People who suffer Social Anxiety Disorder (SAD) are under substantial personal distress and endure impaired normal functioning in at least some parts of everyday life. Next, to the personal suffering, there are also the immense public health costs to consider, as SAD is the most common anxiety disorder and thereby one of the major psychiatric disorders in general. Over the last years, fundamental research found cognitive factors as essential components in the development and maintenance of social fears. Following leading cognitive models, avoidance behaviors are thought to be an important factor in maintaining the developed social anxieties. Therefore, this thesis aims to deepen the knowledge of avoidance behaviors exhibited in social anxiety, which allows to get a better understanding of how SAD is maintained. To reach this goal three studies were conducted, each using a different research approach. In the first study cutting-edge Virtual Reality (VR) equipment was used to immerse participants in a virtual environment. In this virtual setting, High Socially Anxious (HSA) individuals and matched controls had to execute a social Approach-Avoidance Task (AAT). In the task, participants had to pass a virtual person displaying neutral or angry facial expressions. By using a highly immersive VR apparatus, the first described study took the initial step in establishing a new VR task for the implicit research on social approach-avoidance behaviors. By moving freely through a VR environment, participants experienced near real-life social situations. By tracking body and head movements, physical and attentional approach-avoidance processes were studied. The second study looked at differences in attention shifts initiated by gaze-cues of neutral or emotional faces. Comparing HSA and controls, enabled a closer look at attention re-allocation with special focus on social stimuli. Further, context conditioning was used to compare task performance in a safe and in a threatening environment. Next to behavioral performance, the study also investigated neural activity using Electroencephalography (EEG) primarily looking at the N2pc component. In the third study, eye movements of HSA and Low Socially Anxious (LSA) were analyzed using an eye-tracking apparatus while participants executed a computer task. The participants’ tasks consisted of the detection of either social or non-social stimuli in complex visual settings. The study intended to compare attention shifts towards social components between these two tasks and how high levels of social anxiety influence them. In other words, the measurements of eye movements enabled the investigation to what extent social attention is task-dependent and how it is influenced by social anxiety. With the three described studies, three different approaches were used to get an in-depth understanding of what avoidance behaviors in SAD are and to which extent they are exhibited. Overall, the results showed that HSA individuals exhibited exaggerated physical and attentional avoidance behavior. Furthermore, the results highlighted that the task profoundly influences attention allocation. Finally, all evidence indicates that avoidance behaviors in SAD are exceedingly complex. They are not merely based on the fear of a particular stimulus, but rather involve highly compound cognitive processes, which surpass the simple avoidance of threatening stimuli. To conclude, it is essential that further research is conducted with special focus on SAD, its maintaining factors, and the influence of the chosen research task and method. / Menschen, die unter einer sozialen Angststörung leiden, stehen unter erheblicher persönlicher Belastung und leiden teilweise unter Beeinträchtigung der normalen Funktionsfähigkeit. Neben den persönlichen Belastungen sind auch die immensen Kosten für das Gesundheitswesen zu berücksichtigen, da die soziale Angststörung eine der häufigsten psychiatrischen Störungen ist. Die Grundlagenforschung hat kognitive Faktoren als wesentliche Komponenten bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung sozialer Ängste identifiziert. Nach führenden kognitiven Modellen wird angenommen, dass Vermeidungsverhalten ein wichtiger Faktor für die Aufrechterhaltung der entwickelten sozialen Ängste ist. Die vorliegende Arbeit hatte als Ziel, einen tieferen Einblick in das Vermeidungs- verhalten von sozial Ängstlichen zu bekommen, um ein umfangreicheres Verständnis für die Aufrechterhaltung von sozialen Angststörungen zu bekommen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden drei Studien durchgeführt. In der ersten Studie wurde modernstes Virtual Reality (VR) Equipment eingesetzt, um die Versuchsteilnehmer in eine virtuelle Umgebung eintauchen zu lassen. In dieser virtuellen Realität mussten Hoch-Sozialängstliche (HSÄ) und Kontrollprobanden einen sozialen Approach-Avoidance Task (AAT) durchführen. In dieser Aufgabe mussten die Teilnehmer eine virtuelle Person passieren, welche einen neutralen oder wüten- den Gesichtsausdruck zeigte. Mit der Verwendung eines hochgradig immersiven VR Systems, unternahm die