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The present lecture notes aim for an introduction to the ergodic behaviour of Markov Processes and addresses graduate students, post-graduate students and interested readers.
Different tools and methods for the study of upper bounds on uniform and weak ergodic rates of Markov Processes are introduced. These techniques are then applied to study limit theorems for functionals of Markov processes.
This lecture course originates in two mini courses held at University of Potsdam, Technical University of Berlin and Humboldt University in spring 2013 and Ritsumameikan University in summer 2013.
Alexei Kulik, Doctor of Sciences, is a Leading researcher at the Institute of Mathematics of Ukrainian National Academy of Sciences.
Nachhaltige Grundsicherung
(2015)
Wie lässt sich Armut weltweit überwinden, ohne dabei auf einen Fortschritt zu setzen, der die Biosphäre überlastet und die Lebensgrundlagen der Menschheit zerstört? Die Autorinnen und Autoren haben im interdisziplinären Gespräch nach Antworten auf diese Frage gesucht und je eigene, teils überraschende Schlussfolgerungen formuliert. Ihren Ansatz nennen sie „Nachhaltige Grundsicherung“. Dabei handelt es sich weniger um ein isoliertes sozialpolitisches Instrument, sondern vielmehr um ein Geflecht von Maßnahmen, die als Grundelemente einer Großen Transformation unserer Produktions-, Konsum- und Lebensweisen und einer Post-2015-Agenda dienen könnten.
Aufgrund ihrer potenziell gesundheitsfördernden Wirkung sind die polyphenolischen Isoflavone für die menschliche Ernährung von großem Interesse. Eine Vielzahl an experimentellen und epidemiologischen Studien zeigen für die in Soja enthaltenen Isoflavone Daidzein und Genistein eine präventive Wirkung bezüglich hormon-abhängiger und altersbedingter Erkrankungen, wie Brust- und Prostatakrebs, Osteoporose, Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie des menopausalen Syndroms. Die Metabolisierung und Bioaktivierung dieser sekundären Pflanzenstoffe durch die humane intestinale Darmmikrobiota ist individuell unterschiedlich. Nur in einem geringen Teil der westlichen Bevölkerung wird der Daidzein-Metabolit Equol durch spezifische Darmbakterien gebildet. Ein isoliertes Equol-produzierendes Bakterium des menschlichen Darmtrakts ist Slackia isoflavoniconvertens. Anhand dieser Spezies sollten die bislang unbekannten, an der Umsetzung von Daidzein und Genistein beteiligten Enzyme identifiziert und charakterisiert werden.
Fermentationsexperimente mit S. isoflavoniconvertens zeigten, dass die Gene der Daidzein und Genistein-umsetzenden Enzyme nicht konstitutiv exprimiert werden, sondern induziert werden müssen. Mit Hilfe der zweidimensionalen differentiellen Gelelektrophorese wurden sechs Proteine detektiert, welche in einer S. isoflavoniconvertens-Kultur in Anwesenheit von Daidzein induziert wurden. Auf Grundlage einzelner Peptidsequenzen erfolgte die Sequenzierung eines Genkomplexes mit den in gleicher Orientierung angeordneten Genen der durch Daidzein induzierten Proteine. Sequenzvergleiche identifizierten zudem äquivalente Genprodukte zu den Proteinen von S. isoflavoniconvertens in anderen Equolproduzierenden Bakterien. Nach der heterologen Expression in Escherichia coli wurden drei dieser Gene durch enzymatische Aktivitätstests als Daidzein-Reduktase (DZNR), Dihydrodaidzein-Reduktase (DHDR) und Tetrahydrodaidzein-Reduktase (THDR) identifiziert. Die Kombination der E. coli-Zellextrakte führte zur vollständigen Umsetzung von Daidzein über Dihydrodaidzein zu Equol. Neben Daidzein setzte die DZNR auch Genistein zu Dihydrogenistein um. Dies erfolgte mit einer größeren Umsatzgeschwindigkeit im Vergleich zur Reduktion von Daidzein zu Dihydrodaidzein. Enzymatische Aktivitätstests mit dem Zellextrakt von S. isoflavoniconvertens zeigten ebenfalls eine schnellere Umsetzung von Genistein. Die Kombination der rekombinanten DHDR und THDR führte zur Umsetzung von Dihydrodaidzein zu Equol. Der korrespondierende Metabolit 5-Hydroxyequol konnte als Endprodukt des Genistein-Metabolismus nicht detektiert werden. Zur Reinigung der drei identifizierten Reduktasen wurden diese genetisch an ein Strep-tag fusioniert und mittels Affinitätschromatographie gereinigt. Die übrigen durch Daidzein induzierten Proteine IfcA, IfcBC und IfcE wurden ebenfalls in E. coli exprimiert und als Strep-Fusionsproteine gereinigt. Vergleichende Aktivitätstests identifizierten das induzierte Protein IfcA als Dihydrodaidzein-Racemase. Diese katalysierte die Umsetzung des (R)- und (S)-Enantiomers von Dihydrodaidzein und Dihydrogenistein zum korrespondierenden Racemat. Neben dem Elektronentransfer-Flavoprotein IfcBC wurden auch die THDR, DZNR und IfcE als FAD-haltige Flavoproteine identifiziert. Zudem handelte es sich bei IfcE um ein Eisen-Schwefel-Protein. Nach Induktion der für die Daidzein-Umsetzung kodierenden Gene wurden mehrere verschieden lange mRNA-Transkripte gebildet. Dies zeigte, dass die Transkription des durch Daidzein induzierten Genkomplexes in S. isoflavoniconvertens nicht in Form eines einzelnen Operonsystems erfolgte.
Auf Grundlage der identifizierten Daidzein-umsetzenden Enzyme kann der Mechanismus der bakteriellen Umsetzung von Isoflavonen durch S. isoflavoniconvertens eingehend erforscht werden. Die ermittelten Gensequenzen der durch Daidzein induzierten Proteine sowie die korrespondierenden Gene weiterer Equol-produzierender Bakterien bieten zudem die Möglichkeit der mikrobiellen Metagenomanalyse im humanen Darmtrakt.
Die Populärkultur hat mit der Sitcom ein eigentümliches Genre im Fernsehen etabliert. Während Fernsehserien oft hinausblicken in jene Bereiche, die sich zum Teil drastisch von der Lebenswelt des Zuschauers unterscheiden, widersetzt sich die Sitcom seit über einem
halben Jahrhundert dieser Blickrichtung. Stattdessen lenkt sie die populärkulturelle Aufmerksamkeit auf Themen, die diesseits unseres
lebensweltlichen Horizonts verortet sind und liefert Alltagsbeschreibungen in pointierter Form. Damit bündelt sie eine Fülle von gesellschaftlichen Relevanzen und situiert sie dort, wo sie zugleich ihr Publikum findet: zu Hause, in den eigenen vier Wänden.
Situation Comedies erweisen sich nicht nur deswegen als soziologische Erkenntnismittel, die – gerade weil es sich bei ihnen um Wirklichkeitskonstruktionen zweiter Ordnung handelt – normativ aufgeladene Bilder des Alltags zeigen. Im Genre der Sitcom wird dem Alltag als Sujet gleichsam ein medialer Ort innerhalb der Populärkultur zugewiesen.
Die damit einhergehenden soziologischen und medialen Facetten ergründet die vorliegende Studie – als erste deutschsprachige Monografie zu dem Thema – im Hinblick auf verschiedene Topoi wissenssoziologisch und hermeneutisch am Beispiel ausgewählter Sitcoms der zurückliegenden 20 Jahre. Als beeindruckend erweisen sich hierbei die tiefgreifenden und bildhaften Analysen der Sitcoms und ihre Rückbindungen an wissens-, kultur- und allgemeinsoziologische Erkenntnisse. Die Sitcom erscheint als Unter-haltungsformat, das nicht nur Alltagsgeschichten erzählt, sondern die Produktions- und Rezeptionsbedingungen dieser Geschichten immer auch miterzählt. Es handelt sich mithin um mediale Artefakte, die gleichsam als unterhaltsame Mittel gesellschaftlicher Wahrnehmung und medialer Selbstwahrnehmung auftreten.
Angelegt als qualitative Studie an der Schnittstelle von Medien- und Sozialwis-senschaften, fügt das Buch dem gegenwärtigen Diskurs um Populärkultur, Fernsehserien und Kulturwissenschaften eine soziologisch fundierte Perspektive hinzu, die für Sozial- und Medienwissenschaftler ebenso anregend ist wie für jene, die mit besonderem Augenmerk auf die gegenwärtige akademische Rezeption von TV-Serien schauen – kenntnisreich dargelegt in einer klaren und zugänglichen Sprache
Rhythm is a temporal and systematic organization of acoustic events in terms of prominence, timing and grouping, helping to structure our most basic experiences, such as body movement, music and speech. In speech, rhythm groups auditory events, e.g., sounds and pauses, together into words, making their boundaries acoustically prominent and aiding word segmentation and recognition by the hearer. After word recognition, the hearer is able to retrieve word meaning form his mental lexicon, integrating it with information from other linguistic domains, such as semantics, syntax and pragmatics, until comprehension is achieved. The importance of speech rhythm, however, is not restricted to word segmentation and recognition only. Beyond the word level rhythm continues to operate as an organization device, interacting with different linguistic domains, such as syntax and semantics, and grouping words into larger prosodic constituents, organized in a prosodic hierarchy. This dissertation investigates the function of speech rhythm as a sentence segmentation device during syntactic ambiguity processing, possible limitations on its use, i.e., in the context of second language processing, and its transferability as cognitive skill to the music domain.
