@phdthesis{Goeken2024, author = {G{\"o}ken, Fabian}, title = {Verfassungs- und europarechtliche Rahmenbedingungen f{\"u}r die Belastung der Eigenerzeugung mit der EEG-Umlage}, publisher = {W{\"u}rzburg University Press}, address = {W{\"u}rzburg}, isbn = {978-3-95826-214-0}, issn = {2941-2854}, doi = {10.25972/WUP-978-3-95826-215-7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-329510}, school = {W{\"u}rzburg University Press}, pages = {XVIII, 351}, year = {2024}, abstract = {Mit der EEG-Umlage wurden bis zum Jahr 2023 die F{\"o}rderkosten f{\"u}r den {\"O}kostromausbau auf die Stromverbraucher umgelegt. Urspr{\"u}nglich kn{\"u}pfte die Umlagepflicht an eine Stromlieferung an, weshalb der eigenerzeugte Strom nicht erfasst war. Das sog. Eigenstromprivileg wurde mit dem EEG 2014 grunds{\"a}tzlich abgeschafft. Allerdings f{\"u}hrten diverse Ausnahmetatbest{\"a}nde dazu, dass ein Großteil der Eigenverbrauchsmengen weiterhin privilegiert waren. Die Arbeit untersucht, in welchem Maße dieser Flickenteppich an unterschiedlichen Regelungen auf die verfassungs- und europarechtlichen Rahmenbedingungen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Neben einer systematischen Erfassung des einfachgesetzlichen Rechtsrahmens erfolgt eine Analyse, inwiefern das Verfassungs- und Europarecht den gesetzlichen Gestaltungsspielraum f{\"u}r staatlich veranlasste, jedoch privatrechtlich ausgestaltete Umlagesysteme einschr{\"a}nkt.}, subject = {EEG}, language = {de} } @article{RodriguesWeissMusseletal.2022, author = {Rodrigues, Johannes and Weiß, Martin and Mussel, Patrick and Hewig, Johannes}, title = {On second thought … the influence of a second stage in the ultimatum game on decision behavior, electro-cortical correlates and their trait interrelation}, series = {Psychophysiology}, volume = {59}, journal = {Psychophysiology}, number = {7}, doi = {10.1111/psyp.14023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-318983}, year = {2022}, abstract = {Previous EEG research only investigated one stage ultimatum games (UGs). We investigated the influence of a second bargaining stage in an UG concerning behavioral responses, electro-cortical correlates and their moderations by the traits altruism, anger, anxiety, and greed in 92 participants. We found that an additional stage led to more rejection in the 2-stage UG (2SUG) and that increasing offers in the second stage compared to the first stage led to more acceptance. The FRN during a trial was linked to expectance evaluation concerning the fairness of the offers, while midfrontal theta was a marker for the needed cognitive control to overcome the respective default behavioral pattern. The FRN responses to unfair offers were more negative for either low or high altruism in the UG, while high trait anxiety led to more negative FRN responses in the first stage of 2SUG, indicating higher sensitivity to unfairness. Accordingly, the mean FRN response, representing the trait-like general electrocortical reactivity to unfairness, predicted rejection in the first stage of 2SUG. Additionally, we found that high trait anger led to more rejections for unfair offer in 2SUG in general, while trait altruism led to more rejection of unimproving unfair offers in the second stage of 2SUG. In contrast, trait anxiety led to more acceptance in the second stage of 2SUG, while trait greed even led to more acceptance if the offer was worse than in the stage before. These findings suggest, that 2SUG creates a trait activation situation compared to the UG.}, language = {en} } @article{StegmannAndreattaPaulietal.2023, author = {Stegmann, Yannik and Andreatta, Marta and Pauli, Paul and Keil, Andreas and Wieser, Matthias J.}, title = {Investigating sustained attention in contextual threat using steady-state VEPs evoked by flickering video stimuli}, series = {Psychophysiology}, volume = {60}, journal = {Psychophysiology}, number = {5}, doi = {10.1111/psyp.14229}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-312430}, year = {2023}, abstract = {Anxiety is characterized by anxious anticipation and heightened vigilance to uncertain threat. However, if threat is not reliably indicated by a specific cue, the context in which threat was previously experienced becomes its best predictor, leading to anxiety. A suitable means to induce anxiety experimentally is context conditioning: In one context (CTX+), an unpredictable aversive stimulus (US) is repeatedly presented, in contrast to a second context (CTX-), in which no US is ever presented. In this EEG study, we investigated attentional mechanisms during acquisition and extinction learning in 38 participants, who underwent a context conditioning protocol. Flickering video stimuli (32 s clips depicting virtual offices representing CTX+/-) were used to evoke steady-state visual evoked potentials (ssVEPs) as an index of visuocortical engagement with the contexts. Analyses of the electrocortical responses suggest a successful induction of the ssVEP signal by video presentation in flicker mode. Furthermore, we found clear indices of context conditioning and extinction learning on a subjective level, while cortical processing of the CTX+ was unexpectedly reduced during video presentation. The differences between CTX+ and CTX- diminished during extinction learning. Together, these results indicate that the dynamic sensory input of the video presentation leads to disruptions in the ssVEP signal, which is greater for motivationally significant, threatening contexts.}, language = {en} } @article{StegmannAndreattaWieser2023, author = {Stegmann, Yannik and Andreatta, Marta and Wieser, Matthias J.}, title = {The effect of inherently threatening contexts on visuocortical engagement to conditioned threat}, series = {Psychophysiology}, volume = {60}, journal = {Psychophysiology}, number = {4}, doi = {10.1111/psyp.14208}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-312465}, year = {2023}, abstract = {Fear and anxiety are crucial for adaptive responding in life-threatening situations. Whereas fear is a phasic response to an acute threat accompanied by selective attention, anxiety is characterized by a sustained feeling of apprehension and hypervigilance during situations of potential threat. In the current literature, fear and anxiety are usually considered mutually exclusive, with partially separated neural underpinnings. However, there is accumulating evidence that challenges this distinction between fear and anxiety, and simultaneous activation of fear and anxiety networks has been reported. Therefore, the current study experimentally tested potential interactions between fear and anxiety. Fifty-two healthy participants completed a differential fear conditioning paradigm followed by a test phase in which the conditioned stimuli were presented in front of threatening or neutral contextual images. To capture defense system activation, we recorded subjective (threat, US-expectancy), physiological (skin conductance, heart rate) and visuocortical (steady-state visual evoked potentials) responses to the conditioned stimuli as a function of contextual threat. Results demonstrated successful fear conditioning in all measures. In addition, threat and US-expectancy ratings, cardiac deceleration, and visuocortical activity were enhanced for fear cues presented in threatening compared with neutral contexts. These results are in line with an additive or interactive rather than an exclusive model of fear and anxiety, indicating facilitated defensive behavior to imminent danger in situations of potential threat.}, language = {en} } @article{ThieleRichterHilger2023, author = {Thiele, Jonas A. and Richter, Aylin and Hilger, Kirsten}, title = {Multimodal brain signal complexity predicts human intelligence}, series = {eNeuro}, volume = {10}, journal = {eNeuro}, number = {2}, doi = {10.1523/ENEURO.0345-22.2022}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-312949}, year = {2023}, abstract = {Spontaneous brain activity builds the foundation for human cognitive processing during external demands. Neuroimaging studies based on functional magnetic resonance imaging (fMRI) identified specific characteristics of spontaneous (intrinsic) brain dynamics to be associated with individual differences in general cognitive ability, i.e., intelligence. However, fMRI research is inherently limited by low temporal resolution, thus, preventing conclusions about neural fluctuations within the range of milliseconds. Here, we used resting-state electroencephalographical (EEG) recordings from 144 healthy adults to test whether individual differences in intelligence (Raven's Advanced Progressive Matrices scores) can be predicted from the complexity of temporally highly resolved intrinsic brain signals. We compared different operationalizations of brain signal complexity (multiscale entropy, Shannon entropy, Fuzzy entropy, and specific characteristics of microstates) regarding their relation to intelligence. The results indicate that associations between brain signal complexity measures and intelligence are of small effect sizes (r ∼ 0.20) and vary across different spatial and temporal scales. Specifically, higher intelligence scores were associated with lower complexity in local aspects of neural processing, and less activity in task-negative brain regions belonging to the default-mode network. Finally, we combined multiple measures of brain signal complexity to show that individual intelligence scores can be significantly predicted with a multimodal model within the sample (10-fold cross-validation) as well as in an independent sample (external replication, N = 57). In sum, our results highlight the temporal and spatial dependency of associations between intelligence and intrinsic brain dynamics, proposing multimodal approaches as promising means for future neuroscientific research on complex human traits.}, language = {en} } @article{RodriguesMarzbanHewig2021, author = {Rodrigues, Johannes and Marzban, Dorna and Hewig, Johannes}, title = {The influence of mental imagery expertise of pen and paper players versus computer gamers upon performance and electrocortical correlates in a difficult mental rotation task}, series = {Symmetry}, volume = {13}, journal = {Symmetry}, number = {12}, issn = {2073-8994}, doi = {10.3390/sym13122337}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-252253}, year = {2021}, abstract = {We investigated the influence of mental imagery expertise in 15 pen and paper role-players as an expert group compared to the gender-matched control group of computer role-players in the difficult Vandenberg and Kuse mental rotation task. In this task, the participants have to decide which two of four rotated figures match the target figure. The dependent measures were performance speed and accuracy. In our exploratory investigation, we further examined midline frontal theta band activation, parietal alpha band activation, and parietal alpha band asymmetry in EEG as indicator for the chosen rotation strategy. Additionally, we explored the gender influence on performance and EEG activation, although a very small female sample section was given. The expected gender difference concerning performance accuracy was negated by expertise in pen and paper role-playing women, while the gender-specific difference in performance speed was preserved. Moreover, gender differences concerning electro-cortical measures revealed differences in rotation strategy, with women using top-down strategies compared to men, who were using top-down strategies and active inhibition of associative cortical areas. These strategy uses were further moderated by expertise, with higher expertise leading to more pronounced activation patters, especially during successful performance. However, due to the very limited sample size, the findings of this explorative study have to be interpreted cautiously.}, language = {en} } @phdthesis{Leinfelder2022, author = {Leinfelder, Teresa}, title = {Untersuchung von Trainingseffekten bei der Verwendung einer auditorischen P300-basierten EEG Gehirn-Computer Schnittstelle mittels fMRI Analyse}, doi = {10.25972/OPUS-29068}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-290683}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {In dieser Dissertation untersuchten wir die neuronalen Korrelate des Training-Effektes einer auditorischen P300 Gehirn-Computer Schnittstelle mittels fMRI Analyse in einem pr{\"a}-post Design mit zehn gesunden Testpersonen. Wir wiesen in drei Trainings-sitzungen einen Trainingseffekt in der EEG-Analyse der P300 Welle nach und fanden entsprechende Kontraste in einer pr{\"a}-post Analyse von fMRI Daten, wobei in allen f{\"u}nf Sitzungen das gleiche Paradigma verwendet wurde. In der fMRI Analyse fanden wir fol-gende Ergebnisse: in einem Target-/ Nichttarget Kontrast zeigte sich verst{\"a}rkte Aktivie-rung in Generatorregionen der P300 Welle (temporale und inferiore frontale Regionen) und interessanterweise auch in motorassoziierten Arealen, was h{\"o}here kognitiver Pro-zesse wie Aufmerksamkeitslenkung und Arbeitsspeicher widerspiegeln k{\"o}nnte. Der Kon-trast des Trainingseffektes zeigte nach dem Training einen st{\"a}rkeren Rebound Effekt im Sinne einer verst{\"a}rkten Aktivierung in Generatorregionen der P300 Welle, was eine ver-besserte Erkennung und Prozessierung von Target-Stimuli reflektieren k{\"o}nnte. Eine Ab-nahme von Aktivierung in frontalen Arealen in diesem Kontrast k{\"o}nnte durch effizientere Abl{\"a}ufe kognitiver Prozesse und des Arbeitsged{\"a}chtnis erkl{\"a}rt werden.}, subject = {Gehirn-Computer-Schnittstelle}, language = {de} } @article{RodriguesWeissHewigetal.2021, author = {Rodrigues, Johannes and Weiß, Martin and Hewig, Johannes and Allen, John J. B.