Research in the last decades has shown that individuals with high degrees in the personality trait of alexithymia not only have difficulties in identifying and recognizing own feelings, but also show deficits in reading emotions from facial expressions of other people. Therefore, the current dissertation investigates the neural correlates of recognizing emotional facial expressions as a function of alexithymia. Initially, a theoretical introduction is given and existing findings from behavioral as well as structural and functional neuroimaging research are presented. Open questions are identified and addressed in one structural and two functional magnetic resonance imaging studies that were compiled into three original research articles. Study 1 examined the gray matter profile of high and low alexithymic individuals in selected brain regions relevant for processing emotional faces. In Study 2, functional neuroimaging was used to investigate the neural correlates of high alexithymic individuals\' difficulties in labeling briefly presented (≤ 100 ms) facial expressions of emotion. Study 3 investigated neural activations as a function of alexithymia during the labeling of emotional facial expressions when these are presented with little temporal constraints (≥ 1 s). The results of these studies are summarized and integrated with the existing literature. Finally, open issues are discussed and ideas for further research are outlined.

In vorliegender Studie wurden 48 gesunde ProbandInnen dazu aufgefordert, kurz dargebotenen Gesichtsausdrücken eine emotionale Qualität (freudig, wütend, ängstlich, neutral) zuzuordnen. Die Detektionsleistungen wurden auf mögliche Zusammenhänge mit der selbstbeurteilten Verträglichkeit der ProbandInnen untersucht. Mittels funktioneller Magnetresonanztomographie wurde die neuronale Verarbeitung der präsentierten Gesichtsausdrücke als eine Funktion von Verträglichkeit und als Funktion des Detektionsvermögens der Emotionen erfasst. Die Ausprägung des Persönlichkeitsmerkmals Verträglichkeit wurde durch die ProbandInnen mit Hilfe des NEO-FFI selbst beurteilt. In der untersuchten Stichprobe konnte der vermutete positive Zusammenhang zwischen dem Detektionsvermögen emotionaler Gesichter und dem Persönlichkeitsmerkmal Verträglichkeit bestätigt werden. Eine signifikante positive Korrelation bestand im Falle freudiger und ängstlicher Gesichter. In den fMRT-Daten wurden Mehraktivierungen im linken präfrontalen Kortexbeim Betrachten negativer Gesichtsausdrücke im Zusammenhang mit Verträglichkeit ermittelt. Eine bessere Detektionsleistung ging für alle drei präsentierten Emotionen (Freude, Wut, Furcht) mit einer höheren Aktivität in anteriorem Cingulum, Hippocampus, Insula und Brodmann-Areal 6 einher. Weder in den behavioralen Daten noch in den neuronalen Daten zeigten sich Zusammenhänge für die neutrale Ausdrucksbedingung.:Abbildungsverzeichnis …................................................................................................................. 1 Tabellenverzeichnis …................................................................................................................. 2 Abkürzungsverzeichnis .................................................................................................................... 3 1 Einleitung ….................................................................................................................. 4 1.1 Persönlichkeit …................................................................................................................... 4 1.1.1 Begriffsherkunft und Definition …....................................... 4 1.1.2 Persönlichkeitstheorien und Paradigmen der Persönlichkeitspsychologie …................................................................... 5 1.1.3 Die lexikalische Hypothese und das Fünf-Faktoren-Modell der Persönlichkeit …........................................................................................ 7 1.1.4 Verträglichkeit …........................................................................................................ 10 1.1.5 Neuronale Korrelate des Persönlichkeitsmerkmals Verträglichkeit …....................... 10 1.2 Emotionen ............................................................................................................................. 12 1.2.1 Das Konzept der Basisemotionen ............................................................................... 13 1.2.2 Emotionstheorien ….................................................................................................... 14 1.2.3 Der emotionale Gesichtsausdruck ….......................................................................... 15 1.2.4 Die Perzeption emotionaler Gesichtsausdrücke …..................................................... 17 1.2.5 Neuronale Korrelate der Verarbeitung emotionaler Gesichtsausdrücke in der funktionellen Magnetresonanztomographie …........................................................... 19 1.3 Zusammenhänge zwischen Emotionsperzeption und Verträglichkeit ….............................. 22 2 Fragestellungen und Hypothesen …......................................................................................... 25 3 Methoden …................................................................................................................................ 28 3.1 Stichprobe …......................................................................................................................... 28 3.2 Untersuchungsinstrumente ................................................................................................... 28 3.2.1 Intelligenz- und Leistungstests …............................................................................... 28 3.2.2 Selbstbeurteilungsinstrumente …................................................................................ 29 3.3 fMRT-Experiment …............................................................................................................. 31 3.3.1 Ablauf …..................................................................................................................... 32 3.3.2 Stimuli ….................................................................................................................... 32 3.3.3 Detektionsaufgabe ….................................................................................................. 32 3.4 Datenanalyse …..................................................................................................................... 34 3.4.1 Daten aus Selbstbeurteilungsinstrumenten, Leistungstests und Detektionsaufgabe .. 34 3.4.2 Analyse der fMRT-Daten …........................................................................................ 