Humans use their eyes not only as visual input devices to perceive the environment, but also as an action tool in order to generate intended effects in their environment. For instance, glances are used to direct someone else's attention to a place of interest, indicating that gaze control is an important part of social communication. Previous research on gaze control in a social context mainly focused on the gaze recipient by asking how humans respond to perceived gaze (gaze cueing). So far, this perspective has hardly considered the actor’s point of view by neglecting to investigate what mental processes are involved when actors decide to perform an eye movement to trigger a gaze response in another person. Furthermore, eye movements are also used to affect the non-social environment, for instance when unlocking the smartphone with the help of the eyes. This and other observations demonstrate the necessity to consider gaze control in contexts other than social communication whilst at the same time focusing on commonalities and differences inherent to the nature of a social (vs. non-social) action context. Thus, the present work explores the cognitive mechanisms that control such goal-oriented eye movements in both social and non-social contexts. The experiments presented throughout this work are built on pre-established paradigms from both the oculomotor research domain and from basic cognitive psychology. These paradigms are based on the principle of ideomotor action control, which provides an explanatory framework for understanding how goal-oriented, intentional actions come into being. The ideomotor idea suggests that humans acquire associations between their actions and the resulting effects, which can be accessed in a bi-directional manner: Actions can trigger anticipations of their effects, but the anticipated resulting effects can also trigger the associated actions. According to ideomotor theory, action generation involves the mental anticipation of the intended effect (i.e., the action goal) to activate the associated motor pattern. The present experiments involve situations where participants control the gaze of a virtual face via their eye movements. The triggered gaze responses of the virtual face are consistent to the participant’s eye movements, representing visual action effects. Experimental situations are varied with respect to determinants of action-effect learning (e.g., contingency, contiguity, action mode during acquisition) in order to unravel the underlying dynamics of oculomotor control in these situations. In addition to faces, conditions involving changes in non-social objects were included to address the question of whether mechanisms underlying gaze control differ for social versus non-social context situations. The results of the present work can be summarized into three major findings. 1. My data suggest that humans indeed acquire bi-directional associations between their eye movements and the subsequently perceived gaze response of another person, which in turn affect oculomotor action control via the anticipation of the intended effects. The observed results show for the first time that eye movements in a gaze-interaction scenario are represented in terms of their gaze response in others. This observation is in line with the ideomotor theory of action control. 2. The present series of experiments confirms and extends pioneering results of Huestegge and Kreutzfeldt (2012) with respect to the significant influence of action effects in gaze control. I have shown that the results of Huestegge and Kreutzfeldt (2012) can be replicated across different contexts with different stimulus material given that the perceived action effects were sufficiently salient. 3. Furthermore, I could show that mechanisms of gaze control in a social gaze-interaction context do not appear to be qualitatively different from those in a non-social context. All in all, the results support recent theoretical claims emphasizing the role of anticipation-based action control in social interaction. Moreover, my results suggest that anticipation-based gaze control in a social context is based on the same general psychological mechanisms as ideomotor gaze control, and thus should be considered as an integral part rather than as a special form of ideomotor gaze control. / Der Mensch nutzt die Augen nicht nur zur Wahrnehmung seiner Umwelt, sondern auch als Handlungsinstrument, um intendierte Effekte in seiner Umwelt zu erzeugen. So werden Blicke beispielsweise dazu verwendet, die Aufmerksamkeit eines anderen auf einen bestimmten Ort zu lenken. Dies weist darauf hin, dass Blickkontrolle einen wichtigen Bestandteil in der sozialen Kommunikation darstellt. Die Forschung zu Blickkontrolle im sozialen Kontext hat sich bisher hauptsächlich auf den Blick-Empfänger konzentriert, um die Frage zu beantworten, wie Menschen auf wahrgenommene Blicke reagieren (Gaze Cueing). Dieser Ansatz hat dementsprechend bisher kaum den Standpunkt des Blick-Senders berücksichtigt. So wurde beispielsweise noch nicht untersucht, welche mentalen Prozesse der Ausübung einer Augenbewegung zugrunde liegen, die zum Ziel hat, bei einer anderen Person eine bestimmte Blickreaktion auszulösen. Darüber hinaus werden zielgerichtete Augenbewegungen auch im nicht-sozialen Kontext eingesetzt, beispielsweise beim Entsperren des Smartphones mithilfe der Augen. Diese und andere Beobachtungen zeigen allerdings klar die Notwendigkeit, Blickkontrolle sowohl in der sozialen Kommunikation als auch in anderen, nicht-sozialen Kontexten zu berücksichtigen und dabei gleichzeitig auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu achten, die der Natur eines sozialen (vs. nicht-sozialen) Handlungskontextes innewohnen. Die vorliegende Arbeit untersucht daher die kognitiven Mechanismen, die solchen zielgerichteten Blickbewegungen in sozialen wie in nicht-sozialen Kontexten zugrunde liegen. Die in der vorliegenden Arbeit vorgestellten Experimente bauen auf bereits etablierten Paradigmen aus der Forschung zu Okulomotorik und zu basalen kognitiven Prozessen auf. Diese Paradigmen basieren auf dem Prinzip der ideomotorischen Handlungskontrolle, das eine Erklärung für die Entstehung zielgerichteter und beabsichtigter Handlungen liefert. Der ideomotorische Gedanke legt nahe, dass Menschen Assoziationen zwischen ihren Handlungen und den daraus resultierenden Effekten erwerben, die in zwei Richtungen wirken können: Eine Handlung kann die Antizipation ihrer Effekte auslösen, aber die aktive Antizipation eines Handlungseffektes kann auch die damit verbundene Handlung auslösen. Nach der ideomotorischen Theorie beinhaltet Handlungsgenerierung die mentale Antizipation des beabsichtigten Handlungseffektes, um das zugehörige motorische Muster zu aktivieren. Die vorliegenden Experimente beinhalten Situationen, in denen die Probanden den Blick eines virtuellen Gesichts mithilfe ihre eigenen Augenbewegungen steuern. Die im virtuellen Gesicht ausgelösten Blickreaktionen repräsentieren die visuellen Handlungseffekte. Die Situationen werden in Bezug auf die Determinanten von Handlungs-Effekt-Lernen (Kontingenz, Kontiguität, Handlungsmodus während des Lernens) variiert, um die zugrundeliegende Dynamik der okulomotorischen Handlungskontrolle in diesen Situationen zu verstehen. Zusätzlich zu den Gesichtern wurden Handlungseffekte in nicht-sozialen Objekten untersucht, um die Frage zu klären, ob sich die der Blickkontrolle zugrundeliegenden Mechanismen für soziale und nicht-soziale Kontextsituationen unterscheiden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit lassen sich in drei Hauptergebnisse zusammenfassen. 1. Meine Resultate legen nahe, dass Menschen bi-direktionale Assoziationen zwischen ihren Augenbewegungen und der darauf folgenden Blickreaktion einer anderen Person erwerben, was über die Antizipation der beabsichtigten Effekte die okulomotorische Handlungssteuerung beeinflusst. Die beobachteten Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass Augenbewegungen in einem Blickinteraktionsszenario in Form einer bei der anderen Person ausgelösten Blickreaktion repräsentiert werden. Diese Beobachtung steht im Einklang mit dem ideomotorischen Prinzip der Handlungskontrolle. 2. Die vorliegende Versuchsreihe belegt und erweitert die wegweisenden Ergebnisse von Huestegge und Kreutzfeldt (2012) in Bezug auf den bedeutenden Einfluss von Handlungseffekten in der okulomotorischen Handlungskontrolle. Ich konnte zeigen, dass sich die Ergebnisse von Huestegge und Kreutzfeldt (2012) über verschiedene Kontexte mit unterschiedlichem Stimulus-Material replizieren lassen unter der Bedingung, dass die wahrgenommenen Handlungseffekte ausreichend stark ausgeprägt waren. 3. Zudem konnte ich zeigen, dass sich Mechanismen der Blickkontrolle in einem sozialen Blickinteraktionskontext vermutlich nicht qualitativ von denen in einem nicht-sozialen Kontext unterscheiden. Zusammenfassend unterstützen die Ergebnisse die jüngsten theoretischen Überlegungen, die die Rolle von antizipativen Prozessen in der Handlungssteuerung in sozialen Interaktionskontexten betonen. Darüber hinaus legen meine Ergebnisse nahe, dass antizipationsbasierte Blickkontrolle im sozialen Kontext auf den gleichen allgemeinen psychologischen Mechanismen wie ideomotorische Blickkontrolle basiert und somit als integraler Bestandteil, und nicht als eine spezielle Form der ideomotorischen Blickkontrolle, betrachtet werden sollte.