Poly(Ionic Liquid)s
(2015)
During the last two decades, instability training devices have become a popular means in athletic training and rehabilitation of mimicking unstable surfaces during movements like vertical jumps. Of note, under unstable conditions, trunk muscles seem to have a stabilizing function during exercise to facilitate the transfer of torques and angular momentum between the lower and upper extremities. The present thesis addresses the acute effects of surface instability on performance during jump-landing tasks. Additionally, the long-term effects (i.e., training) of surface instability were examined with a focus on the role of the trunk in athletic performance/physical fitness.
Healthy adolescent, and young adult subjects participated in three cross-sectional and one longitudinal study, respectively. Performance in jump-landing tasks on stable and unstable surfaces was assessed by means of a ground reaction force plate. Trunk muscle strength (TMS) was determined using an isokinetic device or the Bourban TMS test. Physical fitness was quantified by standing long jump, sprint, stand-and-reach, jumping sideways, Emery balance, and Y balance test on stable surfaces. In addition, activity of selected trunk and leg muscles and lower limb kinematics were recorded during jump-landing tasks.
When performing jump-landing tasks on unstable compared to stable surfaces, jump performance and leg muscle activity were significantly lower. Moreover, significantly smaller knee flexion angles and higher knee valgus angles were observed when jumping and landing on unstable compared to stable conditions and in women compared to men. Significant but small associations were found between behavioral and neuromuscular data, irrespective of surface condition. Core strength training on stable as well as on unstable surfaces significantly improved TMS, balance and coordination.
The findings of the present thesis imply that stable rather than unstable surfaces provide sufficient training stimuli during jump exercises (i.e., plyometrics). Additionally, knee motion strategy during plyometrics appears to be modified by surface instability and sex. Of note, irrespective of surface condition, trunk muscles only play a minor role for leg muscle performance/activity during jump exercises. Moreover, when implemented in strength training programs (i.e., core strength training), there is no advantage in using instability training devices compared to stable surfaces in terms of enhancement of athletic performance.
Function by structure
(2015)
Forcing Earth’s sea level
(2015)
In-Memory Data Management
(2012)
Nach 50 Jahren erfolgreicher Entwicklunghat die Business-IT einen neuenWendepunkt erreicht. Hier zeigen die Autoren erstmalig, wieIn-Memory Computing dieUnternehmensprozesse künftig verändern wird. Bisher wurden Unternehmensdaten aus Performance-Gründen auf verschiedene Datenbanken verteilt: Analytische Datenresidieren in Data Warehouses und werden regelmäßig mithilfe transaktionaler Systeme synchronisiert. Diese Aufspaltung macht flexibles Echtzeit-Reporting aktueller Daten unmöglich. Doch dank leistungsfähigerMulti-Core-CPUs, großer Hauptspeicher, Cloud Computing und immerbesserer mobiler Endgeräte lassen die Unternehmen dieses restriktive Modell zunehmend hinter sich. Die Autoren stellen Techniken vor, die eine analytische und transaktionale Verarbeitung in Echtzeit erlauben und so dem Geschäftsleben neue Wege bahnen.
Neues Denken in der DDR
(2015)
Das Ende des Kalten Krieges brachte keine Ära des Friedens. Dabei hätte es ermöglicht, der Menschheitsgeschichte eine positive Wendung zu geben. Im „Neuen Denken“ waren deren Umrisse angelegt: Der mit nuklear-strategischen Waffen geführte Krieg hätte die Menschheit vernichtet. Es gibt nur noch gleiche und gemeinsame Sicherheit für alle Seiten oder keine. Im Westen wurde das „Neue Denken“ jedoch als Moment des Scheiterns des Realsozialismus angesehen, nicht als Chance. In diesem Band wird präsentiert, was in der DDR bis 1990 dazu konzeptionell entwickelt wurde.
Italien und Deutschland sind zwei europäische Länder, welche im gemeinsamen Bankenmarkt und Währungsraum sehr unterschiedliche Bankensysteme repräsentieren. In Italien herrschen Privatbanken und der soziale Auftrag wird von privaten Bankenstiftungen umgesetzt. In Deutschland wird dagegen diese Funktion vor allem durch den öffentlichen Auftrag von öffentlich-rechtlichen Instituten erfüllt. Vor dem Hintergrund der dramatischen Ereignisse der letzten Finanzkrise und der darauffolgenden Neuinterpretation der Rolle von Finanzmärkten haben die Ansprüche verschiedener Stakeholder-Gruppen an das Bankgeschäft sowie deren Erfüllung an Aktualität gewonnen. Nach einer theoretisch-deduktiven und -induktiven Einführung in die Thematik des Stakeholder-Banking und ihrer heutigen Regelung wird eine qualitative Kennzahlenanalyse des deutschen und italienischen Bankenmarktes durchgeführt. Weiterhin wird ein theoretisches Modell für die eigentumsspezifische Differenzierung der Zinsmarge entwickelt und dessen Lösung anhand einer Querschnittsdatenanalyse empirisch überprüft. Die Ergebnisse weisen auf die Wichtigkeit einer ausreichenden Regulierung als Voraussetzung für eine unverzerrte Erfüllung der Stakeholder-Ansprüche hin. Es ist dabei besonders wichtig, dass das Management von Stakeholder-Banken die Leistung für die Stakeholder und den Beitrag zur sozialen Wohlfahrt offenlegt.
Exzentrik und Bürgertum
(2015)
Es wird eine verzweigte Intellektuellen- und Ideengeschichte um 1900 aufgeschlagen. Der Sozialphilosoph – heute aber vor allem als Schwiegersohn Wagners, Bayreuther Ideologe und Vordenker Hitlers bekannte – Chamberlain pflegte intensive Beziehungen zu jüdischen Intellektuellen. Erstaunliche Konstellationen zwischen Rassentheorie, Kulturreform, Kunst und Wissenschaft werden in einer Zeit lebendig, in der sich antisemitische und zionistische Anschauungen konsolidierten, revolutionär Konservative auf avantgardistische Künstler trafen und sich reformbewegte Sonnenanbeter gleichzeitig links- und rechtspopulistisch orientierten.
Kritische Untersuchungen zu Chamberlain und Persönlichkeiten jüdischer Herkunft sind ein Desiderat. Die Analyse und Auswertung dieser unbekannten Korrespondenzen und Hintergründe zielen in den Kernbereich deutsch-jüdischer Forschung. Das Buch zeigt Chamberlain, der in der kulturellen Szene Wiens und Bayreuths zwischen 1890 und 1920 eine Schlüsselfigur darstellt, im feingeistigen Austausch mit jüdischen Intellektuellen wie Karl Kraus, Walther Rathenau, Maximilian Harden, Otto Weininger und Martin Buber.
Es werden ideologische Verschränkungen in der Moderne und daraus resultierende Verhaltensmuster herausragender Persönlichkeiten aufgedeckt, die in Bezug auf antisemitische Verkrümmungen und sogenannten jüdischen Selbsthass eine lange Vorgeschichte des »Dritten Reiches« belegen.
The main focus of the present thesis was to investigate the stabilization ability of poly(ionic liquid)s (PILs) in several examples as well as develop novel chemical structures and synthetic routes of PILs. The performed research can be specifically divided into three parts that include synthesis and application of hybrid material composed of PIL and cellulose nanofibers (CNFs), thiazolium-containing PILs, and main-chain imidazolium-type PILs.
In the first chapter, a vinylimidazolium-type IL was polymerized in water in the presence of CNFs resulting in the in situ electrostatic grafting of polymeric chains onto the surface of CNFs. The synthesized hybrid material merged advantages of its two components, that is, superior mechanical strength of CNFs and anion dependent solution properties of PILs. In contrast to unmodified CNFs, the hybrid could be stabilized and processed in organic solvents enabling its application as reinforcing agent for porous polyelectrolyte membranes.
In the second part, PILs and ionic polymers containing two types of thiazolium repeating units were synthesized. Such polymers displayed counterion dependent thermal stability and solubility in organic solvents of various dielectric constants. This new class of PILs was tested as stabilizers and phase transfer agents for carbon nanotubes in aqueous and organic media, and as binder materials to disperse electroactive powders and carbon additives in solid electrode in lithium-ion batteries. The incorporation of S and N atoms into the polymeric structures make such PILs also potential precursors for S, N - co-doped carbons.