Studie den ersten Schritt zur Etablierung einer neuartigen VR Aufgabe für die implizite Erforschung des Verhaltens bei sozialer Vermeidung. Mithilfe von nahezu unbeschränkter Bewegung, durch eine virtuelle Umgebung, er- lebten die Teilnehmer realitätsnahe soziale Situationen. Die zweite Studie untersuchte Unterschiede in der Aufmerksamkeitsverschiebung, die durch die Beobachtung von neutralen oder emotionalen Gesichtern aus- gelöst wurde. Hierbei wurde das Verhalten von HSÄ und Niedrig-Sozialängstliche (NSÄ) verglichen, um den Einfluss von sozialer Ängstlichkeit bei Neuzuweisung von Aufmerksamkeit in Bezug auf soziale Reize zu messen. Zusätzlich wurde Kontextkonditionierung verwendet, um die Aufmerksamkeitsverschiebung in einer sicheren und einer bedrohlichen Umgebung zu vergleichen. Neben dem Aufmerksamkeitsverhalten untersuchte die Studie auch die neuronale Aktivität mittels Electroencephalography (EEG), wobei vor allem die N2pc-Komponente untersucht wurde. In der dritten Studie wurden die Augenbewegungen von HSÄ und NSÄ ana- lysiert, während die Teilnehmer eine Computeraufgabe durchführten. Zu den Auf- gaben, gehörte das Erkennen von sozialen oder nicht-sozialen Reizen in komplexen visuellen Darstellungen. Ziel der Studie war es, Aufmerksamkeitsverschiebungen in Richtung sozialer Komponenten zwischen den beiden Aufgaben zu vergleichen. Darüber hinaus wurde untersucht, welchen Einfluss die soziale Angst auf diesen Prozess hat. Mit anderen Worten, die Messungen der Augenbewegungen ermöglichte zu untersuchen, inwieweit die soziale Aufmerksamkeit aufgabenabhängig ist und wie diese Abhängigkeit von sozialer Angst beeinflusst wird. Mit den drei Studien wurden drei unterschiedliche Ansätze verwendet, um besser zu verstehen, welches Vermeidungsverhalten Individuen mit sozialer Angststörung ausführen und wie ausgeprägt dieses ist. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass HSÄ eine verstärkte Vermeidung im Verhalten und Aufmerksamkeit aufweisen. Darüber hinaus zeigen die Resultate, dass die instruierte Aufgabe einen wesentlichen Einfluss auf die Aufmerksamkeitsverteilung hat. Zusammenfassend deuten alle Ergebnisse darauf hin, dass das Vermeidungsverhalten in der sozialen Angststörung sehr komplex ist. Dieses basiert hierbei nicht einfach nur auf der Angst vor einem bestimmten Reiz, sondern beinhaltet hochkomplexe kognitive Prozesse, die über eine einfache Flucht-Reaktionen hinausgehen. Abschließend ist es unerlässlich, dass weitere Forschungen über die soziale Angststörung, ihre Erhaltungsfaktoren und den Einfluss der gewählten Forschungsaufgabe und -methode durchgeführt werden.

Zugl.: Tübingen, Univ., Diss., 2008

It is a common finding that neurons synchronize their firing rates in a high frequency range above 30 Hz, the so‐called gamma band, if they are involved in the processing of the same stimuli. Furthermore, it was hypothesized that object representations are stored within the cortical networks that are formed of synchronously firing neurons. Consequently, induced gamma band responses in the electroencephalogram were utilized to investigate cortical object representations. A more recent finding by Yuval‐Greenberg et al. questioned this common interpretation. It was shown that miniature eye movements as they occur during fixation are accompanied by small artifacts that mimic activity in the gamma band. The question arose whether induced gamma band responses in the electroencephalogram are a marker of neuronal processing or a mere artifact caused by miniature eye movements. The present thesis aims at providing solutions for this dilemma by investigating whether evoked gamma band responses and steady state visual responses are suitable tools to examine cortical network activity in relation to object recognition. Both measurements are not affected by miniature eye movements. It was found that evoked gamma band responses are particularly qualified to study early processes of object recognition. Furthermore, steady state visual evoked potentials were sensitive to the semantic content of presented stimuli. Therefore they are feasible for studying object recognition, too. Additionally, the present thesis provides the COSTRAP algorithm, a new method to effectively identify and remove the eye movement artifacts related to miniature eye movements. The remaining induced gamma band responses are most certainly of cortical origin. They proved to be sensitive to object recognition and repetition priming. Finally, it was shown that miniature eye movements and cortical gamma band responses can be experimentally dissociated, further underpinning the different methodological importance of induced gamma band response when studying object recognition. In summary, it was shown that the investigation of cortical networks representing object knowledge can also be addressed by evoked gamma band responses and steady state visual responses. Furthermore, it was proven that induced gamma band responses remain a powerful tool in electrophysiological research when studying the neuronal dynamics behind object recognition and other cognitive processing.

