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A long-standing controversy in emotion research concerns the question whether stimuli must be conceptually interpreted, or semantically categorized, to evoke emotional reactions. According to the semantic primacy hypothesis, the answer to this question is positive; whereas according to the affective primacy hypothesis, it is negative: Emotions can also be, and perhaps often are, elicited by preconceptual stimulus representations, such as particular shapes or color patterns. In the present dissertation project, the semantic primacy hypothesis was tested in eight experiments using different latency judgment paradigms in which the perceptual latencies of object recognition and affect onset were measured and compared. The chronometric measurement methods comprised temporal judgments (temporal order judgments and simultaneity judgments: Publication A, Experiments 1–4; the rotating spot / rotating clock hand method: Publication B, Experiments 1–2) and speeded reaction time measurements (Publication C, Experiments 1–2). To elicit affective responses, pictures of pleasant (e.g., cats, children) and unpleasant objects (e.g., spiders, moldy food) from everyday life were presented. According to the semantic primacy hypothesis, object recognition is a necessary partial cause of affect. This implies the following three predictions that were tested in the studies: (1) Because causes must precede their effects, the time of the onset of object recognition must precede the time of the onset of affect. (2) The longer it takes a person to recognize an object, the longer it should also take them, other factors constant, to experience affect; therefore, the latencies of the two mental events should be positively correlated across individuals. (3) An experimental manipulation that delays the onset of object recognition (in this case a moderate blurring of the pictures) should also delay the onset of affect, and the effect of the manipulation on affect latency should be mediated by the delay in object recognition. In agreement with Prediction 1, regardless of the chronometric method used, the latency of object recognition consistently proved to be shorter than the latency of affect onset. According to the meta-analytically integrated latency differences estimated in the temporal judgment experiments, affect followed object recognition with a delay of 117 ms. This result was obtained for both pleasant and unpleasant stimuli and was independent of task order. Supporting Prediction 2, the latencies for object recognition and affect onset were positively correlated across participants (meta-analytic r = .50). Supporting Prediction 3, delaying object recognition by blurring the affective pictures was found to also delay the onset of affect and the effect of blurring on the latency of affect was found to be partly mediated by delayed object recognition. Two additional predictions tested and confirmed in Experiment C2 were: (4) False-coloring the affective pictures delays the onset of affect but not object recognition, and this effect is mediated by reduced affect intensity. (5) Judgments of the valence of the stimuli (i.e., whether the imaged object is pleasant or unpleasant) take more time than reports of object recognition, but less time than affect onset reports, for which valence judgments have often been used as a substitute in previous studies. Taken together, the results of the eight experiments provided consistent support for semantic primacy in the generation of pleasant and unpleasant feelings evoked by affective pictures: Object recognition can be considered a necessary partial cause of affect in the reported experiments. The results are compared to previous findings, possible reasons for deviant response patterns found in a small minority of the participants are considered, and several implications of the findings for emotion research are derived. Possible adaptations of the chronometric approach to investigate other questions of emotion research are suggested. Finally, limitations of the dissertation project are pointed out and possible ways to address these in future research are proposed.

