@article{KopfDreslerReichertsetal.2013,
  author    = {Kopf, Juliane and Dresler, Thomas and Reicherts, Philipp and Herrmann, Martin J. and Reif, Andreas},
  title     = {The Effect of Emotional Content on Brain Activation and the Late Positive Potential in a Word n-back Task},
  series = {PLoS ONE},
  journal   = {PLoS ONE},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0075598},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-96687},
  year      = {2013},
  abstract  = {Introduction There is mounting evidence for the influence of emotional content on working memory performance. This is particularly important in light of the emotion processing that needs to take place when emotional content interferes with executive functions. In this study, we used emotional words of different valence but with similar arousal levels in an n-back task. Methods We examined the effects on activation in the prefrontal cortex by means of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) and on the late positive potential (LPP). FNIRS and LPP data were examined in 30 healthy subjects. Results Behavioral results show an influence of valence on the error rate depending on the difficulty of the task: more errors were made when the valence was negative and the task difficult. Brain activation was dependent both on the difficulty of the task and on the valence: negative valence of a word diminished the increase in activation, whereas positive valence did not influence the increase in activation, while difficulty levels increased. The LPP also differentiated between the different valences, and in addition was influenced by the task difficulty, the more difficult the task, the less differentiation could be observed. Conclusions Summarized, this study shows the influence of valence on a verbal working memory task. When a word contained a negative valence, the emotional content seemed to take precedence in contrast to words containing a positive valence. Working memory and emotion processing sites seemed to overlap and compete for resources even when words are carriers of the emotional content.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Moell2015,
  author    = {M{\"o}ll, Mira Therese},
  title     = {Stimulation des Pr{\"a}frontalkortex mittels tDCS - eine fNIRS-Studie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-132808},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit sollte herausgefunden werden, ob die bilaterale Stimulation mittels transkranieller Gleichstromstimulation das Arbeitsged{\"a}chtnis von gesunden Probanden beeinflussen kann. Stimulationsorte waren der rechte und linke dorsolaterale Pr{\"a}frontalkortex mit der Referenzelektrode auf der jeweils kontralateralen Seite. Aus diesem Grund wurden zwei Versuchsgruppen gebildet, die jeweils anodal oder kathodal links f{\"u}r eine Gesamtdauer von ca. 25 Minuten stimuliert wurden. Eine dritte Versuchsgruppe erhielt eine Sham-Stimulation und fungierte daher als Placebogruppe. Als Paradigma nutzten wir einen n-Back-Test mit je drei Bedingungen (0-Back, 1-Back und 2-Back), der vier Minuten nach Stimulationsbeginn startete. Einerseits wurden die Ergebnisse hinsichtlich des Verhaltens anhand der richtig und falsch gegebenen Antworten sowie andererseits die mittleren Reaktionszeiten im n-Back-Task analysiert. Hier zeigte sich im Bereich Genauigkeit kein signifikanter Unterschied zwischen den Versuchsgruppen und somit keine signifikante Verbesserung des Verhaltens durch tDCS. Es gibt einerseits Hinweise darauf, dass man mit einer h{\"o}heren Stromst{\"a}rke als den hier gew{\"a}hlten 1 mA stimulieren muss. Andererseits ist es m{\"o}glich, dass die bilaterale Stimulation mit tDCS im vorliegenden Setting nur bei Menschen eine Wirkung zeigt, die aufgrund von neurophysiologischen Erkrankungen bereits ein Defizit des Arbeitsged{\"a}chtnisses aufweisen. Zus{\"a}tzlich spielt die Position der Referenzelektrode am jeweils kontralateralen DLPFC eine Rolle und hat in der vorliegenden Studie vermutlich