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.

Die Arbeit befasst sich mit der Steuerung der Aufmerksamkeit während visueller Nebenaufgaben beim Fahren. Es wird angenommen, dass für die visuelle Wahrnehmung beim Fahren drei Prozesse zur Steuerung der Aufmerksamkeit beitragen. (1) Über top-down Prozesse wird die Aufmerksamkeit auf für die aktuelle Handlung besonders relevante Situationsbestandteile gelenkt. (2) Explorative Wahrnehmung dient dazu, ein umfassenderes Situationsmodell zu entwickeln, das neben aktuell handlungssteuernden Situationsbestandteilen auch andere, potentiell aufgabenrelevante Ob¬jekte zu einem umfassenderen Abbild der Situation integriert. (3) Saliente Reize können über bottom-up Aktivierung die Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Es ist bekannt, dass Fahrer während der Bearbeitung visueller Zweitaufgaben mit ihrem Blick und damit mit ihrer Aufmerksamkeit wiederholt zwischen Fahr- und Nebenaufgabe wechseln. Grundlage der experimentellen Arbeiten ist die Idee, dass hierbei die Ausrichtung der Aufmerksamkeit in der Fahraufgabe über top-down Prozesse gesteuert wird und auf einem mentalen Abbild der Situation basiert. Vor dem Beginn der Nebenaufgabe fokussiert der Fahrer auf die Fahrsituation, bewertet sie und entwickelt eine Antizipation der zukünftigen Situationsentwicklung. Das entstehende Situationsmodell entscheidet darüber, wie viel Aufmerksamkeit während der Nebenaufgabe auf die Fahraufgabe verwendet wird, und welche Situationsbestandteile durch die Blicke zur Straße kontrolliert werden. Der Fahrer lenkt über top-down Prozesse seine Aufmerksamkeit auf als relevant für die Situationsentwicklung bewertete Objekte. Andere Objekte, sowie eine von der aktuellen Fahraufgabe unabhängige, explorative Wahrnehmung der Fahrsituation werden während der Nebenaufgabe vernachlässigt. Aus der Literatur ergeben sich außerdem Hinweise darauf, dass eine reizbasierte bottom-up Ausrichtung der Aufmerksamkeit während visueller Ablenkung zumindest eingeschränkt, wenn nicht sogar zeitweise vollständig unterdrückt ist. Die durchgeführten experimentellen Arbeiten finden in der Fahrsimulation Belege für die angenommen top-down Steuerung der Aufmerksamkeit während visueller Nebenaufgaben beim Fahren. Es werden zwei unterschiedliche Messansätze verwendet. Studie 1 und 2 greifen auf die Analyse des Blickverhaltens zurück. In diesen beiden Studien absolvieren die Testfahrer längere, anspruchsvolle Fahrten, während denen visuelle Nebenaufgaben bearbeitet werden. Es ergeben sich Hinweise auf eine tiefere visuelle Verarbeitung der Fahrszene direkt vor dem Beginn der Nebenaufgabe. Während der Bearbeitung der visuellen Nebenaufgaben passen die Fahrer ihre Aufmerksamkeitsverteilung an die Erfordernisse der Fahrsituation an: In anspruchsvollen Fahrsituationen wird häufiger und länger auf die Straße geblickt als in weniger beanspruchenden Situationen. Es finden sich außerdem Hinweise dafür, dass spezifische Fahrfehler mit einer fehlerhaften Ausrichtung der Aufmerksamkeit in der Fahrsituation in Zusammenhang stehen. Studie 3 und 4 verwenden das Phänomen der Change Blindness als Indikator für die Ausrichtung der Aufmerksamkeit. Im Rahmen von Fahrten mit kontrollierten Situationsbedingungen wird die Hypothese untersucht, dass während der Bearbeitung visueller Nebenaufgabe die fahrbezogene Aufmerksamkeit auf fahrrelevante Situationsbestandteile gelenkt wird. Die Testfahrer nähern sich wiederholt Kreuzungen an. Während der Anfahrten wird über Okklusion ein Blickverhalten vorgegeben, das dem bei der Bearbeitung visueller Nebenaufgaben ähnelt. Die Fahrer sollen mit Tastendruck reagieren, wenn sie plötzliche Änderungen bemerken. Die Änderungen können sowohl relevante als auch irrelevante Fahrzeuge betreffen. Die Ergebnisse zeigen eine schlechte Entdeckungsleistung für Änderungen an irrelevanten Fahrzeugen. Änderungen an relevanten Objekten werden dagegen so gut wie immer bemerkt. Ob die Änderung durch Okklusion maskiert wird oder ob sie stattfindet, während die Fahrer die Straße sehen, hat keinen eindeutigen Ein¬fluss auf die Entdeckungsleistung. Dies kann ein Hinweis darauf sein, dass in der untersuchten Doppelaufgabensituation keine bottom-up Ausrichtung der Aufmerksamkeit erfolgt. Die angenommene top-down gesteuerte Beschränkung der Aufmerksamkeit auf als relevant bewertete Bestandteile der Fahrsituation hat Konsequenzen für die Analyse von Verkehrsunfällen. Unfälle infolge von visueller Ablenkung durch selbst initiierte Zweitaufgaben sind dann besonders wahrscheinlich, wenn das Situationsmodell des Fahrers falsch oder ungenau ist. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn ein peripheres, nicht beachtetes Objekt plötzlich relevant wird und eine Reaktion des Fahrers erforderlich macht. In Übereinstimmung mit Befunden zur Gefahrenwahrnehmung sind besonders Fahranfänger aufgrund ihrer noch nicht ausreichend entwickelten mentalen Modellen anfällig für Fehleinschätzungen von Fahrsituationen. Dies führt bei Ablenkung durch Nebenaufgaben zu einer erhöhten Unfallgefährdung. / This thesis deals with the question of how attention is controlled during driving with visual secondary tasks. It is assumed that in attentive driving three attentional processes contribute to the perception of the driving scene: (1) Top-down controlled attention is focused on those elements in the driving scene which are currently most relevant for the action of the driver. (2) Through explorative perception other currently not action guiding but potentially relevant objects are integrated into a broader mental model of the driving scene. Furthermore, salient cues in the environment can attract attention though stimulus triggered bottom-up activation of attention (3). The literature reports that in driving with visual secondary tasks drivers repeatedly switch their gaze - and that means attention - between the driving task and the visual secondary task. The background of the experimental work presented here is the idea that this switching is controlled through top-down processes and is based on a mental model of the driving situation. Before starting a secondary task, drivers focus on the driving scene, evaluate it and create a situational model that contains an anticipation of the likely future development of the driving situation. The situational model is used to decide how much attention is directed to the driving task during the secondary task and which elements of the driving scene are monitored with the glances directed to the road. Based on top-down processes, drivers direct their attention to those parts of the scenery which they believe to be the most relevant ones. Other, less relevant objects are neglected. Furthermore, during the secondary task execution, no explorative perception of the driving scene takes place. In the literature, results can be found that hint at a diminished if not even temporarily suppressed influence of stimulus based bottom-up activation of attention in dual-task situations. The results of the experimental part support the assumed top-down control of attention while driving with visual secondary tasks. In four experiments in the driving simulation, two different experimental approaches are used to assess the distribution of attention. The first two studies use eye movement analysis. The participants drive through a longer, demanding course during which they solve visual secondary tasks. The results indicate a deeper visual processing directly prior to the start of a secondary task. During the secondary task execution, the distribution of attention between driving and the visual secondary task is adapted to the demands of the driving scene. In more demanding situations, more attention is directed to the driving scene. A relation between specific driving errors and an inadequate distribution of attention in the driving task can be shown. Study 3 and 4 use the phenomenon of change blindness as an indicator for the focus of attention. In drives with defined and controlled situational circumstances, the hypothesis is studied that, in dual-task situations, drivers direct their driving related attention primarily to relevant parts of the driving scene. The participants repeatedly approach crossings. During the approaches, a gaze pattern typical for driving with a visual secondary task is experimentally created through occlusion. The drivers are instructed to look for sudden changes. These changes can either occur to relevant vehicles or to vehicles that are irrelevant. Especially with short glance durations for the driving scene, change blindness for changes occurring to irrelevant objects is high. On the other side, changes to relevant objects are nearly always detected. Whether the change is visible or occluded has no clear influence on the detection of the changes. This can be seen as an indicator, that in the situation under investigation, no bottom-up activation of attention takes place. The assumed top-down control of attention while driving with visual secondary tasks has consequences for the analysis of accidents. Accidents through self initiated secondary tasks are most likely to happen, when the situational model of the driving scene is incorrect and leads to an inadequate distribution of attention. For example, this can be the case if some peripheral object that is considered to be irrelevant suddenly becomes relevant. Because of their insufficiently developed mental models for the driving task, novice drivers are especially prone to misjudge driving situations. Together with distraction through visual secondary tasks this leads to a higher probability for collisions while being distracted.

