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Although juveniles with a sexual preference for the childlike body scheme (PP) are at greater risk of committing child sexual offending (CSO) than adolescents without this sexual preference, they have been underrepresented in research so far. In particular, aberrant neural processes have been uncovered in adults with pedophiliac interest, but it is not known whether this is also the case for PP. In this study, attractiveness ratings and electroencephalographic data were obtained for a passive face viewing task, in which pictures of adult and child faces with neutral, happy, and angry facial expressions were presented. Data of 25 male PP and 22 male juveniles with age-adequate sexual preference (AA) were included. Event-related potentials were analyzed in the framework of early and late neural face processing stages and a source analysis was conducted. PP showed different attractiveness ratings compared to AA. While AA rated adult faces as more attractive compared to child faces, there was no significant difference in attractiveness ratings for child vs. adult faces in PP. At the neural level, there was no difference of neural responsiveness between both groups for early processing stages (102-122 ms, i.e., the time window of the P1 component) as both groups showed elevated responses to adult vs. child faces. The activity appeared to be evoked mainly in the occipital cortex. However, there was a late frontal negativity (340-426 ms) which was stronger for child compared to adult faces only in PP, whereas no amplitude difference between child and adult faces was observed in AA. Source level analysis suggested an involvement of primary and higher-order visual areas for this late negativity in both groups. The findings of this study support the assumption that enhanced attentional capture for child faces within PP is reflected by increased neural responsiveness for later face processing stages. Hence, the basic understanding of neural face processing within PP and the influence of sexual age preferences could be improved. The results of this study should be replicated and validated in a larger study sample. This would furthermore help to evaluate whether this neurophysiological approach to examining sexual responsiveness to childlike body schemes in juveniles could also be used as a supplementary tool in diagnostic assessments., Obwohl Jugendliche mit einer sexuellen Pr��ferenz f��r das kindliche K��rperschema (PP) einem h��heren Risiko ausgesetzt sind, sexualisierte Gewalt gegen Kinder (CSO, im Englischen child sexual offending) auszu��ben als Jugendliche ohne diese sexuelle Pr��ferenz, sind sie in der Forschung bisher unterrepr��sentiert. Insbesondere ist unbekannt, ob von der Norm abweichende neuronale Verarbeitungsschritte, die bei Erwachsenen mit p��dophilem Interesse gefunden wurden, auch bei PP nachweisbar sind. In dieser Studie wurden Attraktivit��tsratings und elektroenzephalografische Daten f��r ein passives Gesichter-Paradigma erhoben, welches aus Kinder- und Erwachsenengesichtern mit neutralen, gl��cklichen und ��rgerlichen Gesichtsausdr��cken bestand. Die Daten 25 m��nnlicher PP und 22 m��nnlicher Jugendliche mit altersentsprechender sexueller Pr��ferenz (AA) wurden ausgewertet. Ereigniskorrelierte Potenziale wurden in der fr��hen und sp��ten Phase der neuronalen Gesichterverarbeitung analysiert und ebenso wurde eine Quellenanalyse durchgef��hrt. Die PP zeigten divergierende Attraktivit��tsbewertungen im Vergleich zu den AA. W��hrend die AA Erwachsenengesichter attraktiver als Kindergesichter bewerteten, gab es bei den PP keinen signifikanten Unterschied im Attraktivit��tsrating der Kinder- und Erwachsenengesichter. Auf neuronaler Ebene wurde in der fr��hen Verarbeitungsphase (102-122 ms, entsprechend dem Zeitfenster der P1) kein Unterschied zwischen beiden Gruppen deutlich, da f��r beide Gruppen erh��hte neuronale Antworten auf Erwachsenen- im Vergleich zu Kindergesichtern ermittelt wurden. Die Aktivit��t schien vor allem im okzipitalen Kortex hervorgerufen worden zu sein. Jedoch gab es eine sp��te frontale Negativit��t (340-426 ms), die ausschlie��lich bei den PP st��rker f��r Kinder- im Vergleich zu Erwachsenengesichtern war, w��hrend bei den AA kein Amplitudenunterschied zwischen Kinder- und Erwachsenengesichtern beobachtet wurde. Die Quellenanalyse legte f��r diese sp��te Negativit��t eine Beteiligung prim��rer und h��herer visueller Kortizes in beiden Gruppen nahe. Die Ergebnisse dieser Studie lassen vermuten, dass die Betrachtung von Kindergesichtern bei PP verst��rkte Aufmerksamkeit generiert und sich dies auf neuronaler Ebene in st��rkeren Antworten der sp��teren Gesichterverarbeitung widerspiegelt. Damit konnte das grundlegende Verst��ndnis der neuronalen Gesichterverarbeitung und deren Modulation durch sexuelle Alterspr��ferenzen bei PP erweitert werden. Diese Befunde sollten mit gr����eren Stichproben repliziert und validiert werden, auch um die Eignung dieses neurophysiologischen Ansatzes als Erg��nzung f��r die Diagnostik der sexuellen Ansprechbarkeit auf das kindliche K��rperschema bei Jugendlichen zu evaluieren.

