In Modellen der Gesichtererkennung (Bruce & Young, 1986) wird eine Verarbeitungsstufe postuliert, auf welcher strukturelle Gesichterrepraesentationen im Langzeitgedaechtnis (LZG) innerhalb von sogenannten Face Recognition Units (FRUs), abgerufen werden. Frühere Studien (z.B. Pfütze, Sommer & Schweinberger, 2002) zeigten eine Komponente in den ereigniskorrelierten Potentialen (EKPs), welche die Aktivierung solcher FRUs anzeigen - der frühe Wiederholungseffekt (oder early repetition effect). Dieser zeigt sich bei wiederholter Darbietung bekannter Gesichter um 250-350 ms mit frontaler Positivierung und temporal inferiorer Negativierung als ein EKP auf die zweite Praesentation. In Experiment I und II dieser Dissertation wurde der ERE als Marker der Aktivierung struktureller Gesichterrepraesentationen im LZG durch ein Prime-Target-Paradigma mit einer perzeptuellen Rueckwaertsmaskierung validiert. Die Maskierung mit einem unbekannten Gesicht ergab im Vergleich zu einem zerwürfelten Gesicht und der unmaskierten Bedingung eine spezifische Topographie des ERE, die den gedächtnisbasierten Anteil des ERE widerspiegelt. Dieses Paradigma wurde in Experiment III eingesetzt, um die Blickwinkelabhängigkeit des ERE zu untersuchen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, daß Gesichterdurch mehr als nur blickwinkelabhängige, zweidimensionale Abbilder repräsentiert sind, da zumindest für Frontalgesichter ein ERE sogar über eine Blickwinkelabweichung von 90 Grad gezeigt werden konnte. Dies ist vereinbar mit einer "dualen Strategie" der Gesichtererkennung (z.B. O''Toole, Edelman & Bülthoff, 1998) wobei sowohl Konfiguration als auch Einzelmerkmale eines Gesichts abgerufen werden. Die Ergebnisse sind vereinbar mit Bruce und Young (1986), welche FRUs als Einheiten konzipierten, in denen konfigurale und einzelne Merkmale verschiedener Blickwinkel miteinander verbunden sind, was in diesem Sinn einer objektzentrierten, dreidimensionalen Speicherung eines individuellen Gesichts entspricht. / Models of face recognition (Bruce & Young, 1986) postulate a processing stage where face recognition units (FRUs) are accessed. FRUs are thought to be structural representations of familiar faces stored in long-term memory (LTM). Previous work (e.g. Pfütze, Sommer & Schweinberger, 2002), suggested the existence of a component in the event-related-potential (ERP) which signals FRU activation - the early repetition effect (ERE). The ERE can be observed when familiar faces are shown repeatedly, as an ERP around 250-350 ms that is more positive at fronto-central and more negative at inferior temporal sites for the second presentation of the face. In Experiment I and II of the present dissertation the ERE was validated as a marker of FRU activation in LTM by using a repetition priming paradigm with backward masking. Compared to the scrambled and non-mask conditions, the ERE revealed a distinguishable topography when an unfamiliar face interspersed prime and target, demonstrating contributions of face identity codes to the ERE. In Experiment III, this paradigm was used to analyse the viewpoint-dependency of the ERE. Results of Experiment III indicate that facial representations are more than viewpoint-dependent, two-dimensional images of a face, because even under a 90° view deviance between prime and target an ERE was detectable at least for frontal targets. This reconciles a dual-strategy in face recognition (e.g. O’Toole, Edelman & Bülthoff, 1998). Accordingly, facial representations can be assumed as a combination of image-based views, reflecting their configuration and single features. Results are in line with Bruce and Young (1986) who postulated that FRUs contain both features and configurations of distinct head angles in an interlinked manner. In that sense, FRUs can be described as three-dimensional analogues of the face they represent making object-centered recognition on an individual level possible.

