Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Dresden.

Humans use their eyes not only as visual input devices to perceive the environment, but also as an action tool in order to generate intended effects in their environment. For instance, glances are used to direct someone else's attention to a place of interest, indicating that gaze control is an important part of social communication. Previous research on gaze control in a social context mainly focused on the gaze recipient by asking how humans respond to perceived gaze (gaze cueing). So far, this perspective has hardly considered the actor’s point of view by neglecting to investigate what mental processes are involved when actors decide to perform an eye movement to trigger a gaze response in another person. Furthermore, eye movements are also used to affect the non-social environment, for instance when unlocking the smartphone with the help of the eyes. This and other observations demonstrate the necessity to consider gaze control in contexts other than social communication whilst at the same time focusing on commonalities and differences inherent to the nature of a social (vs. non-social) action context. Thus, the present work explores the cognitive mechanisms that control such goal-oriented eye movements in both social and non-social contexts. The experiments presented throughout this work are built on pre-established paradigms from both the oculomotor research domain and from basic cognitive psychology. These paradigms are based on the principle of ideomotor action control, which provides an explanatory framework for understanding how goal-oriented, intentional actions come into being. The ideomotor idea suggests that humans acquire associations between their actions and the resulting effects, which can be accessed in a bi-directional manner: Actions can trigger anticipations of their effects, but the anticipated resulting effects can also trigger the associated actions. According to ideomotor theory, action generation involves the mental anticipation of the intended effect (i.e., the action goal) to activate the associated motor pattern. The present experiments involve situations where participants control the gaze of a virtual face via their eye movements. The triggered gaze responses of the virtual face are consistent to the participant’s eye movements, representing visual action effects. Experimental situations are varied with respect to determinants of action-effect learning (e.g., contingency, contiguity, action mode during acquisition) in order to unravel the underlying dynamics of oculomotor control in these situations. In addition to faces, conditions involving changes in non-social objects were included to address the question of whether mechanisms underlying gaze control differ for social versus non-social context situations. The results of the present work can be summarized into three major findings. 1. My data suggest that humans indeed acquire bi-directional associations between their eye movements and the subsequently perceived gaze response of another person, which in turn affect oculomotor action control via the anticipation of the intended effects. The observed results show for the first time that eye movements in a gaze-interaction scenario are represented in terms of their gaze response in others. This observation is in line with the ideomotor theory of action control. 2. The present series of experiments confirms and extends pioneering results of Huestegge and Kreutzfeldt (2012) with respect to the significant influence of action effects in gaze control. I have shown that the results of Huestegge and Kreutzfeldt (2012) can be replicated across different contexts with different stimulus material given that the perceived action effects were sufficiently salient. 3. Furthermore, I could show that mechanisms of gaze control in a social gaze-interaction context do not appear to be qualitatively different from those in a non-social context. All in all, the results support recent theoretical claims emphasizing the role of anticipation-based action control in social interaction. Moreover, my results suggest that anticipation-based gaze control in a social context is based on the same general psychological mechanisms as ideomotor gaze control, and thus should be considered as an integral part rather than as a special form of ideomotor gaze control. / Der Mensch nutzt die Augen nicht nur zur Wahrnehmung seiner Umwelt, sondern auch als Handlungsinstrument, um intendierte Effekte in seiner Umwelt zu erzeugen. So werden Blicke beispielsweise dazu verwendet, die Aufmerksamkeit eines anderen auf einen bestimmten Ort zu lenken. Dies weist darauf hin, dass Blickkontrolle einen wichtigen Bestandteil in der sozialen