Gefahrenlagen, wie schwere Unwetter, Terroranschläge oder die COVID-19-Pandemie, stellen aktuell und zukünftig eine Bedrohung unserer Gesellschaft dar. Im Fall dieser und weiterer Gefahren können Warnungen helfen, Schäden zu verhindern und Menschenleben zu retten, indem sie die Empfänger*innen informieren und Schutzmaßnahmen vermitteln. Das Protective Action Decision Model (PADM) (Lindell & Perry, 2012) bietet einen theoretischen Rahmen, der Verarbeitungsprozesse von Warnungen und die Entstehung von Schutzverhalten abbildet. Neben zahlreichen weiteren Elementen beinhaltet das PADM die Wahrnehmung von Risiko als zentralen Faktor. Im Sinne des Modells sowie bereits existierender Literatur wird Risikowahrnehmung jedoch häufig ausschließlich kognitiv abgebildet. Zudem untersuchen Studien vorwiegend einzelne Gefahrenlagentypen oder singuläre Ereignisse. Die vorliegende Arbeit bildet mit drei Beobachtungsstudien sowie einer experimentellen Studie Verarbeitungsprozesse von Warnungen vor verschiedenen Gefahrenlagen ab. Untersucht wurde der Einfluss der Warnungen auf kognitive und affektive Facetten der Risikowahrnehmung und ihre Rolle bei der Suche nach Informationen sowie der Intention, Schutzverhalten auszuführen. Über Online-Befragungen erhielten die Teilnehmenden Warnungen zu verschiedenen Gefahrenlagen (schweres Unwetter, Großbrand, extreme Gewalttat, Ausfall der Notrufnummer, Fund einer Weltkriegsbombe, COVID-19-Pandemie, Gewitter), die Informationen zur Gefahr sowie Handlungsempfehlungen enthielten. Befragt wurden sie unter anderem hinsichtlich ihrer Risikowahrnehmung vor und nach Warnerhalt sowie ihrer Intention, die angegebenen Schutzmaßnahmen zu befolgen oder sich Informationen zu suchen. Zudem wurden Eigenschaften der Warnungsempfänger*innen erhoben. Die Ergebnisse stärken die Rolle affektiver Risikowahrnehmung für die Verarbeitung von Warnungen sowie die Entstehung von Schutzverhalten und Informationssuche. Dies gilt jedoch nicht für alle Gefahrenlagen gleichermaßen, sodass der Einfluss von Eigenschaften der Gefahr, wie Häufigkeit oder Schweregrad, deutlich wird. Bezüglich der Eigenschaften der Empfänger*innen ergab sich ebenfalls kein einheitliches Bild. Basierend auf den Ergebnissen wird eine Erweiterung des PADM um ein Modellelement der affektiven Risikowahrnehmung vorgeschlagen. Fortführende Forschung zu Warnungen sollte eine multifacettierte Sichtweise von Risikowahrnehmung anstreben. Darüber hinaus sollten Gefahrenlagen vergleichend untersucht und ihre Eigenschaften sowie Eigenschaften der Warnungen systematisch variiert werden.

Zusammenfassung Hintergrund: Craving wird als ein zentrales Merkmal der Sucht betrachtet und gilt gleichzeitig als entscheidende Determinante für Rückfälle bei Personen mit Abhängigkeitserkrankungen. Entsprechend wichtig ist daher die Bestimmung der individuellen Craving-Ausprägung während der medizinischen und psychotherapeutischen Behandlung. Da dies mit gängigen Selbstbeschreibungsfragebögen im Praxisalltag häufig wertvolle Zeit in Anspruch nimmt und Patienten mitunter auf inadäquate Weise überfordern bzw. sogar „triggern“ kann, wurde in der vorliegenden Studie statistisch geprüft, ob die Visuelle Analogskala (VAS) eine äquivalente und effiziente Alternative zu einem der gängigsten Fragebogenverfahren für die Bestimmung von Craving – der Obsessive Compulsive Drinking Scale (OCDS) – darstellt. Methode: Im Rahmen einer Äquivalenz- bzw. Noninferioritätsstudie basierend auf einer Fragebogenerhebung beantworteten N = 68 alkoholabhängige Patienten eines landesklinischen Zentrums für Psychiatrie in Baden-Württemberg die aus 14 Items bestehende OCDS und stuften parallel dazu ihr Trinkverlangen zu drei verschiedenen Messzeitpunkten auf einer VAS ein. Mithilfe der Statistiksoftware IBM® SPSS® Statistics und Minitab® wurden in einer computergestützten Datenanalyse bivariate Korrelationen, parametrische und nonparametrische Tests sowie Konfidenzintervalle berechnet, um statistisch evident zu zeigen, dass die über die VAS erhobenen Werte und die Ergebnisse aus der OCDS statistisch nicht voneinander abweichen bzw. nicht unterlegen sind. Ergebnisse: Sowohl die Äquivalenz- als auch die Noninferioritätshypothese wurde bestätigt: Das Konfidenzintervall 95% CI [– 0.38, 0.20] beim Test für verbundene Stichproben (Differenz = – 0.09, SD = 1.44, SE = 0.17) lag mit t (67) = 2.10, p = .02 für die untere Äquivalenzgrenze und t (67) = – 3.15, p < .01 für die obere Äquivalenzgrenze innerhalb des Äquivalenzintervalls. Ferner konnte gezeigt werden, dass das auf der VAS gemessene Trinkverlangen nach Bearbeitung der OCDS statistisch signifikant angestiegen war (p < .001, d = 0.12). Schlussfolgerung: Mit ihren Ergebnissen schafft die vorliegende Inaugural-Dissertation erstmals eine statistisch-wissenschaftliche Basis dafür, dass die VAS als effiziente Alternative neben der umfangreicheren und zeitaufwändigeren Fragebogendiagnostik (OCDS) in der Praxis nicht nur Anwendung finden kann, sondern auch zulässig ist. Schlüsselwörter: Äquivalenz – Obsessive Compulsive Drinking Scale (OCDS) – Visuelle Analogskala (VAS) – Craving – Alkohol

