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Brain damage is generally associated with a consequent limitation of cognitive abilities. This assumption is substantiated by a large amount of empirical data that has been obtained with the help of experimental brain lesions. In contrast to functional deficits, the finding of an increase in function or performance after brain lesions is less frequent, but it is nevertheless a recurring phenomenon in neuroscientific research. Specifically, the hippocampus of the mammalian cerebrum seems to play an important role with regard to the observed performance improvements. Many studies report that damage to the hippocampus results in an increase in performance of the subjects or experimental animals, when tasks with specific behavioral requirements are used. The aim of this work is to investigate the influence of hippocampal lesions on procedural and / or instrumental learning in the rat model. For this purpose, a rat version of the serial reaction time task (SRTT) was used to operationalize instrumental learning. Findings from a previous study by Eckart et al. (2012) suggested that rats with lesions of the dorsal hippocampus show declarative memory deficits, but, at the same time, show significant improvements in instrumental learning in the SRTT paradigm. In the first study of this thesis, it was shown that improvements in instrumental learning of lesioned rats are present even when a constant amount of learning experience is used for each experimental trial during the training phase of the SRTT. In addition, a deficit in extinction learning was observed in the experimental group. In the second study, it was shown that performance enhancements in the lesioned rats are also present, when a pseudorandomized stimulus presentation instead of a sequential stimulus presentation is used. In addition, lesioned rats showed a deficit in extinction learning when the food reward was devalued. Furthermore, a significant reduction of non-task-related behaviors in the experimental group was observed over the course of the training phase. In the third study, a deficit in behavioral flexibility after lesion of the dorsal hippocampus was observed in the experimental group. For this purpose, the rats were tested in an R-O decoupled variant of the SRTT after completion of the SRTT training. The data obtained from this work suggest that the performance improvements found in the SRTT are only a side effect of complex behavioral changes as a consequence of the lesion of the dorsal hippocampus. A specific explanatory approach for the observed performance improvements is discussed at the end of this thesis within the framework of the "Multiple Parallel Memory Systems" theory., Schädigungen des Gehirns werden im Allgemeinen mit einer daraus resultierenden Ein-schränkung kognitiver Fähigkeiten in Verbindung gebracht. Diese Annahme wird zusätzlich von einer Vielzahl an empirischen Daten bestätigt, die mit Hilfe experimenteller Hirnläsionen erhoben werden konnten. Im Gegensatz zu funktionellen Defiziten ist der Befund einer Funktions- bzw. Leistungssteigerung nach einer Hirnläsion zwar seltener aufzufinden, stellt jedoch ein immer wieder auftretendes Phänomen in der neurowissenschaftlichen Forschung dar. Im Zusammenhang mit beobachteten Leistungsverbesserungen scheint vor allem der Hippocampus des Säugetiergehirns eine Sonderstellung einzunehmen. Hinweise darauf, dass eine Schädigung des Hippocampus in einer Leistungssteigerung der Probanden oder Versuchstiere resultiert, wenn diese Aufgaben mit spezifischen Verhaltensanforderungen bewältigen müssen, finden sich häufig in der Literatur wieder. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den Einfluss von Hippocampus-Läsionen auf das prozedurale bzw. instrumentelle Lernen im Rattenmodell zu untersuchen. Hierzu wurde die Ratten-Version der sogenannten seriellen Reaktionszeit-Aufgabe (SRTT) verwendet, um das instrumentelle Lernen zu operationalisieren. Der Befund aus einer vorangegangenen Studie von Eckart et al. (2012) deutete darauf hin, dass Ratten mit der Läsion des dorsalen Hippocampus zwar Defizite des deklarativen Gedächtnisses aufweisen, jedoch im Paradigma des SRTT eine deutliche Verbesserung im instrumentellen Lernen zeigen. In der ersten Studie der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Verbesse-rung im instrumentellen Lernen der lädierten Ratten auch dann erhalten bleibt, wenn während der Trainingsphase des SRTT eine konstante Lernmenge für jedes Versuchstier eingehalten wird. Zusätzlich konnte ein Defizit im Extinktionslernen der Experimentalgruppe festgestellt werden. In der zweiten Studie konnte gezeigt werden, dass Leistungssteigerungen in den lädierten Ratten auch mit der Verwendung einer pseudorandomisierten anstatt einer sich wiederholenden Stimulus-Präsentation im SRTT aufzufinden sind. Zusätzlich zeigte sich ein Defizit im Extinktionslernen der lädierten Ratten auch bei einer entwerteten Futterbelohnung. Weiterhin konnte eine deutliche Reduktion der nicht-aufgabenbezogenen Verhaltensweisen in der Experimentalgruppe über den Verlauf der Trainingsphase festgestellt werden. In der dritten Studie konnte ein Defizit in der Verhaltensflexibilität der Versuchstiere nach einer Läsion des dorsalen Hippocampus festgestellt werden. Dazu wurden die Ratten nach Abschluss des SRTT-Trainings in einer R-O-entkoppelten Variante des SRTT getestet. Die erhobenen Daten dieser Arbeit deuten darauf hin, dass die gefundenen Leistungs-verbesserungen im SRTT nur ein Nebeneffekt komplexer Verhaltensveränderungen als Folge der Läsion des dorsalen Hippocampus sind. Ein spezifischer Erklärungsansatz dafür wird am Ende der Arbeit im Rahmen der „Multiple Parallel Memory Systems“-Theorie diskutiert.

In der vorliegenden Studie wurde ein von unserer Arbeitsgruppe entwickeltes Lernstress-Paradigma anhand eines ausbalancierten Messwiederholungs-Designs dahingehend evaluiert, ob es im Vergleich zu einer Lernbedingung unter Ruhe und dem etablierten Stressor „Public Speaking“ (Öffentliches Sprechen) ebenso zu einem stressbedingten Cortisolanstieg bei 24 gesunden männlichen Probanden führt. Das Lernstress-Paradigma, welches aus einer computergestützen Zuordnungslernaufgabe unter Zeitdruck besteht, könnte damit als Paradigma in der Stress- und Gedächtnisforschung dienen, welches pragmatischer als der TSST oder Public Speaking ist und damit auch bei der Untersuchung von Patientengruppen (z.B. mit affektiven Erkrankungen und Angsterkrankungen) einsetzbar wäre. Zudem wurde der Frage nachgegangen, ob die durch Stress induzierte Cortisolreaktion die deklarative Gedächtnisleistung, gemessen anhand des AVLT, im Unterschied zur impliziten Gedächtnisleistung während der Lern- oder Konsolidierungsphase negativ beeinflusst. Aufgrund von klinischen und experimentellen Studien kann davon ausgegangen werden, dass hippocampus-abhängige deklarative Gedächtnisleistungen durch Cortisol beeinflusst werden. Es wird vermutet, dass Cortisol an neuroanatomische Strukturen, die wesentlich in Lern- und Gedächtnisprozesse involviert sind – u.a. der Hippocampus, der präfrontale Cortex (PFC) sowie die Amygdala – bindet, und über eine Inhibition der Langzeitpotenzierung im Hippocampus zu einer Beeinträchtigung von Gedächtnisleistungen führt (Lupien et al., 2007). Allerdings wurden sowohl Beeinträchtigungen (Lupien & McEwen., 1997; Elzinga., Bakker & Bremner, 2005) als auch verbesserte Gedächtnisleistungen nach Stressor bzw. Cortisolgabe, vor