Research in younger adults dissociates cognitive from affective facets of social information processing, rather than promoting a monolithic view of social intelligence. An influential theory on adult development suggests differential effects of aging on cognitive and affective functions. However, this dissociation has not been directly tested in the social domain. Employing a newly developed naturalistic paradigm that disentangles facets of the social mind within an individual, we show multi-directionality of age-related differences. Specifically, components of the socio-cognitive route – Theory of Mind and metacognition – are impaired in older relative to younger adults. Nevertheless, these social capacities are still less affected by aging than factual reasoning and metacognition regarding non-social content. Importantly, the socio-affective route is well-functioning, with no decline in empathy and elevated compassion in the elderly. These findings contribute to an integrated theory of age-related change in social functioning and inform interventions tailored to specifically reinstate socio-cognitive skills in old age.

It is far from conclusive what distinguishes the inattentive (ADD) and the combined (ADHD-C) subtype of ADHD on the neuronal level. Theoretical considerations suggest that especially interval timing processes may dissociate these subtypes from each other. Combining high-density EEG recordings with source localization analyses, we examine whether there are ADHD-subtype specific modulations of neurophysiological processes subserving interval timing in matched groups of ADD (n = 16), ADHD-C (n = 16) and controls (n = 16). Patients with ADD and ADHD-C show deficits in interval timing, which was correlated with the degree of inattention in ADD patients. Compared to healthy controls, patients with ADHD-C display a somewhat weaker, yet consistent response preparation process (contingent negative variation, CNV). In patients with ADD, the early CNV is interrupted, indicating an oscillatory disruption of the interval timing process. This is associated with activations in the supplemental motor areas and the middle frontal gyrus. Patients with ADD display adequate feedback learning mechanisms (feedback-related negativity, FRN), which is not the case in patients with ADHD-C. The results suggest that altered pacemaker-accumulation processes in medial frontal structures distinguish the ADD from the ADHD-C subtype. Particularly in patients with ADD phasic interruptions of preparatory neurophysiological processes are evident, making this a possible diagnostic feature.

Oligomers and polymers based on functionalized Rf-amides were successfully synthesized for the fabrication of hydrophobic surfaces with either linear or network structure. Firstly, new functionalized Rf-amides (RfCONH-, Rf is a perfluoroalkyl segment) were developed in most cases by a one step reaction and a simple work-up procedure. The reaction behaviors of synthesized Rf-amides in polyreactions were well understood. New fluorinated oligoester polyols, blocked IPDI's, and end-hydroxyl terminated oligo(urea urethane)s have been synthesized, the detail structures and properties are well understood. These materials could be suitable components of powder coatings. On the other hand, the end-hydroxyl terminated oligo(urea urethane)s could be used as reactive additives in high solid content and water-borne coatings. Hydrophobic smooth surfaces based on linear polymers, poly(urea urethane)s and alternating MI copolymers, containing fluorinated side groups were successfully constructed. The attachment of fluorinated side groups into polymers can dramatically alter the surfaces of corresponding polymers from more hydrophilic to hydrophobic due to the enrichment of fluorinated side groups on the top of the surface. The backbone configuration, the polarity of backbones, and the thermal treatment on surfaces can influence the surface properties of corresponding materials. Finally, hydrophobic surfaces of cross-linked polyurethanes as model top coatings were constructed under melt condition at high temperature (180 and 190 oC) using the combination of fluorinated oligouretdiones and non-fluorinated oligoester polyols. It was found that the hydrophobicity of resulting cured films is a matter of the competition between the formation of cross-linking network and the segregation of fluoromoieties on the top of the surface.

Fünf Lösungskonzepte der kooperativen Spieltheorien, der Kern, die Shapley-, Aumann- Drèze-, Außenoptions- (Wiese) und x-Lösung (Casajus) stehen in einer experimenteller Prüfung und einem kompetitiven Test gegenüber. In 12 Labor-Experimenten mit 167 Probanden wird das Handschuhspiel (gloves game) in jeweils bis zu 25 Treatments anonym am Computer mit adäquaten monetären Anreizen gespielt. Nach mehreren Wiederholungen stellte sich im Markt annähernd das Wettbewerbsgleichgewicht (Kern) ein. Spieler ohne Erfahrung können durch Lösungskonzepte, die relative Knappheit und Marktgröße abbilden, besser vorhergesagt werden. Robuste Fairness ist darüber hinaus im wesentlichen nur ein Einzelphänomen und keineswegs eine generelle Präferenz, wie etwa Ungleichheitsaversion. Dagegen konnte eine generalisiert Form von Reziprozität äußerst häufig beobachtet werden.:Einleitung; Theorie; Methoden; Daten; Ergebnisse; Diskussion, Zusammenfassung

Much is known about when children acquire an understanding of mental states, but few, if any, experiments identify social contexts in which children tend to use this capacity and dispositions that influence its usage. Social exclusion is a common situation that compels us to reconnect with new parties, which may crucially involve attending to those parties’ mental states. Across two studies, this line of inquiry was extended to typically developing preschoolers (Study 1) and young children with and without anxiety disorder (AD) (Study 2). Children played the virtual game of toss “Cyberball” ostensibly over the Internet with two peers who first played fair (inclusion), but eventually threw very few balls to the child (exclusion). Before and after Cyberball, children in both studies completed stories about peer-scenarios. For Study 1, 36 typically developing 5-year-olds were randomly assigned to regular exclusion (for no apparent reason) or accidental exclusion (due to an alleged computer malfunction). Compared to accidental exclusion, regular exclusion led children to portray story-characters more strongly as intentional agents (intentionality), with use of more mental state language (MSL), and more between-character affiliation in post-Cyberball stories. For Study 2, 20 clinically referred 4 to 8-year-olds with AD and 15 age- and gender-matched non-anxious controls completed stories before and after regular exclusion. While we replicated the post regular-exclusion increase of intentional and MSL portrayals of story-characters among non-anxious controls, anxious children exhibited a decline on both dimensions after regular exclusion. We conclude that exclusion typically induces young children to mentalize, enabling more effective reconnection with others. However, excessive anxiety may impair controlled mentalizing, which may, in turn, hamper effective reconnection with others after exclusion.

