Erfolgreiches willkürliches Verhalten beruht auf der Selektion verhaltensrelevanter perzeptueller Informationen durch Aufmerksamkeit und deren kurzzeitiger Speicherung im Arbeitsgedächtnis. Bisherige Untersuchungen legen eine sowohl anatomische als auch funktionelle Interaktion beider kognitiver Funktionen nahe, insbesondere eine selektive Fazilitierung visueller Verarbeitung durch Arbeitsgedächtnisrepräsentationen. In der hier vorliegenden Arbeit wurde ein Gedächtnissakkadenparadigma (Gedächtnisphase von 6 Sekunden) mit einer visuellen Diskriminationsaufgabe kombiniert, die 1500, 2500 oder 3500 ms nach Präsentation des Gedächtnisstimulus durchzuführen war. Im Gegensatz zu den Erwartungen wurde eine transiente Verlängerung der Reaktionszeiten auf Diskriminationsstimuli beobachtet, die an aktuell erinnerten räumlichen Positionen präsentiert worden waren. In einem Kontrollexperiment ohne mnestische Anforderungen trat dieser Effekt hingegen nicht auf. Darüber hinaus hing die verzögerte Diskrimination von der Präzision der Gedächtnissakkaden und somit von der Güte der Arbeitsgedächtnisrepräsentation ab. Die räumliche Verteilung der Inhibition zeigte eine sog. „Center-Surround“-Organisation, wie sie für lokale neuronale Netzwerke im visuellen und präfrontalen Kortex bekannt ist. Es wird ein aktiver inhibitorischer Mechanismus postuliert, der den durch räumliches Arbeitsgedächtnis induzierten fazilitierenden Effekten entgegenwirkt und somit eine flexible Orientierung zu neuen Informationen während der Repräsentation von behavioral relevanten Informationen im räumlichen Arbeitsgedächtnis ermöglicht. Ein neurophysiologisches Korrelat für diesen Mechanismus könnte inhibitorische Gedächtnisphasenaktivität im präfrontalen Kortex darstellen, die über direkte präfrontotektale Projektionen vermittelt wird. / Voluntary behavior critically depends on attentional selection and short-term maintenance of perceptual information. Recent research suggests a tight coupling of both cognitive functions with visual processing being selectively enhanced by working memory representations. Here, a memoryguided saccade paradigm (6-s delay) was combined with a visual discrimination task, performed either 1,500, 2,500, or 3,500 ms after presentation of the memory cue. Contrary to what can be expected from previous studies, the results show that memory of spatial cues can transiently delay speeded discrimination of stimuli presented at remembered locations. This effect was not observed in a control experiment without memory requirements. Furthermore, delayed discrimination was dependent on the strength of actual memory representations as reflected by accuracy of memory-guided saccades. The spatial distribution of the observed discrimination inhibition showed a center-surround-organization reminiscent of activation patterns of local neuronal networks in prefrontal and visual cortex. An active inhibitory mechanism is proposed that counteracts facilitating effects of spatial working memory, promoting flexible orienting to novel information during maintenance of spatial memoranda for intended actions. Inhibitory delay-period activity in prefrontal cortex is a likely source for this mechanism which may be mediated by prefronto-tectal projections.

