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

Contemporary theories on frequency processing have been developed in different sub-disciplines of psychology and have shown remarkable discrepancies. Thus, in judgment and decision making, frequency estimates on serially encoded events are mostly traced back to the availability heuristic (Tversky & Kahneman, 1973). Evidence for the use of this heuristic comes from several popular demonstrations of biased frequency estimates. In the area of decision making, these demonstrations led to the conclusion that frequency judgments were generally error-prone. On the other hand, in memory literature detailed computational memory models are used to explain frequency estimates. Although these models to some degree differ evidently in their specific representational assumptions, they all arrive at the basic prediction that frequency estimates should usually be quite accurate but regressed. This prediction was confirmed in numerous studies. However, up to now there have been no systematic efforts in memory literature to identify factors that cause biases in frequency judgments and to explain the demonstrations of erroneous estimates in the area of decision making. The two studies presented in this thesis pursue the questions whether memory models are able to explain errors in frequency judgments and to generate new predictions about biasing factors. In the focus of the first series of experiments is the "famous-names effect": If participants are presented with a list of names of female and male persons, then the frequency of that sex is overestimated that was represented with more famous names on the list. As more famous names are additionally recalled better, this effect was usually explained with the availability heuristic. An alternative account was suggested within the framework of the associationist-model PASS (Sedlmeier, 1999) and the multiple-trace model MINERVA-DM (Dougherty et al., 1999). According to this, the effect is primarily caused by the different pre-experimental frequencies of famous and non-famous names. If this is correct, the famous-names effect should generalize to any stimulus material. This hypothesis was tested in four experiments. The predictions of the memory models were compared with the predictions of a recall-estimate version of the availability heuristic (e.g. Watkins & LeCompte, 1991). Contrary to the predictions of all tested approaches, the participants were mostly able to judge the frequencies of the presented categories approximately correctly. The results indicate furthermore that systematic biases only occurred if the participants based their judgments at least partially on the recall-estimate strategy. However, as the participants only did this in exceptional cases the entire result pattern is explained best within a multiple strategy perspective (Brown, 2002). A re-analysis of the data from all four experiments suggests that the size of the sample of retrieved exemplars is the crucial factor for the (additional) use of the recall-estimate strategy. In the second study new predictions about the influence of associations on frequency estimates are derived from the PASS-model and tested. In two experiments words that were either strongly or weakly associated with each other were presented to the participants. Predictions of the PASS model for the frequency estimates about this stimulus material were gained by means of simulations. In a first step PASS acquired associations between the stimulus words from a large text corpus. Subsequently, the model encoded the experimental study lists. PASS expects higher frequency judgments for associated than for non-associated words. The size of this effect should be independent of the actual presentation frequencies of the words. Finally, the model expects that the frequencies of associated words are discriminated slightly worse than the frequencies of non-associated words. These predictions were largely confirmed in both experiments. The decision times required by the participants to generate their estimates indicate here that they did not base their judgments on the recall-estimate strategy. The results thus strengthen the assumption that the encoding and representation of frequency information are based on associative learning. / Aktuelle Theorien zur Häufigkeitsverarbeitung wurden in unterschiedlichen Teilgebieten der Psychologie entwickelt und weisen erstaunliche Diskrepanzen auf. So werden Häufigkeitsschätzungen über seriell enkodierte