}, title = {EPOS: EEG Processing Open-Source Scripts}, series = {Frontiers in Neuroscience}, volume = {15}, journal = {Frontiers in Neuroscience}, issn = {1662-453X}, doi = {10.3389/fnins.2021.660449}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-240221}, year = {2021}, abstract = {Background: Since the replication crisis, standardization has become even more important in psychological science and neuroscience. As a result, many methods are being reconsidered, and researchers' degrees of freedom in these methods are being discussed as a potential source of inconsistencies across studies. New Method: With the aim of addressing these subjectivity issues, we have been working on a tutorial-like EEG (pre-)processing pipeline to achieve an automated method based on the semi-automated analysis proposed by Delorme and Makeig. Results: Two scripts are presented and explained step-by-step to perform basic, informed ERP and frequency-domain analyses, including data export to statistical programs and visual representations of the data. The open-source software EEGlab in MATLAB is used as the data handling platform, but scripts based on code provided by Mike Cohen (2014) are also included. Comparison with existing methods: This accompanying tutorial-like article explains and shows how the processing of our automated pipeline affects the data and addresses, especially beginners in EEG-analysis, as other (pre)-processing chains are mostly targeting rather informed users in specialized areas or only parts of a complete procedure. In this context, we compared our pipeline with a selection of existing approaches. Conclusion: The need for standardization and replication is evident, yet it is equally important to control the plausibility of the suggested solution by data exploration. Here, we provide the community with a tool to enhance the understanding and capability of EEG-analysis. We aim to contribute to comprehensive and reliable analyses for neuro-scientific research.}, language = {en} } @phdthesis{Stegmann2021, author = {Stegmann, Yannik}, title = {Electrocortical mechanisms of sustained attention during the acquisition and interaction of conditioned fear and anxiety}, doi = {10.25972/OPUS-23770}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-237700}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Adapting defensive behavior to the characteristics of a threatening situation is a fundamental function of the brain. Particularly, threat imminence plays a major role for the organization of defensive responses. Acute threat prompts phasic physiological responses, which are usually associated with an intense feeling of fear. In contrast, diffuse and potentially threatening situations elicit a sustained state of anxious apprehension. Detection of the threatening stimulus defines the key event in this framework, initiating the transition from potential to acute threat. Consequently, attention to threat is crucial for supporting defensive behavior. The functions of attention are finely tuned to the characteristics of a threatening situation. Potential threat is associated with hypervigilance, in order to facilitate threat detection. Once a threatening stimulus has been identified, attention is selectively focused on the source of danger. Even though the concepts of selective attention and hypervigilance to threat are well established, evidence for their neural correlates remain scarce. Therefore, a major goal of this thesis is to elucidate the neural correlates of selective attention to acute threat and hypervigilance during potential threat. A second aim of this thesis is to provide a mechanistic account for the interaction of fear and anxiety. While contemporary models view fear and anxiety as mutually exclusive, recent findings for the neural networks of fear and anxiety suggest potential interactions. In four studies, aversive cue conditioning was used to induce acute threat, while context conditioning served as a laboratory model of potential threat. To quantify neural correlates of selective attention and hypervigilance, steady-state visual evoked potentials (ssVEPs) were measured as an index of visuocortical responding. Study 1 compared visuocortical responses to acute and potential threat for high versus low trait-anxious individuals. All individuals demonstrated enhanced electrocortical responses to the central cue in the acute threat condition, suggesting evidence for the neural correlate of selective attention. However, only low anxious individuals revealed facilitated processing of the contexts in the potential threat condition, reflecting a neural correlate of hypervigilance. High anxious individuals did not discriminate among contexts. These findings contribute to the notion of aberrational processing of potential threat for high anxious individuals. Study 2 and 3 realized orthogonal combinations of cue and context conditioning to investigate potential interactions of fear and anxiety. In contrast to Study 1 and 2, Study 3 used verbal instructions to induce potentially threatening contexts. Besides ssVEPs, threat ratings and skin conductance responses (SCRs) were recorded as efferent indices of defensive responding. None of these studies found further evidence for the neural correlates of hypervigilance and selective attention. However, results for ratings and SCRs revealed additive effects of fear and anxiety, suggesting that fear and anxiety are not mutually exclusive, but interact linearly to organize and facilitate defensive behavior. Study 4 tested ssVEPs to more ecologically valid forms of context conditioning, using flickering video stimuli of virtual offices to establish context representations. Contrary to expectations, results revealed decreased visuocortical responses during sustained presentations of anxiety compared to neutral contexts. A disruption of ssVEP signals eventually suggests interferences by continuously changing video streams which are enhanced as a function of motivational relevance. In summary, this thesis provided evidence for the neural correlates of attention only for isolated forms of fear and anxiety, but not for their interaction. In contrast, an additive interaction model of fear and anxiety for measures of defensive responding offers a new perspective on the topography of defensive behavior.}, subject = {Furcht}, language = {en} } @article{VenturaBortWirknerGenheimeretal.2018, author = {Ventura-Bort, Carlos and Wirkner, Janine and Genheimer, Hannah and Wendt, Julia and Hamm, Alfons O. and Weymar, Mathias}, title = {Effects of Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) on the P300 and Alpha-Amylase Level: A Pilot Study}, series = {Frontiers in Human Neuroscience}, volume = {12}, journal = {Frontiers in Human Neuroscience}, number = {202}, issn = {1662-5161}, doi = {10.3389/fnhum.2018.00202}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-196129}, year = {2018}, abstract = {Recent research suggests that the P3b may be closely related to the activation of the locus coeruleus-norepinephrine (LC-NE) system. To further study the potential association, we applied a novel technique, the non-invasive transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS), which is speculated to increase noradrenaline levels. Using a within-subject cross-over design, 20 healthy participants received continuous tVNS and sham stimulation on two consecutive days (stimulation counterbalanced across participants) while performing a visual oddball task. During stimulation, oval non-targets (standard), normal-head (easy) and rotated-head (difficult) targets, as well as novel stimuli (scenes) were presented. As an indirect marker of noradrenergic activation we also collected salivary alpha-amylase (sAA) before and after stimulation. Results showed larger P3b amplitudes for target, relative to standard stimuli, irrespective of stimulation condition. Exploratory post hoc analyses, however, revealed that, in comparison to standard stimuli, easy (but not difficult) targets produced larger P3b (but not P3a) amplitudes during active tVNS, compared to sham stimulation. For sAA levels, although main analyses did not show differential effects of stimulation, direct testing revealed that tVNS (but not sham stimulation) increased sAA levels after stimulation. Additionally, larger differences between tVNS and sham stimulation in P3b magnitudes for easy targets were associated with larger increase in sAA levels after tVNS, but not after sham stimulation. Despite preliminary evidence for a modulatory influence of tVNS on the P3b, which may be partly mediated by activation of the noradrenergic system, additional research in this field is clearly warranted. Future studies need to clarify whether tVNS also facilitates other processes, such as learning and memory, and whether tVNS can be used as therapeutic tool.}, language = {en} } @phdthesis{Weiss2020, author = {Weiß, Martin}, title = {The neural principles of behavior modification using socioemotional facial feedback cues in economic decision-making}, doi = {10.25972/OPUS-20865}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-208654}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {The present dissertation aims to shed light on different mechanisms of socio-emotional feedback in social decision-making situations. The objective is to evaluate emotional facial expressions as feedback stimuli, i.e., responses of interaction partners to certain social decisions. In addition to human faces, artificial emojis are also examined due to their relevance for modern digital communication. Previous research on the influence of emotional feedback suggests that a person's behavior can be effectively reinforced by rewarding stimuli. In the context of this dissertation, the differences in the feedback processing of human photographs and emojis, but also the evaluation of socially expected versus socially unexpected feedback were examined in detail in four studies. In addition to behavioral data, we used the electroencephalogram (EEG) in all studies to investigate neural correlates of social decision-making and emotional feedback. As the central paradigm, all studies were based on a modified ultimatum game. The game is structured as follows: there is a so-called proposer who holds a specific amount of money (e.g., 10 cents) and offers the responder a certain amount (e.g., 3 cents). The responder then decides whether to accept or reject the offer. In the version of the ultimatum game presented here, different types of proposers are introduced. After the participants have accepted or rejected in the role of the responder, the different proposers react to the participant's decision with specific emotional facial expressions. Different feedback patterns are used for the individual experiments conducted in the course of this dissertation. In the first study, we investigated the influence of emotional feedback on decision-making in the modified version of the ultimatum game. We were able to show that a proposer who responds to the acceptance of an offer with a smiling face achieves more accepted offers overall than a control proposer who responds to both accepted and rejected offers with a neutral facial expression. Consequently, the smile served as a positive reinforcement. Similarly, a sad expression in response to a rejected offer also resulted in higher acceptance rates as compared to the control identity, which could be considered an expression of compassion for that proposer. On a neuronal level, we could show that there are differences between simply looking at negative emotional stimuli (i.e., sad and angry faces) and their appearance as feedback stimuli after rejected offers in the modified ultimatum game. The so-called feedback-related negativity was reduced (i.e., more positive) when negative emotions appeared as feedback from the proposers. We argued that these findings might show that the participants wanted to punish the proposers by rejecting an offer for its unfairness and therefore the negative feedback met their expectations. The altered processing of negative emotional facial expressions in the ultimatum game could therefore indicate that the punishment is interpreted as successful. This includes the expectation that the interaction partner will change his behavior in the future and eventually make fairer offers. In the second study we wanted to show that smiling and sad emojis as feedback stimuli in the modified ultimatum game can also lead to increased acceptance rates. Contrary to our assumptions, this effect could not be observed. At the neural level as well, the findings did not correspond to our assumptions and differed strongly from those of the first study. One finding, however, was that the neural P3 component showed how the use of emojis as feedback stimuli particularly characterizes certain types of proposers. This is supported by the fact that the P3 is increased for the proposer who rewards an acceptance with a smile as well as for the proposer who reacts to rejection with a sad emoji compared to the neutral control proposer. The third study examined the discrepancy between the findings of the first and second study. Accordingly, both humans and emojis representing the different proposers were presented in the ultimatum game. In addition, emojis were selected that showed a higher similarity to known emojis from common messenger services compared to the second study. We were able to replicate that the proposers in the ultimatum game, who reward an acceptance of the offer with a smile, led to an increased acceptance rate compared to the neutral control proposers. This difference is independent of whether the proposers are represented by emojis or human faces. With regard to the neural correlates, we were able to demonstrate that emojis and human faces differ strongly in their neural processing. Emojis showed stronger activation than human faces in the face-processing N170 component, the feedback-related negativity and the P3 component. We concluded that the results of the N170 and feedback-related negativity could indicate a signal for missing social information of emojis compared to faces. The increased P3 amplitude for emojis might imply that emojis appear unexpectedly as reward stimuli in a social decision task compared to human faces. The last study of this project dealt with socially unexpected feedback. In comparison to the first three studies, new proposer identities were implemented. In particular, the focus was on a proposer who reacted to the rejection of an offer unexpectedly with a smile and to the acceptance with a neutral facial expression. According to the results, participants approach this unexpected smile through increased rejection, although it is accompanied by financial loss. In addition, as reported in studies one and three, we were able to show that proposers who respond to the acceptance of an offer with a smiling face and thus meet the expectations of the participants have higher offer acceptance rates than the control proposer. At the neuronal level, especially the feedback from the socially unexpected proposer led to an increased P3 amplitude, which indicates that smiling after rejection is attributed a special subjective importance. The experiments provide new insights into the social influence through emotional feedback and the processing of relevant social cues. Due to the conceptual similarity of the studies, it was possible to differentiate between stable findings and potentially stimulus-dependent deviations, thus creating a well-founded contribution to the current research. Therefore, the novel paradigm presented here, and the knowledge gained from it could also play an important role in the future for clinical questions dealing with limited social competencies.