Human social interaction crucially depends on the ability to attribute thoughts and beliefs to other individuals. This ability is referred to as Theory of Mind (ToM), and understanding that other people can have false beliefs about the world is considered to be a critical test of ToM. In childhood, a developmental breakthrough is achieved around the age of 4 years, when children start explicitly reasoning about others’ false beliefs. The cognitive and neural developments that lead to this milestone of human cognition, however, are currently unknown. Moreover, recently, novel im- plicit paradigms have shown that, already before the age of 2 years, infants display correct expectations of the actions of an agent with a false belief. The processes that underlie these expectations and their relation to the later-developing explicit false belief reasoning, however, are unclear. The current thesis addresses these open issues in three studies. The first study investigates the developmental trajectory and robustness of an implicit false belief task longitudinally from the age of 2 to 4 years. We find that children only perform above chance by the age of 4 years, but not at 2 and 3 years. This indicates that early success on implicit false belief tasks is fragile. The second study examines the correlation of implicit and explicit false belief tasks with each other and with co-developing cognitive abilities. This shows a dissociation of implicit and explicit false belief tasks in that performance on the two task types does not correlate, and that explicit false belief tasks correlate with syntactic and executive functions, whereas implicit false be- lief tasks do not. Finally, the third study shows that the maturation of white matter in brain regions that support false belief reasoning in adultsand of their dorsal connectivity to the inferior frontal gyrus, suggested to support hierarchical processing, is associated with the emergence of explicit false belief reasoning in 3- and 4-year-old children. These associations are independent of implicit false belief-related action anticipation and of developments in other cognitive domains. Taken together, our results speak for a dissociation of the processes underlying implicit and explicit false belief tasks. We suggest that the developmental breakthrough in explicit false belief reasoning around the age of 4 years might result from improved belief processing, emerging hierarchical processing abilities, and the maturation of the connection between the relevant brain regions. Furthermore, I speculate on processes that might underlie early success on implicit false belief tasks in infancy.:Acknowledgements iii Summary xi Deutsche Zusammenfassung xvii 1 General Introduction 1.1 Theory of Mind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1 Precursors of ToM in Infancy . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.2 False Belief Understanding . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.1.3 Relation between Implicit and Explicit False Belief Tasks . . . . . . . 8 1.1.4 Theoretical Accounts of the Emergence of ToM . . . 14 1.2 Relation to Other Cognitive Domains . . . . . . . . . . . . . 20 1.2.1 Executive Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.2.2 Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.2.3 Correlations with Implicit False Belief Tasks . . . . . 29 1.3 Neural Basis of ToM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.3.1 Neural Basis of ToM in Adults . . . . . . . . . . . . . 31 1.3.2 Neural Basis of ToM in Development . . . . . . . . . 35 1.3.3 Structural Brain Development in Early Childhood . . 36 1.4 Research Questions and Hypotheses . . . . . . . . . . . . . . 38 2 Study 1: Longitudinal evidence for 4-year-olds’ but not 2- and 3-year-olds’ false belief-related action anticipation . . . . . . . . . . . .45 3 Study 2: Implicit and explicit false belief development in preschool children . . . . . . . . . . . .73 4 Study 3: White matter maturation is associated with the emergence of Theory of Mind in early childhood . . . . . . . . . . . .91 5 General Discussion 5.1 Is there a continuity from early-developing to later explicit false belief abilities? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 5.2 What is the relation of implicit and explicit false belief tasks to other cognitive domains? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 5.3 What is the neural basis of the emergence of ToM? And what does this tell us about the underlying cognitive processes? . . . . 114 5.4 What processes underlie implicit false belief tasks?. . . . . 118 5.5 Future Research and Limitations . . . . . . . . . . . . . . . 120 5.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 References . . . . . . . 128 A Supplements Study 1 . . . . . . . 161 B Supplements Study 2 . . . . . . . 163 C Supplements Study 3 . . . . . . . .181 Abbreviations . . . . . . . . 187 List of Figures . . . . . . . . 191 List of Tables . . . . . . . . 193