Ereignisse in der Urteils- und Entscheidungsforschung zumeist auf die Verfügbarkeitsheuristik (Tversky & Kahneman, 1973) zurückgeführt. Evidenz für die Verwendung dieser Heuristik stammt aus einigen populären Demonstrationen fehlerhafter Häufigkeitsschätzungen. Diese Demonstrationen führten in der Entscheidungsforschung zu der Schlussfolgerung, dass Häufigkeitsurteile generell fehleranfällig seien. Demgegenüber wurden in der Gedächtnispsychologie detaillierte, computerimplementierte Gedächtnismodelle benutzt, um Häufigkeitsschätzungen zu erklären. Obwohl sich diese Modelle in ihren spezifischen Repräsentationsannahmen zum Teil deutlich unterscheiden, kommen sie alle zu der grundlegenden Vorhersage, dass Häufigkeitsschätzungen in der Regel recht genau, aber regrediert sein sollten. Diese Vorhersage wurde in zahlreichen Untersuchungen bestätigt. In der gedächtnispsychologischen Forschung hat es jedoch bisher kein systematisches Bemühen gegeben, Faktoren, die zu Verzerrungen in Häufigkeitsschätzungen führen, zu identifizieren und die Demonstrationen fehlerhafter Schätzungen aus der Entscheidungsforschung zu erklären. Die zwei in der vorliegenden Arbeit präsentierten Studien verfolgen die Fragestellung, inwieweit Gedächtnismodelle in der Lage sind, Fehler in Häufigkeitsurteilen zu erklären und neue Vorhersagen über verzerrende Faktoren zu generieren. Im Mittelpunkt der ersten Serie von Experimenten steht dabei der "Famous-Names Effekt": Nach der Präsentation einer Liste mit Namen weiblicher und männlicher Personen wird die Häufigkeit desjenigen Geschlechts überschätzt, das mit berühmteren Namen auf der Liste vertreten war. Da berühmtere Namen zudem besser erinnert werden, wurde dieser Effekt gewöhnlich auf die Verfügbarkeitsheuristik zurückgeführt. Eine Alternativerklärung wurde sowohl im Rahmen des assoziationistischen PASS-Modells (Sedlmeier, 1999) als auch innerhalb des Exemplarmodells MINERVA-DM (Dougherty et al., 1999) vorgeschlagen. Demnach wird der Effekt primär durch die unterschiedliche prä-experimentelle Häufigkeit berühmter und nicht-berühmter Namen verursacht. Ist diese Annahme korrekt, so sollte der Famous-Names Effekt auch auf anderes Stimulusmaterial generalisieren. Diese Hypothese wurde in vier Experimenten überprüft. Dabei wurden die Vorhersagen der Gedächtnismodelle mit den Vorhersagen einer "Recall-Estimate" Version der Verfügbarkeitsheuristik (z. B. Watkins & LeCompte, 1991) verglichen. Entgegen den Vorhersagen aller getesteten Ansätze waren die Teilnehmer in der Regel in der Lage, die Häufigkeit der verwendeten Kategorien recht gut einzuschätzen. Die Ergebnisse sprechen zudem dafür, dass systematische Fehler in den Häufigkeitsurteilen nur dann auftraten, wenn sich die Teilnehmer bei der Generierung ihrer Schätzungen zumindest teilweise auf die Recall-Estimate Strategie stützten. Da die Teilnehmer dies jedoch nur in Ausnahmefällen taten, kann das gesamte Ergebnismuster am besten innerhalb einer "Multiple Strategy Perspective" (Brown, 2002) erklärt werden. Eine Reanalyse der Daten aus allen vier Experimenten legt dabei die Schlussfolgerung nahe, dass die Stichprobengröße erinnerter Exemplare ausschlaggebend für die (zusätzliche) Verwendung der Recall-Estimate Strategie ist. In der zweiten Studie werden neuartige Vorhersagen über den Einfluss von Assoziationen auf Häufigkeitsschätzungen aus dem PASS-Modell abgeleitet und getestet. In zwei Experimenten wurden den Teilnehmern Wörter präsentiert, die untereinander entweder stark oder schwach assoziiert waren. Die Vorhersagen des PASS-Modells über die Häufigkeitsschätzungen zu diesem Stimulusmaterial wurden mit Hilfe von Simulationen gewonnen. In einem ersten Simulationsschritt erwarb PASS aus großen Textkorpora Assoziationen zwischen den Stimuluswörtern. Anschließend enkodierte das Modell die experimentellen Stimuluslisten. PASS erwartet, dass assoziierte Wörter höhere Schätzungen erhalten als nicht-assoziierte Wörter. Die Größe dieses Effekts sollte von der Präsentationshäufigkeit der Wörter unabhängig sein. Schließlich erwartet das Modell, dass die Häufigkeit assoziierter Wörter geringfügig schlechter diskriminiert wird als die Häufigkeit nicht-assoziierter Wörter. Diese Vorhersagen wurden in beiden Experimenten weitgehend bestätigt. Die Verwendung einer Recall-Estimate Strategie konnte dabei mit Hilfe von Reaktionszeitmessungen ausgeschlossen werden. Die Ergebnisse stützen damit die Annahme, dass die Enkodierung und Repräsentation von Häufigkeitsinformation auf assoziativem Lernen basiert.