Sozial ängstliche Menschen richten ihre Aufmerksamkeit in sozial bedrohlichen Situationen nach innen auf selbstbezogene negative Gedanken (z.B. „Ich schaffe das nicht!“). Außerdem richten sie ihre Aufmerksamkeit unwillkürlich bevorzugt auf potenziell bedrohliche soziale Umweltreize und beurteilen diese im Vergleich zu niedrig sozial ängstlichen Kontrollpersonen besonders negativ. Einschlägige Modelle und die Fachliteratur lassen den Schluss zu, dass selbstbezogene negative Gedanken und die systematisch verzerrte Verarbeitung bedrohlicher sozialer Umweltreize Mediatoren für Zusammenhänge zwischen sozialer Ängstlichkeit und akuter Angst in sozial bedrohlichen Situationen sind. Zudem finden sich Hinweise auf Wechselwirkungen zwischen den angenommenen Mediatoren. Auf dieser Grundlage wurde ein Arbeitsmodell zu Mediatoren sozialer Angst erstellt. In drei Experimenten wurden von diesem Modell abgeleitete Hypothesen überprüft. Die Ergebnisse der drei Experimente zeigten eindrucksvoll in subjektiven und physiologischen Daten (Herzratenvariabilität bzw. parasympathische Aktivierung), dass selbstbezogene negative Gedanken tatsächlich ein Mediator sozialer Angst sind. Im Vergleich dazu spielt die verzerrte automatische Verarbeitung bedrohlicher sozialer Umweltreize zumindest in ökologisch validen, sozial bedrohlichen Situationen eine vernachlässigbare Rolle. / Based on a review of models and empirical findings a working model is proposed, suggesting that self-related negative cognitions and biased processing of external social threat-cues are mediators of social anxiety. Hypotheses derived from this model were tested in three experiments. The first experiment examined whether levels of trait social anxiousness predicted fearful responding to external social threat-cues (angry vs. neutral and happy facial expressions) during social evaluation. Higher trait social anxiousness predisposes to an inward focus on one’s fear reaction to social threat. Using this strategy was expected to enhance fearful responding to angry facial expressions. A strategy of identifying with angry faces was expected to counteract fearful responding, but was expected to fail more often with increasing levels of trait social anxiousness. To examine these hypotheses, affective modulation of the startle eye-blink was assessed in forty-four undergraduate students. This measure served as a probe into the activation of brain structures involved in the automatic evaluation of environmental threat-cues. Trait and state anxiety as well as explicit emotional responding to the stimuli were assessed with questionnaires and ratings. Processing angry faces potentiated startle amplitudes as expected. Low arousal induced by the stimuli was a probable reason, why startle potentiation to happy faces emerged instead of attenuation. Trait social anxiousness and the cognitive strategies did not influence these effects. Yet, increased trait social anxiousness predicted decreased startle latency, indicating motor hyper-responsivity, which is part of the clinical representation of social anxiety disorder (SAD). Processing facial expressions and identifying with them disrupted this association. Previous studies support that similar strategies may enhance treatment of SAD. Individuals with SAD were expected to respond with increased arousal to external social threat-cues. Therefore, the second experiment examined whether nine individuals with SAD showed attentional (prepulse inhibition, PPI) or affective startle modulation to angry as compared to neutral and happy facial expressions. Corrugator supercilii activity was assessed as a behavioral indicator for effects of facial expressions. The remaining setup resembled the first experiment. Facial expressions did not modulate the startle reflex, but corrugator supercilii activity was sensitive to facial valence. However, the effects were not related to trait social anxiousness. Apparently, angry facial expressions do not act as phobic stimuli for individuals with SAD. The third experiment examined whether focusing on self-related negative cognitions or biased processing of external social threat-cues mediates relationships between trait social anxiety and anxious responding in a socially challenging situation. Inducing self-related negative cognitions vs. relaxation was expected to reveal a functional dependency on the supposed mediation in a multivariate assessment of criteria of the working model. Within this design, the impact of external social threat-cues (facial expressions and emotional words) was compared to control stimuli and context effects, using the startle paradigm. The findings provide first evidence for full statistical mediation of the associations between trait social anxiety and self-reported anxiety as well as parasympathetic withdrawal by self-related negative cognitions, when thirty-six undergraduate students anticipated public speaking. Apprehensive arousal, as indicated by increased skin conductance levels and heart rate, was present in all participants. Observer ratings of behavior during public speaking matched the self-rated quality of the performance. None of these measures were correlated with trait social anxiousness. Startle amplitude correlated with state and trait social anxiety, but was no mediator. Finally, there was no affective modulation of the startle amplitude by external social threat-cues. These studies advance both our current understanding of the factors that mediate social anxiety responses to situations and our knowledge of the physiological and anatomical mechanisms involved in social anxiety. Based on these findings a revised version of the working model on mediators of social anxiety is proposed in the hope it may aid further research for the ultimate goal of developing an empirically validated functional anatomical model of social anxiety.