Hintergrund: Die klassische Galaktosämie ist eine metabolische Erbkrankheit, welche den Galaktosestoffwechsel betrifft und der eine Aktivitätsminderung des Enzyms Galaktose-1-phosphat-Uridyltransferase (GALT) zugrunde liegt. In der Neugeborenenperiode kann sich die Krankheit zu einem lebensbedrohlichen Zustand entwickeln. Das akute Krankheitsbild kann durch eine diätische Behandlung behoben werden. Die beschränkte Ernährung verhindert jedoch nicht die Entwicklung von schwerwiegenden Spätfolgen, wie etwa kognitive und soziale Verhaltensauffälligkeiten, sowie reproduktive Beeinträchtigungen. Diese Bachelorarbeit befasst sich hauptsächlich mit den neurologischen Spätfolgen der Erkrankung. Im Vordergrund der Langzeitkomplikationen steht insbesondere das Entscheidungsverhalten der Betroffenen. Das Vermögen, vorteilhafte von unvorteilhaften Entscheidungen zu unterscheiden ist ein wichtiger Faktor, um dem Alter entsprechend ein angemessenes soziales Verhalten zu entwickeln. Dieser Aspekt der Krankheit wurde bisher nur wenig erforscht. Unter der Ableitung ereigniskorrelierter Potentiale wurde mithilfe des Iowa Gambling Tasks (IGT) das Entscheidungsvermögen untersucht, indem die analysierte frontale Komponente der Patient*innen mit der von neurologisch unauffälligen Kontrollpersonen verglichen wurde. Methoden: Die zwei Studiengruppen bestanden aus 5 Patient*innen mit klassischer Galaktosämie, sowie 5 gesunden Kontrollpersonen. Die beiden Gruppen wurden hinsichtlich ihres Alters, des Geschlechts und der schulischen Ausbildung gematcht. Die mittlere Amplitude der ERP-Komponente im IGT wurde mittels Skalp-Elektroenzephalographie als Reaktion auf unterschiedliche Arten von Feedback (Verlust, Nullverlust, Gewinn) zwischen den zwei Gruppen verglichen. Ergebnisse: Innerhalb der Kontrollgruppe zeigten sich signifikante Unterschiede in der mittleren Amplitude der frontale, negativen ERP-Komponente (300-510ms) hinsichtlich der Wahrnehmung eines Gewinn-Feedbacks, eines Nullverlust-Feedbacks und eines Verlustfeedbacks. Innerhalb der Patient*innengruppe zeigten sich keine signifikanten Unterschiede in der mittleren Amplitude derselben ERP-Komponente (300-510ms) hinsichtlich der Wahrnehmung eines Gewinn-Feedbacks, eines Nullverlust-Feedbacks und eines Verlustfeedbacks. Zwischen den beiden Gruppen (Kontrollen und Patient*innen) zeigten sich keine Unterschiede in der mittleren Amplitude der ERP-Komponente (300-510ms) hinsichtlich der verschiedenen Arten von Feedback. Des Weiteren ließen sich qualitative Unterschiede hinsichtlich der Verteilung der Komponenten zwischen Patient*innen und Kontrollen erkennen. Diese Ergebnisse wurden hinsichtlich der kognitiven Aspekte aus der Literatur vergleichbarer EEG-Komponenten in Zusammenschau mit Galaktosämie-typischen kognitiven Beeinträchtigungen diskutiert. Background: Classical galactosemia is an inherited metabolic disease that affects the galactose metabolism and is caused by a decreased activity of the enzyme galactose 1 phosphate-uridyltransferase (GALT). During the neonatal period, the disease may develop into a life-threatening condition. This acute condition can be treated by a dietary treatment. However, diet cannot prevent the development of serious late complications, such as cognitive and social behavioral disorders, as well as reproductive problems. This bachelor thesis focuses on the late neurological complications of the disease. One of the main aspects of the neurological complications concerns the decision-making. The ability to differentiate between beneficial and unfavorable decisions is an important factor in developing appropriate social behavior. This aspect of the disease has been poorly studied so far. Based on event-related potentials, decision-making was investigated using scalp electroencephalography and the Iowa Gambling Tasks (IGT) by comparing the patients’ frontal ERP component with that of neurologically healthy controls. Methods: The two study groups consisted of 5 patients with classical galactosemia and 5 healthy controls. The two groups were matched in terms of age, gender and educational background. The mean amplitude of the ERP component in the IGT was compared as a response to different types of feedback (loss, zero loss and win) between the two groups. Results: Within the control group, there were significant differences in the mean amplitude of the negative frontal ERP component (300-510ms) regarding win, zero loss and loss feedback Within the patient group, there were no significant differences in the mean amplitude of the ERP component (300-510ms) regarding win, zero loss and loss feedback. Direct comparison of both groups showed no differences between the mean amplitude of the ERP component (300-510ms) regarding the different types of feedback. Furthermore, qualitative differences were found in the occurrence of the ERP component between patients and controls. These results were discussed in the light of cognitive aspects associated with similar EEG components and Galactosemia-typical cognitive impairments.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Krankheitsbild der Lippen-Kiefer-Gaumenspalte und dessen Auswirkung auf die psychosoziale Gesundheit der Betroffenen. Konkret wurden LKGS-Patienten und gesunde Vergleichspersonen untersucht. Die Patienten wurden mittels Fragebögen und einer EEG-Messung auf Psychopathologien wie Angst und Depressionen sowie auf eine veränderte/erhöhte neurokortikale Aufmerksamkeitsbereitschaft hin untersucht. Es wurden bei beiden Gruppen keine Anzeichen für eine erhöhte Anfälligkeit für Psychopathologien gefunden. Auch eine gesteigerte neurokortikale Aufmerksamkeitsbereitschaft konnte nicht festgestellt werden. This publication deals with cleft lip palate and its effect on the psychosocial health of the patients. Patients with cleft lip and palate and healthy volunteers were investigated. They had to complete questionnaires and an eeg measurement was done. We tried to find increased levels of psychosocial pathologies such as anxiety and depression. Besides we tested if there was an increased neurocortical information processing in these patients. In both groups no psychosocial pathologies or an increased neurocortical information processing has been found.

