Gesichterwahrnehmung und –gedächtnis («Gesichterkognition») sind wesentliche Facetten der sozialen Intelligenz, und deren Entwicklung gehört zu einem zentralen Forschungsthema. Jedoch besteht eine Kontroverse über die Frage der frühen oder späten Reifung diesen Fähigkeiten. Die Varianz wird dabei meist ignoriert, wodurch die Fragestellung "frühe vs späte Reifung" möglicherweise verkürzt wird, denn in den unterschiedlichen Kohorten können sich starke individuelle Unterschiede in Gesichterkognition zeigen. Außerdem machen es Lücken in der Untersuchung der Varianz unmöglich, die Assoziation der Gesichterkognition mit allgemeinen kognitiven Prozessen zu verfolgen, und die Spezifität der Gesichterkognition in der Kindheit und Adoleszenz bleibt offen. Basierend auf den früheren differenzialpsychologischen Untersuchungen der Struktur der Gesichterkognition und der Varianz bei Erwachsenen wurde in Rahmen der aktuellen Dissertation dieser Ansatz für die Kindheit und Adoleszenz adaptiert. Basierend auf den Ergebnissen von 338 Kindern und Jugendlichen wurden folgende Schlussfolgerungen formuliert: a) der Ansatz für die Untersuchung der Varianz ermöglichte das 2-faktorielle Modell der Gesichterkognition (Gesichterwahrnehmung und Gesichtergedächtnis) zu replizieren und die Invarianz dieser Struktur über Kindheit und Adoleszenz zu demonstrieren; b) aktueller Ansatz ermöglichte es, signifikante altersbedingte Leistungsunterschiede in beiden latenten Faktoren zu zeigen; c) Obwohl das Niveau der Reifung der Gesichterkognition in hohem Maße mit der allgemeinen kognitiven Entwicklung verbunden ist, sind die Gesichterwahrnehmung und das Gesichtergedächtnis im Vergleich zur Objekterkennung spezifisch und haben einen besonderen sozialen Charakter. Die aktuelle Dissertation enthält eine Reihe von methodischen Empfehlungen, die mit der Messung der Gesichterkognition in der Kindheit und Adoleszenz verbunden sind, insbesondere - die Entwicklung der multivariaten Messung. / Face perception and memory ("face cognition") are basic facets of social intelligence, and their development is a central topic for developmental science. Nevertheless, there is acute controversy over the issue of early or late maturation of these abilities. In addition, variance in face cognition abilities was ignored so far, leading to the absence of information, how children in a given age cohort differ in these abilities and making it impossible to investigate the association of face cognition abilities with general cognitive abilities; hence, the question about the specificity of face cognition abilities in childhood and adolescence remains open. Based on the earlier differential psychological studies of the structure of face cognition and variance in adulthood, within the current dissertation this approach was adopted to childhood and adolescence. Based on the results of 338 children and adolescents, the following conclusions were formulated: a) the individual differences approach allowed to establish the 2-factorial model of face cognition abilities (face perception and face memory) and to demonstrate invariance of this structure across childhood and adolescence; b) current approach allowed to demonstrate substantial age-related performance differences in both latent factors; c) although the level of maturation of face cognition is highly associated with general cognitive development, face perception and face memory are specific and have a social character compared to object recognition. The current dissertation contains a number of methodological recommendations related to the measurement of face cognition in childhood and adolescence, most important - the development of multivariate measurement.

