Frontal EEG alpha asymmetry and its relation to depression / Die frontale EEG Alphaasymmetrie und Beziehungen zu Depression/Depressivität

Visual attention can be voluntarily focused on a location or automatically attracted by salient features in a visual scene. Studies using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) suggest two networks of visual attention involved in these complementary mechanisms: a dorsal frontoparietal network and a ventral frontoparietal network of visuospatial attention respectively. However, most studies so far have applied non‐natural schematic stimuli. The present study investigates visual attention in images of natural environmental scenes. Adopting previously used eye‐tracker paradigms, we study the influence of task instruction and luminance contrast modifications in pictures on both eye movements and neural activity using Eye‐Tracking and functional Magnetic Resonance Imaging simultaneously. We expect increased top‐down control of attention in a search task compared to a free viewing condition visible in enhanced neural activation in the intraparietal sulcus (IPS) as part of the dorsal frontoparietal network. Strong modifications of luminance contrast should foster bottom‐up processing activating the temporoparietal junction (TPJ) a crucial area in the ventral frontoparietal network of visual attention. Although the obtained eye‐tracking data shows the expected shift of fixations towards locations of increased luminance contrast, we do not find an influence of luminance contrast modifications on neural processing. Comparison of instructions reveals diverse results across participants possibly due to the long presentation duration of stimuli which allowed participant’s attention to wander independently of task instruction. We find bilateral activation in IPS and parahippocampal place area (PPA) as well as bilateral deactivation in the TPJ region independent of task context. This might indicate similar contributions of these areas to free viewing of and search in visual scenes. However, dissociation of target detection and attention during search by deconvolution analysis of data obtained in this study might reveal a more detailed picture of functional involvement of the IPS and TPJ region in processes of visual attention. Remarkably, results show robust activation of the PPA in both tasks, suggesting that the PPA region might not only be activated by houses and open scenes but by narrow scenes (bushes, leaves) of natural outdoor environment as well.

The origin and development of human cerebral asymmetries is yet a debated issue. One prominent manifestation of cerebral asymmetry is handedness with humans showing a dextral population bias. Handedness in humans is not fully established before the age of six. However, head turning preference in newborns is thought to be an important factor in the development of later handedness. If this head turning preference did not disappear completely during development but would prevail into adulthood it might, thus, be associated with handedness. Therefore, this study aimed to assess head turning preference in adults and to relate a possibly emerging bias to handedness. Forty-two adults (6 females, aged 23- 63, mean age = 35) participated in the study. Head turning preference was assessed by means of a move during Ju Jutsu martial arts training, which requires the trainee to move the head to either left or right. The direction of head movement is not specified for this move, leaving the choice to the trainee. Handedness was measured by the Edinburgh Handedness Inventory. Results did not reveal a profound head turning bias in adults. Contrary to the dextral bias in handedness, in this study a leftward bias in head turning emerged from those participants who showed a head turning preference. Head turning bias did not depend on handedness. The finding of a nearly absent and predominantly leftward head turning bias in this sample is discussed in the context of the Ju Jutsu task, training experience and trainer bias. It is concluded that the Ju Jutsu move is not a sufficient task to assess head turning preference in humans. Thus, to further illuminate the relation between head turning preference and handedness, studies are needed which assess head turning preference in adults in an un-trainable and unbiased situation.