Das Paradigma, das am häufigsten genutzt wird, um die Effekte von sozialem Ausschluss unter experimentellen Bedingungen zu untersuchen, ist ein virtuelles Ballspiel namens „Cyberball“. Verglichen mit einer Einschlusssituation werden durch den Ausschluss vier fundamentale soziale Bedürfnisse (Zugehörigkeit, Selbstwert, Sinn der eigenen Existenz und Kontrolle) bedroht (Williams, 2007). Diese Reaktion wird im Rahmen des Need- Threat-Modells für sozialen Ausschluss als reflexiv beschrieben und soll den Charakter eines Frühwarnsystems haben, das auch neuronal implementiert sein soll. Ziel der Arbeit war es, in einer Reihe von Experimenten die beteiligten Prozesse durch die Erfassung ereigniskorrelierter Hirnpotenziale zu identifizieren, die bei der Verarbeitung von sozialem Ein- und Ausschluss im Cyberball-Paradigma aktiviert werden. Mithilfe eines partiellen Ausschlusses wurde die Verarbeitung des Ballerhalts in verschiedenen Situationen untersucht. Als einzige Komponente, die reliabel auf sozialen Ein- oder Ausschluss reagiert, konnte die P3-Komponente identifiziert werden. Durch einen direkten Vergleich des Cyberball- und Oddball-Paradigmas wurde nachgewiesen, dass in beiden Paradigmen ähnliche Prozesse aktiviert werden und die elektrophysiologischen Effekte unabhängig von der wahrgenommenen Bedürfnisbedrohung auftraten. Auch wurden sie weitestgehend nicht davon beeinflusst, ob eine Situation als sozial wahrgenommen wurde oder nicht. Desweiteren konnte durch eine experimentelle Trennung der Wahrscheinlichkeit des Ballerhalts von der Erwartung auf den Ballerhalt gezeigt werden, dass die Verletzung von Erwartungshaltungen sowohl die Effekte auf der Ebene der P3 als auch das wahrgenommene Ausschlussgefühl im Cyberball-Paradigma erklären kann. Es wird vorgeschlagen, diesen Mechanismus in das Need-Threat-Modell mit aufzunehmen, um die neurowissenschaftlichen und sozialpsychologischen Befunde integrieren zu können., The most widely used paradigm to study the effects of social exclusion in an experimentally controlled environment is a virtual ball-tossing game called “Cyberball”. According to the need-threat model (Williams, 2007) four fundamental social needs (belonging, self-esteem, meaningful existence, and control) are threatened after social exclusion compared to inclusion. The model states that this reflexive response serves as an early detection system for social exclusion. It proposes that there is a specific neural basis for the perception of social need threat. The aim of the present work was to identify electrophysiological correlates of social inclusion and exclusion in the Cyberball paradigm, and to reveal the underlying mechanisms inducing these effects. In a series of experiments a partial exclusion condition was used to analyze the processing of ball reception under various conditions. The P3 component was the only event-related brain potential which was reliably affected by social exclusion or inclusion. By directly comparing the Cyberball and oddball paradigm it was shown that similar processes are elicited in both tasks. The electrophysiological effects obtained during Cyberball were largely independent from the appraisal of a situation as social or non-social or from a feeling of exclusion. In another experiment the probability of ball reception was separated from the expectancy for ball reception. Evidence was provided that the violation of expectancy for social involvement can explain the effects on the P3 amplitude, and on perceived social exclusion. Therefore it was proposed to include the processing of expectancy violations in the need-threat model for social exclusion to integrate the findings of different fields of psychological research, like social psychology and neuroscience.