Humans in our environment are of special importance to us. Even if our minds are fixated on tasks unrelated to their presence, our attention will likely be drawn towards other people’s appearances and their actions. While we might remain unaware of this attentional bias at times, various studies have demonstrated the preferred visual scanning of other humans by recording eye movements in laboratory settings. The present thesis aims to investigate the circumstances under and the mechanisms by which this so-called social attention operates. The first study demonstrates that social features in complex naturalistic scenes are prioritized in an automatic fashion. After 200 milliseconds of stimulus presentation, which is too brief for top-down processing to intervene, participants targeted image areas depicting humans significantly more often than would be expected from a chance distribution of saccades. Additionally, saccades towards these areas occurred earlier in time than saccades towards non-social image regions. In the second study, we show that human features receive most fixations even when bottom-up information is restricted; that is, even when only the fixated region was visible and the remaining parts of the image masked, participants still fixated on social image regions longer than on regions without social cues. The third study compares the influence of real and artificial faces on gaze patterns during the observation of dynamic naturalistic videos. Here we find that artificial faces, belonging to humanlike statues or machines, significantly predicted gaze allocation but to a lesser extent than real faces. In the fourth study, we employed functional magnetic resonance imaging to investigate the neural correlates of reflexive social attention. Analyses of the evoked blood-oxygenation level dependent responses pointed to an involvement of striate and extrastriate visual cortices in the encoding of social feature space. Collectively, these studies help to elucidate under which circumstances social features are prioritized in a laboratory setting and how this prioritization might be achieved on a neuronal level. The final experimental chapter addresses the question whether these laboratory findings can be generalized to the real world. In this study, participants were introduced to a waiting room scenario in which they interacted with a confederate. Eye movement analyses revealed that gaze behavior heavily depended on the social context and were influenced by whether an interaction is currently desired. We further did not find any evidence for altered gaze behavior in socially anxious participants. Alleged gaze avoidance or hypervigilance in social anxiety might thus represent a laboratory phenomenon that occurs only under very specific real-life conditions. Altogether the experiments described in the present thesis thus refine our understanding of social attention and simultaneously challenge the inferences we can draw from laboratory research. / Menschen in unserer Umgebung sind von besonderer Bedeutung für uns. Selbst wenn wir uns gänzlich auf eine Aufgabe konzentrieren, wird unsere Aufmerksamkeit voraussichtlich immer wieder auf Menschen in unserer Nähe und ihre Handlungen gelenkt. Auch wenn wir uns dieser bevorzugten Betrachtung anderer nicht jederzeit bewusst sind, haben diverse Labortstudien anhand von Augenbewegungen diese Präferenz für andere Menschen aufgezeigt. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation werden die Mechanismen dieser sozialen Aufmerksamkeit und die Bedingungen, unter denen sie auftritt, untersucht. So zeigt die erste Studie, dass die bevorzugte Betrachtung anderer Menschen in komplexen Szenen ein reflexiver Prozess ist. Nach einer Darbietungszeit von 200 Millisekunden, welche zu kurz für das Auftreten von zielgerichteten Prozessen ist, landen Sakkaden signifikant häufiger auf Bildregionen, die einen Menschen abbilden, als man basierend auf einer Zufallsverteilung der Sakkaden erwarten würde. Zusätzlich treten diese Sakkaden zeitlich früher auf als Sakkaden, die auf nicht-sozialen Bildelementen landen. In der zweiten Studie wird anhand eines blickkongruenten Paradigmas deutlich, dass Menschen auch dann am meisten betrachtet werden, wenn nur der aktuell fixierte Teil des Bildes sichtbar ist. Dies bedeutet, dass die Präferenz sozialer Information auch dann erfolgt, wenn Blickbewegung intentional gesteuert werden. In der dritten Studie wird geprüft, inwiefern sich soziale Aufmerksamkeit bei verschiedenen Gesichtstypen unterscheidet. Künstliche Gesichter, die zu menschenähnlichen Gestalten oder Maschinen gehören, haben zwar einen signifikanten Einfluss auf das Blickverhalten der Betrachter – dieser ist jedoch deutlich geringer als der Einfluss von Gesichtern, die zu echten Menschen in den gezeigten Videos gehören. In der vierten Studie werden die neuronalen Korrelate des reflexiven sozialen Aufmerksamkeitsprozesses untersucht. Analysen der funktionellen Bildgebung deuten auf eine Rolle der primären und assoziativen Sehrinde in der Lokalisierung sozialer Elemente hin. Gemeinsam helfen diese Studien zu klären, unter welchen Umständen die präferierte Betrachtung sozialer Merkmale in Laborumgebungen stattfindet und wie diese Priorisierung auf neuronaler Ebene erreicht werden könnte. Das letzte experimentelle Kapitel befasst sich mit der Frage, inwiefern die berichteten Laborergebnisse auf die reale Welt übertragen werden können. In dieser Studie befanden sich die TeilnehmerInnen in einem Wartezimmer-Szenario, in welchem sie mit einem Komplizen interagierten. Die Analyse der Augenbewegungen ergab, dass das Blickverhalten stark vom sozialen Kontext abhängt und davon beeinflusst wird, ob eine Interaktion aktuell gewünscht wird. Darüber hinaus fanden wir keine Hinweise auf ein verändertes Blickverhalten bei sozial ängstlichen TeilnehmerInnen. Die in der Literatur zuvor berichtete angebliche Blickvermeidung oder Hypervigilanz bei sozialer Angst könnte somit ein Laborphänomen darstellen, das nur unter ganz bestimmten Bedingungen im realen Leben auftritt. Insgesamt ermöglichen die in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Experimente somit ein vollständigeres Verständnis von sozialer Aufmerksamkeit. Gleichzeitig wird im finalen Kapitel aber auch deutlich, wie essenziell Vergleiche mit dem wirklichen Leben für die Schlussfolgerungen in der Aufmerksamkeitsforschung sind.

Adapting defensive behavior to the characteristics of a threatening situation is a fundamental function of the brain. Particularly, threat imminence plays a major role for the organization of defensive responses. Acute threat prompts phasic physiological responses, which are usually associated with an intense feeling of fear. In contrast, diffuse and potentially threatening situations elicit a sustained state of anxious apprehension. Detection of the threatening stimulus defines the key event in this framework, initiating the transition from potential to acute threat. Consequently, attention to threat is crucial for supporting defensive behavior. The functions of attention are finely tuned to the characteristics of a threatening situation. Potential threat is associated with hypervigilance, in order to facilitate threat detection. Once a threatening stimulus has been identified, attention is selectively focused on the source of danger. Even though the concepts of selective attention and hypervigilance to threat are well established, evidence for their neural correlates remain scarce. Therefore, a major goal of this thesis is to elucidate the neural correlates of selective attention to acute threat and hypervigilance during potential threat. A second aim of this thesis is to provide a mechanistic account for the interaction of fear and anxiety. While contemporary models view fear and anxiety as mutually exclusive, recent findings for the neural networks of fear and anxiety suggest potential interactions. In four studies, aversive cue conditioning was used to induce acute threat, while context conditioning served as a laboratory model of potential threat. To quantify neural correlates of selective attention and hypervigilance, steady-state visual evoked potentials (ssVEPs) were measured as an index of visuocortical responding. Study 1 compared visuocortical responses to acute and potential threat for high versus low trait-anxious individuals. All individuals demonstrated enhanced electrocortical responses to the central cue in the acute threat condition, suggesting evidence for the neural correlate of selective attention. However, only low anxious individuals revealed facilitated processing of the contexts in the potential threat condition, reflecting a neural correlate of hypervigilance. High anxious individuals did not discriminate among contexts. These findings contribute to the notion of aberrational processing of potential threat for high anxious individuals. Study 2 and 3 realized orthogonal combinations of cue and context conditioning to investigate potential interactions of fear and anxiety. In contrast to Study 1 and 2, Study 3 used verbal instructions to induce potentially threatening contexts. Besides ssVEPs, threat ratings and skin conductance responses (SCRs) were recorded as efferent indices of defensive responding. None of these studies found further evidence for the neural correlates of hypervigilance and selective attention. However, results for ratings and SCRs revealed additive effects of fear and anxiety, suggesting that fear and anxiety are not mutually exclusive, but interact linearly to organize and facilitate defensive behavior. Study 4 tested ssVEPs to more ecologically valid forms of context conditioning, using flickering video stimuli of virtual offices to establish context representations. Contrary to expectations, results revealed decreased visuocortical responses during sustained presentations of anxiety compared to neutral contexts. A disruption of ssVEP signals eventually suggests interferences by continuously changing video streams which are enhanced as a function of motivational relevance. In summary, this thesis provided evidence for the neural correlates of attention only for isolated forms of fear and anxiety, but not for their interaction. In contrast, an additive interaction model of fear and anxiety for measures of defensive responding offers a new perspective on the topography of defensive behavior. / ZusammenfassungDie Anpassung defensiver Verhaltensweisen an die Anforderungen bedrohlicher Sit-uationen ist eine fundamentale Funktion des Gehirns. Akute Bedrohung führt in der Regel zu kurz-anhaltenden, physiologischen Reaktionen, die mit einem Gefühlintensiver Furcht einhergehen, während Situationen potenzieller Bedrohung zu einem anhaltenden Zustand erhöhter Angst führen. Dabei spielt das Erkennen der Gefahr eine besondere Rolle, da sie den Übergang von potenzieller zu akuter Bedrohung initiiert. Demnach kommt der Aufmerksamkeit eine wichtige Funktion bei der Unterstützung defensiver Verhaltensweisen zu. Mechanismen der Aufmerksamkeit sind dabei präzise auf die jeweilige Situation abgestimmt. Potenzielle Bedrohung führt zu Hypervigilanz, um bedrohliche Reize schneller zu entdecken ...

During natural behavior, cognitive processes constantly coincide with body movements such as head or eye movements or blinks. However, during experimental investigations of cognitive processes, movements are often highly restricted which is rather unnatural. In order to improve our understanding of natural behavior, this thesis investigates the interaction between cognition and movements by focusing on spontaneous blinks, which naturally interact with other body movements. Spontaneous blinks are inevitably connected to vision as they shut out incoming visual information. Both sensory-based and cognitive factors, for example, stimulus occurrence and evaluation, were reported to influence blink behavior. Our first study investigated if such influences are comparable for visual and non-visual input. The chosen experimental design allowed dissociating sensory-driven and cognitive influences, which then could be compared between the visual and auditory domain. Our results show that blinks are more strongly modulated during passive observation of visual input compared to auditory input. This modulation is however enhanced for both input modalities by an increased attentional demand. In addition, the cognitively defined meaning of a stimulus changes blink latency independent of the sensory domain. Overall, our findings show that spontaneous blinks and cognitive processes are linked beyond vision. Moreover, the underlying cognitive processes that influence blinks are largely the same across different sensory input indicating that blinks are profoundly integrated into our system. When investigating natural behavior, it is important to consider that movements rarely occur in isolation, but are executed side by side. As these movements interact and have a link to cognitive processes, the complexity of our system increases. In order to take this complexity into account, the second part of the experimental research focused on movement interactions, more specifically on the interactions between blinks, pupil size and speaking. Our results reveal that speech-related motor activity increases blink rate and pupil size as well as modulates blink timing. This is in line with previous research that described a relation between different body and eye movements. Importantly, each bodily-induced change in eye movements affects visual information intake. Therefore, different movements can be tightly linked to perceptual processes through complex interactions. Altogether, the work of this thesis provides rich evidence that movements and cognitive processes are deeply intertwined. Therefore, movements should be seen as an integral part of our system. Taking the relevance of movements and their interactions into account during experimental investigations is necessary in order to reveal a more realistic and complete picture of human natural behavior. / Während unseres natürlichen Verhaltens werden kognitive Prozesse und Körperbewegungen wie Kopf- oder Augenbewegungen oder Lidschläge parallel ausgeführt. Allerdings werden Bewegungen in experimentellen Untersuchungen zu kognitiven Prozessen meist stark eingeschränkt, was unnatürlich ist. Um natürliches Verhalten besser zu verstehen, wird in dieser Dissertation die Interaktion zwischen Kognition und Bewegung untersucht. Der Fokus liegt auf spontanen Lidschlägen, die auch mit anderen Körperbewegungen auf natürliche Weise interagieren. Das Blinzeln ist unweigerlich mit dem Sehen verbunden, da bei jedem Lidschluss die Informationsaufnahme unterbrochen wird. Frühere Forschungsergebnisse zeigten, dass sowohl sensorische als auch kognitive Faktoren, wie beispielsweise Reizpräsentation und -evaluation, das Blinzeln beeinflussen können. Die erste Studie dieser Dissertation untersuchte, ob dieselben Einflüsse auf das Blinzeln wirken, wenn auch nicht-visuelle Informationen präsentiert werden. Das gewählte Versuchsdesign erlaubte rein sensorische von kognitiven Einflüssen auf das Blinzeln zu trennen. Diese Einflüsse konnten wiederum zwischen visuellem und auditivem Input verglichen werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Blinzeln stärker bei visuellem als bei auditivem Input angepasst wird, wenn dieser nur passiv verfolgt wird. Sobald allerdings Aufmerksamkeit auf den Input gerichtet wird, wird diese Anpassung an den sensorischen Input in beiden Modalitäten auf ähnliche Weise verstärkt. Zusätzlich wird der Zeitpunkt des Blinzelns durch die kognitive Bewertung der Reize verzögert - unabhängig davon, ob ein Reiz visuell oder auditiv präsentiert wird. Insgesamt legen unsere Experimente dar, dass das spontane Blinzeln und kognitive Prozesse über das Sehen hinaus miteinander verknüpft sind. Die zu Grunde liegenden kognitiven Prozesse, die das Blinzeln beeinflussen, sind sogar weitgehend dieselben bei unterschiedlichem sensorischen Input. Das Blinzeln scheint demnach tiefgreifend in unser System integriert zu sein. Ein weiterer wichtiger Aspekt natürlichen Verhaltens ist die gleichzeitige Ausübung mehrerer Bewegungen. Da diese Bewegungen miteinander interagieren und eine Verbindung zu kognitiven Prozessen besteht, erhöht sich die Komplexität unseres Systems. Im zweiten Teil der experimentellen Untersuchungen wurden daher Bewegungsinteraktionen in den Vordergrund gestellt. Die präsentierten Studien haben insbesondere den Einfluss verschiedener Bewegungsaspekte des Sprechens auf unser spontanes Blinzeln bzw. auf die Pupillengröße untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sprechbezogene Bewegungen sowohl die Anzahl der Lidschlüsse als auch die Pupillengröße erhöhen, sowie den Zeitpunkt der Lidschlüsse beeinflussen. Auch andere Forscher fanden solche Zusammenhänge zwischen verschiedenen Körper- und Augenbewegungen. Da jede vom Körper verursachte Veränderung der Augenbewegung zudem unsere visuelle Reizaufnahme verändert, kann man schlussfolgern, dass verschiedene Bewegungen und deren komplexe Interaktionen eng mit unserer Wahrnehmung verbunden sind. Alles in allem liefert diese Arbeit weitreichende Beweise, wie stark Bewegungen und kognitive Prozesse miteinander verwoben sind. Daher sollten Bewegungen als wesentlicher Teil unseres Systems angesehen werden. Wir müssen daher die Bedeutung von Bewegungen und deren Interaktionen in experimentelle Forschung einbeziehen, um ein realistischeres und kompletteres Bild unseres natürlichen Verhaltens zu enthüllen.