Entgegen traditioneller Gesichtererkennungsmodelle konnte in einigen Studien gezeigt werden, dass die Erkennung des Emotionsausdrucks und der Bekanntheit interagieren. In dieser Dissertation wurde mit Hilfe von ereigniskorrelierten Potentialen untersucht, welche funktionalen Prozesse bei einer Interaktion moduliert werden. Teil I untersuchte, ob die Bekanntheit eines Gesichtes die Emotionsdiskrimination erleichtert. In mehreren Experimenten diskriminierten Versuchspersonen zwei Emotionen, die von bekannten und unbekannten Gesichtern praesentiert wurden . Dabei war die Entscheidung fuer persoenlich bekannte Gesichter mit froehlichem Ausdruck schneller und fehlerfreier. Dies zeigt sich in einer kuerzeren Latenz der P300 Komponente (Trend), welche die Dauer der Reizklassifikation auswies, sowie in einem verkuerzten Intervall zwischen Stimulus und Beginn des Lateralisierten Bereitschaftspotentials (S-LRP), welches die handspezifische Reaktionsauswahl anzeigt. Diese Befunde sprechen fuer eine Erleichterung der Emotionsdiskrimination auf spaeten perzeptuellen Verarbeitungsstufen bei persoenlich bekannten Gesichtern. In weiteren Experimenten mit oeffentlich bekannten, gelernten und unbekannten Gesichtern zeigte sich keine Erleichterung der Emotionsdiskrimination für bekannte Gesichter. Teil II untersuchte, ob es einen Einfluss des Emotionsausdrucks auf die Bekanntheitsentscheidung gibt. Eine Erleichterung zeigte sich fuer neutrale oder froehliche Emotionen nur bei persoenlich bekannten Gesichtern, nicht aber bei gelernten oder unbekannten Gesichtern. Sie spiegelt sich in einer Verkuerzung des S-LRP fuer persoenlich bekannte Gesichter wider, was eine Erleichterung der Reaktionsauswahl nahelegt. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass eine Interaktion der Bekanntheit mit der Emotionserkennung unter bestimmten Bedingungen auftritt. In einer abschließenden Diskussion werden die experimentellen Ergebnisse in Beziehung gesetzt und in Hinblick auf bisherige Befunde diskutiert. / Contrasting traditional face recognition models previous research has revealed that the recognition of facial expressions and familiarity may not be independent. This dissertation attempts to localize this interaction within the information processing system by means of performance data and event-related potentials. Part I elucidated upon the question of whether there is an interaction between facial familiarity and the discrimination of facial expression. Participants had to discriminate two expressions which were displayed on familiar and unfamiliar faces. The discrimination was faster and less error prone for personally familiar faces displaying happiness. Results revealed a shorter peak latency for the P300 component (trend), reflecting stimulus categorization time, and for the onset of the lateralized readiness potential (S-LRP), reflecting the duration of pre-motor processes. A facilitation of perceptual stimulus categotization for personally familiar faces displaying happiness is suggested. The discrimination of expressions was not facilitated in further experiments using famous or experimentally familiarized, and unfamiliar faces. Part II raises the question of whether there is an interaction between facial expression and the discrimination of facial familiarity. In this task a facilitation was only observable for personally familiar faces displaying a neutral or happy expression, but not for experimentally familiarized, or unfamiliar faces. Event-related potentials reveal a shorter S-LRP interval for personally familiar faces, hence, suggesting a facilitated response selection stage. In summary, the results suggest that an interaction of facial familiarity and facial expression might be possible under some circumstances. Finally, the results are discussed in the context of possible interpretations, previous results, and face recognition models.

Die Einflüsse von Emotionen auf Informationsverarbeitungsprozesse zählen zu einem der zentralen Aspekte kognitionspsychologischer und neurowissenschaftlicher Forschung. Studien zur Prozessierung affektiver Bilder und emotionaler Gesichtsausdrücke haben gezeigt, daß emotionale Stimuli – vermutlich aufgrund ihrer starken intrinsischen Relevanz für den Organismus – in besonderem Maße Aufmerksamkeit binden und hierdurch einer präferierten und elaborierteren Weiterverarbeitung zugeführt werden. Evidenz zur Aktivierung und Verarbeitung emotionaler Valenz in der visuellen Wortverarbeitung ist hingegen gering und größtenteils inkonsistent. In einer Serie von Experimenten, die in der vorliegenden Arbeit zusammenfassend beschrieben und diskutiert werden, wurde mit Hilfe Ereigniskorrelierter Potentiale (EKPs) versucht, die Effekte emotionaler Valenz von deutschsprachigen Verben innerhalb des Wortverarbeitungsprozesses zu lokalisieren. In den EKPs zeigen sich – hinsichtlich ihrer Latenz und Topographie – dissoziierbare emotionsrelatierte Komponenten, die mit unterschiedlichen Stufen der Verarbeitungsprozesse in Verbindung gebracht werden können. Die Befunde legen nahe, daß die emotionale Valenz von Verben auf einer (post-) lexikalischen Verarbeitungsstufe aktiviert wird. Dieser frühen Registrierung liegen wahrscheinlich domänenunspezifische neuronale Mechanismen zugrunde, die weitestgehend ressourcen- und aufgabenunabhängig wirken. Auf späteren Stufen hingegen scheinen emotions-relatierte Prozesse durch zahlreiche weitere Faktoren beeinflußt zu werden. Die Modulation der Dynamik früher, nicht aber später Emotionsprozessierung durch nicht-valente Kontextinformation sowie in Abhängigkeit der Stimulusdomäne legt einen zeitlich variablen Verarbeitungsprozeß emotionaler Information nahe, der mit streng seriellen Modellen der Informationsverarbeitung nicht vereinbar ist, und möglicherweise der flexiblen Verhaltensanpassung an verschiedene Umweltbedingungen dient. / In recent cognitive and neuroscientific research the influences of emotion on information processing are of special interest. As has been shown in several studies on affective picture as well as facial emotional expression processing, emotional stimuli tend to involuntarily draw attentional resources and preferential and sustained processing, possibly caused by their high intrinsic relevance. However, evidence for emotion effects in visual word processing is scant and heterogeneous. As yet, little is known about at which stage and under what conditions the specific emotional content of a word is activated. A series of experiments which will be summarized and discussed in the following section aimed to localize the effects of emotion in visual word processing by recording event-related potentials (ERPs). Distinct effects of emotional valence on ERPs were found which were distinguishable with regard to their temporal and spatial distribution and might be therefore related to different stages within the processing stream. As a main result, the present findings indicate that the activation of emotional valence of verbs occurs on a (post-) lexical stage. The underlying neural mechanisms of this early registration appear to be domain-unspecific, and further, largely independent of processing resources and task demands. On later stages, emotional processes are modulated by several different factors. Further, the findings of an acceleration of early but not late emotion effects caused by neutral context information as well as by domain-specifity indicate a flexible dynamic of emotional processes which would be hard to account for by strictly serial processing models.