This thesis investigates the relationship between eye movements, memory and thinking in five studies based on eye tracking experiments. The studies draw on the human ability to spatially index multimodal events as demonstrated by people’s gaze reverting back to emptied spatial locations when retrieving information that was associated with this location during a preceding encoding phase – the so called “looking-at-nothing” phenomenon. The first part of this thesis aimed at gaining a better understanding of the relationship between eye movements and memory in relation to verbal information. The second part of this thesis investigated what could be learned about the memory processes involved in reasoning and decision-making by studying eye movements to blank spaces. The first study presented in this thesis clarified the role of eye movements for the retrieval of verbal information from memory. More precisely, it questioned if eye movements to nothing are functionally related to memory retrieval for verbal information, i.e. auditorily presented linguistic information. Eye movements were analyzed following correct and incorrect retrievals of previously presented auditory statements concerning artificial places that were probed during a subsequent retrieval phase. Additionally, eye movements were manipulated as the independent variable with the aid of a spatial cue that either guided the eyes towards or away from associated spatial locations. Using verbal materials elicited eye movements to associated but emptied spatial locations, thereby replicating previous findings on eye movements to nothing. This behaviour was more pronounced for correct in comparison to incorrect retrievals. Retrieval performance was higher when the eyes were guided towards in comparison to being guided away from associated spatial locations. In sum, eye movements play a functional role for the retrieval of verbal materials. The second study tested if the looking-at-nothing behaviour can also diminish; for example, does its effect diminish if people gain enough practice in a retrieval task? The same paradigm was employed as in the first study. Participants listened to four different sentences. Each sentence was associated with one of four areas on the screen and was presented 12 times. After every presentation, participants heard a statement probing one sentence, while the computer screen remained blank. More fixations were found to be located in areas associated with the probed sentence than in other locations. Moreover, the more trials participants completed, the less frequently they exhibited the looking-at-nothing behaviour. Looking-at-nothing behaviour can in this way be seen to indeed diminish when knowledge becomes strongly represented in memory. In the third and fourth study eye movements were utilized as a tool to investigate memory search during rule- versus similarity-based decision-making. In both studies participants first memorized multiple pieces of information relating to job candidates (exemplars). In subsequent test trials they judged the suitability of new candidates that varied in their similarity to the previously learned exemplars. Results showed that when using similarity, but not when using a rule, participants fixated longer on the previous location of exemplars that were similar to the new candidates than on the location of dissimilar exemplars. This suggests that people using similarity retrieve previously learned exemplars, whereas people using a rule do not. Eye movements were used yet again as a tool in the fifth study. On this occasion, eye movements were investigated during memory-based diagnostic reasoning. The study tested the effects of symptom order and diversity with symptom sequences that supported two or three contending hypotheses, and which were ambiguous throughout the symptom sequence. Participants first learned information about causes and symptoms presented in spatial frames. Gaze allocation on emptied spatial frames during symptom processing and during the diagnostic response reflected the subjective status of hypotheses held in memory and the preferred interpretation of ambiguous symptoms. Gaze data showed how the diagnostic decision develops and revealed instances of hypothesis change and biases in symptom processing. The results of this thesis demonstrate in very different scenarios the tight interplay between eye movements, memory and thinking. They show that eye movements are not automatically directed to spatial locations. Instead, they reflect the dynamic updating of internal, multimodal memory representations. Eye movements can be used as a direct behavioural correlate of memory processes involved in similarity- versus rule-based decision-making, and they reveal rich time-course information about the process of diagnostic reasoning. The results of this thesis are discussed in light of the current theoretical debates on cognitive processes that guide eye movements, memory and thinking. This thesis concludes by outlining a list of recommendations for using eye movements to investigate thinking processes, an outlook for future research and possible applications for the research findings. / Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Interaktion von Blickbewegungen, Gedächtnis- und Denkprozessen. In fünf experimentellen Untersuchungen, die auf der Messung von Blickbewegungen beruhen, wurde die menschliche Fähigkeit zum räumlichen Indizieren multimodaler Ereignisse untersucht. Diese Fähigkeit manifestiert sich u.a. im sogenannten „Looking-at-nothing“ Phänomen, das beschreibt, dass Menschen beim Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis an Orte zurückblicken, die in einer vorhergehenden Enkodierphase mit den abzurufenden Informationen assoziiert wurden, selbst wenn diese räumlichen Positionen keinerlei