Die bipolare Störung ist eine psychische Erkrankung, die sich durch wiederkehrende depressive und (hypo-) manische Phasen auszeichnet. Neben Stimmungsschwankungen leiden viele Patienten unter kognitiven Beeinträchtigungen, die nicht nur während akuter Episoden, sondern auch in der Remission, d.h. in euthymer Stimmungslage persistieren. Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit den klinischen Korrelaten von kognitiven Defiziten und der Effektivität eines kognitiven Trainings bei bipolaren Patienten (BP). In der ersten Teilstudie wurde untersucht, wie sich die kognitive Leistung der Patienten von der akuten Phase bis zur Remission verändert. Dazu wurden 55 akut depressive und (hypo-) manische BP und 55 gesunde Kontrollpersonen wiederholt mit einer neuropsychologischen Testbatterie untersucht. 29 Patienten konnten nach mindestens 3-monatiger Remission erneut getestet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die akut kranken BP domänenübergreifend kognitive Störungen im Vergleich zu gesunden Kontrollen aufweisen, wobei die depressiven Patienten eher in der Verarbeitungsgeschwindigkeit, der Aufmerksamkeit und dem Gedächtnis beeinträchtigt waren. Die akut manischen Patienten hatten hingegen auffällige Defizite in den exekutiven Funktionen. Die Performanz der BP besserte sich zwar in der Remission, es waren aber weiterhin im Vergleich zu den Kontrollen Defizite in der psychomotorischen Geschwindigkeit, dem Arbeitsgedächtnis und dem verbalen Gedächtnis festzustellen. Es zeigte sich außerdem, dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit, die Aufmerksamkeit und das verbale Gedächtnis in Zusammenhang mit subdepressiven Symptomen und Schlafstörungen standen, wohingegen die exekutiven Testmaße nicht mit diesen „State“-Faktoren assoziiert waren. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die exekutiven Funktionen als Trait-Merkmale der bipolaren Störung in Frage kommen, wohingegen Aufmerksamkeit und Gedächtnis durch das Vorliegen von Residualsymptomen beeinträchtigt sind. Ziel des zweiten Teils dieser Arbeit war es, eine kognitive Defizit- vs. Nondefizit Subgruppe innerhalb der BP zu identifizieren, um herauszufinden welche soziodemographischen oder krankheitsrelevanten Charakteristika mit kognitiven Störungen in Zusammenhang stehen. Dazu wurde die neuropsychologische Testleistung von 79 euthymen BP und 70 gesunden Kontrollen verglichen. Es zeigte sich erwartungsgemäß, dass die BP in der psychomotorischen Geschwindigkeit, der Aufmerksamkeit, dem Arbeitsgedächtnis, dem verbalen Gedächtnis, der Wortflüssigkeit und dem problemlösenden Denken trotz stabiler Remission signifikant schlechtere Leistungen erbrachten als die gesunden Kontrollen. Im Anschluss wurde die bipolare Stichprobe anhand ihrer Testleistung in eine Defizit- und eine Nondefizit Gruppe aufgeteilt. Die Ergebnisse zeigen, dass 54% der BP in allen Tests eine völlig normgerechte Leistung erbrachten. Die Studie bestätigte demnach, dass nicht alle Patienten kognitive Defizite aufweisen, sondern Subgruppen bestehen, die sich in verschiedenen Variablen voneinander unterscheiden: Die Defizit-Subgruppe berichtete signifikant mehr subdepressive Symptome und es lagen häufiger persistierenden Schlafstörungen und die Diagnose einer komorbiden Erkrankung vor (Angststörung, ADHS und Migräne). Zudem zeigte sich ein Zusammenhang zwischen Polypharmazie und kognitiven Defiziten. Diese Ergebnisse demonstrieren, dass ein Teil der kognitiven Störungen bei BP durch eine nicht vollständige Remission und sekundäre Symptome bedingt sind. Es ergab sich keine Assoziation zwischen kognitiver Leistung und krankheitsrelevanten Variablen, wie z.B. Anzahl der Phasen, Bipolar-Subtyp oder Ersterkrankungsalter. Diese Daten widersprechen zwar nicht der Hypothese, dass kognitive Störungen durch neurodegenerative Prozesse bedingt sind, sie weisen jedoch darauf hin, dass bei der bipolaren Störung häufig Residualsymptome vorliegen, welche im Rahmen von Studie als auch bei der therapeutischen Arbeit stärker als bisher berücksichtigt werden müssen. In beiden Teilstudien zeigte sich zudem, dass kognitive Störungen mit einem reduzierten psychosozialen Funktionsniveaus in Verbindung stehen. Dieses Ergebnis steht in Einklang mit bisherigen Untersuchungen, die berichten, dass Patienten mit kognitiven Defiziten soziale und berufliche Einschränkungen aufweisen, die wiederum mit einem schlechteren Krankheitsverlauf assoziiert ist. Aufgrund dessen wurde von einigen Autoren vorgeschlagen, mit Hilfe spezieller Interventionen wie der kognitiven Remediation (KR) die geistigen Funktionen zu rehabilitieren. In der vorliegenden Interventionsstudie wurde deshalb der Frage nachgegangen, ob die neurokognitive Leistungsfähigkeit und das psychosoziale Funktionsniveau der bipolaren Stichprobe durch KR verbessert werden kann. Zudem sollte untersucht werden, inwiefern kognitives Training zu Veränderungen der präfrontalen Hirnaktivität führt. Dafür wurde vor und nach dem Training eine Messung mit der Methode der funktionellen Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) durchgeführt. Das 3-monatige KR-Programm bestand aus einem computerisierten kognitiven Training und der Vermittlung von kognitiven Skills im Rahmen von 12-wöchentlichen Gruppensitzungen. Im Anschluss an das Training wurden die Teilnehmer (26 bipolare und als Vergleichsgruppe 13 unipolare Patienten) im Rahmen einer Post-Messung wiederholt untersucht. Zudem wurde zum Vergleich eine Kontrollgruppe von 10 BP im Abstand von 3 Monaten untersucht, die keine Intervention, sondern die Standardbehandlung erhielt. Aufgrund zahlreicher Drop-Outs konnten am Ende des Erhebungszeitraums die Daten von 16 bipolaren und 10 unipolar depressiven Patienten ausgewertet werden. Die Trainingsteilnehmer erbrachten im Gegensatz zu der Kontrollgruppe signifikante Leistungssteigerungen in den Tests zur Erfassung der psychomotorischen Geschwindigkeit, dem Arbeitsgedächtnisses, dem verbalen Gedächtnis und dem problemlösenden Denken. Zudem zeigte sich nach dem Training eine Verbesserung des psychosozialen Funktionsniveaus und eine Reduktion der subdepressiven Symptomatik. Eine Veränderung der präfrontalen Hirnaktivierung konnte jedoch nicht verifiziert werden. Die Ergebnisse lassen demnach schlussfolgern, dass Patienten mit affektiven Störungen von einem kognitiven Training profitieren, wobei die damit einhergehenden funktionalen Veränderungen der Hirnaktivität in Studien mit größeren Stichproben untersucht werden müssen. / Bipolar disorder is a recurrent and highly disabling affective disorder characterized by mood instability as well as cognitive disturbances. Considerable evidence has demonstrated that neuropsychological deficits are prevalent both during acute episodes and euthymia. Recent