}, subject = {Entscheidungsverhalten}, language = {en} } @article{DomschkeZwanzgerRehbeinetal.2016, author = {Domschke, Katharina and Zwanzger, Peter and Rehbein, Maimu A. and Steinberg, Christian and Knoke, Kathrin and Dobel, Christian and Klinkenberg, Isabelle and Kugel, Harald and Kersting, Anette and Arolt, Volker and Pantev, Christo and Junghofer, Markus}, title = {Magnetoencephalographic Correlates of Emotional Processing in Major Depression Before and After Pharmacological Treatment}, series = {International Journal of Neuropsychopharmacology}, volume = {2016}, journal = {International Journal of Neuropsychopharmacology}, doi = {10.1093/ijnp/pyv093}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165523}, pages = {1-9}, year = {2016}, abstract = {Background: In major depressive disorder (MDD), electrophysiological and imaging studies suggest reduced neural activity in the parietal and dorsolateral prefrontal cortex regions. In the present study, neural correlates of emotional processing in MDD were analyzed for the first time in a pre-/post-treatment design by means of magnetoencephalography (MEG), allowing for detecting temporal dynamics of brain activation. Methods: Twenty-five medication-free Caucasian in-patients with MDD and 25 matched controls underwent a baseline MEG session with passive viewing of pleasant, unpleasant, and neutral pictures. Fifteen patients were followed-up with a second MEG session after 4 weeks of antidepressant monopharmacotherapy with mirtazapine. The corresponding controls received no intervention between the measurements. The clinical course of depression was assessed using the Hamilton Depression scale. Results: Prior to treatment, an overall neocortical hypoactivation during emotional processing, particularly at the parietal regions and areas at the right temporoparietal junction, as well as abnormal valence-specific reactions at the right parietal and bilateral dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC) regions were observed in patients compared to controls. These effects occurred <150ms, suggesting dysfunctional processing of emotional stimuli at a preconscious level. Successful antidepressant treatment resulted in a normalization of the hypoactivation at the right parietal and right temporoparietal regions. Accordingly, both dlPFC regions revealed an increase of activity after therapy. Conclusions: The present study provides neurophysiological evidence for dysfunctional emotional processing in a fronto-parieto-temporal network, possibly contributing to the pathogenesis of MDD. These activation patterns might have the potential to serve as biomarkers of treatment success.}, language = {en} } @phdthesis{Balsam2019, author = {Balsam, Anne}, title = {Untersuchung der Vigilanzregulation von Kindern und Jugendlichen mit der Diagnose Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung (ADHS) verglichen mit alters- und geschlechtsgleichen gesunden Kontrollen}, doi = {10.25972/OPUS-19244}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-192440}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {ADHS-Patienten im Alter von 8-12 Jahren wurde ein Ruhe-EEG von 10 Minuten jeweils mediziert sowie medikamentenn{\"u}chtern abgeleitet und mittels des Vigilanzalgorithmus Leipzig von Hegerl und Hensch (2012) ausgewertet und den bei gesunden Kontrollkindern gleichen Alters gemessenen EEG-Frequenzen nach Auswertung durch die gleiche Methode gegen{\"u}bergestellt.}, subject = {VIGALL}, language = {de} } @phdthesis{Karl2019, author = {Karl, Christian}, title = {Kontextuelle und differentielle Einfl{\"u}sse auf die neurophysiologische Verarbeitung w{\"u}tender und neutraler Gesichter}, doi = {10.25972/OPUS-18306}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-183067}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {In dieser EEG Untersuchung wurde der Einfluss von zuvor pr{\"a}sentierten Abfolgen w{\"u}tender und neutraler Gesichtsausdr{\"u}cke auf die neurokognitive Verarbeitung eines aktuell wahrgenommenen Gesichts unter Ber{\"u}cksichtigung des modulierenden Effekts der individuellen {\"A}ngstlichkeit, sowie eines sozial stressenden Kontextes und einer erh{\"o}hten kognitiven Auslastung erforscht. Die Ergebnisse lieferten bereits auf der Ebene der basalen visuellen Gesichtsanalyse Belege f{\"u}r eine parallele Verarbeitung und Integration von strukturellen und emotionalen Gesichtsinformationen. Zudem konnte schon in dieser fr{\"u}hen Phase ein genereller kontextueller Einfluss von Gesichtssequenzen auf die kognitive Gesichtsverarbeitung nachgewiesen werden, welcher sogar in sp{\"a}teren Phasen der kognitiven Verarbeitung noch zunahm. Damit konnte nachgewiesen werden, dass die zeitliche Integration, d.h. die spezifische Abfolge wahrgenommener Gesichter eine wichtige Rolle f{\"u}r die kognitive Evaluation des aktuell perzipierten Gesichtes spielt. Diese Ergebnisse wurden zudem in einer Revision des Gesichtsverarbeitungsmodells von Haxby und Kollegen verordnet und in einer sLORETA Analyse dargestellt. Die Befunde zur individuellen {\"A}ngstlichkeit und kognitiven Auslastung best{\"a}tigten außerdem die Attentional Control Theorie und das Dual Mechanisms of Control Modell.}, subject = {Visuelle Wahrnehmung}, language = {de} } @article{DomschkeZwanzgerRehbeinetal.2016, author = {Domschke, Katharina and Zwanzger, Peter and Rehbein, Maimu A and Steinberg, Christian and Knoke, Kathrin and Dobel, Christian and Klinkenberg, Isabelle and Kugel, Harald and Kersting, Anette and Arolt, Volker and Pantev, Christo and Junghofer, Markus}, title = {Magnetoencephalographic correlates of emotional processing in major depression before and after pharmacological treatment}, series = {International Journal of Neuropsychopharmacology}, volume = {19}, journal = {International Journal of Neuropsychopharmacology}, number = {2}, doi = {10.1093/ijnp/pyv093}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-149873}, pages = {pyv093}, year = {2016}, abstract = {Background: In major depressive disorder (MDD), electrophysiological and imaging studies suggest reduced neural activity in the parietal and dorsolateral prefrontal cortex regions. In the present study, neural correlates of emotional processing in MDD were analyzed for the first time in a pre-/post-treatment design by means of magnetoencephalography (MEG), allowing for detecting temporal dynamics of brain activation. Methods: Twenty-five medication-free Caucasian in-patients with MDD and 25 matched controls underwent a baseline MEG session with passive viewing of pleasant, unpleasant, and neutral pictures. Fifteen patients were followed-up with a second MEG session after 4 weeks of antidepressant monopharmacotherapy with mirtazapine. The corresponding controls received no intervention between the measurements. The clinical course of depression was assessed using the Hamilton Depression scale. Results: Prior to treatment, an overall neocortical hypoactivation during emotional processing, particularly at the parietal regions and areas at the right temporoparietal junction, as well as abnormal valence-specific reactions at the right parietal and bilateral dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC) regions were observed in patients compared to controls. These effects occurred <150ms, suggesting dysfunctional processing of emotional stimuli at a preconscious level. Successful antidepressant treatment resulted in a normalization of the hypoactivation at the right parietal and right temporoparietal regions. Accordingly, both dlPFC regions revealed an increase of activity after therapy. Conclusions: The present study provides neurophysiological evidence for dysfunctional emotional processing in a fronto-parieto-temporal network, possibly contributing to the pathogenesis of MDD. These activation patterns might have the potential to serve as biomarkers of treatment success.}, language = {en} } @article{KaethnerHalderHintermuelleretal.2017, author = {K{\"a}thner, Ivo and Halder, Sebastian and Hinterm{\"u}ller, Christoph and Espinosa, Arnau and Guger, Christoph and Miralles, Felip and Vargiu, Eloisa and Dauwalder, Stefan and Rafael-Palou, Xavier and Sol{\`a}, Marc and Daly, Jean M. and Armstrong, Elaine and Martin, Suzanne and K{\"u}bler, Andrea}, title = {A Multifunctional Brain-Computer Interface Intended for Home Use: An Evaluation with Healthy Participants and Potential End Users with Dry and Gel-Based Electrodes}, series = {Frontiers in Neuroscience}, volume = {11}, journal = {Frontiers in Neuroscience}, number = {286}, doi = {10.3389/fnins.2017.00286}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-157925}, year = {2017}, abstract = {Current brain-computer interface (BCIs) software is often tailored to the needs of scientists and technicians and therefore complex to allow for versatile use. To facilitate home use of BCIs a multifunctional P300 BCI with a graphical user interface intended for non-expert set-up and control was designed and implemented. The system includes applications for spelling, web access, entertainment, artistic expression and environmental control. In addition to new software, it also includes new hardware for the recording of electroencephalogram (EEG) signals. The EEG system consists of a small and wireless amplifier attached to a cap that can be equipped with gel-based or dry contact electrodes. The system was systematically evaluated with a healthy sample, and targeted end users of BCI technology, i.e., people with a varying degree of motor impairment tested the BCI in a series of individual case studies. Usability was assessed in terms of effectiveness, efficiency and satisfaction. Feedback of users was gathered with structured questionnaires. Two groups of healthy participants completed an experimental protocol with the gel-based and the dry contact electrodes (N = 10 each). The results demonstrated that all healthy participants gained control over the system and achieved satisfactory to high accuracies with both gel-based and dry electrodes (average error rates of 6 and 13\%). Average satisfaction ratings were high, but certain aspects of the system such as the wearing comfort of the dry electrodes and design of the cap, and speed (in both groups) were criticized by some participants. Six potential end users tested the system during supervised sessions. The achieved accuracies varied greatly from no control to high control with accuracies comparable to that of healthy volunteers. Satisfaction ratings of the two end-users that gained control of the system were lower as compared to healthy participants. The advantages and disadvantages of the BCI and its applications are discussed and suggestions are presented for improvements to pave the way for user friendly BCIs intended to be used as assistive technology by persons with severe paralysis.}, language = {en} } @article{CheethamWuPaulietal.2015, author = {Cheetham, Marcus and Wu, Lingdan and Pauli, Paul and Jancke, Lutz}, title = {Arousal, valence, and the uncanny valley: psychophysiological and self-report findings}, series = {Frontiers in Psychology}, volume = {6}, journal = {Frontiers in Psychology}, number = {981}, doi = {10.3389/fpsyg.2015.00981}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-151519}, year = {2015}, abstract = {The main prediction of the Uncanny Valley Hypothesis (UVH) is that observation of humanlike characters that are difficult to distinguish from the human counterpart will evoke a state of negative affect. Well-established electrophysiological [late positive potential (LPP) and facial electromyography (EMG)] and self-report [Self-Assessment Manikin (SAM)] indices of valence and arousal, i.e., the primary orthogonal dimensions of affective experience, were used to test this prediction by examining affective experience in response to categorically ambiguous compared with unambiguous avatar and human faces (N = 30). LPP and EMG provided direct psychophysiological indices of affective state during passive observation and the SAM provided self-reported indices of affective state during explicit cognitive evaluation of static facial stimuli. The faces were drawn from well-controlled morph continua representing the UVH' dimension of human likeness (DHL). The results provide no support for the notion that category ambiguity along the DHL is specifically associated with enhanced experience of negative affect. On the contrary, the LPP and SAM-based measures of arousal and valence indicated a general increase in negative affective state (i.e., enhanced arousal and negative valence) with greater morph distance from the human end of the DHL. A second sample (N = 30) produced the same finding, using an ad hoc self-rating scale of feelings of familiarity, i.e., an oft-used measure of affective experience along the UVH' familiarity dimension. In conclusion, this multi-method approach using well-validated psychophysiological and self-rating indices of arousal and valence rejects for passive observation and for explicit affective evaluation of static faces the main prediction of the UVH.