Die Kombination von Eyetracking und fMRI in den Neurowissenschaften ist eine relativ neue Methode, die einerseits eine technische Herauforderung darstellt, andererseits neue Möglichkeiten des Zugangs zu neuronalen Prozessen darbietet. In der vorliegenden Arbeit wurden durch Kombination beider Methoden Prozesse der neuronalen und visuellen Verarbeitung von Emotionen untersucht. Zunächst wurde die Rolle von verschiedenen Gehirnregionen innerhalb des emotionalen Netzwerks sowie die Frage nach der Lateralität der emotionalen Verarbeitung untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die neuronale Antwort in den unterschiedlichen Regionen in erster Linie die Anforderungen an die jeweilige funktionelle Einheit spiegelt. Im Rahmen der Untersuchungen von visueller Verarbeitung wurden die einzelnen spezifischen Blickbewegungsmuster für Emotionen Angst, Ekel und Freude erstmals charakterisiert. Es wurden auch Habituationseffekte auf die beschriebenen Blickbewegungsmuster untersucht. Die gemeinsame Analyse beider Datensätze zeigte, dass zwischen visuellen und neuronalen Prozessen eine enge qualitative Interaktion besteht. Es wurde ein Zusammenhang zwischen der Betrachtungsdauer und der tiefe der Verarbeitung nachgewiesen.

Randomized controlled trials (RCTs) are the hallmark of evidence-based medicine and form the basis for translating research data into clinical practice. This review summarizes commonly applied designs and quality indicators of RCTs to provide guidance in interpreting and critically evaluating clinical research data. It further reflects on the principle of equipoise and its practical applicability to clinical science with an emphasis on critical care and neurological research. We performed a review of educational material, review articles, methodological studies, and published clinical trials using the databases MEDLINE, PubMed, and ClinicalTrials.gov. The most relevant recommendations regarding design, conduction, and reporting of RCTs may include the following: 1) clinically relevant end points should be defined a priori, and an unbiased analysis and report of the study results should be warranted, 2) both significant and nonsignificant results should be objectively reported and published, 3) structured study design and performance as indicated in the Consolidated Standards of Reporting Trials statement should be employed as well as registration in a public trial database, 4) potential conflicts of interest and funding sources should be disclaimed in study report or publication, and 5) in the comparison of experimental treatment with standard care, preplanned interim analyses during an ongoing RCT can aid in maintaining clinical equipoise by assessing benefit, harm, or futility, thus allowing decision on continuation or termination of the trial.

The 5-HTT gene (SLC6A4) is regulated by a common polymorphism in the promoter region (5-HTTLPR), which has functional consequences. Two major alleles have been observed and shown to have differential transcriptional activity with the long (L) allele having greater gene expression than the short (S) allele. 5-HTTLPR appears to modulate depression, anxiety and personality traits such as neuroticism. Additionally, a significant influence of 5-HTTLPR genotype on amygdala reactivity in response to fearful stimuli has been reported. Moreover, 5-HTTLPR seems to impact on the role of stressful life events (SLEs) in the development of depression. An elevated risk of depression and suicidal behaviors has been found in carriers of at least one low expressing S allele who had experienced SLEs, suggesting a gene x environment interaction. However, a recent meta-analysis showed that several findings failed to replicate this finding. Since genetic polymorphisms of the dopaminergic and serotonergic neurotransmission interact at the molecular, analyses with another polymorphism of the dopaminergic system, the dopamine D4 receptor (DRD4) was included to consider these likely gene-gene interactions (epistasis). The aim of this series of studies was to investigate the role 5-HTTLPR and SLEs on the endocrine stress response in different age samples. While newborns have been examined by a heel prick, stress responses were provoked in children (8-12 yrs) and younger adults (19-31 yrs) and older adults (54-68 yrs.) with the Trier Social Stress Test (TSST). The Life History Calendar (LHC) and Life Events Questionnaire (LEQ) were used to acquire data on SLEs. While in newborns the S/S genotype showed a significantly higher acute endocrine stress response than L/L or S/L genotypes, no significant difference between genotype groups was found in children. In the younger adult sample, the genotype impacted on cortisol stress responsiveness was reversed. Adults carrying the more active L allele of the 5-HTTLPR polymorphism showed a significantly larger cortisol response to the TSST than individuals carrying at least one of the lower expressing S allele. In older adults, no significant difference between genotype groups was found. However, results point in the same direction with showing highest cortisol response in individuals with L/L genotype. These data suggest that the association between 5-HTTLPR and endocrine stress reactivity seems to alter across lifespan, more specific the effects of genotype turns around. In addition, a significant interaction effect of 5-HTTLPR and SLEs has been found in the sample of younger adults, i.e. that early SLE as well as a severe number SLEs across the entire lifespan seem to modulate the interaction between HPA axis activity and 5-HTTLPR genotype. Additionally, a DRD4 by 5-HTTLPR interaction emerged which point to independent and joint effects of these polymorphisms on stress responsivity with regard to the concept of genegene interaction.

