Das vorliegende Buch skizziert die Grundlagen einer Soziologie als „population science“. „Population“ bezieht sich nicht nur auf eine Menge individueller Akteure im Sinne einer Bevölkerung, sondern auf jede Menge von Objekten wie z. B. Gesellschaften oder Familien. Das Ziel besteht in der Erklärung der Entstehung und der Wirkungen dieser Objekte bzw. deren Eigenschaften.

Im Optimierungsprozess einer Konstruktion und zur Variantenbildung ist die Nutzung der Parametrik für den Konstrukteur zum Standard und unverzichtbar geworden. Auslegungen und speziell die Festlegung von Abmessungen werden im Maschinenbau über die Umstellung von Analysegleichungen oder durch iterative Analysen, wie bspw. die numerische Optimierung durchgeführt. Die Mechanismenlehre ist eines der wenigen Fachgebiete, in denen speziell für die Auslegung klassische Syntheseverfahren entwickelt wurden. Im Zeitalter vollparametrischer CAD-Systeme erscheinen diese Verfahren in einem neuen Licht. Einfache getriebetechnische Kenntnisse sind für die Lösung von Führungs- und Bewegungsaufgaben zwar erforderlich, sind in Lehrbüchern, VDI-Richtlinien, TGL-Blättern usw. aber auch gut nachzulesen. Anhand einiger Beispiele soll hier gezeigt werden, wie diese klassischen grafischen Konstruktionsvorschriften auf einfache Weise in das CAD-System Pro/Engineer Wildfire integriert werden können. Der Konstrukteur kann seine Auslegung dynamisch interaktiv variieren und sogar verschiedene Gütewerte seines Getriebes dabei beobachten. Durch diese assoziative Komponente wird eine mehrparametrige Optimierung realisierbar. Im Vortrag wird an Beispielen gezeigt, dass ein CAD-Konstrukteur diesem Vorschlag folgen und das Verfahren anwenden kann, um einen ersten Entwurf vorzulegen. Eine weitgehende Verwendung von Zusatzmodulen, wie zum Beispiel Pro/Mechanica oder Pro/Mechanism, würde erst bei zusätzlichen Untersuchungen der Konstruktion erforderlich.

The efficient allocation of power is a major concern in today’s wireless communications systems. Due to the high demand in data rate and the scarcity of wireless resources such as power, the multi-user communication systems like the multiple access channel (MAC) and broadcast channel (BC) have become highly competitive environments for the users as well as the system itself. Theory of microeconomics and game theory provide the good analytical manner for the selfish and social welfare conflict problems. Instead of maximizing the system sum rate, our proposed system deals with fulfilling the utility (rate) requirement of all the users with efficient power allocation. The users formulate the signal to interference-plus-noise ratio (SINR) based quality-of-service (QoS) requirements. We propose the framework to allocate the power to each user with universal pricing mechanisms. The prices act as the control signal and are assumed to be some virtual currency in the wireless system. They can influence the physical layer operating points to meet the desired utility requirements. Centralized and distributed power allocation frameworks are discussed separately in the thesis with different pricing schemes. In wireless systems we have users that are rational in the game theoretic sense of making decisions consistently in pursuit of their own individual objectives. Each user’s objective is to maximize the expected value of its own payoff measured on a certain utility scale. Selfishness or self-interest is an important implication of rationality. Therefore, the mobiles which share the same spectrum have incentives to misinterpret their private information in order to obtain more utility. They might behave selfishly and show also malicious behavior by creating increased interference for other mobiles. Therefore, it is important to supervise and influence the operation of the system by pricing and priority (weights) optimization. In the centralized resource allocation, we study the general MAC and BC (with linear and nonlinear receiver) with three types of agents: the regulator, the system optimizer and the mobile users. The regulator ensures the QoS requirements of all users by clever pricing and prevents cheating. The simple system optimizer solves a certain system utility maximization problem to allocate the power with the given prices and weights (priorities). The linear and nonlinear pricing mechanisms are analyzed, respectively. It is shown that linear pricing is a universal pricing only if successive interference cancellation (SIC) for uplink transmission or dirty paper coding (DPC) for downlink transmission is applied at the base station (BS). For MAC without SIC, nonlinear pricing which is logarithmic in power and linear in prices is a