Over the last years, driving automation has increasingly moved into focus in human factors research. A large body of research focusses on situations in which the human driver needs to regain control. However, little research has so far been conducted on how SAE level 3+ automated driving should be designed with focus on occupant comfort. This thesis aims at identifying a comfortable driving style for automated vehicles. As a basis, it was necessary to pinpoint driving metrics, which vary between driving styles and can be manipulated in order to design a comfortable driving style. Hence, Study 1 was conducted, in which drivers (N = 24) manually drove on a highway or on urban and rural roads with certain driving styles. Results show relevant metrics (i.e., lateral and longitudinal acceleration, lateral and longitudinal jerk, quickness, and headway distance in seconds) and that these metrics vary across maneuvers and thus, a maneuver-specific analysis is recommended. As these metrics are derived from manual data, it remained unclear after Study 1, in which range the metric values should vary for comfortable automated driving. Therefore, as a second step, the main metrics were varied and the subsequent combinations implemented in an automated vehicle as well as in a dynamic simulator with two different configurations. The combinations were then subject to ratings by 72 participants. Results show that the metrics and values found in Study 1, are able to elicit a range of comfort ratings in automated driving. It was also found, that acceleration is a key variable in experiencing comfort. However, it is not the sole predictor. Additionally, as higher levels of automated driving with larger velocities are still bound to considerable constraints for on-road testing, the second study was also used to validate a dynamic driving simulator to allow comfort during automated driving to be studied. In comparison to ratings on a test track, the dynamic simulator setting with longitudinal orientation is able to show both relative and absolute validity of comfort ratings. In the third and final step, different approaches to automated maneuvers were rated by participants (N = 72) regarding the comfort they experienced. A lane change, an acceleration, and a deceleration maneuver were chosen as test maneuvers. The lateral or longitudinal acceleration was varied in each of these maneuvers. Results, again, show comfort ratings are maneuver specific. On one hand, symmetrical and early-onset lane change maneuvers and symmetrical acceleration maneuvers were preferred. However, symmetrical deceleration maneuvers and deceleration maneuvers with a slower acceleration decrease evoke the highest comfort ratings. These ratings made it possible to offer guidelines for the design of automated driving styles. Furthermore, dependence on a number of personality traits was analyzed. Results suggest the general preference for certain driving styles to be unaffected by personality. However, it seems, participants with certain personality types are less particular about their preference for certain driving styles. Summed up, comfortable automated driving is – under the investigated circumstances – characterized by maneuvers with sufficient headway distance and smooth applications of small acceleration and small jerk. These should, even so, still provide sufficient motion feedback. Surrounding traffic seems to play an important role through urgency and should be considered for on-road implementation. Differences in personality did not seem to play a crucial role.

In der Sprachproduktionsforschung werden häufig Aufgaben verwendet, in denen Probanden Farben, Wörter oder Bilder benennen und andere Stimuli, zum Beispiel Wörter, ignorieren sollen. Differenzielle Effekte, die durch Distraktoren mit unterschiedlichen semantischen Kontexten induziert werden, wurden bisher allerdings nur in Aufgaben mit visuellen Targets untersucht. Sofern semantische Kontexteffekte auf allgemeinen Verarbeitungsprozessen beruhen, sollten die Effekte aber auch auf Aufgaben mit einer anderen Targetmodalität generalisierbar sein. Um dies zu überprüfen, wurden in einer ersten Experimentreihe Bilddistraktoren in einer Geräuschbenennungsaufgabe verwendet. Hypothesenkonform konnten semantische Kontexteffekte auch mit auditiven Targets beobachtet werden. Da nach der vorliegenden Literatur Bilddistraktoren in Benennungsaufgaben aber häufig keine einheitlichen Befunde liefern, wurden in einer weiteren Experimentreihe Bilddistraktoren in einer Bildbenennungsaufgabe verwendet. Auch in diesen Experimenten konnten semantische Kontexteffekte beobachtet werden. In anderen Studien wurde berichtet, dass möglicherweise die Modalitätskongruenz der verwendeten Stimuli semantische Kontexteffekte, die auf Antwortkongruenzprozessen beruhen, beeinflussen kann. Um dies zu prüfen, wurden in einer letzten Experimentreihe visuelle und auditive Wortdistraktoren in Bild- und Geräuschkategorisierungsaufgaben präsentiert. In diesen Experimenten konnte nur ein Einfluss der Distraktormodalität – aber nicht der Modalitätskongruenz – auf die Antwortkongruenzprozesse gefunden werden. Insgesamt demonstrieren die in dieser Arbeit dargestellten Experimente, dass semantische Kontexteffekte nicht auf Aufgaben mit visuellen Targets beschränkt sind. Dies legt den Schluss nahe, dass unabhängig von der Targetmodalität und Stimulusart dieselben allgemeinen Prozesse bei der Entstehung semantischer Kontexteffekte wirksam sind.