Einleitung: Bezüglich neuropsychologischer und -physiologischer Defizite bei Schizophrenie hatte sich die Forschung lange Zeit auf top down Defizite konzentriert. In den letzten Jahren konnten jedoch einige Studien, auch anhand ereigniskorrelierter Potentiale, ebenfalls Defizite in bottom up Prozessen der auditorischen und visuellen Verarbeitung aufzeigen. Es stellt sich somit die Frage, inwiefern die bisher gut belegten top down Defizite durch bottom up Defizite beeinflusst werden. In der vorliegenden Arbeit wurden top down und bottom up Prozesse bei Schizophrenie anhand von frühen visuellen Potentialen untersucht, um mögliche Defizite und deren Interaktionen darzustellen. Methoden: Insgesamt wurden 33 Patienten mit Schizophrenie und 61 gesunde Kontrollprobanden in die Arbeit eingeschlossen. Zur Gewinnung der visuellen ereigniskorrelierten Potentiale (VEKP) wurde während der Ableitung eines Elektroenzephalogrammes (EEG) ein Aufmerksamkeitsparadigma durchgeführt. Zur Darstellung der top down und bottom up Prozesse wurde die Amplitude der N1- Komponente des abgeleiteten VEKP gruppenvergleichend untersucht. Dabei spiegelte die nach Präsentation der Zielreize evozierte N1 top down Prozesse (target N1) und die bei Präsentation der Hinweisreize evozierte N1 bottom up Prozesse (cue N1) wider. Des Weiteren erfolgte eine statistische kortikale Quellenlokalisation der N1 mittels sLORETA (standardized low resolution brain electromagnetic tomography). Ergebnisse: Als Hauptergebnis stellte sich eine signifikante Amplitudenreduktion, sowohl der target N1, als auch der cue N1 bei den Patienten mit Schizophrenie dar. Eine verminderte Modulation der bottom up und top down Prozesse in der an Schizophrenie erkrankten Gruppe konnte anhand einer signifikanten Reduktion des Anstieges der Regressionsgeraden der cue N1 und target N1 gezeigt werden. Die in der Quellenlokalisation mit den top down und bottom up Funktionen assoziierten minderaktivierten Kortexareale zeigten eine partielle Überlappung im Okzipitallappen. Zudem ergab sich bei der Generierung der cue N1 ein Defizit im rechten Parietallappen sowie bei der target N1 im anterioren Cingulum. Diskussion: Insgesamt konnten in der vorliegenden Arbeit sowohl Defizite der bottom up, als auch der top down Prozesse in der an Schizophrenie erkrankten Gruppe festgestellt werden. Anhand der überlappenden minderaktivierten Kortexareale in der Quellenlokalisation der top down und bottom up Prozesse kann von einer gegenseitigen Beeinflussung dieser Prozesse ausgegangen werden, wobei ein signifikanter statistischer Nachweis in Form der Korrelation der Regressionsgeraden nicht erbracht werden konnte. Bezüglich der defizitären bottom up Funktion zeigte sich die Amplitudenhöhe der cue N1 bei den Patienten mit Schizophrenie abhängig von der Größe des Hinweisreizes, so dass sich hier ein möglicher Grund für die unterschiedlichen Studienergebnisse zu Defiziten der visuellen N1 bei Schizophrenie ergab., Introduction: Until recently, research on neurocognitive deficits in schizophrenia has been focussing mainly on top down deficits and neglecting bottom up processes. But recent studies showed bottom up deficits in visual and auditory processing in schizophrenia. This leads to the question if these bottom up deficits interfere with the well known top down deficits. This thesis focuses on bottom up as well as top down processes in early visual processing in schizophrenia and examines their interaction. Methods: Thirty- three schizophrenic patients and 61 healthy controls were included in the study. Early visual processing was examined by event-related potentials (ERP). An electroencephalogram (EEG) was recorded while performing the attention network test (ANT). The N1 amplitude after presentation of cues was used as surrogate parameter for bottom up processes, and the N1 amplitude after presentation of targets for top down processes. Linear regression slopes were calculated for cue N1 as a function of stimulus saliency and for cue-locked target N1 as a function of attentional load. sLORETA was used for cortical source location of the recorded potentials. Results: As main result, significant reductions of cue N1 as well as cue-locked target N1 were found in schizophrenic patients. Furthermore the patients showed a significant reduction in steepness of both N1 regression slopes relative to controls, with a most pronounced reduction for target N1 with high attentional load. Source analysis and comparison of cue N1 and target N1 sources showed a partial overlap in the occipital lobe. A deficit in the right inferior parietal lobe associated with the cue N1 as well as a deficit in the anterior cingulate associated with the target N1 was found in schizophrenic patients. Discussion: The study found a deficit in top down as well as in bottom up processes in early visual processing in schizophrenic patients. The partial overlap in the source analysis indicates an interaction between these deficits in schizophrenia, even though the statistical evidence with the correlation of the regression slopes could not be obtained. Interestingly, in this study the deficit of the cue N1 was strongly dependent on the size of the cues. This may be an explanation why studies examining early visual processing in schizophrenia yielded inconsistent results so far.

A soft prepulse just before a loud noise attenuates the normally expected startle reaction(prepulse-inhibition, PPI, sensorimotor gating): a click just before a second one interferes with some of the ERP components normally elicited by the second click (sensory gating). Here we examine the similar gating effects to be expected when a prepulse precedes two tones presented ina Go/no-go discrimination. Methods: Nine young patients with schizophrenia were compared with 11 healthy subjects (mean 23y). Prepulses (50 dB) were presented 100 or 500 ms before the 65 dB 800 or 1400 Hz tones. The CNV and eye-muscle responses were monitored in addition to the P50 and P300 event-related potentials. Results: 1/ In normal subjects prepulses at the 100 ms interval interfered with the eye-startle response. This reduction correlated with that for the P300. 2/ The patients showed a reduced CNV, less P50 conditioning, and less gating of the eye-startle response. Conclusions: Clearly sensory gating is relevant for information processing leading to the formation of appropriate behavioural responses. Part of this system appears to be deficient in young patients with schizophrenia. This was our initial report on the Go/no-go gating paradigm, subsequent reports concentrated on the qualified presence of the gating effect in OCD and its attenuation in schizophrenia (P50, N1, P3) (1996), OCD patients and the lateralisation of the N1 impairment in schizophrenia (1997) and "prepulse-induced non-target P3" in schizophrenia, its attenuation on admission and normalization on discharge (1999).