In the last half of the XX century and the first years of the XXI century a large amount of methods for the determination of mechanical and tribological properties of materials on the micro- and nano-scale were developed. However, some problems and disadvantages are kept up to now. The combined application of normal and lateral forces allows to extend the possibilities of conventional contact mechanical approaches for investigations of mechanical and tribological behaviour of bulk and coated materials. Due to the unique construction of the Lateral Force Unit (LFU) the lateral force can be applied to the sample during normal indentation by the commercial nanoindenter UMIS 2000. Thus, the presented thesis reports the detailed study of the LFU capabilities for the determination of mechanical properties and tribological behavior on the micro-scale. At first it was found that the most appropriate standard position for the correct combined application of normal and lateral forces is the LFU inclination by 3.3° with respect to the UMIS stage. This standard position allows to minimize the influence of different factors on the measuring process. It was shown that the shape of normal displacement-time curves is the most convenient after the thermal drift correction for the simplification of the determination of such parameters as the maximal normal displacement and the residual normal deformation obtained by lateral force application. It was found that the crack formation can be detected as the observation of sudden change of lateral displacement in lateral force-displacement curve together with normal displacement in normal displacement-time curve. These investigations were performed for single-crystal sapphire. For the first time the crack in single-crystal sapphire was detected by the contact mechanical method in situ. The critical tensile stress for the crack formation in single-crystal sapphire was determined as 9.68+-0.22 GPa. It was established that the onset of plastic deformation can be detected by the observation of shape change of lateral force-displacement curve together with the appearance of residual normal deformation in normal displacement-time curve. These investigations were done for bulk BK7 glass and silicon dioxide film with thickness of 951 nm on silicon substrate. The yield strength for the silicon dioxide film was evaluated as 6.83+-0.02 GPa. It was found that the static friction of materials couples can be evaluated by the analysis of lateral force-displacement curves with the error of 5-10 %. The static friction coefficients for fused silica, BK7 glass, single-crystal sapphire as well as SiO2, DLC and CrN0.08 coatings were determined against diamond, tungsten carbide and sapphire spherical indenter with different radii. The effect of normal load on static friction for fused silica and BK7 glass against 10.5 µm diamond spherical indenter was also studied. It was found that the onset of plastic deformation leads to a significant change of static friction. / In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts und während den ersten Jahren des 21. Jahrhunderts wurden zahlreiche Methoden zur Untersuchung mechanischer und tribologischer Materialeigenschaften auf der Mikro- und Nanometerskala entwickelt. Trotz der Fortschritte auf diesem Gebiet blieben vielfältige Fragestellungen unbeantwortet oder waren mit den vorhandenen experimentellen Untersuchungsmethoden nicht zugänglich. Mit der kombinierten Belastung aus Lateral- und Normalkräften wurden die etablierten Messverfahren um einen viel versprechenden Ansatz zur Charakterisierung mechanischer sowie tribologischer Eigenschaften erweitert, der sowohl für Massiv- als auch Schichtmaterialien anwendbar ist. Die einzigartige Konstruktion einer Lateralkrafteinheit bietet als separates Bauteil die Möglichkeit während eines Standardeindringversuches mittels des kommerziellen Nanoindenters UMIS 2000 bei normaler Last, eine laterale Belastung zu überlagern. Die vorliegende Arbeit zeigt eine detaillierte Studie der Einsatzmöglichkeiten der Lateralkrafteinheit hinsichtlich der Charakterisierung mechanischer Eigenschaften und tribologischen Materialverhaltens auf der Mikrometerskala. Zunächst wurde herausgefunden, dass eine Verkippung der Lateralkrafteinheit von 3,3° gegenüber dem UMIS-Rahmen notwendig ist, um eine hochgenaue und definierte Belastung aus lateraler und normaler Kraft auf die Probe auszuüben. Mit dieser durchgeführten Korrektur der Ausrichtung gelang es weitere auf den Messprozess einwirkende Effekte zu minimieren. Nach der Korrektur der thermischen Drift scheinen die gemessenen Normalverschiebungs-Zeit-Kurven für die Bestimmung von mechanischen Parametern wie maximaler Verschiebung oder bleibender Eindrucktiefe bei lateraler Belastung geeignet zu sein. Als ein weiteres Ergebnis gelang es, durch die kombinierte Belastung der Kraftkomponenten Bruchversagen nachzuweisen. Das Materialversagen wurde durch eine abrupte Änderung der lateralen Verschiebung im Last-Verschiebungs-Diagramm angezeigt. Mit dieser Methode wurde erstmalig in-situ das Bruchversagen am Beispiel des einkristallinen Saphirs detektiert. Die kritische Zugspannung, die zur Bruchbildung bei Saphir führte, war 9,68+-0,22 GPa. Die Analyse der Kurvenform der Kraft-Verschiebungs-Kurven für die Lateralbelastung im Zusammenhang mit dem Auftreten von bleibender Deformation in den zugehörigen Verschiebungs-Zeit-Kurven der normalen Belastung liefert den Beginn der plastischen Deformation. Massive BK7-Glasproben sowie SiO2-Schichten wurden untersucht. Für die Fließspannung der SiO2-Schicht wurde ein Wert von 6,83+-0,02 GPa ermittelt. Der Haftreibungskoeffizient für verschiedene Materialpaarungen wurde aus den Last-Verschiebungs-Kurven mit einer Genauigkeit von 5-10 % berechnet. Zu den untersuchten Materialien gehörten Quarz, einkristallines Saphir, BK7-Glas sowie SiO2-, DLC- und CrN0.08-Schichten, die mit Diamant, Wolframkarbid und Saphir-Indentern gepaart wurden. Zusätzlich wurde der Einfluss der Normallast auf den Haftreibungskoeffizienten für Quarz und BK7-Glas gegen Diamant studiert. Es zeigte sich, dass der Beginn der plastischen Deformation zu signifikanten Änderungen der Haftreibung führt.

