Background: Registering a true maximum bite force on the most commonly-used force transducers is problematic. It is often believed that this is related mainly to discomfort and the fear of breaking teeth. Objectives: The aim of the project was to compare the suitability of different bite force measuring transducers including ones which were designed to improve subject comfort. The transducers used were a traditional strain-gauge transducer with and without covering with ethylene vinyl acetate (EVA) sheets, and a newly-developed pressure transducer. Methods: Five separate studies were performed in this project. The experiments were carried out on human volunteer subjects (aged 24 to 41 years). They were all dentate with no missing anterior teeth and with no crowns on these teeth. The following procedures were used in some or all of the studies: measurement of MVBF, electrical stimulation of the masseter muscle, and EMG recording from two pairs of jaw closing muscles. Results: The highest MVBF values were recorded on the pressure transducer, mean (± S.D.) 464 N ± 224 N; followed by the strain-gauge transducer with EVA sheets, 243 ± 80 N; and last of all the strain-gauge transducer with silicone indices, 165 ± 35 N; or acrylic indices, 163 ± 82 N. Significantly higher maximum potential bite forces were predicted by twitch interpolation for the pressure transducer (730 ± 199 N) than for the strain-gauge transducer with EVA sheets, 354 ± 67 N (Paired t test, P < 0.05). Significantly higher EMGs of the masseter and anterior temporalis muscles were found to be associated with MVBFs on the pressure transducer than with MVBFs on the strain-gauge transducer with EVA sheets (Paired t test, P < 0.05). Conclusions: It is concluded that: a) the pressure transducer system and to a lesser extent the strain-gauge transducer covered with EVA sheets seemed to overcome the fear associated with biting on the hard surfaces of the strain-gauge transducer alone; b) the pressure transducer may have some multi-directional capabilities which allow for total bite forces, or at least larger parts of them, to be recorded than on a uni-directional strain-gauge transducer.

Bisherige Bildgebungsstudien haben gezeigt, dass die Integration semantischer Information in den Satzkontext mit einer Aktivierung links-hemisphärischer frontotemporaler Hirnregionen assoziiert ist [1]. Die Aktivierungsmuster werden dabei in Abhängigkeit von der Schwierigkeit der semantischen Integration moduliert, wobei der Grad der Prädizierbarkeit des finalen Nomens eine große Rolle spielt. Um diesen zu variieren, wurden Sätze mit erwarteten, unerwarteten, semantisch inkorrekten und Pseudowort-Endungen experimentell im Rahmen einer lexikalischen Entscheidungsaufgabe verglichen. Bisherige Bildgebungsstudien haben dieses Paradigma vornehmlich visuell präsentiert [1]. Im Gegensatz dazu wurde in dieser Studie die semantische Integration beim auditiven Sprachverständnis untersucht. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass sowohl der Gyrus frontalis inferior als auch der Gyrus temporalis medius Kernreale für die semantische Integration beim auditiven Sprachverständnis darstellen. Die Konnektivitätsanalysen liefern zudem Hinweise darauf, dass diese Hirnregionen Teil eines fronto-temporalen Netzwerkes sind, das auf eine erhöhte Schwierigkeit beim Abruf und der Integration semantischer Information reagiert. Insgesamt zeigt sich ein Effekt der Integrationsschwierigkeit sowohl in den Verhaltenseffekten, als auch in den Hirnaktivierungen und der überregionalen Konnektivität. Das verwendetet Paradigma ist damit ein valides Instrument für die Untersuchung der semantischen Integration beim auditiven Sprachverständnis. Referenzen: [1] Baumgaertner, A., C. Weiller, and C. Buchel, Event-related fMRI reveals cortical sites involved in contextual sentence integration. Neuroimage, 2002. 