Die Schizophrenie zählt auch nach über hundert Jahren intensiver psychiatrischer Forschung zu denjenigen Erkrankungen, die sich einer objektiven Diagnosestellung durch Biomarker entziehen. Neben der klinisch im Vordergrund stehenden produktiven Symptomatik sind kognitive Störungen in den Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses gerückt. Für die Domäne der selektiven Aufmerksamkeit wurden auf behavioraler, elektrophysiologischer und bildgebender Ebene konsistente Defizite bei schizophrenen Patienten beschrieben. Gegenstand der vorliegenden Studien ist daher die Untersuchung neurophysiologischer Marker verschiedener selektiver Aufmerksamkeitsprozesse auf ihre mögliche Verwendbarkeit als Marker der Schizophrenie. Die hier vorliegenden Arbeiten befassen sich mit der Analyse Ereignis-korrelierter Potentiale des Attention Network Test bei schizophrenen Patienten. Neben der Untersuchung früher Prozesse der selektiven Aufmerksamkeit wurde hier vor allem auf die Charakterisierung neurophysiologischer Korrelate exekutiver Funktionen fokussiert. Ein früher Indikator selektiver Aufmerksamkeit besteht in der N1-Komponente des visuellen Ereignis-korrelierten Potentials (engl. event-related potential, ERP). Hier fanden sich deutliche Defizite der N1-Amplitude bei schizophrenen Patienten sowohl hinsichtlich der Abhängigkeit von der Salienz im Rahmen der exogenen N1-Konstituente als auch hinsichtlich der Abhängigkeit von selektiven Aufmerksamkeitsinhalten als Korrelat der endogenen N1-Konstituente. Quellenanalytische Methoden legen dabei den Verdacht auf einen zumindest auf Ebene der funktionellen Neuroanatomie deutlichen Zusammenhang zwischen Defiziten der exogenen und endogenen Konstituenten nahe. Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass ERP- Indikatoren ‚höherer’ kognitiver Funktionen, wie hier am Beispiel der selektiven Aufmerksamkeit untersucht, durch Defizite der sensorischen Informationsverarbeitung konfundiert werden können. Bei der Untersuchung exekutiver Defizite wurde auf die P3-Komponente als Indikator evaluativer, exekutiver Prozesse fokussiert. Hier fand sich ein robustes Defizit der P3-Komponente, dass quellenanalytisch durch ein zu Grunde liegendes Defizit im anterioren cingulären Kortex erklärt werden kann. Insbesondere wurde ein stabiles Modulationsdefizit der parietalen P3-Amplitude identifiziert, das im Vergleich mit einer klinischen Kontrollpopulation eine gewisse Spezifität für die Schizophrenie zu besitzen scheint. Weiterhin konnte eine Unabhängigkeit dieses P3-Defizits von der Erkrankungsdauer nachgewiesen werden. Funktional könnten diese Defizite in einer Störung der Kontextprozessierung visueller Reize begründet sein, die für eine kohärente Objektrepräsentation notwendig ist. Diese Befunde legen nahe, dass die weitere Charakterisierung dieses spezifischen Defizits einen relevanten Wissenszuwachs in der Beschreibung neurophysiologischer Marker der Schizophrenie besitzen könnte. Neben hypothesengeleiteten Ansätzen der neurophysiologischen Biomarkerforschung wurde ein primär Daten-geleiteter Ansatz zur ERP-Analyse gewählt, der perspektivisch zu einer automatisierten Krankheitsklassifikation führen könnte, die unabhängig von oder in Ergänzung zu klinischen Befunderhebungen durchführbar ist. Die Auswahl der ERP-Parameter N1 und P3 erfolgte dabei hypothesengeleitet anhand der bisherigen Forschungsergebnisse. Mit Hilfe maschineller Lernalgorithmen wurde eine Kombination aus ERP-Parametern identifiziert, anhand derer in der vorliegenden Stichprobe eine einfach verblindete Krankheitsklassifikation mit ca. 80% Sensitivität und Spezifität möglich war. Anhand der vorliegenden Forschungsergebnisse konnte insbesondere mit der Modulation der parietalen P3-Amplitude ein neurophysiologischer Parameter identifiziert werden, der gewisse Gütekriterien für biologische Marker psychischer Störungen erfüllt. Die vorliegenden Forschungsergebnisse liefern erste Hinweise für eine Krankheitsspezifität der parietalen P3-Modulation und für eine Unabhängigkeit vom Stadium der Erkrankung. Insgesamt weisen die vorgestellten Befunde auf spezifische neurophysiologische Defizite der Schizophrenie hin und illustrieren deren hohes Potential zur Verwendung als potentieller Krankheitsmarker. Konsequente Fortsetzungen des hier vorgestellten Forschungsansatzes bestehen in der Durchführung genetischer Assoziationsstudien sowie in longitudinalen Studien vor allem an Patienten mit einem putativen Prodromalstadium einer Schizophrenie. Methodische Optimierungen sind mit dem Einsatz weiterer Paradigmen sowie einer single trial-Analyse möglich. Die unterschiedlichen Zugänge der Hypothesen-geleiteten und der Daten-basierten ERP-Analyse können hierbei sinnvoll kombiniert werden, um die Belastbarkeit der erhobenen Befunde zu prüfen., After a century of intensive research, schizophrenia still belongs to those disorders that cannot be objectively diagnosed by the use of biomarkers. Besides the positive symptoms that usually define the clinical picture of exacerbated schizophrenia, psychiatric research increasingly investigate cognitive deficits associated with schizophrenia. For the domain of selective attention, consistent deficits have been reported using behavioral, electrophysiological, and neuroimaging approaches. The studies reported here focus on the characterization neurophysiologic indicators of selective attention processes and their potential use as biomarkers of schizophrenia. Specifically, early sensory and late cognitive event-related potentials (ERPs) associated with the Attention Network Test in schizophrenia were investigated. The so-called