allem bei emotionalen Wörtern (Buchanan & Lovallo, 2001; Kuhlmann & Wolf, 2006a) gefunden. Anhand der Unterscheidung verschiedener Gedächtnisprozesse zeigte sich, dass Cortisol die Gedächtniskonsolidierung (v.a. emotionalen Materials) zu verbessern scheint, während der Abruf gelernten Materials beeinträchtigt wird. Auch spielt die Höhe der Cortisolkonzentration, die im Sinne einer umgekehrten U-Funktion mit kognitiven Leistungen zusammenhängt, eine wesentliche Rolle (Domes et al., 2005). Weitere modulierende Faktoren sind der Grad der adrenergen Stressreaktion, der Tageszeitpunkt (Het, Ramlow & Wolf, 2005), Geschlechtereffekte (Wolf et al., 2001), sowie auch Persönlichkeitsfaktoren (Hemmeter, 2000). Im Gegensatz zu expliziten Gedächtnisleistungen scheinen Glukokortikoide keinen Einfluss auf implizite Gedächtnisleistungen zu haben (Kirschbaum et al., 1996; Lupien et al., 1997), vermutlich, da sie weitgehend von hippocampalen Strukturen unabhängig sind. Es zeigte sich, dass die Stressreaktion auf beide Stressoren entgegen unserer Hypothesen unterschiedlich ausfiel: Sie umfasste beim Lernstress-Paradigma zwar eine signifikante Blutdruckerhöhung sowie Veränderungen im Befinden, beim Public Speaking-Paradigma jedoch zusätzlich einen bedeutenden Cortisolanstieg innerhalb der ersten halben Stunde nach Stressor (AUC; Z = -2,8; p = .005). Dabei konnten unter beiden Stress-Bedingungen sog. Cortisol-Responder gefunden werden, die sowohl auf Public Speaking als auch auf Lernstress mit einer signifikant stärkeren Cortisolantwort reagierten als sog. Cortisol-Non-Responder. Die durch das Lernstress-Paradigma und Public Speaking induzierte Stressreaktion führte in der Gesamtgruppe entgegen unserer Hypothese zu keiner signifikanten Beeinträchtigung der deklarativen Gedächtnisleistung im AVLT, weder im unmittelbaren oder verzögerten freien Abruf noch in der Wiedererkennensleistung. Allerdings waren Public Speaking-Responder in der Abrufleistung der Interferenzliste im Vergleich zur Ruhebedingung beeinträchtigt, d.h. sie wurden stärker durch eine proaktive Interferenz beeinflusst. Es zeigte sich ein positiver Zusammenhang zwischen Behaltensleistung – also der Gedächtniskonsolidierung – und Cortisol unter Public Speaking (r = -.446). Unter dem Lernstress-Paradigma an sich gab es, wahrscheinlich aufgrund des geringeren Cortisolanstiegs, keinen Zusammenhang zwischen Lernleistung oder expliziter Gedächtnisleistung und Cortisol. Die implizite Gedächtnisleistung wurde entgegen unserer Erwartung durch Stress beeinflusst; so war der Priming-Effekt der verzögerten lexikalischen Entscheidungsaufgabe unter Public Speaking verringert, dagegen fand sich ein positiver Zusammenhang zwischen Cortisolanstiegen und unmittelbarem Priming-Effekt unter Public Speaking-Respondern, sowie dem prozeduralen Gedächtnis (Spiegelzeichnen) unter Lernstress. Es gab keinen Hinweis, dass der Zusammenhang von Stress und Gedächtnisleistung durch die Aufmerksamkeitsleistung moduliert wurde. Insgesamt konnten wir im Einklang mit anderen Studien bestätigen, dass Cortisol den Zusammenhang von Stress und Gedächtnisleistung, insbesondere die Konsolidierung, beeinflusst, wobei möglicherweise Interferenzeffekte eine Rolle spielen. Dabei wird von einer Interaktion von Glukokortikoiden mit noradrenergen Afferenzen ausgegangen (Roozendaal, 2002). Auch sollten in Zukunft Auswirkungen auf implizite Gedächtnisleistungen stärker beachtet werden. Gründe, weshalb wir keine Cortisolanstiege nach dem Lernstress-Paradigma nachweisen konnten, betreffen sowohl qualitative als auch methodische/quantitative Unterschiede zum Paradigma Public Speaking. Eine erneute Prüfung des Lernstress-Paradigmas unter Verstärkung seiner stress-fördernden Faktoren sollte daher erfolgen.