16(3), S. 736-45.:1 Einführung und theoretischer Hintergrund 1 1.1 Modelle zur Sprachverarbeitung – vom 19. Jahrhundert bis zur Gegenwart 2 1.2 Aktuelle Befunde zur semantischen Sprachverarbeitung 6 1.2.1 Der Gyrus frontalis inferior 7 1.2.2 Der Gyrus temporalis medius 8 1.2.3 Temporofrontale Interaktionen beim Sprachverständnis 9 1.3 N400 und BOLD-Signal als funktionelle und anatomische Korrelate der Sprachverarbeitung 10 1.4 Einordnung der vorliegenden Studie 11 2 Aufgabenstellung 15 3 Material und Methoden 16 3.1 Versuchspersonen 16 3.2 Funktionelle Magnetresonanztomographie 16 3.3 Durchführung und Versuchsaufbau 17 3.3.1 Stimuli 17 3.3.2 Experimentelles Design 19 3.3.3 Messparameter 20 3.3.4 fMRT-Experiment 20 3.4 Datenauswertung 22 3.4.1 Verhaltensdaten 22 3.4.2 fMRT-Daten 23 4 Ergebnisse 29 4.1 Verhaltensdaten 29 4.1.1 Fehlerraten 29 4.1.2 Reaktionszeiten 31 4.2 fMRT-Daten 33 4.2.1 Haupteffekte 33 4.2.2 Differentielle Effekte 38 4.2.3 Psychophysiologische Interaktionen 48 5 Diskussion 53 5.1 Verhaltensdaten 53 5.1.1 Fehlerraten 53 5.1.2 Reaktionszeiten 54 5.2 fMRT-Daten 55 5.2.1 Diskussion der Haupteffekte und der differentiellen Effekte 55 5.2.2 Diskussion der PPI Ergebnisse 64 5.3 Fazit und Ausblick 68 6 Zusammenfassung 70 7 Literaturverzeichnis 75 8 Anhang 86

Diese Arbeit beschreibt die Farb-Duplex-Sonographie bei Vaskulitiden, insbesondere bei der Arteriitis temporalis (AT), bei der Takayasu-Arteriitis und bei Vaskulitis-Overlap-Syndromen. Dabei wird die erstmals von uns beschriebene charakteristische echoarme Wandschwellung der Temporalarterien (Halo-Phänomen) bei akuter AT erläutert. Dieser Befund wird durch ein Arterienwandödem erklärt und verschwindet unter Therapie mit Kortikosteroiden innerhalb von durchschnittlich 16 Tagen. Zusätzlich lassen sich Stenosen und akute Verschlüsse der Temporalarterien in der Akutphase der Erkrankung darstellen. An den ersten 30 konsekutiven Patienten mit akuter AT führten wir eine kontrollierte, prospektive Studie durch. Diese ergab, dass das Halo-Phänomen bei 73 %, Stenosen und/oder Verschlüsse bei 80 %, und alle drei pathologischen Befunde bei 93 % der Patienten mit der klinischen Diagnose einer akuten AT nachweisbar waren. Die Sensitivität gegenüber der Temporalarterien-Histologie betrug jeweils 76 %, 86 % und 95 %. Die Spezifität des Halo-Phänomens betrug 100 % und von Stenosen/Verschlüssen 93 % gegenüber der klinischen Diagnose. Inzwischen hat der Autor dieser Arbeit 742 Untersuchungen an 630 Patienten durchgeführt. Davon hatten 80 Patienten eine akute AT und 104 weitere Patienten eine akute Polymyalgia rheumatica (PMR). Sensitivität und Spezifität sind vergleichbar mit den Ergebnissen der zuvor genannten kontrollierten Studie. Dabei liegt die Sensitivität der Sonographie sogar über derjenigen der Histologie, da längere Gefäßabschnitte untersucht werden. Bei eindeutigem klinischen und sonographischen Befund erscheint es möglich, auf die Biopsie zu verzichten. Außerdem wird der sonographische Befund der peripheren Riesenzellarteriits an der A. brachialis dargestellt. Zusätzlich fanden wir bei 10 von 33 konsekutiven Patienten mit akuter AT entzündliche Veränderungen an vielen anderen Arterien. Diese Befunde belegen, dass die akute AT stärker generalisiert ist, als bisher angenommen. Selbst bei einer Wegener`schen Granulomatose kann es zum Befall großer Gefäße, wie der Arteria carotis interna kommen, der sich sonographisch darstellen lässt, wie ein weiterer Patient zeigt. Die PMR kann gemeinsam mit der AT vorkommen. Umgekehrt war bei 7 von 102 Patienten mit PMR ohne klinische Zeichen einer AT die Sonographie der Temporalarterien wegweisend für die Diagnose einer begleitenden AT. Bei der Takayasu-Arteriitis finden sich ebenfalls charakteristische, allerdings hellere Wandschwellungen. Drei Patientinnen werden beschrieben, bei denen die Sonographie bereits im prästenotischen Frühstadium für die Diagnose wegweisend war. Die Duplex-Sonographie ist eine faszinierende Methode, wenn sie bei Patienten mit Verdacht auf eine Vaskulitis großer Gefäße angewandt wird, weil es mit ihr schnell, nicht-invasiv und mit vorhandener Technik gelingt, eine Diagnose zu stellen. / Color Duplex sonography is an excellent tool in the diagnosis of vasculitides, particularly for giant cell arteritis (GCA), for Takayasu`s artertis, and for vasculitis overlap syndromes. We described a characteristic dark wall-swelling of the temporal arteries (halo) in acute GCA that is due to an edema. It resolves within about 16 days with corticosteroid therapy. Additionally