universal pricing scheme. The prices, the resulting cost terms, the optimal power allocation to achieve the QoS requirement of each user in the feasible rate region are derived in closed form solutions for MAC with and without SIC using linear and nonlinear pricing frameworks, respectively. The users are willing to maximize their achievable rate and minimize their cost on power by falsely reporting their channel state information (CSI). By predicting the best cheating strategy of the malicious users, the regulator is able to detect the misbehavior and punish the cheaters. The infinite repeated game (RG) is proposed as a counter mechanism with the trigger strategy using the trigger price. We show that by anticipating the total payoff of the proposed RG, the users have no incentive to cheat and therefore our framework is strategy-proof. In the distributed resource allocation, each user allocates its own power by optimizing the individual utility function. The noncooperative game among the users is formulated. The individual prices are introduced to the utility function of each user to shift the Nash equilibrium (NE) power allocation to the desired point. We show that by implicit control of the proposed prices, the best response (BR) power allocation of each user converges rapidly. The Shannon rate-based QoS requirement of each user is achieved with minimum power at the unique NE point. We analyse different behavior types of the users, especially the malicious behavior of misrepresenting the user utility function. The resulting NE power allocation and achievable rates of all users are derived when malicious behavior exists. The strategy-proof mechanism is designed using the punishment prices when the types of the malicious users are detected. The algorithm of the strategy-proof noncooperative game is proposed. We illustrate the convergence of the BR dynamic and the Price of Malice (PoM) by numerical simulations. The uplink transmission within the single cell of heterogeneous networks is exactly the same model as MAC. Therefore, the results of the pricing-based power allocation for MAC can be implemented into heterogeneous networks. Femtocells deployed in the Macrocell network provide better indoor coverage to the user equipments (UEs) with low power consumption and maintenance cost. The industrial vendors show great interest in the access mode, called the hybrid access, in which the macrocell UEs (MUEs) can be served by the nearby Femtocell Access Point (FAP). By adopting hybrid access in the femtocell, the system energy efficiency is improved due to the short distance between the FAP and MUEs while at the same time, the QoS requirements are better guaranteed. However, both the Macrocell base station (MBS) and the FAP are rational and selfish, who maximize their own utilities. The framework to successively apply the hybrid access in femtocell and fulfill the QoS requirement of each UE is important. We propose two novel compensation frameworks to motivate the hybrid access of femtocells. To save the energy consumption, the MBS is willing to motivate the FAP for hybrid access with compensation. The Stackelberg game is formulated where the MBS serves as the leader and the FAP serves as the follower. The MBS maximizes its utility by choosing the compensation prices. The FAP optimizes its utility by selecting the number of MUEs in hybrid access. By choosing the proper compensation price, the optimal number of MUEs served by the FAP to maximize the utility of the MBS coincides with that to maximize the utility of the FAP. Numerous simulation results are conducted, showing that the proposed compensation frameworks result in a win-win solution. In this thesis, based on game theory, mechanism design and pricing framework, efficient power allocation are proposed to guarantee the QoS requirements of all users in the wireless networks. The results are applicable in the multi-user systems such as heterogeneous networks. Both centralized and distributed allocation schemes are analyzed which are suitable for different communication scenarios. / Aufgrund der hohen Nachfrage nach Datenrate und wegen der Knappheit an Ressourcen in Funknetzen ist die effiziente Allokation von Leistung ein wichtiges Thema in den heutigen Mehrnutzer-Kommunikationssystemen. Die Spieltheorie bietet Methoden, um egoistische und soziale Konfliktsituationen zu analysieren. Das vorgeschlagene System befasst sich mit der Erfüllung der auf Signal-zu-Rausch-und-Interferenz-Verhältnis (SINR) basierenden Quality-of-Service (QoS)-Anforderungen aller Nutzer mittels effizienter Leistungsallokation, anstatt die Übertragungsrate zu maximieren. Es wird ein Framework entworfen, um