In daily life, we are enclosed by constantly changing structures. We perceive and learn to appreciate these so called stimulus sequences in order to appropriately adapt our behavior. For example, a step onto a moving escalator is exactly planned to avoid stumbling. But in case of an escalator not moving, the planning of the step has to be altered and adapted to the new situation. Such an adaptation of well experienced behavior is necessary after breaches of expectancy. In this dissertation, functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies observe neural correlates of reorientation within well-known stimulus sequences after breaches of expectancy of different strength, and, of temporally remote effects after such breaches of expectancy. Moreover, it is described which cortical areas allow to efficiently predict long and hierarchically structured stimulus sequences. Data show that especially the activation of the frontopolar cortex (Brodmann Area (BA 10)) correlates with the hierarchical order of to-be-predicted stimulus sequences. While the temporally remote effect after breaches of expectancy is reflected in an attenuation of the dorsal frontomedian activity (BA 9m), the immediate reorientation, i.e. search for appropriate prediction, is reflected in activation of a complex cortical network. Thereby the (median) parietal areas can be interpreted as a regulating interface between the top-down information of prefrontal areas and bottom-up information of temporal areas. Furthermore, the anterior ventrolateral prefrontal cortex is activated the more, the less reorientation was necessary.

The present thesis examines the potential dissociation of systems and subprocesses in human declarative memory by applying different scientific methods, experimental paradigms, analysis methods, and populations. Beyond a "macro" analysis of separable memory systems (Study 3), a particular focus is laid on the cognitive processes supporting recognition memory (Studies 1, 2, & 4). Current (dual-process) models of recognition memory postulate that the ability to judge information as "old" (i.e., studied) or "new" (i.e., unstudied) relies on two functionally and neurophysiologically dissociable memory processes, which are termed familiarity and recollection, respectively. By applying two different types of associative recognition memory tasks, the results showed that the binding of arbitrary (inter-item) associations significantly benefits from hippocampus-mediated recollection, whereas the remembering of unitizable (intra-item) associations can be supported by the process of familiarity in consistence with the "unitization hypothesis" of associative recognition memory (Study 1). Furthermore, the findings of the thesis suggest the conclusion that the process of encoding unitizable associations becomes deficient in normal cognitive aging, which could partly be due to the fact that the binding of intra-item associations cannot benefit from strategic cognitive processes during encoding (Study 2). Finally, patients with a short-lasting and massive memory loss (i.e., patients with Transient Global Amnesia - TGA) were recruited and the characteristics of their memory performance was compared to healthy control participants. TGA patients typically demonstrate a circumscribed and small disturbance of brain function in the form of punctate lesions within the hippocampal formation during the post-acute phase of the amnestic attack. The results of a meta-analysis confirmed that TGA patients show a selective disruption of (anterograde and retrograde) episodic long-term memory (but not short-term or semantic memory), which is consistent with the assumptions of most scientists and clinicians. However, these cognitive deficits seem to recover completely during the time course after the attack (Study 3). Within recognition memory, the hippocampal dysfunction in TGA patients seems to selectively disrupt the process of recollection, whereas in consistence with the neurophysiologically formulated dual-process models of recognition memory, recognizing information on the basis of familiarity seems to remain entirely intact (Study 4). Die vorliegende Dissertation untersucht die Dissoziierbarkeit verschiedener Systeme und Subprozesse des menschlichen deklarativen Gedächtnisses mittels verschiedenen wissenschaftlichen Methoden, experimentellen Paradigmen, Auswertungsmethoden und Stichprobengruppen. Neben einer "Makro"-Analyse unterschiedlicher Gedächtnissysteme (Studie 3) wurde ein besonderer Fokus auf die kognitiven Prozesse gelegt, die