N1 as an indicator of early selective attention processes was found to be reduced in schizophrenia. Both stimulus salience and top-down control processes contributed to this deficit, indicating a contribution of both exogenous and endogenous N1 constituents to this deficit. Source analyses suggest a neuroanatomical overlap between both constituents, indicating that late cognitive ERPs might be partially confounded by deficits of sensory information processing. Investigations of higher cognitive functions focused on the P3-component as an indicator of evaluative, executive processes. Here, a robust P3 amplitude modulation deficit was found that was associated with a current density deficit of anterior cingulate cortex. Specifically, a study that included a clinical population as disease controls suggests that this P3 amplitude modulation deficit seems to be specifically associated with schizophrenia. Further, an independence of disease state could be demonstrated. Together, these studies suggest that a continued characterization of this specific P3 amplitude modulation deficit could considerably contribute to the identification of neurophysiologic markers of schizophrenia. Along with the hypothesis-driven approach, a data-driven analysis was performed that could lead to an automated disease classification on a single-subject level. For this approach, N1 and P3 components were extracted und analyzed by means of machine learning algorithms. This method lead to the identification of 4 ERP parameters that sufficed to correctly classify schizophrenia patients and healthy controls with ca. 80 % specificity and sensitivity. In summary, the current studies identified a modulation deficit of parietal P3 amplitude that fulfilled some, but not all, quality criteria of biological markers of psychiatric disorders. Consequently, genetic association studies and longitudinal studies with prodromal patients should follow to further assess the suitability of the identified ERP marker as an endophenotypical marker. Methodological optimizations are possible with the use of further paradigms and single-trial analyses. Hypothesis- and data- driven analyses may serve as complementary approaches to test the reliability of study results.

Previous ERP studies on the selective processing of emotional and neutral words suggest that emotional words are processed in a facilitated manner. This enhanced processing of emotional content is indicated at relatively early processing stages by the so called Early Posterior Negativity (EPN). The EPN occurs over occipito-parietal sensors at around 200ms after stimulus-onset and is larger in response to emotionally arousing pleasant and unpleasant words than in response to neutral ones (e.g. Herbert at al., 2008; Kissler et al., 2007). These results suggest that emotional modulation of the EPN indicates an early tagging of emotionally arousing concepts (see Kissler et al. 2006).The main purpose of the present study was to provide further evidence for the view that the EPN reflects enhanced early semantic processing of emotional words.Event-related potentials were recorded using a 256-channel EEG during reading of high-arousal pleasant and unpleasant and low-arousing neutral nouns. Emotional and neutral words were presented randomly and together with a set of pseudowords and letterstrings to a total of 27 student participants. Stimuli were presented at two different processing rates (330ms, 600ms) in two different presentation paradigms (RSVP, ISI). At the end of the experiment, a surprise free-recall task was given to the subjects.Results were in line with the previous found modulation of the EPN by emotional (positive and negative) word content (valence). Additionally we observed this modulation especially in response to the positive words: Across the experimental manipulations, pleasant words were associated with an increased early posterior negativity. This facilitated processing of pleasant content was also reflected in better incidental memory performance for pleasant than unpleasant and neutral words.In the time window of the EPN at 200-300ms after word presentation a left hemispheric processing advantage occurred for words compared to the meaningless pseudowords and letterstrings. This differentiation between words and meaningless but wordlike pseudowords supports the interpretation of the EPN as indicator of lexical-semantic processing.

In a series of recognition memory experiments using event-related potentials (ERPs), some predictions of the multi-process Type-Token model of human object memory (Ecker, Groh-Bordin & Zimmer, 2004) were tested. In particular, it is claimed that intrinsic object features (e.g., object colour) and features of the extrinsic object context (e.g., background colour) are represented and processed differently. The binding of intrinsic object information does not require an intact hippocampus, but seems to rely on adjacent cortical structures. The respective representation (the "object token") is considered the basis of familiarity memory. Accordingly, perceptual study-test manipulations of intrinsic information affected mainly the ERP old-new effect associated with familiarity processing. On the other hand, the binding of contextual features necessarily requires hippocampal processing, and the respective higher-level representation (the "episodic token") is considered to support recollection. Perceptual study-test manipulations of contextual information thus selectively affected recollection and the associated ERP old-new effect. Taken together, the thesis supports the following conclusions: 1) ERP results offer strong support for dual-process models of recognition memory. 