Die Dissertation beschäftigt sich mit der Frage, ob und wie Feedback-basiertes Lernen durch Stress moduliert wird. Der Zusammenhang zwischen Stress und Kognition sowie die zugrunde liegenden biologischen Mechanismen sind Gegenstand der kognitiven Stressforschung. Während der Einfluss von Stress und Stresshormonen auf andere Lernformen bereits gut etabliert ist, gibt es bisher kaum Studien, die Feedback-basiertes Lernen unter Stress bei Menschen betrachtet haben. In der vorliegenden Arbeit werden daher die Auswirkungen akuten Stresses auf diese Lernform untersucht. Es werden gezielt Auswirkungen auf die generelle Akquisition einer Lernaufgabe mittels Feedback, auf die Nutzung sowohl positiven als auch negativen Feedbacks beim Lernen sowie auf die Fähigkeit der flexiblen Anpassung an sich änderndes Feedback betrachtet. Dafür werden in den experimentellen Untersuchungen der Arbeit Feedback-basierte Aufgaben mit einer vorangestellten Induktion akuten psychosozialen Stresses kombiniert. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten darauf hin, dass akuter psychosozialer Stress das generelle Erlernen Feedback-basierter Aufgaben nicht beeinflusst, jedoch die Nutzung positiven und negativen Feedbacks beim Lernen verändert. Im Speziellen wird negatives Feedback nach einer Stressinduktion weniger genutzt, während über eine möglicherweise stärkere Nutzung positiven Feedbacks aufgrund der vorliegenden Ergebnisse keine fundierte Aussage getroffen werden kann. Zudem finden sich in der vorliegenden Arbeit Hinweise auf einen positiven Zusammenhang zwischen Cortisolwerten und der Flexibilität in Feedback-basierten Lernaufgaben. Als Erklärungsansätze werden veränderte Aufmerksamkeitsprozesse nach einer Stressinduktion sowie andere psychologische Faktoren wie eine kognitive Nachbeschäftigung mit dem Stresstest und eine geringere Involviertheit in die kognitiven Aufgaben diskutiert. Die berichteten Korrelationen zwischen Cortisolwerten und kognitiven Parametern werden dahingehend interpretiert, dass Cortisol ein vermittelnder Faktor des Stresseffekts auf die Nutzung und neuronale Verarbeitung negativen Feedbacks sein könnte. Zur Integration der Ergebnisse aller Studien wird eine Modulation der dopaminergen Signalübertragung durch Stress und erhöhte Cortisolspiegel und damit verbundene Auswirkung auf Feedback-basiertes Lernen vorgeschlagen. Die vorliegende Arbeit gibt zum ersten Mal Hinweise auf eine veränderte Nutzung und Verarbeitung von Feedback nach psychosozialem Stress und bestätigt frühere Befunde eines Zusammenhangs zwischen Cortisol und der Flexibilität beim Lernen.