In der vorliegenden Synopse werden drei veröffentliche Publikationen gebündelt. Die Experimente tragen zur aktuellen wissenschaftlichen Diskussion über die positiven oder negativen Auswirkungen sozialer Entitäten und sozialer Hinweisreize in digitalen Lernmedien bei. Zunächst werden die theoretischen Grundlagen zusammengefasst. Weiterhin werden die Methoden, die zentralen Ergebnisse und auch die Implikationen und Limitationen diskutiert. Die bisherige und vor allem aktuelle Literatur zu diesem Forschungsschwerpunkt hat inkonsistente Ergebnisse hervorgebracht (z.B., Dinçer & Doğanay, 2017; Mayer & DaPra, 2012; Stull et al., 2018; Wang et al., 2018; Wilson, 2018). Klassische kognitive Lerntheorien wie die Cognitive Load Theory (CLT; Sweller, 1994; Kalyuga, & Singh, 2016) und die Cognitive Theory of Multimedia Learning (Mayer, 2014a) postulieren einen negativen Einfluss zusätzlich implementierter sozialer Entitäten auf Lernprozesse. Zusätzliches visuelles Material muss zwangsläufig zusätzlich zu dem eigentlichen Lernmaterial verarbeitet werden, wodurch eine kognitive Überlastung resultieren kann (Sweller et al., 2011). Soziale Entitäten wirken somit tendenziell ablenkend und sollten nicht implementiert werden. Andere Theorien, wie die Social Agency Theory (Mayer et al., 2003) oder die Cognitive-Affective-Social Theory of Learning with Media (CASTLM; Schneider et al., 2018b) postulieren im Gegensatz positive Einflüsse sozialer Entitäten und Hinweiszeichen auf Lernprozesse. Verfügbare kognitive Ressourcen werden nicht automatisch zur Schemakonstruktion genutzt (Huk & Ludwigs, 2009). Stattdessen aktivieren erst affektive, motivationale und auch soziale Prozesse diese Ressourcen. Soziale Entitäten können somit lernförderlich implementiert werden, da durch Prozesse der sozialen Identifikation, parasozialen Kommunikation sowie der affektiven und motivationalen Stimulation, Lernprozesse positiv beeinflusst werden können. Trotz dieser inkonsistenten Befundlage sind soziale Entitäten in zahlreichen Lernmedien integriert. Sichtbare Dozierende befinden sich in vielen Massive Open Online Courses (MOOCs; z.B., Hernandez et al., 2013). Zusätzlich zu Lehrvideos sind soziale Entitäten, wie beispielsweise pädagogische Agenten in interaktiven Lernmedien enthalten (Lin et al., 2013). Neben vollständigen Figuren, sind simplere soziale Hinweiszeichen, wie beispielsweise sichtbare Hände vor allem in Demonstrationsvideos integriert (Fiorella et al., 2017). Neben den empirischen Inkonsistenten besteht somit allerdings eine große praktische Relevanz. Mit experimentellen Untersuchungen muss der Forschungsschwerpunkt aufgegriffen und weiter ausdifferenziert werden. Die inkludierten quantitativ-experimentellen Studien werden in Tabelle 1 zusammengefasst. Im Weiteren wird die Methodik der Untersuchungen kurz zusammengefasst. Hierzu werden Probanden, Designs der Studien, Materialen und Messverfahren der abhängigen Variablen skizziert. Wie auch bei den anschließenden Ergebnissen ist die Beschreibung stark komprimiert, um Redundanzen mit den enthaltenen Artikeln zu vermeiden. So werden in der Synopse jene relevanten Kernergebnisse präsentiert, welche später im Fokus der Diskussion stehen. Neben Lernergebnissen werden hierbei auch kognitive, soziale und affektive Variablen untersucht, um einen detaillierten Einblick in den Lernprozess zu erlangen. Daraus leiten sich die folgenden Implikationen, Limitation und zukünftigen Forschungsprozesse ab. Es konnte experimentell festgestellt werden, dass durch gezielte Veränderungen des Designs, der Präsentation oder des Verhaltens von sozialen Entitäten Lernprozesse gefördert werden können. Dies spiegelt sich nicht nur in den Lernergebnissen wieder, auch Prozessvariablen wie bestimmte Facetten der parasozialen Interaktion konnten gezielt beeinflusst werden. Somit konnten Grundannahmen und Implikationen der Social Agency Theory und CASTLM experimentell gestützt werden. Die Wirkmechanismen sozialer Hinweisreize in Instruktionsvideos konnten herausgearbeitet werden und somit wurde durch theoriegeleitete experimentelle Methodik ein essentieller Beitrag zur gegenwärtigen Diskussion bezüglich sozialer Entitäten in multimedialen Lernumgebungen erbracht. Darüber hinaus können aus den Untersuchungen unmittelbare praktische Implikationen zur Gestaltung sozialer Entitäten abgeleitet werden. Die vorliegende Synopse zielte darauf ab zu untersuchen, wie soziale Entitäten möglichst effektiv in Lernumgebungen integriert werden können. Sie untersucht allerdings nicht ob eine grundlegende Integration sinnvoll ist, da keine Kontrollgruppen ohne Entitäten untersucht wurden. Diese bisherige Einschränkung ist eine Forschungsherausforderung gegenwärtiger und zukünftiger Projekte des Autors. Weiterhin sind die einbezogenen Studien der Synopse Grundlage weiterer Forschungsprojekte zu Effekten von Perspektive, Stimme und Verhaltensweisen von Personen und pädagogischen Agenten in Lehr-/Lernszenarios.