Die beschriebene Situation hat dazu geführt, dass wir als chronik.LE von September bis Dezember 2016 ein Projekt mit dem Titel „Sichtbarmachung rechter Gewalt im Landkreis Leipzig“ durchgeführt haben. Dankenswerterweise wurden wir dabei finanziell von der Lokalen Partnerschaft für Demokratie im Landkreis Leipzig unterstützt. Der vorliegende Bericht stellt die wesentlichen Ergebnisse des Projekts vor und will die dokumentierte Situation stärker in den Fokus der Öffentlichkeit rücken und zu Auseinandersetzungen anregen. Neben einem statistischen Überblick und exemplarischen Ereignissen enthält der Bericht noch drei Vertiefungstexte zu den Themen Rassismus (Betroffenenperspektive) und Rechtsterrorismus („Oldschool Society“) sowie zur Bedeutung von hetzerischen Facebook-Seiten für rassistische Mobilisierungen. Die ersten beiden Texte wurden aus der Broschüre „Leipziger Zustände 2016“ von chronik.LE entnommen (Online-Version hier: www.chronikle.org/files/Leipziger_Zustaende_2016.pdf).

Einleitung: Risiken für Honigbienen stellen heutzutage schwindende natürliche Flächen und der Einsatz von Pestiziden in der Landwirtschaft dar. Flupyradifuron ist der Wirkstoff eines neuen Pflanzenschutzmittels der Bayer AG, das unter dem Namen „Sivanto“ vermarktet wird. Flupyradifuron an den nikotinischen Acetylcholin-Rezeptor im Gehirn der Honigbiene. Zielstellung: Ziel dieser Arbeit ist es, subletale Effekte von Flupyradifuron auf Verhalten und Gehirnstrukturen der Honigbiene zu untersuchen. Material und Methoden: Der Effekt einer chronischen Flupyradifuron-Applikation in unterschiedlichen Konzentrationen über zehn Tage auf die Mortalität, wurde in frisch geschlüpften Sommerbienen und langlebigen Winterbienen untersucht (N = 30 pro Behandlung, jeweils vier Replikate). Die statistische Auswertung erfolgte mit der Kaplan-Meier-Methode mit log-Rank Test. Nachdem Flupyradifuron einmalig an Honigbienen (N = 46, 47, 48 bzw. 55 pro Behandlung bei Nektar-sammelnden; N = 54, 68, 56 bzw. 62 pro Behandlung bei Pollen-sammelnden Bienen) verfüttert wurde, wurde deren Geschmackswahrnehmung getestet Im Folgenden wurden die Bienen mittels klassischer olfaktorischer Konditionierung auf einen Duft konditioniert. Das Gedächtnis wurde am nächsten Tag getestet. Zur statistischen Auswertung wurde die logistische Regression mit Post-Hoc Least Significant Difference Test angewendet. Es wurde eine Videoanalyse durchgeführt, um den Einfluss von Flupyradifuron auf die motorischen Fähigkeiten von Sommer- und Winterbienen zu untersuchen. Dazu wurde Flupyradifuron einmalig (N = 19 pro Behandlung im Sommer; N = 17 bzw. 16 pro Behandlung im Winter) oder über 24 h (N = 15 pro Behandlung im Sommer; N = 18 pro Behandlung im Winter) verabreicht. Zum Vergleich wurde das Experiment mit dem Neonikotinoid Imidacloprid bei Winterbienen wiederholt (N = 17 bzw. 16 pro Behandlung bei einmaliger Gabe; N = 16 pro Behandlung bei 24 h Gabe). Die statistische Auswertung erfolgte mittels einer nicht-parametrischen Varianzanalyse (Kruskal-Wallis H Test) und dem Pearson Chi-Quadrat Test. Um die Effekte von Flupyradifuron auf das Sammelverhalten der Bienen zu untersuchen, wurde die RFID („radio frequency identification“) Technik angewandt. Frisch geschlüpfte Arbeiterinnen (N = 100) wurden in einem separaten Käfig im Bienenstock gehalten und mit Flupyradifuron behandelt. Nach sieben Tagen wurden die Bienen in die Kolonie entlassen und ihr Flugverhalten für 40 Tage verfolgt. Das Experiment wurde zweimal durchgeführt. Die Kaplan-Meier Methode mit log-Rank Test wurde angewandt um Sammelbeginn und -ende zwischen den Behandlungen zu vergleichen. Anzahl und Dauer der Sammelflüge zwischen den Behandlungsgruppen wurden mit dem Mann-Whitney-U-Test verglichen. Um den Einfluss von Flupyradifuron auf Gehirnstrukturen zu untersuchen, wurden die Bienen über zehn Tage oral mit Flupyradifuron behandelt. Gehirne (N =10 pro Behandlung) wurden präpariert, Schnitte von 5 µm wurden hergestellt und mit Hämatoxylin/Eosin (H/E) gefärbt. Bei allen Versuchen wurde ein Signifikanzniveau von P < 0,05 festgelegt. Ergebnisse: In einer mittleren Konzentration von 1,0 µg pro Biene pro Tag war die Mortalität von Sommer- und Winterbienen in drei bzw. zwei von vier Replikaten signifikant erhöht. Eine zehnfach höhere Konzentration führte zu 100 % Mortalität, eine zehnfach niedrigere Konzentration war subletal. Flupyradifuron reduzierte die Geschmackswahrnehmung und das appetitive Lernen. Dabei hatte nur die höchste verwendete Konzentration (8,3 *10 4 mol/l) einen signifikanten Einfluss, zwei zehnfach niedrigere Konzentrationen hatten keinen Effekt. Eine einmalige Flupyradifuron-Gabe störte das normale motorische Verhalten von Bienen und führte zu motorischen Ausfallerscheinungen. Dies war bei Winterbienen stärker ausgeprägt als bei Sommerbienen und wurde durch eine hohe Dosis (8.3 *10 4 mol/l) hervorgerufen. Nach einer chronischen Gabe über 24 h waren die Veränderungen weniger stark ausgeprägt. Imidacloprid führte nicht zu motorischen Ausfallerscheinungen. Insektizid-behandelte Bienen zeigten signifikant früheres Sammelverhalten. Dies galt für beide Replikate. Im zweiten Replikat zeigten die behandelten Bienen zudem mehr Sammelflüge und diese dauerten länger. Die Analyse von Gehirnstrukturen nach der Behandlung mit Flupyradifuron mit Hilfe von