}, language = {en} } @phdthesis{Rodrigues2016, author = {Rodrigues, Johannes}, title = {Let me change your mind… Frontal brain activity in a virtual T-maze}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-143280}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Frontal asymmetry, a construct invented by Richard Davidson, linking positive and negative valence as well as approach and withdrawal motivation to lateralized frontal brain activation has been investigated for over thirty years. The frontal activation patterns described as relevant were measured via alpha-band frequency activity (8-13 Hz) as a measurement of deactivation in electroencephalography (EEG) for homologous electrode pairs, especially for the electrode position F4/ F3 to account for the frontal relative lateralized brain activation. Three different theories about frontal activation patterns linked to motivational states were investigated in two studies. The valence theory of Davidson (1984; 1998a; 1998b) and its extension to the motivational direction theory by Harmon-Jones and Allen (1998) refers to the approach motivation with relative left frontal brain activity (indicated by relative right frontal alpha activity) and to withdrawal motivation with relative right frontal brain activation (indicated by relative left frontal alpha activity). The second theory proposed by Hewig and colleagues (2004; 2005; 2006) integrates the findings of Davidson and Harmon - Jones and Allen with the reinforcement sensitivity theory of Jeffrey A. Gray (1982, 1991). Hewig sees the lateralized frontal approach system and withdrawal system proposed by Davidson as subsystems of the behavioral activation system proposed by Gray and bilateral frontal activation as a biological marker for the behavioral activation system. The third theory investigated in the present studies is the theory from Wacker and colleagues (2003; 2008; 2010) where the frontal asymmetrical brain activation patterns are linked to the revised reinforcement sensitivity theory of Gray and McNaughton (2000). Here, right frontal brain activity (indicated by lower relative right frontal alpha activity) accounts for conflict, behavioral inhibition and activity of the revised behavioral inhibition system, while left frontal brain activation (indicated by lower relative left frontal alpha activity) stands for active behavior and the activity of the revised behavioral activation system as well as the activation of the revised flight fight freezing system. In order to investigate these three theories, a virtual reality T-maze paradigm was introduced to evoke motivational states in the participants, offering the opportunity to measure frontal brain activation patterns via EEG and behavior simultaneously in the first study. In the second study the virtual reality paradigm was additionally compared to mental imagery and a movie paradigm, two well-known state inducing paradigms in the research field of frontal asymmetry. In the two studies, there was confirming evidence for the theory of Hewig and colleages (2004; 2005; 2006), showing higher bilateral frontal activation for active behavior and lateralized frontal activation patterns for approach (left frontal brain activation) and avoidance (right frontal brain activation) behavior. Additionally a limitation for the capability model of anterior brain asymmetry proposed by Coan and colleagues (2006), where the frontal asymmetry should be dependent on the relevant traits driving the frontal asymmetry pattern if a relevant situation occurs, could be found. As the very intense virtual reality paradigm did not lead to a difference of frontal brain activation patterns compared to the mental imagery paradigm or the movie paradigm for the traits of the participants, the trait dependency of the frontal asymmetry in a relevant situation might not be given, if the intensity of the situation exceeds a certain level. Nevertheless there was an influence of the traits in the virtual reality T-maze paradigm, because the shown behavior in the maze was trait-dependent. The implications of the findings are multifarious, leading from possible objective personality testing via diversification of the virtual reality paradigm to even clinical implications for depression treatments based on changes in the lateralized frontal brain activation patterns for changes in the motivational aspects, but also for changes in bilateral frontal brain activation when it comes to the drive and preparedness for action in patients. Finally, with the limitation of the capability model, additional variance in the different findings about frontal asymmetry can be explained by taking the intensity of a state manipulation into account.}, subject = {Electroencephalographie}, language = {en} } @phdthesis{Ulrich2016, author = {Ulrich, Natalie}, title = {Processing of Near Outcomes and Outcome Sequences in Gambling: Implications for the Biopsychological Basis of Problem Gambling}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-139612}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Gambling is a popular activity in Germany, with 40\% of a representative sample reporting having gambled at least once in the past year (Bundeszentrale f{\"u}r gesundheitliche Aufkl{\"a}rung, 2014). While the majority of gamblers show harmless gambling behavior, a subset develops serious problems due to their gambling, affecting their psychological well-being, social life and work. According to recent estimates, up to 0.8\% of the German population are affected by such pathological gambling. People in general and pathological gamblers in particular show several cognitive distortions, that is, misconceptions about the chances of winning and skill involvement, in gambling. The current work aimed at elucidating the biopsychological basis of two such kinds of cognitive distortions, the illusion of control and the gambler's and hot hand fallacies, and their modulation by gambling problems. Therefore, four studies were conducted assessing the processing of near outcomes (used as a proxy for the illusion of control) and outcome sequences (used as a proxy for the gambler's and hot hand fallacies) in samples of varying degrees of gambling problems, using a multimethod approach. The first study analyzed the processing and evaluation of near outcomes as well as choice behavior in a wheel of fortune paradigm using electroencephalography (EEG). To assess the influence of gambling problems, a group of problem gamblers was compared to a group of controls. The results showed that there were no differences in the processing of near outcomes between the two groups. Near compared to full outcomes elicited smaller P300 amplitudes. Furthermore, at a trend level, the choice behavior of participants showed signs of a pattern opposite to the gambler's fallacy, with longer runs of an outcome color leading to increased probabilities of choosing this color again on the subsequent trial. Finally, problem gamblers showed smaller feedback-related negativity (FRN) amplitudes relative to controls. The second study also targeted the processing of near outcomes in a wheel of fortune paradigm, this time using functional magnetic resonance imaging and a group of participants with varying degrees of gambling problems. The results showed increased activity in the bilateral superior parietal cortex following near compared to full outcomes. The third study examined the peripheral physiology reactions to near outcomes in the wheel of fortune. Heart period and skin conductance were measured while participants with varying degrees of gambling problems played on the wheel of fortune. Near compared to full outcomes led to increased heart period duration shortly after the outcome. Furthermore, heart period reactions and skin conductance responses (SCRs) were modulated by gambling problems. Participants with high relative to low levels of gambling problems showed increased SCRs to near outcomes and similar heart period reactions to near outcomes and full wins. The fourth study analyzed choice behavior and sequence effects in the processing of outcomes in a coin toss paradigm using EEG in a group of problem gamblers and controls. Again, problem gamblers showed generally smaller FRN amplitudes compared to controls. There were no differences between groups in the processing of outcome sequences. The break of an outcome streak led to increased power in the theta frequency band. Furthermore, the P300 amplitude was increased after a sequence of previous wins. Finally, problem gamblers compared to controls showed a trend of switching the outcome symbol relative to the previous outcome symbol more often. In sum, the results point towards differences in the processing of near compared to full outcomes in brain areas and measures implicated in attentional and salience processes. The processing of outcome sequences involves processes of salience attribution and violation of expectations. Furthermore, problem gamblers seem to process near outcomes as more win-like compared to controls. The results and their implications for problem gambling as well as further possible lines of research are discussed.}, subject = {Spielsucht}, language = {en} } @phdthesis{Kaethner2015, author = {K{\"a}thner, Ivo R. J.}, title = {Auditory and visual brain-computer interfaces as communication aids for persons with severe paralysis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-135477}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2015}, abstract = {Brain-computer interfaces (BCIs) could provide a muscle-independent communication channel to persons with severe paralysis by translating brain activity into device commands. As a means of communication, in particular BCIs based on event-related potentials (ERPs) as control signal have been researched. Most of these BCIs rely on visual stimulation and have been investigated with healthy participants in controlled laboratory environments. In proof-of-principle studies targeted end users gained control over BCI systems; however, these systems are not yet established as an assistive technology for persons who would most benefit from them. The main aim of this thesis is to advance the usability of ERP-BCIs for target users. To this end, five studies with BCIs have been conducted that enabled users to communicate by focusing their attention on external stimuli. Two studies were conducted in order to demonstrate the advantages and to further improve the practical application of visual BCIs. In the first study, mental workload was experimentally manipulated during prolonged BCI operation. The study showed the robustness of the visual ERP-BCI since users maintained a satisfactory level of control despite constant distraction in the form of background noise. Moreover, neurophysiological markers that could potentially serve as indicators of high mental workload or fatigue were revealed. This is a first step towards future applications in which the BCI could adapt to the mental state of the user (e.g. pauses if high mental workload is detected to prevent false selections). In the second study, a head-mounted display (HMD), which assures that stimuli are presented in the field of view of the user, was evaluated. High accuracies and information transfer rates, similar to a conventional display, were achieved by healthy participants during a spelling task. Furthermore, a person in the locked-in state (LIS) gained control over the BCI using the HMD. The HMD might be particularly suited for initial communication attempts with persons in the LIS in situations, where mounting a conventional monitor is difficult or not feasible. Visual ERP-BCIs could prove valuable for persons with residual control over eye muscles and sufficient vision. However, since a substantial number of target users have limited control over eye movements and/or visual impairments, BCIs based on non-visual modalities are required. Therefore, a main aspect of this thesis was to improve an auditory paradigm that should enable motor impaired users to spell by focusing attention on different tones. The two conducted studies revealed that healthy participants were able to achieve high spelling performance with the BCI already in the first session and stress the importance of the choice of the stimulus material. The employed natural tones resulted in an increase in performance compared to a previous study that used artificial tones as stimuli. Furthermore, three out of five users with a varying degree of motor impairments could gain control over the system within the five conducted sessions. Their performance increased significantly from the first to the fifth session - an effect not previously observed for visual ERP-BCIs. Hence, training is particularly important when testing auditory multiclass BCIs with potential users. A prerequisite for user satisfaction is that the BCI technology matches user requirements. In this context, it is important to compare BCIs with already established assistive technology. Thus, the fifth study of this dissertation evaluated gaze dependent methods (EOG, eye tracking) as possible control signals for assistive technology and a binary auditory BCI with a person in the locked-in state. The study participant gained control over all tested systems and rated the ease of use of the BCI as the highest among the tested alternatives, but also rated it as the most tiring due to the high amount of attention that was needed for a simple selection. Further efforts are necessary to simplify operation of the BCI. The involvement of end users in all steps of the design and development process of BCIs will increase the likelihood that they can eventually be used as assistive technology in daily life. The work presented in this thesis is a substantial contribution towards the goal of re-enabling communication to users who cannot rely on motor activity to convey their thoughts.