In dieser Arbeit untersuche ich der Gesichterkognition zugrundeliegende biologischen Mechanismen auf der genetischen, neuronalen und verhaltensbasierten Ebene. Die neuronale Aktivität wurde mittels ereigniskorrelierter Potenziale (EKPs) untersucht und ihre Latzenzvariabilität innerhalb der Person wurde durch eine innovative Methode, Residue Iteration Decomposition (RIDE), gemessen. Die erste Studie demonstriert die Reliabilität von RIDE für die Extraktion von Einzeltrialparametern der P3b Komponente, welche in der zweiten Studie die Basis für die Untersuchung der Innen-Subjekt-Variabilität (ISV) bei der Geschwindigkeit der Gesichterkognition bildet. Die zweite Studie untersucht individuelle Unterschiede in ISV in ihrer genetischen Variation, gemessen an der Verhaltens- und neuronalen Ebene während einer Gesichterkognitionsaufgabe. Die Ergebnisse zeigen, dass ISV nicht nur mit dem COMT Val158Met Polymorphismus zusammenhängt, sondern auch von der geforderten kognitiven Verarbeitung abhängt. Zudem ist die ISV in der Reaktionszeit teilweise durch die ISV in der Geschwindigkeit zentralkognitiver Prozesse erklärbar. Studie 3 liefert neuartige Informationen für die N1/N170 Forschung. Mit einem differentialpsychologischen Ansatz konnten wir nicht nur vorangegangene Ergebnisse zur Vorhersagekraft der N170 für individuelle Unterschiede in der Gesichterkognition replizieren, sondern auch die individuellen Unterschiede in der N170 in einen allgemeinen und einen gesichtsspezifischen Teil mit unterschiedlicher Vorhersagekraft zerlegen. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass top-down Modulationen der N170 unterscheidbare und qualitativ unterschiedliche Beziehungen zu Fähigkeiten der Gesichterkognition aufweisen. Insgesamt zeigen die integrierten Ergebnisse der Studien meiner Dissertation die psychologische Bedeutsamkeit der intra- und interindividuellen Variabilität in der Gesichterkognition für die Erforschung der ihr zugrundeliegenden biologischen Mechanismen. / The biological mechanisms underlying face cognition from an inter- and intra-individual variability perspective at the genetic, neural, and behavioral levels are investigated. The neural activities related to face processing are measured by event-related potentials (ERPs) and their trial-by-trial latency variability are estimated using a novel and well-established method, Residue Iteration Decomposition (RIDE). Study 1 demonstrates the reliability of RIDE in extracting single-trial parameters of the P3b component. In the Study 2, individual differences in ISV of face processing speed, measured at both behavioral and neural levels during a face processing task, are studied in their genetic variation. The results suggest that individual differences in ISV are related not only to the COMT Val158Met polymorphism, but also to the type of cognitive processing (e.g., memory domain). Moreover, we showed that ISV in reaction time can be partially explained by ISV in the speed of central cognitive processes. Furthermore, the individual differences approach in Study 3, provided valuable and novel information beyond the common group-mean approach applied in the N1/N170-related research. Based on this approach, not only we could replicate previous findings that the N170 predicts individual differences in face cognition abilities, but also we could decompose individual differences in the N170 into a domain-general and a face-specific part with different predictive powers. Moreover, we showed that top-down modulations on the N170 have separable and qualitatively different relationships to face cognition abilities. In summary, the integrated results from different studies in my dissertation demonstrate the psychological importance of the information provided by inter- and intra-individual variability in face processing in the investigation of its underlying biological mechanisms.

Experimentelle und neurophysiologische Studien weisen auf eine Spezifität der Gesichterkognition hin. In der differentiellen Psychologie wird ein Schwerpunkt auf die Differenzierbarkeit sozio-kognitiver Leistungen von akademischen Fähigkeiten gelegt. Dabei werden bislang kaum Versuche unternommen, Messmodelle zu etablieren, die in neurokognitiven Modellen verankert sind. Basierend auf neuartigen Versuchen zur Etablierung solcher Modelle ist es das Ziel dieser Dissertation, die Robustheit dieser Modelle aus einer entwicklungspsychologischen Perspektive zu betrachten und diese zu erweitern. Zudem werden altersbedingte Leistungsunterschiede in der Gesichterkognition auf der Ebene latenter Faktoren ermittelt und die Hypothese altersbedingter kognitiver Dedifferenzierung mit modernen Methoden kritisch untersucht. Das Hauptziel ist die Erbringung entwicklungspsychologischer Evidenz für die Spezifität der Gesichterkognition. In einem ersten - primär methodologischen - Manuskript wird erstmalig in der Literatur die Implementierung von Funktionen der Beobachtungsgewichtung aus der nicht-parametrischen Regression für Strukturgleichungsanalysen vorgeschlagen. Diese Methode ergänzt Multigruppenanalysen bei der Untersuchung kognitiver Dedifferenzierung. Weitere vier Manuskripte adressieren Fragestellungen zur Gesichterkognition und zeigen: 1) Gesichterwahrnehmung, Gesichtergedächtnis und die Schnelligkeit der Gesichtererkennung sind separierbare Prozesse über die gesamte erwachsene Lebensspanne; 2) die Schnelligkeit der Gesichtererkennung kann nicht von der Schnelligkeit der Emotions- und Objekterkennung faktoriell getrennt werden; 3) Gesichterwahrnehmung und Gesichtergedächtnis können bis zum späten Alter von allgemeinen kognitiven Fähigkeiten getrennt werden, und 4) eine leichte Dedifferenzierung zwischen Objekt- und Gesichterkognition tritt auf der Ebene von Akkuratheitsmessungen auf. Implikationen sind in den Manuskripten ausführlich diskutiert und im Epilog zusammengefasst. / Cognitive-experimental and neuropsychological studies provided strong evidence for the specificity of face cognition. In individual differences research, face tasks are used within a broader variety of tasks, usually with the intention to measure some social skills. Contemporary individual differences research still focuses on the distinction between social-emotional vs. academic intelligence, rather than establishing measurement models with a solid basis in experimental and neuropsychological work. Building upon recent efforts to establish such measurement models this dissertation aimed to extend available models and assess their robustness across age. Furthermore, it investigates mean age differences for latent factors, critically looks at phenomena of dedifferentiation with novel and innovative analytic methods, and attempts to provide more evidence on the uniqueness and communalities of face cognition throughout adulthood. In a first primarily methodological manuscript, we propose for the first time in the literature an implementation of functions to weight observations used in nonparametric regression approaches into structural equation modeling context, which can fruitfully complement traditionally used multiple-group approaches to investigate factorial dedifferentiation. In the following four manuscripts, we investigated individual and age-differences in face cognition. Results show that: 1). Face perception, face memory and the speed of face cognition remain differentiable throughout adulthood; 2). The speed of face cognition is not differentiable from the speed of perceiving emotional expressions in the face and complex objects, like houses; 3). Face perception and memory are clearly differentiable from abstract cognition throughout adulthood; and 4). A slight dedifferentiation occurs between face and object cognition. Implications are discussed in the manuscripts and the epilogue.

