Die sensorischen und hedonischen Eigenschaften von Essen sind wichtige Einflussfaktoren für die Nahrungsauswahl und –aufnahme. Was macht die Anziehungskraft von Nahrungsreizen aus? Die sensorischen und hedonsichen Eigenschaften von Nahrungsreizen werden mit allen Sinnen, oftmals sogar gleichzeitig, verarbeitet. Nahrungswahrnehmung ist damit ein mutlisensorisches Phänomen. Der Geruch, der Anblick, der Tasteindruck oder Geräusche können bereits vor der Nahrungsaufnahme wahrgenommen werden und Erwartungen hinsichtlich des Geschmacks auslösen. Diese prä-ingestiven Wahrnehmungseindrücke spielen daher auch eine maßgebliche Rolle bei der Entstehung von Verlangen und Gelüsten. Während der Nahrungsaufnahme, beim Kauen und Schlucken, spielen die chemischen Sinne, Schmecken und Riechen, eine besondere Rolle. Der Gesamtsinneseindruck aus den chemischen Sinneskanälen wird auch als Flavor bezeichnet. Wobei angemerkt sein soll, dass auch nicht-chemische Sinne, Sehen, Hören und Tasten, in die Flavordefinition einbezogen werden können. Zweifelsohne stellt die Nahrungsaufnahme ein komplexes Verhalten dar, das perzeptuelle, kognitive und Stoffwechselprozesse gleichermaßen umfasst. Die vorliegende Habilitationsschrift widmet sich der Untersuchung der neurokognitiven Mechanismen der visuellen, gustatorischen und flavour Wahrnehmung von Nahrungsobjekten und umfasst Untersuchungen zur Vulnerabilität der neuronalen Repräsentationen durch kontextuelle Reize. Zusammenfassend schließt die Arbeit mit der Feststellung, dass ein umfassendes Verständnis der psychophysiologischen Mechanismen der sensorischen und hedonischen Verarbeitung von Nahrungsreizen über alle Sinne die perzeptuelle Grundlage für nahrungsbezogenes Urteilen und Entscheiden darstellt. / What characterizes food and makes it so tempting? Sensory and hedonic information about food is conveyed by all senses, activated more or less simultaneously, having led to the notion that food perception is a multisensory experience. The smell, sight, touch or sound of a food can be experienced before ingestion and elicit expectations about the "taste" of that food based on previous encounters. It is, therefore, not surprising that these so-called pre-ingestive sensory experiences play a role in the formation of cravings and the elicitation of appetitive responses. Only during consumption, the chemical senses, smell, taste and oral touch and irritation, are experienced in the oral cavity as food is masticated and swallowed and gives rise to the overall experience commonly referred to as taste. While the term taste is, strictly speaking, incorrect as it does not refer to the gustatory perception, many languages including German lack an appropriate term for the holistic flavor experience arising from the food-induced stimulation of the chemical senses, gustation, olfaction and oral somatosensation in a minimalist interpretation, or, in a broader sense, of all our senses, including hearing and vision. Undoubtedly, feeding behavior is characterized by a complex interplay of perceptual, cognitive and metabolic processes and research on the mechanisms by which these processes regulate food intake behavior is only in its infancy. In this thesis, I present a series of studies aiming to elucidate the cortical representations of the visual, gustatory and flavor components of food objects along with evidence for the vulnerability of these presentations to contextual information. Together, I reckon that an understanding of the psychophysiological mechanisms of the sensory and affective processing of food objects mediated by our senses, seeing, smelling, tasting, feeling and hearing, represents the perceptual basis of food-related decision making.