die Leistungsallokation mittels universellen Pricing-Mechanismen umzusetzen. In der Dissertation werden zentralisierte und verteilte Leistungsallokationsalgorithmen unter Verwendung verschiedener Pricing-Ansätze diskutiert. Die Nutzer in Funksystemen handeln rational im spieltheoretischen Sinne, indem sie ihre eigenen Nutzenfunktionen maximieren. Die mobilen Endgeräte, die dasselbe Spektrum nutzen, haben den Anreiz durch bewusste Fehlinterpretation ihrer privaten Informationen das eigene Ergebnis zu verbessern. Daher ist es wichtig, die Funktionalität des Systems zu überwachen und durch Optimierung des Pricings und Priorisierungsgewichte zu beeinflussen. Für den zentralisierten Ressourcenallokationsansatz werden der allgemeine Mehrfachzugriffskanal (Multiple Access Channel, MAC) und der Broadcastkanal (BC) mit linearen bzw. nichtlinearen Empfängern untersucht. Die Preise, die resultierenden Kostenterme und die optimale Leistungsallokation, mit der die QoS-Anforderungen in der zulässigen Ratenregion erfüllt werden, werden in geschlossener Form hergeleitet. Lineare und nichtlineare Pricing-Ansätze werden separat diskutiert. Das unendlich oft wiederholte Spiel wird vorgeschlagen, um Spieler vom Betrügen durch Übermittlung falscher Kanalinformationen abzuhalten. Für die verteilten Ressourcenvergabe wird das nichtkooperative Spiel in Normalform verwendet und formuliert. Die Nutzer wählen ihre Sendeleistung zur Maximierung ihrer eigenen Nutzenfunktion. Individuelle Preise werden eingeführt und so angepasst, dass die QoS-Anforderungen mit der Leistungsallokation im eindeutigen Nash-Gleichgewicht erfüllt werden. Verschiedene Arten des Nutzerverhaltens werden bezüglich der Täuschung ihrer Nutzenfunktion analysiert, und ein Strategy-Proof-Mechanismus mit Strafen wird entwickelt. Die Ergebnisse für den MAC sind anwendbar auf heterogene Netzwerke, wobei zwei neuartige Ansätze zur Kompensation bereitgestellt werden, die den hybriden Zugang zu Femtozell-Netzwerken motivieren. Mithilfe des Stackelberg-Spiels wird gezeigt, dass die vorgeschlagenen Ansätze in einer Win-Win-Situation resultieren.

A Criminologia Internacional Comparada tem enfrentado dificuldades na teorização dos crimes ambientais. As teorias normalmente utilizadas servem-se de elementos econômicos, no padrão white-collar crime. No entanto, o green-collar crime apresenta especificidades que tornam datada a teorização puramente econômica. No campo da criminalidade ambiental transnacional, os atores apresentam-se em forma de organizações lícitas, organizações ilícitas ou mesmo Estados. Estes três níveis de organização se fazem presentes em escala global mormente em torno de três eixos: clima, biossegurança, desenvolvimento sustentável. A par destes três eixos construiu-se a dogmática jurídica de salvaguarda ambiental das três últimas décadas. Nos países em que a matriz jurídica predominante é o common law, sobressaem-se esquemas normativos baseados na regulação e autorregulação (com instrumentos tais como restorative justice, smart regulation, command and control, tit for tat e outros). Já nos países em que a lei assume primazia, filiados à civil law, a normatização é feita em torno do conceito de responsabilidade, sendo certo que nestes sistemas jurídicos a variação normativa é dada a partir de escolha de ramos jurídicos principalmente penal, administrativo ou civil. / Die international vergleichende Kriminologie hat bei der Theorie der Umweltdelikten Schwierigkeiten konfrontiert. Die Theorien, die häufig verwendet wurden, um die Kriminologie der Umwelt zum erklären, benutzen normalerweise wirtschaftlichen Elemente, wie die White-Collar Crime. Allerdings hat die Umwelt Wirtschaftskriminalität Besonderheiten, die die ökonomischen Theorien nicht greifen. In dem Gebiet der transnationalen Umweltkriminalität, gibt es drei Arten von Organisationen, die transnationale Umweltdelikte verursachen können die rechtmäßige Organisationen, die illegale Organisationen und die Staaten. Diese drei Ebene der Organisationen wurden in drei Haupaspekten verteilt: Klima, Biossicherheit und nachhaltigen Entwicklung. Innerhalb diese drei Aspekten wurde die Umweltrechtsdogmatik in der letzten drei Jahrzehnte analysiert. In Ländern, in denen die Common Law Rechtssysteme herrscht, sind grundsätzlich bedeutende die Regulierungstheorien, wie Restorative Justice, Smart Regulation, Command and Control, Compliance-Mechanismen und Tit for Tat. Auf einer anderen Seite, in Ländern, in denen die zivilrechtlichen orientierten Systemen (Civil Law) herrschen, die Debatte ist welche Branche des Rechts passt am besten (ob Straf-, Verwaltungs- oder Zivil Recht), um die Verantwortlichkeit zu setzen.