erinnerungsrelevante Informationen mehr enthalten. In der ersten Untersuchung wurde der Frage nachgegangen, ob Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen den Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis erleichtern. Während ein solches Verhalten für den Abruf zuvor visuell dargebotener Informationen bereits gezeigt werden konnte, ist die Befundlage für die Erinnerungsleistung bei auditiv dargebotenen, linguistischen Informationen unklar. Um diesen Zusammenhang zu untersuchen, wurde das Blickverhalten zunächst als Folge von richtigen und falschen Antworten untersucht. In einem weiteren Schritt wurde das Blickverhalten experimentell manipuliert. Dies geschah mit Hilfe eines räumlichen Hinweisreizes, der die Blicke entweder hin zu der Position leitete, die mit dem abzurufenden Stimulus assoziiert war, oder weg von dieser Position. Die Ergebnisse dieser Untersuchung konnten bisherige Befunde zum Looking-at-nothing Verhalten replizieren. Zudem zeigte sich, dass beim korrekten Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis vermehrt Looking-at-nothing gezeigt wurde, während das bei fehlerhaften Abrufen nicht der Fall war. Die Blickmanipulation ergab, dass die Gedächtnisleistung besser war, wenn der Hinweisreiz den Blick hin zur assoziierten räumlichen Position leitete. Im Gegensatz dazu war die Erinnerungsleistung schlechter, wenn der Blick von der assoziierten räumlichen Position weggeleitet wurde. Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen scheinen demnach auch den Abruf verbaler Stimuli zu erleichtern. In der zweiten Untersuchung wurde erforscht, ob das Looking-at-nothing Verhalten nachlässt, wenn das experimentelle Material stark gelernt, d.h. stark im Gedächtnis repräsentiert ist. Dazu wurde das gleiche experimentelle Paradigma, wie in der ersten Untersuchung verwendet. Vier verschiedene Sätze wurden während der Enkodierphase mit vier verschiedenen räumlichen Positionen assoziiert. Nach jeder Präsentation aller vier Sätze, wurde einer der Sätze getestet. Diese Prozedur wiederholte sich in zwölf Durchgängen. In den ersten vier Durchgängen sahen die Versuchspersonen beim Abruf häufiger in das Feld, dass mit der getesteten Information assoziiert war, d.h. sie zeigten wie erwartet das Looking-at-nothing Verhalten. Je mehr Durchgänge die Versuchspersonen bearbeiteten, desto seltener blickten sie zu der assoziierten räumlichen Position. Demnach verschwindet das Looking-at-nothing Verhalten, wenn Informationen stark im Gedächtnis repräsentiert sind. In der dritten und vierten Untersuchung wurden Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen als Methode verwendet um Denkprozesse zu untersuchen. In der dritten Untersuchung lernten Versuchsteilnehmer zunächst Informationen über fiktive Bewerber (Exemplare) für eine freie Position in einem Unternehmen. Jedes Exemplar wurde mit seinen Eigenschaften während der Lernphase mit einer distinkten räumlichen Position verknüpft. In einer nachfolgenden Entscheidungsphase beurteilten die Versuchsteilnehmer neue Bewerber. Diese neuen Bewerber variierten in ihrer Ähnlichkeit mit den zuvor gelernten Bewerbern. Versuchsteilnehmer die eine ähnlichkeitsbasierte Entscheidungsstrategie verwendeten, sahen an die geleerten räumlichen Positionen zurück, die in der Lernphase mit den Exemplaren verknüpft wurden. Wendeten sie jedoch eine abstrakte Regel an, um die neuen Bewerber zu beurteilten, so zeigten sie kein Looking-at-nothing Verhalten. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass eine ähnlichkeitsbasierte im Gegensatz zu einer regelbasierten Strategie den Abruf zuvor gelernter Exemplare bewirkt. Auch in der fünften Untersuchung wurden Blickbewegungen als Methode eingesetzt, diesmal zur Untersuchung gedächtnisbasierter Schlussfolgerungsprozesse, wie sie beim Finden von Erklärungen für eine Anzahl gegebener Informationen auftreten. Manipuliert wurden die Reihenfolge der präsentierten Informationen und die Diversität der möglichen Erklärungen. Die getesteten Symptomsequenzen unterstützen stets mindestens zwei mögliche Erklärungen. Die Versuchsteilnehmer lernten in einer vorangestellten Lernphase die Symptome und ihre möglichen Erklärungen. Symptome und Erklärungen wurden mit räumlichen Positionen verknüpft. In einer anschließenden Diagnosephase wurden verschiedene Symptomsequenzen getestet. Das Blickverhalten während der Diagnosephase reflektierte die Interpretation der Symptome im Sinne der subjektiv wahrscheinlichsten Erklärung. Die Aufzeichnung und Analyse der Blickbewegungen erlaubte es die Entwicklung dieser Interpretation über die gesamte Sequenz hinweg zu beobachten und Hypothesenwechsel lokalisieren zu können. Insgesamt stützen die Ergebnisse dieser Dissertation die Annahme einer engen funktionalen Verbindung von Blickbewegungen, Gedächtnis- und Denkprozessen. Sie zeigen, dass Blickbewegungen nicht automatisch an alle assoziierten räumlichen Positionen gerichtet werden, sondern dass sie vielmehr den situations- und aufgabenabhängigen Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis widerspiegeln. Blickbewegungen können als direktes Verhaltensmaß zur Messung von Gedächtnisprozessen beim ähnlichkeitsbasierten Entscheiden herangezogen werden und liefern wertvolle Prozessdaten über die Integration von Symptominformationen beim diagnostischen Schließen. Die Ergebnisse dieser Dissertation werden im Lichte der aktuellen theoretischen Diskussion über kognitive Prozesse beim Bewegen der Augen, beim Gedächtnisabruf und beim komplexen Denken betrachtet. Abschließend werden Empfehlungen für die Verwendung der Methode der Blickbewegungsmessung als Prozessmaß zur Untersuchung gedächtnisbasierter Denkprozesse gegeben, ein Überblick über zukünftige Forschungsmöglichkeiten präsentiert und Ideen für Anwendungsmöglichkeiten der präsentierten Befunde aufgezeigt.