Menschen nehmen Tausende von Stoffen als bitter wahr. Die chemische Struktur der verschiedenen Bitterstoffe ist sehr vielfältig: Sie reicht von kleinen Molekülen wie Kaliumchlorid oder Harnstoff, bis zu sehr komplexen organischen Verbindungen. Die Größe der einzigen bekannten menschlichen Familie von Bitterrezeptoren (TAS2Rs) wurde auf nur ca. 80-120 Mitglieder geschätzt. In Anbetracht der hohen Zahl und Komplexität der Bitterstoffe erscheint die Zahl von Rezeptoren als sehr gering. Dies führt natürlich zu einer Reihe von Fragen: Wie viele Mitglieder hat die menschliche TAS2R-Genfamilie? Wie viele verschiedene Substanzen können denselben Rezeptor aktivieren? Scheint die Zahl der TAS2R-Rezeptoren ausreichend, alle Bitterstoffe wahrnehmen zu können oder muss es noch andere Bitterrezeptorfamilien geben? Diese Fragen zu beantworten, ist das Ziel der vorliegenden Arbeit. <br /> <br /> Hier durchgeführte Analysen des menschlichen Genomprojektes zeigen, dass Menschen ca. 25 TAS2R-Rezeptoren besitzt, die eine sehr divergente Aminosäurestruktur aufweisen. Diese Rezeptoren wurden in eine neu entwickelte Expressionskassette kloniert, die den Transport des Rezeptors an die Zelloberfläche ermöglicht. Um Liganden für die menschliche TAS2R-Rezeptoren zu identifizieren, wurden die Rezeptoren in HEK293 Zellen exprimiert und mit verschiedenen Bitterstoffen stimuliert. Der Nachweis der Rezeptoraktivierung erfolgte durch Calcium-Imaging. Es konnte gezeigt werden, dass hTAS2R16 der menschliche Rezeptor zur Wahrnehmung von Salicin und verwandten bitteren Pyranosiden ist. So wird hTAS2R16 in HEK293 Zellen durch Salicin und chemisch verwandte Substanzen aktiviert. Ein Vergleich der in diesem Messsystem erhaltenen Daten mit psychophysikalisch ermittelten Geschmackswahrnehmungen beim Menschen, ergab eine hohe Übereinstimmung. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die Desensitiverung einzelner Rezeptoren die Ursache für die Adaption des Bittergeschmacks ist. Der Nachweis der Expression des Rezeptors in menschlichen Geschmackspapillen, sowie die festgestellte Assoziation des G/A Polymorpphismus an Position 665 des hTAS2R16 Gens mit einer reduzierten Salicinwahrnehmung, sind weitere unabhängige Beweise für diese These. Ein anderer menschlicher Rezeptor, hTAS2R10, wird durch die Bitterstoffe Strychnin, Brucin und Denatonium aktiviert. Dies sowie die Tatsache, dass die zur Aktivierung benutzten Konzentrationen eine sinnvolle Korrelation zu dem menschlichen Geschmacksschwellwert von Strychnin zeigen, sind starke Hinweise, dass hTAS2R10 der menschliche Rezeptor zur Wahrnehmung von Strychnin und verwandten Substanzen ist. <br /> <br /> Die vorliegenden Daten zeigen eindeutig, dass die TAS2R-Rezeptoren auch beim Menschen Bitterrezeptoren darstellen. Sowohl hTAS2R16, als auch hTAS2R10 werden durch ein Spektrum strukturell sehr unterschiedlicher Bitterstoffe aktiviert. Falls die anderen Mitglieder der TAS2R-Familie ebenfalls dieses Verhalten zeigen, wäre es möglich, dass die nur ca. 25 Mitglieder umfassende TAS2R-Rezeptorfamilie des Menschen tatsächlich zur Wahrnehmung aller Bitterstoffe ausreicht. / Bitter taste generally is aversive and protects vertebrates from ingestion of toxic substances, but bitter tastants also contribute to the enjoyment and palatability of food influencing human nutritional habits. Although bitter taste has been extensively studied, receptor mechanisms are still poorly understood. Anatomic, functional and genetic evidence from rodents suggested, however, that the T2R genes encode a family of bitter receptors while definite proof is missing in humans 6. We here report that the hT2R16 receptor is present in vallate papilla taste buds of the human tongue and activated by bitter b-glucopyranosides. These phytonutrients did not activate any other human T2R and showed similar concentration-response relations and cross-desensitization in hT2R16 expressing cells and psychobiological experiments. hT2R16 is broadly tuned. It binds bitter compounds that share only a b-glycosidic bond and a glucose residue. The broad tuning of T2Rs could explain how a limited number of receptors permits the perception and coding of numerous and different bitter substances. Together our data identify the hT2R16 as a broadly tuned, genuine human bitter receptor for b-glucopyranosides.