studies verified cognitive impairments during euthymia with deficits up to one standard deviation below average in psychomotor speed, attention, working memory, long term memory and executive functioning. Up to now, the mechanisms behind why some bipolar patients (BP) do not reach their former level of cognitive performance and psychosocial functioning while others remit completely, are not understood. In the first part of this doctoral thesis a longitudinal study was conducted which aimed to characterize changes in cognitive functioning from acute illness to remission in BP. For this purpose, 55 acutely admitted BP (35 depressed, 20 hypo-/ manic) and 55 healthy controls (HC) were tested with an extended neuropsychological test battery (attention, working memory, verbal memory and executive functioning). The measurement was repeated after three month of remission in 29 BP and 55 controls. The results showed global impairments in acutely admitted BP compared to HC. In particular, depressed patients showed a characteristic psychomotor slowing while (hypo-) manic patients had severe deficits in working memory and frontal-executive functions. During remission, cognitive functions in BP partially recovered while psychomotor speed, working memory and verbal memory were still impaired. Furthermore, it was shown that “state” factors such as subclinical symptoms and persisting sleep disorder were significantly associated with speed, attention and verbal memory. In contrast, working memory was correlated with psychotic symptoms (life time), indicating this cognitive domain as trait-related. Therefore, the results of this study indicate that residual symptoms could be potential confounders in studies on cognition and the search for cognitive endophenotypes in BD. However, to clarify trait vs. disease process effects in cognition in BD, more studies with a prospective design are needed. The second study of the present thesis aimed to identify a “cognitive deficit vs. non-deficit” subgroup within BD to find clinical correlates of cognitive impairments. Therefore, the neuropsychological test performance of 79 euthymic outpatients (BD-I and II) was compared to 70 matched, healthy controls. As expected, the sample of euthymic BP performed significantly worse than controls in psychomotor speed, divided attention, working memory, verbal memory, word fluency and problem solving. However, 54 % of the patients did not have any neurocognitive deficits at all, and whether or not a patient belonged to the non-deficit group was not influenced by disease severity (e.g. number of previous episodes, duration of illness, age of onset or bipolar subtype). Instead, our results demonstrated that patients suffering from persistent sleep disturbances and sub-threshold depressive symptomatology show more severe cognitive dysfunctions. In addition, comorbid disorders like anxiety, ADHD and migraine were associated with cognitive deficits. Furthermore, polypharmacy seemed to have a negative influence on cognitive functioning in BP. In sum, these results suggest that a major part of cognitive impairment in bipolar disorder is due to partial remission and secondary symptoms, especially sleep disorder and sub-syndromal depression. Even though our results do not disprove the idea of neurodegenerative processes in bipolar disorder, our data underscore the importance of residual symptoms. This has implications for future research and calls for the improvement of treatment options for cognitively impaired BP. The results of both studies reported above, showed an association between cognitive deficits and low psychosocial functioning. This is in line with previous studies showing strong associations between cognitive impairment and low social or occupational functioning which has in turn negative effects on illness progression. Therefore, many researchers suggest interventions not only to improve affective symptoms, but also cognitive dysfunctions. Cognitive remediation (CR) is a new psychological treatment specifically targeting cognitive functioning and coping skills, which is commonly assessed in patients with schizophrenia. Although BP have less severe, but similar cognitive deficits compared to patients suffering from schizophrenia, there is only little evidence on the efficacy of CR programs in patients with affective disorders. In the present thesis we developed a tailored CR program to evaluate the effect on the patients’ objective neuropsychological performance and everyday psychosocial functioning. Furthermore, we assessed the effect of CR on neural activity. For this purpose we applied functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) to measure frontal cortex activation prior and after CR. The CR program was composed of 12 group sessions which were conducted weekly. It consisted of a computerized training of several cognitive functions and a cognitive-skills part including mindfulness-based strategies as well as memorizing, problem solving, verbal reasoning, planning, organization in daily life and effective communication techniques. 39 bipolar und unipolar depressive patients took part in the cognitive training, however, due to several drop-outs only 26 patients could be measured again after the training. A comparable control group consisting of 10 BP was measured at baseline and follow-up after three month of treatment. Within the patient group a significant improvement of cognitive performance after cognitive training could be assessed: Compared to the control group, BP showed an improved performance in divided attention, working memory, verbal memory and problem solving after the CR program; unipolar depressive patients additionally improved in psychomotor speed and susceptibility to interference. Both bipolar and unipolar patients showed a higher psychosocial functioning and a reduction of subdepressive symptoms after the CR program. However, we did not reveal any pre-post changes in neural activity of the prefrontal cortex as measured by fNIRS. Therefore, our results demonstrate that patients with affective disorders benefit from CR with regard to mood symptoms and neurocognitive/ psychosocial functioning. However, the relation between behavioral changes and changes in functional activation following CR requires further studies.