34 4 Ergebnisse …............................................................................................................................... 37 4.1 Ergebnisse aus Fragebögen und Leistungstests …................................................................ 37 4.1.1 Werte in der untersuchten Stichprobe …..................................................................... 37 4.1.2 Korrelationen von Fragebogen- und Leistungswerten mit Verträglichkeit …............ 39 4.2 Ergebnisse der Detektionsaufgabe ….................................................................................... 40 4.2.1 Detektionsleistung ….................................................................................................. 40 4.2.2 Korrelationen der Detektionsleistung mit Verträglichkeit …..................................... 42 4.3 Ergebnisse aus den fMRT-Daten …...................................................................................... 44 4.3.1 Haupteffekte …........................................................................................................... 44 4.3.1.1 Haupteffekt des Kontrasts freudig vs. neutral …................................................ 44 4.3.1.2 Haupteffekt des Kontrasts wütend vs. neutral …................................................ 45 4.3.1.3 Haupteffekt des Kontrasts ängstlich vs. neutral …............................................. 45 4.3.2 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Verträglichkeit …................................ 47 4.3.2.1 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Verträglichkeit in der Bedingung freudig …......................................................................................... 47 4.3.2.2 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Verträglichkeit in der Bedingung wütend …......................................................................................... 49 4.3.2.3 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Verträglichkeit in der Bedingung ängstlich …...................................................................................... 51 4.3.2.4 Überblick über die Zusammenhänge zwischen Hirnaktivierung und Verträglichkeit …........................................................................................ 52 4.3.3 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Detektionsleistung …......................... 53 4.3.3.1 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Detektionsleistung in der Bedingung neutral …......................................................................................... 53 4.3.3.2 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Detektionsleistung in der Bedingung freudig …......................................................................................... 54 4.3.3.3 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Detektionsleistung in der Bedingung wütend …......................................................................................... 56 4.3.3.4 Korrelationen zwischen Hirnaktivierung und Detektionsleistung in der Bedingung ängstlich …...................................................................................... 58 4.3.3.5 Überblick über die Zusammenhänge zwischen Hirnaktivierung und Detektionsleistung ….................................................................................. 59 5 Diskussion …............................................................................................................................... 61 5.1 Interpretation der Ergebnisse …........................................................................................... 61 5.1.1 Der Zusammenhang zwischen Verträglichkeit und Detektionsleistung …................ 61 5.1.2 Ergebnisse der fMRT-Messung ….............................................................................. 63 5.1.2.1 Haupteffekte …................................................................................................... 63 5.1.2.2 Der Einfluss von Verträglichkeit auf die Gehirnresponsivität während der Emotionswahrnehmung …........................................................................... 64 5.1.2.3 Zusammenhänge zwischen Gehirnresponsivität und Detektionsleistung …...... 65 5.1.3. Zusammenfassung der Ergebnisse …......................................................................... 67 5.2 Methodische Kritik und Forschungsperspektiven …............................................................ 68 5.3 Ausblick …............................................................................................................................ 70 6 Zusammenfassung der Arbeit …............................................................................................... 72 7 Literaturverzeichnis …............................................................................................................... 74 8 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit ….................................................... 88 9 Danksagung …............................................................................................................................. 89 10 Lebenslauf …............................................................................................................................. 90

Research in the last decades has shown that individuals with high degrees in the personality trait of alexithymia not only have difficulties in identifying and recognizing own feelings, but also show deficits in reading emotions from facial expressions of other people. Therefore, the current dissertation investigates the neural correlates of recognizing emotional facial expressions as a function of alexithymia. Initially, a theoretical introduction is given and existing findings from behavioral as well as structural and functional neuroimaging research are presented. Open questions are identified and addressed in one structural and two functional magnetic resonance imaging studies that were compiled into three original research articles. Study 1 examined the gray matter profile of high and low alexithymic individuals in selected brain regions relevant for processing emotional faces. In Study 2, functional neuroimaging was used to investigate the neural correlates of high alexithymic individuals\'' difficulties in labeling briefly presented (≤ 100 ms) facial expressions of emotion. Study 3 investigated neural activations as a function of alexithymia during the labeling of emotional facial expressions when these are presented with little temporal constraints (≥ 1 s). The results of these studies are summarized and integrated with the existing literature. Finally, open issues are discussed and ideas for further research are outlined.