In the last chapter, reactants originating from biomass were successfully harnessed to synthesize main-chain imidazolium-type PILs. An imidazolium-type diester IL obtained via a modified Debus-Radziszewski reaction underwent transesterification with diol in a polycondensation reaction. This yielded a polyester-type PIL which CO2 sorption properties were investigated. In the next step, the modified Debus-Radziszewski reaction was further applied to synthesize main-chain PILs according to a convenient, one-step protocol, using water as a green solvent and simple organic molecules as reagents. Depending on the structure of the employed diamine, the synthesized PILs after anion exchange showed superior thermal stability with unusually high carbonization yields.
Overall, the outcome of these studies will actively contribute to the current research on PILs by introducing novel PIL chemical structures, improved synthetic routes, and new examples of stabilized materials. The synthesis of main-chain imidazolium-type PILs by a modified Debus-Radziszewski reaction is of a special interest for the future work on porous ionic liquid networks as well as colloidal PIL nanoparticles.
Der Mensch in der Moderne lebt in einem Spannungsverhältnis zwischen all dem, was nun menschenmöglich erscheint und dem, was er als Einzelner, aufgrund seines beschränkten Kräftehaushalts, zu leisten vermag. Die notwendige Spezialisierung in einem beschränkten Feld schließt ihn, wie Max Weber es in »Wissenschaft als Beruf« darstellt, von vielen anderen Bereichen aus. Besonders eklatant wird dies in der Zeit der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert empfunden, welche die verschiedensten Versuche hervorbringt, Synthesen zwischen den ausdifferenzierten Wissensgebieten herzustellen. Einen besonderen Stellenwert hat hier das Wissen der Naturwissenschaftler, auf welche noch der materialistische und positivistische Optimismus des 19. Jahrhunderts wirkt.
An den Autobiographien des spanischen Histologen Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) und des deutschen Chemikers Wilhelm Ostwald (1853-1932) zeigt sich exemplarisch, wie naturwissenschaftliche Spezialisten als Autoren auf dieses Spannungsverhältnis reagieren. In drei Kapiteln führt die literaturwissenschaftliche Untersuchung vor, wie die Autoren sprachliche Formen aus ihrer Spezialisierung entlehnen und für die Darstellung des eigenen Lebens nutzen. Historisch führt die Lektüre zu dem Schluss, dass in diesen Texten eine Verschiebung des Positivismus aus der Philosophie in die Autobiographik stattfindet.
Systematisch stellt der im Band entwickelte Begriff des biographischen Lebenswissens einen Versuch dar, das Leben des Einzelnen für die Sinngebung im Text starkzumachen, ohne in Biographismus oder ein Konzept starker Autorschaft zurückzufallen.
Innerhalb der EU wird die Fusionskontrolle auf zwei vertikal nachgelagerten Ebenen durchgeführt, der europäischen und der nationalen Instanz. Da beide Ebenen nicht unverbunden sind, ergibt sich ein mehrdimensionales Kompetenzproblem. Die Fusionskontrollkompetenzen sind vertikal (europäische versus mitgliedstaatliche Ebene) und horizontal (mitgliedstaatliche Ebene) abgegrenzt. Während auf vertikaler Ebene konkurrierende Zuständigkeiten ausgeschlossen sind, sind horizontal Überlappungen möglich.
Die Arbeit beschäftigt sich mit Konflikten bei der Abgrenzung von Fusionskontrollkompetenzen. Zudem wird ein Alternativmodell erarbeitet, das dem bestehenden System aus ökonomischer Perspektive überlegen ist.
Was bleibt vom Konvent als Methode Ausgehend von der schwer greifbaren Wirkung des Zukunftskonvents von Brüssel geht das vorliegende Buch der Frage nach, was die EU von der Konventsmethode erwarten kann. Dazu wird der Brüsseler Konvent als Bestandteil eines föderalen Konstitutionalisierungsprozesses charakterisiert und mit dem Prototyp - dem US-Verfassungskonvent von Philadelphia - verglichen. Die vorliegende Arbeit nimmt damit erstmals einen strukturierten Vergleich der Konvente von Philadelphia (1787) und Brüssel (2002/03) aus politiktheoretischer Perspektive vor.
Business Process Management has become an integral part of modern organizations in the private and public sector for improving their operations. In the course of Business Process Management efforts, companies and organizations assemble large process model repositories with many hundreds and thousands of business process models bearing a large amount of information. With the advent of large business process model collections, new challenges arise as structuring and managing a large amount of process models, their maintenance, and their quality assurance.
This is covered by business process architectures that have been introduced for organizing and structuring business process model collections. A variety of business process architecture approaches have been proposed that align business processes along aspects of interest, e. g., goals, functions, or objects. They provide a high level categorization of single processes ignoring their interdependencies, thus hiding valuable information. The production of goods or the delivery of services are often realized by a complex system of interdependent business processes. Hence, taking a holistic view at business processes interdependencies becomes a major necessity to organize, analyze, and assess the impact of their re-/design. Visualizing business processes interdependencies reveals hidden and implicit information from a process model collection.
In this thesis, we present a novel Business Process Architecture approach for representing and analyzing business process interdependencies on an abstract level. We propose a formal definition of our Business Process Architecture approach, design correctness criteria, and develop analysis techniques for assessing their quality. We describe a methodology for applying our Business Process Architecture approach top-down and bottom-up. This includes techniques for Business Process Architecture extraction from, and decomposition to process models while considering consistency issues between business process architecture and process model level. Using our extraction algorithm, we present a novel technique to identify and visualize data interdependencies in Business Process Data Architectures. Our Business Process Architecture approach provides business process experts,managers, and other users of a process model collection with an overview that allows reasoning about a large set of process models,
understanding, and analyzing their interdependencies in a facilitated way. In this regard we evaluated our Business Process Architecture approach in an experiment and provide implementations of selected techniques.
Der Beitrag stellt das Konzept des Semantischen Positionierens als eine Möglichkeit vor, Grundformen des wissenschaftlichen Arbeitens und elementare Formen der diskursiven Auseinandersetzung zu vermitteln, ohne dass die Studierenden sich inhaltlich an der aktuellen Forschung beteiligen müssten. Die Umsetzung dieses Konzepts im Bachelorstudium der Informatik verdeutlicht, dass mit diesem Ansatz sowohl die Kompetenzen für den Übergang in den mehr forschungsgetriebenen Masterstudiengang als auch für die berufliche Wissensarbeit erworben werden können.
Erstsemester-Studierende sind mit den Anforderungen des Lehr-/ Lernprozess einer Universität oder Fachhochschule noch nicht vertraut. Ihre Erwartungen orientieren sich vielmehr an ihrer bisherigen Lerngeschichte (Abitur, Fachabitur, o. ä.). Neben den fachlichen Anforderungen des ersten Semesters müssen die Studierenden also auch Veränderungen im Lehr-/Lernprozess erkennen und bewältigen. Es wird anhand einer Output-orientierten
informatischen Lehrveranstaltung aufgezeigt, dass sich aus deren strengen Anforderungen der Messbarkeit klare Kompetenzbeschreibungen ergeben, die besonders dem Orientierungsbedürfnis Erstsemester-Studierender entgegenkommen.
Die Arbeitswelt im Fokus
(2015)
Für Bachelor-Studierende der Wirtschaftsinformatik im zweiten Semester an der Fachhochschule Kiel werden im Modul Informationsmanagement neben klassischen didaktischen Ansätzen in einer seminaristischen Unterrichtsform so genannte „Aktivbausteine“ eingesetzt: Studierende erhalten zum einen die Gelegenheit, sich im Kontakt mit Fach- und Führungskräften aus der Industrie ein konkretes Bild vom Beruf der Wirtschaftsinformatikerin bzw. des Wirtschaftsinformatikers zu machen; zum anderen erarbeiten sie innovative Ansätze der Prozessverbesserung aus Sicht der IT oder mit Nutzenpotenzial für die IT und präsentieren ihre Ergebnisse öffentlich im Rahmen des Kieler Prozessmanagementforums. Diese Aktivbausteine dienen insbesondere der Berufsfeldorientierung: Durch die Informationen, die die Studierenden über die Anforderungen und Tätigkeiten von im Beruf stehenden Menschen erhalten, werden sie in die Lage versetzt, fundierte Entscheidungen bzgl. ihrer Studiengestaltung und Berufswahl zu treffen. Im Beitrag wird die Konzeption der Bausteine vorgestellt und deren Grad der Zielerreichung durch aktuelle Evaluationsergebnisse erläutert. Zudem wird die motivationale Wirkung der Aktivbausteine anhand der Theorie der Selbstbestimmung von Deci und Ryan [DR1985, DR1993, DR2004] erläutert.