2) Familiarity is not a purely conceptual process, but can also be perceptually specific given certain constraints. 3) Familiarity is in principle an acontextual process (as far as local context is concerned; obviously, familiarity needs to be context-sensitive with regard to more global context, e.g., the study-phase of the experiment — otherwise it would not be episodic). 4) Familiarity is a rather automatic and holistic process, whereas recollection is more controlled and flexible — thus, subjects may to some extent control which aspects of the context they do or do not retrieve. 5) Episodic recognition is an iterative process, supported by interacting subprocesses (familiarity, novelty detection, recollection) that depend on different brain regions, and influenced by non-mnemonic processing (e.g., attention, control processes, biased competition in perception). Thereby, because objects are preferred units of the cognitive system in general, evaluation of intrinsic features usually occurs before the evaluation of context features. In einer Serie von episodischen Wiedererkennensexperimenten wurden mit Hilfe ereigniskorrelierter Potentiale (EKPs) einige Vorhersagen des multi-Prozess Type-Token Modells des Objekterinnerns (Ecker, Groh-Bordin & Zimmer, 2004) getestet. Insbesondere wird postuliert, dass intrinsische Objektmerkmale (z.B. Objektfarbe) und Merkmale des extrinsischen Kontexts (z.B. Hintergrundfarbe) unterschiedlich repräsentiert und verarbeitet werden. Die Bindung intrinsischer Objektinformation benötigt keinen intakten Hippocampus, sondern scheint auf angrenzenden Kortexarealen zu basieren. Die entsprechende Repräsentation (das "object token") wird als Basis des vertrautheitsbasierten Wiedererkennens angenommen. Dementsprechend beeinflusste die perzeptuelle Lern-Test-Manipulation intrinsischer Information im wesentlichen den EKP alt-neu Effekt, der mit Vertrautheit assoziiert ist. Auf der anderen Seite benötigt das Binden extrinsischer Kontextinformation notwendigerweise hippocampale Verarbeitung, und die entsprechende hierarchisch höhere Repräsentation (das "episodic token") wird als Grundlage der Rekollektion gesehen. Perzeptuelle Lern-Test-Manipulation kontextueller Information beeinflussten demnach selektiv Rekollektion und den assoziierten EKP alt-neu Effekt. Zusammengefasst unterstützt die Arbeit die folgenden Annahmen: 1) Die EKP Ergebnisse unterstützen deutlich die Zwei-Prozess-Modelle des episodischen Wiedererkennens. 2) Vertrautheit ist kein rein konzeptueller Prozess, sondern kann unter bestimmten Voraussetzungen auch perzeptuell spezifisch sein. 3) Vertrautheit ist prinzipiell ein akontextueller Prozess (was lokalen Kontext angeht; offensichtlich muss Vertrautheit im globalen Sinne kontextabhängig sein, z.B. mit Bezug auf die Lernphase eines Experiments — ansonsten wäre Vertrautheit nicht episodisch). 4) Vertrautheit ist ein eher automatischer und holistischer Prozess, wohingegen Rekollektion eher kontrolliert und flexibel ist — d.h., Versuchspersonen können zu einem gewissen Grad kontrollieren, welche Kontextaspekte sie abrufen oder nicht abrufen. 5) Episodisches Wiedererkennen ist ein iterativer Prozess, der von interagierenden Teilprozessen (Vertrautheit, Neuheitsdetektion, Rekollektion) unterstützt wird, die auf unterschiedlichen Gehirnarealen beruhen, und wird dabei beeinflusst von nicht-mnemonischer Verarbeitung (z.B. Aufmerksamkeit, Kontrollprozesse, sog. biased competition in der Wahrnehmung). Da Objekte im allgemeinen die bevorzugten Einheiten des kognitiven Systems sind, erfolgt in der Regel die Evaluation intrinsischer Merkmale vor derjenigen extrinsischer Merkmale.

0\. Titel und Inhaltsverzeichnis 1 1\. Einleitung 4 1.1 Sprachentwicklungsstörung und spezifische Sprachentwicklungsstörung bei Kindern 4 1.2 Neurophysiologische Grundlagen 8 1.3 Vom Elektroenzephalogramm (EEG) zum Ereigniskorrelierten Potenzial (EKP) 8 1.4 Kortikal akustisch evozierte Potenziale 9 1.5 Mismatch Negativity (MMN) 13 1.6 Late Discriminative Negativity (LDN) 16 1.7 MMN und Vigilanz 17 1.8 MMN bei gesunden Erwachsenen 18 1.9 MMN bei Neugeborenen und Säuglingen 20 1.10 Unterschiede zwischen der MMN bei Erwachsenen, Neugeborenen und Säuglingen 21 1.11 Klinische Anwendung der MMN bei Erwachsenen und Kindern 22 2\. Fragestellung 26 3\. Material und Methoden 27 3.1 Versuchspersonen 27 3.2 Untersuchungsablauf 32 3.3 Ableitung Ereigniskorrelierter Potenziale und der Mismatch Negativity (MMN) auf Phonem- und Simustonstimuli 32 3.4 Auswertung der kortikalen Reizantwort und der MMN-Antwort 42 3.5 Statistische Auswertung der Daten 43 4\. Ergebnisse und Diskussion 44 4.1 Kortikale Potenzialantworten auf Standardreiz /da/ und /1000 Hz/ 44 4.2 Mismatch-Antworten auf Phonem- und Sinustonreize 76 5\. Zusammenfassung 113 6\. Literaturverzeichnis 118 7\. Anhang 130 7.1 Technische Daten für den verwendeten EEG-Verstärker 130 7.2 Versuchsprotokoll 131 7.3 Vigilanzstadieneinteilung während der laufenden Untersuchung 132 7.4 Tabellarische Darstellung der Ergebnisse aus den berechneten Varianzanalysen 133 7.5 Danksagung 159, Akustisch evozierte Potenziale (AEP) und eine Teilkomponente, die Mismatch Negativity (MMN), stellen objektive Verfahren zur Untersuchung auditiver Wahrnehmung und Diskrimination dar. Dieses Verfahren ist im Gegensatz zu psychometrischen Tests aufgrund seiner Objektivität insbesondere im Säuglingsalter ein vielversprechendes Instrumentarium. Zur elektrophysiologischen Darstellung von Sprachentwicklungsprozessen und möglichen Störungen könnte das Verfahren