Empathische Reaktionen auf emotionale Gesichtsausdrücke werden vom Alter beeinflusst. In Bezug auf die kognitive Komponente der Empathie wurde eine Einschränkung bei der Erkennung emotionaler Gesichtsausdrücke sowohl für ältere Beobachter als auch für ältere Gesichter berichtet. Manche Studien berichten auch einen Effekt der Alterskongruenz, d.h. eine bessere Erkennung von Emotionen bei der eigenen Altersgruppe. Das erste Ziel der vorliegenden Dissertation war es, Mechanismen, die diesen Effekten zugrunde liegen könnten, zu untersuchen. Das zweite Ziel war es, zu untersuchen, ob auch die affektive Komponente der Empathie vom Alter beeinflusst wird. Studie 1 gibt einen Überblick über frühere Forschungsarbeiten. Studie 2 beschäftigte sich mit der Rolle von altersbezogenen Antwortverzerrungen, d.h. Altersunterschieden bei der Attribuierung bestimmter Emotionen. Effekte des Alters der Beobachter und der Gesichter auf die Erkennung von Trauer waren auf Antwortverzerrungen zurückzuführen. Allerdings trat eine bessere Erkennung von Trauer bei der eigenen Altersgruppe auf, die unabhängig von Antwortverzerrungen war. Studie 3 untersuchte neuronale Prozesse, die diesem Effekt der Alterskongruenz zugrunde liegen könnten. Bei traurigen Gesichtern wurde ein Effekt der Alterskongruenz für späte Verarbeitungsstadien gefunden, der möglicherweise eine höhere Relevanz trauriger Gesichter der eigenen Altersgruppe widerspiegelt. Studie 4 untersuchte, ob auch affektive Reaktionen, gemessen mit Gesichtsmimikry, vom Alter beeinflusst werden. Ältere Beobachter zeigten eine Beeinträchtigung in der Emotionserkennung, nicht jedoch in den affektiven Reaktionen. Insgesamt weisen diese Ergebnisse auf altersbezogene Defizite bei kognitiven und neuronalen Reaktionen hin; allerdings gab es kaum Alterseffekte auf affektive Reaktionen. Also lassen die Ergebnisse insgesamt trotz Schwierigkeiten bei der Emotionserkennung Optimismus bezüglich der intergenerationalen Empathie zu. / Empathic reactions to emotional facial expressions differ according to age. Concerning the cognitive component of empathy, decoding of emotional facial expressions was reported to be impaired both for older observers and older faces. Some studies also reported an own-age advantage, i.e., higher decoding accuracy for the own compared with other age groups. The first aim of the present dissertation was to explore possible mechanisms underlying these age effects. The second aim was to explore whether the affective component of empathy is affected by age as well. Study 1 summarizes previous research. Study 2 explored the role of age-related response bias, that is, age differences in the attribution of specific emotions. It showed that effects of the observers'' and the faces'' ages on decoding sadness were due to age-related response bias. However, an own-age advantage on decoding sadness occurred, which was independent of response bias. Study 3 explored the neurofunctional processes underlying this own-age advantage. It revealed an own-age effect on late processing stages for sadness, which may be due to an enhanced relevance of sad own-age faces. Study 4 explored whether affective responding in terms of facial mimicry is affected by age as well. It revealed an age-related decline in decoding accuracy, but not in affective responding. Taken together, these results suggest age-related deficits in cognitive and neural responses to emotional facial expressions. However, age had little influence on affective responding. Thus, despite difficulties in emotion decoding, these results allow for some optimism regarding intergenerational empathy.