Das Konzept der interpersonellen Fähigkeiten bezieht sich auf Leistungsaufgaben der sozialen Kognition. Diese Aufgaben messen die Fähigkeiten Gesichter zu erkennen und sich diese zu merken sowie Emotionen zu erkennen und diese auszudrücken. Ziel dieser Dissertation war die Untersuchung des Einflusses von interpersonellen Fähigkeiten auf soziale Entscheidungen. Ein besonderer Fokus lag auf der Quantifizierung von individuellen Unterschieden in zugrundeliegenden neuronalen Mechanismen. Studie 1 erweiterte bestehende Evidenz zu Beziehungen zwischen psychometrischen Konstrukten der Gesichterkognition und Ereigniskorrelierten Potentialen, welche mit den verschiedenen Stadien der Gesichterverarbeitung (Enkodierung, Wahrnehmung, Gedächtnis) während einer Bekanntheitsentscheidung assoziiert sind. Unsere Ergebnisse bestätigen eine substantielle Beziehung zwischen der N170 Latenz und der Amplitude des frühen Wiederholungseffektes (ERE) mit drei Faktoren der Gesichterkognition. Je kürzer die N170 Latenz und je ausgeprägter die ERE Amplitude, umso genauer und schneller ist die Gesichterkognition. Studie 2 ergab, dass die Fähigkeit ängstliche Gesichter zu erkennen sowie die generelle spontane Expressivität während der sozialen Interaktion mit prosozialen Entscheidungen korreliert. Sensitivität für das Leid anderer sowie emotionale Expressivität scheinen reziproke Interaktionen mit Gleichgesinnten zu fördern. Studie 3 bestätigte das Modell der starken Reziprozität, da Prosozialität die negative Reziprozität im Ultimatum Spiel beeinflusste. Unter der Verwendung von Strukturgleichungsmodellen entdeckten wir, dass Menschen mit ausgeprägter Reziprozität eine größere Amplitude der relativen feedback-negativity auf das Gesicht von Spielpartnern zeigen. Insgesamt sprechen die Ergebnisse dafür, dass die etablierten individuellen Unterschiede in den Verhaltensmaßen der interpersonellen Fähigkeiten zum Teil auf individuelle Unterschiede in neuronalen Mechanismen zurückzuführen sind. / The concept of interpersonal abilities refers to performance measures of social cognition such as the abilities to perceive and remember faces and the abilities to recognize and express emotions. The aim of this dissertation was to examine the influence of interpersonal abilities on social decisions. A particular focus lay on the quantification of individual differences in brain-behavior relationships associated with processing interpersonally relevant stimuli. Study 1 added to existing evidence on brain-behavior relationships, specifically between psychometric constructs of face cognition and event-related potentials associated with different stages of face processing (encoding, perception, and memory) in a familiarity decision. Our findings confirm a substantial relationship between the N170 latency and the early-repetition effect (ERE) amplitude with three established face cognition ability factors. The shorter the N170 latency and the more pronounced the ERE amplitude, the better is the performance in face perception and memory and the faster is the speed of face cognition. Study 2 found that the ability to recognize fearful faces as well as the general spontaneous expressiveness during social interaction are linked to prosocial choices in several socio-economic games. Sensitivity to the distress of others and spontaneous expressiveness foster reciprocal interactions with prosocial others. Study 3 confirmed the model of strong reciprocity in that prosociality drives negative reciprocity in the ultimatum game. Using multilevel structural equation modeling in order to estimate brain-behavior relationships of fairness preferences, we found strong reciprocators to show more pronounced relative feedback-negativity amplitude in response to the faces of bargaining partners. Thus, the results of this dissertation suggest that established individual differences in behavioral measures of interpersonal ability are partly due to individual differences in brain mechanisms.