Wie bereits mehrfach in anderen Studien beschrieben (Falkenstein et al., 1991; Gehring et al., 1993; Holroyd & Coles, 2002) konnte ein signifikanter Unterschied im EEG nach richtigen Antworten im Vergleich zu Fehlern in einem Zeitfenster von -35 bis 108 ms und von 110 bis 450 ms gezeigt werden. Die als Differenz aus den negativsten beziehungsweise positivsten Peaks nach falschen und richtigen Antworten berechnete „error-related negativity“ (ERN) und „error positivity“ (Pe) als wichtigste Komponenten der Fehlerverarbeitung zeigten im Vergleich zu anderen Studien zwar geringere, aber trotzdem vergleichbare Werte. Um den Einfluss von genetischen Unterschieden auf die Fehlerverarbeitung deutlich zu machen, wurde in dieser Studie untersucht, inwieweit Polymorphismen des Dopamintransporters (DAT), der Catechol-O-Methyl-Transferase (COMT) und des Phosphoproteins Stathmin Einfluss auf die Ausprägung der ERN und der Pe nehmen. Bezüglich des DAT-Polymorphismus konnte ein signifikanter Einfluss weder auf die ERN noch auf die Pe nachgewiesen werden. Hier ist zu vermuten, dass der Polymorphismus den Dopaminhaushalt der Basalganglien nicht nennenswert beeinträchtigt und demnach keinen Einfluss auf die Fehlerverarbeitung hat. Im Hinblick auf den COMT – Polymorphismus zeigte sich zwar kein Effekt auf die ERN, bei der Pe konnte man allerdings signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen feststellen. Hier zeigten die homozygoten Träger des „val“ – Allels signifikant höhere Pe – Amplituden als die homozygoten Träger des „met“ – Allels. Heterozygote Personen lagen hinsichtlich der Pe – Amplitude zwischen den beiden anderen Gruppen. Dieser Effekt entspricht zwar nicht den Ergebnissen von anderen Studien (Egan et al., 2005; Frank et al., 2007), sollte aber dennoch Gegenstand weiterführender Forschung sein. Der Polymorphismus im Gen des Phosphoproteins Stathmin beeinflusste zwar die Amplitude der Pe nicht, zeigte aber signifikante Auswirkungen auf die ERN, wobei hier Träger des T-Allels signifikant kleinere ERN-Amplituden aufwiesen als Probanden, die dieses Allel nicht trugen. Allerdings wurde deutlich, dass dieser Effekt nach genauerer Analyse nicht stabil gegenüber Veränderungen war. Trotzdem ist davon auszugehen, dass dieser Polymorphismus die Funktion des ACC und damit auch die Fehlerverarbeitung beeinflusst, wodurch die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen auf dem Gebiet des Phosphoproteins Stathmin gegeben ist. / As already published in several studies (Falkenstein et al., 1991; Gehring et al., 1993; Holroyd & Coles, 2002) a significant difference after correct answers compared to errors could be shown in EEG in a time window of -35 to 108ms and 110 to 450ms. The error related negativity (ERN) and error positivity (Pe) showed comparable values to other studies. To demonstrate the influence of genetic difference to the error processing, this study researched the influence of dopamine transporter (DAT), catechol-o-methyl transferase (COMT) and Stathmine to ERN and Pe. The DAT polymorphism does not have any significant influence to ERN and Pe. The COMT polymorphism shows no significant influence to ERN, but there is a significant influence to Pe. The genetic polymorphism of Stathmine does not have any impact on the amplitude of Pe but shows significant influence to ERN.

ADHS ist eine häufig diagnostizierte Erkrankung in der Kinder- und Jugendpsychiatrie; etwa 5 % aller Kinder sind betroffen. Als Kardinalsymptome gelten Hyperaktivität, Aufmerksamkeitsprobleme und erhöhte Impulsivität. Die familiäre Häufung lässt auf eine genetische Prädisposition schließen. In dieser Arbeit werden mittels eines EEGs elektrophysiologische Aktivitäten des Gehirns der teilnehmenden Kinder aufgezeichnet. Dabei bilden die ereignisbezogenen Potentiale (EPs) den Informationsverarbeitungsprozess ab, welcher während der Bearbeitung eines Konfliktparadigmas - in unserer Untersuchung der Eriksen-Flanker Task - entsteht. Es ist bekannt, dass ADHS-Patienten höhere Fehlerraten und längere Reaktionszeiten in derartigen Aufgaben zeigen und Fehler vermehrt in Serien auftreten. Von besonderem Interesse sind Potentiale die direkt nach einem Fehler abgeleitet werden können; die error-related negativitiy (Ne) bzw. positivity (Pe). Die Datenauswertung erfolgte mittels in vorherigen Studien aufgezeichneten Datensätzen. Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss der vorangegangenen Antwort, und damit des Primings bzw. der Sequenzeffekte bei ADHS-betroffenen Kindern und einer Kontrollgruppe auf die folgende Antwort und die dabei auftretenden Hirnpotentiale zu untersuchen. Bezüglich der Ne und Pe besteht für ADHS-Patienten eine heterogene Befundlage. Wir konnten feststellen und damit Ergebnisse vorheriger Studien replizieren, dass die Ne- Amplitude bei Kindern mit ADHS – im Gegensatz zur Kontrollgruppe- geringer ausgeprägt ist und keinen Sequenzeffekten (d.h. keinem Priming) unterliegt. Für die Pe-Amplitude konnten wir keine Abweichungen im Vergleich zu der Kontrollgruppe feststellen. Auch unterlag die Pe-Amplitude bei beiden Gruppen keinem Primingeinfluss. Dies lässt den Rückschluss zu, dass nur bei ADHS und nur für die Ne eine neuronale Dysfunktion angenommen werden kann. Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass die veränderte Ne-Amplitude möglicherweise störungsspezifisch für ADHS sein könnte und somit die Möglichkeit für den Einsatz als diagnostisches Kriterium besteht.