Biased cognitive processes are very likely involved in the maintenance of fears and anxiety. One of such cognitive processes is the perceived relationship between fear-relevant stimuli and aversive consequences. If this relationship is perceived although objective contingencies have been random, it is called an (a posteriori) illusory correlation. If this relationship is overestimated before objective contingencies are experienced, it is called an (a priori) expectancy bias. Previous investigations showed that fear-relevant illusory correlations exist, but very few is known about how and why this cognitive bias develops. In the present dissertation thesis, a model is proposed based on a review of the literature on fear-relevant illusory correlations. This model describes how psychological factors might have an influence on fear and illusory correlations. Several critical implications of the model were tested in four experiments. Experiment 1 tested the hypothesis that people do not only overestimate the proportion of aversive consequences (startle sounds) following emotionally negative stimuli (pictures of mutilations) relative to neutral stimuli (pictures of household objects), but also following highly arousing positive stimuli (pictures of erotic scenes), because arousal might be an important determinant of illusory correlations. The result was a significant expectancy bias for negative stimuli and a much smaller expectancy bias for positive stimuli. Unexpectedly, expectancy bias was restricted to women. An a posteriori illusory correlation was not found overall, but only in those participants who perceived the aversive consequences following negative stimuli as particularly aversive. Experiment 2 tested the same hypothesis as experiment 1 using a paradigm that evoked distinct basic emotions (pictures inducing fear, anger, disgust or happiness). Only negative emotions resulted in illusory correlations with aversive outcomes (startle sounds), especially the emotions of fear and disgust. As in experiment 1, the extent of these illusory correlations was correlated with the perceived aversiveness of aversive outcomes. Moreover, only women overestimated the proportion of aversive outcomes during pictures that evoked fear, anger or disgust. Experiment 3 used functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) to measure biased brain activity in female spider phobics during an illusory correlation paradigm. Both spider phobics and healthy controls expected more aversive outcomes (painful electrical shocks) following pictures of spiders than following neutral control stimuli (pictures of mushrooms). Spider phobics but not healthy controls overestimated the proportion of aversive outcomes following pictures of spiders in a trial-by-trial memory task. This a posteriori illusory correlation was correlated with enhanced shock aversiveness and activity in primary sensory-motor cortex in phobic participants. Moreover, spider phobics’ brain activity in the left dorsolateral prefrontal cortex was elevated in response to spider images. This activity also predicted the extent of the illusory correlation, which supports the theory that executive and attentional resources play an important role in the maintenance of illusory correlations. Experiment 4 tested the hypothesis that the enhanced aversiveness of some outcomes would be sufficient to causally induce an illusory correlation. Neutral images (colored geometric figures) were paired with differently aversive outcomes (three startle sounds varying in intensity). Participants developed an illusory correlation between those images, which predicted the most aversive sound and this sound, which means that this association was overestimated relative to the other associations. The extent of the illusory correlation was positively correlated with participants’ self-reported anxiety. The results imply that the previously found relationship between illusory correlations and outcome aversiveness might reflect a causal impact of outcome aversiveness or salience on illusory correlations. In sum, the conducted experiments indicate that illusory correlations between fear-relevant stimuli and aversive consequences might persist – among other factors - because of an enhanced aversiveness or salience of aversive consequences following feared stimuli. This assumption is based on correlational findings, a neural measure of outcome perception and a causal influence of outcome aversiveness on illusory correlations. Implications of these findings were integrated into a model of fear-relevant illusory correlations and potential implications are discussed. Future investigations should further elucidate the role of executive functions and gender effects. Moreover, the trial-by-trial assessment of illusory correlations is recommended to increase reliability of the concept. From a clinical perspective, the down-regulation of aversive experiences and the allocation of attention to non-aversive experiences might help to cure anxiety and cognitive bias. / Verzerrte kognitive Prozesse sind sehr wahrscheinlich an der Aufrechterhaltung von Furcht und Angst beteiligt. Ein solcher kognitiver Prozess ist der wahrgenommene Zusammenhang zwischen Reizen, vor denen bereits Angst besteht und unangenehmen Konsequenzen. Wenn so ein Zusammenhang wahrgenommen wird, obwohl die objektiven Kontingenzen zufällig sind, spricht man von einer illusorischen Korrelation (a posteriori). Wenn