Die Wahrnehmung von Geschmacksempfindungen beruht auf dem Zusammenspiel verschiedener Sinneseindrücke wie Schmecken, Riechen und Tasten. Diese Komplexität der gustatorischen Wahrnehmung erschwert die Beantwortung der Frage wie Geschmacksinformationen vom Mund ins Gehirn weitergeleitet, prozessiert und kodiert werden. Die Analysen zur neuronalen Prozessierung von Geschmacksinformationen erfolgten zumeist mit Bitterstimuli am Mausmodell. Zwar ist bekannt, dass das Genom der Maus für 35 funktionelle Bitterrezeptoren kodiert, jedoch war nur für zwei unter ihnen ein Ligand ermittelt worden. Um eine bessere Grundlage für tierexperimentelle Arbeiten zu schaffen, wurden 16 der 35 Bitterrezeptoren der Maus heterolog in HEK293T-Zellen exprimiert und in Calcium-Imaging-Experimenten funktionell charakterisiert. Die Daten belegen, dass das Funktionsspektrum der Bitterrezeptoren der Maus im Vergleich zum Menschen enger ist und widerlegen damit die Aussage, dass humane und murine orthologe Rezeptoren durch das gleiche Ligandenspektrum angesprochen werden. Die Interpretation von tierexperimentellen Daten und die Übertragbarkeit auf den Menschen werden folglich nicht nur durch die Komplexität des Geschmacks, sondern auch durch Speziesunterschiede verkompliziert. Die Komplexität des Geschmacks beruht u. a. auf der Tatsache, dass Geschmacksstoffe selten isoliert auftreten und daher eine Vielzahl an Informationen kodiert werden muss. Um solche geschmacksstoffassoziierten Stimuli in der Analyse der gustatorischen Kommunikationsbahnen auszuschließen, sollten Opsine, die durch Licht spezifischer Wellenlänge angeregt werden können, für die selektive Ersetzung von Geschmacksrezeptoren genutzt werden. Um die Funktionalität dieser angestrebten Knockout-Knockin-Modelle zu evaluieren, die eine Kopplung von Opsinen mit dem geschmacksspezifischen G-Protein Gustducin voraussetzte, wurden Oozyten vom Krallenfrosch Xenopus laevis mit dem Zwei-Elektroden-Spannungsklemm-Verfahren hinsichtlich dieser Interaktion analysiert. Der positiven Bewertung dieser Kopplung folgte die Erzeugung von drei Mauslinien, die in der kodierenden Region eines spezifischen Geschmacksrezeptors (Tas1r1, Tas1r2, Tas2r114) Photorezeptoren exprimierten. Durch RT-PCR-, In-situ-Hybridisierungs- und immunhistochemische Experimente konnte der erfolgreiche Knockout der Rezeptorgene und der Knockin der Opsine belegt werden. Der Nachweis der Funktionalität der Opsine im gustatorischen System wird Gegenstand zukünftiger Analysen sein. Bei erfolgreichem Beleg der Lichtempfindlichkeit von Geschmacksrezeptorzellen dieser Mausmodelle wäre ein System geschaffen, dass es ermöglichen würde, gustatorische neuronale Netzwerke und Hirnareale zu identifizieren, die auf einen reinen geschmacks- und qualitätsspezifischen Stimulus zurückzuführen wären. / Taste impression is based on the interaction of taste, smell and touch. To evaluate the nutritious content of food mammals possess five distinct taste qualities: sweet, bitter, umami (taste of amino acids), sour and salty. For bitter, sweet, and umami compounds taste signaling is initiated by binding of tastants to G protein-coupled receptors. The interactions of taste stimuli, usually watersoluble chemicals, with their cognate receptors lead to the activation of the G protein gustducin, which, in turn, initiates a signal resulting in the activation of gustatory afferents. However, details of gustatory signal transmission and processing as well as neural coding are only incompletely understood. This is partly due to the property of some tastants to elicit several sensations simultaneously, unspecific effects caused by the temperature, viscosity, osmolarity, and pH of the solvents, as well as by mechanical stimulation of the tongue during stimulus application. The analysis of gustatory processing of taste information are mainly based on mouse models after stimulation with bitter taste stimuli. Even though it is known that the mouse genome codes for 35 bitter taste receptor genes only few of them had been analysed so far. For better understanding and interpretation of animal experiments 16 mouse bitter receptors had been analysed by Calcium Imaging experiments with HEK293T cells. The data reveal that mouse bitter taste receptors are more narrow tuned than human bitter taste receptors, proving that the ligand spectra of murine and human orthologous receptors are not complient. In order to avoid the disturbing effects of solvents and stimulus application on the analysis of gustatory information transfer and processing, I employ an optogenetical approach to address this problem. For this purpose I generated three strains of gene-targeted mice in which the coding regions of the genes for the umami receptor subunit Tas1r1, the sweet receptor subunit Tas1r2 or the bitter taste receptor Tas2r114 have been replaced by the coding sequences of different opsins (photoreceptors of visual transduction) that are sensitive to light of various wavelengths. In these animals I should be able to activate sweet, bitter, or umami signalling by light avoiding any solvent effects. In initial experiments of this project I demonstrated that the various visual opsins indeed functionally couple to taste signal transduction pathway in oocyte expression system, generating basic knowledge and foundation for the generation of the gene-targeted animals. The knockout-knockin strategies have been successfully realized in the case of all three mouse models, revealed by RT-PCR, in situ hybridization and immunohistochemical analysis of taste papillae. All data confirm that the particular taste receptors have been replaced by the different opsins in taste cells. Further analysis concerning the functional consequences of opsin knockin and taste receptor knockout are part of prospective work.