das sog. Rekognitionsgedächtnis unterstützen (Studien 1, 2 & 4). Aktuelle (Zwei-Prozess-) Modelle des Rekognitionsgedächtnisses postulieren, dass die Fähigkeit, Informationen als "alt" (d.h. bekannt) oder "neu" (d.h. unbekannt) einzustufen, auf zwei funktionell und neurophysiologisch dissoziierbaren Gedächtnisprozessen beruhen, welche mit Familiarität bzw. Rekollektion benannt werden. Mittels der Anwendung zweier verschiedener Arten von assoziativen Rekognitionsgedächtnisaufgaben konnte gezeigt werden, dass die Bindung von arbiträren (Inter-Item-) Assoziationen maßgeblich auf der hippokampal vermittelten Rekollektion beruht, während das Erinnern von unitarisierbaren (Intra-Item-) Assoziationen im Einklang mit der sog. "Unitarisierungshypothese" vom Prozess der Familiarität unterstützt werden kann (Studie 1). Die Ergebnisse der Dissertation legen außerdem die Vermutung nahe, dass der Prozess des Enkodierens unitarisierbarer Assoziationen im höheren Erwachsenenalter defizitär wird, was evtl. teilweise auf den Umstand zurückgeführt werden könnte, dass die Bildung von Intra-Item-Assoziationen nicht vom Einsatz strategischer Enkodierprozesse profitiert (Studie 2). Schließlich wurden Patienten nach einem kurzzeitigen, massiven Gedächtnisverlust (d. h. Patienten mit einer Transienten Globalen Amnesie - TGA) rekrutiert und die Charakteristika ihrer Gedächtnisleistungen mit denjenigen von gesunden Kontrollprobanden verglichen. TGA-Patienten zeichnen sich typischerweise durch eine umschriebene und kleine Störung der Gehirnfunktion aus, die sich als punktförmige Läsion/en innerhalb der Hippokampus-Formation während der Erholungsphase nach der amnestischen Attacke zeigt. Hierbei konnte mittels einer Meta-Analyse bestätigt werden, dass TGA-Patienten eine selektive Beeinträchtigung (anterograder und retrograder) episodischer Langzeitgedächtnisleistungen (nicht aber Kurzzeit- oder semantischer Gedächtnisleistungen) aufweisen, was von den meisten Forschern und Klinikern so angenommen wurde. Allerdings lösen sich diese kognitiven Defizite im Zeitverlauf nach einer TGA-Attacke wieder auf (Studie 3). Innerhalb des Rekognitionsgedächtnisses scheint durch die hippokampale Funtionsstörung bei der TGA ausschließlich der Prozess der Rekollektion gestört zu sein, während das Wiedererkennen aufgrund von Familiarität im Einklang mit neurophysiologisch formulierten Zwei-Prozess-Modellen der Rekognition vollkommen intakt bleibt (Studie 4).

Introduction Temporal lobe epilepsy is one of the most frequent focal epilepsies. Multiple causes of this disease are discussed. It is well-known that patients with chronic epilepsy over many years, especially temporal lobe epilepsy, frequently complain about memory deficits. In particular episodic memory contents, such as memories of public events, seem to be affected. This supports the hypothesis that the temporal lobe and particularly the hippocampus plays a crucial role for an intact memory function. With this investigation we evaluated, with help of a standardized questionnaire for public events, whether patients with temporal lobe epilepsy show a restriction of short term memory and whether this is associated with the first occurrence of seizures. Material and Methods At the beginning of the investigation a standardized comprehensive questionnaire with 100 items was developed. This consisted of public events of different categories for the years 1960-2004. With help of this interview questionnaire the memory of 20 patients with temporal lobe epilepsy and 20 comparable, healthy control persons was tested. All participants were asked about events themselves, their chronology and the subjective emotional validation of the events. Results The patients with temporal lobe epilepsy versus controls did not differ significantly concerning age, sex, training, handedness and intelligence. However significant differences resulted in favor of the healthy control persons regarding total average capacity of memory and the capacity during the individual time decades. Here main effects for the group and decade, as well as an interaction effect for group and decade, resulted. Significant differences concerning the chronology and their subjective emotional validation of the events did not result. Also differences according to side localization of the epilepsy could not be found. Additionally, for patients with hippocampal sclerosis a significant difference between the capacities of memory before and after onset of epilepsy, as well as a lower subjective emotional validation of the events for right-sided