Eine phasische Ausschüttung des Neurotransmitters Dopamin wird u.a. mit positivem Affekt, der Reaktivität auf Neuheit und kognitiver Handlungssteuerung in Verbindung gebracht. In der vorliegenden Doktorarbeit wurde der dopaminerge Einfluss auf die Flexibilität und Stabilität der Handlungssteuerung untersucht. Für eine zielgerichtete Handlung sind beide antagonistischen Anforderungen notwendig. Einerseits müssen gewählte Handlungsabsichten gegenüber irrelevanten Ablenkungsreizen abgeschirmt und somit stabilisiert werden. Andererseits müssen diese Absichten im Falle handlungsrelevanter Änderungen der Situation flexibel angepasst werden. Als theoretische Grundlage für die vorliegende Arbeit dienten in diesem Zusammenhang folgende Kernthesen von Miller und Cohen (2001): (1) Der präfrontale Kortex (PFC) ist entscheidend an der Regulation der Handlungssteuerung beteiligt. (2) Eine phasische Dopaminausschüttung ermöglicht die Aufnahme neuer Reize im PFC und damit die Möglichkeit, gegebenenfalls aktuelle Regeln und Ziele zu ändern. (3) Eine phasische Dopaminausschüttung verschiebt demnach die Balance zwischen einer flexiblen und stabilen Handlungssteuerung in Richtung Flexibilität. In den ersten beiden Studien der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss interindividueller Unterschiede dopaminerger Aktivität auf die Flexibilität der Handlungssteuerung untersucht. Als Prädiktoren wurden die spontane Lidschlagrate (EBR), die Polymorphismen COMT Val-158-Met und DRD4 Exon III sowie das Geschlecht eingesetzt. In der dritten Studie sollte eine Dopaminausschüttung experimentell durch die Darbietung von Signalen einer potenziellen Belohnung (Geldgewinn) stimuliert werden. Hierdurch sollten die beobachteten Zusammenhänge aus den ersten beiden Studien erhärtet und in einem erweiterten theoretischen Kontext untersucht werden. In allen drei Studien zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang von Lidschlagrate und kognitiver Flexibilität (mittleres η²=8%). Entsprechend der Vorhersage wurde mit steigender Lidschlagrate eine erhöhte Flexibilität beobachtet. Ferner ergaben sich Interaktionseffekte zwischen EBR und DRD 4 Exon III Polymorphismus bzw. EBR und Geschlecht, sowie ein Geschlechtshaupteffekt. Zur Stabilität dieser Effekte konnte jedoch jeweils keine abschließende Aussage gemacht werden. In der dritten Studie zeigte sich bei Darbietung des Belohnungssignals eine erhöhte kognitive Stabilität (η²=7%). Dieser Zusammenhang wurde vom subjektiven Erlebens des Experiments moderiert (η²=11%): Personen, die den Eindruck hatten, ohne große Anstrengung viel zu gewinnen, zeigten eine erhöhte kognitive Flexibilität. Diese beiden Befunde können innerhalb einer integrativen Theorie von Cohen et al. (2004) plausibel erklärt werden. Der Belohnungs-Haupteffekt könnte auf die Dominanz eines (noradrenergen) Wirkungspfades im Kontext der Wettkampfsituation hinweisen. Der moderierende Effekt des subjektiven Erlebens könnte gemäß der oben erläuterten Kernthesen von Miller und Cohen (2001) als gleichzeitige Flexibilisierung über den dopaminergen Wirkungspfad interpretiert werden, die insbesondere bei geringer wahrgenommener Anstrengung dominieren kann. Als wichtigstes Ergebnis der vorliegenden Arbeit kann zusammenfassend festgestellt werden, dass die Hypothese einer dopaminergen Beeinflussung der Flexibilitäts-Stabilitäts-Balance der kognitiven Handlungssteuerung durch die Ergebnisse der drei Studien unterstützt werden konnte. Dabei erwies sich insbesondere die spontane Lidschlagrate als zuverlässiger non-invasiver und effizient zu erhebender Prädiktor dopaminerger Aktivität. Der flexibilisierende Einfluss von Dopamin kann von einem stabilisierenden Einfluss überlagert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine erforderliche Leistung zur Erreichung einer Belohnung als nützlich eingeschätzt und subjektiv als anstrengend wahrgenommen wird. / Converging