Zielsetzung: Bei Patienten mit Morbus Crohn (M.C.) wurde ein erhöhter Zuckerkonsum beschrieben. Ebenfall wurde bei M.C. ein subklinisches Zinkdefizit zahlreich beschrieben. Die Zusammenhänge zwischen Geschmackswahrnehmung und Zucherkonsum hinsichtlich der Zinkkonzentration im Plasma und die Auswirkungen auf die orale Mundgesundheit von Patienten mit M.C.. Versuchsplan: Für 24 M.C. Patienten und 24 Kontrollpersonen (Kon) mit ähnlicher Altersstruktur wurde der Zuckerkonsum die Zinkkonzentration im Plasma ermittelt. Die Geschmacksschwellen, die Mundhygiene und die Kariesprävalenz wurden erhoben. Ergebnisse: Bei M.C. wurde ein erhöhter Zuckerkonsum (M.C. 107,1 plusminus 27,7 vs. Kon 71,9plusminus13,7 g/d; p / Background: An increased intake of sucrose is reported in patients with Crohn's disease (CD). Subclinical zinc deficiency is frequently described in CD. The relationship between taste perception and sucrose intake in respect to zinc as well as the effect on dental and oral health in CD patients should be examined. Methods: In 24 CD patients and 24 age matched controls (Con) carbohydrate intake and plasma zinc levels were assessed. Taste threshold, oral hygiene and caries prevalence were evaluated. Results: In CD a higher sucrose intake (CD 107,1 plusminus 27,7 vs. Con 71,9 plusminus 13,7 g/d; p

Musik begleitet uns seit vielen Jahrtausenden und ist ein Teil der menschlichen Entwicklungsgeschichte. Mehr über den Ursprung und die Bedeutung von Musik zu wissen bedeutet mehr über uns selbst zu wissen. Die meisten Menschen mögen Musik und für viele ist es eine der wichtigsten Freizeitbeschäftigungen in ihrem Leben. Doch unterschiedliche Menschen mögen unterschiedliche Musik, und die Bindung an Musik kann stark oder schwach sein. Dieses als Musikpräferenz bezeichnete Phänomen hat in der Vergangenheit zahlreiche Studien innerhalb der Musikpsychologie angeregt, die eine Fülle von Variablen untersucht haben, welche das Zustandekommen unterschiedlicher musikalischer Vorlieben erklären helfen. Diese Forschungsergebnisse sind jedoch bis heute lückenhaft und konnten bisher nicht in ein allgemeines Modell über die Entstehung von Musikpräferenz integriert werden. Die bereits existierenden Vorschläge für solch ein Modell beschränken sich auf konkrete Gefallensurteile für ein gegebenes Musikstück. Sie erklären jedoch nicht, warum sich Menschen überhaupt entschließen Musik zu hören und nach welchen Kriterien sie diese Musik aussuchen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung derjenigen Faktoren, welche die Motivation Musik zu hören und den Auswahlprozess von Musik aus verschiedenen musikalischen Stilen (Genres, Musikrichtungen) erklären können. Als entscheidend werden dabei die Funktionen von Musik erachtet, die in den bisherigen Modellen fast vollständig vernachlässigt wurden. Die Funktionalität – also der Nutzen – von Musik kann darüber Auskunft geben, welche (evolutionären) Vorteile sie für den Menschen hatte und wie sich diese Vorteile bis heute nutzen lassen um bestimmte Bedürfnisse zu befriedigen. Damit kann nicht nur die Frage beantwortet werden, warum jemand Musik hören möchte, sondern auch die Frage, warum jemand einen bestimmten Musikstil bevorzugt – denn Musik verschiedener Stilrichtungen kann für eine Person mit ganz unterschiedlichen Funktionen assoziiert sein. Wie die einzelnen Funktionen von Musik mit Musikpräferenz in Zusammenhang stehen und welche Funktionen eine entscheidende Rolle für die Entwicklung von Musikpräferenz spielen, ist das zentrale Thema dieser. In einem ersten Schritt wurde versucht die Liste der Faktoren, welche Musikpräferenz kausal beeinflussen, zu vervollständigen: Bisher ist bekannt, dass Musikpräferenz mit kognitiven, emotionalen, physiologischen, sozialen, entwicklungsbezogenen und persönlichkeitsbezogenen Variablen zusammenhängt. Von den physiologischen Variablen weiß man jedoch noch nicht, ob sie stets nur ein Effekt des Musikhörens sind oder ob sie auch ursächlich auf Musikpräferenz wirken können. In zwei Studien wurde gezeigt, dass das Hören von Lieblingsmusik mit erhöhter Erregung einhergeht und dass erhöhte Erregung umgekehrt Musikpräferenz verstärken kann. In