Background: The worldwide population will grow older in the upcoming years. Aging, even in the absence of pathological processes, is associated with decline in cognitive functioning. Age-related cognitive decline is not a uniform process affecting every function in the same way. Research should thus examine specific functions, such as episodic memory or executive functions differentially, especially in older samples. Neural correlates of these functions are well characterized in young adults. However, research on functional and structural neural substrates underlying specific cognitive functions in older adults is scarce, but needed for example to identify targets for noninvasive interventions against cognitive decline. Current advances in this field point towards the effectiveness of combined noninvasive interventions of cognitive training and transcranial direct current stimulation (tDCS). So far, evidence regarding such combined interventions in older adults is inconclusive and neural mechanisms of successful interventions are still unclear. This line of research could advance the development of noninvasive methods to modulate cognitive functions and therefore address the unmet need for treatment options against age-related cognitive decline. Aims: The main aims of the present thesis were (i) to characterize functional and structural neural network correlates of two cognitive functions with high relevance for daily living, namely working memory updating and value-based decision making, (ii) to map out interventions of combined cognitive training and tDCS to modulate these cognitive functions in healthy older adults and adults with prodromal AD and (iii) to assess behavioral and neural outcomes of combined cognitive training (of either executive functions or visuo-spatial memory) and tDCS interventions. Methods: In order to address these aims, the present thesis includes five papers. Paper I assessed functional and structural neural correlates of working memory updating and value-based decision-making performance in healthy older adults using functional magnetic resonance imaging and diffusion tensor imaging. Papers II and III comprise study protocols of a three-week cognitive training of working memory updating and value-based decision-making abilities with concurrent tDCS over the left dorsolateral prefrontal cortex in healthy older adults and adults with prodromal AD. Paper IV used mixed-model analysis to compute behavioral outcomes of this combined intervention in healthy older adults, including outcome measures of the trained tasks, measures of transfer to untrained tasks and assessment of long-term effects at four weeks and half a year after the intervention. In paper V neural alterations after cognitive training of visuo-spatial memory and active stimulation compared to the training and sham (placebo) stimulation were assessed in older adults using measures of functional network centrality and diffusion tensor imaging-derived measures of grey matter microstructure. Results: Analyses revealed distinct functional and structural connectivity correlates of performance on the two cognitive tasks assessing working memory updating and value-based decision-making (paper I). Moreover, results showed a combined contribution of a specific white matter pathway (cingulum bundle) and frontoparietal functional connectivity to working memory updating performance, thereby providing information on possible network targets for modulation of working memory updating and value-based decision-making. The combined modulatory intervention of cognitive training and tDCS (papers II and IV) did not demonstrate group differences between concurrent active tDCS over sham tDCS in the trained tasks. However, analysis of a working memory transfer task revealed a beneficial effect of training and active tDCS over training and sham tDCS at post intervention and follow-up. Findings from paper V showed reduced functional network centrality after visuo-spatial memory training and active tDCS compared to training and sham tDCS in the stimulated brain area and its contralateral homologue. Additionally, after the training, measures of grey matter microstructural plasticity in the stimulated brain area were associated with beneficial training outcomes for the active but not the sham stimulation group. Conclusion: Taken together, cognitive performance, functional and structural networks as well as the possibility of their modulation through combined cognitive training and tDCS interventions were investigated in older adults with and without cognitive impairment. The present thesis therefore contributes to the field of noninvasive neuromodulation in older adults by characterizing distinct neural correlates of two age-sensitive executive functions, which may be altered through modulatory interventions. Moreover, the present work shows that cognitive training with concurrent tDCS holds the potential to elicit transfer effects to untrained tasks and further may evoke neural plasticity on the functional and microstructural level. This work thus promotes the development of modulatory interventions against age-associated cognitive decline and holds promising implications for translation to clinical application.