zu Wechselwirkungen und St{\"o}reffekten gef{\"u}hrt. Hinsichtlich der mittleren Reaktionszeiten zeigten sich ebenfalls Hinweise darauf, dass das bilateral generierte Stromfeld signifikante Effekte minimiert hat. Es zeigt sich in der Bedingung 1-Back eine verbesserte Reaktionszeit in der Gruppe, die kathodal links stimuliert wurde. Diese Ergebnisse sind allerdings nicht f{\"u}r die Bedingung 2-Back zu beobachten, weswegen dies nicht als klassischer Effekt auf das Arbeitsged{\"a}chtnis gedeutet werden kann. M{\"o}glicherweise h{\"a}tte hier analog zu Vergleichsstudien ebenfalls eine h{\"o}here Intensit{\"a}t oder eine l{\"a}ngere Stimulationsdauer zu Effekten in der Bedingung 2-Back f{\"u}hren k{\"o}nnen. Diese Fragestellung bez{\"u}glich der Kombination der Stimulationsparameter sollte Gegenstand weiterer Studien sein. Hinsichtlich der Beeinflussung der positiven und negativen Emotionen zeigte sich, dass die anodale tDCS-Stimulation {\"u}ber dem linken DLPFC mit Referenzelektrode {\"u}ber dem rechten DLPFC zu einer signifikant geringeren Abnahme der positiven Emotionen unmittelbar nach der Messung f{\"u}hrt. Dies deckt sich mit Erkenntnissen aus vorherigen Studien und zeigt, dass sich die Emotionsverarbeitung mittels tDCS beeinflussen l{\"a}sst. Des Weiteren wurde die Dynamik der relativen Oxy-Hb und Deoxy-Hb-Konzentrationen in den verschiedenen Hirnarealen in Echtzeit w{\"a}hrend des n-Back-Tasks mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie mit 52 Emittern und Detektoren {\"u}berpr{\"u}ft. Hier zeigte sich, dass vor allem die Gruppe, die anodal {\"u}ber dem linken DLPFC und kathodal {\"u}ber dem rechten DLPFC stimuliert wurde, in der Bedingung 2-Back eine signifikant geringere Mehraktivierung zur Baseline im Bereich der Kathode rechtshemisph{\"a}ral aufweist. Im genaueren Vergleich zeigt sich eine St{\"o}rung der Aktivit{\"a}t dieser Gruppe im Vergleich zur Sham-Kondition, die sich beidseits frontotemporal pr{\"a}sentiert mit einer deutlicheren St{\"o}rung auf der rechten Seite. Ein {\"a}hnlicher Effekt mit einer St{\"o}rung rechts frontotemporal konnte im {\"U}bergang von N1 zu N2 in der Gruppe Anodal links beobachtet werden. Dieser Effekt zeigte sich {\"u}berraschenderweise auch in der Stimulationsgruppe, die umgekehrt kathodal links und anodal rechts stimuliert wurde. Da dieser Bereich rechts frontotemporal des Hirns vor allem bei Aufmerksamkeitsprozessen eine Rolle spielt, stellt sich die Frage, ob das vorliegende tDCS-Setting und das damit verbundene Stromfeld einen negativen Einfluss auf Aufmerksamkeitsprozesse haben k{\"o}nnten. In der vorliegenden Studie konnten hinsichtlich des Verhaltens keine dazu passenden signifikanten Unterschiede beobachtet werden. Dies sollte in weiterf{\"u}hrenden Studien mit anderen Stimulationsintensit{\"a}ten genauer untersucht werden. Die in anderen Studien beobachteten Ph{\"a}nomene, dass die anodale Stimulation eine exzitatorische Wirkung und die kathodale Stimulation eine inhibitorische Wirkung hat, konnten in der vorliegenden Arbeit nicht gezeigt werden. Vermutlich hat das generierte Stromfeld durch parallel eingesetzte anodale und kathodale Stimulation gegenseitige Effekte gest{\"o}rt oder sogar aufgehoben. Das hier genutzte Setting ist somit nur bedingt f{\"u}r Studien zu empfehlen. Zumindest hat sich dadurch aber gezeigt, dass tDCS auch andere Hirnbereiche außerhalb des Stimulationsgebiets beeinflussen und nicht als eingeschr{\"a}nkt lokale Stimulationsmethode angesehen werden kann. Zudem hat sich gezeigt, dass die Dokumentation der h{\"a}modynamischen Ver{\"a}nderungen mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie eine durchaus effektive Methode ist, um Ver{\"a}nderungen der Hirnaktivit{\"a}t simultan zur Stimulation mit tDCS aufzuzeigen und mit beobachteten Verhaltensdaten in Kontext zu setzen.},
  subject      = {Arbeitsged{\"a}chtnis},
  language  = {de}
}
@article{KatzorkeZellerMuelleretal.2017,