Kommunikation darstellt. Die Forschung zu Blickkontrolle im sozialen Kontext hat sich bisher hauptsächlich auf den Blick-Empfänger konzentriert, um die Frage zu beantworten, wie Menschen auf wahrgenommene Blicke reagieren (Gaze Cueing). Dieser Ansatz hat dementsprechend bisher kaum den Standpunkt des Blick-Senders berücksichtigt. So wurde beispielsweise noch nicht untersucht, welche mentalen Prozesse der Ausübung einer Augenbewegung zugrunde liegen, die zum Ziel hat, bei einer anderen Person eine bestimmte Blickreaktion auszulösen. Darüber hinaus werden zielgerichtete Augenbewegungen auch im nicht-sozialen Kontext eingesetzt, beispielsweise beim Entsperren des Smartphones mithilfe der Augen. Diese und andere Beobachtungen zeigen allerdings klar die Notwendigkeit, Blickkontrolle sowohl in der sozialen Kommunikation als auch in anderen, nicht-sozialen Kontexten zu berücksichtigen und dabei gleichzeitig auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu achten, die der Natur eines sozialen (vs. nicht-sozialen) Handlungskontextes innewohnen. Die vorliegende Arbeit untersucht daher die kognitiven Mechanismen, die solchen zielgerichteten Blickbewegungen in sozialen wie in nicht-sozialen Kontexten zugrunde liegen. Die in der vorliegenden Arbeit vorgestellten Experimente bauen auf bereits etablierten Paradigmen aus der Forschung zu Okulomotorik und zu basalen kognitiven Prozessen auf. Diese Paradigmen basieren auf dem Prinzip der ideomotorischen Handlungskontrolle, das eine Erklärung für die Entstehung zielgerichteter und beabsichtigter Handlungen liefert. Der ideomotorische Gedanke legt nahe, dass Menschen Assoziationen zwischen ihren Handlungen und den daraus resultierenden Effekten erwerben, die in zwei Richtungen wirken können: Eine Handlung kann die Antizipation ihrer Effekte auslösen, aber die aktive Antizipation eines Handlungseffektes kann auch die damit verbundene Handlung auslösen. Nach der ideomotorischen Theorie beinhaltet Handlungsgenerierung die mentale Antizipation des beabsichtigten Handlungseffektes, um das zugehörige motorische Muster zu aktivieren. Die vorliegenden Experimente beinhalten Situationen, in denen die Probanden den Blick eines virtuellen Gesichts mithilfe ihre eigenen Augenbewegungen steuern. Die im virtuellen Gesicht ausgelösten Blickreaktionen repräsentieren die visuellen Handlungseffekte. Die Situationen werden in Bezug auf die Determinanten von Handlungs-Effekt-Lernen (Kontingenz, Kontiguität, Handlungsmodus während des Lernens) variiert, um die zugrundeliegende Dynamik der okulomotorischen Handlungskontrolle in diesen Situationen zu verstehen. Zusätzlich zu den Gesichtern wurden Handlungseffekte in nicht-sozialen Objekten untersucht, um die Frage zu klären, ob sich die der Blickkontrolle zugrundeliegenden Mechanismen für soziale und nicht-soziale Kontextsituationen unterscheiden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit lassen sich in drei Hauptergebnisse zusammenfassen. 1. Meine Resultate legen nahe, dass Menschen bi-direktionale Assoziationen zwischen ihren Augenbewegungen und der darauf folgenden Blickreaktion einer anderen Person erwerben, was über die Antizipation der beabsichtigten Effekte die okulomotorische Handlungssteuerung beeinflusst. Die beobachteten Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass Augenbewegungen in einem Blickinteraktionsszenario in Form einer bei der anderen Person ausgelösten Blickreaktion repräsentiert werden. Diese Beobachtung steht im Einklang mit dem ideomotorischen Prinzip der Handlungskontrolle. 2. Die vorliegende Versuchsreihe belegt und erweitert die wegweisenden Ergebnisse von Huestegge und Kreutzfeldt (2012) in Bezug auf den bedeutenden Einfluss von Handlungseffekten in der okulomotorischen Handlungskontrolle. Ich konnte zeigen, dass sich die Ergebnisse von Huestegge und Kreutzfeldt (2012) über verschiedene Kontexte mit unterschiedlichem Stimulus-Material replizieren lassen unter der Bedingung, dass die wahrgenommenen Handlungseffekte ausreichend stark ausgeprägt waren. 3. Zudem konnte ich zeigen, dass sich Mechanismen der Blickkontrolle in einem sozialen Blickinteraktionskontext vermutlich nicht qualitativ von denen in einem nicht-sozialen Kontext unterscheiden. Zusammenfassend unterstützen die Ergebnisse die jüngsten theoretischen Überlegungen, die die Rolle von antizipativen Prozessen in der Handlungssteuerung in sozialen Interaktionskontexten betonen. Darüber hinaus legen meine Ergebnisse nahe, dass antizipationsbasierte Blickkontrolle im sozialen Kontext auf den gleichen allgemeinen psychologischen Mechanismen wie ideomotorische Blickkontrolle basiert und somit als integraler Bestandteil, und nicht als eine spezielle Form der ideomotorischen Blickkontrolle, betrachtet werden sollte.