Körpersignale sind elementar für die Aufrechterhaltung der Homöostase, um eine angemessene Regulation der Körperfunktionen zu ermöglichen und dadurch das Überleben des Individuums sicherzustellen. Die bisherige Forschung hat die dysfunktionale Wahrnehmung dieser interozeptiven Signale als wichtigen Bestandteil vieler Angst- und Gesundheitsprobleme identifiziert, da selbst leichte und harmlose Körperempfindungen eine übermäßig starke Mobilisierung von Abwehrreaktionen hervorrufen können. Obwohl das wissenschaftliche Interesse im Bereich Interozeption in den letzten Jahren stark gewachsen ist, wurde die Dynamik von Abwehrreaktionen als Reaktion auf Körpersignale bisher selten untersucht. Daher hatte die vorliegende Arbeit zum Ziel, die verhaltensbezogene und psychophysiologische Dynamik der defensiven Mobilisierung auf bedrohliche interozeptive Signale sowie den moderierenden Effekt von Dispositionsfaktoren und biologisch determinierten Verhaltensmarkern zu untersuchen. In der ersten Studie wurden die Dynamik defensiver Mobilisierung auf eine näher-kommende externe Bedrohung mit einer sich annähernden interozeptiven respiratorischen Bedrohung, in Abhängigkeit von der Bedrohungsnähe und der Möglichkeit zur Vermeidung, bezüglich subjektiver, autonomer und respiratorische Reaktionen sowie Gehirnreaktionen und defensiver Reflexe verglichen. In der zweiten Studie wurde die Mobilisierung defensiver Reaktionen während der wiederholten Vermeidung von kulminierender Atemnot analysiert, um eine detaillierte Analyse der Initiierung und Aufrechterhaltung von aktiven Vermeidungsverhalten zu erhalten. Die dritte Studie unterweiterte die diese Befunde, indem die Rolle der maximalen freiwilligen Luftanhaltezeit als möglicher Prädiktor für eine übermäßig starke Mobilisierung defensiver Reaktionen bei der Konfrontation mit einer näherkommenden respiratorischen Bedrohung, in Abhängigkeit der Möglichkeit zur Vermeidung, untersucht wurde. In der vierten Studie wurden die Prädiktoren für aktives Abwehrverhalten (d.h., Flucht oder aktive Vermeidung bei Konfrontation) während ansteigender Atemnot, induziert durch in der Intensität ansteigende inspiratorische Atemwiderstände gefolgt von einer kurzen Blockade der Einatmung, untersucht. Die erste Studie zeigte, dass das defensive Aktivierungsmuster bei der Mobilisierung defensiver Reaktionen auf eine sich annähernde externe Bedrohung annähernd vergleichbar ist wie bei einer interozeptiven respiratorischen Bedrohung, unabhängig von der Möglichkeit zur Vermeidung. Zusätzlich wurde eine bedrohungsspezifische Mobilisierung des respiratorischen Systems bei der Konfrontation mit der unvermeidbaren interozeptiven Bedrohung beobachtet. Die Daten der zweiten Studie demonstrierten, dass die Initiierung von erstmaligen Vermeidungsverhalten als Reaktion auf ansteigende Atemnot begleitet wird von physiologischen Erregungen als Indikatoren für eine Reaktionsvorbereitung. Diese verschwanden zunehmend mit wiederholter Vermeidung, was auf die Entwicklung von gewohnheitsmäßiger Vermeidung hindeutet. Darüber hinaus wurde in der dritten Studie gezeigt, dass eine übermäßig starke Mobilisierung von Abwehrreaktionen auf eine sich annähernde unvermeidbare respiratorische Bedrohung durch eine reduzierte maximale freiwillige Luftanhaltezeit vorhergesagt wird, jedoch nicht, wenn die Möglichkeit zur Vermeidung vorhanden war. Die vierte Studie demonstrierte, dass eine höhere Angstempfindlichkeit und eine kürzere freiwillige maximale Luftanhaltezeit mit aktivem Vermeidungsverhalten während ansteigender Atemnot assoziiert sind. Zusammenfassend zeigen die vorliegenden Daten, dass die defensive Mobilisierung für eine exterozeptive Bedrohung vergleichbar ist wie für eine interozeptive Bedrohung und sich in Abhängigkeit der Bedrohungsnähe und dem verfügbarem Abwehrrepertoire ändert. Darüber hinaus ist die Neigung, Erregungsgefühle zu befürchten und eine verminderte Belastungstoleranz während freiwilligem Luftanhaltens mit einer erhöhten Angst- und Furchtreaktion auf Atemnotsymptome verbunden. Daher könnten diese dispositionellen und biologischen Verhaltensmarker bei der Konfrontation mit ansteigender Atemnot aktives Vermeidungsverhalten begünstigen und, wenn sie gewohnheitsmäßig ausgeführt werden, kann sich persistentes Vermeidungsverhalten entwickeln, welches das Risiko für die Entstehung einer ernsthaften psychischen Erkrankung erhöht.