Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie Variabilitätsinformationen aus den Quelltext von Generatoren extrahiert werden können. Zu diesem Zweck wurde eine Klassifizierung von Variablen entwickelt, die im Vergleich zu bestehenden Ansätzen eine genauere Identifikation von Merkmalen ermöglicht. Zudem bildet die Unterteilung die Basis der Erkennung von Merkmalinteraktionen und Cross-tree-Constraints. Weiterhin wird gezeigt, wie die gewonnenen Informationen durch Merkmalmodelle dargestellt werden können. Da diese auf dem Generator-Quelltext basieren, liefern sie Erkenntnisse über den Lösungsraum der Domäne. Es wird sichtbar, aus welchen Implementierungskomponenten ein Merkmal besteht und welche Beziehungen es zwischen Merkmalen gibt. Allerdings liefert ein automatisch generiertes Merkmalmodell nur wenig Erkenntnisse über den Lösungsraum. Außerdem wurde ein Prototyp entwickelt, der eine Automatisierung des beschriebenen Extraktionsprozesses ermöglicht.

Der Mensch besitzt ~25 funktionelle Bitterrezeptoren (TAS2R), die für die Wahrnehmung potenziell toxischer Substanzen in der Nahrung verantwortlich sind. Aufgrund der großen genetischen Variabilität der TAS2R-Gene könnte es eine Vielzahl funktionell unterschiedlicher TAS2R-Haplotypen geben, die zu Unterschieden der Bitterwahrnehmung führen. Dies konnte bereits in funktionellen Analysen und sensorischen Studien für einzelne Bitterrezeptoren gezeigt werden. In dieser Arbeit wurden die häufigsten Haplotypen aller 25 Bitterrezeptoren verschiedener Ethnien funktionell charakterisiert. Das Ziel war eine umfassende Aussage über die funktionelle Diversität der TAS2Rs, die die molekulare Grundlage für individuelle Bitterwahrnehmung bildet, treffen zu können. Fehlende Varianten wurden aus genomischer DNA kloniert oder durch gezielte Mutagenese bereits vorhandener TAS2R-Konstrukte generiert. Die funktionelle Analyse erfolgte mittels Expression der TAS2R-Haplotypen in HEK293TG16gust44 Zellen und anschließenden Calcium-Imaging-Experimenten mit zwei bekannten Agonisten. Die Haplotypen der fünf orphanen TAS2Rs wurden mit über hundert Bitterstoffen stimuliert. Durch die gelungene Deorphanisierung des TAS2R41 in dieser Arbeit, wurden für die 21 aktivierbaren TAS2Rs 36 funktionell-unterschiedliche Haplotypen identifiziert. Die tatsächliche funktionelle Vielfalt blieb jedoch deutlich hinter der genetischen Variabilität der TAS2Rs zurück. Neun Bitterrezeptoren wiesen funktionell homogene Haplotypen auf oder besaßen nur eine weltweit vorherrschende Variante. Funktionell heterogene Haplotypen wurden für zwölf TAS2Rs identifiziert. Inaktive Varianten der Rezeptoren TAS2R9, TAS2R38 und TAS2R46 sollten die Wahrnehmung von Bitterstoffen wie Ofloxacin, Cnicin, Hydrocortison, Limonin, Parthenolid oder Strychnin beeinflussen. Unterschiedlich sensitive Varianten, besonders der Rezeptoren TAS2R47 und TAS2R49, sollten für Agonisten wie Absinthin, Amarogentin oder Cromolyn ebenfalls zu phänotypischen Unterschieden führen. Wie für den TAS2R16 bereits gezeigt, traten Haplotypen des funktionell heterogenen TAS2R7 und TAS2R41 ethnien-spezifisch auf, was auf lokale Anpassung und verschiedene Phänotypen hinweisen könnte. Weiterführend muss nun eine Analyse der funktionell-variablen TAS2Rs in sensorischen Tests erfolgen, um ihre phänotypische Relevanz zu prüfen. Die Analyse der funktionsmodulierenden Aminosäurepositionen, z.Bsp. des