Menschen haben die beeindruckende Fähigkeit zu planen, sich Ziele zu setzen und entsprechend zu handeln. Dies ist aber nicht immer der Fall. Jeder kennt Situationen, in denen Impulse, wie zum Beispiel der Drang noch ein weiteres Bier zu trinken oder stark überlernte Verhaltensgewohnheiten, wie zum Beispiel automatisch auf der rechten Straßenseite zu fahren unseren eigentlichen Zielen im Weg stehen. Dieser ´Wettstreit´ zwischen impulsiven oder habituellen Verhaltenstendenzen und zielgerichteten Handlungen wird auch als Konflikt bezeichnet. Solch ein Konflikt tritt ständig in Erscheinung und kann viele Formen annehmen. Daher überrascht es nicht weiter, dass die Art und Weise wie Konflikt kontrolliert wird, auch sehr unterschiedlich sein kann. Es scheint offensichtlich, dass Menschen Konflikte ganz verschieden handhaben können: Wenn wir eine Konfliktsituation erwarten, können wir bereits vorausschauend zusätzliche Anstrengungen unternehmen um den Konflikt dann in der Situation adäquat zu lösen. Alternativ können wir solche Situationen auch bereits im Vorfeld vermeiden und umgehen damit die Gefahr, unseren Impulsen nachzugeben. Auch wenn wir mit einer Konfliktsituation bereits konfrontiert sind, können wir versuchen durch besondere Anstrengungen diesen Konflikt aufzulösen. Schließlich haben wir auch die Möglichkeit, uns aus der Situation zurückziehen wodurch wir das Risiko minimieren, entgegen unserer eigentlichen Ziele zu handeln. Um diese Variabilität von Konfliktbewältigung besser zu verstehen, versucht die vorliegende Arbeit eine genauere Beschreibung dieser Kontrollprozesse zu geben. Zwei Dimensionen von Kontrollfunktionen werden identifiziert. Diese ergeben sich aus teilweise antagonistischen Erfordernissen an erfolgreiche Handlungskontrolle und beschreiben zum einen die Abwägung zwischen Flexibilität und Stabilität, zum Anderen die Abwägung zwischen antizipativer Selektion und reaktiver Korrektur. Um zu erklären, wie diese beiden Dimensionen von Kontrollfunktionen interagieren und wie daraus ein adäquater Umgang mit Konflikten entstehen kann, wird das „Conflict Management Framework“ eingeführt. Eine Hypothese, die aus diesem Rahmenmodel hervorgeht, beschreibt eine spezifische Strategie mit Konflikt umzugehen, die in dieser Art noch nicht untersucht wurde: Wenn Konflikt erlebt wird, ziehen sich Personen aus dieser Situation zurück und versuchen dadurch dem Konflikt zu entgehen. Der empirische Teil der Arbeit untersucht diese Verhaltensstrategie in Bezug auf Konflikterleben und testet, ob Personen unter bestimmten Bedingungen sich aus Konfliktsituationen zurückziehen. Im Rahmen dieser Untersuchung werden drei Reihen an Experimenten vorgestellt die sowohl Freie-Wahl Paradigmen, Klassifikationsaufgaben unter Zeitdruck, als auch die Aufzeichnung kontinuierlicher Bewegungen umfassen. Es zeigte sich, dass Konflikt motivationale Vermeidungstendenzen hervorruft (Experimente 1 und 2), Entscheidungsverhalten verzerrt, so dass kurzfristig mit Konflikt assoziierte Aufgaben vermieden werden (Experimente 3 und 5), und die Ausführung von komplexen Handlungen beeinflusst (Experimente 6 und 7). Diese Ergebnisse unterstützen das vorgeschlagene Rahmenmodell und ermöglichen eine vertiefte Auseinandersetzung mit der Frage, wie unterschiedliche Konfliktbewältigungsstrategien integriert werden können. Dazu wird ein konnektionistisches Modell vorgestellt, dass die parallele Anwendung von zwei unterschiedlichen Strategien zur Konfliktbewältigung ermöglicht und damit die empirischen Befunde der Experimente 3, 4 und 5 erklären kann. Im verbleibenden Teil der vorliegenden Arbeit werden Fehler einer solchen