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Regular use of illegal drugs is suspected to cause cognitive impairments. Two substances have received heightened attention: 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA or ‘ecstasy’) and δ-9-tetrahydrocannabinol (THC or ‘cannabis’). Preclinical evidence, as well as human studies examining regular ecstasy consumers, indicated that ecstasy use may have negative effects on learning, verbal memory and complex attentional functions. Cannabis has also been linked to symptoms of inattention and deficits in learning and memory. Most of the published studies in this field of research recruited participants by means of newspaper advertisements or by using word-of-mouth strategies. Because participants were usually aware that their drug use was critical to the research design, this awareness may have caused selection bias or created expectation effects. Focussing on attention and memory, this study aimed to assess cognitive functioning in a community-based representative sample that was derived from a large-scale epidemiological study. Available data concerning drug use history allowed sampling of subjects with varying degrees of lifetime drug experiences. Cognitive functioning was examined in 284 young participants, between 22 and 34 years. In general, their lifetime drug experience was moderate. Participants completed a neuropsychological test battery, including measures for verbal learning, memory and various attentional functions. Linear regression analysis was performed to investigate the relationship between cognitive functioning and lifetime experience of drug use. Ecstasy and cannabis use were significantly related to poorer episodic memory function in a dose-related manner. For attentional measures, decrements of small effect sizes were found. Error measures in tonic and phasic alertness tasks, selective attention task and vigilance showed small but significant effects, suggesting a stronger tendency to experience lapses of attention. No indication for differences in reaction time was found. The results are consistent with decrements of memory and attentional performance described in previous studies. These effects are relatively small; however, it must be kept in mind that this study focussed on assessing young adults with moderate drug use from a population-based study.

Seit mehr als 100 Jahren wird Konzentrationsforschung betrieben. Dabei wurden Tests entwickelt, mit denen man das Tempo konzentrierten Arbeitens und die indivi­duelle Fehlerneigung zuverlässig erfassen kann. Diese beiden Parameter sind Leistungspara­meter und spiegeln die Konzentrationsfähigkeit einer Person wieder. Bisher ist in der Literatur allerdings noch nicht eindeutig beschrieben, was im Alltag unter Konzentration verstanden wird. Untersuchungen zum Erleben und Verhalten beim konzentrier­ten Arbeiten fehlen. Diese Arbeit beschäftigt sich damit, was im Alltag unter Konzentra­tion verstanden wird und wie Konzentration im Alltag eingeschätzt wird. In Studie 1 wurden 28 Personen zwischen 20 und 60 Jahren interviewt, wie konzentriert sie sich erleben, an welchen Merkmalen sie das konzentrierte Verhalten festmachen und welche Einflussgrößen auf dieses un­terschiedlich konzentrierte Verhalten sie wahrnehmen. Die Ergebnisse zeigten, dass Personen ein Verständnis von Konzentration besitzen und Merkmale für unkonzentriertes Verhalten angeben können. Personen bringen Konzentration oft mit alltäglichen Fehlern und deren Konsequenzen in Verbindung. Aus den Interviewangaben wurde ein Selbst­beschreibungsinstrument entwickelt. Der Fragebogen zur Konzentration im Alltag (KiA) erfasst, wie konzentriert bzw. unkonzentriert sich eine Person bei alltäglichen Tätigkeiten erlebt. Aufgabe der Person ist es, die Häufigkeit einzuschätzen, mit der Konzentrationssituationen im Alltag im letzten halben Jahr aufgetreten sind. Es wird ein KiA-Gesamtwert gebildet. Über drei Studien hinweg wurde der Fragebogen KiA entwickelt und dessen Retest-Reliabilität und die Validität zu