zwei weiteren Studien über die Funktionen von Lieblingsmusik zeigte sich, dass Musik vor allem zur Stimmungs‐ und Erregungsmodulation eingesetzt werden kann. Es zeigte sich aber auch, dass diese am höchsten bewerteten Funktionen nicht gleichzeitig diejenigen sind, die für eine starke Präferenz für die eigene Lieblingsmusik verantwortlich sind. Stattdessen spielen für eine starke Präferenz eher soziale und kommunikative Funktionen eine große Rolle (z.B. die Möglichkeit mit Musik die eigene Identität auszudrücken). Die beiden abschließenden Studien zeigten, dass für Musikpräferenz generell – also über verschiedene Musikstile hinweg – kognitive Funktionen (wie Kommunikation oder Selbstreflexion) sowie physiologische Erregung die größte Rolle spielen, während emotionale Faktoren und die Bekanntheit der Musik keinen besonders großen Einfluss haben. Am Ende der Arbeit wird für eine Integration der gefundenen Ergebnisse in die bereits bestehenden Modelle über die Entwicklung von Musikpräferenz argumentiert, mit dem Ziel dieses Phänomen umfassend zu verstehen und die Befunde für eine erfolgreiche Anwendung in Bildung oder Therapie nutzen zu können. / More than 2500 years ago, the Greek philosopher Pythagoras explored the sound of swinging chords and made an intriguing discovery: the simultaneous tones of chords that are divided in their length in integer ratios produced a sound which people perceive as harmonic. Pythagoras was able to describe a subjective phenomenon of the human mind by means of simple mathematical ratios. With this principle he formulated the program of natural science, and it is still the way how scientists try to explain the human mind in terms of mathematical principles and laws. In fact, one of the youngest disciplines in modern sciences – the psychology of music – is tied to the ancient findings of Pythagoras and investigates human perception, cognition, emotion, and behavior related to music. There are three ways how people relate to music. They can create music as a composer, they can perform music by means of their voice or an instrument, and they can listen to music. Although all three aspects are interesting, the work in hand will concentrate on music listening because it is the most ubiquitous activity which concerns every single individual. Music psychology is related to music listening in several respects which will accompany the whole work: Why do we listen to music at all? What kind of music do we listen to and why? How strong is our relation to specific music and why? These fundamental questions guided the present research and root in evolutionary considerations about music listening and end up at the concrete use of music in people’s everyday life. The central issue which is surrounded by these questions is referred to as music preference. ‘Which music do you like?’ has become one of the most often used questions in psychological research, for two reasons: First, since every person (at least in the western world) is in contact with music everyday and most people see music as one of the most important things in their daily life, the study of music listening provides an authentic and fruitful avenue to their experiences and behavior in a variety of situations and contexts. Second, because music has been recognized as a tool for expressing and inducing moods and emotions and also as a means to convey information in social environments, music is by now often used as an essential implement in personality, emotion, and social psychology research. Thus, research on music preference is going on to provide us with deep insights into many psychological questions. The dissertation addresses the investigation of music preference in a series of experimental studies. Chapter 1 provides an introduction in theory and research about music preference and points at open questions which appear in both content and methodology of the current research. Chapters 2 to 4 present three empirical papers which addressed these open questions in a total of six studies. Chapter 5 summarizes the findings of these studies and provides some preliminary suggestions about a comprehensive model of music preference.