Anxiety research is one of the major psychological research domains and looks back on decades of research activity. Traditionally, novel theories and approaches are tested utilizing animal models. One way to study inherent anxiety in rodents is the elevated plus-maze (EPM). The EPM is a plus-shaped platform with two closed, i.e., walled, arms and two open unwalled arms. If given the opportunity to freely explore the apparatus, rodents instinctively avoid the open arms to protect themselves from predators. Hence, they spent less time on open and more time on closed arms, which is behaviorally associated with general anxiety. In the course of the pharmacological validation, it was found that this exploratory pattern can be reversed by anxiolytic substances, e.g., benzodiazepines, or potentiated by anxiogenics. One of the significant advantages of the EPM is that no prior training session is required in contrast to conditioning studies, thus allowing to observe natural behavior. Therefore, together with the economic and uncomplicated setup, the EPM has become a standard preclinical rodent anxiety test over the decades. In order to validate these rodent anxiety tests, there have recently been attempts to retranslate them to humans. A paramount of cross-species validation is not only the simple transferability of these animal tests but also the observation of anxiety behaviors that are evolutionarily conserved across species. Accordingly, it could be possible to conclude various factors associated with the etiology and maintenance of anxiety disorders in humans. So far, convincing translations of the EPM to humans are still lacking. For that reason, the primary aim of this dissertation is to retranslate the EPM throughout three studies and to evaluate cross-species validity critically. Secondly, the undertaken studies are set out to observe ambulatory activity equivalent to rodent EPM behavior, i.e., open arm avoidance. Thirdly, the undertaken studies aimed to assess the extent to which trait anxiety influences human exploratory activity on the platform to associate it with the assumption that rodent EPM-behavior is a reflection of general anxiety. Finally, virtual reality (VR) was the method of choice to maintain the economic advantage and adjust the EPM size to humans. Study 1 (N = 30) was set up to directly transfer the rodent EPM regarding test design and experimental procedure using a Computer Automatic Virtual Environment (CAVE). The results revealed that humans unlike rodents display a general open arms approach during free exploration. However, open arm avoidance was associated with high trait anxiety and acrophobia (fear of height), which was initially assessed as a control variable due to the virtual platform height. Regression analyses and subjective anxiety ratings hinted at a more significant influence of acrophobia on open arm avoidance. In addition, it was assumed that the open arms approach might have resulted from claustrophobic tendencies experienced in the closed arms due to the high walls. Study 2 (N = 61) sought to differentiate the influence of trait anxiety and acrophobia and adapt the virtual EPM to humans. Therefore, parts of the platform held a semi-transparent grid-floor texture, and the wall height on the closed arms was reduced to standard handrail level. Moreover, participants were priorly screened to exclude clinically significant levels of acrophobia, claustrophobia, and agoraphobia. The data on general exploratory activity showed no arm preference. Regression analyses confirmed that acrophobia is related to open arm avoidance, corroborating the finding of Study 1. Surprisingly, for trait anxiety, the result of Study 1 could not be replicated. Instead, for trait anxiety, no significant effect was found indicating that predominantly fear of heights shapes human EPM behavior even on a subclinical stage. In Study 3 (N = 57), the EPM was embedded into a city setting to 1) create a more natural human environment and 2) eliminate height. Furthermore, a head-mounted display was utilized for VR presentation, and arousal ratings were introduced. Participants were screened for high and low levels of trait anxiety and agoraphobia, and claustrophobia. Replicating the findings of Study 2, no difference in open and closed arm activity was observed, and no effect was found in relationship with trait anxiety. The data on anxiety ratings and claustrophobia suggest a positive correlation indicating that in this city EPM, claustrophobic tendencies might play a role in closed arm avoidance. In summary, this thesis added valuable insights into the retranslation of a well-established standard anxiety test used in rodents. However, it also majorly challenges current findings on the cross-species validity of the EPM. Various explanatory models for the results are critically discussed and associated with clinical implications concerning future research. / Die Angstforschung ist eines der wichtigsten psychologischen Forschungsgebiete und blickt auf eine jahrzehntelange Forschungstätigkeit zurück. Traditionell werden neue Theorien und Ansätze anhand von Tiermodellen getestet. Eine Möglichkeit, inhärente Angst bei Nagetieren zu untersuchen, ist das Elevated Plus-Maze (EPM). Das EPM ist eine plusförmige Plattform mit zwei geschlossenen, d. h. mit Wänden versehenen, Armen und zwei offenen, nicht mit Wänden umschlossenen, Armen. Wenn Nagetiere die Möglichkeit haben, die Plattform frei zu erkunden, meiden sie instinktiv die offenen Arme, um sich vor Fressfeinden zu schützen, d.h. sie verbringen weniger Zeit in den offenen und mehr Zeit in den geschlossenen Armen, was verhaltensmäßig mit Ängstlichkeit assoziiert wird. Im Rahmen der pharmakologischen Validierung wurde festgestellt, dass dieses Explorationsmuster durch anxiolytische Substanzen, z. B. Benzodiazepine, umgekehrt oder durch anxiogene Substanzen verstärkt werden kann. Einer der wesentlichen Vorteile des EPM ist, dass im Gegensatz zu Konditionierungsstudien kein vorheriges Training erforderlich ist und somit natürliches Verhalten beobachtet werden kann. Zusammen mit dem ökonomischen und unkomplizierten Versuchsaufbau hat sich das EPM daher im Laufe der Jahrzehnte zu einem Standardtest für präklinische Angstforschung bei Nagern entwickelt. Um diese Angsttests von Nagern zu validieren, wurde kürzlich versucht, diese auf den Menschen zu übertragen. Eine wichtige Voraussetzung für die artenübergreifende Validierung ist nicht nur die einfache Translation dieser Tiertests, sondern auch die Beobachtung von Angstverhalten, das evolutionär über alle Arten hinweg konserviert ist. Darauf aufbauend könnte es möglich sein, auf verschiedene Faktoren zu schließen, die mit der Entstehung und Aufrechterhaltung von Angststörungen beim Menschen in Verbindung stehen. Bislang fehlt es noch an einer überzeugenden Übertragung des EPM auf den Menschen. Aus diesem Grund besteht das primäre Ziel dieser Dissertation darin, das EPM in drei Studien neu zu übersetzen und die speziesübergreifende Validität kritisch zu bewerten. Zweitens sollen die durchgeführten Studien eine dem EPM-Verhalten von Nagetieren äquivalente Bewegungsaktivität beobachten, d.h. die Vermeidung offener Arme. Drittens zielten die durchgeführten Studien darauf ab, das Ausmaß zu bewerten, in dem Angstmerkmale das Explorationsverhalten des Menschen auf der Plattform beeinflussen, um sie mit der Annahme in Verbindung zu bringen, dass das EPM-Verhalten von Nagetieren Ängstlichkeit repräsentiert. Schließlich war die virtuelle Realität (VR) die Methode der Wahl, um die ökonomische Validität zu erhalten und das EPM in seiner Größe an den Menschen anpassen zu können. In Studie 1 (N = 30) wurde das Tier-EPM hinsichtlich des Testdesigns und des Versuchsablaufs unter Verwendung einer computergesteuerten virtuellen Umgebung (CAVE) direkt auf den Menschen übertragen. Die Ergebnisse zeigten, dass Menschen im Gegensatz zu Nagern während der freien Exploration generell eine Annäherung zu den offenen Armen zeigen. Die Vermeidung offener Arme war jedoch mit hoher Traitängstlichkeit und Akrophobie (Höhenangst) verbunden, die aufgrund der Höhe der virtuellen Plattform zunächst als Kontrollvariable erhoben wurde. Regressionsanalysen und subjektive Angstbewertungen deuteten auf einen stärkeren Einfluss der Akrophobie auf die Vermeidung der offenen Arme hin. Darüber hinaus wurde angenommen, dass die Vermeidung der offenen Arme aus klaustrophobischen Tendenzen resultieren könnte, die in den geschlossenen Armen aufgrund der hohen Wände auftreten. In Studie 2 (N = 61) wurde versucht, den Einfluss von Traitängstlichkeit und Akrophobie zu differenzieren und das virtuelle EPM an den Menschen anzupassen. Daher waren Teile der Plattform mit einer halbtransparenten Gitterbodenstruktur versehen, und die Wandhöhe in den geschlossenen Armen wurde auf die Höhe eines Standardgeländers reduziert. Darüber hinaus wurden die Versuchsteilnehmer vorselektiert um klinisch signifikante Werte von Akrophobie, Klaustrophobie und Agoraphobie auszuschließen. Die Daten zu generellem Explorationsverhalten zeigten, dass keine Armpräferenz besteht. Die durchgeführte Regressionsanalyse demonstrierte, dass die Vermeidung der offenen Arme mit Akrophobie zusammenhängt, was die Ergebnisse von Studie 1 bestätigt. Überraschenderweise konnte das Ergebnis von Studie 1 in Bezug auf Traitängstlichkeit nicht repliziert werden. Stattdessen wurde für Ängstlichkeit kein signifikanter Effekt gefunden, was darauf hindeutet, dass hauptsächlich Höhenangst das menschliche EPM-Verhalten sogar in einem subklinischen Stadium prägt. In Studie 3 (N = 57) wurde das EPM in eine städtische Umgebung eingebettet, um 1) eine für den Menschen natürlichere Umgebung zu schaffen und 2) den Faktor Höhe zu eliminieren. Darüber hinaus wurde für die VR-Präsentation eine Virtual-Reality-Brille verwendet, und Arousalratings eingeführt. Die Teilnehmer wurden auf hohe und niedrige Werte von Traitängstlichkeit und Agoraphobie sowie Klaustrophobie untersucht. Wie in Studie 2 konnte kein Unterschied zwischen der Explorationstendenzen der offenen und der geschlossenen Arme beobachtet werden, und es wurde kein Effekt in Bezug auf die erhobenen Angstmerkmale festgestellt. Die Daten zu Angstbewertungen und Klaustrophobie deuten auf eine positive Korrelation hin, was darauf bedeutet, dass bei diesem Stadt-EPM klaustrophobische Tendenzen eine Rolle bei der Vermeidung des geschlossenen Arms spielen könnten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit wertvolle Einblicke in die Retranslation eines gut etablierten Standard-Angsttests für Nager liefert. Sie stellt jedoch auch die derzeitigen Erkenntnisse über die artenübergreifende Validität des EPM in Frage. Verschiedene Erklärungsmodelle für die Ergebnisse werden kritisch diskutiert und mit klinischen Implikationen für die zukünftige Forschung verbunden.