den Fehlerfragebogen Cognitive Failures Questionnaire (CFQ) und Short Inventory of Minor Lapses (SIML) be­stimmt. Der Fragebogen KiA erwies sich in allen drei Studien als sehr retest-reliabel und kon­vergent valide zu den Fehlerfragebogen CFQ und SIML. In Studie 5 gab es keine signifikanten Beziehungen zwischen Erleben und Leistungen. Beim Vergleich der Papier- und Bleistift-Version des Fragebogen KiA zeigten sich äquivalente KiA-Gesamtwerte und psychometrisch Äquivalenz der Gütekriterien. Zwischen Männern und Frauen gab es einen hoch signifikanter Unterschied im KiA-Gesamtwert. In Studie 6 wurden die Zusammenhänge zwischen Konzentrationserleben und Konzentrationsleistungen an weiteren Konzentrationstests untersucht. Im Ergebnis zeigte sich, dass weder das Tempo noch der Fehleranteil im Test mit dem Konzentrationserleben zusammenhängen. In Studie 7 wurden Konzentrationserleben und Konzentrationsleistungen bei Schmerzpatienten untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass Schmerzen mit Konzentra­tionserleben und Konzentrationsleistungen zusammenhängen. In Studie 8 wurde geprüft, welche Beziehungen zwischen Konzentrationserleben und den Persönlichkeitsmerkmalen und Leistungsmotivation bestehen und wie Personen ihre Testleistungen einschätzen. In Studie 9 konnte gezeigt werden, dass Personen, die im Alltag häufiger Störungen erleben und sich damit als weniger konzentriert einschätzen, sich als selbstaufmerksamer einschätzen. Der Effekt, dass Selbstaufmerksam­keit die Beziehung zwischen Konzentrationserleben und Konzentrationsleistungen beein­flusst, wurde dabei nicht gefunden. Über die Studien 5, 6, 8 und 9 hinweg wurde studienübergreifend analysiert. Es bestand weder zwischen Erleben und Tempo im Test noch zwischen Erleben und Fehleranteil im Test eine Beziehung. Selbsteinschätzungen des Konzentrationserlebens im Alltag und Konzentrationsleistungen im Test sind daher von­einander unabhängig. Die grundlegende Fähigkeit, sich zu konzentrieren wird mit Tests erfasst. Wie konzentriert sich jemand bei vorhandener guter Konzentrationsfähigkeit verhält, kann aber mit einem Test derzeit nicht erhoben werden. Dazu werden Selbstberichte genutzt. Der Fragebogen KiA kann für derartige Zwecke ergänzend eingesetzt werden.

Das Hauptziel dieser Dissertation war es die Beziehung zwischen ADHS und Intelligenz, erfasst mit der deutschen Version des WISC-III, dem HAWIK-III, zu untersuchen. Des Weiteren wurde die Beziehung von Intelligenz als Struktur innerhalb der ADHS-Stichprobe (n = 320) zu anderen Konstrukten wie Persönlichkeit und Aufmerksamkeit exploriert. Es zeigte sich, dass auf den Hauptskalen der Verbal-IQ signifikant über der Norm lag (r = .23), während der Handlungs-IQ signifikant unter der Norm blieb (r = .19). Der Gesamt-IQ unterschied sich nicht signifikant von der Normstichprobe (r = .04). Korrelative Analysen zeigten generell einen mittleren Zusammenhang zwischen dem bei ADHS erfassten Gesamt-IQ mit Offenheit für Erfahrungen (r = .39) und KL (r = .36) sowie F-Sorgfalt (r = .33) des d2. Es konnte kein nennenswerter Einfluss von Geschlecht, Medikation und dimensionalen ADHSMaßen auf die HAWIK-III Werte gefunden werden. / The main aim of this dissertation was to investigate the relationship between ADHD and intelligence as measured by the german version of the WISC-III, the HAWIK-III. Additionally the relationship of intelligence as structure within the ADHS sample (n = 320) towards other constructs such as personality and attention was explored. It was found that on the main scales, verbal-IQ was significantly above the norm (r = .23) while performance-IQ remained significantly below the norm (r = .19). The Full Scale- IQ was not significantly different from the norm sample (r = .04). Correlative analysis showed a generally medium relationship between measured Full Scale-IQ in ADHD, Openness to Experience (r = .39), KL (r = .36) and F-Sorgfalt (r = .33) of the d2. No noteworthy influence of gender, medication and ADHD dimensional measures on the HAWIK-III scores was found.