Zusammenhänge zwischen neurokognitiven Indikatoren und Verhaltensindikatoren der Gesichterkognition können Gehirnsysteme und neuronale Subprozesse identifizieren, die individuellen Unterschieden im Verhalten zugrunde liegen. Diese Dissertation zeigt, dass Ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) als neurokognitive Indikatoren für die Erforschung individueller Unterschiede eingesetzt werden können, denn sie weisen die gleichen hohen psychometrischen Qualitäten wie andere Fähigkeitsindikatoren auf und messen daher individuelle Unterschiede in der neuronalen Verarbeitung zuverlässig und stabil über die Zeit. Auf der Verhaltensebene wurden drei Teilfähigkeiten der Gesichterkognition etabliert: Gesichterwahrnehmung, Gesichtergedächtnis und Gesichtergeschwindigkeit. EKPs wurden in Strukturgleichungsmodellen verwendet, um den Beitrag neurokognitiver Indikatoren an individuellen Unterschieden dieser Gesichterkognitionsfähigkeiten zu schätzen. Für 85 Probanden wurden Beziehungen zwischen den Gesichterkognitionsfähigkeiten und der P100, N170, der sogenannten Differenz aufgrund des Gedächtnisses (Dm) und dem frühen sowie späten Wiederholungseffekt (ERE und LRE) etabliert. Spezifische Anteile individueller Unterschiede in der Gesichterkognition auf der Verhaltensebene wurden durch individuelle Unterschiede im Zeitverlauf der strukturellen Gesichteranalyse (N170 Latenz) sowie in der Reaktivierung von Repräsentationen gespeicherter Gesichtsstrukturen (ERE) als auch personen-spezifischen Wissens (LRE) erklärt. Keinen Anteil an individuellen Unterschieden erklärten hingegen frühe Wahrnehmungsprozesse (P100), die neuronale Aktivierung während der strukturellen Gesichteranalyse (N170 Amplitude) und Prozesse der Gedächtnisenkodierung von Gesichtern (Dm). Diese Ergebnisse zeigen, dass individuelle Unterschiede in der Gesichterkognition von der strukturellen Gesichteranalyse sowie von der Effizienz und Geschwindigkeit des Zugriffs auf Gedächtnisinhalte zu Gesichtern und Personen abhängt. / Individual differences in perceiving, learning, and recognizing faces were shown on the behavioral and neural level but were rarely related to one another. By determining relationships between behavioral and neurocognitive indicators of face cognition, brain systems and neural sub-processes can be identified that underlie individual variations on the behavioral level. The present dissertation laid the foundation for using event-related potentials (ERPs) as neurocognitive indicators in individual differences research. ERP components were shown to possess the same high psychometric qualities as behavioral ability measures and thus to measure individual differences of neural processing reliably and stably across time. On the behavioral level, three component abilities of face cognition were established: face perception, face memory, and the speed of face cognition. ERP components were used in structural equation models that estimated contributions of neurocognitive indicators to the individual differences in these face cognition abilities. Regression analysis was used to determine the contributions of P100, N170, the so called difference due to memory (Dm), as well as early and late repetition effects (ERE and LRE) to face cognition abilities in 85 participants. Certain amounts of variance in face cognition as seen on the behavioral level were accounted for by individual differences in the temporal dimension of structural encoding of a face (N170 latency) and in the re-activation of both stored facial structures (ERE) and person-identity information (LRE). In contrast, processes of early vision (P100), the neural activation of structural face encoding (N170 amplitude), and memory encoding of new faces (Dm) did not show any contribution to individual differences in face cognition. These findings show that individual differences in face cognition depend on the speed of structurally encoding faces and on the efficiency and speed of accessing face and person memory.