Es wird ein umfassendes Mentoring Konzept im Studiengang Informatik an der RWTH Aachen vorgestellt, das den Übergang von der Schule zur Universität unterstützt und gleichzeitig beim Auftreten von Schwierigkeiten im Verlauf des Studiums effiziente und kompetente Beratung bietet. Das Programm erreicht durchgängig hohe Akzeptanzwerte bei den Studierenden trotz verpflichtender Teilnahme im ersten Semester. Die Wirksamkeit des Programms ist durch die zahlreichen einflussgebenden Variablen zwar rein quantitativ kaum messbar, die Möglichkeit auf organisatorische und fachliche Probleme eines Jahrgangs reagieren zu können sowie einen Einblick auf die Gründe für einen Studienabbruch zu bekommen, bestätigt aber die Notwendigkeit der Maßnahme.
Peer Assessment ist eine Methode, bei der die Teilnehmer eine gestellte Aufgabe nicht nur bearbeiten und einreichen, sondern – in einer zweiten Phase – diese auch gegenseitig überprüfen, kommentieren und bewerten. Durch diese Methode wird, auch in sehr großen Veranstaltungen, das Üben mit individuellen Bewertungen und individuellem Feedback möglich.
Im Wintersemester 2013/14 wurde dieser Ansatz in der Erstsemesterveranstaltung Programmieren an der Technischen Hochschule Nürnberg mit 340 Studierenden als semesterbegleitendes Online-Pflichtpraktikum erprobt. Bei gleichen Leistungsanforderungen wurde bei Studierenden, die erfolgreich am Praktikum teilnahmen, eine Reduzierung der Durchfallquote um durchschnittlich 60 % und eine Verbesserung der Durchschnittsnote um 0,6 – 0,9 Notenstufen erzielt. Zudem lernten die teilnehmenden Studierenden kontinuierlicher, bereiteten Lerninhalte besser nach und gelangten zu einer überwiegend positiven Einschätzung des Praktikums und der Methode. Im E-Learning System Moodle kann Peer Assessment, mit moderatem Umsetzungs- und Betreuungsaufwand, mit der Workshop-Aktivität realisiert werden. Im Beitrag wird auf die Schlüsselelemente des erfolgreichen Einsatzes von Peer Assessment eingegangen.
IT EnGAGES!
(2015)
Durch den Einsatz von Spielen und Spielelementen in Lernkontexten wird versucht, Lernende zur Beschäftigung mit den Lerninhalten zu motivieren. Spielerische Elemente haben allerdings nicht nur positive motivationale Effekte: Sie können sich beispielsweise negativ auf die intrinsische Motivation auswirken, und auch nicht jeder Lernende spielt gerne. Um negativen Einflüssen von Gamification entgegenzuwirken, wurde ein Toolkit für adaptierbare Lernumgebungen entwickelt. Damit erzeugte Lernumgebungen erlauben es Studierenden, den Grad der Gamification selbst zu bestimmen, indem Spielelemente an- und abgeschaltet werden. Im Rahmen einer Anfängerprogrammiervorlesung wurden Lernspielaufgaben aus den existierenden, optionalen interaktiven eTests entwickelt und Studierenden als zusätzliche Lerngelegenheit angeboten. Eine erste explorative Studie bestätigt die Vermutung, dass die Akzeptanz des adaptierbaren Lernspiels sehr hoch ist, es aber dennoch Studierende gibt, welche die Lernumgebung ohne Spielelemente durcharbeiten. Somit bietet adaptierbare Gamification verschiedenen Studierenden die Möglichkeit, sich zusätzliche motivationale Anreize durch Zuschalten von Spielelementen zu verschaffen, ohne dabei zum Spielen „genötigt“ zu werden.
Die Studieneingangsphase stellt für Studierende eine Schlüsselphase des tertiären Ausbildungsabschnitts dar. Fachwissenschaftliches Wissen wird praxisfern vermittelt und die Studierenden können die Zusammenhänge zwischen den Themenfeldern der verschiedenen Vorlesungen nicht erkennen. Zur Verbesserung der Situation wurde ein Workshop entwickelt, der die Verbindung der Programmierung und der Datenstrukturen vertieft. Dabei wird das Spiel Go-Moku1 als Android-App von den Studierenden selbständig entwickelt. Die Kombination aus Software (Java, Android-SDK) und Hardware (Tablet-Computer) für ein kleines realistisches Softwareprojekt stellt für die Studierenden eine neue Erfahrung dar.
Was machen Schulleiter tatsächlich und welche Faktoren beeinflussen diese ausgeführten Tätigkeiten?
(2015)
Während die theoretische Arbeitsbeschreibung und das Rollenbild von Schulleitern vielfach in der Forschung aufgegriffen wurde, gibt es – wie übrigens im gesamten Bereich Public Management – nur wenige empirische Untersuchungen, die aus einer betriebswirtschaftlichen Managementbetrachtung heraus untersuchen, was Schulleiter wirklich machen, d.h. welchen Tätigkeiten und Aufgaben die genannten Personen nachgehen und welche Unterschiede sich feststellen lassen. Besondere Relevanz erhält die Thematik durch das sich wandelnde Aufgabenbild des Schulleiters, getrieben insbesondere durch die zusätzliche Autonomie der Einzelschule, aber auch durch die Fokussierung auf die Performance und Wirksamkeit der Einzelschule und verbunden damit, die Abhängigkeit dieser von der Arbeit des Schulleiters. Hier bildet das Verständnis der Aufgaben und Tätigkeiten eine wichtige Grundlage, die jedoch unzureichend erforscht ist. Mit Hilfe einer explorativen Beobachtung von 15 Schulleiterinnen und Schulleitern und damit einer empirischen Untersuchung von insgesamt 7591 Arbeitsminuten und 774 Aktivitäten in Kombination mit ausführlichen qualitativen, halboffenen Interviews wird durch diese Arbeit eine detaillierte Betrachtung des tatsächlichen Schulleitungsmanagementhandelns möglich. So wird sichtbar, dass sich die Aufgaben und Tätigkeiten der Schulleiter in zentralen Bereichen unterscheiden und eine Typologisierung entlang von Rollenbeschreibungen und Leadership Behavior zu kurz greift. Es konnte zum ersten Mal in dieser Ausführlichkeit innerhalb des deutschen Schulsystems gezeigt werden, dass Schulleiter Kommunikationsmanager sind. Darüber hinaus entwickelt das hier dokumentierte Forschungsvorhaben Hypothesen zu den Faktoren, die einen Einfluss auf die Aufgaben und Tätigkeiten haben und beschreibt dezidiert Implikationen, die diese Erkenntnisse auf die Tätigkeit des Schulleiters, die weitere Forschung aber auch die politische Rahmengestaltung und, damit verbunden, die Weiterentwicklung des Schulsystems haben.
Water resources from Central Asia’s mountain regions have a high relevance for the water supply of the water scarce lowlands. A good understanding of the water cycle in these mountain regions is therefore needed to develop water management strategies. Hydrological modeling helps to improve our knowledge of the regional water cycle, and it can be used to gain a better understanding of past changes or estimate future hydrologic changes in view of projected changes in climate. However, due to the scarcity of hydrometeorological data, hydrological modeling for mountain regions in Central Asia involves large uncertainties.
Addressing this problem, the first aim of this thesis was to develop hydrological modeling approaches that can increase the credibility of hydrological models in data sparse mountain regions. This was achieved by using additional data from remote sensing and atmospheric modeling. It was investigated whether spatial patterns from downscaled reanalysis data can be used for the interpolation of station-based precipitation data. This approach was compared to other precipitation estimates using a hydrologic evaluation based on hydrological modeling and a comparison of simulated and observed discharge, which demonstrated a generally good performance of this method. The study further investigated the value of satellite-derived snow cover data for model calibration. Trade-offs of good model performance in terms of discharge and snow cover were explicitly evaluated using a multiobjective optimization algorithm, and the results were contrasted with single-objective calibration and Monte Carlo simulations. The study clearly shows that the additional use of snow cover data improved the internal consistency of the hydrological model. In this context, it was further investigated for the first time how many snow cover scenes were required for hydrological model calibration.
The second aim of this thesis was the application of the hydrological model in order to investigate the causes of observed streamflow increases in two headwater catchments of the Tarim River over the recent decades. This simulation-based approach for trend attribution was complemented by a data-based approach. The hydrological model was calibrated to discharge and glacier mass balance data and considered changes in glacier geometry over time. The results show that in the catchment with a lower glacierization, increasing precipitation and temperature both contributed to the streamflow increases, while in the catchment with a stronger glacierization, increasing temperatures were identified as the dominant driver.
I. Gründung, Aufgaben und Struktur des Hochkommissariats
II. Zur Rolle des OHCHR im und gegenüber dem Menschenrechtsrat
III. Zu Erfolgschancen von Feldmissionen in eher schwierigen Ländern: China, Russische Föderation, Afghanistan, Sudan und Kolumbien
IV. Zur Frage der politischen Unabhängigkeit des OHCHR
V. Schlussfolgerungen und Ausblick
Die Beziehungen zwischen den Vereinten Nationen und nichtstaatlichen Akteuren
haben seit den 1990er Jahren einen radikalen Wandel erlebt. Nach der
Rio-Konferenz über Umwelt und Entwicklung 1992 stand in den Vereinten Nationen
zunächst die Frage im Vordergrund, wie der gewachsenen Bedeutung
der Nichtregierungsorganisationen (NGOs) in der Arbeit und den Strukturen der
Weltorganisation Rechnung getragen werden könnte. Seit Ende der 1990er Jahre
dominierten innerhalb der Vereinten Nationen und einiger ihrer Spezialorgane
und Sonderorganisationen zunehmend die Bemühungen, Privatunternehmen
und ihre Interessenvertreter aktiver in die Arbeit der Vereinten Nationen zu integrieren.