}, subject = {Gehirn-Computer Schnittstelle}, language = {en} } @phdthesis{Sollfrank2015, author = {Sollfrank, Teresa}, title = {Feedback efficiency and training effects during alpha band modulation over the sensorimotor cortex}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-131769}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2015}, abstract = {Neural oscillations can be measured by electroencephalography (EEG) and these oscillations can be characterized by their frequency, amplitude and phase. The mechanistic properties of neural oscillations and their synchronization are able to explain various aspects of many cognitive functions such as motor control, memory, attention, information transfer across brain regions, segmentation of the sensory input and perception (Arnal and Giraud, 2012). The alpha band frequency is the dominant oscillation in the human brain. This oscillatory activity is found in the scalp EEG at frequencies around 8-13 Hz in all healthy adults (Makeig et al., 2002) and considerable interest has been generated in exploring EEG alpha oscillations with regard to their role in cognitive (Klimesch et al., 1993; Hanselmayr et al., 2005), sensorimotor (Birbaumer, 2006; Sauseng et al., 2009) and physiological (Lehmann, 1971; Niedermeyer, 1997; Kiyatkin, 2010) aspects of human life. The ability to voluntarily regulate the alpha amplitude can be learned with neurofeedback training and offers the possibility to control a brain-computer interface (BCI), a muscle independent interaction channel. BCI research is predominantly focused on the signal processing, the classification and the algorithms necessary to translate brain signals into control commands than on the person interacting with the technical system. The end-user must be properly trained to be able to successfully use the BCI and factors such as task instructions, training, and especially feedback can therefore play an important role in learning to control a BCI (Neumann and K{\"u}bler, 2003; Pfurtscheller et al., 2006, 2007; Allison and Neuper, 2010; Friedrich et al., 2012; Kaufmann et al., 2013; Lotte et al., 2013). The main purpose of this thesis was to investigate how end-users can efficiently be trained to perform alpha band modulation recorded over their sensorimotor cortex. The herein presented work comprises three studies with healthy participants and participants with schizophrenia focusing on the effects of feedback and training time on cortical activation patterns and performance. In the first study, the application of a realistic visual feedback to support end-users in developing a concrete feeling of kinesthetic motor imagery was tested in 2D and 3D visualization modality during a single training session. Participants were able to elicit the typical event-related desynchronisation responses over sensorimotor cortex in both conditions but the most significant decrease in the alpha band power was obtained following the three-dimensional realistic visualization. The second study strengthen the hypothesis that an enriched visual feedback with information about the quality of the input signal supports an easier approach for motor imagery based BCI control and can help to enhance performance. Significantly better performance levels were measurable during five online training sessions in the groups with enriched feedback as compared to a conventional simple visual feedback group, without significant differences in performance between the unimodal (visual) and multimodal (auditory-visual) feedback modality. Furthermore, the last study, in which people with schizophrenia participated in multiple sessions with simple feedback, demonstrated that these patients can learn to voluntarily regulate their alpha band. Compared to the healthy group they required longer training times and could not achieve performance levels as high as the control group. Nonetheless, alpha neurofeedback training lead to a constant increase of the alpha resting power across all 20 training session. To date only little is known about the effects of feedback and training time on BCI performance and cortical activation patterns. The presented work contributes to the evidence that healthy individuals can benefit from enriched feedback: A realistic presentation can support participants in getting a concrete feeling of motor imagery and enriched feedback, which instructs participants about the quality of their input signal can give support while learning to control the BCI. This thesis demonstrates that people with schizophrenia can learn to gain control of their alpha oscillations recorded over the sensorimotor cortex when participating in sufficient training sessions. In conclusion, this thesis improved current motor imagery BCI feedback protocols and enhanced our understanding of the interplay between feedback and BCI performance.}, subject = {Neurofeedback}, language = {en} } @article{MeuleKueblerBlechert2013, author = {Meule, Adrian and K{\"u}bler, Andrea and Blechert, Jens}, title = {Time course of electrocortical food-cue responses during cognitive regulation of craving}, series = {Frontiers in Psychology}, volume = {4}, journal = {Frontiers in Psychology}, number = {669}, issn = {1664-1078}, doi = {10.3389/fpsyg.2013.00669}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122566}, year = {2013}, abstract = {In our current obesogenic environment, exposure to visual food-cues can easily lead to craving and overeating because short-term, pleasurable effects of food intake dominate over the anticipated long-term adverse effects such as weight gain and associated health problems. Here we contrasted these two conditions during food-cue presentation while acquiring event-related potentials (ERPs) and subjective craving ratings. Female participants (n = 25) were presented with either high-calorie (HC) or low-calorie (LC) food images under instructions to imagine either immediate (NOW) or long-term effects (LATER) of consumption. On subjective ratings for HC foods, the LATER perspective reduced cravings as compared to the NOW perspective. For LC foods, by contrast, craving increased under the LATER perspective. Early ERPs (occipital N1, 150-200 ms) were sensitive to food type but not to perspective. Late ERPs (late positive potential, LPP, 350-550 ms) were larger in the HC-LATER condition than in all other conditions, possibly indicating that a cognitive focus on negative long-term consequences induced negative arousal. This enhancement for HC-LATER attenuated to the level of the LC conditions during the later slow wave (550-3000 ms), but amplitude in the HC-NOW condition was larger than in all other conditions, possibly due to a delayed appetitive response. Across all conditions, LPP amplitudes were positively correlated with self-reported emotional eating. In sum, results reveal that regulation effects are secondary to an early attentional analysis of food type and dynamically evolve over time. Adopting a long-term perspective on eating might promote a healthier food choice across a range of food types.}, language = {en} } @article{BremGruenblattDrechsleretal.2014, author = {Brem, Silvia and Gr{\"u}nblatt, Edna and Drechsler, Renate and Riederer, Peter and Walitza, Susanne}, title = {The neurobiological link between OCD and ADHD}, series = {Attention Deficit and Hyperactivity Disorders}, volume = {6}, journal = {Attention Deficit and Hyperactivity Disorders}, number = {3}, doi = {10.1007/s12402-014-0146-x}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121312}, pages = {175-202}, year = {2014}, abstract = {Obsessive compulsive disorder (OCD) and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) are two of the most common neuropsychiatric diseases in paediatric populations. The high comorbidity of ADHD and OCD with each other, especially of ADHD in paediatric OCD, is well described. OCD and ADHD often follow a chronic course with persistent rates of at least 40-50 \%. Family studies showed high heritability in ADHD and OCD, and some genetic findings showed similar variants for both disorders of the same pathogenetic mechanisms, whereas other genetic findings may differentiate between ADHD and OCD. Neuropsychological and neuroimaging studies suggest that partly similar executive functions are affected in both disorders. The deficits in the corresponding brain networks may be responsible for the perseverative, compulsive symptoms in OCD but also for the disinhibited and impulsive symptoms characterizing ADHD. This article reviews the current literature of neuroimaging, neurochemical circuitry, neuropsychological and genetic findings considering similarities as well as differences between OCD and ADHD.}, language = {en} } @article{SollfrankHartGoodselletal.2015, author = {Sollfrank, Teresa and Hart, Daniel and Goodsell, Rachel and Foster, Jonathan and Tan, Tele}, title = {3D visualization of movements can amplify motor cortex activation during subsequent motor imagery}, series = {Frontiers in Human Neuroscience}, volume = {9}, journal = {Frontiers in Human Neuroscience}, number = {463}, doi = {10.3389/fnhum.2015.00463}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126058}, year = {2015}, abstract = {A repetitive movement practice by motor imagery (MI) can influence motor cortical excitability in the electroencephalogram (EEG). This study investigated if a realistic visualization in 3D of upper and lower limb movements can amplify motor related potentials during subsequent MI. We hypothesized that a richer sensory visualization might be more effective during instrumental conditioning, resulting in a more pronounced event related desynchronization (ERD) of the upper alpha band (10-12 Hz) over the sensorimotor cortices thereby potentially improving MI based brain-computer interface (BCI) protocols for motor rehabilitation. The results show a strong increase of the characteristic patterns of ERD of the upper alpha band components for left and right limb MI present over the sensorimotor areas in both visualization conditions. Overall, significant differences were observed as a function of visualization modality (VM; 2D vs. 3D). The largest upper alpha band power decrease was obtained during MI after a 3-dimensional visualization. In total in 12 out of 20 tasks the end-user of the 3D visualization group showed an enhanced upper alpha ERD relative to 2D VM group, with statistical significance in nine tasks.With a realistic visualization of the limb movements, we tried to increase motor cortex activation during subsequent MI. The feedback and the feedback environment should be inherently motivating and relevant for the learner and should have an appeal of novelty, real-world relevance or aesthetic value (Ryan and Deci, 2000; Merrill, 2007). Realistic visual feedback, consistent with the participant's MI, might be helpful for accomplishing successful MI and the use of such feedback may assist in making BCI a more natural interface for MI based BCI rehabilitation.}, language = {en} } @article{SimonKaethnerRufetal.2015, author = {Simon, Nadine and K{\"a}thner, Ivo and Ruf, Carolin A. and Pasqualotto, Emanuele and K{\"u}bler, Andrea and Halder, Sebastian}, title = {An auditory multiclass brain-computer interface with natural stimuli: Usability evaluation with healthy participants and a motor impaired end user}, series = {Frontiers in Human Neuroscience}, volume = {8}, journal = {Frontiers in Human Neuroscience}, number = {1039}, doi = {10.3389/fnhum.2014.01039}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126450}, year = {2015}, abstract = {Brain-computer interfaces (BCIs) can serve as muscle independent communication aids. Persons, who are unable to control their eye muscles (e.g., in the completely locked-in state) or have severe visual impairments for other reasons, need BCI systems that do not rely on the visual modality. For this reason, BCIs that employ auditory stimuli were suggested. In this study, a multiclass BCI spelling system was implemented that uses animal voices with directional cues to code rows and columns of a letter matrix. To reveal possible training effects with the system, 11 healthy participants performed spelling tasks on 2 consecutive days. In a second step, the system was tested by a participant with amyotrophic lateral sclerosis (ALS) in two sessions. In the first session, healthy participants spelled with an average accuracy of 76\% (3.29 bits/min) that increased to 90\% (4.23 bits/min) on the second day. Spelling accuracy by the participant with ALS was 20\% in the first and 47\% in the second session. The results indicate a strong training effect for both the healthy participants and the participant with ALS. While healthy participants reached high accuracies in the first session and second session, accuracies for the participant with ALS were not sufficient for satisfactory communication in both sessions. More training sessions might be needed to improve spelling accuracies. The study demonstrated the feasibility of the auditory BCI with healthy users and stresses the importance of training with auditory multiclass BCIs, especially for potential end-users of BCI with disease.}, language = {en} } @article{MartensBenschHalderetal.2014, author = {Martens, Suzanne and Bensch, Michael and Halder, Sebastian and Hill, Jeremy and Nijboer, Femke and Ramos-Murguialday, Ander and Schoelkopf, Bernhard and Birbaumer, Niels and Gharabaghi, Alireza}, title = {Epidural electrocorticography for monitoring of arousal in locked-in state}, series = {Frontiers in Human Neuroscience}, volume = {8}, journal = {Frontiers in Human Neuroscience}, doi = {10.3389/fnhum.2014.00861}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-114863}, pages = {861}, year = {2014}, abstract = {Electroencephalography (EEG) often fails to assess both the level (i.e., arousal) and the content (i.e., awareness) of pathologically altered consciousness in patients without motor responsiveness. This might be related to a decline of awareness, to episodes of low arousal and disturbed sleep patterns, and/or to distorting and attenuating effects of the skull and intermediate tissue on the recorded brain signals. Novel approaches are required to overcome these limitations. We introduced epidural electrocorticography (ECoG) for monitoring of cortical physiology in a late-stage amytrophic lateral sclerosis patient in completely locked-in state (CLIS) Despite long-term application for a period of six months, no implant related complications occurred. Recordings from the left frontal cortex were sufficient to identify three arousal states. Spectral analysis of the intrinsic oscillatory activity enabled us to extract state-dependent dominant frequencies at <4, similar to 7 and similar to 20 Hz, representing sleep-like periods, and phases of low and elevated arousal, respectively. In the absence of other biomarkers, ECoG proved to be a reliable tool for monitoring circadian rhythmicity, i.e., avoiding interference with the patient when he was sleeping and exploiting time windows of responsiveness. Moreover, the effects of interventions addressing the patient's arousal, e.g., amantadine medication, could be evaluated objectively on the basis of physiological markers, even in the absence of behavioral parameters. Epidural ECoG constitutes a feasible trade-off between surgical risk and quality of recorded brain signals to gain information on the patient's present level of arousal. This approach enables us to optimize the timing of interactions and medical interventions, all of which should take place when the patient is in a phase of high arousal. Furthermore, avoiding low responsiveness periods will facilitate measures to implement alternative communication pathways involving brain-computer interfaces (BCI).}, language = {en} } @article{RealKotchoubeyKuebler2014, author = {Real, Ruben G. L. and Kotchoubey, Boris and K{\"u}bler, Andrea}, title = {Studentized continuous wavelet transform (t-CWT) in the analysis of individual ERPs: real and simulated EEG data}, doi = {10.3389/fnins.2014.00279}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-113581}, year = {2014}, abstract = {This study aimed at evaluating the performance of the Studentized Continuous Wavelet Transform (t-CWT) as a method for the extraction and assessment of event-related brain potentials (ERP) in data from a single subject. Sensitivity, specificity, positive (PPV) and negative predictive values (NPV) of the t-CWT were assessed and compared to a variety of competing procedures using simulated EEG data at six low signal-to-noise ratios. Results show that the t-CWT combines high sensitivity and specificity with favorable PPV and NPV. Applying the t-CWT to authentic EEG data obtained from 14 healthy participants confirmed its high sensitivity. The t-CWT may thus be well suited for the assessment of weak ERPs in single-subject settings.