evidence suggests a modulatory role of the neurotransmitter dopamine concerning reward, positive affect, novelty, and cognitive control. According to Miller and Cohen (2001) a phasic burst of dopamine shifts the balance between cognitive flexibility versus stability towards increased flexibility. Based on this assumption the current dissertation aimed at revealing associations between correlates of dopaminergic activity and the cognitive flexibility in an attentional set-shifting paradigm. In the first two studies we examined individual differences in the spontaneous eyeblink rate (EBR), the polymorphisms DRD4 exon III and COMT Val158Met polymorphism, as well as gender. In the third study we examined the impact of prospective monetary gains. Through this the findings of the first two studies should be validated and tested in an extended theoretical background. In all three studies an association between high EBR and increased cognitive flexibility was observed (mean η²=8%). Thus the main thesis of Miller and Cohen (2001) could be confirmed. Furthermore we observed interactions between EBR and DRD4 and EBR and gender, as well as a gender main effect on cognitive flexibility. In the third study we observed increased cognitive stability in the face of prospective gains (η²=7%). However, this effect was modulated by the subjective evaluation of the reward cues: participants who reported increasing their effort in response to reward cues showed increased cognitive stability whereas those who reported a positive and relaxed attitude towards the reward cues showed increased flexibility (η²=11%). The results thus suggest that the flexibility-stability-balance is modulated by the perceived effort needed to receive the potential reward.

Delay Discounting im Sinne eines Abwertens zukünftiger Belohnungen ist ein weit verbreitetes Phänomen. Es zeigt sich z. B. in persönlichen Angelegenheiten, wie der Entscheidung für den kurzfristigen Genuss von Süßigkeiten und gegen die langfristigen, durchaus größeren Vorteile einer schlanken Figur. Auch internationale wirtschaftliche und politische Diskussionen zum Klimaschutz oder der Finanzkrise werden von der Präferenz für sofortige, kleinere Belohnungen über verzögerte, größere Belohnungen getrieben. In der Psychologie wird Delay Discounting als Maß für Impulsivität bzw. Selbstkontrolle mit dem Auftreten von Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Syndromen und von Abhängigkeitserkrankungen in Verbindung gebracht. Bezüglich der neuronalen Grundlagen von Delay Discouting ist mithilfe von sogenannten Intertemporal Choice Tasks bereits herausgefunden worden, dass die Entscheidung für eine sofortige Belohnung stärkere neuronale Aktivierung in belohnungsspezifischen Gehirnregionen evoziert als die Entscheidung für eine verzögerte Belohnung. Außerdem wurden sowohl theoretisch wie auch empirisch ein impulsives und ein reflektives System als Grundlage des Delay Discounting beschrieben, deren Existenz jedoch von manchen Wissenschaftlern angezweifelt wird. Ebenso wird angezweifelt, ob Delay Discounting unabhängig vom Einsatz von Intertemporal Choice Tasks und der damit verbundenen Entscheidung zwischen zwei Alternativen überhaupt besteht. Da die neuronalen Grundlagen des Delay Discounting und des impulsiven und reflektiven Systems bisher nicht unabhängig von einer Entscheidungsaufgabe erfasst wurden, konnten diese Zweifel nicht ausgeräumt werden. Ebenso ist zurzeit unbekannt, ob sich die neuronalen Korrelate des Delay Discounting bei Personen mit unterschiedlichen Persönlichkeitseigenschaften, bei Männern und Frauen, bei Rauchern und Nichtrauchern und in Abhängigkeit von verschiedenen Genvarianten unterscheiden. Um diese Lücke zu schließen, ist im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein neuartiges Delay Discounting Paradigma zum Einsatz im Magnetresonanztomographen entwickelt worden. Dieses Paradigma ähnelt einem