablierter Modelle der sozialen Informationsverarbeitung sowie die Relevanz, diese zukünftigen Forschungs- und Interventionsansätzen zugrunde zu legen. Durch die Integration verschiedener sozio-emotionaler Kompetenzen scheint die digitale Intervention Zirkus Empathico prosoziales Verhalten autistischer Kinder auf effektive und praktikable Weise zu fördern. / Effective training of autistic children`s social behavior requires an in-depth understanding of the causes of maladaptive responses and the provision of easily accessible support services. In this context, digital interventions have great potential. However, there is a lack of research approaches that integrate a variety of cognitive and emotional processes into both, explanation and digital support. The present dissertation first examined the interplay of different causes of aggressive social behavior by applying an established model of social-cognitive information processing to a sample of autistic elementary school students. Second, by integrating different facets of empathy and their underlying competencies into a digital program, the social behavior of autistic elementary school children should be improved. First, it was shown that emotion dysregulation strengthens various forms of aggressive social behavior and associated hostile attribution biases. The latter was mainly related to verbal and covert forms of aggression and good emotion recognition skills. Second, the parent-assisted eLearning program "Zirkus Empathico" led to a medium-term improvement in social behavior and emotion regulation after a six-week training. In addition, the multicenter randomized controlled trial showed moderate intervention effects on empathy and emotion recognition as primary outcomes, which were no longer detectable three months later. Overall, the dissertation highlights the validity of established models of social information processing and the relevance of using them as a foundation for future research and intervention. By integrating various socio-emotional competencies, the digital intervention Zirkus Empathico seems to strengthen autistic children’s prosocial behavior effectively and feasibly.