Dies geschah zum einen in Form unterschiedlichster bilateraler Kontakte
und Kooperationsvorhaben zwischen Unternehmen und UN-Akteuren, zum anderen
im Rahmen von Dialogveranstaltungen und gemeinsamen Initiativen von
Regierungen, zwischenstaatlichen Gremien, Wirtschaftsvertretern und NGOs, für
die im Folgeprozess der Rio-Konferenz der Begriff der Multistakeholder-Partnerschaften
geprägt wurde.
Der folgende Beitrag nimmt diese Entwicklung kritisch unter die Lupe. Er
zeichnet im Zeitraffer nach, wie sich die Beziehungen zwischen den Vereinten
Nationen und nichtstaatlichen Akteuren gewandelt haben, beschreibt das Ausmaß
und die Bandbreite der neuen Partnerschaftsansätze, erörtert Risiken und
Nebenwirkungen dieses Paradigmenwechsels in der internationalen Politik und
skizziert zum Schluss, welche Konsequenzen sich daraus für die Vereinten Nationen
abzeichnen.
Seit dem Inkrafttreten der Europäischen Grundrechtecharta hat der Grundrechtsschutz in Europa an Intensität und zugleich an Komplexität gewonnen. Der anstehende Beitritt der Europäischen Union zur EMRK wird dieser Entwicklung einen erneuten Schub verleihen. Die daraus resultierenden Probleme sind vielfältig. Im Vordergrund stehen dabei Rechtsfragen, die aus dem Zusammentreffen und der Geltung unterschiedlicher Rechtsordnungen resultieren. Im Zusammenhang der Grund- und Menschenrechte tritt zu den Rechtsordnungen der Mitgliedstaaten und der Europäischen Union die EMRK als völkerrechtlicher Vertrag mit eigenen Besonderheiten hinzu. Im Vergleich zu anderen Rechtsgebieten ist für die Grund- und Menschenrechte zudem zu beachten, dass es um den engeren Bereich unabdingbarer, individueller Rechtspositionen geht, die eine besondere Nähe zur Menschenwürde aufweisen. Dieser Thematik ist eine Reihe von Monographien gewidmet. Die vorliegende Dissertation greift die aktuellen Probleme auf und ordnet sie in allgemeine Zusammenhänge ein.
In der verdienstvollen Reihe der Abhandlungen der Studiengruppe für Politik und Völkerrecht ist ein gerade jetzt – Ukraine/Krim-Krise! – höchst aktueller Band zum Thema Selbstbestimmungsrecht der Völker erschienen. Der Band, der die auf einer Tagung der Hanns-Seidel-Stiftung in Verbindung mit der Kulturstiftung der deutschen Vertriebenen im Dezember 2010 gehaltenen Vorträge umfasst, präsentiert keine grundstürzend neuen Erkenntnisse, aber die mit dem Selbstbestimmungsrecht verbundenen Probleme werden in aller Regel übersichtlich dargestellt und erörtert. So ist das Fundament bereitet, auf dem auch die neueren Ereignisse sinnvoll diskutiert werden können. In diesem Zusammenhang soll auch auf frühere Arbeiten der Studiengruppe aufmerksam gemacht werden, die im vorliegenden Band freilich erstaunlich wenig, jedenfalls nicht erkennbar, ausgewertet werden.
Most of the baryonic matter in the Universe resides in a diffuse gaseous phase in-between galaxies consisting mostly of hydrogen and helium. This intergalactic medium (IGM) is distributed in large-scale filaments as part of the overall cosmic web. The luminous extragalactic objects that we can observe today, such as galaxies and quasars, are surrounded by the IGM in the most dense regions within the cosmic web. The radiation of these objects contributes to the so-called ultraviolet background (UVB) which keeps the IGM highly ionized ever since the epoch of reionization.
Measuring the amount of absorption due to intergalactic neutral hydrogen (HI) against extragalactic background sources is a very useful tool to constrain the energy input of ionizing sources into the IGM. Observations suggest that the HI Lyman-alpha effective optical depth, τ_eff, decreases with decreasing redshift, which is primarily due to the expansion of the Universe. However, some studies find a smaller value of the effective optical depth than expected at the specific redshift z~3.2, possibly related to the complete reionization of helium in the IGM and a hardening of the UVB. The detection and possible cause of a decrease in τ_eff at z~3.2 is controversially debated in the literature and the observed features need further explanation.
To better understand the properties of the mean absorption at high redshift and to provide an answer for whether the detection of a τ_eff feature is real we study 13 high-resolution, high signal-to-noise ratio quasar spectra observed with the Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) at the Very Large Telescope (VLT). The redshift evolution of the effective optical depth, τ_eff(z), is measured in the redshift range 2.7≤z≤3.6. The influence of metal absorption features is removed by performing a comprehensive absorption-line-fitting procedure.
In the first part of the thesis, a line-parameter analysis of the column density, N, and Doppler parameter, b, of ≈7500 individually fitted absorption lines is performed. The results are in good agreement with findings from previous surveys.
The second (main) part of this thesis deals with the analysis of the redshift evolution of the effective optical depth. The τ_eff measurements vary around the empirical power law τ_eff(z)~(1+z)^(γ+1) with γ=2.09±0.52. The same analysis as for the observed spectra is performed on synthetic absorption spectra. From a comparison between observed and synthetic spectral data it can be inferred that the uncertainties of the τ_eff values are likely underestimated and that the scatter is probably caused by high-column-density absorbers with column densities in the range 15≤logN≤17. In the real Universe, such absorbers are rarely observed, however. Hence, the difference in τ_eff from different observational data sets and absorption studies is most likely caused by cosmic variance. If, alternatively, the disagreement between such data is a result of an too optimistic estimate of the (systematic) errors, it is also possible that all τ_eff measurements agree with a smooth evolution within the investigated redshift range. To explore in detail the different analysis techniques of previous studies an extensive literature comparison to the results of this work is presented in this thesis.
Although a final explanation for the occurrence of the τ_eff deviation in different studies at z~3.2 cannot be given here, our study, which represents the most detailed line-fitting analysis of its kind performed at the investigated redshifts so far, represents another important benchmark for the characterization of the HI Ly-alpha effective optical depth at high redshift and its indicated unusual behavior at z~3.2.
Die kumulative Dissertation zur Projektdidaktik trägt den Titel „Von der Konzeption zur Praxis: Zur Entwicklung der Projektdidaktik am Oberstufen-Kolleg Bielefeld und ihre Impulsgebung und Modellbildung für das deutsche Regelschulwesen“. Die Dissertation versteht sich als beispielgebende Umsetzung und Implementierung der Projektdidaktik für das Regelschulsystem. Auf der Basis von 22 bereits erschienenen Publikationen und einer Monographie werden mit fünf methodischen Zugriffen (bildungshistorisch, dichte Beschreibung, Aktionsforschung, empirische Untersuchung an Regelschulen und Implementierungsforschung, s. Kapitel 1) in sieben Kapiteln (2- 8) des systematischen ersten Teils die Entwicklung der Unterrichtsform Projektunterricht in der BRD, Projektbegriff und Weiterentwicklung des Konzepts, Methodik, Bewertung sowie Organisation des Projektunterrichts am Oberstufen-Kolleg, der Versuchsschule des Landes NRW, in Auseinandersetzung mit der allgemeinen Projektdidaktik dargestellt sowie Formen und Verfahren der erprobten Implementierung in das Regelschulsystem präsentiert.
Ein Schlusskapitel (9) fasst die Ergebnisse zusammen. Im umfangreichen Anhang finden sich verschiedene Publikationen zu Aspekten der Projektdidaktik, auf die der systematische Teil jeweils Bezug nimmt.
Die bildungshistorische Analyse (Kapitel 2) untersucht das Verhältnis von pädagogischer Theorie und schulischer Praxis, die weder in Literatur und noch in Praxis genügend verbunden sind. Nach der Rezeption der gut erforschten Konzeptgeschichte pädagogischer Theorie in Anlehnung an Dewey und Kilpatrick wird durch eine erste Analyse der „Praxisgeschichte“ des Projektunterrichts auf ein Forschungsdesiderat hingewiesen, dies auch um die Projektpraxis am Oberstufen-Kolleg in Beziehung zu der in den Regelschulen setzen zu können. Dabei wurden seit 1975 sechs Entwicklungslinien herausgearbeitet: Start, Krise und ihre Überwindung durch Öffnung und Vernetzung (1975-1990), didaktisch-methodische Differenzierung und Notwendigkeit von Professionalisierung (ab 1990) sowie Schulentwicklung und Institutionalisierung (seit Ende der 1990er Jahre).