Integration von Konfliktbewältigungsstrategien analysiert. Es wird diskutiert, in wie fern das vorgeschlagene Rahmenmodell mit spezifischen klinischen Störungen vereinbar ist. Außerdem wird darauf eingegangen, wie interindividuelle Unterschiede hinsichtlich der Art und Weise Konflikte zu meistern, mit Hilfe eines solches Modells besser erklärt werden könnten. Schließlich wird ein Versuch unternommen, so genannte Selbstkontroll-Fehler durch eine mangelhafte Dynamik unterschiedlicher Konfliktbewältigungsstrategien zu erklären. / Humans have a remarkable ability to plan ahead, set goals for the future and then to act accordingly. Unfortunately, this is not always the case. Everybody has experienced situations in which motivational urges like a tendency to drink another beer, or over-learned behavioral routines like driving on the right side of the road collide with ones´ goals. This tug of war between impulsive or habitual action tendencies and goal-directed actions is called a conflict. Conflict is ubiquitous and comes in many different ways. Not surprisingly, the means to control conflict are diverse, too. Clearly, people can manage conflict in multiple ways: When expecting a conflict situation to occur in the future, one can recruit more effort to resolve the conflict, for instance by inhibiting unwanted urges or habits. Alternatively one can avoid the conflict situation and thereby circumvent possible failures to control habits and impulses. Furthermore, when currently facing a conflict, people can mobilize more effort to overcome the conflict. Alternatively they can withdraw from the conflict situation to minimize the risk of indulging in their impulses and habits. To account for these different ways to master a conflict, the present thesis takes an initial step towards a characterization of the variability of control. To this aim, two dimensions of control will be identified that result from partially incompatible constraints on action control. These dimensions depict a trade-off between flexibility and stability and between anticipatory early selection and reactive late correction of control parameters. To describe how these control trade-offs interact and to explain how conflict is handled to ensure adaptation behavior, the conflict management framework is proposed. A corollary of this framework suggests that one strategy to control conflict comprises of a tendency to withdraw from a conflict situation. The empirical part probed this behavioral response to conflict and tested whether participants withdraw from conflict situations. To approach this hypothesis, three series of experiments are presented that employ free choice paradigms, speeded response classification tasks and continuous movement tracking tasks to reveal withdrawal from conflict. Results show that conflict caused motivational avoidance tendencies (Experiment 1 &2), biased decision making away from conflict tasks (Experiment 3 & 5) and affected the execution of more complex courses of action (Experiment 6 & 7). The results lend support for the proposed conflict management framework and provide the ground for a more thorough treatment of how the different conflict strategies can be integrated. As a first step, a connectionist model is presented that accounts for the simultaneous implementation of two conflict strategies observed in Experiments 3 – 5. The remainder of the present thesis analyses failures to integrate different conflict strategies. It is discussed how the conflict management framework can shed light on selected psychopathologies, inter-individual differences in control and break-downs of self-control.