Der Geschmackssinn erfüllt eine grundlegende Funktion im Menschen indem er Substanzen auf ihre Essbarkeit überprüft, und beeinflusst Gesundheit, indem er die Lebensmittelauswahl prägt, was angesichts der Adipositas-Epidemie zunehmendes wissenschaftliches Interesse erzeugt. Zuerst habe ich die kortikale Signatur der Geschmacksenkodierung bzgl. synchronisierter neuronaler Aktivität untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das menschliche Gehirn sehr langsame Delta-Wellen rekrutiert, um Geschmacksinformationen zu verarbeiten, und dass die evozierten neuronalen Antwortmuster geschmackspezifisch und prädiktiv für das Antwortverhalten sind. Anschließend habe ich die Verarbeitungssequenz zur Geschmackserkennung bzgl. unterscheidbarer computationaler Zustände geprüft. Die Verarbeitungssequenz hat mit dem Geschmackskontrast variiert, so dass hedonisch unterschiedliche Geschmäcker gleichzeitig detektiert und kategorisiert wurden. Dies deutet darauf hin, dass die Valenz parallel zu sensorischen Geschmacksinformationen verarbeitet wird, was zu einer Schärfung der Geschmackskategorie führen könnte. Schließlich habe ich die evozierten geschmacklichen Antwortmuster zwischen normalgewichtigen und fettleibigen Individuen verglichen. Angesichts nicht unterscheidbarer Aktivierungsmuster haben beide Gruppen die gleichen mentalen Prozesse rekrutiert, um ein Geschmackserlebnis zu verarbeiten. Die Geschmacksrepräsentationen lassen jedoch bei adipösen Individuen früher nach, und zwar direkt mit dem Ende der Stimulation. Dieser Befund stimmt mit der Beobachtung hypoaktiver neuronaler Reaktionen bei Fettleibigkeit überein, wie bspw. einem abgeschwächten Belohnungserleben durch Essen. Die in der vorliegenden Arbeit dargestellten Ergebnisse vertiefen unser Verständnis des menschlichen Geschmackssystems. Angesichts der ernährungsbedingten Gesundheitskrise in der westlichen Welt bedarf es weiterer Forschung, eines der Schlüsselsysteme für die Geschmackswahrnehmung besser zu verstehen. / The sense of taste serves a basic function in human survival by scrutinizing substances as to their edibility, and specifically for health by determining food selection in societies of overabundance. It is a key component of the perception of flavor which, in light of the obesity epidemic, garners increasing scientific interest. First, I investigated the cortical signature of taste information coding, specifically synchronized neural activity which reflects one of the key mechanisms of neuronal communication. I found that the human brain recruits very-slow wave delta oscillations to process taste information, and that the emergent patterns were taste-specific and predictive of response behavior. Subsequently, I examined whether the processing sequence involved in taste recognition unfolds in distinct computational states. The findings were mixed in that the processing sequence varied with taste contrast, such that hedonically distinct tastes were categorized as soon as they were tasted. This suggests that valence may be processed in parallel to sensory taste information, reducing processing times due to a sharpening of the taste category. Finally, I compared the evoked gustatory response patterns between normal-weight and obese individuals. The results suggest based on indistinguishable activation patterns that both groups recruit the same mental processes in order to encode a taste event. However, the taste representations subside earlier in obese individuals, directly coinciding with the offset of stimulation. This finding aligns with the observation of hypoactive neural responses in obesity such as an attenuated experience of reward from food. Altogether, the research laid out in the current thesis furthers our understanding of the human gustatory system. Faced with the food-related health crisis of obesity in the Western world, there is an undeniable urgency to better understand one of the key systems involved in flavor perception.

Intensive Forschung hat in den vergangenen Jahrzehnten zu einer sehr detaillierten Charakterisierung des Geschmackssystems der Säugetiere geführt. Dennoch sind mit den bislang eingesetzten Methoden wichtige Fragestellungen unbeantwortet geblieben. Eine dieser Fragen gilt der Unterscheidung von Bitterstoffen. Die Zahl der Substanzen, die für den Menschen bitter schmecken und in Tieren angeborenes Aversionsverhalten auslösen, geht in die Tausende. Diese Substanzen sind sowohl von der chemischen Struktur als auch von ihrer Wirkung auf den Organismus sehr verschieden. Während viele Bitterstoffe potente Gifte darstellen, sind andere in den Mengen, die mit der Nahrung aufgenommen werden, harmlos oder haben sogar positive Effekte auf den Körper. Zwischen diesen Gruppen unterscheiden zu können, wäre für ein Tier von Vorteil. Ein solcher Mechanismus ist jedoch bei Säugetieren nicht bekannt. Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Verarbeitung von Geschmacksinformation in der ersten Station der Geschmacksbahn im Mausgehirn, dem Nucleus tractus solitarii (NTS), mit besonderem Augenmerk auf der Frage nach der Diskriminierung verschiedener Bitterstoffe. Zu diesem Zweck wurde eine neue Untersuchungsmethode für das Geschmackssystem etabliert, die die Nachteile bereits verfügbarer Methoden umgeht und ihre Vorteile kombiniert. Die Arc-catFISH-Methode (cellular compartment analysis of temporal activity by fluorescent in situ hybridization), die die Charakterisierung der Antwort großer Neuronengruppen auf zwei Stimuli erlaubt, wurde zur Untersuchung geschmacksverarbeitender Zellen im NTS angewandt. Im Zuge dieses Projekts wurde erstmals eine stimulusinduzierte Arc-Expression im NTS gezeigt. Die ersten Ergebnisse offenbarten, dass die Arc-Expression im NTS spezifisch nach Stimulation mit Bitterstoffen auftritt und sich die Arc exprimierenden Neurone vornehmlich im gustatorischen Teil des NTS befinden. Dies weist darauf hin, dass Arc-Expression ein Marker für bitterverarbeitende gustatorische Neurone im NTS ist. Nach zweimaliger Stimulation mit Bittersubstanzen konnten überlappende, aber verschiedene Populationen von Neuronen beobachtet werden, die unterschiedlich auf die drei verwendeten Bittersubstanzen Cycloheximid, Chininhydrochlorid und Cucurbitacin I reagierten. Diese Neurone sind vermutlich an der Steuerung von Abwehrreflexen beteiligt und könnten so die Grundlage für divergentes Verhalten gegenüber verschiedenen Bitterstoffen bilden. / Intense research in the past decades has led to a detailed understanding of the mammalian taste system. Some important issues, however, have remained unanswered with the established methods that have been applied so far. One of these questions is whether different bitter substances can be distinguished. There are thousands of compounds which taste bitter to humans and elicit innate aversive behavior in animals. Moreover, these bitter substances are very heterogeneous regarding their structure as well as their effect on the organism. While many bitter tastants are potent poisons, others are harmless or even have beneficial effects in the amounts that are typically ingested. The ability to discriminate between those groups of bitter tastants could be an evolutionary advantage. Such a mechanism, however, is not known for mammals. The aim of this thesis was to study the processing of taste information in the first station of gustatory processing in the mouse brain, the nucleus of the solitary tract (NTS). Of particular interest was the question concerning discrimination of bitter tastants. To this end a new method was established for the taste system combining the advantages of methods used before while circumventing their disadvantages. The Arc catFISH method (cellular compartment analysis of temporal activity by fluorescent in situ hybridization), which allows the characterization of responses of large neuron populations to two stimuli, was used to analyze taste-processing cells in the NTS. In the course of this project a stimulus-induced Arc expression in the NTS was shown for the first time. The results demonstrated that Arc expression in the NTS appears specifically after stimulation with bitter tastants and that the Arc expressing neurons are located primarily in the gustatory part of the NTS. This indicates that Arc expression is a marker for bitter-processing gustatory neurons in the NTS. Upon stimulating twice with bitter compounds, distinct, yet overlapping neuron populations were identified, that reacted differently to the three bitter substances cycloheximide, quinine hydrochloride, and cucurbitacin I. Presumably these neurons are involved in the regulation of aversive reflexes and could form a basis for divergent behavior towards different bitter substances.

Musik begleitet uns seit vielen Jahrtausenden und ist ein Teil der menschlichen Entwicklungsgeschichte. Mehr über den Ursprung und die Bedeutung von Musik zu wissen bedeutet mehr über uns selbst zu wissen. Die meisten Menschen mögen Musik und für viele ist es eine der wichtigsten Freizeitbeschäftigungen in ihrem Leben. Doch unterschiedliche Menschen mögen unterschiedliche Musik, und die Bindung an Musik kann stark oder schwach sein. Dieses als Musikpräferenz bezeichnete Phänomen hat in der Vergangenheit zahlreiche Studien innerhalb der Musikpsychologie angeregt, die eine Fülle von Variablen untersucht haben, welche das Zustandekommen unterschiedlicher musikalischer Vorlieben erklären helfen. Diese Forschungsergebnisse sind jedoch bis heute lückenhaft und konnten bisher nicht in ein allgemeines Modell über die Entstehung von Musikpräferenz integriert werden. Die bereits existierenden Vorschläge für solch ein Modell beschränken sich auf konkrete Gefallensurteile für ein gegebenes Musikstück. Sie erklären jedoch nicht, warum sich Menschen überhaupt entschließen Musik zu hören und nach welchen Kriterien sie diese Musik aussuchen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung derjenigen Faktoren, welche die Motivation Musik zu hören und den Auswahlprozess von Musik aus verschiedenen musikalischen Stilen (Genres, Musikrichtungen) erklären können. Als entscheidend werden dabei die Funktionen von Musik erachtet, die in den bisherigen Modellen fast vollständig vernachlässigt wurden. Die Funktionalität – also der Nutzen – von Musik kann darüber Auskunft geben, welche (evolutionären) Vorteile sie für den Menschen hatte und wie sich diese Vorteile bis heute nutzen lassen um bestimmte Bedürfnisse zu befriedigen. Damit kann nicht nur die Frage beantwortet werden, warum jemand Musik