Since the turn of the millennium, a large number of computational models of visual salience have been put forward. How best to evaluate a given model's ability to predict where human observers fixate in images of real-world scenes remains an open research question. Assessing the role of spatial biases is a challenging issue; this is particularly true when we consider the tendency for high-salience items to appear in the image center, combined with a tendency to look straight ahead (“central bias”). This problem is further exacerbated in the context of model comparisons, because some—but not all—models implicitly or explicitly incorporate a center preference to improve performance. To address this and other issues, we propose to combine a-priori parcellation of scenes with generalized linear mixed models (GLMM), building upon previous work. With this method, we can explicitly model the central bias of fixation by including a central-bias predictor in the GLMM. A second predictor captures how well the saliency model predicts human fixations, above and beyond the central bias. By-subject and by-item random effects account for individual differences and differences across scene items, respectively. Moreover, we can directly assess whether a given saliency model performs significantly better than others. In this article, we describe the data processing steps required by our analysis approach. In addition, we demonstrate the GLMM analyses by evaluating the performance of different saliency models on a new eye-tracking corpus. To facilitate the application of our method, we make the open-source Python toolbox “GridFix” available.

Veränderungsblindheit tritt auf, wenn das Bewegungssignal einer Veränderung verdeckt wird oder der Betrachter von der Veränderung abgelenkt wird. In beiden Fällen kann die visuelle Aufmerksamkeit, mangels Hinweisreiz, nicht zum Ort der Veränderung gelenkt werden. Nach einer Erörterung von Augenbewegungen und ihrem Zusammenhang mit Veränderungsblindheit werden drei explorative Untersuchungen zur Veränderungsblindheit im Kontext des Straßenverkehrs vorgestellt. Untersuchung 1 befasst sich mit einem direkten Vergleich dreier unterschiedlicher Verdeckungsarten (Lidschläge, Blicksprünge, Blanks) bei statischem Stimulusmaterial (Fotos). Insgesamt führen die Ergebnisse zu dem Schluss, dass Veränderungsblindheit, unabhängig von der Verdeckungsart, ein Grund für zu spät oder nicht erkannte Gefahren im Straßenverkehr sein könnte, wenngleich sie für die gefährlichsten Situationen (relevante Additionen) am geringsten ausfällt und künstliche Blanks sich, zumindest in einer statischen Bedingung, gut zur Simulation von Lidschlägen und Sakkaden eignen. Darüber hinaus zeigen sich deutliche Hinweise zur impliziten Veränderungsentdeckung. Untersuchung 2 überprüft Teile von Untersuchung 1 in dynamischer Umgebung (Fahrsimulator) und findet überraschenderweise einen umgekehrten Effekt von Veränderungsblindheit. Die Echtheit des Effektes wird angezweifelt und auf die Nutzung von Abzählstrategien zurückgeführt. Unabhängig davon zeigen sich erneut Hinweise zur impliziten Entdeckung. Untersuchung 3 stellt schließlich einen direkten Vergleich zwischen statischer (Fotos) und dynamischer Umgebung (Filme) vor und zeigt, dass das Ausmaß an Veränderungsblindheit, unabhängig von Verdeckungsdauer und Veränderungsart, in dynamischer Umgebung größer ist als in statischer (85% vs. 64%) und daher eine Gefahr im Straßenverkehr darstellt. Wieder zeigen sich Hinweise auf eine implizite Entdeckung. Die Arbeit schließt mit einem grundlagen- und anwendungsorientierten Ausblick.