patients could be detected. Discussion: On the basis of this investigation it could be shown that patients with chronic temporal lobe epilepsy have a significantly worse capacity of memory concerning public events than healthy control persons. The genesis in particular of the existence of a right-sided hippocampus sclerosis seems to play therefore an important role. Further differences between right and left-sided temporal lobe epilepsy were not evaluated. On the basis of this investigation a clear effect of the illness duration could not be proven. In addition no deficiency in normal memory chronology could be detected. Collectively these results suggest that testing specific memory achievements, such as public events, could be used in clinical practice for optimizing the collection of illness-specific neuropsychological deficiencies and localization of unclear epileptic syndromes., Einleitung: Die Temporallappenepilepsie ist eine der häufigsten fokalen Epilepsien mit multiplen Ursachen. Es ist bekannt, dass Patienten mit langjähriger chronischer Epilepsie, insbesondere bei temporal lokalisiertem Fokus, häufig über Gedächtnisdefizite klagen, wobei speziell episodische Gedächtnisinhalte betroffen zu sein scheinen. Hierzu zählt unter anderem das Erinnern an öffentliche Ereignisse, so genannte „Public Events“. Dies unterstützt die Annahme, dass der Temporallappen und speziell der dort lokalisierte Hippokampus eine entscheidende Rolle bezüglich einer intakten Gedächtnisfunktion spielt. Im Rahmen dieser Untersuchung sollte mittels eines standardisierten Fragebogens für Public Events geprüft werden, ob Patienten mit Temporallappenepilepsie eine Störung des episodischen Gedächtnisses zeigen und ob diese Störung zeitlich mit dem ersten Auftreten von Anfällen assoziiert ist. Material und Methoden: Zu Beginn der Untersuchung wurde ein standardisierter, 100 Items umfassender Fragebogen entwickelt. Dieser setzte sich aus Public Events unterschiedlicher Kategorien aus den Jahren 1960-2004 zusammen. Mithilfe dieses Interview-Fragebogens wurde dann das Gedächtnis von 20 Patienten, die unter Temporallappenepilepsie leiden sowie 20 vergleichbaren, gesunden Kontrollpersonen getestet. Sie wurden dabei nach den Ereignissen selbst, deren zeitlicher Einordnung und deren subjektiver emotionaler Bewertung befragt. Ergebnisse: Die aus Patienten und Kontrollpersonen gebildeten Paare unterschieden sich nicht signifikant bezüglich Alter, Geschlecht, Ausbildung, Händigkeit und Intelligenz. Jedoch ergaben sich signifikante Unterschiede zugunsten der gesunden Kontrollpersonen hinsichtlich der mittleren Gedächtnisleistung und der Leistung in den einzelnen Dekaden. Es ergaben sich hierbei Haupteffekte für die Gruppe und die Dekade sowie ein Interaktionseffekt Gruppe x Dekade. Signifikante Unterschiede bezüglich der zeitlichen Einordnung gewusster Items und deren emotionaler Bewertung ergaben sich nicht. Auch Differenzen zwischen links- und rechtseitig lokalisierter Epilepsie konnten nicht gefunden werden. Bei alleiniger Betrachtung der Patienten mit Hippokampussklerose zeigte sich zusätzlich ein signifikanter Unterschied zwischen der Gedächtnisleistung vor und nach Erkrankung sowie eine geringere emotionale Item-Bewertung durch die rechtsseitig erkrankten Patienten. Diskussion und Schlussfolgerungen: Anhand dieser Untersuchung konnte gezeigt werden, dass Patienten, die unter langjähriger Temporallappenepilepsie leiden, eine signifikant schlechtere Gedächtnisleistung bezüglich öffentlicher Ereignisse haben als gesunde Kontrollpersonen. Dabei scheint die Genese der Erkrankung eine Rolle zu spielen. So konnte bei den Patienten mit der Ätiologie einer Hippokampussklerose zusätzlich ein signifikanter Unterschied zwischen der Gedächtnisleistung vor und nach Erkrankung und eine geringere emotionale Item-Bewertung bei rechtsseitiger Hippokampussklerose gezeigt werden. Weitere Unterschiede zwischen rechts- und linksseitiger Temporallappenepilepsie fanden sich nicht. Ein eindeutiger Effekt der Erkrankungsdauer konnte anhand dieser Untersuchung nicht nachgewiesen werden. Außerdem zeigte sich kein Defizit der Patienten bei der zeitlichen Einordnung gewusster Items, also eine normale Gedächtnischronologie. Die Testung bezüglich spezifischer Gedächtnisleistungen, wie beispielsweise der hier geprüften öffentlichen Ereignisse, könnte auch im klinischen Alltag zur optimierten Erfassung krankheitsspezifischer neuropsychologischer Defizite eingesetzt werden und gegebenenfalls auch lokalisatorische Hinweise bei unklaren Epilepsiesyndromen liefern.