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A pervasive real-world memory task is remembering to carry out intended activities at appropriate moments in the future, such as remembering to call one’s mother after returning from work or to hand a message to a colleague when seeing him in the office on the next morning. Such types of tasks are termed prospective memory (PM) tasks (Einstein & McDaniel, 1996). PM has been identified as one of the most frequent everyday memory challenges (e.g., Maylor, 1990), particularly in old age (McDaniel, Einstein, & Rendell, 2008) and an intact PM is considered to be crucial for the maintenance of independent living (Kliegel & Martin, 2003). Therefore, many researchers have focused on the exploration of possible age differences in PM. While age-related deficits were found in standard lab-based PM tasks, age-related benefits occured in naturalistic tasks that are carried out in participants’ everyday lives. This surprising pattern has been called the age-PM-paradox (Rendell & Craik, 2000). It has been supported by a meta-analysis comparing PM age effects found in studies that focused either on lab-based or on naturalistic PM tasks (Henry, MacLeod, Phillips, & Crawford, 2004). However, the mechanisms which are critical in determining the direction of age effects remain poorly delineated. Thus, the overall aim of the research programme presented in the present thesis was to investigate the age-PM-paradox as well as potential cognitive, motivational and emotional mechanisms and processes associated with age-related PM performance. For that purpose, three experimental studies were conducted testing adult age effects in different PM task settings with different task material. Furthermore, several possible underlying mechanisms suggested by the literature on age effects in PM were measured and/ or varied experimentally. The first aim of Study 1 was to cross-validate the age-PM-paradox within a single sample. The second aim was to empirically explore the relative importance of four recently proposed factors (motivation, metacognitive awareness, activity absorption, and control over the task) that may be associated with the direction of age effects inside and outside of the laboratory. For that purpose, 20 young and 20 older adults performed a lab-based and a naturalistic PM task, which were similar in structure and demand. The level of control was experimentally manipulated in both task settings. The remaining possibly influencing factors (motivation, metacognitive awareness, and activity absorption) were assessed via questionnaires in the laboratory and with a daily diary in the field. First, analysing mean level age differences, the paradox was confirmed. Second, exploring possible correlates of the paradox revealed that the level of daily activity absorption (i.e., everyday stress) was the most important mechanism in naturalistic PM performance. Further, high motivation and good metacognitive awareness were associated with age benefits in PM performance in the naturalistic task, while high ongoing activity absorption and low control over the PM cue were related to deficits in lab-based tasks. Thus, Study 1 confirmed the age-PM-paradox within one sample and with carefully matched lab-based and naturalistic tasks. In addition, the results indicate that the relative importance of the suggested factors may vary as a function of setting. While cognitive factors were most influential in the laboratory, motivational and knowledge-based factors were associated with high PM performance in the naturalistic task. The strong association between PM performance in the field and everyday stress highlights the need for future studies exploring the mechanisms underlying this effect. Results from Study 1 suggest that cognitive resources are most influential for PM age effects in the laboratory. Yet, it is not clear, which specific cognitive resources are needed for successful PM performance and if these processes differ between young and older adults. Thus, Study 2 explored the role of executive functions (i.e. shifting, updating and inhibition) as possible developmental mechanisms associated with PM age effects. 170 young and 110 older adults performed a battery of cognitive tests including measures of PM, shifting, updating, inhibition, working memory and speed. A comprehensive set of statistical approaches (e.g. median analyses, structural equation modelling) was used to analyze the possible cognitive correlates in predicting PM performance. First, age effects were confirmed in PM and also obtained in measures of executive control. Moreover, the facets of executive control differently predicted PM performance. Specifically, shifting was the strongest predictor of PM performance in young and older adults as well as for explaining age differences in PM. Thus, Study 2 clarified the role of different facets of controlled attention in age effects in PM and bears important conceptual implications: The results suggest that executive functions are important developmental mechanisms of PM across adulthood beyond working memory and speed. Specifically, shifting appeared to be an essential aspect of cognitive control involved in age-related PM performance. Moreover, examining PM as a latent construct confirmed the convergent and discriminant validity of PM. This demonstrates PM as a separate cognitive construct and suggests that PM is related to, but not identical with, executive control. Study 3 was set out to explore if the amount of cognitive resources needed to successfully perform a PM task in the laboratory can be influenced by the emotionality of the task material. First studies suggested that emotional task material may enhance PM performance in young and older adults by heightening the salience of the task and thereby reducing the need for controlled attention. However, the extent and mechanisms of this effect are still under debate. Therefore, Study 3 explored possible differential effects of PM target cue valence on PM age effects. For that purpose, 45 young and 41 older adults performed a PM task in which emotional valence of the PM cue was manipulated (positive, negative, neutral). Results revealed an interaction indicating that age differences were smaller in both emotional valence conditions compared to the neutral condition. This finding supports an emotionally enhanced memory effect in PM, but only for the older adults as PM performance in young adults was not affected by cue valence. From a conceptual perspective, the results from Study 3 may also contribute to the explanation of the age-PM-paradox, as they suggest that the neutral material usually applied in lab-based studies might overestimate PM age effects. In summary, the present thesis makes an important contribution to the ongoing conceptual debate concerning adult age effects in PM performance assessed in the laboratory versus participants’ everyday lives. Results strongly suggest that mostly different variables may be crucial for understanding PM age deficits in the laboratory and age benefits in naturalistic PM tasks. Successful PM performance in the laboratory seems to require high levels of cognitive resources. The present results suggest that shifting ability is especially relevant in this respect. On a task level the emotionality of the material seems to influence the required amount of cognitive resources as it reduced PM age effects. Everyday stress seems to be particularly important for successful PM performance in the field. Thus, possible future studies should specify the relation between stress and PM as outlined in the general discussion.