Lichtmikroskopier brachte keine Veränderungen zu Tage. Schlussfolgerungen: In hohen Konzentrationen beeinflusst das neue Insektizid Flupyradifuron Kognition und Motorik der Honigbiene in ähnlicher Weise wie die teilweise verbotenen Neonikotinoide. In niedrigeren Konzentrationen sind die Effekte weniger stark ausgeprägt. Zukünftige Studien sollten mögliche synergistische Effekte von Flupyradifuron in Kombination mit Pflanzenschutzmitteln, wie Fungiziden, aber auch in Kombination mit Parasiten und anderen Krankheitserregern untersuchen. / Introduction: Changing landscapes and pesticides resulting from intensified agriculture are two of the main threats for honeybees. Flupyradifurone is the active ingredient of a new pesticide released by Bayer AG under the name of “Sivanto”. It binds to the nicotinic acetylcholine receptor (nAchR) in the honeybee brain, similar to neonicotinoids. Aim: The aim of this study is to investigate effects of flupyradifurone on honeybee behavior und brain structure. Material and methods: The effect of a chronic application of flupyradifurone in different concentrations on mortality was studied in newly emerged summer bees and long lived winter bees (N = 30 per treatment, four replicates) over a period of ten days. Survival was analyzed using Kaplan-Meier –Method with log-rank Test. After feeding foraging honeybees (N = 46, 47, 48 respectively 55 per treatment in nectar foragers; N = 54, 68, 56 respectively 62 per treatment in pollen foragers) a single dose of flupyradifurone, gustatory responsiveness was quantified. Afterwards the bees were trained to an odor using classical olfactory conditioning. Memory was tested the next day. Statistical analysis was conducted using Logistic Regression. For post-hoc multiple comparisons we used the Least Significant Difference Test. Video analysis was conducted to test the effects of flupyradifurone on honeybee motor abilities in young summer bees and long lived winter bees. Flupyradifurone was administered once (N = 19 per treatment in summer; N = 17 respectively 16 per treatment in winter) or over the period of 24 h (N = 15 per treatment in summer; N = 18 per treatment in winter). For comparisons this experiment was repeated with the neonicotinoid imidacloprid (N = 17 respectively 16 per treatment for single administration; N = 16 per treatment for 24 h application). Non-parametric analysis of variance (Kruskal-Wallis H Test) and Pearson Chi-Square Test were applied to determine the effect of the insecticides on motor behavior between the different treatment groups. To test effects of flupyradifurone on honeybee foraging, RFID (radio frequency identification) technology was applied. Newly emerged worker bees (N = 100) were taken in a separated cage on top of the bee hive and treated with flupyradifurone. After one week the bees were released into the colony and their flight behavior was tracked for 40 days. The experiment was repeated twice. Kaplan-Meier-Method with log-rank Test was applied for comparing onset and end of foraging between the two treatment groups. Trips per active day and duration per trip between the different treatment groups were compared using Mann-Whitney U-Tests. Effects of flupyradifurone on honeybee brain structure were analyzed. Bees were treated with flupyradifurone for ten days. Brains (N = 10) were dissected and 5 µm sections were produced and stained with hematoxylin and eosin (H/E). For all experiments a significance level p < 0.05 was determined. Results: The mortality experiment revealed comparable results in newly emerged summer bees and long lived winter bees. The mortality of an intermediate concentration of approximately 1.0 µg flupyradifurone per bee per day was in three respectively two out of four replicates significantly increased. A tenfold higher concentration led to 100 % mortality, whereas a tenfold lower concentration was sublethal. Flupyradifurone reduced taste and appetitive learning performance in honeybees foraging for pollen and nectar. Only the highest concentration (8.3 *10 4 mol/l) had significant effects, whereas two tenfold lower concentrations had no effects. Flupyradifurone disturbed normal motor behavior and evoked motor disabilities after a single administration. The observed effects were stronger in long lived winter bees than in young summer bees. However, only a high dose (8.3 *10 4 mol/l) had these strong effects. After a continuous administration over 24 h the observed effects were less severe. Imidacloprid did not lead to motor disabilities. Pesticide-treated bees initiated foraging significantly earlier than control bees. This was true for both replicates. In the second replicate flupyradifurone treated bees furthermore showed more and longer foraging trips. Analyzing honeybee brains using light microscopy, no altered brain structures were observed after treating honeybees with flupyradifurone. Conclusion: High concentrations of flupyradifurone influence honeybee cognition and motor abilities in a similar way as the partly banned neonicotinoids. In lower concentrations, the observed effects are less severe. Future studies should examine possible synergistic effects of flupyradifurone between in combination with other pesticides, such as fungicides, but also in combination with parasites and other stressors, such as diseases.