  author    = {Katzorke, Andrea and Zeller, Julia B. M. and M{\"u}ller, Laura D. and Lauer, Martin and Polak, Thomas and Reif, Andreas and Deckert, J{\"u}rgen and Herrmann, Martin J.},
  title     = {Reduced activity in the right inferior frontal gyrus in elderly APOE-E4 carriers during a verbal fluency task},
  series = {Frontiers in Human Neuroscience},
  volume    = {11},
  journal   = {Frontiers in Human Neuroscience},
  doi       = {10.3389/fnhum.2017.00046},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-171892},
  year      = {2017},
  abstract  = {Apolipoprotein-E4 (APOE-E4) is a major genetic risk factor for developing Alzheimer's disease (AD). The verbal fluency task (VFT), especially the subtask category fluency, has shown to provide a good discrimination between cognitively normal controls and subjects with AD. Interestingly, APOE-E4 seems to have no effect on the behavioral performance during a VFT in healthy elderly. Thus, the purpose of the present study was to reveal possible compensation mechanisms by investigating the effect of APOE-E4 on the hemodynamic response in non-demented elderly during a VFT by using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). We compared performance and hemodynamic response of high risk APOE-E4/E4, -E3/E4 carriers with neutral APOE-E3/E3 non-demented subjects (N = 288; 70-77 years). No difference in performance was found. APOE-E4/E4, -E3/E4 carriers had a decreased hemodynamic response in the right inferior frontal junction (IFJ) with a corresponding higher response in the left middle frontal gyrus (MFG) during category fluency. Performance was correlated with the hemodynamic response in the MFG. We assume a compensation of decreased IFJ brain activation by utilizing the MFG during category fluency and thus resulting in no behavioral differences between APOE-groups during the performance of a VFT.},
  language  = {en}
}
@article{ZinnerBornSperlich2017,
  author    = {Zinner, Christoph and Born, Dennis-Peter and Sperlich, Billy},
  title     = {Ischemic preconditioning does not alter performance in multidirectional high-intensity intermittent exercise},
  series = {Frontiers in Physiology},
  volume    = {8},
  journal   = {Frontiers in Physiology},
  doi       = {10.3389/fphys.2017.01029},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-159348},
  pages     = {1029},
  year      = {2017},
  abstract  = {Purpose: Research dealing with ischemic preconditioning (IPC) has primarily focused on variables associated to endurance performance with little research about the acute responses of IPC on repeated multidirectional running sprint performance. Here we aimed to investigate the effects of IPC of the arms and the legs on repeated running sprint performance with changes-of-direction (COD) movements. Methods: Thirteen moderately-to-well-trained team-sport athletes (7 males; 6 females; age: 24 ± 2 years, size: 175 ± 8 cm, body mass: 67.9 ± 8.1 kg) performed 16 × 30 m all-out sprints (15 s rest) with multidirectional COD movements on a Speedcourt\(^{©}\) with IPC (3 × 5 min) of the legs (IPC\(_{leg}\); 240 mm Hg) or of the arms (remote IPC: IPC\(_{remote}\); 180-190 mm Hg) 45 min before the sprints and a control trial (CON; 20 mm Hg). Results: The mean (±SD) time for the 16 × 30 m multidirectional COD sprints was similar between IPC\(_{leg}\) (Mean t: 16.0 ± 1.8 s), IPC\(_{remote}\) (16.2 ± 1.7 s), and CON (16.0 ± 1.6 s; p = 0.50). No statistical differences in oxygen uptake (mean difference: 0\%), heart rate (1.1\%) nor muscle oxygen saturation of the vastus lateralis (4.7\%) and biceps brachii (7.8\%) between the three conditions were evident (all p > 0.05). Conclusions: IPC (3 × 5 min) of the legs (220 mm Hg) or arms (180-190 mm Hg; remote IPC) applied 45 min before 16 × 30 m repeated multidirectional running sprint exercise does not improve sprint performance, oxygen uptake, heart rate nor muscle oxygen saturation of the vastus lateralis muscle when compared to a control trial.},
  language  = {en}
}
@article{ZinnerHauserBornetal.2015,