Moderne Theorien der Verhaltenskontrolle unterscheiden zwei Systeme, wobei das Handeln gesunder Individuen von beiden geprägt ist: Das retrospektiv agierende habituelle, sog. modellfreie Verhalten zeichnet sich durch Wiederholung zuvor belohnter Entscheidungen aus. Es passt sich nur langsam an möglicherweise veränderte Umweltbedingungen an. Die verstärkte Nutzung des habituellen Systems gilt als assoziiert mit verschiedenen psychischen Erkrankungen. Dem gegenüber steht das zielgerichtete, sog. modellbasierte Verhalten, das sich durch vorausschauende Entscheidungen auszeichnet. Hierbei werden die möglichen Konsequenzen einer Handlung berücksichtigt, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Dazu wird ein „mentales“ Modell der Umwelt- bedingungen erstellt. In einer Verhaltensstudie mit 39 Versuchspersonen wurde untersucht, ob biopsychologischer Stress zu einer Reduktion von modellbasiertem hin zu mehr modellfreiem Verhalten führt. Dazu absolvierten 39 Versuchspersonen eine sequentielle Entscheidungsaufgabe, nachdem sie psychosozialem Stress ausgesetzt wurden. Subjektive und physiologische Stress-Parameter wurden über das Experiment hinweg wiederholt erhoben. Ein direkter Effekt von akutem Stress auf das Gleichgewicht modellfreien vs. modellbasierten Verhaltens konnte nicht beobachtet werden. Allerdings zeigten diejenigen Versuchspersonen, die in den letzten zwei Jahren eine hohe Anzahl an stressbehafteten Lebensereignissen aufwiesen (chronischer Stress), signifikant weniger modellbasiertes Verhalten nach der Exposition von akutem Stress als in der Kontrollbedingung. Darüber hinaus korrelierte physiologische Stressreaktivität (stressbedingte Cortisol- Ausschüttung) negativ mit modellbasiertem Entscheidungsverhalten, während subjektive Stressreaktivität (basierend auf Fragebögen) positiv mit modellbasiertem Verhalten assoziiert war. Der in der Forschung beschriebene Einfluss von akutem und chronischem Stress auf die Entstehung und Aufrechterhaltung psychischer Erkrankungen könnte demnach teilweise über ein solches Ungleichgewicht der beiden Entscheidungsstrategien vermittelt sein.

Alcohol use disorder (AUD) is a widespread mental disease denoted by chronic alcohol use despite significant negative consequences for a person’s life. It affected more than 14 million persons in Europe alone and accounted for more than 5% of deaths worldwide in 2011-2012. Understanding the psychological and neurobiological mechanisms driving the development and maintenance of pathological alcohol use is key to conceptualizing new programs for prevention and therapy of AUD. There has been a variety of etiological models trying to describe and relate these mechanisms. Lately, the view of AUD as a disorder of learning and decision making has received much support proposing dual systems to be at work in AUD – one system being deliberate, forward-planning, and goal-directed and the other one reflexive, automatic, and habitual. Both systems supposedly work in parallel in a framework of value-based decision making and their balance can be flexibly adjusted in healthy agents, while a progressive imbalance favoring habitual over goal-directed choice strategies is assumed in AUD. This imbalance has been theoretically associated to neural adaptations to chronic alcohol use in corticostriatal pathways involved in reward processing, especially in ventral striatum. However, these theoretical models are grounded strongly on animal research while empirical research in the human domain remains rather sparse and inconclusive. Furthermore, alterations in value-based decision-making processes and their neural implementation might not only result from prolonged alcohol misuse but may also represent premorbid interindividual differences posing a risk factor for the development of AUD. Therefore, I here present three studies investigating the relation of alcohol use with the balance between goal-directed and habitual decision systems and with parameters modulating option valuation processes of these systems, namely delay, risk, and valence of option outcomes. To separate the investigation of these decision processes as predisposing risk for or consequence of alcohol use, two samples were examined: one sample of 201 eighteen-year-old men being neither abstinent from nor dependent on alcohol as well as one sample of 114 AUD patients in detoxification treatment and 98 control participants matched for age, sex, educational background, and smoking status. Both samples had a baseline assessment of several behavioral tasks, questionnaires, and neuropsychological testing and were followed-up over one year to examine drinking trajectories in the sample of young men