Background: Interpersonal touch is an irreplaceable contributor to our daily social life. It is a powerful tool for communicating emotions and, at this, enables the formation and maintenance of relationships. Affective touch is one of the first interactions in parent-child-dyads and contributes positively to the cognitive and social development of children and adolescents. In recent years, a group of nerve fibres was detected and identified as a key player in the perception of affective touch. These so-called C-tactile afferents are specialized in the perception of human-to-human caress-like touch. They are optimally activated/stimulated by light and slowly stroking touch at velocities between 1 and 10 cm/s (Löken et al., 2009). Interestingly, in a standardized experiment, these tactile stimulations are likewise hedonically rated and perceived as most pleasant. C-tactile afferents project to the insular as well as somatosensory cortex at a slow speed of around 1 m/s. The insular cortex is suggested to be involved in emotional processing and integration of sensory impressions, above else. Against this background, C-tactile afferents are characterized as key players in affective touch perception and mark an antipole to discriminative touch perception and Aβ-fibres. Affective touch contributes to the cognitive and social development in children (Field, 2010) and C-tactile mediated affective touch perception is altered in individuals with Autism Spectrum Disorder (Kaiser et al., 2016). First evidence further suggests a contribution of C-tactile afferents in the perception of erotic touch (Jönsson et al., 2015). Against this background of evidence for the role of C-tactile afferents, the social-touch-hypothesis was formed (Olausson et al., 2010), stating a contribution of C-tactile afferents in the formation and maintenance of interpersonal relationships. Still, only few approaches thus far have investigated the actual influence of C-tactile mediated affective touch perception on interpersonal behaviour. Individuals seem to differ in their peripheral and central characteristics and processing of affective touch, but a method to quantify these differences is still missing. Aim: In the presented articles, we first investigated the relationship between C-tactile mediated touch perception and sexual desire and behaviour (paper 1). Next, a procedure to test the individual preference of affective touch was developed and examined (paper 2). Recent research described C-low-threshold mechanoreceptors – the equivalent of C-tactile afferents in rodents - to be arranged around certain hair follicles (Li et al., 2011). We thus hypothesized in paper 3, that hair follicle density might be related to the density of C-tactile afferents and that affective touch perception might be predicted by hair follicle density. The article describes and examines a method for quantification of C-tactile afferents in humans. Materials and Methods: Papers 1 and 3 present the results of a psychophysical study conducted on a sample of relatively young and subjectively healthy participants at the Medical Faculty of Dresden University of Technology. In paper 3, the study is compared and analysed in relation to another study as part of a cooperation together with the University of Gothenburg (Sweden). The study design involved the standardized application of different CT-optimal as well as –suboptimal stroking stimuli on the forearm using a computer-assisted robotic device (Rotary Tactile Stimulator). The participants were asked to rate these tactile stimuli concerning different hedonic qualities (pleasantness and eroticism) on visual analogue scales. Sexual Desire and sexual behaviour were determined indirectly through questionnaires. The study design further included the Cyanoacrylate Skin Stripping Method that enables sampling of the upper layer of the skin – the stratum corneum. These samples were analysed light-microscopically in order to determine the hair follicle density of the participants. Paper 2 reviews a different study which was conducted at the Center for Social and Affective Neurosciences at the University of Linköping (Sweden). In this study, the Test of Preferred-Velocity was examined and validated as a measure of individually preferred touch stimuli on a sample of young and healthy participants. Analogous to the study design described in paper 1 and 3, tactile stimuli were applied using the Rotary Tactile Stimulator as well. The Test of Preferred-Velocity includes a forced choice paradigm in which the preferred stimulus out of different pairs needs to be reported. The paper describes two different set-ups applying the test: First, the Test of Preferred Velocity was validated and tested for retest-reliability. Afterwards, a short version of the test was applied on both the forearm and the palm of the hand, where it was each validated and compared in-between. The following measures were determined in order to analyse and describe the individual sensitivity for C-tactile mediated affective touch perception: In paper 1, the erotic touch differentiation was determined as the difference of eroticism ratings between C-tactile optimal (1 cm/s) and C-tactile suboptimal (30 cm/s) tactile stimuli. Pleasant touch awareness equally reflects the sensitivity for pleasant touch in paper 3. However, this measure further considers the average level of hedonic ratings. Results: C-tactile optimal stroking stimuli at velocities between 1 and 10 cm/s were perceived as both pleasant and erotic. This confirms the results of a previous study by Jönsson et al. (2015), where a contribution of C-tactile afferents to erotic touch perception was suggested. According to the presented hypotheses, a gender-specific relation between C-tactile mediated erotic touch perception and sexual desire as well as sexual behaviour could be detected (paper 1): Within the group of female participants, erotic touch differentiation was positively correlated with the desire for sexual interaction with a partner. In the male sub-group of participants however, erotic touch differentiation was negatively related to the actual frequency of sexual