Cognitive behavioral therapy (CBT) is efficacious for panic disorder with agoraphobia (PD/A). Nevertheless, the active ingredients of treatment and the mechanisms through which CBT achieves its effects remain largely unknown. The mechanisms of action in CBT (MAC) study was established to investigate these questions in 369 patients diagnosed with PD/A. The MAC study utilized a multi-center, randomized controlled design, with two active treatment conditions in which the administration of exposure was varied, and a wait-list control group. The special feature of MAC is the way in which imbedded experimental, psychophysiological, and neurobiological paradigms were included to elucidate therapeutic and psychopathological processes. This paper describes the aims and goals of the MAC study and the methods utilized to achieve them. All aspects of the research design (e.g., assessments, treatment, experimental procedures) were implemented so as to facilitate the detection of active therapeutic components, and the mediators and moderators of therapeutic change. To this end, clinical, behavioral, physiological, experimental, and genetic data were collected and will be integrated.

Despite striking evidence for the existence of dark matter from astrophysical observations, dark matter has still escaped any direct or indirect detection until today. Therefore a proof for its existence and the revelation of its nature belongs to one of the most intriguing challenges of nowadays cosmology and particle physics. The present work tries to investigate the nature of dark matter through indirect signatures from dark matter annihilation into electron-positron pairs in two different ways, pressure from dark matter annihilation and multi-messenger constraints on the dark matter annihilation cross-section. We focus on dark matter annihilation into electron-positron pairs and adopt a model-independent approach, where all the electrons and positrons are injected with the same initial energy E_0 ~ m_dm*c^2. The propagation of these particles is determined by solving the diffusion-loss equation, considering inverse Compton scattering, synchrotron radiation, Coulomb collisions, bremsstrahlung, and ionization. The first part of this work, focusing on pressure from dark matter annihilation, demonstrates that dark matter annihilation into electron-positron pairs may affect the observed rotation curve by a significant amount. The injection rate of this calculation is constrained by INTEGRAL, Fermi, and H.E.S.S. data. The pressure of the relativistic electron-positron gas is computed from the energy spectrum predicted by the diffusion-loss equation. For values of the gas density and magnetic field that are representative of the Milky Way, it is estimated that the pressure gradients are strong enough to balance gravity in the central parts if E_0 < 1 GeV. The exact value depends somewhat on the astrophysical parameters, and it changes dramatically with the slope of the dark matter density profile. For very steep slopes, as those expected from adiabatic contraction, the rotation curves of spiral galaxies would be affected on kiloparsec scales for most values of E_0. By comparing the predicted rotation curves with observations of dwarf and low surface brightness galaxies, we show that the pressure from dark matter annihilation may improve the agreement between theory and observations in some cases, but it also imposes severe constraints on the model parameters (most notably, the inner slope of the halo density profile, as well as the mass and the annihilation cross-section of dark matter particles into electron-positron pairs). In the second part, upper limits on the dark matter annihilation cross-section into electron-positron pairs are obtained by combining observed data at different wavelengths (from Haslam, WMAP, and Fermi all-sky intensity maps) with recent measurements of the electron and positron spectra in the solar neighbourhood by PAMELA, Fermi, and H.E.S.S.. We consider synchrotron emission in the radio and microwave bands, as well as inverse Compton scattering and final-state radiation at gamma-ray energies. For most values of the model parameters, the tightest constraints are imposed by the local positron spectrum and synchrotron emission from the central regions of the Galaxy. According to our results, the annihilation cross-section should not be higher than the canonical value for a thermal relic if the mass of the dark matter candidate is smaller than a few GeV. In addition, we also derive a stringent upper limit on the inner logarithmic slope α of the density