Veränderungsblindheit tritt auf, wenn das Bewegungssignal einer Veränderung verdeckt wird oder der Betrachter von der Veränderung abgelenkt wird. In beiden Fällen kann die visuelle Aufmerksamkeit, mangels Hinweisreiz, nicht zum Ort der Veränderung gelenkt werden. Nach einer Erörterung von Augenbewegungen und ihrem Zusammenhang mit Veränderungsblindheit werden drei explorative Untersuchungen zur Veränderungsblindheit im Kontext des Straßenverkehrs vorgestellt. Untersuchung 1 befasst sich mit einem direkten Vergleich dreier unterschiedlicher Verdeckungsarten (Lidschläge, Blicksprünge, Blanks) bei statischem Stimulusmaterial (Fotos). Insgesamt führen die Ergebnisse zu dem Schluss, dass Veränderungsblindheit, unabhängig von der Verdeckungsart, ein Grund für zu spät oder nicht erkannte Gefahren im Straßenverkehr sein könnte, wenngleich sie für die gefährlichsten Situationen (relevante Additionen) am geringsten ausfällt und künstliche Blanks sich, zumindest in einer statischen Bedingung, gut zur Simulation von Lidschlägen und Sakkaden eignen. Darüber hinaus zeigen sich deutliche Hinweise zur impliziten Veränderungsentdeckung. Untersuchung 2 überprüft Teile von Untersuchung 1 in dynamischer Umgebung (Fahrsimulator) und findet überraschenderweise einen umgekehrten Effekt von Veränderungsblindheit. Die Echtheit des Effektes wird angezweifelt und auf die Nutzung von Abzählstrategien zurückgeführt. Unabhängig davon zeigen sich erneut Hinweise zur impliziten Entdeckung. Untersuchung 3 stellt schließlich einen direkten Vergleich zwischen statischer (Fotos) und dynamischer Umgebung (Filme) vor und zeigt, dass das Ausmaß an Veränderungsblindheit, unabhängig von Verdeckungsdauer und Veränderungsart, in dynamischer Umgebung größer ist als in statischer (85% vs. 64%) und daher eine Gefahr im Straßenverkehr darstellt. Wieder zeigen sich Hinweise auf eine implizite Entdeckung. Die Arbeit schließt mit einem grundlagen- und anwendungsorientierten Ausblick.

Since the turn of the millennium, a large number of computational models of visual salience have been put forward. How best to evaluate a given model's ability to predict where human observers fixate in images of real-world scenes remains an open research question. Assessing the role of spatial biases is a challenging issue; this is particularly true when we consider the tendency for high-salience items to appear in the image center, combined with a tendency to look straight ahead (“central bias”). This problem is further exacerbated in the context of model comparisons, because some—but not all—models implicitly or explicitly incorporate a center preference to improve performance. To address this and other issues, we propose to combine a-priori parcellation of scenes with generalized linear mixed models (GLMM), building upon previous work. With this method, we can explicitly model the central bias of fixation by including a central-bias predictor in the GLMM. A second predictor captures how well the saliency model predicts human fixations, above and beyond the central bias. By-subject and by-item random effects account for individual differences and differences across scene items, respectively. Moreover, we can directly assess whether a given saliency model performs significantly better than others. In this article, we describe the data processing steps required by our analysis approach. In addition, we demonstrate the GLMM analyses by evaluating the performance of different saliency models on a new eye-tracking corpus. To facilitate the application of our method, we make the open-source Python toolbox “GridFix” available.

Perceptual multistability is a phenomenon that is mostly studied in all modalities separately. The phenomenon reveals fundamental principles of the perceptual system in the formation of an emerging cognitive representation in the consciousness. The momentary perceptual organizations evoked during the stimulation with ambiguous stimuli switches between several perceptual organizations or percepts: The auditory streaming stimulus in audition and the moving plaids stimulus in vision, elicit different at least two percepts that dominate awareness exclusively for a random phase or dominance duration before an inevitable switch to another percept occurs. The similarity in the perceptual experience has led to propose a global mechanism contributing to the perceptual multistability phenomena crossmodally. Contrary, the difference in the perceptual experience has led to propose a distributed mechanism that is modality-specific. The development of a hybrid model has synergized both approaches. We accumulate empirical evidence for