The field of giftedness and gifted education has long been characterized by internal fragmentation and inconsistent definitions of core concepts (e.g., Ambrose et al., 2010; Coleman, 2006; McBee et al., 2012). It was only in recent years that increased efforts have been made to organize available research findings and thereby bring back greater uniformity to the field of giftedness and gifted education. For example, Preckel et al.’s (2020) Talent Development in Achievement Domains (TAD) framework integrates theoretical perspectives and empirical knowledge from different parts of the field. It is general in concept and can be applied to a wide range of achievement domains. By specifically focusing on measurable psychological constructs as well as their relevance at different stages of the talent development process, Preckel et al.’s (2020) TAD framework is well suited as a starting point for generating more domain-specific talent development models. The present thesis represents one of the first attempts to empirically test the validity of Preckel et al.’s (2020) TAD framework in academic domains using longitudinal data. The longitudinal data came from a sample of former junior students at Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg who showed high academic achievement potential. There were two related research issues: Research Issue 1 first aimed to document in detail how the educational trajectories of former junior students unfold in the years following their Abitur. To this end, a follow-up was conducted among 208 young adults who had participated in the junior study program at JMU Würzburg between the winter semester of 2004/2005 and the summer semester of 2011. The design of the follow-up questionnaire was based on a series of research questions that had emerged from the relevant literature on junior study programs in Germany. The follow-up ran from October 2019 to February 2020. The data were analyzed descriptively and documented as a detailed report. The results of Research Issue 1 revealed that the former junior students continued to be academically (and later professionally) successful long after their school years. For example, at the time of the follow-up, almost all former junior students had earned a bachelor’s and a master’s degree, most often with notable academic successes (e.g., scholarships, awards/prizes). In addition, more than half of those who responded had begun or already completed a doctoral degree, also recording special academic accomplishments (e.g., scientific publications, scholarships). A significant proportion of the former junior students had already entered the workforce at the time of their response. A look at their current professional situation revealed an above-average expression of success indicators (e.g., income, professional status). The clear majority of the former junior students reported that, even in retrospect, they would choose to take part in the junior study program at JMU Würzburg again. Research Issue 2 aimed to determine the extent to which the structure of Preckel et al.’s (2020) TAD framework could be empirically validated in academic domains. The educational trajectories of 84 former junior students at JMU Würzburg who had chosen a subject from the same subject field in their regular studies as in their junior studies served as the data basis. The educational trajectories were compiled from the former junior students’ follow-up data and from their data on the selection process for the junior study program at JMU Würzburg. Combining the structural assumptions of Preckel et al.’s (2020) TAD framework with relevant insights from individual academic disciplines made it possible to derive hypotheses regarding potential predictors and indicators of the talent development stages aptitude, competence, and expertise in academic domains. Structural equation models were used for data analysis. The results of Research Issue 2 suggested that the talent development stages aptitude, competence, and expertise, while being predictive of each other in their chronological order, could be satisfactorily modeled using framework-compliant indicators in academic domains. In comparison, the talent development stage transformational achievement could not (yet) be modeled based on the longitudinal data. Among the hypothesized predictors, former junior students’ investigative interests and their metacognitive abilities reliably determined the talent development stages competence and expertise, whereas the remaining predictors did not make significant contributions. Taken together, the results of the present thesis suggest that the validity of Preckel et al.’s (2020) TAD framework can only be partially confirmed in academic domains. Unlike the postulated indicators, the predictors in Preckel et al.’s (2020) TAD framework do not seem to be easily generalizable to academic domains but to be highly specific with regard to the talent domain under consideration. Therefore, a natural progression of the present thesis would be to examine the structure of Preckel et al.’s (2020) TAD framework at the subordinate level of subject fields or even at the level of individual academic disciplines, for example. / Der Bereich der (Hoch-)Begabung und Begabtenförderung galt aufgrund inkonsistenter Definitionen von Kernkonzepten lange Zeit als intern zersplittert (z.B., Ambrose et al., 2010; Coleman, 2006; McBee et al., 2012). Erst in den letzten Jahren sind vermehrt Bemühungen entstanden, bestehende Forschungsbefunde zu ordnen und dem Bereich der (Hoch-)Begabung und Begabtenförderung wieder zu mehr Einheitlichkeit zu verhelfen. Das Integrative Talententwicklungsmodell von Preckel et al. (2020) vereint beispielsweise theoretische Perspektiven und empirisches Wissen aus verschiedenen Teilen des Forschungsbereichs. Es ist allgemein konzipiert und kann auf eine Vielzahl von Leistungsdomänen angewendet werden. Durch eine gezielte Konzentration auf messbare psychologische Konstrukte sowie deren Relevanz auf unterschiedlichen Stufen der Talententwicklung ist das Integrative Talententwicklungsmodell von Preckel et al. (2020) gut als Ausgangspunkt für die Generierung domänenspezifischer Talententwicklungsmodelle geeignet. Die vorliegende Arbeit stellt einen der ersten Versuche dar, die Gültigkeit des Integrativen Talententwicklungsmodells von Preckel et al. (2020) in akademischen Domänen anhand längsschnittlicher Daten empirisch zu überprüfen. Die längsschnittlichen Daten stammten dabei aus einer Stichprobe ehemaliger Frühstudierender der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg, die nachweislich über eine hohe akademische Leistungsfähigkeit verfügten. Es wurden zwei zusammenhängende Forschungsfragen betrachtet: Forschungsfrage 1 verfolgte zunächst das Ziel, die Bildungsverläufe ehemaliger Frühstudierender in den Jahren nach ihrem Abitur ausführlich zu dokumentieren. Dazu wurde eine Nachbefragung unter 208 jungen Erwachsenen durchgeführt, die im Zeitraum von Wintersemester 2004/2005 bis Sommersemester 2011 am Frühstudium der JMU Würzburg teilgenommen hatten. Die Gestaltung des Fragebogens für die Nachbefragung orientierte sich an einer Reihe von Fragestellungen, die sich aus der einschlägigen Literatur zum Frühstudium in Deutschland ergeben hatte. Der Erhebungszeitraum der Nachbefragung erstreckte sich von Oktober 2019 bis Februar 2020. Die Daten wurden in erster Linie deskriptiv ausgewertet und in Berichtsform dargestellt. Die Ergebnisse von Forschungsfrage 1 zeigten, dass die ehemaligen Frühstudierenden weit über ihre Schulzeit hinaus herausragende (akademische und berufliche) Leistungen erbrachten. So hatten zum Zeitpunkt der Nachbefragung beinahe alle Ehemaligen einen Bachelor- und Masterabschluss, meist mit beachtlichen akademischen Erfolgen (z.B. Stipendium, Auszeichnungen/Preise), erworben. Mehr als die Hälfte der ehemaligen Frühstudierenden hatte darüber hinaus eine Promotion begonnen oder bereits abgeschlossen und dabei ebenfalls außerordentliche akademische Erfolge (z.B. Publikationen, Stipendien) erzielt. Ein wesentlicher Teil der ehemaligen Frühstudierenden war zum Befragungszeitpunkt bereits ins Berufsleben eingetreten. Ein Blick auf ihre aktuelle berufliche Situation zeigte eine überdurchschnittliche Ausprägung von Erfolgsindikatoren (z.B. Einkommen, beruflicher Status). Die deutliche Mehrheit der ehemaligen Frühstudierenden gab an, dass sie sich auch rückblickend wieder für eine Teilnahme am Frühstudium der JMU Würzburg entscheiden würde. Forschungsfrage 2 untersuchte schließlich, inwieweit sich die Struktur des Integrativen Talententwicklungsmodells von Preckel et al. (2020) für akademische Domänen empirisch validieren lässt. Als Datengrundlage dienten die Bildungsverläufe von 84 ehemaligen Frühstudierenden der JMU Würzburg, die im Regelstudium ein Fach aus derselben Fächergruppe wie im Frühstudium belegt hatten. Die Bildungsverläufe wurden aus den Daten der Nachbefragung und aus den Daten des Auswahlverfahrens für das Frühstudium an der JMU Würzburg gewonnen. Eine Kombination der strukturellen Annahmen des Integrativen Talententwicklungsmodells von Preckel et al. (2020) mit relevanten Erkenntnissen aus der Talentforschung zu einzelnen Studienfächern machte es möglich, Hypothesen über potenzielle Prädiktoren und Indikatoren der Talententwicklungsstufen Begabung, Kompetenz und Expertise für akademische Domänen aufzustellen. Zur Datenanalyse wurden Strukturgleichungsmodelle herangezogen. Die Ergebnisse von Forschungsfrage 2 ließen darauf schließen, dass die Talententwicklungsstufen Begabung, Kompetenz und Expertise anhand modellkonformer Indikatoren in akademischen Domänen zufriedenstellend abgebildet werden können und sich in ihrer chronologischen Reihenfolge gegenseitig vorhersagen. Die Talententwicklungsstufe transformatorische Leistung konnte dagegen auf Basis der Daten (noch) nicht modelliert werden. Unter den potenziellen Prädiktoren sagten das forschungsbezogene Interesse sowie die metakognitiven Fähigkeiten der ehemaligen Frühstudierenden die Talententwicklungsstufen Kompetenz und Expertise verlässlich vorher. Die restlichen Prädiktoren leisteten keinen signifikanten Beitrag. Insgesamt weisen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit darauf hin, dass sich die Gültigkeit des Integrativen Talententwicklungsmodells von Preckel et al. (2020) in akademischen Domänen nur zum Teil bestätigen lässt. Im Gegensatz zu den postulierten Indikatoren scheinen die Prädiktoren des Integrativen Talententwicklungsmodells von Preckel et al. (2020) nicht einfach auf akademische Domänen übertragbar zu sein, sondern unter Umständen eine hohe Spezifität in Bezug auf die betrachtete Domäne der Talententwicklung aufzuweisen. Eine sinnvolle Fortsetzung der vorliegenden Arbeit würde somit darin bestehen, die Struktur des Integrativen Talententwicklungsmodells von Preckel et al. (2020) beispielsweise auf der untergeordneten Ebene von Fächergruppen oder sogar auf der Ebene einzelner Studienfächer zu untersuchen.