Die Verarbeitung von Auftretenshäufigkeiten spielt eine wichtige Rolle in alltäglichen Urteilsprozessen. Die spontane Wahl eines Mittagessens in der Mensa, kann durch die Häufigkeit, mit der bestimmte Mahlzeiten früher gegessen wurden beeinflusst werden (Birch & Marlin, 1982). Für die Erforschung intuitiver Häufigkeitsschätzungen haben sich in der Vergangenheit zwei Forschungsstrategien etabliert. Zum einen die experimentelle Forschung hierbei stehen separate Hypothesen zur Häufigkeitsverarbeitung im Vordergrund. Zum anderen wurden formale Modelle entwickelt, um die Schätzungen von Auftretenshäufigkeiten abzubilden und zu simulieren. Formale Modelle bieten eine algorithmische Beschreibung kognitiver Prozesse, die einige Vorteile gegenüber einzelnen Hypothesen besitzen. Formale Modelle bilden den Prozess der Häufigkeitsschätzung ganzheitlich ab. Dadurch werden verschiedene Teilprozesse wie die Enkodierung, Lernen, Speichern und der Abruf von Informationen integriert und verbunden. Außerdem sind diese Modelle hinsichtlich ihrer Vorhersagen sehr präzise, denn es wird genau definiert, was während der einzelnen Teilprozesse geschieht und auch die Auswirkungen von anderen Einflussvariablen können in das Modell integriert werden. Für die Verarbeitung von Häufigkeiten wurden verschieden Modelle vorgeschlagen. Sedlmeier (1999) entwickelte mit den PASS Modellen neuronale Netzwerke auf Basis des assoziativen Lernens. MINERVA 2 ist ein instanzenbasiertes Modell, in dem jedes Ereignis separat gespeichert wird (Hintzman, 1988). TODAM 2 (Murdock, Smith & Bai, 2001) basiert auf Convolution und REM (Shiffrin & Steyvers, 1997) nutzt die Differentiation um Häufigkeitsverarbeitung zu erklären. Diese Modelle wurden genutzt, um spezifische Vorhersagen für verschiedene Experimente zur Häufigkeitsverarbeitung zu generieren. Dabei wurden die Bedeutung von Aufmerksamkeit, der Einfluss der Größe von Stimuli, die Auswirkung von Vorwissen und der Effekt der Ähnlichkeit von Stimulusmaterial experimentell untersucht. Mit Ausnahme der Größe konnten alle anderen Variablen als Einflussfaktoren bestätigt werden. Die Vorhersagen der PASS Modelle und von MINERVA 2 zeigten die besten Passungen zwischen Modellvorhersagen und empirischen Daten. Abschließend werden Verbesserungsvorschläge für die formalen Modelle und für die Erforschung von Häufigkeitsschätzungen erarbeitet und diskutiert.