the contribution of a global mechanism, albeit distributed mechanisms play an indispensable role in this cross-modal interplay. The overt report of the perceptual experience in our experiments is accompanied by the recording of objective, cognitive markers of the consciousness: Reflexive movements of the eyes, namely the dilation of the pupil and the optokinetic nystagmus, correlate with the unobservable perceptual switches and perceptual states respectively and have their neuronal rooting in the brainstem. We complement earlier findings on the sensitivity of the pupil to visual multistability: It was shown in two independent experiments that the pupil dilates at the time of reported perceptual switches in auditory multistability. A control condition on confounding effects from the reporting process confines the results. Endogenous, evoked internally by the unchanged stimulus ambiguity, and exogenous, evoked externally by the changes in the physical properties of the stimulus, perceptual switches could be discriminated based on the maximal amplitude of the dilation. The effect of exogenous perceptual has on the pupil were captured in a report and no-report task to detect confounding perceptual effects. In two additional studies, the moment-by-moment coupling and coupling properties of percepts between concurrent multistable processes in audition, evoked by auditory streaming, and in vision, evoked by moving plaids, were found crossmodally. In the last study, the externally induced percept in the visual multistable process was not relayed to the simultaneous auditory multistable process: Still, the observed general coupling is fragile but existent. The requirement for the investigation of a moment-by-moment coupling of the multistable perceptual processes was the application of a no-report paradigm in vision: The visual stimulus evokes an optokinetic nystagmus that has machine learnable different properties when following either of the two percepts. In combination with the manually reported auditory percept, attentional bottlenecks due to a parallel report were circumvented. The two main findings, the dilation of the pupil along reported auditory perceptual switches and the crossmodal coupling of percepts in bimodal audiovisual multistability, speak in favor of a partly global mechanism being involved in control of perceptual multistability; the global mechanism is incarcerated by the, partly independent, distributed competition of percepts on modality level. Potentially, supramodal attention-related modulations consolidate the outcome of locally distributed perceptual competition in all modalities.:COVER 1 BIBLIOGRAPHISCHE BESCHREIBUNG 2 ACKNOWLEDGEMENTS 3 CONTENTS 4 CHAPTER 1: Introduction 6 C1.1: Stability and uncertainty in perception 6 C1.2: Auditory, visual and audio-visual multistability 14 C1.3: Capturing the subjective perceptual experience 25 C1.4: Limitations of preceding studies, objectives, and outline of the Thesis 33 CHAPTER 2: Study 1 “Pupillometry in auditory multistability” 36 C2.1.1 Experiment 1: Introduction 36 C2.1.2 Experiment 1: Material and Methods 38 C2.1.3 Experiment 1: Data analysis 44 C2.1.4 Experiment 1: Results 48 C2.1.5 Experiment 1: Discussion 52 C2.2.1 Experiment 2: Introduction 54 C2.2.2 Experiment 2: Material and Methods 54 C2.2.3 Experiment 2: Data analysis 56 C2.2.4 Experiment 2: Results 57 C2.3 Experiment 1 & 2: Discussion 61 C2.4 Supplement Study 1 65 CHAPTER 3: Study 2 “Multimodal moment-by-moment coupling in perceptual bistability” 71 C3.1.1 Experiment 1: Introduction 71 C3.1.2 Experiment 1: Results 74 C3.1.3 Experiment 1: Discussion 80 C3.1.4 Experiment 1: Material and Methods 84 C3.1.5 Experiment 1: Data analysis 87 C3.2 Supplement Study 2 92 CHAPTER 4: Study 3 “Boundaries of bimodal coupling in perceptual bistability” 93 C4.1.1 Experiment 1: Introduction 93 C4.1.2 Experiment 1: Material and Methods 98 C4.1.3 Experiment 1: Data analysis 102 C4.1.4 Experiment 1: Results 108 C4.1.5 Experiment 1: Discussion 114 C4.2.1 Experiment 2: Introduction 116 C4.2.2 Experiment 2: Material and Methods 119 C4.2.3 Experiment 2: Data analysis 125 C4.2.4 Experiment 2: Results 133 C4.3 Experiment 1 & 2: Discussion 144 C4.4 Supplement Study 3 151 CHAPTER 5: General Discussion 154 C5.1 Significance for models of multistability and implications for the perceptual architecture 162 C5.2 Recommendations for future research 166 C5.3 Conclusion 168 REFERENCES 170 APPENDIX 186 A1: List of Figures 186 A2: List of Tables 188 A3: List of Abbreviations and Symbols 189