Virtual humans (VHs) hold immense potential for collaboration in social virtual reality (VR). As VR technology advances, it's vital to assess the psychological effects on VH trust and user privacy to build meaningful social interactions in VR. In social VR, users must be able to trust the VHs they interact with as they navigate through socio-cultural activities. The evaluation of trustworthiness in VHs profoundly impacts interaction quality and user willingness to engage. Conversely, untrustworthy VHs can harm user experiences, privacy, and VR engagement. To address this, we conducted immersive VR studies, exploring how psychological factors influence user's VH trust evaluation under various psychological conditions. This research is pivotal for developing strategies to enhance user privacy, establish secure VR environments, and create a foundation of trust that supports immersive socio-cultural experiences in VR. To date, there are no established interpersonal trust measurement tools specifically for VHs in VR. In study 1 (the familiarity study) of the current thesis the VR-adjusted version of the social conditioned place preference paradigm (SCPP) by Kiser et al., (2022) was identified as a potential trust measurement tool. We tested whether the familiarity of a VH influenced trust as measured with the SCPP paradigm and other self-defined outcome measures, in a Computer Augmented Virtual Environment (CAVE). The CAVE is a VR system that combines immersive VR with real-world elements. It consists of a room-sized space where the walls are used as projection screens to display virtual scenes and objects. In this within - subject design (n = 20), half of the participants were familiarized with one VH and tasked to explore and interact in a realistic looking virtual art museum environment. The participant’s evaluation of the VH’s trustworthiness was measured as well as their subsequent trust behaviours. Results revealed no significant differences in the evaluation of the VH’s trustworthiness nor any behavioural differences between conditions. The findings of the impact of a VH’s familiarity on trust is inconclusive due to the major limitations of the paradigm. We concluded that the SCPP paradigm needs further validation and the proposed proxies of trust need to be re-evaluated. The findings were considered in the following study. The virtual maze paradigm design of Hale, (2018) was identified as a potential trust measurement tool, however several limitations are associated with its use to measure trust in VR. In study 2 (a validation study), improvements were made to the virtual maze paradigm of Hale, (2018) and a variant of this paradigm was implemented. We conducted a validation study with 70 participants in a between-subject design with VH trustworthiness as the between-subject factor. Participants wore a head-mounted display (HMD), to deliver an immersive VR experience. In our version of the virtual maze, it was the task of the users (the trustors) to navigate through a maze in VR, where they could interact with a VH (the trustee). They could choose to ask for advice and follow the advice from the VH if they wanted to. The number of times participants asked and followed advice and the time it took to respond to the given advice served as behavioural proxies/measures of trust. The two conditions (trustworthy vs. untrustworthy) did not differ in the content of the advice but in the appearance, tone of voice and engagement of the trustees (allegedly an avatar controlled by other participants). Results indicated that the experimental manipulation was successful, as participants rated the VH as more trustworthy in the trustworthy condition compared with the VH in the untrustworthy condition. Importantly, this manipulation affected the trust behaviour of participants, who, in the trustworthy condition, asked for advice and followed advice more often, indicating that the paradigm is sensitive to differences in VH’s trustworthiness. Thus, our paradigm can be used to measure differences in interpersonal trust towards VHs and may serve as a valuable research tool for researchers who study trust in VR. Therefore, study 2 fills the gap in the literature, for an interpersonal trust measurement tool specifically for VHs in VR. Two experimental studies, with a sample size of 50 participants each, utilized the virtual maze paradigm where participants entered 12 rooms under different conditions. We examined the influence of cognitive load (CL) on trust towards VH in VR in study 3 (Cognitive load study), and the influence of emotional affect (Emotional affect study) on trust towards VH in VR in study 4 (EA study). In both studies, we assessed participant’s evaluation of a VH’s trustworthiness, along with three behavioural indicators of trust in the maze task: 1) frequency of advice asked, 2) frequency of advice followed, and 3) the time taken by participants to execute the received advice. In study 3, the CL was manipulated with the auditory 1-back task in the high cognitive load condition (HCL). In study 4, the Autobiographical Emotional Memory Task (AEMT) was used to manipulate the EA of participants in the negative emotional affect (NEA) condition. As an additional manipulation, while participants were immersed in VR, they were exposed to 12 negative pictures and sounds that was presented simultaneously to strengthen the initial manipulation. The manipulation of the within-subject factors (CL and EA) was successful in both studies, as significant differences between conditions were observed in both studies (higher CL in the HCL condition and a more negative EA in the NEA condition). However, only CL influenced participant’s evaluation of the VH’s trustworthiness. The VH were evaluated as significantly more trustworthy after the HCL condition. Despite the difference in trust evaluation, there was no difference in advice asking or following. Participants in study 4 asked and followed advice due to their trust in the VH and asked and followed advice equally often in both conditions. Importantly, significant differences were observed in the participants response times in both studies. In study 3 during the HCL condition participants followed advice quicker. The order in which the conditions were presented influenced the experience of CL. Participants experienced higher levels of CL and responded to advice significantly faster when low cognitive load (LCL) was presented as the first condition compared with LCL as the second condition. In study 4 participants in the NEA condition followed advice slower similar to the findings of study 3. The order in which the conditions were presented had a significant effect on the EA. Participants asked and followed advice less when the NEA condition was presented first compared with when it is presented second. Possible explanations for the findings are discussed in the thesis. Overall, this thesis offers a novel tool for trust measurement (the virtual maze paradigm) and contributes to understanding the role of psychological factors in trust towards virtual humans in virtual reality. / Die Darstellung virtueller Menschen (VHs) birgt ein enormes Potenzial für die Zusammenarbeit in der sozialen virtuellen Realität (VR). Da die VR-Technologie voranschreitet, ist es wichtig, die psychologischen Auswirkungen auf das Vertrauen in VHs und die Privatsphäre der Benutzer zu bewerten, um sinnvolle soziale Interaktionen in VR aufzubauen. In der sozialen VR müssen Benutzer:innen den VHs, mit denen sie interagieren, vertrauen können, während sie durch soziokulturelle Aktivitäten navigieren. Die Bewertung der Vertrauenswürdigkeit in VHs hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Interaktionsqualität und die Bereitschaft der Benutzer:innen, sich zu engagieren. Umgekehrt können nicht vertrauenswürdige VHs das Benutzererlebnis, die Privatsphäre und das VR-Engagement beeinträchtigen. Um dieses Problem zu adressieren, wurden immersive VR-Studien durchgeführt und dabei wurde untersucht, welche psychologische Faktoren die VH-Vertrauensbewertung des Benutzers unter verschiedenen psychologischen Bedingungen beeinflussen. Diese Forschung ist von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von Strategien zur Verbesserung der Privatsphäre der Benutzer, zur Einrichtung sicherer VR-Umgebungen und zur Schaffung einer Vertrauensbasis, die immersive soziokulturelle Erfahrungen in VR unterstützt. Bisher gibt es keine etablierten Tools zur Messung des zwischenmenschlichen Vertrauens speziell für VHs in VR. In Studie 1 (der Vertrautheitsstudie) der aktuellen Dissertation wurde die VR-adjustierte Version des Social Conditioned Place Preference Paradigm (SCPP) von Kiser et al. (2022) als potenzielles Vertrauensmessinstrument identifiziert. In einer Computer Augmented Virtual Environment (CAVE) wurde getestet, ob die Vertrautheit eines VH das Vertrauen beeinflusst, gemessen mit dem SCPP-Paradigma und anderen selbstdefinierten Ergebnismaßen. Das CAVE ist ein VR-System, das immersive VR mit realen Elementen kombiniert. Es handelt sich um einen raumgroßen Raum, dessen Wände als Projektionsflächen für die Darstellung virtueller Szenen und Objekte dienen. Bei diesem fächerübergreifenden Design (n = 20) wurde die Hälfte der Teilnehmer mit einem VH vertraut gemacht und erhielt die Aufgabe, eine realistisch aussehende virtuelle Kunstmuseumsumgebung zu erkunden und darin zu interagieren. Es wurde die Einschätzung der Vertrauenswürdigkeit des VH durch die Teilnehmer sowie ihr anschließendes Verhalten gemessen. Die Ergebnisse zeigten keine signifikanten Unterschiede in der Bewertung der Vertrauenswürdigkeit des VH und auch keine Verhaltensunterschiede zwischen den Bedingungen. Die Ergebnisse zum Einfluss der Vertrautheit eines VH auf das Vertrauen sind aufgrund der großen Einschränkungen des Paradigmas nicht schlüssig. Daraus wurde der Schluss gezogen, dass das SCPP-Paradigma einer weiteren Validierung bedarf und die vorgeschlagenen Vertrauensparameter neu bewertet werden müssen. Die Ergebnisse wurden in der folgenden