hören möchte, sondern auch die Frage, warum jemand einen bestimmten Musikstil bevorzugt – denn Musik verschiedener Stilrichtungen kann für eine Person mit ganz unterschiedlichen Funktionen assoziiert sein. Wie die einzelnen Funktionen von Musik mit Musikpräferenz in Zusammenhang stehen und welche Funktionen eine entscheidende Rolle für die Entwicklung von Musikpräferenz spielen, ist das zentrale Thema dieser. In einem ersten Schritt wurde versucht die Liste der Faktoren, welche Musikpräferenz kausal beeinflussen, zu vervollständigen: Bisher ist bekannt, dass Musikpräferenz mit kognitiven, emotionalen, physiologischen, sozialen, entwicklungsbezogenen und persönlichkeitsbezogenen Variablen zusammenhängt. Von den physiologischen Variablen weiß man jedoch noch nicht, ob sie stets nur ein Effekt des Musikhörens sind oder ob sie auch ursächlich auf Musikpräferenz wirken können. In zwei Studien wurde gezeigt, dass das Hören von Lieblingsmusik mit erhöhter Erregung einhergeht und dass erhöhte Erregung umgekehrt Musikpräferenz verstärken kann. In zwei weiteren Studien über die Funktionen von Lieblingsmusik zeigte sich, dass Musik vor allem zur Stimmungs‐ und Erregungsmodulation eingesetzt werden kann. Es zeigte sich aber auch, dass diese am höchsten bewerteten Funktionen nicht gleichzeitig diejenigen sind, die für eine starke Präferenz für die eigene Lieblingsmusik verantwortlich sind. Stattdessen spielen für eine starke Präferenz eher soziale und kommunikative Funktionen eine große Rolle (z.B. die Möglichkeit mit Musik die eigene Identität auszudrücken). Die beiden abschließenden Studien zeigten, dass für Musikpräferenz generell – also über verschiedene Musikstile hinweg – kognitive Funktionen (wie Kommunikation oder Selbstreflexion) sowie physiologische Erregung die größte Rolle spielen, während emotionale Faktoren und die Bekanntheit der Musik keinen besonders großen Einfluss haben. Am Ende der Arbeit wird für eine Integration der gefundenen Ergebnisse in die bereits bestehenden Modelle über die Entwicklung von Musikpräferenz argumentiert, mit dem Ziel dieses Phänomen umfassend zu verstehen und die Befunde für eine erfolgreiche Anwendung in Bildung oder Therapie nutzen zu können. / More than 2500 years ago, the Greek philosopher Pythagoras explored the sound of swinging chords and made an intriguing discovery: the simultaneous tones of chords that are divided in their length in integer ratios produced a sound which people perceive as harmonic. Pythagoras was able to describe a subjective phenomenon of the human mind by means of simple mathematical ratios. With this principle he formulated the program of natural science, and it is still the way how scientists try to explain the human mind in terms of mathematical principles and laws. In fact, one of the youngest disciplines in modern sciences – the psychology of music – is tied to the ancient findings of Pythagoras and investigates human perception, cognition, emotion, and behavior related to music. There are three ways how people relate to music. They can create music as a composer, they can perform music by means of their voice or an instrument, and they can listen to music. Although all three aspects are interesting, the work in hand will concentrate on music listening because it is the most ubiquitous activity which concerns every single individual. Music psychology is related to music listening in several respects which will accompany the whole work: Why do we listen to music at all? What kind of music do we listen to and why? How strong is our relation to specific music and why? These fundamental questions guided the present research and root in evolutionary considerations about music listening and end up at the concrete use of music in people’s everyday life. The central issue which is surrounded by these questions is referred to as music preference. ‘Which music do you like?’ has become one of the most often used questions in psychological research, for two reasons: First, since every person (at least in the western world) is in contact with music everyday and most people see music as one of the most important things in their daily life, the study of music listening provides an authentic and fruitful avenue to their experiences and behavior in a variety of situations and contexts. Second, because music has been recognized as a tool for expressing and inducing moods and emotions and also as a means to convey information in social environments, music is by now often used as an essential implement in personality, emotion, and social psychology research. Thus, research on music preference is going on to provide us with deep insights into many psychological questions. The dissertation addresses the investigation of music preference in a series of experimental studies. Chapter 1 provides an introduction in theory and research about music preference and points at open questions which appear in both content and methodology of the current research. Chapters 2 to 4 present three empirical papers which addressed these open questions in a total of six studies. Chapter 5 summarizes the findings of these studies and provides some preliminary suggestions about a comprehensive model of music preference.

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