einen Ansatz für eine klinische Diagnostik bieten. Zuvor bedarf es allerdings größerer Untersuchungen von normalentwickelten Probanden, um die Variabilität der Potenzialantworten, sowie mögliche Einflussfaktoren besser beurteilen zu können. Die Fragestellung der vorliegenden Arbeit ist, die Variabilität der AEP, sowie Altersabhängigkeit, Vigilanz- und Geschlechtseinflüsse an einem größeren Kollektiv (n=57) normalentwickelter Säuglinge im Alter von 4 Wochen und 5 Monaten zu untersuchen. Dazu wurden AEP auf die Phonemreize /da/-/ga/, sowie die Sinustonreize /1000Hz/-/1200Hz/ abgeleitet. Des Weiteren erfolgte die Evaluierung der Reize an 19 erwachsenen Kontrollpersonen. Im Gegensatz zur negativen Hauptkomponente (N100) der adulten Population zeigten die Säuglinge eine Positivierung (P290) in der primären kortikalen Potenzialantwort. Diese trat ohne signifikante Stimulustypabhängigkeit, mit tendenziellem Vigilanzeinfluss und mit stärkerer Ausprägung bei den weiblichen Probanden auf. Insgesamt zeigte sich auf die Standardreize bei den Säuglingen eine große interindividuelle Variabilität. Die Verlaufsuntersuchung nach 4 Monaten zeigte hochsignifikante, vermutlich reifungsbedingte Amplitudenzunahmen und Latenzverkürzungen. Dies belegt die Notwendigkeit zur Erstellung altersbezogener Normwerte. Bei den Differenzkurven zeigte sich in der adulten Kontrollgruppe die klassische Mismatch Negativity (MMN). In der Säuglingsgruppe fand sich im Mittel hingegen eine Positivierung (MMP), so dass auch hier mögliche Reifungsprozesse zu berücksichtigen sind. Die Mismatch- Antworten zeigten bei den Säuglingen ebenfalls eine größere Variabilität als bei den Erwachsenen. Ein interessanter Befund ist, dass eine Gruppe von ca. 30% der 4 Wochen alten Kinder eine dem adulten Muster ähnliche frühe Negativierung um 150 ms aufwies. Dieser Befund war intraindividuell 4 Monate später nicht verlässlich reproduzierbar, sodass methodenkritisch Probleme des in dieser Klientel erreichbaren Signal-Rausch-Verhältnisses diskutiert werden. Im Alter von 5 Monaten zeigte sich neben der frühen Positivierung, als neue Komponente eine späte Negativierung um 500ms. Zusammenfassend kann mit dem Messverfahren eine Objektivierung der vorbewussten Verarbeitung und Diskrimination von Phonemen und Sinustönen bei unauffälligen Säuglingen durchgeführt werden. Zur Zeit erlauben allerdings allein Gruppenvergleiche statistisch abgesicherte Aussagen, sodass der Stellenwert der Untersuchung in der individuellen Diagnostik bei auffälligen Kindern erst nach systematischen Untersuchungen noch größerer Kollektive beurteilt werden kann., Auditory Evoked Potentials (AEP) and one of their components the Mismatch Negativity (MMN) represent objective methods to investigate auditory perception and discrimination. Unlike psychometric tests these methods are an appealing tool especially in infancy because of their objectiveness. Displaying electro-physical representation of processes during speech development and its possible disorders this method might offer a basis as a new clinical diagnostic tool. However it is necessary to investigate larger populations of normally developed subjects in advance to better assess the variability of the evoked potentials, as well as possible factors that might influence the potential parameters. The main point of interest investigated into in this thesis evaluates the variability of the AEP, possible maturational changes, as well as possible vigilance and gender effects. These effects were studied on a larger group of normally developed infants (n=57) at the age of 4 weeks and 5 months. Therefore AEP elicited by phonemes /da/-/ga/ and sinusoidal tones /1000Hz/-/1200Hz/ were recorded. Stimuli were also analysed on 19 adult control subjects. In contrast to the main negative component (N100) of the adult subjects, primary cortical potentials in infants displayed an early positivity (P290). This positivity showed no significant effects of stimulus type, a tendency for vigilance effects and a greater amplitude in female infants. As a whole, responses to the standard stimuli did show a greater variability in infants than in adults. The following-up investigation after 4 months showed highly significant, probably maturational effects on amplitude and latency. This verifies the necessity for a standardization with respect to age-related normal values. The difference-wave showed typical Mismatch Negativity (MMN) responses in the adult group. In contrast the infants grand-average displayed a positivity (MMP), so that also maturational changes should be considered. The mismatch responses showed greater variability in infants than in adults, too. An interesting result is, that a group of 30% of infants at the age of 4 months showed an early negativity at a latency of 150ms, which might be similar to negativities elicited in adults. On an intraindividual basis this result was not reliably reproducible, so that crucial methodological problems of the signal-to-noise ratio achievable in this cliental are discussed. In addition to the early positivity a new component was found at the age of 5 months. This was a negativity peaking at around 550ms. Concluding, these methods represent a practicable tool for an objective investigation of precognitive processing and discrimination of phonemes and sinusoidal tones in normally developed infants. However at present only comparisons on a group level allow statistically reliable statements. The importance of the method as an individual diagnostic tool in clinical populations can only be judged after the systematical investigation of even larger groups.