Projektunterricht besteht am Oberstufen-Kolleg seit der Gründung 1974 als fest eingerichtete Unterrichtsform (seit 2002 zweimal jährlich 2 Wochen) mit dem Ziel, für das Regelschulsystem die Projektdidaktik zu erproben und weiterzuentwickeln. Als wichtige praxisorientierte Ziele wurden ein praxistauglicher Begriff, Bildungswert und Kompetenzen im Unterschied zum Lehrgang herausgearbeitet (z.B. handlungs- und anwendungsorientierte Kompetenzen) und das Verhältnis zum Fachunterricht bestimmt (Kapitel 3). Letzteres wurde am Beispiel des Fachs Geschichte entwickelt und exemplarisch in Formen der Verzahnung dargestellt (Kapitel 6).
Auch für die methodische Dimension galt, die allgemeine Projektdidaktik weiterzuentwickeln durch ihre Abgrenzung zu anderen Methoden der Öffnung von Schule und Unterricht (Kapitel 4). Dabei wurde als zentrales methodisches Prinzip die Handlungsorientierung bestimmt sowie sieben Phasen und jeweilige Handlungsschritte festgelegt. Besonders Planung und Rollenwechsel bedürfen dabei besonderer Beachtung, um Selbsttätigkeit der ProjektteilnehmerInnen zu erreichen. Verschiedene methodische „Etüden“ ( z.B. Gruppenarbeit, recherchieren, sich öffentlich verhalten), handlungsorientierte Vorformen und projektorientiertes Arbeiten sollten die Vollform Projektunterricht vorbereiten helfen.
Die Bewertung von Projekten (Kapitel 5) stellt andere Anforderungen als der Lehrgang, weil sie unterschiedliche Bewertungsebenen (z.B. Prozessbedeutung, Produktbeurteilung, Gruppenbewertung) umfasst. Dazu sind am Oberstufen-Kolleg andere Bewertungsformen als die Ziffernnote entwickelt worden: z.B. ein „Reflexionsbericht“ als individuelle Rückmeldung von SchülerInnen und LehrerInnen und ein „Zertifikat“ für besondere Leistungen im Projekt.
Zentral für die Entwicklung von Projektunterricht ist jedoch die Organisationsfrage (Kapitel 7). Dazu bedarf es einer Organisationsgruppe Projekt, die die Unterrichtsform didaktisch betreut und in einem Hearing die angemeldeten Projekte berät. Das Oberstufen-Kolleg hat damit eine entwickelte „Projektkultur“ organisatorisch umgesetzt. Für eine empirische Untersuchung an sechs Regelschulen in Ostwestfalen ist dann eine idealtypische Merkmalsliste von schulischer „Projektkultur“ als Untersuchungsinstrument entstanden, das zugleich als Leitlinie für Schulentwicklung im Bereich Projektlernen in den Regelschulen dienen kann. Zu dieser Implementierung (Kapitel 8) wurden Konzepte und Erfahrungen vom Oberstufen-Kolleg für schulinterne und schulexterne Fortbildungsformen sowie eine exemplarische Fortbildungseinheit entwickelt. So konnten in zahlreichen Lehrerfortbildungen durch die Versuchsschule Impulse für das Regelschulsystem gegeben werden.
Co-doping of the MOF 3∞[Zn(2-methylimidazolate-4-amide-5-imidate)] (IFP-1 = Imidazolate Framework Potsdam-1) with luminescent Eu3+ and Tb3+ ions presents an approach to utilize the porosity of the MOF for the intercalation of luminescence centers and for tuning of the chromaticity to the emission of white light of the quality of a three color emitter. Organic based fluorescence processes of the MOF backbone as well as metal based luminescence of the dopants are combined to one homogenous single source emitter while retaining the MOF's porosity. The lanthanide ions Eu3+ and Tb3+ were doped in situ into IFP-1 upon formation of the MOF by intercalation into the micropores of the growing framework without a structure directing effect. Furthermore, the color point is temperature sensitive, so that a cold white light with a higher blue content is observed at 77 K and a warmer white light at room temperature (RT) due to the reduction of the organic emission at higher temperatures. The study further illustrates the dependence of the amount of luminescent ions on porosity and sorption properties of the MOF and proves the intercalation of luminescence centers into the pore system by low-temperature site selective photoluminescence spectroscopy, SEM and EDX. It also covers an investigation of the border of homogenous uptake within the MOF pores and the formation of secondary phases of lanthanide formates on the surface of the MOF. Crossing the border from a homogenous co-doping to a two-phase composite system can be beneficially used to adjust the character and warmth of the white light. This study also describes two-color emitters of the formula Ln@IFP-1a–d (Ln: Eu, Tb) by doping with just one lanthanide Eu3+ or Tb3+.
Co-doping of the MOF 3∞[Zn(2-methylimidazolate-4-amide-5-imidate)] (IFP-1 = Imidazolate Framework Potsdam-1) with luminescent Eu3+ and Tb3+ ions presents an approach to utilize the porosity of the MOF for the intercalation of luminescence centers and for tuning of the chromaticity to the emission of white light of the quality of a three color emitter. Organic based fluorescence processes of the MOF backbone as well as metal based luminescence of the dopants are combined to one homogenous single source emitter while retaining the MOF's porosity. The lanthanide ions Eu3+ and Tb3+ were doped in situ into IFP-1 upon formation of the MOF by intercalation into the micropores of the growing framework without a structure directing effect. Furthermore, the color point is temperature sensitive, so that a cold white light with a higher blue content is observed at 77 K and a warmer white light at room temperature (RT) due to the reduction of the organic emission at higher temperatures. The study further illustrates the dependence of the amount of luminescent ions on porosity and sorption properties of the MOF and proves the intercalation of luminescence centers into the pore system by low-temperature site selective photoluminescence spectroscopy, SEM and EDX. It also covers an investigation of the border of homogenous uptake within the MOF pores and the formation of secondary phases of lanthanide formates on the surface of the MOF. Crossing the border from a homogenous co-doping to a two-phase composite system can be beneficially used to adjust the character and warmth of the white light. This study also describes two-color emitters of the formula Ln@IFP-1a–d (Ln: Eu, Tb) by doping with just one lanthanide Eu3+ or Tb3+.
The simulation of the optical properties of supramolecular aggregates requires the development of methods, which are able to treat a large number of coupled chromophores interacting with the environment. Since it is currently not possible to treat large systems by quantum chemistry, the Frenkel exciton model is a valuable alternative. In this work we show how the Frenkel exciton model can be extended in order to explain the excitonic spectra of a specific double-walled tubular dye aggregate explicitly taking into account dispersive energy shifts of ground and excited states due to van der Waals interaction with all surrounding molecules. The experimentally observed splitting is well explained by the site-dependent energy shift of molecules placed at the inner or outer side of the double-walled tube, respectively. Therefore we can conclude that inclusion of the site-dependent dispersive effect in the theoretical description of optical properties of nanoscaled dye aggregates is mandatory.
The simulation of the optical properties of supramolecular aggregates requires the development of methods, which are able to treat a large number of coupled chromophores interacting with the environment. Since it is currently not possible to treat large systems by quantum chemistry, the Frenkel exciton model is a valuable alternative. In this work we show how the Frenkel exciton model can be extended in order to explain the excitonic spectra of a specific double-walled tubular dye aggregate explicitly taking into account dispersive energy shifts of ground and excited states due to van der Waals interaction with all surrounding molecules. The experimentally observed splitting is well explained by the site-dependent energy shift of molecules placed at the inner or outer side of the double-walled tube, respectively. Therefore we can conclude that inclusion of the site-dependent dispersive effect in the theoretical description of optical properties of nanoscaled dye aggregates is mandatory.
cis-Diamminedichloroplatinum(II) (Cisplatin) is one of the most important and frequently used cytostatic drugs for the treatment of various solid tumors. Herein, a laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) method incorporating a fast and simple sample preparation protocol was developed for the elemental mapping of Cisplatin in the model organism Caenorhabditis elegans (C. elegans). The method allows imaging of the spatially-resolved elemental distribution of platinum in the whole organism with respect to the anatomic structure in L4 stage worms at a lateral resolution of 5 μm. In addition, a dose- and time-dependent Cisplatin uptake was corroborated quantitatively by a total reflection X-ray fluorescence spectroscopy (TXRF) method, and the elemental mapping indicated that Cisplatin is located in the intestine and in the head of the worms. Better understanding of the distribution of Cisplatin in this well-established model organism will be instrumental in deciphering Cisplatin toxicity and pharmacokinetics. Since the cytostatic effect of Cisplatin is based on binding the DNA by forming intra- and interstrand crosslinks, the response of poly(ADP-ribose)metabolism enzyme 1 (pme-1) deletion mutants to Cisplatin was also examined. Loss of pme-1, which is the C. elegans ortholog of human poly(ADP-ribose) polymerase 1 (PARP-1) led to disturbed DNA damage response. With respect to survival and brood size, pme-1 deletion mutants were more sensitive to Cisplatin as compared to wildtype worms, while Cisplatin uptake was indistinguishable.