}, language = {en} } @phdthesis{Daubitz2014, author = {Daubitz, Torsten}, title = {Einfluss des COMT-Polymorphismus auf das Sensorische Gating bei erwachsenen ADHS-Patienten und gesunden Kontrollen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-105692}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2014}, abstract = {Wesentlicher Inhalt der vorliegenden Dissertation war die EEG-Ableitung und EKP-Messung zur Untersuchung des sensorischen Gatings anhand des P50-Paarstimulus-Paradigmas bei einer Gruppe von ADHS-Patienten (n=23) sowie einer vergleichbaren Gruppe gesunder Erwachsener (n=25). Die Ableitung des EEGs erfolgte nach dem allgemein anerkannten internationalen 10/20-System, die Auswertung mit der Software Brain-Vision-Analyzer®. Bislang beschr{\"a}nkten sich viele Studien zur ADHS allein auf Untersuchungen im Kindesalter, da es sich bei der Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung (ADHS) um eine der h{\"a}ufigsten psychiatrischen St{\"o}rungen des Kindes- und Jugendalters {\"u}berhaupt handelt. Da diese bei Betroffenen meist aber bis in das Erwachsenenalter fortbesteht, lag der Schwerpunkt dieser Arbeit speziell auf der Untersuchung erwachsener ADHS-Patienten. In der ADHS-Gruppe konnte ein beeintr{\"a}chtigtes Sensorisches Gating mit h{\"o}heren Gatingquotienten im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe gezeigt werden. Des Weiteren galt es, m{\"o}gliche Einfl{\"u}sse des COMT-Val/Met-Polymorphismus auf die P50 herauszuarbeiten. Hypothetisch sollten Probanden mit dem katalytisch aktiveren Val/Val-Allel und dem dadurch resultierenden relativen Dopaminmangel ein schlechteres Sensorisches Gating aufweisen, als Probanden mit den Allelauspr{\"a}gungen Val/Met oder Met/Met. In der Patientengruppe fanden sich diesbez{\"u}glich keine signifikanten Unterscheidungen. Hingegen wiesen Tr{\"a}ger des Val-Allels in der gesunden Normgruppe eine Beeintr{\"a}chtigung des Gatings mit dem Nachweis der gr{\"o}ßten Gatingquotienten auf. Weitere signifikante Unterschiede zwischen den Allelen Val/Met und Met/Met wurden nicht gezeigt. Auch die bildschematische Darstellung der EEG-Datens{\"a}tze mittels LORETA kam zu dem Ergebnis einer verst{\"a}rkten frontalen Hirnaktivierung zum Zeitpunkt des Teststimulus (tS) im superioren frontalen Cortex in der gesunden Kontrollgruppe und gilt als Ausdruck normal funktionierender (inhibitorischer) Gating-Regelkreise. Diese verst{\"a}rkte Aktivierung des frontalen Cortex fand sich bei ADHS-Patienten nicht und st{\"u}tzt somit die Hypothese eines Gating-Defizits bei ADHS-Patienten bedingt durch ein pr{\"a}frontales Defizit. Ein positiver Einfluss von Nikotin auf die P50 konnte nicht gezeigt werden, wobei aufgrund der kleinen Studiengr{\"o}ße keine abschließende Beurteilung m{\"o}glich scheint. Ob die Messung der P50 nach Beobachtung eines einschr{\"a}nkten Gatings bei ADHS-Patienten k{\"u}nftig als Endoph{\"a}notyp der adulten ADHS-Erkrankung herangezogen werden kann, bleibt weiteren Untersuchungen vorbehalten. Basierend auf den vorliegenden Ergebnissen scheinen weitere Studien an gr{\"o}ßeren Kollektiven sinnvoll. Neben dem COMT-Polymorphismus ist ggf. die Untersuchung von Polymorphismen weiterer Dopamin relevanter Enzyme und deren Einfluss auf das sensorische Gating zu diskutieren.}, subject = {ADHS}, language = {de} } @phdthesis{Schaldecker2013, author = {Schaldecker, Matthias}, title = {Untersuchung einfacher motorischer Prozesse bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung (ADHS): eine kombinierte Untersuchung mit ereigniskorrelierten Potentialen und funktioneller Nah-Infrarot Spektroskopie}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-92168}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2013}, abstract = {ZIELSETZUNG Die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung beinhaltet in ihrer Kernsymptomatik eine St{\"o}rung der Motorik. Bisher wurden viele Studien zur motorischen Inhibition ver{\"o}ffentlich, wenige jedoch zur Exekution von motorischen Aufgaben. Im der vorliegenden Studie wurden Kinder und Jugendliche mit ADHS und gesunde Kontrollprobanden mittels zweier Aufgaben zur repetitiven Fingerbewegung untersucht. Zeitgleich wurden die Gehirndurchblutung mittels fNIRS sowie die neuronale Aktivit{\"a}t mittels EEG registriert. Ziel unserer Arbeit war es, die Ergebnisse von Romanos et al. (2007) zu replizieren sowie weitere Erkenntnisse {\"u}ber die Korrelation zwischen fNIRS- und EEG-Aktivierungen zu erlangen. METHODEN Die Patientengruppe wurde jeweils einmal mit und einmal ohne Medikation gemessen, die Kontrollgruppe nur einmal. Die Kinder wurden nach entsprechender Aufkl{\"a}rung mit EEG- und fNIRS-Messeinrichtungen vorbereitet und f{\"u}hrten nach einem kurzen Probedurchlauf einfach motorische Fingerbewegungen durch. Es wurden sowohl eine Finger-Daumen-Opposition als auch ein Zeigefinger-Tapping in einem bestimmten Rhythmus und Reihenfolge verlangt. Erg{\"a}nzend wurde ein Oberfl{\"a}chen-EMG im Bereich der beteiligten Muskulatur am Unterarm aufgezeichnet. EEG-, fNIRS- und EMG-Ergebnisse wurden gemittelt und die unterschiedlichen Gruppen miteinander verglichen. ERGEBNISSE In unserer Auswertung waren 24 Kinder mit der Diagnose einer ADHS sowie eine nach Alter und IQ vergleichbare Kontrollgruppe mit 16 Kindern. Das mittlere Alter betrug 12,4 (ADHS-Patienten) bzw. 12,10 Jahre (Kontrollen). Aufgrund einer ungleichen Geschlechterverteilung musste das Geschlecht als Kovariate in der Auswertung ber{\"u}cksichtigt werden. Wir konnten sowohl f{\"u}r die fNIRS als auch f{\"u}r die EEG typische Aktivierungsmuster feststellen. F{\"u}r die medizierten Probanden fanden wir untypische, diffusere Aktivierung außerhalb des Bereichs des Motorkortex mit fNIRS. Im EEG konnte nur die mPINV-Potentialkomponente ausgewertet werden, die iMP-Komponente konnte aufgrund technischer Probleme nicht ausgewertet werden. Die EMG-Messung fiel wie erwartet aus und zeigte f{\"u}r alle Bedingungen signifikante Aktivierung der ipsilateralen Muskulatur. DISKUSSION Unsere Ergebnisse stehen nicht im Einklang mit der aktuellen Literatur. Teilweise stimmen sie mit der Arbeit von Romanos et al. (2007) aus unserer Arbeitsgruppe {\"u}berein. Zudem ist zu erw{\"a}hnen, dass bisher wenige Arbeiten existieren, die sich mit fNIRS-Messungen im Motorkortex besch{\"a}ftigt haben. Zahlreiche Arbeiten dagegen besch{\"a}ftigten sich mit der Inhibitionsleistung bei Patienten mit ADHS und zeigen dazu h{\"a}ufig Ergebnisse aus dem pr{\"a}frontalen Kortex. Hierbei finden sich unterschiedliche Ergebnisse, die sowohl eine Hypo- als auch eine Hyperaktivit{\"a}t nachweisen k{\"o}nnen. Verschiedene Studien konnten zeigen, dass die Gehirnaktivit{\"a}t durch Methylphenidat normalisiert wird. Wir finden jedoch im - bisher schlecht untersuchten - Motorkortex eine diffusere Aktivierung durch die Medikation. Eine Studie von Lange et al. (2007) zeigte, dass durch MPH die Handschrift langsamer, aber ordentlicher wird. M{\"o}glicherweise wird durch die Medikation aus dem automatisierten Prozess des Schreibens ein bewusst kognitiv gesteuerter Prozess, der mit einer ver{\"a}nderten, verst{\"a}rkten Gehirnaktivierung im Bereich des Motorkortex einhergeht. Dies k{\"o}nnte unseren Befund erkl{\"a}ren. MPH wirkt im Bereich des dopaminergen Systems durch Bindung an den Dopamintransporter (K. H. Krause et al., 2000b). Eine besonders hohe Konzentration findet sich im Bereich des Striatums. Wir interpretieren unser Ergebnis so, dass eine Beeinflussung der subkortikalen Strukturen sekund{\"a}r zu Aktivierungsver{\"a}nderungen im Bereich des Motorkortex f{\"u}hrt und so die diffusere Aktivierung erkl{\"a}rbar ist. Weitere Studien werden n{\"o}tig sein um dieses Ph{\"a}nomen genauer zu untersuchen. Dar{\"u}ber hinaus zeigte sich, dass die Finger-Daumen-Oppositions-Aufgabe ver{\"a}nderte Gehirnpotentiale im Vergleich zur Tapping-Aufgabe hervorrief, vermutlich durch die erh{\"o}hte Komplexit{\"a}t bei der Finger-Daumen-Opposition. Wir korrelierten die durch fNIRS und EEG gefundenen Aktivierungen und konnten keine aussagekr{\"a}ftige Korrelation finden, anders als in Studien von Ehlis et al. (2009) und Takeuchi et al. (2009).}, subject = {NIR-Spektroskopie}, language = {de} } @phdthesis{Kempkes2013, author = {Kempkes, Lisa Marleen}, title = {EEG Untersuchung zum Zusammenhang zwischen Emotionsverarbeitung und Aufmerksamkeitsprozessen von stark und wenig angstsensitiven Personen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83822}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2013}, abstract = {Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Angstsensitivit{\"a}t auf die Emotionsverarbeitung und selektive Aufmerksamkeitsprozesse. Anhand des Angstsensitivit{\"a}tsindex-3 (ASI-3) wurden die Probanden in stark und wenig angstsensitiv eingeteilt. Der Selbstbeurteilungsfragebogen ASI-3 erfasst in welchem Maß die betreffende Person auf typische angstausl{\"o}sende Stimuli mit Symptomen reagiert (Kemper, et al., 2009). Bei 53 gesunden, freiwilligen Probanden wurde, w{\"a}hrend der Pr{\"a}sentation von Bildern mit positiven, negativen und neutralen Inhalt, ein EEG (Elektroenzephalogramm) abgeleitet. In Anlehnung an das Paradigma von Schupp und Kollegen (Schupp, et al., 2007) wurde jede Bildkategorie jeweils in einem Durchgang als Target- und gleichzeitig die beiden anderen Kategorien als Non-Target-Bedingung dargeboten. Außerdem wurde ein Durchgang mit der Anweisung „alle gleich beachten" (PB-Bedingung) durchgef{\"u}hrt. Die Angstsensitivit{\"a}t beeinflusst den Verlauf des EPN (early posterior negative potential). Bei hoch angstsensitiven Probanden zeigt sich ein st{\"a}rker negativer Verlauf der EPN-Amplitude als bei wenig Angstsensitiven. Diese Aussage gilt f{\"u}r die Darbietung von neutralen und positiven Bildern bei der PB-Bedingung. Bei Probanden mit hoher Angstsensitivit{\"a}t verl{\"a}uft sowohl bei der Target-Bedingung als auch bei der Non-Target-Bedingung das EPN signifikant negativer, als bei denjenigen mit niedriger Angstsensitivit{\"a}t. Ebenfalls zeigte sich das EPN-Potential w{\"a}hrend der Target- und Non-Target-Bedingung bei positiven und neutralen Bildern f{\"u}r hoch angstsensitive Probanden signifikant negativer als bei wenig angstsensitiven Probanden. Im LPP (late positive potential) zeigte sich kein Einfluss der Angstsensitivit{\"a}t auf den Verlauf des Potentials. Keine geschlechtsspezifischen Unterschiede konnten im LPP und EPN festgestellt werden.}, subject = {EEG}, language = {de} } @phdthesis{Gschwendtner2013, author = {Gschwendtner, Kathrin M.}, title = {Von den Genen zum Verhalten: Der Einfluss des COMT Val158Met Polymorphismus auf visuell-r{\"a}umliche Aufmerksamkeitslenkung bei emotionalen Verarbeitungsprozessen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83278}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2013}, abstract = {Der Catechol-O-Methyltransferase (COMT) Val158Met Polymorphismus (rs4680) ist am Abbau von Dopamin und Noradrenalin im menschlichen Gehirn beteiligt. In bisherigen Studien konnte gezeigt werden, dass das Met-Allel mit einer erh{\"o}hten Reaktivit{\"a}t auf negative Stimuli assoziiert ist. Auf Basis der Tonischen/ Phasischen Dopaminhypothese wird postuliert, dass diese erh{\"o}hte Reaktivit{\"a}t auf negative Reize durch defizit{\"a}re Disengagementprozesse verursacht sein k{\"o}nnte. Das Ziel dieser Arbeit war es daher, diese theoretische Annahme mithilfe von Blickbewegungsmessungen zu {\"u}berpr{\"u}fen und zu untersuchen, ob die erh{\"o}hte Reaktivit{\"a}t sich auch in verl{\"a}ngerten Disengagementlatenzen von negativen Reizen widerspiegelt. Es wurden daf{\"u}r drei Studien durchgef{\"u}hrt, in denen eine adaptierte Version der emotionalen Antisakkadenaufgabe in Verbindung mit einer Blickbewegungsmessung eingesetzt wurde. In der zweiten Studie wurde zus{\"a}tzlich eine EEG-Messung durchgef{\"u}hrt. Außerdem wurde in der dritten Studie die Aufmerksamkeitslokation manipuliert. In der ersten und zweiten Studie zeigte sich nicht wie erwartet ein linearer Effekt in Relation zum COMT Val158Met Polymorphismus, sondern ein Heterosiseffekt. Dieser Effekt zeigte sich nur in der einfacheren Prosakkadenbedingung. In der ersten Studie wurde der Heterosiseffekt bei negativen Reizen gefunden, wohingegen in der zweiten Studie der Heterosiseffekt nur in einer EEG- Komponente, der Early Posterior Negativity (EPN), aber sowohl bei positiven als auch negativen Reizen gefunden wurde. In der dritten Studie zeigte sich kein Genotypeffekt. Es wird vermutet, dass der COMT Effekt in der emotionalen Verarbeitung aufgabenspezifisch sein k{\"o}nnte und daher, neben linearen Zusammenh{\"a}ngen, unter bestimmten Umst{\"a}nden auch ein Heterosiseffekt auftreten kann. Die Ergebnisse sollten nicht auf eine m{\"a}nnliche Stichprobe generalisiert werden, da in allen Studien lediglich weibliche Versuchspersonen teilnahmen.