Studie berücksichtigt. Das Virtual-Labyrinth-Paradigma-Design von Hale (2018) wurde als potenzielles Instrument zur Vertrauensmessung identifiziert, wobei seine Verwendung zur Messung des Vertrauens in VR jedoch mit mehreren Einschränkungen verbunden ist. In Studie 2 (einer Validierungsstudie) wurden Verbesserungen am virtuellen Labyrinth-Paradigma von Hale (2018) vorgenommen und eine Variante dieses Paradigmas implementiert. Es wurde eine Validierungsstudie mit 70 Teilnehmern in einem Inter-Subjekt-Design mit VH-Vertrauenswürdigkeit als Zwischen-Subjekt-Faktor durchgeführt. Die Teilnehmer:innen trugen ein Head-Mounted-Display (HMD), um ein immersives VR-Erlebnis zu bieten. In unserer Version des virtuellen Labyrinths war es die Aufgabe der Benutzer:innen („Treugeber“), durch ein Labyrinth in VR zu navigieren, wo sie mit einem VH (dem „Treuhänder“) interagieren konnten. Sie könnten sich entscheiden, um Rat zu fragen und den Ratschlägen des VH zu folgen, wenn sie wollten. Als Verhaltensindikatoren/Maßstäbe für das Vertrauen dienten die Häufigkeit, mit der die Teilnehmer:innen nach Ratschlägen fragten und diese befolgten, sowie die Zeit, die sie brauchten, um auf den gegebenen Rat zu reagieren. Die beiden Bedingungen (vertrauenswürdig vs. nicht vertrauenswürdig) unterschieden sich nicht im Inhalt der Beratung, sondern im Aussehen, Tonfall und Engagement des Treuhänders (angeblich ein von anderen Teilnehmer:inne:n kontrollierter Avatar). Die Ergebnisse zeigten, dass die experimentelle Manipulation erfolgreich war, da die Teilnehmer:innen den VH in der vertrauenswürdigen Bedingung als vertrauenswürdiger einschätzten als den VH in der nicht vertrauenswürdigen Bedingung. Wichtig ist, dass sich diese Manipulation auf das Verhalten der Teilnehmer:innen auswirkte, da diese in der vertrauenswürdigen Bedingung häufiger um Rat fragten und Ratschläge befolgten, was darauf hindeutet, dass das Paradigma empfindlich auf Unterschiede in der Vertrauenswürdigkeit von VH reagiert. Somit kann das entwickelte Paradigma verwendet werden, um Unterschiede im zwischenmenschlichen Vertrauen gegenüber VHs zu messen und als wertvolles Forschungsinstrument für Forscher:innen dienen, die Vertrauen in VR untersuchen. Daher füllt Studie 2 die Lücke in der Literatur für ein Tool zur Messung des zwischenmenschlichen Vertrauens speziell für VHs in VR. Zwei experimentelle Studien mit einer Stichprobengröße von jeweils 50 Teilnehmern nutzten das Paradigma des virtuellen Labyrinths, bei dem die Teilnehmer 12 Räume unter unterschiedlichen Bedingungen betraten. Anschließend wurde der Einfluss der kognitiven Belastung (CL) auf das Vertrauen gegenüber VH in VR in Studie 3 (Studie zur kognitiven Belastung) und der Einfluss emotionaler Affekte in Studie 4 (Studie zum emotionalen Affekt, EA-Studie) auf das Vertrauen gegenüber VH in VR untersucht. In beiden Studien wurde die Einschätzung der Vertrauenswürdigkeit eines VH durch die Teilnehmer:innen mit drei Verhaltensindikatoren für Vertrauen in der Labyrinthaufgabe bewertet: 1) Häufigkeit der erfragten Ratschläge, 2) Häufigkeit der befolgten Ratschläge und 3) die Zeit, die die Teilnehmer:innen zur Ausführung der Aufgabe nach einem Rat benötigten. In Studie 3 wurde die CL mit der auditiven 1-Rücken-Aufgabe im Zustand hoher kognitiver Belastung (HCL) manipuliert. In Studie 4 wurde die Autobiographical Emotional Memory Task (AEMT) verwendet, um den EA von Teilnehmer:inne:n im Zustand des negativen emotionalen Affekts (NEA) zu manipulieren. Als zusätzliche Manipulation wurden die Teilnehmer:innen, während sie in die VR eintauchten, 12 negativen Bildern und Tönen ausgesetzt, die gleichzeitig präsentiert wurden, um die anfängliche Manipulation zu verstärken. Die Manipulation der subjektiven Faktoren (CL und EA) war in beiden Studien erfolgreich, da in beiden Studien signifikante Unterschiede zwischen den Bedingungen beobachtet wurden (höhere CL im HCL-Zustand und ein negativerer EA im NEA-Zustand). Allerdings beeinflusste nur die CL die Bewertung der Vertrauenswürdigkeit des VH durch die Teilnehmer. Die VH wurden nach der HCL-Bedingung als deutlich vertrauenswürdiger bewertet. Trotz der unterschiedlichen Vertrauensbewertung gab es keinen Unterschied darin, Ratschläge zu erfragen oder zu befolgen. Die Teilnehmer:innen in Studie 4 fragten und befolgten Ratschläge aufgrund ihres Vertrauens in die VH und in beiden Bedingungen gleich oft. Wichtig ist, dass in beiden Studien signifikante Unterschiede in den Reaktionszeiten der Teilnehmer:innen beobachtet wurden. In Studie 3 folgten die Teilnehmer:innen in der HCL-Bedingung den Ratschlägen schneller. Die Reihenfolge, in der die Bedingungen dargestellt wurden, beeinflusste die Erfahrung von CL. Die Teilnehmer:innen erlebten höhere CL-Werte und reagierten deutlich schneller auf Ratschläge, wenn eine niedrige kognitive Belastung (LCL) als erste Bedingung genutzt wurde, verglichen mit LCL als zweite Bedingung. In Studie 4 folgten die Teilnehmer:innen in der NEA-Bedingung den Ratschlägen langsamer, ähnlich wie in Studie 3. Die Reihenfolge der Bedingungen, hatte einen signifikanten Einfluss auf die EA. Wenn die NEA-Bedingung zuerst genutzt wurde, fragten und befolgten die Teilnehmer:innen weniger Ratschläge als wenn sie als zweites vorgestellt wurde. Mögliche Erklärungen für die Ergebnisse werden in der Arbeit diskutiert. Insgesamt bietet diese Arbeit ein neuartiges Werkzeug zur Vertrauensmessung (das virtuelle Labyrinth-Paradigma) und trägt zum Verständnis der Rolle psychologischer Faktoren beim Vertrauen gegenüber virtuellen Menschen in der virtuellen Realität bei.

In situations of real threat, showing a fear reaction makes sense, thus, increasing the chance to survive. The question is, how could anybody differentiate between a real and an apparent threat? Here, the slogan counts “better safe than sorry”, meaning that it is better to shy away once too often from nothing than once too little from a real threat. Furthermore, in a complex environment it is adaptive to generalize from one threatening situation or stimulus to another similar situation/stimulus. But, the danger hereby is to generalize in a maladaptive manner involving as it is to strong and/or fear too often “harmless” (safety) situations/stimuli, as it is known to be a criterion of anxiety disorders (AD). Fear conditioning and fear generalization paradigms are well suited to investigate fear learning processes. It is remarkable that despite increasing interest in this topic there is only little research on fear generalization. Especially, most research on human fear conditioning and its generalization has focused on adults, whereas only little is known about these processes in children, even though AD is typically developing during childhood. To address this knowledge gap, four experiments were conducted, in which a discriminative fear conditioning and generalization paradigm was used. In the first two experiments, developmental aspects of fear learning and generalization were of special interest. Therefore, in the first experiment 267 children and 285 adults were compared in the differential fear conditioning paradigm and generalization test. Skin conductance responses (SCRs) and ratings of valence and arousal were obtained to indicate fear learning. Both groups displayed robust and similar differential conditioning on subjective and physiological levels. However, children showed heightened fear generalization compared to adults as indexed by higher arousal ratings and SCRs to the generalization stimuli. Results indicate overgeneralization of conditioned fear as a developmental correlate of fear learning. The developmental change from a shallow to a steeper generalization gradient is likely related to the maturation of brain structures that modulate efficient discrimination between threatening and (ambiguous) safety cues. The question hereby is, at which developmental stage fear generalization gradients of children adapt to the gradients of adults. Following up on this question, in a second experiment, developmental changes in fear conditioning and fear generalization between children and adolescents were investigated. According to experiment 1 and previous studies in children, which showed changes in fear learning with increasing age, it was assumed that older children were better at discriminating threat and safety stimuli. Therefore, 396 healthy participants (aged 8 to 12 years) were examined with the fear conditioning and generalization paradigm. Again, ratings of valence, arousal, and SCRs were obtained. SCRs indicated differences in fear generalization with best fear discrimination in 12-year-old children suggesting that the age of 12 years seems to play an important role, since generalization gradients were similar to that of adults. These age differences were seen in boys and girls, but best discrimination was found in 12-year-old boys, indicating different development of generalization gradients according to sex. This result fits nicely with the fact that the prevalence of AD is higher in women than in men. In a third study, it was supposed that the developmental trajectory from increased trait anxiety in childhood to manifest AD could be mediated by abnormal fear conditioning and generalization processes. To this end, 394 children aged 8 to 12 years with different scores in trait anxiety were compared with each other. Results provided evidence that children with high trait anxiety showed stronger responses to threat cues and impaired safety signal learning contingent on awareness as indicated by arousal at acquisition. Furthermore, analyses revealed that children with high trait anxiety showed overall higher arousal ratings at generalization. Contrary to what was expected, high trait anxious children did not show significantly more fear generalization than children with low trait anxiety. However, high-trait-anxious (HA) participants showed a trend for a more linear gradient, whereas moderate-trait-anxious (MA) and low-trait-anxious (LA) participants showed more quadratic gradients according to arousal. Additionally, after controlling for age, sex and negative life experience, SCR to the safety stimulus predicted the trait anxiety level of children suggesting that impaired safety signal learning may be a risk factor for the development of AD. Results provide hints that frontal maturation could develop differently according to trait anxiety resulting in different stimuli discrimination. Thus, in a fourth experiment, 40 typically developing volunteers aged 10 to 18 years were screened for trait anxiety and investigated with the differential fear conditioning and generalization paradigm in the scanner. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) were used to identify the neural mechanisms of fear learning and fear generalization investigating differences in this neural mechanism according to trait anxiety, developmental aspects and sex. At acquisition, HA participants showed reduced activation in frontal brain regions, but at generalization, HA participants showed an increase in these frontal regions with stronger linear increase in activation with similarity to CS+ in HA when compared to LA participants. This indicates that there is a hyper-regulation in adolescents to compensate the higher difficulties at generalization in form of a compensatory mechanism, which decompensates with adulthood and/or may be collapsed in manifest AD. Additionally, significant developmental effects were found: the older the subjects the stronger the hippocampus and frontal activation with resemblance to CS+, which could explain the overgeneralization of younger children. Furthermore, there were differences according to sex: males showed stronger activation with resemblance to CS+ in the hippocampus and frontal regions when compared to females fitting again nicely with the observation that prevalence rates for AD are higher for females than males. In sum, the studies suggest that investigating developmental aspects of (maladaptive) overgeneralization may lead to better understanding of the mechanisms of manifest anxiety disorders, which could result in development and provision of prevention strategies. Although, there is need for further investigations, the present work gives some first hints for such approaches. / Im Angesicht realer Bedrohung macht es durchaus Sinn, eine Furchtreaktion zu zeigen, denn dadurch kann die Überlebenschance erhöht werden. Die aufkommende Frage hierbei lautet: wie kann man eine “echte” Gefahr von einer “Attrappe” unterscheiden? Hier gilt der Spruch: besser einmal zu viel (Angst), als einmal zu wenig. Es macht also in einer komplexen Umwelt durchaus Sinn, von einer bestimmten Situation oder Gefahrenquelle auf eine andere, dieser ähnlichen, zu generalisieren. Dies birgt allerdings die Gefahr, zu stark zu generalisieren und/oder zu oft vor “harmlosen” Situationen oder Dingen Angst zu haben, wie uns das von den Angststörungen her bekannt ist. Furchterwerb und -generalisierung lassen sich mithilfe von Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigmen untersuchen. In Anbetracht der Tatsache, dass Furchtlernen und Furchtgeneralisierung wichtige Rollen in der Entwicklung von Angsterkrankungen zu spielen scheinen, ist es verwunderlich, dass es, trotz zunehmenden Interesses, nur wenig Forschung im Bereich Furchtgeneralisierung gibt. Die meisten Humanstudien hierzu wurden mit erwachsenen Probanden durchgeführt, wohingegen nur sehr wenig über diese Prozesse im Kindesalter bekannt ist. Um diese Wissenslücke etwas zu schließen, wurden in dieser vorliegenden Arbeit vier Studien generiert, in welchen ein differenzielles Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigma zum Einsatz kam. In den ersten beiden Experimenten standen Entwicklungsaspekte des Furchterwerbs und der Furchtgeneralisierung im Fokus. In der ersten Studie haben wir deshalb 267 Kinder und 285 Erwachsene mit dem differenziellen Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigma untersucht und bezüglich Valenz, Arousal und Hautleitfähigkeitsreaktion verglichen. Während beide Gruppen vergleichbare Konditionierungseffekte aufwiesen, zeigten die Kinder eine stärkere Generalisierung. Dies machte sich sowohl im Arousal als auch in der Hautleitfähigkeit bemerkbar. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass eine Entwicklung von einem flachen hin zu einem steileren Generalisierungsgradienten möglicherweise auf die Reifung bestimmter Hirnstrukturen zurückzuführen ist, die die effektive Diskriminierung zwischen gefährlichen und (vermeintlich) ungefährlichen Reizen modulieren. Die Frage schließt sich an, in welchem Entwicklungsstadium sich die Generalisierungsgradienten von Kindern denen der Erwachsenen angleichen. Um dieser Frage weiter nachzugehen wurden in der zweiten Studie entwicklungsbedingte Veränderungen der Furchtkonditionierung und -generalisierung bei Kindern und Jugendlichen untersucht. Laut dem ersten Experiment und weiteren Studien, die auf altersbedingte Veränderungen im Furchtlernen hinweisen, lag hier die Annahme zugrunde, dass Kinder mit zunehmendem Alter besser zwischen gefährlichen und (vermeintlich) ungefährlichen Reizen unterscheiden können. Um diese Hypothese zu überprüfen, wurden 396 gesunde Probanden (zwischen 8 und 12 Jahren) mittels des Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigmas untersucht. Wie bereits in der ersten Studie wurden Valenz, Arousal und die Hautleitfähigkeitsreaktion ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass Kinder aller Altersstufen vergleichbare Konditionierungseffekte aufweisen, dass aber laut der Hautleitfähigkeitsreaktion 12-jährige Kinder im Vergleich zu den jüngeren Kindern am besten zwischen den Stimuli unterscheiden konnten. Wenn nach Geschlecht aufgeteilt wird, diskriminierten 12-jährige Jungs am besten, was darauf schließen lässt, dass sich Furchtgeneralisierung je nach Geschlecht unterschiedlich entwickeln könnte, was in Anbetracht der Tatsache interessant ist, dass Frauen höhere Prävalenzraten für Angsterkrankungen haben als Männer. Einer dritten Studie liegt die Annahme zugrunde, dass ein Entwicklungsstrang von einer ängstlichen Persönlichkeit hin zu einer Angsterkrankung durch abweichende Furchtkonditionierung und -Generalisierung vermittelt werden könnte. Daher wurden 394 Kinder zwischen 8 und 12 Jahren mit unterschiedlichen Ausprägungen in ihrer Ängstlichkeit mit dem Furchtkonditionierungs- und Generalisierungsparadigma untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass Kinder mit hohen Angst Werten je nach dem Grad ihrer Kontingenz-Bewusstheit während der Konditionierung mit stärkerer Erregung auf mit Gefahr assoziierte Reize und beeinträchtigtem Lernen des sicheren Reizes reagierten. Es zeigte sich, dass Kinder mit hohen Angst Werten generell höhere Erregungs-Werte während der Generalisierung aufwiesen als Kinder mit niedrigen Werten. Entgegen den Annahmen generalisierten Kinder mit hoher Ängstlichkeit nicht signifikant stärker als Kinder mit niedrigen Werten. Es gab jedoch einen Trend dahingehend, dass hoch-ängstliche Kinder eher lineare Generalisierungsgradienten aufweisen (was für mehr Generalisierung spricht), während moderat- und niedrig-ängstliche Kinder eher quadratische Gradienten haben (was für bessere Differenzierung spricht). Zudem konnten die SCRs auf den „sicheren“ Stimulus (CS-) den Ängstlichkeitswert voraussagen (nachdem für Alter, Geschlecht und negative Lebenserfahrung korrigiert wurde). Dies könnte bedeuten, dass eine Beeinträchtigung im Lernen des sicheren Reizes ein Risikofaktor für die Entwicklung einer Angsterkrankung im Jugendalter sein könnte. Allgemein liefern die Ergebnisse erste Hinweise darauf, dass sich frontale Hirnstrukturen je nach Ausprägung der Ängstlichkeit unterschiedlich entwickeln könnten, was sich in unterschiedlicher Diskriminierungsfähigkeit spiegeln könnte. Um dem weiter nachzugehen, wurden im vierten Experiment 40 der Norm entsprechend entwickelte Probanden zwischen 10 und 18 Jahren mit unterschiedlichen hoher Ängstlichkeit mittels fMRT auf Unterschiede in der Furchtkonditionierung und -generalisierung hin untersucht. Außerdem wurden Zusammenhänge mit dem Alter und dem Geschlecht der Probanden untersucht. Die frontale Aktivität zeigte sich unterschiedlich je nach Ängstlichkeit, mit stärkerer linearer Zunahme in der Aktivierung mit Ähnlichkeit zum CS+ während der Generalisierung bei hoch ängstlichen Probanden. Dies lässt auf eine Hyperregulierung bei Jugendlichen im Vergleich zu Erwachsenen schließen, wenn es darum geht, die Schwierigkeiten bezüglich der Differenzierung der dem bedrohlichen Reiz sehr ähnlichen Reize zu kompensieren. Diese Hyperregulierung könnte einen Kompensationsmechanismus der hoch ängstlichen Kinder widerspiegeln, welcher mit zunehmendem Alter verschwindet und bei manifesten Angsterkrankungen zusammenbricht. Außerdem konnten signifikante Entwicklungseffekte gefunden werden: je älter die Probanden waren, desto stärker war deren Aktivierung im Hippocampus und in frontalen Regionen während der Generalisierung mit zunehmender Ähnlichkeit zum CS+. Diese Altersunterschiede könnten die Übergeneralisierung jüngerer Kinder erklären und folglich zur Erklärung beitragen, weshalb Angsterkrankungen häufig ihren Ursprung in frühen Altersstufen haben. Männliche Probanden zeigten außerdem stärkere Aktivierung mit zunehmender Ähnlichkeit zum CS+ im Hippocampus und in frontalen Regionen. Dieses Ergebnis ergänzt die Resultate des zweiten Experiments und passt zur Tatsache, dass die Prävalenzraten für Angsterkrankungen für Frauen höher sind als für Männer. Zusammengenommen legen die Studien nahe, dass es sich lohnt, sich mit Entwicklungsaspekten von Furchtgeneralisierung zu befassen. Ein besseres Verständnis von Mechanismen des Furchterwerbs und besonders von Furchtgeneralisierung könnte dabei helfen, die Entstehungsmechanismen von Angsterkrankungen besser zu verstehen und könnte somit bei der Entwicklung von Präventionsansätzen wichtig sein. Obwohl viele Fragen noch offen sind und einige weitere Untersuchungen anstehen, liefert diese Arbeit erste Ideen für solche Ansätze.