TAS2R44, TAS2R47 oder TAS2R49, könnte weiterführend zum besseren Verständnis der Rezeptor-Ligand- und Rezeptor-G-Protein-Interaktion beitragen. / Bitter taste perception varies markedly from person to person, due to a high number of polymorphisms present in the 25 known functional bitter receptors (TAS2Rs). These polymorphisms lead to a number of haplotypes for each receptor, which are common in different populations, but vary in frequency. The individual combination of receptor variants seems to determine the person’s sensitivity of bitter perception, as could already be shown for single TAS2Rs. Bitter is an aversive taste quality, indicating the ingestion of harmful substances. Different sensitivity could have an impact on food choice. In order to characterize functional consequences of the genetic diversity, we performed calcium imaging experiments with all main haplotypes for the 25 bitter receptors. The obtained information about receptor properties enables us on the one hand to analyze structure-function relationships and on the other hand gives us the functional diverse candidates to focus on in psychophysical studies. The overall aim is to show genotype-phenotype correlation for bitter taste perception and their impact on food choice and therefore diet and health. Our first aim was to identify agonists for the 5 receptors, which could not be deorphaned in previous screens. We challenged all main haplotypes of these TAS2Rs with 106 bitter compounds and could identify the antibiotic chloramphenicol as agonist for bitter receptor TAS2R41. In total we identified 36 functionally different receptor variants of the 21 deorphaned TAS2Rs. Main haplotypes of nine TAS2Rs were functionally homogeneous while twelve TAS2Rs possessed between two and three functionally heterogeneous receptor variants. In summary the observed functional diversity is not as big as expected. Based on our in vitro findings the shown functional diversity of these twelve bitter receptors might be the molecular basis for individual differences in bitter taste perception and will be further analyzed in psychophysical studies.

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

„Nun sag, wie hast du’s mit der Messung im Labor?“ So oder ähnlich lautet die sich anhand dieser Arbeit ergebende Gretchenfrage bezüglich biomechanischer Auswertungen und Studien des Laufsports, welche unter Laborbedingungen durchgeführt werden. Hierbei wird angenommen, dass eine Messung im Labor eine valide experimentelle Operationalisierung des Ausdauerlaufens darstellt. Aufgrund der räumlichen Begrenzung kann lediglich eine vergleichsweise geringe Anzahl an einzelnen Versuchen aufgezeichnet werden. Für die statistische Auswertung werden dann zumeist einzelne Parameter der Zeitreihen berechnet, welche wiederum zusammengefasst durch Mittelwerte den Probanden repräsentieren müssen. Bei der Verwendung von diskreten Parametern reduziert sich die aufgenommene Information der Zeitreihe dabei erheblich. Damit einhergehend muss die Frage geklärt werden, ob die Variabilität eines Probanden anhand diskreter Werte oder anhand der gesamten Kurve Beachtung finden muss. Des Weiteren stellt sich die Frage inwieweit das arithmetische Mittel über eine große Anzahl an Versuchen als die den Probanden repräsentierende Kennzahl verwendet und dessen Variabilität mittels einer endlichen Anzahl an Wiederholungen charakterisiert werden kann. Für