Monetary Incentive Delay Task und ermöglicht es, neuronale Aktivierung bei der Antizipation und bei dem Erhalt einer einzelnen Belohnung zu einem Zeitpunkt zu erfassen. Außerdem kann nach der Antizipation einer Belohnung, die sich durch eine bestimmte Höhe (0,05 €, 0,50 €, 1,00 €) und eine bestimmte Auszahlungsverzögerung (0 Tage, 10 Tage, 100 Tage) auszeichnet, in einer einfachen visuellen Diskriminationsaufgabe eine Reaktionszeit erfasst werden, die als behaviorales Maß für die inzentive Motivation fungiert. Zusammen mit einer Erfassung verschiedener Persönlichkeitseigenschaften und einer Genotypisierung für den COMT Val 158 Met Polymorphismus, den DRD2 Taq 1 A Polymorphismus und den DAT 1 Polymorphismus ist das Delay Discounting Paradigma an insgesamt 90 Probanden im Magnetresonanztomographen eingesetzt worden, so dass 84 auswertbare Datensätze gewonnen werden konnten. Diese 84 Datensätze stammten insgesamt von 42 Frauen und 42 Männern bzw. von 43 strikten Nichtrauchern, 38 starken Rauchern und drei Gelegenheitsrauchern. Anhand der Auswertung der Gesamtstichprobe konnte bestätigt werden, dass das Delay Discounting Paradigma belohnungs- und verzögerungsspezifisch unterschiedliche Reaktionszeiten und unterschiedliche neuronale Aktivierung hervorruft. In belohnungsverarbeitenden Gehirnregionen wie dem ventralen Striatum zeigte sich sowohl stärkere Aktivierung für größere Belohnungen als auch für Belohnungen, die früher ausgezahlt wurden. Damit steht fest, dass Delay Discounting unabhängig von der Entscheidung zwischen zwei Alternativen auftritt. Außerdem konnte erstmalig ein Interaktionseffekt zwischen Belohnungshöhe und Belohnungsverzögerung aufgedeckt werden: Es zeigte sich eine Abnahme der Differenzen in der neuronalen Aktivierung zwischen größter und kleinster Belohnung über die Zeit, was auf eine Indifferenz gegenüber der Höhe verzögerter Belohnung hindeutet. Ein Einfluss der Belohnungsverzögerung wurde allerdings nur beim Erhalt von Belohnungen messbar, bei der Antizipation von Belohnungen zeigte sich kein Delay Discounting Effekt. Bezüglich der Kontroverse zur Existenz eines impulsiven und reflektiven Systems konnten Ergebnisse gewonnen werden, die beide Positionen integrieren. So wurde zwar die Beteiligung von zwei distinkten neuronalen Systemen beim Abwerten zukünftiger Belohnungen bestätigt, allerdings zeigte sich auch, dass beide Systeme – in einem unterschiedlichen Ausmaß – verzögerte Belohnungen abwerten. Trotzdem wird von den vorliegenden Ergebnissen die Annahme, dass sich aus der Interaktion von impulsivem und reflektivem System impulsives und selbstkontrolliertes Verhalten ergeben kann, gestützt. Im Hinblick auf die interindividuellen Unterschiede, die in der vorliegenden Arbeit aufgedeckt werden sollten, haben sich vor allem Zusammenhänge zwischen dem subjektiv berichteten allgemeinen Stress der Versuchspersonen (operationalisiert über das Selbststeuerungsinventar) und der neuronalen Aktivität von Gehirnregionen, die dem impulsiven und reflektiven System zugeordnet werden, gezeigt. So ist bei niedrigem Stress das impulsive System signifikant weniger aktiviert als das reflektive System, während sich bei hohem Stress dieser Zusammenhang umkehrt. Die relative Hyperaktivierung des impulsiven Systems bei Stress könnte erklären, warum unter Stress vermehrt Rückfälle bei abhängigkeitserkrankten Probanden beobachtet werden. Außerdem ging starkes neuronales Delay Discounting in medial präfrontalen Gehirnregionen mit hohem Stress, ebenso wie mit hoher nichtplanender Impulsivität (gemessen anhand der Barratt Impulsivitätsskala) und mit geringer Selbstkontrolle (gemäß des Selbststeuerungsinventars) einher. Dieses Ergebnis belegt unter anderem, dass das neu entwickelte Delay Discounting Paradigma neuronale Prozesse abbildet, die mit Impulsivität und Selbstkontrolle in Verbindung stehen. Darüber hinaus konnte kongruent mit entsprechenden Vorbefunden