Das Ziel der Dissertation war, zu untersuchen, welche Aspekte bei Design und Implementierung von Gestensteuerung im Bereich Mensch-Maschine Interaktion wichtig sind. Der Schwerpunkt des ersten Teiles richtet sich auf Aspekte eines Gestenvokabulars und die Frage eines zusätzlichen Feedbacks unter Bezugnahme auf Usability, mentale Belastung und Nutzerzufriedenheit. Der Schwerpunkt des zweiten Teils liegt auf den Auswirkungen von Gestensteuerung auf das Fahrverhalten. In der vorliegenden Dissertation wurden drei relevante Aspekte von Gestensteuerung herausgestellt. Experiment 1 und 2 der Vorstudie untersuchten, wie ein Gestenvokabular aussehen sollte im Hinblick auf die Form der Gesten und die Anzahl verschiedener Gesten, die in einem System implementiert werden. Als Ergebnis schnitt die höchste Anzahl an Gesten (6) in Bezug auf User Experience und Akzeptanz am besten ab. Ebenso das Gestenset, das an die menschliche Kommunikation angelehnt war. Im Unterschied zur Bedienung eines Touchscreens gibt es bei Gestensteuerung kein direktes haptisches Feedback. Aus diesem Grund wurde in Experiment 3 der Vorstudie untersucht, ob es einen Ersatz für das fehlende direkte Feedback geben sollte. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass alle genutzten Feedback-Varianten nicht signifikant besser abschnitten als die Variante mit keinem zusätzlichen Feedback. Die Simulator- und die VIL-Studie untersuchten den Einfluss von Gestensteuerung auf das Blickverhalten und die Reaktion auf kritische Ereignisse im Straßenverkehr. Für diesen Zweck wurde das Gestensteuerungs-Setup in einen Simulator beziehungsweise das Vehicle in the Loop (VIL) übertragen. Die Simulator-Studie konnte zeigen, dass die Fahrer weniger häufig auf das Display im Fahrzeuginneren schauten wenn sie Gestensteuerung benutzten im Vergleich zu Touchsteuerung. Außerdem fühlten sie sich sicherer und die Gebrauchstauglichkeit wurde als gut beschrieben. Die VIL-Studie konnte einen positiven Einfluss auf Reaktionszeiten auf kritische Ereignisse zeigen. Insgesamt kann damit Gestensteuerung als sichere Alternative für Interaktion im Fahrzeug bezeichnet werden, die darüber hinaus auch beliebt bei den Fahrern zu sein scheint. / This thesis investigates aspects of designing and implementing gestures in human-machine interaction (HMI). The first part focuses on aspects of a gesture set and additional feedback with regard to usability, workload, and user satisfaction. The second part focuses on the impact of gesture-based interaction (GBI) on driving behavior. More specifically, this thesis identifies three elementary aspects of designing a GBI. Pre-study experiments 1 and 2 examine how a gesture set should appear in terms of the shape and number of gestures used. The results indicate that the highest number of gestures, six, performs best in terms of user experience and acceptance. However, a gesture set borrowed from human communication performs equally well. In contrast to touch-based interaction (TBI), direct haptic feedback for mid-air gestures is not present. Therefore, pre-study experiment 3 is conducted in order to determine whether a surrogate is necessary. The results of this experiment suggest that implemented forms of feedback are not rated significantly higher than special feedback. The simulator-study and VIL-study investigate the real-world impact of GBI on driver behavior in terms of gaze behavior and reaction to critical events. For this purpose, the GBI setup is transferred into a simulator environment with a Vehicle in the Loop (VIL) to evaluate GBI for IVIS use. The simulator-study demonstrates that drivers look less to the display when using GBI compared to TBI. Moreover, they feel safer, and the user experience is better rated. Therefore, GBI has a positive impact on driver distraction. The VIL-study reveals a positive impact on reaction times to critical events. In conclusion, gestures can be a safe alternative for in-car interaction, an alternative which is popular among drivers.

Als Kopf der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse spielt der Hypothalamus eine Schlüsselrolle für die depressive Symptomatik und bei pathogenetischen Modellen affektiver Störungen. Für nahezu alle Ebenen dieser Hormonachse lassen sich Funktions- und Strukturveränderungen, insbesondere Volumenveränderungen bei uni- oder bipolaren affektiven Störungen nachweisen. Zum Hypothalamus existiert hingegen, neben histochemischen Analysen, nur ein explorativer post mortem Befund einer Volumenreduktion von bis zu 15.5% bei uni- oder bipolar affektiv Erkrankten. Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, Volumenveränderungen des Hypothalamus bei uni- und bipolaren affektiven Störungen in vivo nachzuweisen. Mittels der Hochfeld-MRT lässt sich der Hypothalamus seit einigen Jahren mit einer Auflösung von weniger als 1 mm detailgetreu abbil-den. Zur Beurteilung, ob diese Genauigkeit dem Studienziel gerecht wird, wird eingangs in einem vorab publizierten Literaturüberblick der aktuelle Forschungstand zu Strukturveränderungen des Hypothalamus bei uni- und bipolaren affektiven Störungen zusammengefasst und diskutiert. Die Überblicksarbeit kommt zu dem Urteil, dass auch in vivo Volumenreduktionen des Hypothalamus solcher Größenordnungen zu erwarten sind, dass sie mittels Hochfeldbildgebung nachgewiesen werden können. Zur präzisen Vermessung des Hypothalamusvolumens stellen anschließend zwei ebenfalls publizierte Methodenstudien die Entwicklung und Evaluation einer geeigneten Messmethodik anhand hochaufgelöster, T1-gewichteter 7 Tesla MRT-Aufnahmen vor. Sie umfasst eine Intensitätsstandardisierung sowie einen falschfarbengestützten Segmentierungsalgorithmus. Aufbauend auf diesen theoretischen und methodischen Vorarbeiten präsentiert die vierte publizierte Arbeit die weltweit ersten in vivo Daten zu Volumenveränderungen des Hypothalamus bei uni- und bipolaren affektiven Störungen. Im querschnittlichen Vergleich mit gesunden Probanden und unter Kontrolle des intrakraniellen Volumens und psychotroper Medikation konnten bei beiden Störungsbildern linksseitige Volumenvergrößerungen des Hypothalamus nachgewiesen werden. Diese sind möglicherweise ein strukturelles Korrelat histochemisch nachweisbarer Aktivitätssteigerungen hypothalamischer Kerngebiete. Alternativ können sie eine Aktivierung und Vermehrung der Gliazellen anzeigen. Schließlich kann eine Volumenzunahme des Hypothalamus auch auf eine Vergrößerung der Zellzwischenräume zurückgehen. Der relative Mangel an Gerüststrukturen könnte, infolge mechanischer Krafteinwirkungen bei der histologischen Gewebeaufbereitung, zu einer verstärkten Stauchung bei den Patienten führen und so den früheren, gegenteiligen post mortem Befund erklären. Zur Untersuchung der mikrostrukturellen Gewebeeigenschaften des Hypothalamus bei uni- und bipolaren affektiven Störungen soll daher in der Folge diffusionsgewichtete Bildgebung zum Einsatz kommen.:Kapitel 1 1.1 Der Hypothalamus als Vermittler zwischen Gehirn und Körper 1.2 Theoretische Einordnung und empirischer Kenntnisstand 1.2.1 Die HPA-Achse als Bindeglied zwischen Diathese und Stress. 1.2.2 Hirnstrukturelle und -funktionelle Korrelate affektiver Störungen. 1.3 Forschungsthema 1.3.1 Problemstellung. 1.3.2 Forschungsziele. 1.4 Fragestellungen und Hypothesen 1.4.1 In vivo Strukturveränderungen des Hypothalamus bei affektiven Störungen. 1.4.2 Wie gestaltet sich eine reliable Messmethode? 1.4.3 Welche Intensitätsstandardisierung optimiert die Bilddatenqualität? 1.4.4 Verringertes in vivo Hypothalamusvolumen bei affektiven Störungen. Kapitel 2 2.1 Review Artikel 2.2 Segmentierungsalgorithmus 2.3 Intensitätsstandardisierung 2.4 Patientenstudie Kapitel 3 3.1 Hauptergebnisse 3.1.1 Theoretische und methodische Vorarbeiten. 3.1.2 Patientenstudie. 3.2 Wissenschaftliche Bewertung und Einordnung der Hauptergebnisse 3.2.1 Fundierung der Hypothesen. 3.2.2 Stärken und Schwächen der Patientenstudie. 3.2.3 Bewertung der Messmethodik. 3.2.4 Inhaltliche Interpretation des explorativen Befunds. 3.2.5 Ausblick. Anhang 4.1 Literaturverzeichnis 4.2 Abkürzungsverzeichnis 4.3 Zusammenfassung 4.4 Summary 4.5 Publikationsverzeichnis 4.6 Selbsständigkeitserklärung 4.7 Nachweise über Anteile der Co-Autoren

Eine handlungsnahe Analyse des Lernens wird in der psychologischen Forschung oft gefordert, um die Vorhersagbarkeit von Lernstrategien zu verbessern und die Effekte verschiedener psychologischer Variablen auf den in Handlungen eingebunden Prozess des Lernens besser verstehen zu können. Gemessen an den häufigen Forderungen handlungsnaher Analysen erfolgen diese selten (Friedrich & Mandl, 2006). In der vorliegenden empirischen Arbeit erfolgte eine handlungsnahe Analyse von Lernprozessen, es wurde das Vorgehen einer studentischen Stichprobe von 32 Personen beim Erlernen einfacher elektrischer Schaltungen mit der Videokamera beobachtet. Zum Erlernen und Testen dieser Schaltungen stand ein Baukastensystem zur Verfügung. Das Vorgehen der Versuchspersonen wurde kategorisiert und in eine zeitliche Abfolge, eine Handlungssequenz, gebracht. Neben diesen Handlungssequenzen wurden von den Versuchspersonen Vorbefragungswerte zu Vorwissen, Emotionen, Motivation und Lernstrategien ermittelt, sowie verschiedene Punktwerte für die Ergebnisse des Lernens. Die Analyse von Zusammenhängen von Vorbefragungswerten, Verlaufs- und Ergebniswerten bildet den Gegenstand dieser empirischen Arbeit. Zur Charakterisierung der Sequenzen, die den Verlauf des Lernens abbildeten, kamen graphentheoretische Maße und die informationstheoretischen Konzepte Entropie und algorithmische Komplexität zum Einsatz. Diese Maße bzw. Konzepte wurden bisher in der psychologischen Forschung kaum zur Beschreibung von Handlungsabfolgen verwendet. Es wurde angenommen, dass sich Lernerfolg und unterschiedliches Vorgehen beim Lernen in graphentheoretischen Maßen, Entropie und algorithmischer Komplexität der Handlungssequenzen niederschlagen. Diese Annahme konnte bestätigt werden. Graphentheoretische Maße und die Konzepte Entropie und algorithmische Komplexität erwiesen sich als geeignete Maße zur Charakterisierung der Handlungssequenzen, die auch zum Lernergebnis im Zusammenhang standen. Weiterhin wurden Ergebnisse zum Zusammenhang von Vorwissen, Emotionen, Motivation und Lernstrategien einerseits, und Vorgehen beim Lernen und Lernergebnis andererseits, repliziert. Die Ergebnisse zeigten außerdem, dass handlungsnahe erhobene Lernstrategien das Lernergebnis deutlich besser vorhersagten, als mit Fragebogen erhobene Selbstauskünfte von Lernstrategien.