cis-Diamminedichloroplatinum(II) (Cisplatin) is one of the most important and frequently used cytostatic drugs for the treatment of various solid tumors. Herein, a laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) method incorporating a fast and simple sample preparation protocol was developed for the elemental mapping of Cisplatin in the model organism Caenorhabditis elegans (C. elegans). The method allows imaging of the spatially-resolved elemental distribution of platinum in the whole organism with respect to the anatomic structure in L4 stage worms at a lateral resolution of 5 μm. In addition, a dose- and time-dependent Cisplatin uptake was corroborated quantitatively by a total reflection X-ray fluorescence spectroscopy (TXRF) method, and the elemental mapping indicated that Cisplatin is located in the intestine and in the head of the worms. Better understanding of the distribution of Cisplatin in this well-established model organism will be instrumental in deciphering Cisplatin toxicity and pharmacokinetics. Since the cytostatic effect of Cisplatin is based on binding the DNA by forming intra- and interstrand crosslinks, the response of poly(ADP-ribose)metabolism enzyme 1 (pme-1) deletion mutants to Cisplatin was also examined. Loss of pme-1, which is the C. elegans ortholog of human poly(ADP-ribose) polymerase 1 (PARP-1) led to disturbed DNA damage response. With respect to survival and brood size, pme-1 deletion mutants were more sensitive to Cisplatin as compared to wildtype worms, while Cisplatin uptake was indistinguishable.
Nostalghia
(2015)
Andrej Tarkovskij ist es gelungen, sich mit einem relativ kleinen Oeuvre in die Filmgeschichte einzuschreiben, obwohl fast alle seine Filme als schwer verständlich gelten. Legenden ranken sich um sie. Die Protokollierung des Films Nostalghia soll der intensiveren wissenschaftlichen Erforschung eine verlässliche Grundlage geben. Deshalb wurde der deutschen Dialogfassung nicht die in deutschen Synchronisationen übliche Fassung zugrunde gelegt, sondern eine genauere Eigenübersetzung angefertigt.
Das Nachwort besteht aus einem poetologischen Kommentar und einer Bildergalerie, die Stills aus dem Film neben aktuelle Bilder von den wichtigsten Drehorten stellt.
Die Interaktionen von komplexen Kohlenhydraten und Proteinen sind ubiquitär. Sie spielen wichtige Rollen in vielen physiologischen Prozessen wie Zelladhäsion, Signaltransduktion sowie bei viralen Infektionen. Die molekularen Grundlagen der Interaktion sind noch nicht komplett verstanden. Ein Modellsystem für Kohlenhydrat-Protein-Interaktionen besteht aus Adhäsionsproteinen (Tailspikes) von Bakteriophagen, die komplexe Kohlenhydrate auf bakteriellen Oberflächen (O-Antigen) erkennen. Das Tailspike-Protein (TSP), das in dieser Arbeit betrachtet wurde, stammt aus dem Bakteriophagen 9NA (9NATSP). 9NATSP weist eine hohe strukturelle Homologie zum gut charakterisierten TSP des Phagen P22 (P22TSP) auf, bei einer niedriger sequenzieller Ähnlichkeit. Die Substratspezifitäten beider Tailspikes sind ähnlich mit Ausnahme der Toleranz gegenüber den glucosylierten Formen des O-Antigens. Die Struktur der beiden Tailspikes ist bekannt, sodass sie ein geeignetes System für vergleichende Bindungsstudien darstellen, um die strukturellen Grundlagen für die Unterschiede der Spezifität zu untersuchen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde der ELISA-like tailspike adsorption assay (ELITA) etabliert, um Binderpaare aus TSPs und O-Antigen zu identifizieren. Dabei wurden 9NATSP und P22TSP als Sonden eingesetzt, deren Bindung an die intakten, an die Mikrotiterplatte adsorbierten Bakterien getestet wurde. Beim Test einer Sammlung aus 44 Salmonella-Stämmen wurden Stämme identifiziert, die bindendes O-Antigen exprimieren. Gleichzeitig wurden Unterschiede in der Bindung der beiden TSPs an Salmonella-Stämme mit gleichem O-Serotyp beobachtet. Die Ergebnisse der ELITA-Messung wurden qualitativ durch eine FACS-basierte Bindungsmessung bestätigt. Zusätzlich ermöglichte die FACS-Messung bei Stämmen, die teilweise modifizierte O-Antigene herstellen, den Anteil an Zellen mit und ohne Modifikation zu erfassen.
Die Oberflächenplasmonresonanz (SPR)-basierten Interaktionsmessungen wurden eingesetzt, um Bindungsaffinitäten für eine TSP-O-Antigen Kombination zu quantifizieren. Dafür wurden zwei Methoden getestet, um die Oligosaccharide auf einem SPR-Chip zu immobilisieren. Zum einen wurden die enzymatisch hergestellten O-Antigenfragmente mit einem bifunktionalen Oxaminadapter derivatisiert, der eine primäre Aminogruppe für die Immobilisierung bereitstellt. Ein Versuch, diese Oligosaccharidfragmente zu immobilisieren, war jedoch nicht erfolgreich. Dagegen wurde das nicht derivatisierte Polysaccharid, bestehend aus repetitivem O-Antigen und einem konservierten Kernsaccharid, erfolgreich auf einem SPR-Chip immobilisiert. Die Immobilisierung wurde durch Interaktionsmessungen mit P22TSP bestätigt. Durch die Immobilisierung des Polysaccharids sind somit quantitative SPR-Bindungsmessungen mit einem polydispersen Interaktionspartner möglich.
Eine Auswahl von Salmonella-Stämmen mit einer ausgeprägt unterschiedlichen Bindung von 9NATSP und P22TSP im ELITA-Testsystem wurde hinsichtlich der Zusammensetzung des O-Antigens mittels HPLC, Kapillargelelektrophorese und MALDI-MS analysiert. Dabei wurden nicht-stöchiometrische Modifikationen der O-Antigene wie Acetylierung und Glucosylierung detektiert. Das Ausmaß der Glucosylierung korrelierte negativ mit der Effizienz der Bindung und des Verdaus durch die beiden TSPs, wobei der negative Effekt bei 9NATSP weniger stark ausgeprägt war als bei P22TSP. Dies stimmt mit den Literaturdaten zu Infektivitätsstudien mit 9NA und P22 überein, die mit Stämmen mit vergleichbaren O-Antigenvarianten durchgeführt wurden. Die Korrelation zwischen der Glucosylierung und Bindungseffizienz konnte strukturell interpretiert werden.
Auf Grundlage der O-Antigenanalysen sowie der Ergebnisse der ELITA- und FACS-Bindungstests wurden die Salmonella-Stämme Brancaster und Kalamu identifiziert, die annähernd quantitativ glucosyliertes O-Antigen exprimieren. Damit eignen sich diese Stämme für weiterführende Studien, um die Zusammenhänge zwischen der Spezifität und der Organisation der Bindestellen der beiden TSPs zu untersuchen.
Die Arbeit geht der Frage nach, wie Innovationen in einer Organisation des öffentlichen Sektors aufgenommen wurden und zu welchen Veränderungen dies führte. Im Vordergrund steht hier nicht die Innovation selbst, sondern vielmehr die Anpassungsmechanismen in der Organisation. Folgende Forschungsfragen wurden dazu gewählt:
1. Wie wurde das Instrument Zielsteuerung bzw. Zielvereinbarung im öffentlichen Sektor eingeführt und in die Managementroutinen integriert?
2. Welche Faktoren führen zu einer Integration der Zielsteuerung in die Managementroutinen?
3. Welche Empfehlungen für die Praxis lassen sich daraus ableiten?
Dazu wurde ein Landesbetrieb in Brandenburg detailliert untersucht und 31 Interviews mit Führungskräften der zweiten und dritten Managementebene geführt. In dieser Organisation wurde im Rahmen der deutschlandweiten Reformbewegung in der öffentlichen Verwaltung das Instrument Zielsteuerung bzw. Zielvereinbarung eingeführt und mit ganz konkreten Erwartungen verbunden. Als Untersuchungseinheit der möglichen Anpassungen und Veränderungen wurde das Konstrukt der Managementroutinen herangezogen, welche als kollektive Handlungsmuster ganz bewusst individuelle Verhaltensweisen ausklammerten.