ein Einfluss des COMT Val 158 Met Polymorphismus auf das neuronale Delay Discounting im ventralen Striatum und erstmalig ein Zusammenhang zwischen dem DRD2 Taq 1 A A1-Allel und neuronalem Delay Discounting im posterioren Cingulum aufgedeckt werden. Damit ist die Bedeutung des Neurotransmitters Dopamin, der durch die untersuchten Polymorphismen beeinflusst wird, für die neuronalen Grundlagen des Delay Discounting bestätigt worden. Zusammengenommen deuten sowohl die beschriebenen Befunde als auch die sonstigen Ergebnisse der Arbeit darauf hin, dass sich neuronales Delay Discounting interindividuell unterscheidet. Im Hinblick auf Pathologien, die mit diesem Phänomen in Verbindung stehen, sollte daher weitere Forschung zu interindividuellen Unterschieden und zu spezifischen Behandlungsmethoden erfolgen.

Recent research, that has been focused on recognition memory, has revealed that two processes contribute to recognition of previously encountered items: recollection and familiarity (Aggleton & Brown, 1999; Eichenbaum, 2006; Eichenbaum, Yonelinas, & Ranganath, 2007; Rugg & Yonelinas, 2003; Skinner & Fernandes, 2007; Squire, Stark, & Clark, 2004; Wixted, 2007a; Yonelinas, 2001a; Yonelinas, 2002). The findings of neural correlates of recollection and familiarity lead to the assumption that there are different brain regions activated in either process, but there are, to the best of my knowledge, no studies assessing how these brain regions are working together in a recollection or a familiarity network, respectively. Additionally, there are almost no studies to date, which directly searched for overlapping regions. Therefore, in study I of the current thesis, brain regions associated to both recognition processes are searched investigated. Additionally, a connectivity analysis will search for functional correlated brain activations that either build a recollection or a familiarity network. It is undoubtable that the Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) is strongly involved in synaptic plasticity in the hippocampus (Bramham & Messaoudi, 2005) and there is evidence that a genetic variant of this neurotrophin (BDNF 66Met) is related to poorer memory performance (Egan, et al., 2003). Therefore, in study II of the current thesis, the effect of BDNF Val66Met on recollection and familiarity performance and related brain activations is investigated. Finally, one could summarize, that serotonin, like BDNF, is strongly involved in brain development and plasticity as well as in learning and memory processes (Vizi, 2008). More precisely, there is evidence for alterations in the structure of brain regions, which are known to be involved in emotional memory formation and retrieval, like amygdala and hippocampus (Frodl, et al., 2008; Munafo, Brown, & Hariri, 2008; Pezawas, et al., 2005). One study found an slight epistatic effect of BDNF and 5-HTTLPR on the grey matter volume of the amygdala (Pezawas, et al., 2008). Therefore, in study III, it is investigated if such an interaction effect could be substantiated for the amygdala and additionally revealed for the hippocampus. The results of the current thesis allow further comprehension of recollection, hence episodic memory, and point to a special role of the BDNF in temporal and prefrontal brain regions. Additionally, the finding of an epistatic effect between BDNF and serotonin transporter function point to the need of analyzing interactions between genes and also between genes and environmental factors which reveals more information than the study of main effects alone. In conclusion, analyzing behavioral and neural correlates of episodic memory reveal allowed insights in brain functions that may serve as guideline for future studies in clinical populations with memory deficits, including susceptibility factors such as good or bad environment, as well as promising gene variants that influence episodic memory.