Die Informationssuche und –integration konnten bei gedächtnisbasierten Multi-Attribut-Entscheidungen bislang nicht untersucht werden. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines neuen prozessbasierten Verfahrens, das auf einer Analyse von Blickbewegungen beruht. Das Verfahren wurde in einer experimentellen Untersuchung erprobt. In einer vorangestellten Lernphase eigneten sich die Versuchsteilnehmer Eigenschaftsausprägungen (Cue-Ausprägungen) von sechs verschiedenen Alternativen an. Die Eigenschaftsausprägungen waren in Textform in rechteckigen Kästen um eine bildliche Darstellung einer Alternative angeordnet. In der darauf folgenden Entscheidungsphase führten die Teilnehmer gedächtnisbasierte Entscheidungen zwischen jeweils zwei der Alternativen durch. Die eine Hälfte der Versuchsteilnehmer bekam die nichtkompensatorische Take the best (TTB) Heuristik instruiert, die andere Hälfte die kompensatorische Dawes Rule (DR). Während der Entscheidungsphase wurden die Blickbewegungen der Versuchsteilnehmer aufgezeichnet. Es wurde angenommen, dass sich die Blickbewegungen zwischen den zwei Gruppen instruierter und nach ihrem Entscheidungsverhalten klassifizierter Versuchsteilnehmer hinsichtlich der strategieinduzierten Suchmuster unterscheiden würden. Diese Annahme beruht auf Befunden, die zeigen, dass Versuchsteilnehmer beim Informationsabruf an die Orte zurückblicken, an denen sie zuvor Informationen aufgenommen haben, selbst wenn diese Informationen dort nicht mehr stehen. Verwender der TTB Heuristik zeigten mehr Blickwechsel zwischen den Alternativen, je später der erste Cue differenzierte, und sie verweilten kürzer in einer Alternative, bevor sie den Blick auf die andere Alternative richteten. Bei DR Verwendern fanden sich erwartungsgemäß keine Unterschiede in den Blickwechselhäufigkeiten, je später der erste Cue differenzierte, und sie verweilten länger innerhalb einer Alternative vor einem Blickwechsel. Die Ergebnisse stützen die Idee, dass Blickbewegungen wertvolle Informationen über die kognitiven Prozesse während der Gedächtnissuche liefern können. Das Potenzial der Blickbewegungsmessung als Prozessmaß zur Untersuchung gedächtnisbasierter Entscheidungen wird diskutiert. / The common methods for studying heuristics in memory-based multi-attribute decisions provide outcome and response measures but do not directly observe information search. Hence, foregoing cognitive processes cannot be explored. In the presented experiment a novel process-tracing method is introduced that uses eye-tracking to study memory-based decisions. It is based on the so-called ‘looking at nothing’ effect that assumes that people fixate on blank locations if a relevant visual stimulus previously occupied that location. Therefore, participants learned cue information of decision alternatives in spatial frames. In the decision phase they were presented with emptied displays of two alternatives and performed binary choices between them. Participants were instructed to decide either according to a lexicographic or a compensatory strategy. Fixation patterns on former cue locations and reaction times mirrored memory search and cue processing as assumed for the tested strategies.