and relapse in detoxified patients. The behavioral tasks included a sequential choice task using model-free and model-based reinforcement learning as operationalization of habitual and goal-directed decision making, respectively, during functional magnetic resonance imaging and four tasks probing participants’ delay discounting, probability discounting for gains and losses, and loss aversion. Study 1 presents the cross-sectional analysis of the sequential choice task in relation to baseline drinking behavior of the young-adult sample. These analyses did not reveal an association between non-pathological alcohol use and habitual and goal-directed control on neither a behavioral nor neural level except for one exploratory finding of increased BOLD responses to model-free habitual learning signals in participants with earlier onset of drinking. Study 2 examined the same task in AUD patients compared to control participants showing no difference in behavioral control or neural correlates between those groups. However, prospectively relapsing AUD patients showed lower BOLD responses associated to model-based goal-directed control than abstaining patients and control participants. Additionally, the interaction of goal-directed control and positive expectancies of alcohol effects discriminated subsequently relapsing and abstaining patients revealing an increased risk of relapse for those patients who showed higher levels of goal-directed control and low alcohol expectancies or low levels of goal-directedness and high expectancies. Study 3 examined modulating features of goal-directed and habitual option valuation – delay, risk, and valence of options – in association to alcohol use in the young-adult sample and AUD status in the sample of patients and matched control participants on a cross-sectional as well as longitudinal level. This study revealed no relation of delay, risk, and loss aversion with current alcohol use and consumption one year later in the young men. In contrast, AUD patients showed systematically more impulsive choice behavior than control participants in all four tasks: a higher preference for immediate rewards, more risky choices when facing gains and less when facing losses, and lower loss aversion. Furthermore, a general tendency to overestimate the probability of uncertain losses could predict relapse risk over the following year in AUD patients. Taken together, these results do not support the hypothesis that mechanisms of value-based decision making might be predisposing risk factors for alcohol consumption. The findings for patients already suffering from AUD are mixed: while choice biases regarding delays, risks, and valence of option outcomes seem to be altered systematically in AUD, there was no indication of an imbalance of habitual and goal-directed control. These findings challenge the assumption of a generalized outcome-unspecific shift of behavioral control from goal-directed to habitual strategies during the development of AUD and point towards several possible future avenues of research to modify or extend the theoretical model.

Alcohol use disorder (AUD) is a widespread mental disease denoted by chronic alcohol use despite significant negative consequences for a person’s life. It affected more than 14 million persons in Europe alone and accounted for more than 5% of deaths worldwide in 2011-2012. Understanding the psychological and neurobiological mechanisms driving the development and maintenance of pathological alcohol use is key to conceptualizing new programs for prevention and therapy of AUD. There has been a variety of etiological models trying to describe and relate these mechanisms. Lately, the view of AUD as a disorder of learning and decision making has received much support proposing dual systems to be at work in AUD – one system being deliberate, forward-planning, and goal-directed and the other one reflexive, automatic, and habitual. Both systems supposedly work in parallel in a framework of value-based decision making and their balance can be flexibly adjusted in healthy agents, while a progressive imbalance favoring habitual over goal-directed choice strategies is assumed in AUD. This imbalance has been theoretically associated to neural adaptations to chronic alcohol use in corticostriatal pathways involved in reward processing, especially in ventral striatum. However, these theoretical models are grounded strongly on animal research while empirical research in the human domain remains rather sparse and inconclusive. Furthermore, alterations in value-based decision-making processes and their neural implementation might not only result from prolonged alcohol misuse but may also