  author    = {Zinner, Christoph and Hauser, Anna and Born, Dennis-Peter and Wehrlin, Jon P. and Holmberg, Hans-Christer and Sperlich, Billy},
  title     = {Influence of Hypoxic Interval Training and Hyperoxic Recovery on Muscle Activation and Oxygenation in Connection with Double-Poling Exercise},
  series = {PLoS One},
  volume    = {10},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {10},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0140616},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126299},
  pages     = {e0140616},
  year      = {2015},
  abstract  = {Here, we evaluated the influence of breathing oxygen at different partial pressures during recovery from exercise on performance at sea-level and a simulated altitude of 1800 m, as reflected in activation of different upper body muscles, and oxygenation of the m. triceps brachii. Ten well-trained, male endurance athletes (25.3±4.1 yrs; 179.2±4.5 cm; 74.2±3.4 kg) performed four test trials, each involving three 3-min sessions on a double-poling ergometer with 3-min intervals of recovery. One trial was conducted entirely under normoxic (No) and another under hypoxic conditions \((Ho; F_iO_2 = 0.165)\). In the third and fourth trials, the exercise was performed in normoxia and hypoxia, respectively, with hyperoxic recovery \((HOX; F_iO_2 = 1.00)\) in both cases. Arterial hemoglobin saturation was higher under the two HOX conditions than without HOX (p<0.05). Integrated muscle electrical activity was not influenced by the oxygen content (best d = 0.51). Furthermore, the only difference in tissue saturation index measured via near-infrared spectroscopy observed was between the recovery periods during the NoNo and HoHOX interventions (P<0.05, d = 0.93). In the case of HoHo the athletes' \(P_{mean}\) declined from the first to the third interval (P < 0.05), whereas Pmean was unaltered under the HoHOX, NoHOX and NoNo conditions. We conclude that the less pronounced decline in \(P_{mean}\) during 3 x 3-min double-poling sprints in normoxia and hypoxia with hyperoxic recovery is not related to changes in muscle activity or oxygenation. Moreover, we conclude that hyperoxia \((F_iO_2 = 1.00)\) used in conjunction with hypoxic or normoxic work intervals may serve as an effective aid when inhaled during the subsequent recovery intervals.},
  language  = {en}
}
@article{UeceylerKewenigKittelSchneideretal.2015,
  author    = {{\"U}{\c{c}}eyler, Nurcan and Kewenig, Susanne and Kittel-Schneider, Sarah and Fallgatter, Andreas J. and Sommer, Claudia},
  title     = {Increased cortical activation upon painful stimulation in fibromyalgia syndrome},
  series = {BMC Neurology},
  volume    = {15},
  journal   = {BMC Neurology},
  number    = {210},
  doi       = {10.1186/s12883-015-0472-4},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125230},
  year      = {2015},
  abstract  = {Background Fibromyalgia syndrome (FMS) is a chronic condition characterized by widespread pain and associated symptoms. We investigated cerebral activation in FMS patients by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). Methods Two stimulation paradigms were applied: a) painful pressure stimulation at the dorsal forearm; b) verbal fluency test (VFT). We prospectively recruited 25 FMS patients, ten patients with unipolar major depression (MD) without pain, and 35 healthy controls. All patients underwent neurological examination and all subjects were investigated with questionnaires (pain, depression, FMS, empathy). Results FMS patients had lower pressure pain thresholds than patients with MD and controls (p < 0.001) and reported higher pain intensity (p < 0.001). Upon unilateral pressure pain stimulation fNIRS recordings revealed increased bilateral cortical activation in FMS patients compared to controls (p < 0.05). FMS patients also displayed a stronger contralateral activity over the dorsolateral prefrontal cortex in direct comparison to patients with MD (p < 0.05). While all three groups performed equally well in the VFT, a frontal deficit in cortical activation was only found in patients with depression (p < 0.05). Performance and cortical activation correlated negatively in FMS patients (p < 0.05) and positively in patients with MD (p < 0.05). Conclusion Our data give further evidence for altered central nervous processing in patients with FMS and the distinction between FMS and MD.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zeller2011,