die Untersuchungen wurden zunächst zwei Studien durchgeführt, wobei die Aufzeichnung von Bodenreaktionskräften und der Winkelgeschwindigkeit bei 100 Läufen an je zwei Messtagen im Labor erfolgte. Die statistischen Auswertungen umfassen sowohl die Betrachtung der Konvergenz von Folgen kumulierter Mittelwerte, Standardabweichungen und Root Mean Square Errors für diskrete Parameter und die gesamten aufgezeichneten Signale der Bodenreaktionskräfte und Winkelgeschwindigkeit als auch die Untersuchung von Prädiktionsbändern. Zudem wurden unterschiedliche Algorithmen zur Bestimmung der minimalen Anzahl an aufzuzeichnenden Versuchen entwickelt. Diese beinhalten nichtlineare Regressionsmodelle für die Anpassung der kumulierten Fläche der Prädiktionsbänder gesamter Kurven und die Analyse der Differenzen aufeinanderfolgender Standardabweichungskurven. Zusammenfassend geht aus dieser Arbeit hervor, dass die postulierte ausreichende und stabile Charakterisierung eines Probanden anhand des arithmetischen Mittels sowie der vollständigen und soliden Beschreibung der Variabilität für diskrete Parameter nicht nachgewiesen werden konnte. Für gesamte Kurven ergab sich ein anderes Bild. Die Probanden konnten anhand der mittleren vertikalen Bodenreaktionskräfte sowie der Bodenreaktionskräfte in anterior-posterior Richtung stabil und ausreichend charakterisiert werden. Für die Bodenreaktionskräfte in mediolateraler Richtung und die Kurve der Winkelgeschwindigkeit wurde dies nicht bestätigt. Die Möglichkeit der Charakterisierung der Variabilität eines Probanden konnte zudem verifiziert werden. Durch Beibehaltung der ursprünglichen Messprozedur ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass der begangene Fehler den Ausgang der statistischen Auswertung beeinflusst und damit Eigenschaften der vorliegenden Grundgesamtheit unter Umständen falsch widerspiegelt. Von einer Verwendung des Mittelwertes diskreter Parameter sollte daher abgesehen werden. Der Fehler sowie dessen unbekanntes Ausmaß sind zum Teil unkontrollierbar und dessen Auswirkungen auf weitere biomechanische Kenngrößen nicht überprüfbar. Die Annahme, dass eine Labormessung als valide experimentelle Operationalisierung des Ausdauerlaufens angesehen werden kann, ist damit hinfällig. Es ist zukünftig notwendig, die Erforschung neuer Aufnahme- und Auswerteprozeduren, die alternative Verwendung gesamter Kurven und die Entwicklung neuer Testverfahren zu forcieren.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie Variabilitätsinformationen aus den Quelltext von Generatoren extrahiert werden können. Zu diesem Zweck wurde eine Klassifizierung von Variablen entwickelt, die im Vergleich zu bestehenden Ansätzen eine genauere Identifikation von Merkmalen ermöglicht. Zudem bildet die Unterteilung die Basis der Erkennung von Merkmalinteraktionen und Cross-tree-Constraints. Weiterhin wird gezeigt, wie die gewonnenen Informationen durch Merkmalmodelle dargestellt werden können. Da diese auf dem Generator-Quelltext basieren, liefern sie Erkenntnisse über den Lösungsraum der Domäne. Es wird sichtbar, aus welchen Implementierungskomponenten ein Merkmal besteht und welche Beziehungen es zwischen Merkmalen gibt. Allerdings liefert ein automatisch generiertes Merkmalmodell nur wenig Erkenntnisse über den Lösungsraum. Außerdem wurde ein Prototyp entwickelt, der eine Automatisierung des beschriebenen Extraktionsprozesses ermöglicht.