interactions with a partner in the course of the last month. The Test of Preferred-Velocity was reviewed as a reliable procedure for determining the individually preferred stroking velocity of C-tactile-targeted touch, presented a high test-retest-reliability and was validated with the hedonic ratings of the participants (paper 2). The short version of the test presented equally reliable features and was related with the hedonic ratings when tested on the forearm but not the palm of the participants. Hair follicle density, however, could not be confirmed as a method to quantify C-tactile mediated affective touch perception or fibre density (paper 3). In the described extended sample of paper 3, the previously suggested and well-known rating patterns of C-tactile mediated affective touch perception were confirmed. Interestingly, a gender-specific difference in the hedonic evaluation of touch could be determined when female participants consistently rated the applied stimuli as significantly more pleasant and erotic than men. Conclusions: The presented articles confirm and extend previous assumptions on the properties and function of C-tactile afferents in humans. At this, C-tactile afferents seem to contribute significantly to the complex concepts of pleasant and erotic touch perception and have an impact on interpersonal behaviour. The results give insights into how gender might modulate C-tactile-mediated touch perception and did not find support for the hypothesis that hair follicle density and C-tactile sensitivity might be related. The Test of Preferred-Velocity however, might be used as a tool to investigate the individually preferred stroking stimulus in further studies.:Abbreviations 1 Figure legend 1 Introduction 2 INTRODUCTION TO THE SOMATOSENSORY SYSTEM: DISCRIMINATIVE AND AFFECTIVE TOUCH 2 C-TACTILE AFFERENTS – PERIPHERAL CHARACTERISTICS OF AFFECTIVE TOUCH 3 SPINAL AND CORTICAL PROCESSING OF C-TACTILE STIMULATION 5 THE “SOCIAL TOUCH HYPOTHESIS” 6 C-TACTILE MEDIATED EROTIC TOUCH PERCEPTION 7 INDIVIDUAL LEVELS OF C-TACTILE SENSITIVITY 9 HAIR FOLLICLE DENSITY AND NERVE FIBER DISTRIBUTION 11 Discussion 14 C-TACTILE AFFERENTS AND EROTIC TOUCH PERCEPTION 14 GENDER DIFFERENCES OF AFFECTIVE TOUCH PERCEPTION 15 STABILITY AND QUANTIFICATION OF AFFECTIVE TOUCH PERCEPTION: INDIVIDUAL PATTERNS OF AFFECTIVE TOUCH AND HAIR FOLLICLE DENSITY 16 LIMITATIONS 19 CONCLUSIONS 21 Zusammenfassung 22 Summary 26 References 29 Publication data 34 Annex I: C-Tactile Mediated Erotic Touch Perception Relates to Sexual Desire and Performance in a Gender-Specific Way. Annex II: The individual preferred velocity of stroking touch as a stable measurement. Annex III: The relation between human hair follicle density and touch perception. / Hintergrund: Zwischenmenschliche Berührung ist ein wichtiger Bestandteil unseres täglichen sozialen Lebens. Sie trägt wesentlich zur Entstehung und Aufrechterhaltung von Beziehungen bei und kann ein sehr kraftvolles, emotionales Kommunikationsmittel sein. In der Interaktion zwischen Eltern und Kind wirkt sich affektive Berührung positiv auf die kognitive und soziale Entwicklung der Heranwachsenden aus und ist im Allgemeinen unter anderem mit einem gesunden Körperbewusstsein und Interozeption verbunden. In den 1990er Jahren konnte eine Gruppe unmyelinisierter Nervenfasern in der behaarten Haut des Menschen identifiziert werden, welche auf die Wahrnehmung solch zwischenmenschlicher, affektiver Berührung spezialisiert sind. Diese sogenannten C-taktilen Nervenfasern werden von langsam streichelnden Berührungen (Geschwindigkeit 1 – 10 cm/s) mit nur leichtem Druck – ähnlich dem sanften Streicheln durch eine menschliche Hand - optimal aktiviert (Löken et al., 2009). Interessanterweise wird diese Stimulierung gleichermaßen in Experimenten als besonders angenehm beschrieben und empfunden. Die Stimuli werden von C-taktilen Nervenfasern mit einer langsamen Leitgeschwindigkeit (ca. 1 m/s) an den somatosensorischen Kortex, aber auch an die Inselrinde des Gehirns weitergeleitet. Letztere trägt unter anderem zu emotionaler Verarbeitung und Integration von Sinneseindrücken bei. Mit diesen Eigenschaften stellen die C-taktilen Nervenfasern einen funktionellen Gegenpol zu den Hauptakteuren der diskriminativen Berührungsempfindung, den Aβ-Fasern, dar. Affektive Berührungswahrnehmung wirkt sich positiv auf die kognitive und soziale Entwicklung von Kindern aus (Field, 2010) und C-taktil vermittelte Berührungswahrnehmung wird in Individuen mit Autismus verändert verarbeitet (Kaiser et al., 2016). Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass C-taktile Nervenfasern weiterhin an der Wahrnehmung erotischer Berührungen beteiligt sind (Jönsson et al., 2015). Vor diesem Hintergrund wird diese Form der taktilen Interaktion auch als „soziale Berührung“ beschrieben, die für die Formung und Aufrechterhaltung zwischenmenschlicher Beziehungen eine wesentliche Bedeutung hat (Olausson et al., 2010). Dabei haben nur wenige Studien bisher die tatsächliche Auswirkung C-taktil vermittelter affektiver Berührungswahrnehmung auf das zwischenmenschliche Verhalten untersucht. Individuen scheinen sich hinsichtlich ihrer peripheren oder zentralen Charakteristika der affektiven Berührungswahrnehmung zu unterscheiden – eine Methode zur Quantifizierung dieser Charakteristika wurde jedoch bisher noch nicht entwickelt. Fragestellung: In den hier vorgestellten Arbeiten wurde zunächst die Beziehung zwischen C-taktil vermittelter Berührungswahrnehmung und sexuellem Verhalten und Verlangen untersucht (Paper 1). In einer zweiten Veröffentlichung wird ein Testverfahren zur Bestimmung der individuell bevorzugten affektiven Berührung vorgestellt. Studien an Nagetieren haben ergeben, dass die den C-taktilen Nervenfasern entsprechenden Mechanorezeptoren um bestimmte Haarfollikel herum angefunden werden (Li et al., 2011). Daraus resultierte die Fragestellung aus Paper 3, einen Zusammenhang zwischen der Haarfollikeldichte am Unterarm und der C-taktil vermittelten Berührungswahrnehmung zu untersuchen. In der Arbeit wird auf dieser Grundlage eine Methode zur Quantifizierung C-taktiler Nervenfasern getestet. Material und