profile of the Milky Way dark matter halo (α < 1 if m_dm < 5 GeV, α < 1.3 if m_dm < 100 GeV and α < 1.5 if m_dm < 2 TeV) assuming a dark matter annihilation cross-section into electron-positron pairs (σv) = 3*10^−26 cm^3 s^−1, as predicted for thermal relics from the big bang. / Trotz vieler Hinweise auf die Existenz von dunkler Materie durch astrophysikalische Beobachtungen hat sich die dunkle Materie bis heute einem direkten oder indirekten Nachweis entzogen. Daher gehrt der Nachweis ihrer Existenz und die Enthüllung ihrer Natur zu einem der faszinierensten Herausforderungen der heutigen Kosmologie und Teilchenphysik. Diese Arbeit versucht die Natur von dunkler Materie durch indirekte Signaturen von der Paarzerstrahlung dunkler Materie in Elektron-Positronpaare auf zwei verschiedene Weisen zu untersuchen, nämlich anhand des Drucks durch die Paarzerstrahlung dunkler Materie und durch Grenzen des Wirkungsquerschnitts für die Paarzerstrahlung dunkler Materie aus verschiedenen Beobachtungsbereichen. Wir konzentrieren uns dabei auf die Zerstrahlung dunkler Materie in Elektron-Positron-Paare und betrachten einen modellunabhängigen Fall, bei dem alle Elektronen und Positronen mit der gleichen Anfangsenergie E_0 ~ m_dm*c^2 injiziert werden. Die Fortbewegung dieser Teilchen wird dabei bestimmt durch die Lösung der Diffusions-Verlust-Gleichung unter Berücksichtigung von inverser Compton-Streuung, Synchrotronstrahlung, Coulomb-Streuung, Bremsstrahlung und Ionisation. Der erste Teil dieser Arbeit zeigt, dass die Zerstrahlung dunkler Materie in Elektron-Positron-Paare die gemessene Rotationskurve signifikant beeinflussen kann. Die Produktionsrate ist dabei durch Daten von INTEGRAL, Fermi und H.E.S.S. begrenzt. Der Druck des relativistischen Elektron-Positron Gases wird aus dem Energiespektrum errechnet, welches durch die Diffusions-Verlust-Gleichung bestimmt ist. Für Werte der Gasdichte und des magnetischen Feldes, welche für unsere Galaxie repräsentativ sind, lässt sich abschätzen, dass für E_0 < 1 GeV die Druckgradienten stark genug sind, um Gravitationskräfte auszugleichen. Die genauen Werte hängen von den verwendeten astrophysikalischen Parametern ab, und sie ändern sich stark mit dem Anstieg des dunklen Materie-Profils. Für sehr große Anstiege, wie sie für adiabatische Kontraktion erwartet werden, werden die Rotationskurven von Spiralgalaxien auf Skalen von einegen Kiloparsek für die meisten Werte von E_0 beeinflusst. Durch Vergleich der erwarteten Rotationskurven mit Beobachtungen von Zwerggalaxien und Galaxien geringer Oberflächentemperatur zeigen wir, dass der Druck von Zerstrahlung dunkler Materie die Übereinstimmung von Theorie und Beobachtung in einigen Fällen verbessern kann. Aber daraus resultieren auch starke Grenzen für die Modellparameter - vor allem für den inneren Anstieg des Halo-Dichteprofils, sowie die Masse und den Wirkungsquerschnitt der dunklen Materie-Teilchen. Im zweiten Teil werden obere Grenzen für die Wirkungsquerschnitte der Zerstrahlung der dunkler Materie in Elektron-Positron-Paare erhalten, indem die beobachteten Daten bei unterschiedlichen Wellenlängen (von Haslam, WMAP und Fermi) mit aktuellen Messungen von Elektron-Positron Spektren in der solaren Nachbarschaft durch PAMELA, Fermi und H.E.S.S. kombiniert werden. Wir betrachten Synchrotronemission bei Radiound Mikrowellenfrequenzen, sowie inverse Compton-Streuung und Final-State-Strahlung bei Energien im Bereich der Gamma-Strahlung. Für die meisten Werte der Modellparameter werden die stärksten Schranken durch das lokale Positron-Spektrum und die Synchrotronemission im Zentrum unser Galaxie bestimmt. Nach diesen Ergebnissen sollte der Wirkungsquerschnitt für die Paarzerstrahlung nicht größer als der kanonische Wert für thermische Relikte sein, wenn die Masse der dunklen Materie-Kandidaten kleiner als einige GeV ist. Zusätzlich leiten wir eine obere Grenze für den inneren logarithmische Anstieg α des Dichteprofiles des dunklen Materie Halos unserer Galaxie ab.

Die Betriebseigenschaften von Gleitlagern werden im Wesentlichen durch die Schmierspaltgeometrie bestimmt. Eine starre Geometrie kann von daher nur für einen Betriebspunkt optimal sein. Der Betrieb außerhalb dieses Punktes führt zu negativen Auswirkungen wie z.B. Verschleiß und Instabilitäten. Der mögliche Betriebsbereich kann durch eine geeignete Formänderung des Gleitlagers während des Betriebs erheblich vergrößert werden. Zu diesem Zweck ist das Gleitlager als Mechanismus mit selektiver Nachgiebigkeit ausgelegt, der es ermöglicht, die Form der Gleitflächen mit einer bestimmten Kinematik zu verändern.