Several studies reported training-induced improvements in executive function tasks and also observed transfer to untrained tasks. However, the results are mixed and there is a large interindividual variability within and across studies. Given that training-related performance changes would require modification, growth or differentiation at the cellular and synaptic level in the brain, research on critical moderators of brain plasticity potentially explaining such changes is needed. In the present study, a pre-post-follow-up design (N = 122) and a 3-weeks training of two response inhibition tasks (Go/NoGo and Stop-Signal) was employed and genetic variation (Val66Met) in the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) promoting differentiation and activity-dependent synaptic plasticity was examined. Because Serotonin (5-HT) signaling and the interplay of BDNF and 5-HT are known to critically mediate brain plasticity, genetic variation in the 5-HTT gene-linked polymorphic region (5-HTTLPR) was also addressed. The overall results show that the kind of training (i.e., adaptive vs. non-adaptive) did not evoke genotype-dependent differences. However, in the Go/NoGo task, better inhibition performance (lower commission errors) were observed for BDNF Val/Val genotype carriers compared to Met-allele ones supporting similar findings from other cognitive tasks. Additionally, a gene-gene interaction suggests a more impulsive response pattern (faster responses accompanied by higher commission error rates) in homozygous l-allele carriers relative to those with the s-allele of 5-HTTLPR. This, however, is true only in the presence of the Met-allele of BDNF, while the Val/Val genotype seems to compensate for such non-adaptive responding. Intriguingly, similar results were obtained for the Stop-Signal task. Here, differences emerged at post-testing, while no differences were observed at T1. In sum, although no genotype-dependent differences between the relevant training groups emerged suggesting no changes in the trained inhibition function, the observed genotype-dependent performance changes from pre- to post measurement may reflect rapid learning or memory effects linked to BDNF and 5-HTTLPR. In line with ample evidence on BDNF and BDNF-5-HT system interactions to induce (rapid) plasticity especially in hippocampal regions and in response to environmental demands, the findings may reflect genotype-dependent differences in the acquisition and consolidation of task-relevant information, thereby facilitating a more adaptive responding to task-specific requirements.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen von externen Störquellen und intrinsischer Variabilität auf die Verarbeitung und Erkennung von akustischen Signalen am Modellsystem der Feldheuschrecke Chorthippus biguttulus zu untersuchen. Damit sowohl die Gesangserkennung am sich verhaltenden Tier als auch die dieser Erkennung zugrunde liegende neuronale Verarbeitung untersucht werden konnte, wurde ein Weibchengesang verwendet, dessen zeitliches Muster durch zufällige Amplitudenmodulationen gestört wurde. Durch die Degradation mit verschiedenen Frequenzbändern konnte überprüft werden, ob bestimmte Modulationsfrequenzen die Signalerkennung stärker beeinflussen als andere. Mit zunehmender Störung der Gesangsstruktur kam es in den Verhaltenstests an Männchen zu einer Abnahme der Erkennungsleistung. Die Stärke der tolerierten Degradation war dabei in der Regel nicht unterschiedlich für die getesteten Degradationsbänder. Die Unterschiede in den neuronalen Antworten, welche entweder durch die artifizielle extrinsische Degradation oder durch interne Fehler in der auditorischen Verarbeitung verursacht wurden, konnten durch eine Spiketrain-Metrik quantifiziert werden. Diese Analyse zeigte, dass die Auswirkung der extrinsischen Signaldegradation von den Rezeptoren über die lokalen Interneurone zu den aufsteigenden Interneuronen abnahm, während es zu einem signifikanten Anstieg der intrinsischen Variabilität kam. Die Stärke der Degradation war dabei erneut nicht unterschiedlich für die getesteten Degradationsbänder. Durch die Bestimmung von neurometrischen Schwellen konnten die Grenzen der Signalerkennung der Männchen mit der Rauschtoleranz der einzelnen auditorischen Neurone verglichen werden. Die kritischen Degradationsstufen, die so ermittelt werden konnten, stimmten teilweise erstaunlich gut überein. Somit sind die Grenzen der Signalerkennung durch die Analyse der Antwortkapazitäten der ersten drei Verarbeitungsstufen relativ gut erklärbar. / The aim of this study was to investigate the effects of extrinsic and intrinsic noise sources on signal recognition and processing within the acoustic communication system of the grasshopper Chorthippus biguttulus. To test both - signal recognition of behaving animals and the underlying auditory processing mechanisms - a female song was used, whose temporal pattern was disturbed by random amplitude modulations. Due to the degradation with various modulation bands, it was possible to test if distinct modulation frequencies have more pronounced effects on signal recognition than others. Behavioural tests on males of Chorthippus biguttulus showed that progressive degradation of the song pattern induced a decrease in recognition performance. The strength of degradation tolerated generally was the same for different modulation bands. The differences between neuronal responses, which were either caused by the artificial extrinsic degradation or internal errors during auditory processing, could be quantified by a spiketrain metric. This analysis showed that the effect of extrinsic signal degradation was much more severe for receptors and local interneurons than for ascending interneurons, whereas there was a significant increase of intrinsic variability with higher levels of processing. The strength of the degradation was again not different for different modulation bands. Signal recognition could be compared with the noise tolerance of individual auditory neurons by determining neurometric thresholds. The average critical degradation levels, to some extend, matched the critical degradation level for behaviour. Thus, by means of analysing the response capacities of neurons from the first three levels of auditory processing, the limits of signal detection are relatively well explained.