so ein Zusammenhang überschätzt wird, bevor objektive Kontingenzen erlebt werden, spricht man von einer Erwartungsverzerrung (a priori). Frühere Untersuchungen zeigten, dass angstrelevante illusorische Korrelationen existieren, aber bisher ist nur wenig darüber bekannt, wie und warum diese entstehen. In der vorliegenden Dissertation wird ein Modell vorgeschlagen, dass auf bisherigen Erkenntnissen zu angstrelevanten illusorischen Korrelationen beruht. Das Modell beschreibt, welche psychologischen Faktoren die Entstehung von Angst und illusorischen Korrelationen begünstigen könnten. Mehrere Implikationen dieses Modells wurden in vier Experimenten getestet. Experiment 1 überprüfte die Hypothese, dass Menschen nicht nur die Häufigkeit unangenehmer Konsequenzen (Schreckgeräusche) nach emotional negativen Reizen (Bilder von Verletzungen) überschätzen, verglichen mit neutralen Reizen (Bilder von Haushaltsgegenständen), sondern auch nach sehr aufregenden positiven Reizen (Bilder von erotischen Szenen), weil die allgemeine Erregung einen Einfluss auf illusorische Korrelationen haben sollte. Das Ergebnis war eine signifikante Erwartungsverzerrung bei negativen Reizen und eine sehr viel kleinere Erwartungsverzerrung bei positiven Reizen. Unerwarteter Weise waren Erwartungsverzerrungen auf Frauen beschränkt. Eine illusorische Korrelation (a posteriori) konnte im Allgemeinen nicht festgestellt werden, sondern lediglich bei solchen Probanden, die die unangenehmen Konsequenzen nach negativen Reizen als besonders unangenehm empfanden. Experiment 2 überprüfte die gleiche Hypothese wie Experiment 1 anhand einer Versuchsanordnung, die verschiedene Basisemotionen hervorrufen sollte (durch Bilder, die Angst, Ärger, Ekel oder Freude induzierten). Nur negative Emotionen führten zu illusorischen Korrelationen (a posteriori) mit unangenehmen Ereignissen (Schreckgeräusche), insbesondere die Emotionen Angst und Ekel. Wie auch in Experiment 1 korrelierte das Ausmaß der illusorischen Korrelation mit der wahrgenommenen Unangenehmheit der unangenehmen Ereignisse bei der entsprechenden Bildkategorie. Darüber hinaus überschätzten nur Frauen den Anteil negativer Ereignisse bei Bildern, die Angst, Ekel, oder Ärger hervorriefen. Experiment 3 verwendete funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT), um verzerrte Gehirnaktivität bei Spinnenphobikerinnen während eines Versuchs zu illusorischen Korrelationen zu messen. Sowohl Spinnenphobikerinnen als auch gesunde Kontrollprobandinnen erwarteten mehr unangenehme Konsequenzen (schmerzhafte elektrische Reize) bei Bildern von Spinnen als bei neutralen Kontrollreizen (Bilder von Pilzen). Spinnenphobikerinnen, aber nicht gesunde Kontrollprobandinnen überschätzten jedoch im Nachhinein den Anteil unangenehmer Konsequenzen bei Bildern von Spinnen in einer Trial-by-Trial Gedächtnisaufgabe. Diese illusorische Korrelation (a posteriori) korrelierte mit der erhöhten Unangenehmheit der elektrischen Reize und mit Aktivierung im primären senso-motorischen Kortex der phobischen Teilnehmerinnen. Darüber hinaus wiesen Spinnenphobikerinnen in Reaktion auf die Bilder von Spinnen eine erhöhte Aktivierung im linken dorsolateralen präfrontalen Kortex auf. Diese Aktivität sagte auch das Ausmaß der illusorischen Korrelation vorher, was die These unterstützt, dass exekutive und Aufmerksamkeitsressourcen eine wichtige Rolle in der Aufrechterhaltung illusorischer Korrelationen spielen. Experiment 4 überprüfte die Hypothese, dass die erhöhte Unangenehmheit mancher Konsequenzen hinreichend sein würde, um kausal eine illusorische Korrelation hervorzurufen. Neutrale Bilder (geometrische Figuren in drei verschiedenen Farben) wurden mit unterschiedlich unangenehmen Konsequenzen gepaart (Schreckgeräusche in drei verschiedenen Intensitäten). Bei den Probanden entwickelte sich eine illusorische Korrelation mit der Farbe, die das unangenehmste Geräusch voraussagte und diesem Geräusch, das heißt, der Zusammenhang wurde im Vergleich zu den anderen Zusammenhängen überschätzt. Das Ausmaß der illusorischen Korrelation korrelierte positiv mit der Ängstlichkeit der Teilnehmer. Die Ergebnisse legen nahe, dass der bisher gefundene Zusammenhang zwischen illusorischen Korrelationen und der Unangenehmheit der unangenehmen Konsequenzen auf einen kausalen Einfluss der Unangenehmheit oder Salienz der Konsequenzen auf illusorische Korrelationen zurückgehen könnte. Zusammengefasst zeigten die durchgeführten Experimente, dass illusorische Korrelationen zwischen angstrelevanten Reizen und unangenehmen Konsequenzen – neben anderen Einflussfaktoren – aufgrund einer erhöhten Unangenehmheit oder Salienz unangenehmer Konsequenzen bei gefürchteten Reizen bestehen könnten. Diese Annahme basiert auf korrelativen Ergebnissen, einem neuralen Maß der Konsequenzverarbeitung und dem gefundenen kausalen Einfluss der Unangenehmheit unangenehmer Konsequenzen auf illusorische Korrelationen. Implikationen dieser Befunde werden in ein Modell zu angstrelevanten illusorischen Korrelationen integriert und diskutiert. Zukünftige Studien sollten die Rolle exekutiver Funktionen und Geschlechtsunterschiede genauer untersuchen. Es empfiehlt sich dabei, illusorische Korrelationen Trial-by-Trial zu erfassen, um die Reliabilität des Konzepts zu erhöhen. Aus klinischer Sicht könnten die Beruhigung unangenehmer Erfahrungen und die Aufmerksamkeitsallokation auf nicht-unangenehme Erfahrungen helfen, Ängste und kognitive Verzerrungen zu vermindern.

