In der Hyperscanning-Literatur finden sich wiederholt Befunde, die darauf hinweisen, dass synchronisierte Muster zwischen Gehirnen (inter-brain-Synchronisation) interpersonale Handlungskoordination charakterisieren. Die funktionale Bedeutung dieser Muster wird in der Literatur kontrovers diskutiert. Mit einer Serie empirischer Studien untersucht diese Dissertation den Einfluss einzelner kognitiver Mechanismen auf die inter-brain-Synchronisation. Studie I untersucht den Zusammenhang zwischen Aufmerksamkeit und inter-brain-Synchronisation im Kontext einer visuellen Suchaufgabe. Studie II vergleicht, mittels eines neu entwickelten experimentellen Paradigmas, bei konstanter Dynamik der motorischen Handlungen zweier Probanden reziproke und parallele interpersonale Handlungskoordination. Studie III dient der Etablierung der schwachen Wechselstromtechnologie in unserem Labor. In Studie IV werden mittels dieser Technik zwei miteinander trommelnde Probanden auf ‚die gleiche Wellenlänge‘ gebracht um einen möglichen kausalen Zusammenhangs zwischen inter-brain-Synchronisation und interpersonaler Verhaltenssynchronisation zu testen. In der übergreifenden Diskussion der Befunde meiner Studien zeige ich eine mögliche Ursache für die bisherige Unklarheit der funktionalen Rolle von inter-brain-Synchronisation auf: der Mangel einer Definition sozialer Interaktion in der Hyperscanning-Literatur. Basierend auf Theorien der interper¬sonalen Handlungskoordination führe ich eine Arbeitsdefinition sozialer Interaktion und der ihr zugrunde liegenden kognitiven Prozesse ein: Mechanismen der Aufmerksamkeit, der Handlungsvorhersage und der Handlungsreaktion. Ich schließe diese Dissertation mit der Überlegung, dass inter-brain-Synchronisation Übereinstimmungen der Handlungen und der mentalen Handlungsmodelle mehrerer Individuen reflektiert, und zwar unabhängig davon, ob diese Übereinstimmungen von gemeinsamem Handeln begleitet werden oder nicht. / The literature on hyperscanning gives ample evidence that inter-brain synchronized patterns emerge during social interaction. However, it remains under debate to what extent synchronized patterns between brains serve a mechanistic function in social interaction. In this dissertation, I try to disentangle the contribution of cognitive mechanisms on inter-brain synchronized patterns with a series of empirical studies. Study I investigates the influence of modified attention on inter-brain phase synchronization during an enumeration visual search paradigm. Study II uses a novel paradigm of interpersonal action coordination. It compares reciprocal real-time coordination to parallel coordination with a common driver, while keeping behavioral dynamics comparable across conditions. Study III builds methodological expertise in transcranial alternating current stimulation (tACS). In Study IV, the tACS setup is extended to the simultaneous phase-locked stimulation of multiple individuals (hyper-tACS). This directly tests a potential relation between inter-brain synchronization and interpersonal synchronization performance during dyadic drumming by attempting to experimentally tune two participants’ brains more or less ‚on the same wavelength‘ using the tACS device. In discussing the results of this series of empirical studies, I suggest that the lack of a clear definition of social interaction may be at the origin of controversies about the functional role of inter-brain synchronization patterns. Building on a conceptual framework of interpersonal action coordination, I propose a working definition of social interaction and its cognitive core processes. I suggest to stop trying to disentangle inherent aspects of social interaction, such as synchronized actions, from ‚true social interaction‘ and instead to focus on the relative influence of attentive, predictive and, reactive mechanisms on inter-brain synchronization and associated behavioral dynamics.

Impulsivität ist ein zentraler Aspekt der Persönlichkeit, welcher entlang eines Kontinuums in normaler bis devianter Ausprägung auftreten kann. So moduliert persönlichkeitsbezogene Impulsivität sowohl das Verhalten Gesunder, als auch, in ihrer extremen Ausprägung, klinisch relevante Verhaltensweisen. Signifikant überdurchschnittlich ausgeprägte Impulsivität gilt als charakteristisch für eine Vielzahl psychiatrischer Krankheitsbilder wie Abhängigkeitserkrankungen. Die differentiell-psychologische Forschung geht von einer Persönlichkeitseigenschaft aus, welche den verschiedenen Facetten des Phänomens Impulsivität zu Grunde liegt. Jedoch sind strukturelle Bildgebungsstudien an gesunden Probanden zu diesem Gegenstand noch immer rar und ihre Befunde sehr heterogen. Ziel der vorliegenden publikationsbasierten Dissertationsschrift ist es, einen Beitrag zu einem vertieften Verständnis zerebraler struktureller Korrelate persönlichkeitsbezogener Impulsivität bei Gesunden zu leisten. In drei empirischen Untersuchungen wurden Daten struktureller Magnetresonanztomographie bei Gesunden erhoben und jeweils auf korrelative Zusammenhänge mit persönlichkeitsbezogener Impulsivität getestet. Insgesamt zeigten die für multiple Testung korrigierten Ergebnisse dieser Arbeit negative Korrelationen zwischen persönlichkeitsbezogener Impulsivität und morphometrischen Maßen (kortikale Dicke, kortikales Volumen) des linken superior frontalen Kortex, des linken mittleren frontalen Kortex sowie des linken orbitofrontalen Kortex. Erstmalig wurden Zusammenhänge zwischen Impulsivität als spezifischer Persönlichkeitsfacette und der Kortexdicke an einer repräsentativen gesunden Stichprobe gezeigt. Insgesamt weisen die Ergebnisse auf eine zentrale Rolle linkshemisphärischer Strukturen im Bereich des präfrontalen Kortex für Impulsivität hin. / Impulsiveness is a pivotal aspect of personality comprising a continuum from normal to deviant occurrence. Trait impulsiveness modulates both behavior in healthy individuals and, in its extreme occurrence, even clinically relevant behavior. So, inhibition disorder is understood to be a characteristic in a number of mental health problems such as addiction disorders, personality disorders and attention deficit/ hyperactivity disorders. Research in the field of personality psychology views impulsiveness as a broad trait underlying all of the different facets of impulsiveness. The interest in the biological correlates of trait impulsiveness has stimulated a growing number of neuroscientific studies. However, non-clinical structural imaging studies on impulsiveness are still rare and their findings very heterogeneous. The present cumulative thesis aims to contribute to an advanced understanding of structural cerebral correlates of trait impulsiveness in healthy individuals. Within the scope of three empirical studies structural data were acquired by means of high-resolution magnetic resonance scans in healthy participants and tested respectively for correlations with trait impulsiveness. Summarizing these present studies’ findings, the results surviving a multiple comparison corrected threshold showed negative correlations between trait impulsiveness and morphometric measurements (cortical thickness, cortical volume) of the left superior frontal cortex, the left middle frontal cortex and the left orbitofrontal cortex. For the first time, associations between impulsiveness as a certain facet of personality and cortical thickness have been shown in a representative healthy sample. The present work provides further insight into structural cerebral substrates of trait impulsiveness considering novel methodological aspects. In summary, the results suggest structures of the left prefrontal cortex play a central role in impulsiveness.