Die Dissertation thematisiert sprecherspezifische Variabilität bei ein- und zweieiigen Zwillingen hinsichtlich Artikulation, Akustik und Perzeption. Die zentrale Fragestellung ist, ob sprecherspezifische Charakteristika auf physiologisch-biologischen Differenzen der Sprecher beruhen (BIOLOGIE), oder sich auf gelernte, umweltabhängige Unterschiede zurückführen lassen (UMWELT). Artikulatorische und akustische Daten wurden von 4 eineiigen Zwillingspaaren (EZ, 100% genetische Übereinstimmung) und 3 zweieiigen Zwillingspaaren (ZZ, 50% genetische Übereinstimmung) analysiert. Zusätzlich wurde ein Perzeptionstest zur auditiven Ähnlichkeit der Zwillinge durchgeführt. Auf einen großen Einfluss des Faktors BIOLOGIE lässt sich schließen, wenn sich EZ ähnlicher sind als ZZ. Sind sich aber ZZ genauso ähnlich wie EZ, zeigt sich die Wichtigkeit der gleichen Lernumgebung (UMWELT). Die Ergebnisse weisen auf einen großen Einfluss des Faktors UMWELT und stützen die Hypothese, dass sprachliche Ziele gelernt sind und sich am auditiven Feedback orientieren. Darüber hinaus wurden drei Faktoren gefunden, die den Einfluss der BIOLOGIE intensivieren: a) Lautklasse, b) Wortakzent und c) Koartikulation. Plosive und Sibilanten sind aufgrund des stärker ausgeprägten linguo-palatalen Kontaktes mehr durch die individuelle Physiologie beeinflusst als Vokale. Außerdem wurde ein größerer Effekt des Faktors BIOLOGIE in unbetonten als in betonten Silben gefunden. Zusätzlich stellten sich koartikulatorische Prozesse als wichtig heraus: dynamische Parameter – artikulatorische Gesten und akustische Transitionen – sind stärker durch die Physiologie beeinflusst als statische Parameter – artikulatorische Ziele und stabile akustische Regionen. Sowohl der Faktor BIOLOGIE als auch der Faktor UMWELT sind einflussreiche Größen hinsichtlich sprecherspezifischer Variabilität. Welcher der beiden Faktoren die übergeordnete Rolle übernimmt, hängt von den spezifischen Charakteristika des untersuchten Parameters ab. / This dissertation examines inter-speaker variability in monozygotic (MZ) and dizygotic (DZ) twin pairs in regard to articulation, acoustics and perception. The aim of the study is to evaluate whether speaker-specific variability reflects physiological differences between speakers (NATURE) or bases on learned variation due to social environmental influences (NURTURE). Articulatory and acoustic data was analyzed from 4 MZ twin pairs (100% identical genes) and 3 DZ twin pairs (50 % identical genes). Additionally, a perception experiment was carried out to explore the perceived auditory similarity. The effect of NATURE should have a larger impact than the effect of NURTURE, if a parameter differs more in DZ than in MZ twin pairs. If MZ and DZ twins show the same amount of inter-speaker variability, NURTURE seems to be crucial. Results point to the importance of NURTURE and shared social environment. Nevertheless, three factors were found that intensify the effect of NATURE: a) phoneme class, b) lexical stress, and c) degree of coarticulation. Somatosensory feedback plays a larger role for consonants than for vowels, and thus individual physiology was found to shape articulation more in sibilants and stops than in vowels. Additionally, a stronger impact of NATURE was found in parameters that are auditorily less salient: unstressed syllables were more similar in MZ than in DZ twins, while for stressed syllables this was not the case. Moreover, coarticulation turned out to be essential: dynamic parameters – articulatory gestures and acoustic transitions – were more influenced by physiological constraints (NATURE) than static parameters – articulatory targets and stable acoustic regions. Thus, both NATURE and NURTURE are crucial influencing factors in speaker-specific variability. However, the relative importance of the two factors is highly dependent on the specific characteristics of the investigated parameter.