  author    = {Zeller, Julia},
  title     = {Funktionelle Aktivierungen im Verlauf eines Jahres bei Patienten mit Alzheimer-Erkrankung und gesunden Kontrollen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-67408},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Hintergrund: Die Alzheimer-Erkrankung ist die h{\"a}ufigste neurodegenerative Erkrankung. Da es zurzeit f{\"u}r sie noch keine Heilung gibt, richtet sich das Hauptaugenmerk auf eine m{\"o}glichst fr{\"u}he Diagnose und die Behandlung mit krankheitsverz{\"o}gernden Medikamenten. Vor allem die funktionelle Bildgebung gilt im Bereich der Fr{\"u}hdiagnose als vielversprechend. Neben dem Ged{\"a}chtnis werden die visuell-r{\"a}umliche Informationsverarbeitung, exekutive Funktionen und Aufmerksamkeitsprozesse untersucht. Hierbei zeigen sich zentralnerv{\"o}se Aktivierungsauff{\"a}lligkeiten in kortikalen Zielregionen etwa im pr{\"a}frontalen und im parietalen Kortex. Verlaufsuntersuchungen konzentrieren sich vor allem darauf aus der Gehirnaktivierung Vorhersagen {\"u}ber kognitive Ver{\"a}nderungen bei {\"a}lteren Personen mit und ohne Ged{\"a}chtnisst{\"o}rung treffen zu k{\"o}nnen. Nur wenige Studien erfassen dabei jedoch die Gehirnaktivierung zu mehreren Messzeitpunkten. Gerade f{\"u}r große Stichproben und wiederholte Messungen k{\"o}nnte die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) sich als Alternative zur Magnetresonanztomographie anbieten. Ziel: Ziel der Studie war es, mit fNIRS und ereigniskorrelierten Potentialen funktionelle Unterschiede zwischen Alzheimer-Patienten und gleichaltrigen Kontrollen in mehreren Funktionsbereichen darzustellen und ihre Ver{\"a}nderung {\"u}ber den Zeitraum eines Jahres zu verfolgen. Zum ersten Mal sollte im Rahmen einer prospektiven Untersuchung mit fNIRS gepr{\"u}ft werden ob kortikale Aktivierungen zur Vorhersage von neuropsychologischen Testwerten genutzt werden k{\"o}nnen. Zus{\"a}tzlich stellte sich die Frage, ob fNIRS f{\"u}r Verlaufsuntersuchungen an {\"a}lteren Stichproben geeignet ist. Methoden: Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zum ersten Messzeitpunkt (T1) 73 Patienten und 71 Kontrollen mit vier Paradigmen in den drei Funktionsbereichen visuell-r{\"a}umliche Informationsverarbeitung, exekutive Funktionen und zentralnerv{\"o}se Filtermechanismen mit fNIRS und ereigniskorrelierten Potentialen gemessen. Die Probanden durchliefen eine Line Orientation Aufgabe, zwei Versionen einer Wortfl{\"u}ssigkeitsaufgabe (phonologisch und semantisch) und das P50-Doppelklickparadigma. Zielparameter waren dabei die aufgabenbezogene Aktivierung im parietalen Kortex, im dorsolateralen Pr{\"a}frontalkortex (DLPFC) und das sensorische Gating, gemessen durch die P50-Supression nach wiederholter Reizdarbietung. Zus{\"a}tzlich wurden zwei typische Tests zur Demenzdiagnostik (MMST und DemTect) erhoben. Die zweite Messung (T2) fand nach 12 Monaten statt und lief identisch zur ersten Untersuchung ab. Zu T2 konnten 14 Patienten und 51 Kontrollen erneut rekrutiert werden. Ergebnisse: Zu T1 konnte mit fNIRS ein Aktivierungsdefizit f{\"u}r Patienten im DLPFC w{\"a}hrend der phonologischen Wortfl{\"u}ssigkeitsaufgabe und im rechten Parietalkortex w{\"a}hrend der Line Orientation Aufgabe festgestellt werden. F{\"u}r die semantische Wortfl{\"u}ssigkeitsaufgabe und das sensorische Gating zeigten sich keine zentralnerv{\"o}sen Unterschiede. {\"U}ber das Jahr hinweg nahm die aufgabenbezogene Aktivierung der Patienten im linken DLPFC f{\"u}r beide Versionen der Wortfl{\"u}ssigkeitsaufgabe deutlich ab, w{\"a}hrend gleichaltrige Kontrollpersonen