Deferred imitations assess declarative memory in infants. Many cross-sectional and a few longitudinal studies revealed that, with development, infants learn faster,and retain more target actions over longer retention intervals. Longitudinal stabilities are modest and increase through the second year. To date, there are only few multivariate deferred imitation studies pointing to interactions between declarative memory, language and self-development. However, as these studies applied variable-centered data analysis approaches, the individual stance was not taken into account.Therefore, the present dissertation focuses on the explanation of inter-individual differences of deferred imitation through the second year. In the multivariate, longitudinal Frankfurt Memory Study (FRAMES), declarative memory (deferred imitation), non-declarative memory (train task), as well as cognitive, language, motor, social, emotional and body self-awareness development (Developmental Test for 6-month- to 6-year-olds, ET6-6) were assessed on three measurement occasions (12-, 18- and 24-month-olds). From a psychometric perspective, sound tests for the assessment of deferred imitation in the respective age groups were developed (Paper 1 & 2). Reliability analyses (Paper 3) indicated relatively high short-term-stability for the deferred imitation test (12-month-olds). The co-development of declarative and nondeclarative memory in 12- and 18-month-olds provided evidence for discriminative validity (Paper 4). Longitudinally, deferred imitation performance tremendously increased throughout the second year, and performance was moderately stable between 12 and 18 months and stability increased between 18 and 24 months. Using a person-centered analysis approach (relative difference scores; cluster analysis), developmental subgroups were extracted out of the total sample. These groups differed in terms of mean growth and stability. However, between the first and second measurement occasion, the groups did not differ with respect to motor, cognitive and language development (Paper 5). Using the data of three measurement occasions, subgroups were extracted showing significant differences with respect to language, motor and body self-awareness development (Paper 6). The results are discussed against the background of infancy development theories. Seit den Studien zur Imitation von Gesichtsgesten von Meltzoff und Moore (1977) gilt Imitationslernen als bedeutender Lernmechanismus bei Säuglingen. Mit fortschreitender Entwicklung, spätestens ab dem 6. Lebensmonat, werden zudem verzögerte Imitationen beobachtet. Zur Messung dieser Fähigkeit werden Säuglingen neuartige Objekte und dazugehörige Handlungen präsentiert und nach einer Verzögerungsphase (Stunden, Tage, Wochen) wird das handlungsbezogene Verhalten der Säuglinge beobachtet. Querschnittstudien zur Verzögerten Imitation haben gezeigt, dass Säuglinge und Kleinkinder mit zunehmendem Alter mehr Items enkodieren, die Lerngeschwindigkeit zunimmt sowie das Retentionsintervall ansteigt. In den bisher vorliegenden Längsschnittstudien zeigten sich ansteigende Leistungen des deklarativen Gedächtnisses im Entwicklungsverlauf sowie moderate Stabilitäten. Die wenigen multivariaten Längs- sowie Querschnittstudien deuten darauf hin, dass sowohl Sprache als auch das Selbst als wichtige Korrelate deklarativer Gedächtnisleistungen in Frage kommen. Die vorliegende Arbeit widmet sich daher im Rahmen eines multivariaten Längsschnittdesigns der Frage nach inter-individuellen Differenzen intra-individueller Veränderungen der Verzögerten Imitation im Verlauf des zweiten Lebensjahres. Im ersten Teil der Arbeit werden die Entwicklung und die testtheoretischen Grundlagen der Messinstrumente