Ausgehend von der Selbstbestimmungstheorie wird in der Dissertation angenommen, dass bestimmte Merkmale des Unterrichts das Autonomieerleben von Schülern und Schülerinnen positiv oder negativ beeinflussen. Hypothese: Autonomiefördernder Unterricht erhöht das Interesse und die erlebte Kompetenz. Ausgehend von einem dynamischen Verständnis von Unterrichtskontexten, wird der Einfluss von Lernsituation und individuellen motivationalen Ressourcen auf das Motivationserleben der Lernenden in einem intraindividuellen Ansatz untersucht. Unterrichtserleben und Motivation von Schülern und Schülerinnen wurden in einem Prä-Post-Design über den Zeitraum eines Jahres untersucht. Kernstück ist eine 3-wöchige Erhebungsphase, in der Unterrichtserleben und Motivation täglich für drei Fächer erfasst wurden. Manuskript I der Dissertation basiert auf der Interessenstheorie und zeigt den differenziellen Einfluss von stabilem individuellen Interesse und variablen Unterrichtsmerkmalen auf das Erleben von Interesse im Unterricht. Manuskript II zeigt, dass das fachspezifische Selbstkonzept und die wahrgenommenen Unterrichtsmerkmale das Kompetenzerleben der Schüler beeinflussen. Die Autonomieunterstützung im Unterricht hat über das die Autonomie fördernde Klima und Kontrollverhalten der Lehrkraft hinaus einen Effekt auf das Kompetenzerleben der Schüler und Schülerinnen. Manuskript III untersucht individuelle Unterschiede und zeigt, dass manche Schüler stärkere Schwankungen ihres fachspezifischen Selbstkonzepts erleben als andere. Selbstkonzeptinstabilität geht mit Prüfungsangst einher und ist ein Prädiktor für schlechtere Noten. Die vorliegende Dissertation konnte somit in einem intraindividuellen Ansatz zeigen, dass Lernsituation und individuelle Schülerressourcen zur Motivation in konkreten Lernumwelten beitragen. / This dissertation focuses on how student motivation emerges and changes in the day-to-day classroom context. Drawing on self-determination theory, it proposes that specific features of the classroom instruction—and of what teachers say and do—may either support or frustrate students’ need for autonomy. Autonomy-supportive instruction is hypothesized to enhance interest and competence perception in the classroom. At the same time, students’ classroom experience is affected by their individual resources such as interest, integrated values, or positive self-concepts. Given the dynamic nature of the classroom context, the overarching aim of this dissertation is to take a short-term, intraindividual approach to understand how both the learning situation and individual motivational resources shape students’ motivational experience. The dissertation comprises three manuscripts investigating student motivation in a pre–post design over a 1 year period, including a 3-week lesson-specific measurement phase in which students’ classroom experience were assessed daily. Drawing on interest theory, manuscript I shows that stable individual interest and perceived characteristics of classroom instruction make distinct contributions to students’ day-to-day interest experience. Similarly, manuscript II shows that both domain-specific self-concept and perceived characteristics of classroom instruction shape students’ felt competence in lessons. In particular, empirical support was found for the hypothesis that cognitive autonomy support has effects on student motivation over and above the effects of autonomy-supportive climate and controlling behaviors. From an individual differences perspective, manuscript III shows that some students experience higher day-to-day fluctuation in their domain-specific self-concepts than others. Self-concept instability was found to be associated with test anxiety and to predict lower school grades 1 year later. Taking a short-term intraindividual approach, this dissertation thus shows that both the learning situation and individual student resources contribute to motivation in context. An understanding of how motivation evolves over different contexts and time frames of instructional events, in everyday classroom life, and across the school career can usefully inform theories of motivation in context.