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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.

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Eine überaktive Überwachung eigener Handlungen, welche sich in erhöhten Amplituden der error-related negativity (ERN) zeigt, scheint eine zentrale Rolle in der Pathophysiologie der Zwangsstörung zu spielen. Die funktionelle Bedeutsamkeit der ERN, die Mechanismen, die zur erhöhten ERN bei Zwangsstörungen beitragen und der Nutzen der ERN als Ansatzpunkt für Interventionen sind jedoch nicht vollständig geklärt. Diese Dissertation umfasst drei Studien, deren Ziel es war, diese Aspekte zu untersuchen. Studie 1 untersuchte die affektive Bewertung eigener Handlungen und zeigte, dass Handlungen automatisch affektive Valenz zugeschrieben wird. Darauf aufbauend untersuchte Studie 2, ob die ERN die Valenzbewertung von Fehlern widerspiegelt und ob eine veränderte Fehlerbewertung zur erhöhten ERN bei Zwangsstörungen beiträgt. Die Ergebnisse zeigten, dass Personen mit Zwangsstörung eine verminderte Valenzbewertung von Fehlern aufweisen, lieferten aber keine Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen ERN und Fehlerbewertung, was nahelegt, dass eine veränderte Fehlerbewertung nicht der erhöhten ERN bei Zwangsstörungen zugrunde liegt. Studie 3 untersuchte, ob die ERN durch nicht-invasive Hirnstimulation modulierbar ist und lieferte Hinweise darauf, dass kathodale transkranielle Gleichstromstimulation über dem prä-supplementär motorischen Areal die ERN bei gesunden Personen und Personen mit Zwangsstörung reduziert. Zusammenfassend zeigen die Studien, dass die Handlungsüberwachung die affektive Bewertung eigener Handlungen umfasst und dass dieser Prozess bei Zwangsstörungen verändert ist; eine veränderte Fehlerbewertung scheint jedoch nicht der erhöhten ERN bei Zwangsstörungen zugrunde zu liegen. Diese Erkenntnisse tragen zum Verständnis neurokognitiver Veränderungen bei dieser Störung bei. Zudem zeigen die Ergebnisse, dass nicht-invasive Hirnstimulation das Potenzial hat, die ERN bei Personen mit Zwangsstörung abzuschwächen. Dies könnte den Weg für neue Interventionsstrategien ebnen. / Overactive performance monitoring, as indicated by increased amplitudes of the error-related negativity (ERN), is considered to play a central role in the pathophysiology of obsessive-compulsive disorder (OCD). However, the functional significance of the ERN, the mechanisms contributing to increased ERN amplitudes in OCD, and the utility of the ERN as a target for intervention are not fully understood. This dissertation comprises three studies that aimed to shed light on these questions. Study 1 examined the affective evaluation of own actions, revealing that affective valence is automatically assigned to actions. Building upon this, Study 2 investigated whether the ERN reflects the valence evaluation of errors and whether altered error evaluation contributes to heightened ERN magnitude in OCD. The results indicated that individuals with OCD show reduced valence evaluation of errors, yet they provided no evidence for an association between ERN and error evaluation, suggesting that altered error evaluation may not underlie elevated ERN magnitude in OCD. Study 3 investigated whether the ERN can be modulated by non-invasive brain stimulation, and provided tentative evidence that cathodal transcranial direct current stimulation over the presupplementary motor area reduces the ERN in healthy individuals and individuals with OCD. In summary, the studies provide evidence that performance monitoring encompasses the affective evaluation of own actions and demonstrate that this process is altered in OCD; however, aberrant error evaluation does not seem to underlie heightened ERN amplitudes in OCD. These insights contribute to the understanding of neurocognitive alterations in this disorder. Additionally, the results suggest that non-invasive brain stimulation has the potential to attenuate the ERN in individuals with OCD, which may pave the way for novel intervention strategies.