zur Erfassung der Verzögerten Imitation für den Altersbereich von 12, 18 und 24 Monaten beschrieben. Im zweiten Teil der Arbeit werden Ergebnisse einer Längsschnittstudie (N = 92) mit drei Messzeitpunkten (12, 18 und 24 Monate alte Kinder) beschrieben. Die Ergebnisse zeigen, dass die Leistungen des deklarativen Gedächtnisses im Laufe des zweiten Lebensjahres in beachtlicher Weise anstiegen. So erinnerten Kinder im Alter von 12 Monaten M = 4 (SD = 1.55) von 7 Teilhandlungen, im Alter von 18 Monaten M = 6.9 (SD = 1,85) von 12 Teilhandlungen. Die Zweijährigen erinnerten schließlich M = 17.82 (SD = 3.81) von 29 Teilhandlungen. Hierbei fanden sich keine Geschlechtsunterschiede. Dieser Leistungszuwachs repliziert die Befunde aus bisherigen Quer- sowie Längsschnittstudien. Im Hinblick auf die interindividuellen Stabilitäten der Leistungen zeigte sich, dass diese zwischen 12 und 18 Monaten relativ niedrig waren und zwischen dem 18. und 24. Lebensmonat leicht anstiegen. Um die niedrigen Stabilitäten im Rahmen eines differentiellen Ansatzes weiter erklären zu können erfolgten gruppenbasierte Analysen. Durch personenzentrierte Verfahren wurden zwei Gruppen extrahiert, welche differentielle Wachstumskurven sowie relativ hohe Stabilitäten zeigten. Diese beiden Gruppen unterschieden sich im Alter von 18 Monaten in den Entwicklungsdimension Sprach- sowie motorische Entwicklung als auch in der Dimension Körperbewusstsein signifikant voneinander. Diese Befunde stehen im Einklang mit Theorien zur Rolle des Selbst bei der Entwicklung deklarativer, insbesondere episodischer Erinnerung sowie mit empirischen Ergebnissen zur Rolle der Sprache beim Aufbau deklarativer Erinnerungen.

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.

Fragestellung: Kardiovaskuläre Risiken, intraoperative Wachheit und Erinnerungen unter Propofol und niedrig dosiertem S-Ketamin. 80 Patienten in Spinal- oder Peridualanästhesie erhielten nach Bolus (1,5mg/kg) randomisiert 2,3,4 oder 5mg/kg/h Propofol, nach 20 Minuten doppelblind Placebo oder S-Ketamin (Bolus (0,25mg/kg) + Infusion (0,06mg/kg/h)). Messmethode: akustisch evozierte Potentiale (Latenz Nb), Herzfrequenz, RR, klinische Erfassung der Schlaftiefe, postoperative Nachbefragung. Die Latenz Nb korrelierte klinisch mit der Schlaftiefe. Unter 2 und 3 mg/kg/h Propofol, verstärkt durch S-Ketamin, traten kritisch kurze Nb-Latenzen mit häufigerer intraoperativer Wachheit und Erinnerun-gen auf. Hier kam es unter S-Ketamin zu sympathomimetischen Effekten (Risiko bei Koronarkranken), Erinnerungen an Träume waren häufiger und negativ gefärbt. Auch Low-dose S-Ketamin/Propofol erzeugt unerwünschte sympathomimetische und psychometrische Effekte, Propofol über 3mg/kg/h minimiert dieses Risiko.

Fragestellung: Kardiovaskuläre Risiken, intraoperative Wachheit und Erinnerungen unter Propofol und niedrig dosiertem S-Ketamin. 80 Patienten in Spinal- oder Peridualanästhesie erhielten nach Bolus (1,5mg/kg) randomisiert 2,3,4 oder 5mg/ kg/h Propofol, nach 20 Minuten doppelblind Placebo oder S-Ketamin (Bolus (0,25mg/kg) + Infusion (0,06mg/kg/h)). Messmethode: akustisch evozierte Potentiale (Latenz Nb), Herzfrequenz, RR, klinische Erfassung der Schlaftiefe, postoperative Nachbefragung. Die Latenz Nb korrelierte klinisch mit der Schlaftiefe. Unter 2 und 3 mg/kg/h Propofol, verstärkt durch S-Ketamin, traten kritisch kurze Nb-Latenzen mit häufigerer intraoperativer Wachheit und Erinnerun-gen auf. Hier kam es unter S-Ketamin zu sympathomimetischen Effekten (Risiko bei Koronarkranken), Erinnerungen an Träume waren häufiger und negativ gefärbt. Auch Low-dose S-Ketamin/Propofol erzeugt unerwünschte sympathomimetische und psychometrische Effekte, Propofol über 3mg/kg/h minimiert dieses Risiko.