Cognitive behavioral therapy (CBT) is efficacious for panic disorder with agoraphobia (PD/A). Nevertheless, the active ingredients of treatment and the mechanisms through which CBT achieves its effects remain largely unknown. The mechanisms of action in CBT (MAC) study was established to investigate these questions in 369 patients diagnosed with PD/A. The MAC study utilized a multi-center, randomized controlled design, with two active treatment conditions in which the administration of exposure was varied, and a wait-list control group. The special feature of MAC is the way in which imbedded experimental, psychophysiological, and neurobiological paradigms were included to elucidate therapeutic and psychopathological processes. This paper describes the aims and goals of the MAC study and the methods utilized to achieve them. All aspects of the research design (e.g., assessments, treatment, experimental procedures) were implemented so as to facilitate the detection of active therapeutic components, and the mediators and moderators of therapeutic change. To this end, clinical, behavioral, physiological, experimental, and genetic data were collected and will be integrated.

Gesicht und Stimme einer Person sind stark miteinander assoziiert und werden normalerweise als eine Einheit wahrgenommen. Trotz des natürlichen gemeinsamen Auftretens von Gesichtern und Stimmen, wurden deren Wahrnehmung in den Neurowissenschaften traditionell aus einer unisensorischen Perspektive untersucht. Das heißt, dass sich Forschung zu Gesichtswahrnehmung ausschließlich auf das visuelle System fokusierte, während Forschung zu Stimmwahrnehmung nur das auditorische System untersuchte. In dieser Arbeit schlage ich vor, dass das Gehirn an die multisensorische Beschaffenheit von Gesichtern und Stimmen adaptiert ist, und dass diese Adaption sogar dann sichtbar ist, wenn nur die Stimme einer Person gehört wird, ohne dass das Gesicht zu sehen ist. Im Besonderen, untersucht diese Arbeit wie das Gehirn zuvor gelernte Gesichts-Stimmassoziationen ausnutzt um die auditorische Analyse von Stimmen und Sprache zu optimieren. Diese Dissertation besteht aus drei empirischen Studien, welche raumzeitliche Hirnaktivität mittels funktionaler Magnetresonanztomographie (fMRT) und Magnetoenzephalographie (MEG) liefern. Alle Daten wurden gemessen, während Versuchspersonen auditive Sprachbeispiele von zuvor familiarisierten Sprechern (mit oder ohne Gesicht des Sprechers) hörten. Drei Ergebnisse zeigen, dass zuvor gelernte visuelle Sprecherinformationen zur auditorischen Analyse von Stimmen beitragen: (i) gesichtssensible Areale waren Teil des sensorischen Netzwerks, dass durch Stimmen aktiviert wurde, (ii) die auditorische Verarbeitung von Stimmen war durch die gelernte Gesichtsinformation zeitlich faszilitiert und (iii) multisensorische Interaktionen zwischen gesichtsensiblen und stimm-/sprachsensiblen Arealen waren verstärkt. Die vorliegende Arbeit stellt den traditionellen, unisensorischen Blickwinkel auf die Wahrnehmung von Stimmen und Sprache in Frage und legt nahe, dass die Wahrnehmung von Stimme und Sprache von von einem multisensorischen Verarbeitungsschema profitiert. / Face and voice of a person are strongly associated with each other and usually perceived as a single entity. Despite the natural co-occurrence of faces and voices, brain research has traditionally approached their perception from a unisensory perspective. This means that research into face perception has exclusively focused on the visual system, while research into voice perception has exclusively probed the auditory system. In this thesis, I suggest that the brain has adapted to the multisensory nature of faces and voices and that this adaptation is evident even when one input stream is missing, that is, when input is actually unisensory. Specifically, the current work investigates how the brain exploits previously learned voice-face associations to optimize the auditory processing of voices and vocal speech. Three empirical studies providing spatiotemporal brain data—via functional magnetic resonance imaging (fMRI) and magnetoencephalography (MEG)—constitute this thesis. All data were acquired while participants listened to auditory-only speech samples of previously familiarized speakers (with or without seeing the speakers’ faces). Three key findings demonstrate that previously learned visual speaker information support the auditory analysis of vocal sounds: (i) face-sensitive areas were part of the sensory network activated by voices, (ii) the auditory analysis of voices was temporally facilitated by learned facial associations and (iii) multisensory interactions between face- and voice/speech-sensitive regions were increased. The current work challenges traditional unisensory views on vocal perception and rather suggests that voice and vocal speech perception profit from a multisensory neural processing scheme.