keine kortikalen Ver{\"a}nderungen zeigten. Zu T2 war das sensorische Gating der Patienten außerdem deutlich schlechter im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Die Ver{\"a}nderungen der Oxygenierung w{\"a}hrend der Wortfl{\"u}ssigkeitsaufgabe konnten f{\"u}r gesunde Kontrollen Verschlechterungen im MMST und im DemTect vorhersagen. Vor allem ein Verlust der Lateralisierung ging mit einem Abfall in den kognitiven Tests einher. Schlussfolgerung: Spezifische Defizite in der kortikalen Aktivierung konnten bei Alzheimer-Patienten mit fNIRS beobachtet und genauer beschrieben werden. Auch die Ver{\"a}nderung im Verlauf eines Jahres ließ sich mit dieser Methode verfolgen. F{\"u}r L{\"a}ngsschnittuntersuchungen, die sich mit der kortikalen Aktivierung als Pr{\"a}diktor f{\"u}r dementielle Entwicklungen besch{\"a}ftigen, bietet sich fNIRS somit als praktische Alternative zur fMRT an, zumal die gemessenen Ver{\"a}nderungen in der Oxygenierung auch prognostischen Wert f{\"u}r {\"a}ltere Kontrollpersonen besaßen. Vor allem die funktionelle Lateralisierung in frontalen Kortexbereichen scheint als Pr{\"a}diktor kognitiver Leistungen im Alter von Bedeutung zu sein.},
  subject      = {Alzheimer-Krankheit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kopf2018,
  author    = {Kopf, Juliane},
  title     = {Emotion processing and working memory deficits in Bipolar Disorder: interactions and changes from acute to remitted state},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-97752},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {BD is a severe and highly prevalent psychiatric illness characterized by oscillating mood episodes, where patients express either depressed mood, anhedonia, decreased activation along with concentration difficulties and sleep disturbances, or elevated mood with hyperactivity and loss of inhibitions. Between mood episodes, patients return to a relatively normal state of functioning without mood symptoms. Previous research on underlying neuronal mechanisms has led to a model of neuronal dysfunction in BD which states that BD arises from disruption in early development within brain networks that modulate emotional behavior. These abnormalities in the structure and function of key emotional control networks then lead to decreased connectivity among ventral prefrontal networks and limbic brain regions. This in turn creates a loss of emotional homeostasis, putting bipolar patients at risk for developing extreme mood states and switching among mood states. Two core components for BD have been identified, a hyperactive emotion processing system and a hypoactive cognitive functions system. It is controversial whether these deficits are still detectable in euthymia, so it is unclear if hyper- and hypoactivations represent state or trait-like characteristics. The aim of this study was to research both core components of BD with a paradigm eliciting differential activations in both cognitive and emotion processing networks. For this, an emotional word working memory paradigm was constructed to test for differences between manic, depressive, and remitted patients as well as a healthy control group. Differences were assessed in behavior, brain activation (as a correlate for the hypoactive cognitive functions system), measured with near-infrared spectroscopy (fNIRS), and electrophysiological changes in the late positive potential (as a correlate for the hyperactive emotion processing system), an event-related potential (ERP) measured with electroencephalography. 