stenoses and occlusions of the temporal arteries are found in acute disease. A prospective, controlled study was performed on 30 patients with acute GCA. Sensitivity was 73 % (halo), 80 % (stenoses and/or occlusions), and 93 % (at least one of the three findings) for the clinical diagnosis, and 76 %, 86 %, and 95 % for positive histology. Specificity for the clinical diagnosis was 100 % (halo) and 93 % (stenoses, occlusions). Until now the author has performed 742 investigations in 630 patients including 80 patients with acute GCA and 104 more patients with acute polymyalgia rheumatica (PMR). Sensitivity and specificity are comparable to the results of the study. Sensitivity of sonography is even superior to that of histology because a longer segment of the artery can be investigated. In cases with typical clinical and ultrasound findings biopsy may not be necessary any more. Additionally we described the ultrasound image of large-vessel GCA in the brachial artery. In 10 of 33 consecutive patients with acute GCA we found inflammatory changes in many arteries other than the temporal arteries. Thus a generalized vasculitis occurs more frequently in GCA than assumed up to now. Even in Wegener`s granulomatosis large vessels like the internal carotid artery may be involved. We described the ultrasound image of one patient. In 102 patients with PMR and no clinical symptoms of GCA sonography of the temporal arteries delineated typical findings of GCA. In Takayasu`s arteritis sonography also shows a characteristic wall swelling which is brighter than in GCA. We described three patients in which sonography aided in establishing the diagnosis already in the early prestenotic stage of the disease. Duplex sonography is a fascinating method that can be used in the diagnosis of patients with suspected large vessel vasculitis like GCA and Takayasu`s arteritis. It is fast, non-invasive, and the equipment is widely available.

<p>Critical materials are crucial to the wide deployment of clean energy technologies and advanced technology such as electric vehicles (EVs), smartphones, high-efficiency lighting, and wind turbines. Particularly, rare earth elements (REEs) and lithium are key elements for clean energy and EVs. However, higher REEs and lithium demand for clean energy transformation, extreme supply reliance on certain area exports, and severe environmental issues during mining and processing cause uncertainty for future clean energy and transportation development. Our study aims to develop dynamic LCA with scenario analysis to simulate the future possible sustainability pathways for critical materials for stakeholders and apply life cycle assessment (LCA) to evaluate the latest REEs and lithium extraction and recycling technologies. Dynamic LCA (DLCA) integrates the temporal datasets to predict the future environmental impact of a product. The databases are mainly from Ecoinvent and Critical Materials Life Cycle Assessment Tool (CMLCAT). Python package Brightway2 and Temporalis are used to simulate the DLCA.</p> <p>The study of DLCA on the REEs industry reveals the future predictive REEs environmental impact trend, providing a clear policy strategy to reach sustainability goals for stakeholders. The results show that shifting REEs resources from China to Australia and increasing the recycling rate are key factors in reducing environmental impact in the future. Considering the degradation of rare earths ore and storage depletion in China, such as the decreased production of heavy REEs from Ion adsorption clay in southern China, exploration, and inclusion of potential REEs production projects will be the possible sustainable way in the following decade. </p> <p>LCA of RE recovery from room temperature ionic liquid (RTIL) electrochemical process helps us explore the benefits of recycling RE from the e-waste. Although RTIL contributes a higher impact on ozone depletion and global warming, close-loop recycling RTIL could reduce substantial environmental impact. Lithium recovery from geothermal brine provides the great source for fulfilling the domestic demand of the U.S. Compared to the conventional Li compounds production, this method is efficient and has 25-41% lower global warming potential. The government, researchers, and industry could benefit from this study for exploring advantage and drawback strategies for the future environmental footprint of NdFeB magnet production and identifying environmental hotspots of the latest recycling and extraction process of REEs and lithium.</p>