Methoden: Paper 1 und 3 präsentieren die Ergebnisse einer psychophysischen Studie an jungen und subjektiv gesunden Probanden, welche an der Medizinischen Fakultät der TU Dresden durchgeführt wurde. In Paper 3 wird diese Studie im Rahmen einer Kooperation mit der Universität Göteborg mit einer dort durchgeführten ähnlichen Studie verglichen und ausgewertet. Die Teilnehmer dieser Studie haben mithilfe eines computer-assistierten Roboters standardisierte dynamische Berührungen mit sowohl C-taktil optimalen als auch suboptimalen Stimuli am Unterarm erhalten. Diese Berührungen wurden hinsichtlich verschiedener hedonischer Aspekte (Angenehmheit, Erotizität) anhand von Visuellen Analog-Skalen bewertet. Sexuelles Verhalten und sexuelles Verlangen wurden mithilfe von Fragebögen ermittelt. Mithilfe der Cyanoacrylate Skin Stripping Methode wurde den Probanden außerdem eine Probe des Stratum corneum der Unterarmhaut entnommen. Anhand dieser Proben wurde lichtmikroskopisch die Haarfollikeldichte pro cm² bestimmt. Die Ergebnisse einer weiteren Studie, welche an der Universität Linköping (Schweden) durchgeführt wurde, werden in Paper 2 aufgearbeitet. In dieser Studie wurde an einer Kohorte von jungen und gesunden Probanden ein Testverfahren (Test of Preferred Velocity) entwickelt und validiert, mithilfe dessen die individuell bevorzugten Berührungs-Stimuli bestimmt werden können. Der Test of Preferred Velocity verwendet ebenso den computer-assistierten Roboter Rotary Tactile Stimulator, mithilfe dessen in einem Forced Choice Paradigma verschiedene Berührungs-Stimuli vergleichend angeboten wurden. Die Studie beinhaltet zwei Teile: Zunächst werden Validierung und Test-Retest-Reliabilität des Testverfahrens beschrieben. Eine Kurzform der Methode wird im zweiten Teil vergleichend an der Handfläche und dem Unterarm von einer neuen Kohorte getestet und validiert. Verschiedene Werte werden für die Einschätzung der individuellen Sensitivität für C-taktil vermittelte affektive Berührung herangezogen: In Paper 1 wird die sogenannte erotic touch differentiation als Differenz zwischen den Erotizitäts-Bewertungen von C-taktil optimalen (1 cm/s) und C-taktil suboptimalen (30 cm/s) Berührungs-Stimuli ermittelt. Die pleasant touch awareness spiegelt einen ähnlichen Wert für die Sensitivität angenehmer Berührungen in Paper 3 wieder, wobei dieser zur durchschnittlichen Höhe der jeweiligen hedonischen Bewertung in Bezug gesetzt wird. Ergebnisse: In der hier vorgestellten Arbeit zeigt sich, dass C-taktil optimale Berührungs-Stimuli mit einer Geschwindigkeit zwischen 1 und 10 cm/s gleichermaßen als angenehm und erotisch empfunden werden. Dies bestätigt die Ergebnisse einer früheren Studie, welche bereits eine Beteiligung C-taktiler Nervenfasern an der Wahrnehmung erotischer Berührungen feststellen konnten (Jönsson et al., 2015). Entsprechend der vorgestellten Hypothesen konnte ein geschlechtsspezifischer Zusammenhang zwischen Werten C-taktil vermittelter erotischer Berührungswahrnehmung und sexuellem Verlangen und Verhalten beschrieben werden (Paper 1): Während unter den Probandinnen ein signifikanter Zusammenhang zwischen der erotic touch differentiation und dem Verlangen nach einer sexuellen Interaktion zu verzeichnen war, konnte in der Gruppe der männlichen Studienteilnehmer ein negativer Zusammenhang zwischen der erotic touch differentiation und der Anzahl tatsächlich stattgefundener sexueller Interaktionen im letzten Monat beobachtet werden. Der Test of Preferred Velocity zeigte sich als geeignet, um individuell bevorzugte Berührungs-Stimuli zu bestimmen und bewies eine hohe Test-Retest-Reliabilität (Paper 2). Mithilfe der hedonischen Bewertung der verwendeten Stimuli konnte der Test weiterhin validiert werden. Die Kurzversion des Testes zeigt ähnlich zuverlässige Eigenschaften und steht bei der Anwendung am Unterarm, nicht jedoch auf der Leistenhaut der Handfläche, mit den hedonischen Bewertungen in Zusammenhang. Die Haarfollikeldichte als Möglichkeit der Quantifizierung C-taktil vermittelter Berührung ließ sich nicht bestätigen (Paper 3). Anhand einer großen Stichprobe können allerdings die bisher bekannten Bewertungsmuster C-taktil vermittelter Berührungen erneut bestätigt werden. Auch hier wird ein geschlechtsspezifischer Unterschied in der hedonischen Bewertung zugunsten der Studienteilnehmerinnen beschrieben. Schlussfolgerungen: Die vorgestellten Arbeiten bestätigen und erweitern bisherige Erkenntnisse zu Eigenschaften und Funktion C-taktiler Nervenfasern im Menschen. C-taktile Nervenfasern scheinen signifikant zu dem komplexen Konzept der Wahrnehmung angenehmer und erotischer Berührungen beizutragen und sich auf das zwischenmenschliche Verhalten auszuwirken. Erstmals werden in diesen Arbeiten auch geschlechtsspezifische Eigenschaften affektiver Berührungswahrnehmung näher. Der vermutete Zusammenhang zwischen Haarfollikeldichte und affektiver Berührungswahrnehmung ließ sich nicht bestätigen. Der Test of Preferred Velocity kann jedoch zur individuellen Quantifizierung der bevorzugten Berührungs-Stimuli in weiteren Studien verwendet und ggf. weiterentwickelt werden.:Abbreviations 1 Figure legend 1 Introduction 2 INTRODUCTION TO THE SOMATOSENSORY SYSTEM: DISCRIMINATIVE AND AFFECTIVE TOUCH 2 C-TACTILE AFFERENTS – PERIPHERAL CHARACTERISTICS OF AFFECTIVE TOUCH 3 SPINAL AND CORTICAL PROCESSING OF C-TACTILE STIMULATION 5 THE “SOCIAL TOUCH HYPOTHESIS” 6 C-TACTILE MEDIATED EROTIC TOUCH PERCEPTION 7 INDIVIDUAL LEVELS OF C-TACTILE SENSITIVITY 9 HAIR FOLLICLE DENSITY AND NERVE FIBER DISTRIBUTION 11 Discussion 14 C-TACTILE AFFERENTS AND EROTIC TOUCH PERCEPTION 14 GENDER DIFFERENCES OF AFFECTIVE TOUCH PERCEPTION 15 STABILITY AND QUANTIFICATION OF AFFECTIVE TOUCH PERCEPTION: INDIVIDUAL PATTERNS OF AFFECTIVE TOUCH AND HAIR FOLLICLE DENSITY 16 LIMITATIONS 19 CONCLUSIONS 21 Zusammenfassung 22 Summary 26 References 29 Publication data 34 Annex I: C-Tactile Mediated Erotic Touch Perception Relates to Sexual Desire and Performance in a Gender-Specific Way. Annex II: The individual preferred velocity of stroking touch as a stable measurement. Annex III: The relation between human hair follicle density and touch perception.