Sensory inputs can be ambiguous. A physically constant stimulus that induces several perceptual alternatives is called multistable. Many factors can influence perception. In this thesis I investigate factors that affect visual multistability. All presented studies use a pattern-component rivalry stimulus consisting of two gratings drifting in opposite directions (called the plaid stimulus). This induces an “integrated” perception of a moving plaid (the pattern) or a “segregated” perception of overlaid gratings (the components). One study (chapter 2) investigates parameter dependence of a plaid stimulus on perception, with particular emphasis on the first percept. Specifically, it addresses how the enclosed angle (opening angle) affects the perception at stimulus onset and during prolonged viewing. The effects that are shown persist even if the stimulus is rotated. On a more abstract level it is shown that percepts can influence each other over time (chapter 3) which emphasizes the importance of instructions and report mode. In particular, it relates to the decision which percepts are instructed to be reported at all as well as which percepts can be reported as separate entities and which are pooled into the same response option. A further abstract level (predictability of a stimulus change, chapter 5) shows that transferring effects from one modality to another modality (specifically from audition to vision) requires careful choice of stimulus parameters. In this context, we give considerations to the proposal for a wider usage of sequential stopping rules (SSR, chapter 4), especially in studies where effect sizes are hard to estimate a priori. This thesis contributes to the field of visual multistability by providing novel experimental insights into pattern-component rivalry and by linking these findings to data on sequential dependencies, to the optimization of experimental designs, and to models and results from another sensory modality.:Bibliographische Beschreibung 3 Acknowledgments 4 CONTENTS 5 Collaborations 7 List of Figures 8 List of Tables 8 1. Introduction 9 1.1. Tristability 10 1.2. Two or more interpretations? 11 1.3. Multistability in different modalities 12 1.3.1. Auditory multistability 12 1.3.2. Haptic multistability 13 1.3.3. Olfactory multistability 13 1.4. multistability with several interpretations 13 1.5. Measuring multistability 14 1.5.1. The optokinetic nystagmus 14 1.5.2. Pupillometry 15 1.5.3. Measuring auditory multistability 15 1.5.4. Crossmodal multistability 16 1.6. Factors governing multistability 16 1.6.1. Manipulations that do not involve the stimulus 16 1.6.2. Manipulation of the stimulus 17 1.6.2.1. Factors affecting the plaid stimulus 17 1.6.2.2. Factors affecting the auditory streaming stimulus 18 1.7. Goals of this thesis 18 1.7.1. Overview of the thesis 18 2. Parameter dependence in visual pattern-component rivalry at onset and during prolonged viewing 21 2.1. Introduction 21 2.2. Methods 24 2.2.1. Participants 24 2.2.2. Setup 24 2.2.3. Stimuli 25 2.2.4. Procedure 26 2.2.5. Analysis 27 2.2.6. (Generalized) linear mixed-effects models 30 2.3. Results 30 2.3.1. Experiment 1 30 2.3.1.1. Relative number of integrated percepts 31 2.3.1.2. Generalized linear mixed-effects model 32 2.3.1.3. Dominance durations 33 2.3.1.4. Linear mixed-effects models 33 2.3.1.5. Control: Disambiguated trials 33 2.3.1.6. Time course of percept reports at onset 34 2.3.1.7. Eye movements 35 2.3.2. Experiment 2 36 2.3.2.1. Relative number of percepts 36 2.3.2.2. Generalized linear mixed-effects model 37 2.3.2.3. Dominance durations 38 2.3.2.4. Linear mixed-effects model 38 2.3.2.5. Control: Disambiguated trials 40 2.3.2.6. Time course of percept reports at onset 42 2.3.2.7. Eye movements 44 2.4. Discussion 45 2.5. Appendix 49 2.5.1. Appendix A 49 3. Perceptual history 51 3.1. Markov chains 52 3.1.1. Markov chains of order 1 and 2 52 3.2. Testing for Markov chains 55 3.2.1. The method of Naber and colleagues (2010) 56 3.2.1.1. The method 56 3.2.1.2. Advantages and disadvantages of the method 56 3.2.2. Further methods for testing Markov chains 57 3.3. Summary and discussion 58 4. Sequential stopping rules 60 4.1. The COAST rule 61 4.2. The CLAST rule 61 4.3. The variable criteria sequential stopping rule 61 4.4. Discussion 62 4.5. Using the vcSSR when transferring an effect from audition to vision 64 5. Predictability in visual multistability 66 5.1. Pretests 66 5.2. Predictability effects in visual pattern-component rivalry 69 5.2.1. Introduction 69 5.2.2. Methods 71 5.2.2.1. Participants 71 5.2.2.2. Setup 72 5.2.2.3. Stimuli 73 5.2.2.4. Conditions 73 5.2.2.5. Design and procedure 73 5.2.2.6. Analysis 74 5.2.3. Results 75 5.2.3.1. Valid reports 75 5.2.3.2. Verification of reports by eye movements 76 5.2.3.3. Onset latency 76 5.2.3.4. Dominance durations 78 5.2.3.5. Relative dominance of the segregated percept 78 5.2.4. Discussion 78 6. General discussion 83 6.1. Reporting percepts 83 6.1.1. Providing two versus three response options 83 6.1.2. Stimuli with more than three percepts 84 6.1.3. When to pool percepts together and when not 84 6.1.4. Leaving out percepts 87 6.1.5. Measuring (unreported) percepts 88 6.2. Comparing influencing factors on different levels 88 6.3. The use of the vcSSR 90 6.4. Valid reports 90 6.5. Conclusion 93 References 94