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen als Folge arteriosklerotischer Prozesse sind die häufigste Todesursache weltweit. Lipidstoffwechselstörungen sind ein wichtiger Risikofaktor für die Pathogenese der Arteriosklerose. Komplexe Phänotypen, wie z.B. der Lipidstoffwechsel, werden durch eine Vielzahl von genetischen und Umweltfaktoren beeinflusst. Obwohl der Lipidstoffwechsel biochemisch gut charakterisiert ist und viele Gene, die für Proteine innerhalb des Lipidstoffwechsels kodieren bekannt sind, sind die spezifischen genetischen Faktoren, die die Variabilität des Lipidstoffwechsels beeinflussen, weitgehend unbekannt. Die vorgelegten Studien zeigen verschiedene Ansätze, wie genetische Faktoren, die die Variabilität des Lipidstoffwechsels beeinflussen, identifiziert und quantifiziert werden können. Dabei wird ein besonderer Schwerpunkt auf die Untersuchung der Variabilität im nicht-pathologischen Bereich des Stoffwechsels gelegt. Im Rahmen der durchgeführten Arbeiten wurden: 1. modifizierende Genorte bei familiären Hyperlipidämien identifiziert. Dieser Ansatz wurde am Beispiel von zwei Familien mit familiärer Hypercholesterinämie aus Israel und Syrien illustriert. Mit Hilfe der Familie aus Israel wurde ein Genort, der für einen Cholesterin-senkenden Effekt verantwortlich ist, kartiert. Mit Hilfe der Familie aus Syrien wurde ein Gen für die Ausprägung von Xanthomen postuliert. 1. der Einfluß von Genen und Genorten auf die Variabilität des Lipidstoffwechsels in einer Zwillingspopulation nachgewiesen. Dieser Anstz wurde anhand von Genorten auf Chromosom 13q (Cholesterin-senkender Genort), auf Chromosom 8 (Lipioprotein Lipase und Makrophagen Scavenger Rezeptor) und dem PPAR?-Gen auf Chromosom 3 illsutriert. 3. der Einfluß einzelner genetischer Varianten in sechs Kandidatengenen des Lipidstoffwechsels in einer familienbasierten Stichprobe quantifiziert. 4. ein mathematisches Modell des Lipidstoffwechsels entwickelt, mit dem Ziel, sich der Komplexität des Stoffwechsels sowohl von experimenteller als auch von theoretischer Seite her zu nähern. / Cardiovascular disease resultung from atherosclerotic processes are the most commonest cause of death worldwide. Lipid disturbances are a major risk factor in the pathogenesis of atherosclerosis. Complex phenotypes, e.g. lipid metabolism, are influenced by a variety of genetic and environmental factors. Although lipid metabolism is well characterized biochemically and many genes, coding for proteins of lipid metabolism are known, the specific genetic variants, influencing the variability of lipid metabolism are largely unknown. The studies presented show different approaches to the identification of genetic factors contributing quantitatively and qualitatively to the variability of lipid metabolism. This work puts an emphasis on the variability in the non-pathological range of lipid concentrations. The following issues are addressed in the context of this work: 1. Identification of modifying genes of familial lipid disorders. This approach is illustrated for two families with familial hypercholesterolemia from Israel and Syria. The family from Israel allowed the mapping and identification of a cholesterol-lowering gene locus. The family from Syria helped postulating a giant xanthoma gene. 2. The influence of genes and gene loci on the variability of lipid metabolism using a twin cohort. This approach was illustrated for gene loci on chromosome 13q (cholesterol-lowering gene locus), chromosome 8 (Lipoprotein lipase and macrophage scavenger receptor gene locus), and the PPAR?-gene on chromosome 3. 3. The influence of single nucleotide polymorphisms in six lipid metabolism relevant genes using a family based association approach. 5. A mathematical model of lipid metabolism was developed. The goal was to approach the complexity of lipid metabolism experimentally as well as theoretically.