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In the human visual system, one of the most prominent functions of the extensive feedback from the higher brain areas within and outside of the visual cortex is attentional modulation. The feedback helps the brain to concentrate its resources on visual features that are relevant for recognition, i. e. it iteratively selects certain aspects of the visual scene for refined processing by the lower areas until the inference process in the higher areas converges to a single hypothesis about this scene. In order to minimize a number of required selection-refinement iterations, one has to find a short sequence of maximally informative portions of the visual input. Since the feedback is not static, the selection process is adapted to a scene that should be recognized. To find a scene-specific subset of informative features, the adaptive selection process on every iteration utilizes results of previous processing in order to reduce the remaining uncertainty about the visual scene. This phenomenon inspired us to develop a computational algorithm solving a visual classification task that would incorporate such principle, adaptive feature selection. It is especially interesting because usually feature selection methods are not adaptive as they define a unique set of informative features for a task and use them for classifying all objects. However, an adaptive algorithm selects features that are the most informative for the particular input. Thus, the selection process should be driven by statistics of the environment concerning the current task and the object to be classified. Applied to a classification task, our adaptive feature selection algorithm favors features that maximally reduce the current class uncertainty, which is iteratively updated with values of the previously selected features that are observed on the testing sample. In information-theoretical terms, the selection criterion is the mutual information of a class variable and a feature-candidate conditioned on the already selected features, which take values observed on the current testing sample. Then, the main question investigated in this thesis is whether the proposed adaptive way of selecting features is advantageous over the conventional feature selection and in which situations. Further, we studied whether the proposed adaptive information-theoretical selection scheme, which is a computationally complex algorithm, is utilized by humans while they perform a visual classification task. For this, we constructed a psychophysical experiment where people had to select image parts that as they think are relevant for classification of these images. We present the analysis of behavioral data where we investigate whether human strategies of task-dependent selective attention can be explained by a simple ranker based on the mutual information, a more complex feature selection algorithm based on the conventional static mutual information and the proposed here adaptive feature selector that mimics a mechanism of the iterative hypothesis refinement. Hereby, the main contribution of this work is the adaptive feature selection criterion based on the conditional mutual information. Also it is shown that such adaptive selection strategy is indeed used by people while performing visual classification.

In der vorliegenden Studie wurde die Hypothese geprüft, daß Asthmatiker die Aufmerksamkeit von eigenen Körperprozessen ablenken und eine Ungenauigkeit bei der Interozeption relevanter Atemwegsobstruktionen aufweisen. Weiterhin prüften wir die Frage, inwieweit die postulierte Aufmerksamkeitsabwendung generalisiert ist und sich auch auf die nicht atemwegsbezogene Symptomwahrnehmung und die private Selbstaufmerksamkeit bezieht. Die Interozeptionsgenauigkeit wurde als Diskrepanz zwischen subjektivem Urteil und objektiver Atemfunktion bei spirometrischen Messungen berechnet, die anderen Variablen mittels Fragebögen operationalisiert. Es wurden insgesamt 91 Patienten einer Rehabilitationseinrichtung untersucht: 30 Asthmatiker, 30 Patienten mit chronisch obstruktiver Bronchitis (COB) und 31 Kontrollpatienten ohne Atemwegserkrankung. Die Ergebnisse deuten auf eine spezifisch atemwegsbezogene Aufmerksamkeitsablenkung sowie eine Überschätzung von Obstruktionen bei Asthmatikern hin. Überraschend zeigen auch die COB-Patienten auffällige Ergebnismuster in Richtung einer Unterschätzung von Obstruktionen sowie verminderter Selbstaufmerksamkeit. Die Ergebnisse lassen sich im Rahmen verhaltensmedizinischer Überlegungen interpretieren. / The hypothesis that asthmatic patients draw their attention away from bodily processes and show inaccurate interoception with regard to relevant airway obstructions was tested in this study. Additionally, we examined whether this postulated withdrawal of attention can also be generalized for the perception of non-airway related symptoms as well as for private self-consciousness. Accuracy of interoception was measured as the discrepancy between subjective judgement of obstruction and objective obstruction as shown in spirometric tests. Other variables were operationalized by self-reports. Ninetyone patients in a rehabilitation hospital were tested: 30 asthmatic patients, 30 patients with chronic obstructive bronchitis (COB), and 31 control subjects without any airway disease. Asthmatic patients showed attention withdrawal only with regard to bronchial airways. However, they also indicated an overestimation of airway obstruction. Surprisingly, deviant results were also found for the COB patients including underestimation of obstructions and lower self awareness. All results were interpreted from the perspective of behavioral medicine. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Thesis (Ph.D.)--University of Bonn, Germany. / Includes bibliographical references and index.

Thesis (Ph.D.)--University of Bonn, Germany. / Includes bibliographical references and index. Also issued online.