<p>I en delstudie till IDA-projektet har 185 kvinnor i 40-årsåldern skattat sin stress med PSS (Perceived Stress Scale) och genomfört fyra episodiska minnestest. Ett omvänt U-format samband med PSS som oberoende faktor och prestation i de olika minnestesterna som beroende faktor har prövats. Ett linjärt samband har sökts post hoc. Både explicit och implicit minnesprestation har mätts, liksom primär- och sekundärminnesprestation. Hög- och lågutbildade deltagare analyserades separat. Ett signifikant resultat för ett omvänt U-format samband kan noteras i ett explicit minnestest (återgivningstest) för gruppen Högutbildade. Inga andra signifikanta samband erhölls och inga signifikanta skillnader mellan högutbildades och lågutbildades stresskattningsnivåer eller minnesprestationer kan konstateras. Resultaten diskuteras ur ett biologiskt, kognitivt och socialpsykologiskt perspektiv med hjälp av bl a teorier kring kortisolnivåer och arbetsminnets begränsade kapacitet.</p>

<p>En dramatisk ökning av långtidssjukskrivning p. g. a. psykisk ohälsa, ofta stress, har skett de senaste åren. Sedan 2005 finns diagnosen utmattningssyndrom (UMS). Många med UMS upplever att de får sämre minne och koncentration. Det finns mycket lite forskning om kognitiva funktioner vid UMS, däremot en del på närliggande diagnoser som chronic burnout (CBO) och chronic fatigue syndrom (CFS). Denna forskning visar att kognitiva nedsättningar finns hos drabbade. Kognitiva funktioner är ett komplext system där olika tester mäter olika aspekter. Testresultat kan påverkas av bl. a. ålder, utbildning och intelligens. Forskning pågår för att undersöka om Kognitiva Screeningbatteriet (KSB) kan användas för att mäta kognitiva funktioner vid UMS. Föreliggande studie baseras på testningar med KSB på friska personer i syfte att få en kontrollgrupp för fortsatta studier om personer med UMS. Skillnader i resultat som beror på kön, ålder och utbildning undersöktes också. Den äldsta gruppen, 46-56 år, fick signifikant sämre resultat på Stroop test och Symbol Digit Modalities Test (SDMT). Personer med eftergymnasial utbildning fick signifikant bättre resultat på Minnestestet och SDMT. Fortsatt forskning om UMS är viktigt p. g. a. de samhällskostnader som sjukskrivningar innebär och p. g. a. det personliga lidandet för drabbade personer och deras anhöriga.</p>

<p>Detta examensarbete ger en inblick i hur människors utveckling kan påverkas av Funktionsinriktad Musikterapi – FMT, utifrån frågorna på vilket sätt FMT kan påverka motorisk utveckling samt på vilket sätt FMT kan påverka kognitiv utveckling. Det dokumenterar arbetssättet kring FMT-metoden. Genom två fallbeskrivningar får vi följa det praktiska arbetet. Resultat visar att de medverkandes motorik har påverkats och även kognitiv utveckling har påverkats.</p>

Detta examensarbete ger en inblick i hur människors utveckling kan påverkas av Funktionsinriktad Musikterapi – FMT, utifrån frågorna på vilket sätt FMT kan påverka motorisk utveckling samt på vilket sätt FMT kan påverka kognitiv utveckling. Det dokumenterar arbetssättet kring FMT-metoden. Genom två fallbeskrivningar får vi följa det praktiska arbetet. Resultat visar att de medverkandes motorik har påverkats och även kognitiv utveckling har påverkats.

En dramatisk ökning av långtidssjukskrivning p. g. a. psykisk ohälsa, ofta stress, har skett de senaste åren. Sedan 2005 finns diagnosen utmattningssyndrom (UMS). Många med UMS upplever att de får sämre minne och koncentration. Det finns mycket lite forskning om kognitiva funktioner vid UMS, däremot en del på närliggande diagnoser som chronic burnout (CBO) och chronic fatigue syndrom (CFS). Denna forskning visar att kognitiva nedsättningar finns hos drabbade. Kognitiva funktioner är ett komplext system där olika tester mäter olika aspekter. Testresultat kan påverkas av bl. a. ålder, utbildning och intelligens. Forskning pågår för att undersöka om Kognitiva Screeningbatteriet (KSB) kan användas för att mäta kognitiva funktioner vid UMS. Föreliggande studie baseras på testningar med KSB på friska personer i syfte att få en kontrollgrupp för fortsatta studier om personer med UMS. Skillnader i resultat som beror på kön, ålder och utbildning undersöktes också. Den äldsta gruppen, 46-56 år, fick signifikant sämre resultat på Stroop test och Symbol Digit Modalities Test (SDMT). Personer med eftergymnasial utbildning fick signifikant bättre resultat på Minnestestet och SDMT. Fortsatt forskning om UMS är viktigt p. g. a. de samhällskostnader som sjukskrivningar innebär och p. g. a. det personliga lidandet för drabbade personer och deras anhöriga.