From the simple act of picking up a glass of water while talking to someone at a party, to remembering to swing by the bike shop to pick up an inner tube while riding through traffic on our way home from the office, intentions guide and alter our behavior—often while we are busily engaged in other ongoing tasks. Particularly, performing delayed intentions, like stopping at the bike shop on our way home, relies on a set of cognitive processes summarized as prospective memory (PM) that enable us to postpone intended actions until a later point in time (time-based PM) or until specific reminders or PM cues signal the appropriate opportunity to retrieve and perform an intended action (event-based PM). Interestingly, over the past decades a growing number of studies showed that successfully completing an event-based intention does not necessarily lead to its immediate deactivation. Instead, no-longer-relevant PM cues can incur so-called aftereffects that impair task performance and sometimes even trigger erroneous repetitions of the intended action (i.e., commission errors). Although in our everyday lifes we frequently rely on both PM and intention deactivation, still relatively little is known about how our cognitive system actually manages to deactivate completed intentions, under which conditions this may fail, and how well PM and intention deactivation function under extreme conditions, like acute stress. In order to answer these questions, I first conducted a comprehensive review of the published literature on aftereffects of completed intentions. Here, I found that although intentions can incur aftereffects in terms of commission errors and performance costs that most likely result from continued intention retrieval, they generally seem to be deactivated or even inhibited at some point. Most importantly, this deactivation process does not operate like a light switch but dynamically moves along a continuum from complete reactivation to complete deactivation of intentions, and is substantially modulated by factors that also affect retrieval of intentions prior to their completion. Specifically, intention deactivation is most likely to fail when we remain within the same context in which we originally completed the intention and encounter no-longer-relevant PM cues that are extremely salient and were strongly linked to the intended action. Subsequently, in Study 1 I directly tested a dual-mechanisms account of aftereffects of completed intentions. Building on findings of impaired intention deactivation in older adults who often show deficits in cognitive-control abilities, this account posits that aftereffects and commission errors in particular stem from a failure to exert cognitive control when no-longer-relevant PM cues trigger retrieval of an intention. Accordingly, intention deactivation should hinge on the availability of cognitive-control resources at the moment we encounter no-longer-relevant PM cues. In order to test this, I assessed aftereffects of completed intentions in younger and older adults while manipulating transient demands on information processing during encounters of no-longer-relevant PM cues on a trial-by-trial basis. In Experiment 1, nominally more older adults than younger adults made a commission error. Additionally, medium demands on cognitive control substantially reduced aftereffects compared to low and high demands (i.e., u-shaped relation). In Experiment 2, which extended this manipulation but only tested younger adults, however, this control-demand effect did not replicate. Instead, aftereffects occurred regardless of cognitive-control demands. The lack of a consistent control-demand effect on aftereffects across two experiments, suggested that cognitive control either only plays a minor role for the occurrence of aftereffects or that, more likely, intention deactivation hinges on other specific cognitive-control abilities, like response inhibition. In two subsequent studies, I extended this research and tested the effects of acute stress—a potent modulator of cognitive-control functioning—on PM and intention deactivation. Previous studies showed that, under moderate demands, acute stress had no effect on PM-cue detection, intention deactivation or performance costs that presumably arise from monitoring for PM cues. Importantly, however, based on these studies it remained unclear if acute stress affects PM and intention deactivation under high demands, as has been observed, for instance, with working-memory performance. To test such a potential demand-dependence of acute stress effects on PM, I first assessed the effects of psychosocial stress induction with the Trier Social Stress Test on PM and intention deactivation when detecting PM cues and intention deactivation were either low or high demanding (Study 2). Building on this work, I then tested the effects of combined physiological and psychosocial stress induction with the Maastricht Acute Stress Test on PM and the ability to track one’s own performance (i.e., output monitoring), when PM-cue detection was difficult and ongoing tasks additionally posed either low or high demands on working memory (Study 3). Despite successful stress induction (e.g., increased levels of salivary cortisol and impaired subjective mood), both studies showed that PM-cue detection and intention retrieval were not affected by acute stress under any of these conditions. Study 2 revealed a tendency for a higher risk of making commission errors under stress when no-longer-relevant PM cues were salient and difficult to ignore. Study 3 additionally showed that acute stress had no effect on output monitoring. Most importantly, however, across the different PM tasks and stress-induction protocols in these studies, acute stress substantially reduced performance costs from monitoring for PM cues, but did so only when PM-cue detection was difficult. This effect suggested that, depending on task demands, acute stress might shift retrieval processes in PM away from costly monitoring-based retrieval towards a more economic spontaneous retrieval of intended actions. In summary, the present thesis suggests that the processes underlying prospective remembering and intention deactivation are tightly woven together and are only selectively affected by cognitive-control availability and effects of acute stress. With this, it contributed substantially to our understanding of these essential cognitive capacities and their reliability. My research showed that PM is remarkably resilient against effects of acute stress experiences when remembering intended actions is supported by external reminders. Acute stress may actually make monitoring for such reminders more efficient when they are hard to detect. Additionally, it showed that, in most circumstances, we seem to be able to successfully and quickly deactivate intentions once they are completed. It is only under some conditions that intention deactivation may be slow, sporadic or fail, which can lead to continued retrieval of completed intentions. While this seems not to be affected by transient demands on information processing during encounters of no-longer-relevant PM cues, intention deactivation might become difficult for older adults and stressed individuals when no-longer-relevant reminders of intentions easily trigger the associated action and are hard to ignore.