represent premorbid interindividual differences posing a risk factor for the development of AUD. Therefore, I here present three studies investigating the relation of alcohol use with the balance between goal-directed and habitual decision systems and with parameters modulating option valuation processes of these systems, namely delay, risk, and valence of option outcomes. To separate the investigation of these decision processes as predisposing risk for or consequence of alcohol use, two samples were examined: one sample of 201 eighteen-year-old men being neither abstinent from nor dependent on alcohol as well as one sample of 114 AUD patients in detoxification treatment and 98 control participants matched for age, sex, educational background, and smoking status. Both samples had a baseline assessment of several behavioral tasks, questionnaires, and neuropsychological testing and were followed-up over one year to examine drinking trajectories in the sample of young men and relapse in detoxified patients. The behavioral tasks included a sequential choice task using model-free and model-based reinforcement learning as operationalization of habitual and goal-directed decision making, respectively, during functional magnetic resonance imaging and four tasks probing participants’ delay discounting, probability discounting for gains and losses, and loss aversion. Study 1 presents the cross-sectional analysis of the sequential choice task in relation to baseline drinking behavior of the young-adult sample. These analyses did not reveal an association between non-pathological alcohol use and habitual and goal-directed control on neither a behavioral nor neural level except for one exploratory finding of increased BOLD responses to model-free habitual learning signals in participants with earlier onset of drinking. Study 2 examined the same task in AUD patients compared to control participants showing no difference in behavioral control or neural correlates between those groups. However, prospectively relapsing AUD patients showed lower BOLD responses associated to model-based goal-directed control than abstaining patients and control participants. Additionally, the interaction of goal-directed control and positive expectancies of alcohol effects discriminated subsequently relapsing and abstaining patients revealing an increased risk of relapse for those patients who showed higher levels of goal-directed control and low alcohol expectancies or low levels of goal-directedness and high expectancies. Study 3 examined modulating features of goal-directed and habitual option valuation – delay, risk, and valence of options – in association to alcohol use in the young-adult sample and AUD status in the sample of patients and matched control participants on a cross-sectional as well as longitudinal level. This study revealed no relation of delay, risk, and loss aversion with current alcohol use and consumption one year later in the young men. In contrast, AUD patients showed systematically more impulsive choice behavior than control participants in all four tasks: a higher preference for immediate rewards, more risky choices when facing gains and less when facing losses, and lower loss aversion. Furthermore, a general tendency to overestimate the probability of uncertain losses could predict relapse risk over the following year in AUD patients. Taken together, these results do not support the hypothesis that mechanisms of value-based decision making might be predisposing risk factors for alcohol consumption. The findings for patients already suffering from AUD are mixed: while choice biases regarding delays, risks, and valence of option outcomes seem to be altered systematically in AUD, there was no indication of an imbalance of habitual and goal-directed control. These findings challenge the assumption of a generalized outcome-unspecific shift of behavioral control from goal-directed to habitual strategies during the development of AUD and point towards several possible future avenues of research to modify or extend the theoretical model.:Table of Contents List of Figures List of Tables List of Abbreviations Abstract Chapter 1. Perspectives on alcohol use disorder 1.1 The size of alcohol use disorder 1.1.1 Terminology of alcohol-use related disorders 1.1.2 Size and burden of alcohol consumption and alcohol use disorders 1.2 Cognitive psychological perspectives on alcohol use disorder 1.2.1 A unified framework for addiction 1.2.2 Value-based decision making 1.2.3 Goal-directed and habitual systems 1.3 Neurobiological perspectives on alcohol use disorders 1.3.1 Neural underpinnings of the reward circuit 1.3.2 Neural underpinning of