Social attention is a ubiquitous, but also enigmatic and sometimes elusive phenomenon. We direct our gaze at other human beings to see what they are doing and to guess their intentions, but we may also absorb social events en passant as they unfold in the corner of the eye. We use our gaze as a discrete communication channel, sometimes conveying pieces of information which would be difficult to explicate, but we may also find ourselves avoiding eye-contact with others in moments when self-disclosure is fear-laden. We experience our gaze as the most genuine expression of our will, but research also suggests considerable levels of predictability and automaticity in our gaze behavior. The phenomenon’s complexity has hindered researchers from developing a unified framework which can conclusively accommodate all of its aspects, or from even agreeing on the most promising research methodologies. The present work follows a multi-methods approach, taking on several aspects of the phenomenon from various directions. Participants in study 1 viewed dynamic social scenes on a computer screen. Here, low-level physical saliency (i.e. color, contrast, or motion) and human heads both attracted gaze to a similar extent, providing a comparison of two vastly different classes of gaze predictors in direct juxtaposition. In study 2, participants with varying degrees of social anxiety walked in a public train station while their eye movements were tracked. With increasing levels of social anxiety, participants showed a relative avoidance of gaze at near compared to distant people. When replicating the experiment in a laboratory situation with a matched participant group, social anxiety did not modulate gaze behavior, fueling the debate around appropriate experimental designs in the field. Study 3 employed virtual reality (VR) to investigate social gaze in a complex and immersive, but still highly controlled situation. In this situation, participants exhibited a gaze behavior which may be more typical for real-life compared to laboratory situations as they avoided gaze contact with a virtual conspecific unless she gazed at them. This study provided important insights into gaze behavior in virtual social situations, helping to better estimate the possible benefits of this new research approach. Throughout all three experiments, participants showed consistent inter-individual differences in their gaze behavior. However, the present work could not resolve if these differences are linked to psychologically meaningful traits or if they instead have an epiphenomenal character. / Soziale Aufmerksamkeit ist ein allgegenwärtiges, aber auch ein rätselhaftes Phänomen, das mitunter schwierig zu fassen ist. Wir richten unseren Blick auf andere Menschen, um ihr Tun zu verfolgen und um ihre Absichten einzuschätzen, aber manchmal verfolgen wir soziale Ereignisse auch ganz beiläufig aus dem Augenwinkel heraus. Wir setzen unseren Blick als ein eigenes Kommunikationsmedium ein und übertragen mit ihm teilweise Botschaften, die nur schwer zu beschreiben sind, aber wir weichen mitunter dem Blickkontakt mit anderen auch aus, wenn wir Angst davor haben, zu viel von uns preiszugeben. Unser Blick stellt sich für uns als eine ureigene Äußerung unseres Willens dar, aber die Forschung hat auch gezeigt, dass unser Blickverhalten in beträchtlichem Maße vorhersehbar und automatisch abläuft. In der Vielschichtigkeit des Phänomens liegt für Forscher eine Hürde bei dem Versuch, alle seine Aspekte schlüssig in ein umfassendes Bezugssystem einzuordnen, oder sich auch nur auf die vielversprechendsten Forschungsmethoden zu einigen. Die vorliegende Arbeit verbindet den Einsatz unterschiedlicher Methoden, um sich mehreren Aspekten des Phänomens aus verschiedenen Blickrichtungen zu nähern. Die Versuchspersonen in Studie 1 sahen dynamische soziale Szenen, die ihnen auf einem Computerbildschirm dargeboten wurden. Hierbei wurde ihr Blick in ähnlichem Maße von physikalischer Salienz (z.B. Farbe, Kontrast oder Bewegung) angezogen wie von menschlichen Köpfen, wodurch zwei ganz unterschiedliche Gruppen von Prädiktoren für Blickverhalten in direkter Gegenüberstellung verglichen wurden. In Studie 2 bewegten sich Versuchspersonen mit unterschiedlich ausgeprägter sozialer Ängstlichkeit zu Fuß in einem öffentlichen Bahnhof, während ihre Augenbewegungen erfasst wurden. Mit zunehmender sozialer Ängstlichkeit neigten Versuchspersonen dazu, nahe Personen im Gegensatz entfernteren Personen im Verhältnis weniger anzuschauen. Als das Experiment mit einer gematchten Gruppe von Versuchspersonen in einer Laborsituation wiederholt wurde, zeigte sich kein Einfluss der sozialen Ängstlichkeit auf das Blickverhalten, was der Diskussion um angemessene experimentelle Designs in diesem Forschungsbereich einen weiteren Impuls verlieh. In Studie 3 wurde Virtuelle Realität (VR) eingesetzt, um das Blickverhalten in einer komplexen und immersiven, aber dennoch streng kontrollierten Umgebung zu untersuchen. In dieser Situation zeigten Probanden ein Blickverhalten, das eher dem in echten Situationen als dem im Labor entspricht, indem sie direkten Blickkontakt mit einer virtuellen Person mieden, so lange diese sie nicht anschaute. Durch diese Studie konnten wichtige Erkenntnisse über das Blickverhalten in sozialen virtuellen Situationen gewonnen werden, wodurch der mögliche Nutzen dieses neuen Forschungsansatzes besser beurteilt werden kann. In allen drei Experimenten zeigten Versuchspersonen konsistente inter-individuelle Unterschiede in ihrem Blickverhalten. Es konnte jedoch im Rahmen der vorliegenden Arbeit nicht geklärt werden, ob diese Unterschiede psychologisch bedeutsame Eigenschaften oder eher Epiphänomene darstellen.

Hintergrund: Eine Panikattacke beginnt typischerweise mit der Wahrnehmung einer physiologischen oder psychischen Veränderung, die von der Person als bedrohlich eingestuft wird. Während in klassischen neuroanatomischen Modellen der Panikstörung die Amygdala in der sich anschließenden aufschaukelnden Symptomatik in den Mittelpunkt gestellt wurde, erweitern aktuelle Studien dieses amygdalozentrische Bild und lenken die Aufmerksamkeit auf extratemporale neuronale Netzwerke. Dysfunktionen im neuronalen Aufmerksamkeitsnetzwerk, relevant für die Wahrnehmung und Regulierung exterozeptiver und interozeptiver Prozesse, könnten zur Entstehung einer Panikstörung beitragen. Weiterhin scheinen bestimmte Risikogenotypen für die Panikstörung wie z.B. im Adenosin Rezeptor 2A (ADORA2A) oder dem Neuropeptid S Rezeptor (NPSR1) Gen und die entsprechenden Neurotransmittersysteme in der Regulierung der Aufmerksamkeitsnetzwerke involviert zu sein. Fragestellung: Dysfunktionen im noradrenergen bottom-up Alertingnetzwerk und in der dopaminergen exekutiven top-down Aufmerksamkeitskontrolle könnten in einem neurokognitiven Entstehungsmodell der Panikstörung eine wichtige Rolle spielen. Mit Hilfe funktioneller Bildgebung soll die Funktion des neuronalen Aufmerksamkeitsnetzwerkes in einer nichtklinischen Stichprobe abhängig von genetischen Risikofaktoren und einer klinischen Stichprobe von und nach einer kognitiven Verhaltenstherapie untersucht werden. Methoden: Im nichtklinischen Teil der Untersuchung wurden in Studie 1 47 gesunde Versuchspersonen für die NPSR1 rs324981 Variante stratifiziert rekrutiert. Mittels fMRT wurde die Aktivität des Alertingnetzwerks und des Executive Control Netzwerks auf neuronaler Ebene mit dem Attentional Networt Test (ANT) untersucht. In Studie 2 wurde bei N=65 Versuchspersonen stratifiziert für die ADORA2A rs5751876 Variante als zusätzliches Verhaltensmaß die Fähigkeit zur interozeptiven Wahrnehmung in Bezug zur Konnektivität im insulären Ruhenetzwerk untersucht. Im klinischen Teil der Untersuchung (Studie 3) wurden 44 Patienten mit Panikstörung sowie eine entsprechend große und gematchte Kontrollgruppe rekrutiert. Es wurden fMRT Ruhemessungen vor und nach Abschluss einer kognitiven Verhaltenstherapie erhoben. Als zusätzliches Verhaltensmaß wurde die selbstberichtete Aufmerksamkeitskontrolle zwischen der Patienten- und der Kontrollgruppe verglichen. Ergebnisse: Träger des NPSR1 TT und des ADORA2A TT Risikogenotyps für Angst und Angsterkrankungen zeigten eine erhöhte Aktivität in Teilen des Alertingnetzwerks. Die Aktivität im Executive Control Netzwerk war arealabhängig teilweise erhöht, teilweise reduziert. Innerhalb eines interozeptiven Netzwerks zeigten Träger des ADORA2A TT Genotyps Hinweise auf eine dysfunktionale fronto-striatale-insuläre Interaktion. Im klinischen Teil der Studie zeigten Patienten mit Panikstörung eine reduzierte Konnektivität des dorsolateralen Präfrontalkortex (dlPFC) im fronto-parietalen Aufmerksamkeitsnetzwerk. Die Konnektivität innerhalb dieses Netzwerks korrelierte mit Defiziten in selbstberichteter Aufmerksamkeitskontrolle bei Patienten mit Panikstörung. Nach Abschluss der Therapie zeigte sich bei Patienten, die von der Therapie profitiert hatten, wieder eine Zunahme oder Verbesserung der Konnektivität mit dem dlPFC. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Untersuchung betonen die Rolle dysfunktionaler interozeptiver und exterozeptiver Aufmerksamkeitsnetzwerke in der Entstehung von Angsterkrankungen. Bei Patienten mit Panikstörung sowie gesunden Versuchspersonen mit bestimmten prädisponierenden genetischen Variationen scheint eine Dysbalance des neuronalen Aufmerksamkeitsnetzwerks bzgl. der Abstimmung von bottom-up und top-down Netzwerken vorzuliegen. / Background: A panic attack seems to begin with the perception of physiological or psychological changes, which are appraised as potentially threatening by the individual. Whereas traditional neuroanatomical models of panic disorder emphasize the central role of a hypersensitive fear network revolving around the amygdala recent studies extend the amygdala centered model and point to the importance of parallel neural pathways. Neuronal dysfunctions in the attentional network, involved in the perception and regulation of exteroceptive and interoceptive processes, could contribute to the development of panic disorder. Within this context certain risk genotypes of panic disorder such as in the adenosine receptor 2A (ADORA2A) or the neuropeptide S receptor (NPSR1) gene and the underlying neurotransmitter systems are also involved in the regulation of the attentional network. Objective: Dysfunctions in the noradrenergic bottom-up alerting network and in the dopaminergic top-down executive control network could significantly contribute to the development of panic disorder in a neurocognitive pathogenic model. By means of functional neuroimaging the function of the attentional network will be studied in non-clinical populations of participants prestratified for certain risk genotypes and in a clinical population of patients with panic disorder before and after cognitive behavioral therapy. Methods: In the non-clinical part, 47 healthy participants were recruited prestratified for the NPSR1 rs324981 single nucleotide polymorphism (SNP) in study 1. The activation of the alerting and the executive control network was studied with an adapted version of the attentional network test (ANT) using fMRI. In study 2, participants prestratified for the ADORA2A rs5751876 SNP additionally were studied in an interoceptive accuracy task and underwent fMRI resting-state recordings to study functional connectivity in an insula related network. Finally, for the clinical part, in study 3 44 patients with panic disorder and an equal number of carefully matched healthy controls were recruited. Patients and participants underwent fMRI resting-state recordings twice, before and after cognitive behavioral therapy (in controls no intervention was done). Additionally, self-reported attentional control was compared between patients and the control group. Results: Carriers of the NPSR1 TT and the ADORA2A risk genotypes for anxiety and anxiety disorders displayed increased activation in parts of the alerting network. Activation within the executive control network was either increased or decreased depending on the anatomical location in the network. Within the interoceptive network, carriers of the ADORA2A TT genotype displayed a dysfunctional fronto-striatal-insula interaction. In the clinical part of the investigation patients with panic disorder revealed reduced connectivity in the dorsolateral part of the prefrontal cortex (dlPFC) of the right fronto-parietal attentional network compared to healthy controls. The connectivity in the dlPFC correlated with self-reported deficiencies in attentional control in patients with panic disorder. After six weeks of cognitive behavioral therapy, therapy responders showed again an increase in functional connectivity in the dlPFC, suggesting a normalization of neuronal dysfunctions in the fronto-parietal network. Conclusion: Findings of the current investigation emphasize the role of dysfunctional interoceptive and exteroceptive attentional networks in anxiety and anxiety disorders. The attentional network of patients with panic disorder and healthy individuals with certain predisposing genetic variation seems to be characterized by a disturbed balance between bottom-up arousing and top-down regulating systems.