Achtsamkeit wird mit vielen positiven Effekten für das psychische Wohlbefinden assoziiert, wobei Fähigkeiten wie Emotionsregulation (ER) und soziale Kognition (SC) zu den wichtigsten Mechanismen gehören. In der vorliegenden Doktorarbeit wurde die Beziehung zwischen Achtsamkeit, ER und SC mit verschiedenen methodischen Ansätzen untersucht. In Studie I wurde mithilfe von Literatur und empirischen Modellen die Beziehung zwischen Achtsamkeit und ER ausgearbeitet und verschiedene psychologische und neurokognitive Mechanismen diskutiert. Studie II zielte darauf ab den ER-Mechanismus bei „Trait-Achtsamkeit“ zu entschlüsseln. Hier zeigte sich, dass es sowohl bei Probanden mit einer Borderline-Persönlichkeitsstörung als auch bei gesunden Teilnehmern einen mediierenden Effekt von Selbstmitgefühl gab, der Achtsamkeit mit ER-Merkmalen verband. Studie III untersuchte den Zusammenhang zwischen ER und SC mit Hilfe von Verhaltens- und Neuroimaging-Experimenten, mit Fokus auf dem Konzept der sozialen ER (die Fähigkeit, die Emotionen anderer zu modulieren). Es zeigte sich, dass bei der Regulierung der Emotionen anderer der eigene Stress reduziert wird, wobei wichtige "soziokognitive" Hirnregionen (z.B. Precuneus) an der Vermittlung dieser Effekte beteiligt sind. Studie IV untersuchte im Rahmen einer Neuroimaging-basierten randomisierten Kontrollstudie ER-Mechanismen während einer achtsamkeitsbasierten Intervention (MBI). Die Studie zeigte eine durch die MBI induzierte ER-Verhaltensplastizität im Gehirn, sowohl für die Eigen- als auch für die soziale ER. Ein Effekt im Vergleich zu SC (kognitive und emotionale Empathie) wurde nicht gezeigt. Unter Einbezug aller Ergebnisse wurde ein Modell postuliert, das den Austausch und die Regulierung von Emotionen im Kontext von sozialen Interaktionen integriert. Die Dissertation bietet neue Einblicke in die ER-Mechanismen der Achtsamkeit und beleuchtet die individuellen Determinanten sozialer Prozesse durch das Zusammenbringen von ER und SC. / Mindfulness, the capacity to fully attend to the present experience, has been linked to a myriad of mental health benefits, being abilities such as emotion regulation (ER) and social cognition (SC) of the main potential active mechanisms. The current doctorate thesis investigated the relationship between mindfulness and ER and SC using a range of methodological approaches from trait level individual differences to behavioral and brain mechanisms. Study one explored the relationship between mindfulness and ER by examining the diverse literature and empirical models, discussing different psychological and neuro-cognitive mechanisms. Study two intended to unravel the ER mechanism of trait mindfulness, showing in both borderline personality and healthy subjects the mediating effect of self-compassion linking mindfulness and ER traits. Study three further investigated the link between ER and SC using behavioral and neuro-imaging experiments, addressing the notion of social ER (the capacity to modulate others’ emotions). It showed that when regulating others’ emotions, an individual’s own distress is reduced, being key ‘sociocognitive’ brain regions (i.e. precuneus) engaged in mediating these effects. Study four investigated the fine-grained ER mechanisms of a mindfulness-based intervention (MBI), comparing the MBI with a reading group (READ), in the context of a neuroimaging-based randomized controlled trial. This study revealed ER brain behavioral plasticity induced by the MBI, for both self and social ER. It also showed a lack of effect over SC (cognitive and emotional empathy). Articulating overall findings, a model that integrates exchanges and regulation of emotions in the context of social interactions is proposed. The dissertation offers new insights into mindfulness’ ER mechanisms, from dispositions to neuro-behavioral levels, and also sheds light onto individual level determinants of social processes, linking ER and SC.