In der heutigen Zeit bilden Netzwerke, auf technologischer sowie sozialer Ebene, die zentralen Systeme in der Informationsverarbeitung. Graphen stellen mit ihren mathematischen Eigenschaften eine geeignete Art der Beschreibung von Netzwerken dar. Seit 1741, beginnend mit Eulers Königsberger Brückenproblem (Euler 1741), werden Graphen für die Visualisierung thematisiert. Mit Beginn der Netzwerktechnik Mitte des 20. Jahrhunderts und der Entstehung digitaler sowie sozialer Netzwerke wächst das Interesse an der Visualisierung von Graphen. Dies setzt sich zu Beginn des 21. Jahrhunderts mit dem Aufbau von Firmennetzwerken und deren steigender Komplexität fort. Verschiedene Bereiche wie Psychologie, Mathematik, Kunst, Mensch-Maschine-Systemtechnik und Mediengestaltung beeinflussen die Ausprägung der Visualisierung von Graphen. Insbesondere psychologische Aspekte der visuellen Wahrnehmung und der kognitiven Leistung bilden die Grundlage zur Gestaltung von Graphen. Netzwerke beinhalten einen hohen Informationsgrad für den Rezipienten. Am Beispiel komplexer Firmennetzwerke stellt sich die Herausforderung nach einer effizienten und individuellen Exploration. Aktuelle Lösungen in Form von Tabellen und Datenbankabfragesprachen erzeugen eine hohe kognitive Last des Nutzers. Die Darstellung von Netzwerken in Graphen unterstützt den Nutzer in der Erfassung des Kontexts. Aktuelle Visualisierungskonzepte für Graphen bieten nur geringe Möglichkeiten der individuellen Exploration. Dies resultiert in einem „Lost-in-Context“-Effekt und einer erhöhten kognitiven Last. Das Visualisierungs- und Interaktionskonzept dieser Arbeit ermöglicht die Reduktion des „Lost-in-Context“-Effekts sowie der kognitiven Last. Dieser Forschungsansatz der Arbeit lässt sich dazu in drei Betrachtungsbereiche unterteilen: das Gedächtnismodell zur visuellen Kognition, das globale Strukturmittel und die lokalen Strukturmittel der graphenbasierten Exploration. Im Bereich der visuellen Kognition wird als Grundlage das Gedächtnismodell von Kosslyn diskutiert und adaptiert. Diese Adaption für die graphenbasierte Exploration zeigt die Verwendung von mentalen Karten des Nutzers. Dies basiert auf der Identifikation von semantischen und numerischen Werten der wahrgenommenen Objekte. Das globale Strukturmittel „Multi-Level-of-Detail“-Konzept basiert auf der Abbildung semantischer und numerischer Eigenschaften von wahrgenommenen Objekten auf eine mentale Karte. Das Gedächtnismodell von Kosslyn wird für die graphenbasierte Exploration angepasst und stellt die Grundlage für diese Abbildung dar. Das globale Strukturmittel ermöglicht dem Nutzer, parallel mehrere Detailstufen in der Graphvisualisierung zu erzeugen und individuell zu manipulieren. Dies reduziert die kognitive Last während der graphenbasierten Exploration. Die Einführung des globalen Strukturmittels fordert die Betrachtung lokaler Strukturmittel zur visuellen Wahrnehmung und Gestaltung des Graphen. Im Bereich der lokalen Strukturmittel werden die verschiedenen graphischen und interaktiven Mittel zur graphenbasierten Exploration diskutiert. Vor dem Hintergrund des aufgestellten Gedächtnismodells sowie den Grundlagen der Gestaltgesetze wird ein Baukasten visueller Elemente zur Gestaltung von Graphen betrachtet. Dieser wird durch die Diskussion der Eigenschaften der Graphobjekte, zum Beispiel: Position, Größe, Form, Clustern und Bündeln, beeinflusst. In einer prototypischen Umsetzung des Konzepts wird, im Vergleich zu Tabellen und Datenbankabfragesprachen, am Beispiel eines komplexen Firmennetzwerks die Reduktion der kognitiven Last gezeigt. Die Evaluation der kognitiven Last erfolgt mittels des NASA-TLX. In einem „Within-Subject“ Experiment werden Experten zu dem Konzept befragt. Dieses zeigt, dass im Vergleich zu aktuellen Graphdarstellungen eine Reduktion des „Lost-in-Context“-Effekts eintritt. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass nicht alle gestalterischen Mittel der lokalen Strukturmittel, im Vergleich zu aktuellen Lösungen und Konzepten, eine Verbesserung brachten. Die zentralen Aspekte des eingeführten Konzepts zeigen die Verwendung von mentalen Karten während der graphenbasierten Exploration komplexer Netzwerke.