goal-directed and habitual decision making 1.3.3 Striatal adaptations associated with chronic alcohol consumption 1.4 Synopsis and research questions Chapter 2. Study 1 2.1 Abstract 2.2 Introduction 2.3 Material and methods 2.3.1 Participants and procedure 2.3.2 Measures of goal-directed and habitual behavioral control 2.3.3 Measure of alcohol consumption 2.3.4 Behavioral statistical analyses 2.3.5 Functional magnetic resonance imaging data acquisition and analysis 2.4 Results 2.4.1 Sample characteristics 2.4.2 Behavioral results 2.4.3 Functional magnetic resonance imaging results 2.5 Discussion Chapter 3. Study 2 3.1 Abstract 3.2 Introduction 3.3 Methods and materials 3.3.1 Participants 3.3.2 Procedure 3.3.3 Alcohol Expectancy Questionnaire 3.3.4 Task 3.3.5 Magnetic Resonance Imaging 3.3.6 Follow-up procedure 3.3.7 Data analysis 3.3.8 fMRI analysis 3.4 Results 3.4.1 Sample characteristics 3.4.2 Task-related group differences 3.4.3 Interaction between alcohol expectancies and model-based control 3.4.4 fMRI results 3.5 Discussion Chapter 4. Study 3 4.1 Abstract 4.2 Introduction 4.3 Study 3.1 4.3.1 Material and methods 4.3.2 Results 4.4 Study 3.2 4.4.1 Material and methods 4.4.2 Results 4.5 Discussion Chapter 5. General discussion 5.1 Summary of findings and discussion 5.1.1 Goal-directed and habitual decision making and alcohol use (disorder) 5.1.2 Neuroimaging correlates of goal-directed and habitual control 5.1.3 Modulators of the valuation systems and alcohol use (disorders) 5.1.4 Integration of findings 5.2 Limitations 5.2.1 Methodological critique of the Two-Step task 5.3 Outlook for future studies 5.3.1 Tentative framework for future studies 5.4 Conclusions References Appendix A Supplementary Information of Study 1 A.1 Supplementary Methods 1 - behavioral A.2 Supplementary Methods 2 - fMRI A.3 Supplementary Results - behavioral A.4 Supplementary results - fMRI B Supplementary Information of Study 2 B.1 Computational fits B.2 Preprocessing of the functional imaging data B.3 Exclusion criteria for different analyses B.4 First level analysis of the functional imaging analysis B.5 Voxel-based morphometry B.6 Drinking Motives Questionnaire B.7 Model-free comparisons B.8 Association with time to relapse B.9 Number of detoxifications and model-based control: behavioral and neuroimaging analyses C Supplementary Information of Study 3 C.1 Differences between VBDM version used in this study compared to the VBDM version reported in Pooseh et al. (under review) C.2 Additional correlational analyses D Supplementary Information for additional analyses

Moderne Theorien der Verhaltenskontrolle unterscheiden zwei Systeme, wobei das Handeln gesunder Individuen von beiden geprägt ist: Das retrospektiv agierende habituelle, sog. modellfreie Verhalten zeichnet sich durch Wiederholung zuvor belohnter Entscheidungen aus. Es passt sich nur langsam an möglicherweise veränderte Umweltbedingungen an. Die verstärkte Nutzung des habituellen Systems gilt als assoziiert mit verschiedenen psychischen Erkrankungen. Dem gegenüber steht das zielgerichtete, sog. modellbasierte Verhalten, das sich durch vorausschauende Entscheidungen auszeichnet. Hierbei werden die möglichen Konsequenzen einer Handlung berücksichtigt, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Dazu wird ein „mentales“ Modell der Umwelt- bedingungen erstellt. In einer Verhaltensstudie mit 39 Versuchspersonen wurde untersucht, ob biopsychologischer Stress zu einer Reduktion von modellbasiertem hin zu mehr modellfreiem Verhalten führt. Dazu absolvierten 39 Versuchspersonen eine sequentielle Entscheidungsaufgabe, nachdem sie psychosozialem Stress ausgesetzt wurden. Subjektive und physiologische Stress-Parameter wurden über das Experiment hinweg wiederholt erhoben. Ein direkter Effekt von akutem Stress auf das Gleichgewicht modellfreien vs. modellbasierten Verhaltens konnte nicht beobachtet werden. Allerdings zeigten diejenigen Versuchspersonen, die in den letzten zwei Jahren eine hohe Anzahl an stressbehafteten Lebensereignissen aufwiesen (chronischer Stress), signifikant weniger modellbasiertes Verhalten nach der Exposition von akutem Stress als in der Kontrollbedingung. Darüber hinaus korrelierte physiologische Stressreaktivität (stressbedingte Cortisol- Ausschüttung) negativ mit modellbasiertem Entscheidungsverhalten, während subjektive Stressreaktivität (basierend auf Fragebögen) positiv mit modellbasiertem Verhalten assoziiert war. Der in der Forschung beschriebene Einfluss von akutem und chronischem Stress auf die Entstehung und Aufrechterhaltung psychischer Erkrankungen könnte demnach teilweise über ein solches Ungleichgewicht der beiden Entscheidungsstrategien vermittelt sein.