Die korrekte Wahrnehmung stimmlicher Information ist eine Grundvoraussetzung erfolgreicher zwischenmenschlicher Kommunikation. Die Stimme einer anderen Person liefert Information darüber wer spricht (Sprechererkennung), was gesagt wird (stimmliche Spracherkennung) und über den emotionalen Zustand einer Person (stimmliche Emotionserkennung). Autismus Spektrum Störungen (ASS) sind mit Einschränkungen in der Sprechererkennung und der stimmlichen Emotionserkennung assoziiert, während die Wahrnehmung stimmlicher Sprache relativ intakt ist. Die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Einschränkungen sind bisher jedoch unklar. Es ist beispielsweise unklar, auf welcher Verarbeitungsstufe diese Einschränkungen in der Stimmenwahrnehmung entstehen oder ob sie mit einer Dysfunktion stimmensensitiver Hirnregionen in Verbindung stehen. Im Rahmen meiner Dissertation haben wir systematisch Stimmenverarbeitung und dessen Einschränkungen bei Erwachsenen mit hochfunktionalem ASS und typisch entwickelten Kontrollprobanden (vergleichbar in Alter, Geschlecht und intellektuellen Fähigkeiten) untersucht. In den ersten beiden Studien charakterisierten wir Sprechererkennung bei ASS mittels einer umfassenden verhaltensbezogenen Testbatterie und zweier funktionaler Magnet Resonanz Tomographie (fMRT) Experimente. In der dritten Studie untersuchten wir Mechanismen eingeschränkter stimmlicher Emotionserkennung bei ASS. Unsere Ergebnisse bringen neue Kenntnisse für Modelle zwischenmenschlicher Kommunikation und erhöhen unser Verständnis elementarer Mechanismen, die den Kernsymptomen in ASS wie Schwierigkeiten in der Kommunikation, zugrunde liegen könnten. Beispielsweise unterstützen unsere Ergebnisse die Annahme, dass Einschränkungen in der Wahrnehmung und Integration basaler sensorischer Merkmale (i.S. akustischer Merkmale der Stimme) entscheidend zu Einschränkungen in sozialer Kognition (i.S. Sprechererkennung und stimmliche Emotionserkennung) beitragen. / The correct perception of information carried by the voice is a key requirement for successful human communication. Hearing another person’s voice provides information about who is speaking (voice identity), what is said (vocal speech) and the emotional state of a person (vocal emotion). Autism spectrum disorder (ASD) is associated with impaired voice identity and vocal emotion perception while the perception of vocal speech is relatively intact. However, the underlying mechanisms of these voice perception impairments are unclear. For example, it is unclear at which processing stage voice perception difficulties occur, i.e. whether they are rather of apperceptive or associative nature or whether impairments in voice identity processing in ASD are associated with dysfunction of voice-sensitive brain regions. Within the scope of my dissertation we systematically investigated voice perception and its impairments in adults with high-functioning ASD and typically developing matched controls (matched pairwise on age, gender, and intellectual abilities). In the first two studies we characterised the behavioural and neuronal profile of voice identity recognition in ASD using two functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiments and a comprehensive behavioural test battery. In the third study we investigated the underlying behavioural mechanisms of impaired vocal emotion recognition in ASD. Our results inform models on human communication and advance our understanding for basic mechanisms which might contribute to core symptoms in ASD, such as difficulties in communication. For example, our results converge to support the view that in ASD difficulties in perceiving and integrating lower-level sensory features, i.e. acoustic characteristics of the voice might critically contribute to difficulties in higher-level social cognition, i.e. voice identity and vocal emotion recognition.