47 patients in the acutely ill phase and 45 healthy controls were measured. Of the 47 patients, 18 returned to the clinic for a second testing while in remission for at least 3 months. Acutely ill patients were classified into 4 groups according to their disorder status: a mildly depressed group, a depressed group, a manic group, and a mixed group along DSM-IV criteria. Analyses were calculated for 3 load conditions (1-back, 2-back and 3-back) and 3 valence conditions (negative, neutral, positive) for behavioral measures reaction time and omission errors, for brain activation and event related potential changes. Results indicate that ill patients differed from controls in their behavioral performance, but the difference in performance was modulated by the mood state they were in. Depressed patients showed the most severe differences in all behavioral measures, while manic and mixed patients differed from controls only upon different valence conditions. Brain activation changes were most pronounced in mildly depressed and manic patients, depressed patients and mixed patients did not differ as much from controls. ERP changes showed a significant difference only between mixed patients and controls, where mixed patients had an overall much higher ERP amplitude. When remitted patients were compared to controls, no differences in behavior, brain activation or ERP amplitude could be found. However, the same was true for differences in patients between acutely ill and remitted state. When looking at the overall data, the following conclusion can be drawn: assuming that the brain activation seen in the prefrontal cortex is part of the dorsal cognitive system, then this is the predominantly disturbed system in depressed patients who show only small changes in the ERP. In contrast, the predominantly disturbed system in manic and mixed patients is the ventral emotion processing system, which can be seen in a hyper-activation of ERP related neural correlates in mixed and hypo-activated neural correlates of the LPP in manic patients. When patients are remitted, the cognitive system regains temporary stability, and can be compared to that of healthy controls, while the emotion processing system remains dysfunctional and underlies still detectable performance deficits.},
  subject      = {Manisch-depressive Krankheit},
  language  = {en}
}
@article{VernerHerrmannTrocheetal.2013,
  author    = {Verner, Martin and Herrmann, Martin J. and Troche, Stefan J. and Roebers, Claudia M. and Rammsayer, Thomas H.},
  title     = {Cortical oxygen consumption in mental arithmetic as a function of task difficulty: a near-infrared spectroscopy approach},
  series = {Frontiers in Human Neuroscience},
  volume    = {7},
  journal   = {Frontiers in Human Neuroscience},
  number    = {217},
  issn      = {1662-5161},
  doi       = {10.3389/fnhum.2013.00217},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122449},
  year      = {2013},
  abstract  = {The present study investigated changes in cortical oxygenation during mental arithmetic using near-infrared spectroscopy (NIRS). Twenty-nine male volunteers were examined using a 52-channel continuous wave system for analyzing activity in prefrontal areas. With the help of a probabilistic mapping method, three regions of interest (ROIs) on each hemisphere were defined: The inferior frontal gyri (IFG), the middle frontal gyri (MFG), and the superior frontal gyri (SFG). Oxygenation as an indicator of functional brain activation was compared over the three ROI and two levels of arithmetic task difficulty (simple and complex additions). In contrast to most previous studies using fMRI or NIRS, in the present study arithmetic tasks were presented verbally in analogue to many daily life situations. With respect to task difficulty, more complex addition tasks led to higher oxygenation in all defined ROI except in the left IFG compared to simple addition tasks. When compared to the channel positions covering different gyri of the temporal lobe, the observed sensitivity to task complexity was found to be restricted to the specified ROIs. As to the comparison of ROIs, the highest oxygenation was found in the IFG, while MFG and SFG showed significantly less activation compared to IFG. The present cognitive-neuroscience approach demonstrated that NIRS is a suitable and highly feasible research tool for investigating and quantifying neural effects of increasing arithmetic task difficulty.},
  language  = {en}
}