Die Blickrichtung und ihre Richtung sind wichtige nonverbale Hinweise für die Etablierung von sozialen Interaktionen und die Wahrnehmung von emotionalen Gesichtsausdrücken bei anderen. Ob der Blick direkt auf den Betrachter gerichtet ist (direkter Blick) oder abgewendet (abgewandter Blick), beeinflusst unsere soziale Aufmerksamkeit und emotionale Reaktionen. Dies deutet darauf hin, dass Emotionen und Blickrichtung informative Werte haben, die sich möglicherweise in frühen oder späteren Stadien der neurokognitiven Verarbeitung interagieren. Trotz theoretischer Grundlage, der geteilten Signal-Hypothese (Adams & Kleck, 2003), gibt es einen Mangel an strukturierten elektrophysiologischen Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen Emotionen und Blickrichtung sowie ihren neuronalen Korrelaten und wie sie sich in verschiedenen Bevölkerungsgruppen unterscheiden. Um diese Lücke zu schließen, verwendete diese Doktorarbeit ereigniskorrelierte Hirnpotentiale (ERPs), um die Reaktionen auf emotionale Ausdrücke und Blickrichtung in einem neuen Paradigma zu untersuchen, das statischen und dynamischen Blick mit Gesichtsausdrücken kombiniert. Es wurden drei verschiedene Populationen untersucht. Studie 1 untersuchte in einer normalen Stichprobe die Amplituden der ERP-Komponenten, die durch die erstmalige Präsentation von Gesichtern und nachfolgende Änderungen der Blickrichtung in der Hälfte der Durchgänge ausgelöst wurden. In Studie 2 wurden aufgrund der atypischen Gesichtsverarbeitung und verminderten Reaktionen auf Augenblick beim Autismus die ERPs und Augenbewegungen bei zwei Stichproben von Kindern mit unterschiedlichem Schweregrad ihrer Autismusmerkmale untersucht. In Studie 3 wurde in einer großen Stichprobe die vermutlich erhöhte Sensitivität bei der Emotionsverarbeitung und Reaktion auf Augenblick bei Müttern im postpartalen Zeitraum mit besonderem Fokus auf die Gesichter von Säuglingen untersucht. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der drei Studien, dass in sozialen Interaktionen die emotionalen Effekte von Gesichtern durch die dynamische Blickrichtung moduliert werden. / The eye gaze and its direction are important and relevant non-verbal cues for the establishment of social interactions and the perception of others’ emotional facial expressions. Gaze direction itself, whether eyes are looking straight at the viewer (direct gaze) or whether they look away (averted gaze), affects our social attention and emotional response. This implies that both emotion and gaze have informational values, which might interact at early or later stages of neurocognitive processing. Despite the suggestion of a theoretical basis for this interaction, the shared signal hypothesis (Adams & Kleck, 2003), there is a lack of structured electrophysiological investigations into the interactions between emotion and gaze and their neural correlates, and how they vary across populations. Addressing this need, the present doctoral dissertation used event-related brain potentials (ERPs) to study responses to emotional expressions and gaze direction in a novel paradigm combining static and dynamic gaze with facial expressions. The N170 and EPN were selected as ERP components believed to reflect gaze perception and reflexive attention, respectively. Three different populations were investigated. Study 1, in a normal sample, investigated the amplitudes of the ERP components elicited by the initial presentation of faces and subsequent changes of gaze direction in half of the trials. In Study 2, based on the atypical face processing and diminished responses to eye gaze in autism, the ERPs and eye movements were examined in two samples of children varying in the severity of their autism traits. In Study 3, In a large sample, I addressed the putatively increased sensitivity in emotion processing and response to eye gaze in mothers during their postpartum period with a particular focus on infant's faces. Taken together, the results from three studies demonstrate that in social interactions, the emotional effects of faces are modulated by dynamic gaze direction.