Die Erforschung der Zusammenhänge zwischen Gehirnplastizität und individuellem Verhalten gestaltet sich aufgrund ihrer Komplexität im Tiermodell schwierig. Die vorliegende Studie wurde im mit dem Ziel konzipiert, die Individualitätsentwicklung bei Mäusen mit den gleichen physiologischen und genetischen Voraussetzungen in einer komplexen räumlichen und sozialen Umgebung zu beschreiben. Ich untersuchte die Korrelation dieser Entwicklung mit der Neurogenese im adulten Hippokampus als Maß für Gehirnplastizität. Zu diesem Zweck wurden zwei je mit einem automatisierten RFID-Tracking-System ausgestattete Großgehege mit jeweils 40 Tieren besiedelt. Die Bewegungen der Tiere wurden kontinuierlich aufgezeichnet und es wurden zudem direkte Verhaltensbeobachtungen durchgeführt. Die Tiere zeigten eine normale physiologische Entwicklung. Die Roaming Entropy (RE), ein Maß für die Gleichmäßigkeit, mit der die Tiere ihr Gehege nutzten, beschreibt das Erkundungsverhalten der einzelnen Mäuse. Die kumulativ erworbenen RE-Werte (cRE) in jedem der beiden Gehege wurden mit der Zeit zunehmend verschieden. Es war nicht möglich, aufgrund kleiner anfänglicher Unterschiede die Endwerte zu berechnen. Das bedeutet, dass die Tiere erst durch die andauernde Interaktion mit ihrer Umwelt und den Artgenossen unterschiedlicher wurden. Darüber hinaus sind die cRE-Werte am Endpunkt positiv mit den Neurogenesewerten korreliert. Dies beweist, dass während der Entwicklung auftretende Faktoren die Individualitätsentwicklung beeinflussen. Dieser Prozess benötigt plastische Hirnstrukturen und formt diese wiederum. Die Verhaltensanalysen zeigten, dass Tiere, die viele Antennenkontakte sammelten („most active“, MA) nicht zwangsläufig auch hohe cRE-Werte hatten. MA-Mäuse waren häufiger an sozialen Interaktionen beteiligt als Tiere mit wenigen Antennenkontakten („least active“, LA), akkumulierten über die Zeit niedrigere cRE-Werte und standen vermutlich weiter unten in der sozialen Hierarchie. Zusammenfassend kann man sagen, dass das Ausmaß der räumlichen Exploration und die allmähliche Erweiterung der Erfahrung mit einer gesteigerten Plastizität des Gehirns in Form von adulter Neurogenese verbunden war. Die Daten zeigen, dass Tiere mit den gleichen Voraussetzungen sich dennoch auf zunehmend divergierende, individuelle Art entwickeln. Dies ist zumindest teilweise durch leicht unterschiedliche epigenetische Voraussetzungen zu erklären, die durch das Wechselspiel mit dem komplexen Umfeld weiter auseinanderdriften. Auch scheint es, dass Individuation lebenden Organismen inhärent und Voraussetzung für evolutionäre Prozesse ist. Die Studie zeigt, dass die Unterschiede in individuellem Verhalten und Gehirnstruktur nicht allein durch Genen und Umweltbedingungen festgelegt sind, sondern auch durch Faktoren, die sich während der ontogenetischen Entwicklung entfalten, beeinflusst werden. Der beschriebene Versuchsaufbau stellt darüber hinaus ein Tiermodell für die Untersuchung von Mechanismen und modulierenden Faktoren auf die strukturellen Grundlagen der Plastizität als individuelle Reaktion auf die gemeinsam genutzte Umgebung dar. / The complex nature of the relationship between brain plasticity and individual behaviour renders its investigation using animal models difficult. The present study was designed to describe the emergence of individuality in mice with the same physiological, environmental and genetic preconditions in response to complex environmental and social cues. I investigated the correlation of this development to brain plasticity, namely neurogenesis in the adult hippocampus. To this end, two large, multi-level enclosures fitted with and automated RFID tracking system were populated with 40 animals to each. The mice were continuously tracked and live behaviour observations were done. The animals showed normal physiological development. The Roaming Entropy (RE), a measure for the evenness of their usage of the enclosure, describes the exploration behaviour of each animal. Cumulatively acquired RE scores (cRE) within an enclosure increasingly diverged with time. Small differences at the beginning were not predictive of the end values. Thus, the animals became different through the continued interaction with environment and conspecifics. Moreover, the cRE values at the end point positively correlated with the amount of hippocampal neurogenesis. This proves that factors emerging during development contribute to individuality development. These factors at the same time shape and rely on plastic brain structures. Behavioural analyses showed that animals with a high amount of antenna contacts (most active, MA mice) were not necessarily those with high cRE values. MA mice were more often involved in social interactions than the least active mice (least active, LA), accumulated lower cRE scores over time and seemed to be lower in the social hierarchy. In conclusion, the amount of spatial exploration and gradual broadening of experience was linked to brain plasticity in the form of elevated levels of hippocampal neurogenesis. The data shows that animals with same preconditions still develop along increasingly divergent, individual paths. This is probably partly given through slightly different epigenetic preconditions, drifting further apart by interaction with the complex environment. Also, individuation seems to be inherent in living organisms and necessary for evolutionary processes. The study shows firstly that differences in individual behaviour and brain structure are defined not only by genes and the environment but also modulated by factors unfolding or emerging during ontogenetic development. The present paradigm moreover introduces an animal model for studying mechanisms and influences on the structural basis of plasticity as an individual response to the nonshared environment.