Prospective memory refers to the ability to remember to carry out delayed intentions, more precisely, to remember to initiate and execute an intended action at some point in the future. The development and progression of prospective memory across the lifespan is still heavily under debate. Only few studies have so far investigated prospective memory development in childhood, revealing an inconsistent pattern. In adulthood, studies in the laboratory and naturalistic studies showed paradoxical results with age deficits in the laboratory and age benefits in naturalistic tasks. Up to now, no conceptual model has been suggested to guide research on prospective memory development across the lifespan. Thus, the present work examined the effect of central factors from the multiprocess framework (McDaniel & Einstein, 2000) on the development of prospective memory in four different age-groups: pre-schoolers, school-age children, young and old adults. The first study explored the role of task motivation in age differences in prospective memory performance across the pre-school age-range. No main effect of age or motivation in prospective memory performance was found, yet a significant interaction, indicating that for younger children motivation or task importance may help allocating the available resources to the task elements of interest. Evidence from the second study indicated that 9-10 year old school children outperform 6-7 year old school children on a measure of prospective memory, and that retrieval-based factors (ongoing task absorption, cue salience, cue focality) systematically influenced performance. Of particular importance for possible developmental mechanisms was the finding of an age x cue focality interaction, suggesting that age effects may be modulated by cue focality. The third study examined the effect of task setting in a laboratory procedure and the effect of motivation in a naturalistic procedure on prospective memory performance in young and older adults. Results from the laboratory prospective memory procedure revealed significant age-related decline for irregular tasks but not for regular and focal tasks. In addition, in the naturalistic procedure, the age benefit was eliminated when young adults were motivated by incentives. Results from the present work indicated that already pre-school age children were able to remember to perform intended actions and this ability increased across school-age. In adulthood, the results revealed a decline with age on a pure performance level. Yet, older adults may be able to compensate for basic cognitive impairments if task conditions reduce the need for controlled attention. Furthermore, the present work suggest, that factors of the multiprocess framework may indeed affect age-differences in prospective memory performance throughout the lifespan, as cue focality and task importance were related to prospective memory development in children and adults. Thus, the multiprocess approach might serve as foundation for a lifespan theory of the development of prospective memory.