This is a habilitation thesis submitted to and accepted by the council of the faculty of life sciences at the Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Germany. The thesis is written in English, but some formal parts (e.g., on the title page) and acknowledgements are written in German language. / Die Research-Domain-Criteria-Initiative und andere haben vorgeschlagen, zur Konzeption psychischer Störungen dimensionale psychologische Konstrukte zu verwenden. Die vorliegende Arbeit beschreibt mehrere Experimente, in denen mit Augenbewegungsaufgaben das Konstrukt der kognitiven Kontrolle evaluiert wurde. Die Studien sollten klären, welche kognitiven und neuronalen Mechanismen zu den bei Menschen mit Schizophrenie oder Zwangsstörung erhöhten Latenzen volitionaler Sakkaden beitragen. In drei Studien wurden Anforderungen der Antisakkadenaufgabe isoliert und funktionelle Magnetresonanztomographie angewendet. Die Ergebnisse legen nahe, dass die verlangsamte volitionale Sakkadengenerierung bei Schizophrenie durch eine dysfunktionale Aktivierung des lateralen präfrontalen Cortex und der supplementären Augenfelder vermittelt wird, was mit Defiziten in der proaktiven Handlungskontrolle verbunden sein könnte. Fünf weitere Experimente sollten Teilprozesse aufklären und haben gezeigt, dass die Defizite möglicherweise aus einer Beeinträchtigung der volitionalen Loslösung der Fixation und der motorischen Vorbereitung resultieren. Zwei weitere Studien legen nahe, dass auch die Zwangsstörung mit erhöhten Latenzen volitionaler Sakkaden assoziiert ist. Effekte experimenteller Variation haben jedoch gezeigt, dass diesen Defiziten wahrscheinlich eine Verlangsamung der Reaktionsauswahl zugrundeliegt. Die bei beiden Patientengruppen vermutlich betroffenen Mechanismen dienen zielgerichteten Verhaltensweisen. Man kann vermuten, dass die Defizite eine Störung auf der Ebene eines allgemeinen Faktors exekutiver Funktionen widerspiegeln. Die experimentellen Ergebnisse weisen jedoch auch auf störungsspezifische Funktionsbeeinträchtigungen hin. Zukünftige Forschung muss den Zusammenhang zwischen diesen Beeinträchtigungen und Symptomen besser aufzuklären, wenn Konzepte psychischer Störungen, die auf experimentell definierten psychologischen Konstrukten basieren, am Ende erfolgreich sein sollen. / The research domain criteria initiative and others have suggested to conzeptualize mental disorders on the basis of dimensional psychological constructs. The present work describes several experiments using eye movement tasks to evaluate the construct of cognitive control. The studies aimed at uncovering cognitive and neural mechanisms involved in increased latencies of volitional saccades as found in individuals with schizophrenia or obsessive-compulsive disorder. Three studies used functional magnetic resonance imaging and isolated different demands of the antisaccade task. The results suggest that slowed volitional saccade generation in schizophrenia is mediated by dysfunctional activation of the lateral prefrontal cortex and the supplementary eye fields, which may relate to deficits in proactive control of action. Five additional behavioral experiments aimed at specifying sub-processes and showed that the deficits might result from impairments in volitional fixation disengagement and motor preparation. Two studies in individuals with obsessive-compulsive disorder suggest that this disorder is also associated with increased latencies of volitional saccades. However, experimental variation revealed that these deficits may reflect a slowing in response selection. The mechanisms affected in both groups are serving goal-directed behaviors and may reflect a disturbance on the level of a common executive functions factor. However, the experimental results also suggest disorder specific functional impairment. Future research will have to improve our understanding of the relationship between these impairments and symptoms if concepts based on experimentally defined psychological constructs shall be successful in the end.