}, subject = {Dopaminstoffwechsel}, language = {de} } @phdthesis{Odorfer2010, author = {Odorfer, Thorsten Michael}, title = {Auswirkung genetischer Varianz im Dopamin-Rezeptor-D2-Gen auf Arbeitsged{\"a}chtnis- und Fehlermonitoringprozesse}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55809}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {In dieser Studie sollte die Bedeutung von genetischer Varianz im Gen des Dopaminrezeptors D2 (DRD2) insbesondere f{\"u}r Fehlermonitoring- und Arbeitsged{\"a}chtnisprozesse untersucht werden. Vorstudien implizieren die Relevanz der dopaminergen Neurotransmission f{\"u}r diese Systeme und geben Hinweise, dass Defizite in entsprechenden kognitiven Prozessen f{\"u}r psychiatrische Erkrankungen pr{\"a}disponieren. Daher wurden die Verhaltensdaten in zwei verschiedenen kognitiven Leistungstests, als auch parallel dazu erhobene Messergebnisse von zwei unterschiedlichen bildgebenden Verfahren f{\"u}r drei ausgew{\"a}hlte, vermutlich funktionale Polymorphismen im DRD2-Gen bei 210 gesunden Kontrollprobanden und 39 schizophrenen Patienten untersucht. Auf der Basis der vorhandenen Literatur hypothetisierten wir Risikoallele f{\"u}r die jeweiligen Polymorphismen: Das A-Allel von DRD2 TAQ1A scheint mit einer verminderten striatalen Rezeptordichte verkn{\"u}pft zu sein. Das Insertionsallel des DRD2 -141C Ins/Del wird mit Schizophrenie in Verbindung gebracht, wogegen allerdings das Deletionsallel wiederholt mit niedrigerer striataler Rezeptordichte assoziiert wurde. Bei DRD2 rs1076560 scheint das T-Allel f{\"u}r defizit{\"a}re Performance bei Arbeitsged{\"a}chtnis-Tests verantwortlich zu sein. Zudem wurde hier eine geringere Expression der kurzen Splicevariante D2S des Rezeptors nachgewiesen und dies mit verminderter pr{\"a}frontaler Aktivit{\"a}t assoziiert. Gemeinsam ist allen Risikoallelen eine Pr{\"a}disposition f{\"u}r Suchterkrankungen. Unser Ziel war es, diese Risikokonstellationen in unseren Untersuchungen zu replizieren. Das Fehlermonitoring und seine Korrelate Error-related negativity (ERN) und Error-related positivity (PE) wurden in einer EEG-Studie untersucht, in der sich 170 Probanden einem sog. Eriksen-Flanker-Task unterzogen. Eine Stichprobe von 39 Patienten mit schizophrenen Psychosen und eine gesunde Kontrollgruppe (n=40) unterzogen sich dem N-Back-Task zur Testung des Arbeitsged{\"a}chtnisses. Zus{\"a}tzlich wurden dabei in einer funktionellen NIRS-Untersuchung Messwerte f{\"u}r oxygeniertes und deoxygeniertes H{\"a}moglobin zur Erfassung der cerebralen Aktivit{\"a}t ermittelt. Wir gingen von der Hypothese aus, dass die Tr{\"a}ger der Risikoallele Defizite bei den kognitiven Aufgaben zeigen und sich zus{\"a}tzlich Ver{\"a}nderungen der Gehirnaktivit{\"a}t nachweisen lassen, die auf Basis der Theorie der neurovaskul{\"a}ren Kopplung als reduzierte Aktivierung interpretiert werden k{\"o}nnen. Leider konnten die meisten der Hypothesen nicht best{\"a}tigt werden. F{\"u}r DRD2 TAQ1A konnte in der NIRS-Messung lediglich f{\"u}r die Deoxygenierung eine geringere cerebrale Aktivit{\"a}t bei Vorliegen des Risikoallels festgestellt werden, dies allerdings nur rechtsseitig und in der Patientengruppe. F{\"u}r das Fehlermonitoring konnten keine signifikanten Ergebnisse ermittelt werden. Beim Insertionsallel des DRD2 -141C Ins/Del (rs1799732) fanden wir eine Verringerung der ERN spezifisch bei fehlerhaften Antworten, sowie zus{\"a}tzlich st{\"a}rkere Auspr{\"a}gungen der Pers{\"o}nlichkeitseigenschaft Neurotizismus bei den Risikoalleltr{\"a}gern. Wir werteten vor allem Erstes als m{\"o}glicherweise pr{\"a}disponierend f{\"u}r schizophrene Psychosen bzw. Alkoholabh{\"a}ngigkeit und konnten hier also teilweise unsere Hypothesen best{\"a}tigen. Die Auswertung der Daten der NIRS-Messung f{\"u}r den rs1799732 erbrachte keine signifikanten Ergebnisse. Bei DRD2 rs1076560 erreichte die Risikogruppe im N-Back-Test entgegen unserer Erwartung sogar ein besseres Leistungsniveau. Mittels bildgebenden Verfahren zeigten sich keine Gruppenunterschiede. Auch die EEG-Studie erbrachte keine signifikanten Ergebnisse. Die Ergebnisse werden auch unter dem Aspekt der Pr{\"a}disposition zu Abh{\"a}ngigkeitserkrankungen diskutiert, die f{\"u}r alle drei Polymorphismen zu bestehen scheint. Die von uns gew{\"a}hlte Zuordnung der Risikoallele wurde kritisch bewertet. F{\"u}r die Inkonsistenz der Befunde wurde eine direkte regulatorische Verkn{\"u}pfung von TAQ1A mit der striatalen Rezeptordichte diskutiert. Zus{\"a}tzlich wurde mit dem Hinweis auf eine Assoziation mit ANKK1 und ihrem regulatorischem Einfluss auf den NF-κB-Signalweg ein m{\"o}gliches zuk{\"u}nftiges Erkl{\"a}rungsmodell aufgezeigt. Auch ein durch rs1076560 vermittelter Zusammenhang einer gesteigerten Expression der kurzen Splicevariante D2S mit h{\"o}herer striataler Aktivit{\"a}t wurde in Frage gestellt. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass die Bedeutung des dopaminergen Systems und insbesondere des Dopaminrezeptors D2 f{\"u}r die kognitive Leistungsf{\"a}higkeit des menschlichen Gehirns und damit auch die Pathophysiologie psychiatrischer Erkrankungen unzweifelhaft bleibt. Jedoch implizieren einige der Ergebnisse komplexere Zusammenh{\"a}nge zwischen Genotyp und Ph{\"a}notyp. Anscheinend sind die untersuchten Polymorphismen im DRD2-Gen nicht ausreichend, um Defizite im Fehlermonitoring und Arbeitsged{\"a}chtnis zu erkl{\"a}ren. Die kombinierte Untersuchung mit anderen Risikogenvarianten im dopaminergen System scheint daher vielversprechender zu sein als eine isolierte Betrachtung von DRD2.}, subject = {Dopaminrezeptor}, language = {de} } @phdthesis{Wuerflein2009, author = {W{\"u}rflein, Heidi}, title = {Gen-Umwelt-Interaktionen f{\"u}r die Catechol-O-Methyl-Transferase und ihre Auswirkungen auf die Verhaltensantwort der emotionalen Verarbeitung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47576}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2009}, abstract = {Gen-Umwelt-Interaktionen haben einen wichtigen Stellenwert f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der Entstehung psychiatrischer Erkrankungen. F{\"u}r die Catechol-O-Methyltransferase (COMT)konnte k{\"u}rzlich gezeigt werden, dass diese die Gehirnaktivit{\"a}t moduliert, w{\"a}hrend der Verarberitung negativer Stimuli. F{\"u}r positive Stimuli konnte kein Effekt nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit sollte nun gepr{\"u}ft werden, ob Lebensereignisse, als ein Umweltfaktor, f{\"u}r die emotionale Verarbeitung eine Rolle spielen. Um das herauszufinden untersuchten wir 81 gesunde Probanden mittels EEG w{\"a}hrend der Darbietung positiver und negativer emotionaler Bilder. Wie erwartet moduliert COMT die EPN (early posterior negativity) f{\"u}r negative Bilder, aber nicht f{\"u}r positive. Unter Ber{\"u}cksichtigung der Lebensereignisse konnte der fehlende Effekt der COMT bei der positiven Bedingung aufgel{\"o}st werden. Eine hohe Lebensereignis-Last f{\"u}hrt dabei zu einer verminderten Gehirnaktivit{\"a}t f{\"u}r positive Stimuli, was sich aber nur f{\"u}r den Met/Met-Genotyp zeigt. Relevant scheint das vor allem f{\"u}r die Entwicklung von Depressionen zu sein, da depressive Patienten h{\"a}ufig ihre Umwelt als weniger positiv bewerten.}, subject = {Elektroencephalogramm}, language = {de} } @phdthesis{Saathoff2009, author = {Saathoff, Claudia}, title = {Genetische Modulation der neuronalen Aktivierung beim Fehlermonitoring}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46878}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2009}, abstract = {Wie bereits mehrfach in anderen Studien beschrieben (Falkenstein et al., 1991; Gehring et al., 1993; Holroyd \& Coles, 2002) konnte ein signifikanter Unterschied im EEG nach richtigen Antworten im Vergleich zu Fehlern in einem Zeitfenster von -35 bis 108 ms und von 110 bis 450 ms gezeigt werden. Die als Differenz aus den negativsten beziehungsweise positivsten Peaks nach falschen und richtigen Antworten berechnete „error-related negativity" (ERN) und „error positivity" (Pe) als wichtigste Komponenten der Fehlerverarbeitung zeigten im Vergleich zu anderen Studien zwar geringere, aber trotzdem vergleichbare Werte. Um den Einfluss von genetischen Unterschieden auf die Fehlerverarbeitung deutlich zu machen, wurde in dieser Studie untersucht, inwieweit Polymorphismen des Dopamintransporters (DAT), der Catechol-O-Methyl-Transferase (COMT) und des Phosphoproteins Stathmin Einfluss auf die Auspr{\"a}gung der ERN und der Pe nehmen. Bez{\"u}glich des DAT-Polymorphismus konnte ein signifikanter Einfluss weder auf die ERN noch auf die Pe nachgewiesen werden. Hier ist zu vermuten, dass der Polymorphismus den Dopaminhaushalt der Basalganglien nicht nennenswert beeintr{\"a}chtigt und demnach keinen Einfluss auf die Fehlerverarbeitung hat. Im Hinblick auf den COMT - Polymorphismus zeigte sich zwar kein Effekt auf die ERN, bei der Pe konnte man allerdings signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen feststellen. Hier zeigten die homozygoten Tr{\"a}ger des „val" - Allels signifikant h{\"o}here Pe - Amplituden als die homozygoten Tr{\"a}ger des „met" - Allels. Heterozygote Personen lagen hinsichtlich der Pe - Amplitude zwischen den beiden anderen Gruppen. Dieser Effekt entspricht zwar nicht den Ergebnissen von anderen Studien (Egan et al., 2005; Frank et al., 2007), sollte aber dennoch Gegenstand weiterf{\"u}hrender Forschung sein. Der Polymorphismus im Gen des Phosphoproteins Stathmin beeinflusste zwar die Amplitude der Pe nicht, zeigte aber signifikante Auswirkungen auf die ERN, wobei hier Tr{\"a}ger des T-Allels signifikant kleinere ERN-Amplituden aufwiesen als Probanden, die dieses Allel nicht trugen. Allerdings wurde deutlich, dass dieser Effekt nach genauerer Analyse nicht stabil gegen{\"u}ber Ver{\"a}nderungen war. Trotzdem ist davon auszugehen, dass dieser Polymorphismus die Funktion des ACC und damit auch die Fehlerverarbeitung beeinflusst, wodurch die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen auf dem Gebiet des Phosphoproteins Stathmin gegeben ist.}, subject = {ERN}, language = {de} } @phdthesis{Wess2008, author = {Wess, Christian}, title = {Wertigkeit der simultanen intraoperativen Ableitung von subduralem EEG und SSEP w{\"a}hrend vaskul{\"a}rer neurochirurgischer Operationen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-34855}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Einleitung: SSEP sind etabliert, um Patienten intraoperativ zu {\"u}berwachen, wenn sie sich Operationen im zerebrovaskul{\"a}ren System unterziehen. Das EEG ist eine weitere Methode zur neurophysiologischen {\"U}berwachung. In dieser Studie wurde die Wertigkeit des simultanen Ableitens von SSEP und EEG Signalen untersucht. Methode: Dreizehn Patienten (7 Frauen, 6 M{\"a}nner, mittleres Alter 53.5 Jahre), welche sich dem Clipping eines intrakraniellen Aneurysma unterzogen, wurden eingeschlossen. Die SSEP Latenz 1 (Lat1), Latenz 2 (Lat2) und Amplitude (Amp) wurden kontinuierlich gemessen. Verminderung der Amplitude > 50\% oder Verl{\"a}ngerungen der Latenzen > 10\% gegen{\"u}ber den Ausgangswerten wurden als signifikante Ereignisse bewertet. Das EEG wurde mittels einer subduralen Grid-Elektrode gemessen. Alpha \% (Al\%), Alpha-Delta-Ratio (ADR) und Total Power (TP) wurden ausgewertet. Resultate: Circa 9000 Einzelwerte wurden analysiert. Statistisch signifikante Korrelationen traten zwischen Al\% und Amp (K=0.5) auf. Dabei zeigten sich die Ver{\"a}nderungen im EEG (Al\%) 6 Minuten vor Ereignissen im SSEP (Amp). Statistisch signifikante Korrelationen traten ebenfalls zwischen Al\% und Amp-Ereignissen (K=-0.4) auf. In 6/7 Patienten traten die Al\%-{\"A}nderungen 7 Minuten vor den Amp-{\"A}nderungen auf. Noch st{\"a}rkere Beziehungen ergaben sich zwischen Lat2 und allen EEG Modalit{\"a}ten, jedoch reichte die Gesamtzahl der Datenpunkte nicht aus, um statistische Signifikanzen herzuleiten. Schlussfolgerung: Dies ist die erste Beschreibung von signifikanten Beziehungen zwischen quantitativem SSEP und EEG w{\"a}hrend zerebrovaskul{\"a}ren Operationen. Das quantitative EEG hat das Potenzial, fr{\"u}he isch{\"a}mische Ereignisse eher zu detektieren als dies mit SSEP m{\"o}glich ist.}, subject = {intraoperatives Monitoring}, language = {de} } @phdthesis{Schreppel2008, author = {Schreppel, Theresa}, title = {Der Einfluss von Aufmerksamkeit und Interferenzkontrolle auf die Verarbeitung visueller Stimuli}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32496}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Frage, inwieweit die neuronale Verarbeitung visueller Stimuli durch Prozesse der Aufmerksamkeit und des Arbeitsged{\"a}chtnisses moduliert werden kann. Dar{\"u}ber hinaus wurde untersucht, welche „top down" Prozesse diese Modulation steuern. Dabei wurden zwei konkurrierende Ansichten als m{\"o}gliche Erkl{\"a}rungsmodelle zugrunde gelegt und {\"u}berpr{\"u}ft. Zum einen w{\"a}re es m{\"o}glich, dass selektive Aufmerksamkeit zwei qualitativ unterschiedliche Mechanismen beinhaltet. Demnach w{\"u}rde neben dem Fokussieren auf relevante Informationen auch ein aktiver Prozess der Inhibition der Verarbeitung irrelevanter Stimuli existieren. Zum anderen ist es aber auch denkbar, dass aufgrund begrenzter Verarbeitungsressourcen das Fokussieren auf relevante Reize automatisch mit dem Nichtbeachten irrelevanter Stimuli einhergeht und nur ein Mechanismus existiert. In einem ersten Experiment wurde vorab die Alertness als ein grundlegender Prozess der Aufmerksamkeit mit der Nah-Infrarot Spektroskopie (NIRS) untersucht. Mittels eines zweigestuften Studiendesigns wurden in einem ersten Schritt f{\"u}r die Alertness relevante Regionen {\"u}ber fronto-temporalen Hirnarealen definiert. Als relevant erwiesen sich Areale des mittleren und superioren temporalen Kortex der rechten Hemisph{\"a}re und der ventrale Teil des inferioren frontalen Kortex der linken Hemisph{\"a}re. In einer zweiten Datenerhebung konnte f{\"u}r diese Regionen eine signifikant h{\"o}here Aktivierung w{\"a}hrend der Alertnessbedingung im Vergleich zu einer visuellen und motorischen Kontrollbedingung gefunden werden. Mit dem zweiten Experiment sollten bestehende, mit dem Elektroenzephalogramm (EEG) erhobene, Befunde zur Modulation der neuronalen Verarbeitung visueller Stimuli repliziert werden. Dies geschah mithilfe eines neu entwickelten Untersuchungsparadigmas, einer modifizierten n-back Aufgabe. Wie erwartet fand sich eine erh{\"o}hte Verarbeitung aufgaben-relevanter Reize im Vergleich zu einer perzeptuellen Kontrollbedingung. Die Verarbeitung irrelevanter Reize wurde allerdings nicht unterdr{\"u}ckt. Explorativ fand sich ein entsprechendes Korrelat der Aufmerksamkeitslenkung {\"u}ber frontalen Elektroden. In einem dritten Experiment wurde das modifizierte n-back Paradigma an die Anforderungen einer NIRS Messung angepasst, um frontale Effekte der Aufmerksamkeitslenkung direkter erfassen zu k{\"o}nnen als mit dem EEG. Wie erwartet fand sich bez{\"u}glich des Beachtens wie auch des Ignorierens von Stimuli eine Beteiligung frontaler Strukturen. Auf beachtete Stimuli folgte eine bilaterale Aktivierung des dorsolateralen pr{\"a}frontalen Kortex (DL-PFK) und eine Aktivierung des linken inferioren frontalen Kortex bis hin zum pr{\"a}- und postzentralen Kortex. Das Ignorieren visueller Stimuli f{\"u}hrte zu einer weitl{\"a}ufigen Aktivierung des rechten pr{\"a}frontalen Kortex (PFK). Eine Beteiligung des linken inferioren frontalen Gyrus an der Interferenzkontrolle konnte nicht wie erwartet nachgewiesen werden. Der Vergleich der beiden Aktivierungsmuster ergab keine signifikanten Unterschiede. Die zugrunde liegenden Prozesse des Arbeitsged{\"a}chtnisses und der Interferenzkontrolle f{\"u}hrten also zu einer Aktivierung stark {\"u}berlappender Hirnregionen. Nachdem die Ergebnisse der Experimente 2 und 3 keinerlei Hinweise auf einen aktiven Prozess der Interferenzinhibition nachweisen konnten, wurde im Experiment 4 die bisher genutzte 1-back Aufgabe durch eine schwierigere 2-back Aufgabe ersetzt. Aufgrund der erh{\"o}hten Auslastung des Arbeitsged{\"a}chtnisses sollte eine st{\"a}rkere Anstrengung und damit eine verst{\"a}rkte frontale Aktivierung bei der Interferenzinhibition auftreten. Diese Hypothese wurde mit einer frontalen NIRS Messung {\"u}berpr{\"u}ft (Experiment 4a). Wie erwartet f{\"u}hrte die erh{\"o}hte Auslastung des Arbeitsged{\"a}chtnisses zu einer verst{\"a}rkten Aktivierung des PFK bez{\"u}glich beachteter Reize. Hinsichtlich ignorierter Reize fand sich allerdings keine frontale Beteiligung. Parallel erhobene EEG Daten zeigten keinen Unterschied zwischen der Verarbeitung beachteter und ignorierter Gesichter. Die Verarbeitung passiv betrachteter Gesichter war im Gegensatz zu beachteten und ignorierten Gesichtern vermindert. Im zweiten Teil der Studie (Experiment 4b) wurden erstmals die okzipitalen Effekte der Aufmerksamkeitslenkung mit der NIRS erfasst. Im Einklang mit den Ergebnissen der ersten EEG Studie (Experiment 2) fand sich zwar eine verst{\"a}rkte Verarbeitung beachteter, aber keine verminderte Verarbeitung ignorierter Reize. Zusammengenommen sprechen die fehlende aktive Inhibition von Distraktorreizen im okzipitalen Kortex und die vergleichbaren neuronalen Korrelate von Prozessen des Arbeitsged{\"a}chtnisses und der Interferenzinhibition im frontalen Kortex f{\"u}r die Hypothese einer Aufteilung von begrenzten Verarbeitungsressourcen zugunsten beachteter Reize.