Die vorliegende Arbeit enthält fünf Studien, die einen Beitrag zur Aufklärung der Determinanten individueller Differenzen beim konzentrierten Arbeiten leisten sollten. Im Unterschied zu bisherigen Arbeiten lag der Schwerpunkt hier nicht allein auf der Frage nach dem Zusammenhang handelsüblicher Konzentrationstests mit entsprechenden Zielkriterien (z. B. selbstberichtete Konzentration im Alltag) sondern auf Aufgabenvariablen, welche experimentell manipuliert wurden. Studie 1 untersuchte, ob sich für alternative Kennwerte der Leistung in Konzentrationstests ausreichende psychometrische Gütekriterien zeigen lassen. Von den untersuchten Kennwerten zeigte sich der Variationskoeffizient der Reaktionszeit (RTCV) als ausreichend retestreliabel und unabhängig von klassischen Kennwerten konzentrierten Arbeitens (Tempo und Fehlerneigung). RTCV erwies sich als Maß der Temposchwankung als brauchbarer Indikator für eine Leistungsdimension konzentrierten Arbeitens, die Informationen über die klassischen Konzentrationsfacetten hinaus liefert. In Studie 2 ging es um selbstberichtete Konzentration im Alltag, insbesondere um Zusammenhänge mit klassischen Persönlichkeitsmerkmalen. Der oft berichtete positive Zusammenhang zwischen Neurotizismus und selbstberichteter Fehlerneigung im Alltag konnte nicht nur repliziert werden, sondern auf der Ebene von Subfacetten differenziert werden. Neurotizismus war hauptsächlich mit einer speziellen Form kognitiver Fehlleistungen assoziiert, nämlich mit spontan auftretenden Intrusionen aus dem Langzeitgedächtnis, welche das Arbeitsgedächtnis zeitweilig präokkupieren und zu temporärer Leistungsminderung im Alltagsleben führen können. Die Studien 3 bis 5 hatten das Ziel, eine Reihe von experimentellen Aufgabenvariablen in Konzentrationstests hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Retestreliabilität und die Validität zu untersuchen. Es ging unter anderem um Zusammenhänge zwischen Aspekten der Leistung im Test und Aspekten der Persönlichkeit und Fehlerneigung im Alltag. Die experimentelle Anordnung erlaubte eine Prüfung der Annahme von M. W. Eysenck et al. (2007), dass hoher Neurotizismus mit einer Leistungsminderung in auf Wahlreaktionen basierenden Aufgabenformen einhergeht, welche mit zunehmender Itemschwierigkeit größer werden sollte. Diese Annahme wurde geprüft für den Fall eines großen Itemsets (Studie 3: viele Items sollten das Lernen von S-R Verbindungen verhindern, so dass der Einsatz von zusätzlichen Verarbeitungsressourcen auch tatsächlich zu mehr Fehlern führen sollte), für den Fall der Testverlängerung (Studie 4: andauernde Informationsverarbeitung sollte einen differentiellen Ermüdungseffekt evozieren) und auch für den Fall einer vergleichsweise erhöhten Belastung des Arbeitsgedächtnisses (Studie 5). Entgegen der Annahme von M. W. Eysenck et al. (2007) führte ein großes Itemset zu schnelleren Reaktionen im Konzentrationstest bei Personen mit hohem Neurotizismus; hingegen konsistent mit der Annahme von M. W. Eysenck et al. (2007) führte ein großes Itemset zu mehr Fehlern im Konzentrationstest bei Personen mit hohem Neurotizismus. Eine Testverlängerung führte nicht zu persönlichkeitsbezogenen Unterschieden in der Leistung. Eine Erhöhung der Itemschwierigkeit jedoch evozierte einen deutlichen Zusammenhang zwischen Neurotizismus und Reaktionszeitvariabilität. Wenn man hohe Reaktionszeitvariabilität ebenfalls als einen Marker für ineffizientes Arbeiten ansieht, dann kann das Modell von M. W. Eysenck et al. (2007) als partiell unterstützt angesehen werden. Außerdem stand die Frage nach der konvergenten Validität zwischen selbstberichteter Konzentration im Alltag und objektiv getesteter Konzentrationsleistung im Vordergrund. Da subjektive und objektive Konzentration das gleiche Konstrukt beanspruchen, jedoch oft keine entsprechenden Zusammenhänge gefunden wurden, stellte sich die Frage, welche experimentellen Aufgabenfaktoren für den Zusammenhang kritisch sind. Die Frage konnte zum Teil beantwortet werden, denn es zeigte sich konsistent über alle Studien hinweg ein moderater positiver Zusammenhang zwischen den Werten des Cognitve Failures Questionnaire (CFQ) und RTCV, nicht jedoch zwischen CFQ und den traditionellen Kennwerten Tempo und Fehlerneigung. Eine Erhöhung der Itemschwierigkeit im Konzentrationstest ließ diese Korrelationen besonders hervortreten (Studie 5). Dies hat Implikationen für die Frage, mit welchem Aufgabenmaterial das Konstrukt Konzentration am besten erfasst werden kann. Einige Autoren argumentieren für den Einsatz von komplexem Material (da die diagnostische Breite größer ist); andere Autoren jedoch argumentieren für besonders einfache Aufgabenformen (da komplexere Aufgabenformen nicht die reine Konzentration messen und die Korrelationen zu anderen Konstrukten wie Intelligenz immer größer werden). Die wiederholt gezeigten Zusammenhänge zwischen Reaktionszeitvariabilität und CFQ leisten entsprechend einen wichtigen Beitrag zur Konstruktvalidität von Konzentrationstests, da konventionelle Testverfahren bisher nur die traditionellen Kennwerte Tempo und Fehlerneigung verwendeten.