}, subject = {Arbeitsged{\"a}chtnis}, language = {de} } @phdthesis{Renner2007, author = {Renner, Tobias Johann}, title = {Die Nogo-Anteriorisierung bei gesunden und zwangserkrankten Kindern und Jugendlichen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22778}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {In der vorliegenden Studie wurden erstmals Kinder und Jugendliche mit Zwangsst{\"o}rungen in Hinblick auf eine ver{\"a}nderte Aktivierung von anteriorem cingul{\"a}rem Cortex (ACC) und pr{\"a}frontalen Arealen elektrophysiologisch untersucht. Zur Durchf{\"u}hrung der Studie wurde als Paradigma ein cued Continuous Performance Test (cCPT) mit Aufgabenstellung zu Exekution und Inhibition vorbereiteter motorischer Reaktionen gew{\"a}hlt. In der Auswertung der Daten lag ein besonderer Schwerpunkt auf der Nogo-Anteriorisierung (NGA), die in der topographischen Analyse des ereigniskorrelierten Potentials P300 speziell die Aktivierung von ACC und pr{\"a}frontalen Arealen erfasst. Um Vergleichswerte von gesunden Kindern und Jugendlichen zu erhalten und zugleich die NGA als elektrophysiologischen Parameter f{\"u}r das Kindes- und Jugendalter in Hinblick auf Auftreten und Beeinflussung durch Alter und Geschlecht zu validieren, wurden gesunde Probanden im Alter von 10 bis 17 Jahren mit einem ausgewogenem Verh{\"a}ltnis der Geschlechter mit dem identischen Studiensetting untersucht. Dabei konnte erstmals f{\"u}r ein kontinuierliches Altersspektrum f{\"u}r Kinder und Jugendliche gezeigt werden, dass die NGA bei {\"a}lteren Kindern und Jugendlichen als stabiler elektrophysiologischer Parameter auftritt und zur Untersuchung von hirnelektrischer Aktivierung bei psychiatrisch erkrankten Kindern und Jugendlichen qualifiziert. In {\"U}bereinstimmung mit den Daten von Erwachsenen ergab sich kein geschlechtsspezifischer Einfluss; auch die mit dem Lebensalter zunehmende Frontalisierung der hirnelektrischen Aktivierung konnte f{\"u}r Kinder und Jugendliche nachvollzogen werden. Die Ergebnisse f{\"u}r j{\"u}ngere Kinder, die nicht durchg{\"a}ngig eine NGA aufweisen, sind kongruent zu Vorbefunden und k{\"o}nnten einen Hinweis auf eine entwicklungsabh{\"a}ngige Ausbildung der NGA sein. Der Vergleich der Daten von Kindern und Jugendlichen mit Zwangsst{\"o}rungen mit gesunden Gleichaltrigen zeigte keine signifikanten Unterschiede in der Auspr{\"a}gung der NGA, die Hypothese einer differierenden Aktivierung von ACC und pr{\"a}frontalen Arealen ist demnach nicht best{\"a}tigt. Unterschiede ergaben sich in den Verhaltensdaten, hier wiesen die Kinder und Jugendlichen mit Zwangsst{\"o}rungen mehr falsche positive Fehler auf. Ebenfalls ver{\"a}ndert war die Latenz der P300 f{\"u}r die Bedingung Go, die f{\"u}r die Patientengruppe verl{\"a}ngert war. Aus diesen Daten ergeben sich Hinweise auf eine ver{\"a}nderte initiale Informationsverarbeitung bei Kindern und Jugendlichen mit Zwangsst{\"o}rungen in Aufgaben zu motorischer Reaktion. Eine weitere Schlussfolgerung dieser Studie geht aus den deutlichen Unterschieden zu den Daten von erwachsenen Probanden mit Zwangsst{\"o}rungen hervor. W{\"a}hrend bei den gesunden Kindern und Jugendlichen eine Entwicklung hin zu den Daten gesunder Erwachsener gezeigt werden konnte, weisen die differierenden Daten bei den Patienten mit Zwangsst{\"o}rungen auf abweichende neurophysiologische Abl{\"a}ufe hin, wodurch die Hypothese einer f{\"u}r das Kindes- und Jugendalter spezifischen Pathophysiologie bei Zwangsst{\"o}rungen gest{\"u}tzt und der weitere Bedarf an eigenst{\"a}ndigen Studien mit Kindern und Jugendlichen zu psychiatrischen Erkrankungen unterstrichen wird.}, language = {de} } @phdthesis{Sommer2005, author = {Sommer, Christian}, title = {Ist der Bispektralindex ein geeigneter Parameter zur {\"U}berwachung analgosedierter, beatmeter Patienten auf der Intensivstation?}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18001}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {F{\"u}r den Bispektral Index (BIS) ist eine gute Korrelation zum Grad der Sedierung, hervorgerufen durch unterschiedliche Sedativa wie auch zum Teil in Verbindung mit Opioiden, nachgewiesen [16]. Ziel dieser prospektiven Studie war es, die Eignung des BIS f{\"u}r das Sedationsmonitoring auf der Intensivstation zu {\"u}berpr{\"u}fen, da hier nach wie vor mangels valider {\"U}berwachungssysteme haupts{\"a}chlich klinische Scoringverfahren zum Einsatz kommen. Nach Zustimmung der {\"o}rtlichen Ethikkommission wurde bei 19 beatmeten, operativen Intensivpatienten ohne zentralneurologische Vorerkrankungen zweimal t{\"a}glich bis zur Extubation der BIS Vs. 3.11 (Aspect Medical Systems, Natick, MA, USA) soweit der entsprechende Score der modifizierten Ramsay-Scale, Cook-Scale, Glasgow-Coma-Scale, Sedation-/Agitation-Scale und der Obeserver´s Assessment of Altertness Scale erhoben und miteinander korreliert. Erfasst wurden ferner alle Labor- und Kreislaufparameter wie auch die Medikation. Insgesamt wurden 247 Messungen durchgef{\"u}hrt. Nur bei 11 von 19 Patienten (58\%) l{\"a}sst sich eine positive Korrelation zwischen BIS und allen Scores zeigen (0.64 \&\#61603; \&\#61556; \&\#61603; 0,7, p < 0,0001). Verl{\"a}ssliche Hinweise zur Unterscheidung zwischen Patienten mit und ohne Korrelation zeigten sich nach 4-15 Messungen (Mittel 8,4). Bei Patienten mit Korrelation waren die Steigungen der jeweiligen Regressionsgeraden signifikant verschieden voneinander (p < 0,05).}, language = {de} } @phdthesis{Wagener2005, author = {Wagener, Annika}, title = {The NoGo-anteriorization and its relation to a central inhibitory mechanism}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14799}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2005}, abstract = {The maximum of the brain electrical field after NoGo stimuli is located more anteriorly than that after stimuli that tells participants to respond. The difference in topography was called NoGo-Anteriorization (NGA). Recently, there was a debate, whether the NGA is related to a central inhibitory process or not. However, experiments showed that the NGA is not the result of motor potentials during Go trials, the NGA does not represent higher response conflict and or higher mental effort in NoGo trials, and the NGA is not based on less cognitive response selection in NoGo trials. Therefore, the experiments support the assumption that the NGA is connected to an inhibitory mechanism in NoGo conditions.}, subject = {Handlung}, language = {en} } @phdthesis{Herrmann2003, author = {Herrmann, Martin Josef}, title = {Neurophysiologische Korrelate der Verarbeitung von Gesichtern und emotionalen Gesichtsausdr{\"u}cken bei Gesunden und Patienten mit schizophrenen Erkrankungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8202}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Ausgangspunkt f{\"u}r diese Arbeit war die Diskrepanz zwischen der vielfach belegten Schwierigkeit schizophrener Patienten bei der Dekodierung emotionaler Gesichtsausdr{\"u}cke und dem mangelhaften Wissen {\"u}ber die hierf{\"u}r verantwortlichen Prozesse. In der Literatur der letzten Jahre gab es einige viel versprechende Ergebnisse, die nahe legten, dass mit dem Elektroenzephalogramm (EEG) sowohl die Verarbeitung von Gesichtern, als auch der Mimik messbar ist. Somit w{\"a}re das EEG eine geeignete Methode den Prozess der Emotionsdekodierung bei schizophrenen Patienten zu untersuchen. Diese Arbeit untersucht folgende zwei Hauptfragestellungen. Erstens, wie lassen sich die f{\"u}r die Verarbeitung von Gesichtern und das Erkennen von emotionalen Gesichtsausdr{\"u}cken verantwortlichen kognitiven Prozesse mit Hilfe ereigniskorrelierter Potentiale des EEGs reliabel messen? Zweitens, sind diese Prozesse bei schizophrenen Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden beeintr{\"a}chtigt? Zur Kl{\"a}rung der ersten Fragestellung wurden drei Stichproben gesunder Personen untersucht. Es zeigte sich in allen drei Untersuchungen, dass sich die Verarbeitung von Gesichtern im Vergleich zu Kontrollreizen in einer negativen Komponente um 170 ms {\"u}ber temporalen Elektrodenpositionen widerspiegelt (Gesichterpeak, N170). Die N170 konnte mit dem Quellenlokalisationsprogramm LORETA unter anderem im Gyrus Fusiformis, der entsprechenden Hirnregion f{\"u}r die Gesichtsverarbeitung, lokalisiert werden. F{\"u}r die Dekodierung emotionaler Gesichtsausdr{\"u}cke konnten keine wiederholbaren Effekte nachgewiesen werden. Im Weiteren wurde die Gesichtsverarbeitung bei schizophrenen Patienten untersucht. 22 als schizophren diagnostizierte Patienten wurden mit einer nach dem Alter, dem Geschlecht und dem Bildungsstatus angepassten Kontrollgruppe verglichen. In dieser Auswertung deutete sich bei schizophrenen Patienten ein Defizit in den fr{\"u}hen Verarbeitungsschritten von Gesichtern an. Dieses Ergebnis wurde in dieser Art noch nicht gezeigt und reiht sich ein in Studien, die sowohl strukturelle Ver{\"a}nderungen in den f{\"u}r die Gesichtsverarbeitung wesentlichen Hirnregionen bei schizophrenen Patienten zeigen konnten als auch ein allgemeines Defizit fr{\"u}her visueller Verarbeitung nahe legen.}, subject = {Schizophrener}, language = {de} } @phdthesis{Dannemann2002, author = {Dannemann, Sven}, title = {Der Einfluss des Schweregrades eines neuropsychologischen Tests (Span-of-Apprehension-Test) auf kognitiv-evozierte Potentiale}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4695}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2002}, abstract = {Bei einer Gruppe von 9 gesunden Probanden wurde w{\"a}hrend einer EEG-Ableitung mit 64 Kan{\"a}len der Span-of-Apprehension-Test durchgef{\"u}hrt. Auf der Verhaltensebene zeigte sich mit Zunahme des Schweregrades des SAT, d.h. mit Zunahme der Distrakto-renanzahl, eine Verl{\"a}ngerung der Reaktionszeiten sowie eine Zunahme der Fehlerrate. Weder auf der Verhaltensebene noch bei den evozierten Potentialen fand sich ein Un-terschied zwischen Zielbuchstaben F oder T. Eine erh{\"o}hte Anforderung an die Probanden w{\"a}hrend des SAT spiegelt sich in den evo-zierten Potentialen wie folgt wieder: Die fr{\"u}hen Potentiale (p150) zeigen erh{\"o}hte Amp-lituden sowie erniedrigte Latenzen, d.h. die Aktivit{\"a}t tritt fr{\"u}her und st{\"a}rker auf. Dies kann mit der f{\"u}r die schwierigere Aufgabe notwendigerweise verst{\"a}rkten Aufmerksam-keitsleistung erkl{\"a}rt werden. Dagegen treten die sp{\"a}ter evozierten Potentiale (p300) bei erh{\"o}hter Anforderung mit verl{\"a}ngerter Latenz und niedrigerer Amplitude auf. Zudem bewegen sich die Feldschwerpunkte auseinander. Dies kann zwar auf eine diffusere und oberfl{\"a}chlichere Aktivierung von Neuronenverb{\"a}nden aufgrund der komplexeren Auf-gabenstellung hinweisen. Da jedoch auch die Fehlerrate anstieg, ist als plausible Erkl{\"a}-rung anzunehmen, dass die synchrone Neuronenaktivit{\"a}t, die zur Aufgabenbew{\"a}ltigung n{\"o}tig ist, bei {\"U}berschreiten der Leistungsgrenze Unregelm{\"a}ßigkeiten im Sinne fehler-hafter Prozesse aufweist, die sich im Mittelwert der hirnelektrischen Potentiale als Amplitudenreduktion, auf Verhaltensebene durch falsche Antworten abbilden. Die Daten der Verhaltensebene stimmen mit den Erkenntnissen diverser neuropsycho-logischer Untersuchungen {\"u}berein. Die Ergebnisse aus den kognitiv-evozierten Potenti-alen passen gut zu den aus der Literatur bekannten modulierenden Variablen Komplexi-t{\"a}t und Aufmerksamkeit. In dieser Studie konnte nun erstmals mit einer hochaufl{\"o}senden EEG-Untersuchung systematisch der modulierende Einfluss des Schwierigkeitsgrades des SAT auf die Komponenten der evozierten Potentiale nachgewiesen werden, d.h. inwieweit Kompo-nenten der evozierten Potentiale graduell je nach Schweregrad der Aufgabe ver{\"a}ndert werden. Gerade in der Forschung mit schizophren erkrankten Patienten wurde der SAT als Verhaltensmaß eingesetzt. Diese Patientengruppe zeichnet sich durch Defizite im Bereich der Aufmerksamkeitsleistung und folglich Defizite in der Bearbeitung komple-xerer Aufgaben aus. Aus der Kombination beider Methoden lassen sich in Zukunft bei dem auch f{\"u}r diese Patientengruppe leicht durchzuf{\"u}hrenden Test Aussagen {\"u}ber die Ver{\"a}nderung der hirnelektrischen Aktivit{\"a}t gegen{\"u}ber gesunden Probanden erwarten. Als wesentliche Schlussfolgerung f{\"u}r die Aktivierung von messbaren hirnphysiologi-schen Prozessen durch kognitive Aufgaben kann festgestellt werden, dass eine Steige-rung des Schwierigkeitsgrades {\"u}ber die optimale individuelle Leistung hinaus zur Kon-tamination der Messungen mit fehlerhaften Prozessen zu f{\"u}hren scheint und somit zu schwer oder nicht interpretierbaren Ergebnissen f{\"u}hrt. Dies erfordert ein grunds{\"a}tzli-ches Umdenken bei der Anwendung und Entwicklung von neurophysiologischen Tests in der modernen funktionellen Hirnforschung, da diese Tests traditionell v. a. durch Variablen auf Verhaltensebene beurteilt werden (n{\"a}mlich Fehlerraten), die erst dann aussagekr{\"a}ftig werden, wenn das System hirnphysiologisch gesehen bereits {\"u}bersteuert ist.}, language = {de} }