Die Arbeit konnte eine Reihe von früheren Erkenntnissen bestätigen und zudem nachweisen, dass, entgegen des häufigen Vorurteils, Innovationen aus dem privatwirtschaftlichem Raum doch auch zu positiven Veränderungen in Organisationen der öffentlichen Hand führen können. Es kam hier jedoch nicht zur Entwicklung neuer, sondern zu einer Anpassung der bestehenden Routinen. Auf dieser Basis konnte festgestellt werden, dass ein stufenweiser Einführungsvorgang zunächst auf der Ebene der veränderten Zielvorstellungen der Führungskräfte zum Erfolg führte. Erst nach der Anpassung auf dieser „ostentativen“ Ebene kam es mit etwas Verzögerung zu einer Veränderung auf der Ebene der konkreten Handlungen. Im Hinblick auf die Einflussfaktoren der Innovation konnte festgestellt werden, dass viele Aspekte der Zielsetzungstheorie nach wie vor relevant sind und instabile politische Rahmenbedingungen zu wesentlichen Einschränkungen der Entfaltungsmöglichkeiten der Innovation führen können. Für viele Einflussfaktoren konnten allerdings sowohl positive als auch negative Wirkungen identifiziert werden.
Foreign Accent Syndrome
(2015)
Aminosäuren sind lebensnotwendige Moleküle für alle Organismen. Ihre Erkennung im Körper ermöglicht eine bedarfsgerechte Regulation ihrer Aufnahme und ihrer Verwertung. Welcher Chemosensor für diese Erkennung jedoch hauptverantwortlich ist, ist bisher unklar. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle der Umamigeschmacksrezeptoruntereinheit Tas1r1 jenseits ihrer gustatorischen Bedeutung für die Aminosäuredetektion in der Mundhöhle untersucht.
In der histologischen Tas1r1-Expressionsanalyse nichtgustatorischer Gewebe der Mauslinie Tas1r1-Cre/ROSA26-tdRFP wurde über die Detektion des Reporterproteins tdRFP die Expression des Tas1r1 in allen untersuchten Geweben (Speiseröhre, Magen, Darm, Bauchspeicheldrüse, Leber, Niere, Muskel- und Fettgewebe, Milz, Thymus, Lymphknoten, Lunge sowie Hoden) nachgewiesen. Mit Ausnahme von Dünndarm und Hoden gelang hierbei der Nachweis erstmals spezifisch auf zellulärer Ebene. Caecum und Lymphknoten wurden zudem neu als Expressionsorte des Tas1r1 identifiziert.
Trotz der beobachteten weiten Verbreitung des Tas1r1 im Organismus – unter anderem auch in Geweben, die für den Proteinstoffwechsel besonders relevant sind – waren im Zuge der durchgeführten Untersuchung potentieller extraoraler Funktionen des Rezeptors durch phänotypische Charakterisierung der Mauslinie Tas1r1-BLiR nur schwache Auswirkungen auf Aminosäurestoffwechsel bzw. Stickstoffhaushalt im Falle eines Tas1r1-Knockouts detektierbar. Während sich Ernährungsverhalten, Gesamtphysiologie, Gewebemorphologie sowie Futterverdaulichkeit unverändert zeigten, war die renale Stickstoffausscheidung bei Tas1r1-Knockout-Mäusen auf eiweißarmer sowie auf eiweißreicher Diät signifikant verringert. Eine Überdeckung der Auswirkungen des Tas1r1-Knockouts aufgrund kompensatorischer Effekte durch den Aminosäuresensor CaSR oder den Peptidsensor Gpr93 war nicht nachweisbar. Es bleibt offen, ob andere Mechanismen oder andere Chemosensoren an einer Kompensation beteiligt sind oder aber Tas1r1 in extraoralem Gewebe andere Funktionen als die der Aminosäuredetektion übernimmt. Unterschiede im extraoralen Expressionsmuster der beiden Umamirezeptor-untereinheiten Tas1r1 und Tasr3 lassen Spekulationen über andere Partner, Liganden und Funktionen zu.
Synchronization of large ensembles of oscillators is an omnipresent phenomenon observed in different fields of science like physics, engineering, life sciences, etc. The most simple setup is that of globally coupled phase oscillators, where all the oscillators contribute to a global field which acts on all oscillators. This formulation of the problem was pioneered by Winfree and Kuramoto. Such a setup gives a possibility for the analysis of these systems in terms of global variables. In this work we describe nontrivial collective dynamics in oscillator populations coupled via mean fields in terms of global variables. We consider problems which cannot be directly reduced to standard Kuramoto and Winfree models.
In the first part of the thesis we adopt a method introduced by Watanabe and Strogatz. The main idea is that the system of identical oscillators of particular type can be described by a low-dimensional system of global equations. This approach enables us to perform a complete analytical analysis for a special but vast set of initial conditions. Furthermore, we show how the approach can be expanded for some nonidentical systems. We apply the Watanabe-Strogatz approach to arrays of Josephson junctions and systems of identical phase oscillators with leader-type coupling.
In the next parts of the thesis we consider the self-consistent mean-field theory method that can be applied to general nonidentical globally coupled systems of oscillators both with or without noise. For considered systems a regime, where the global field rotates uniformly, is the most important one. With the help of this approach such solutions of the self-consistency equation for an arbitrary distribution of frequencies and coupling parameters can be found analytically in the parametric form, both for noise-free and noisy cases.
We apply this method to deterministic Kuramoto-type model with generic coupling and an ensemble of spatially distributed oscillators with leader-type coupling. Furthermore, with the proposed self-consistent approach we fully characterize rotating wave solutions of noisy Kuramoto-type model with generic coupling and an ensemble of noisy oscillators with bi-harmonic coupling.
Whenever possible, a complete analysis of global dynamics is performed and compared with direct numerical simulations of large populations.
Die Tagung HDI 2014 in Freiburg zur Hochschuldidaktik der Informatik HDI wurde erneut vom Fachbereich Informatik und Ausbildung / Didaktik der Informatik (IAD) in der Gesellschaft für Informatik e. V. (GI) organisiert. Sie dient den Lehrenden der Informatik in Studiengängen an Hochschulen als Forum der Information und des Austauschs über neue didaktische Ansätze und bildungspolitische Themen im Bereich der Hochschulausbildung aus der fachlichen Perspektive der Informatik.
Die HDI 2014 ist nun bereits die sechste Ausgabe der HDI. Für sie wurde das spezielle Motto „Gestalten und Meistern von Übergängen“ gewählt. Damit soll ein besonderes Augenmerk auf die Übergänge von Schule zum Studium, vom Bachelor zum Master, vom Studium zur Promotion oder vom Studium zur Arbeitswelt gelegt werden.
Children’s poor performance on object relative clauses has been explained in terms of intervention locality. This approach predicts that object relatives with a full DP head and an embedded pronominal subject are easier than object relatives in which both the head noun and the embedded subject are full DPs. This prediction is shared by other accounts formulated to explain processing mechanisms. We conducted a visual-world study designed to test the off-line comprehension and on-line processing of object relatives in German-speaking 5-year-olds. Children were tested on three types of object relatives, all having a full DP head noun and differing with respect to the type of nominal phrase that appeared in the embedded subject position: another full DP, a 1st- or a 3rd-person pronoun. Grammatical skills and memory capacity were also assessed in order to see whether and how they affect children’s performance. Most accurately processed were object relatives with 1st-person pronoun, independently of children’s language and memory skills. Performance on object relatives with two full DPs was overall more accurate than on object relatives with 3rd-person pronoun. In the former condition, children with stronger grammatical skills accurately processed the structure and their memory abilities determined how fast they were; in the latter condition, children only processed accurately the structure if they were strong both in their grammatical skills and in their memory capacity. The results are discussed in the light of accounts that predict different pronoun effects like the ones we find, which depend on the referential properties of the pronouns. We then discuss which role language and memory abilities might have in processing object relatives with various embedded nominal phrases.
Sentences with doubly center-embedded relative clauses in which a verb phrase (VP) is missing are sometimes perceived as grammatical, thus giving rise to an illusion of grammaticality. In this paper, we provide a new account of why missing-VP sentences, which are both complex and ungrammatical, lead to an illusion of grammaticality, the so-called missing-VP effect. We propose that the missing-VP effect in particular, and processing difficulties with multiply center-embedded clauses more generally, are best understood as resulting from interference during cue-based retrieval. When processing a sentence with double center-embedding, a retrieval error due to interference can cause the verb of an embedded clause to be erroneously attached into a higher clause. This can lead to an illusion of grammaticality in the case of missing-VP sentences and to processing complexity in the case of complete sentences with double center-embedding. Evidence for an interference account of the missing-VP effect comes from experiments that have investigated the missing-VP effect in German using a speeded grammaticality judgments procedure. We review this evidence and then present two new experiments that show that the missing-VP effect can be found in German also with less restricting procedures. One experiment was a questionnaire study which required grammaticality judgments from participants without imposing any time constraints. The second experiment used a self-paced reading procedure and did not require any judgments. Both experiments confirm the prior findings of missing-VP effects in German and also show that the missing-VP effect is subject to a primacy effect as known from the memory literature. Based on this evidence, we argue that an account of missing-VP effects in terms of interference during cue-based retrieval is superior to accounts in terms of limited memory resources or in terms of experience with embedded structures.
A number of recent studies have investigated how syntactic and non-syntactic constraints combine to cue memory retrieval during anaphora resolution. In this paper we investigate how syntactic constraints and gender congruence interact to guide memory retrieval during the resolution of subject pronouns. Subject pronouns are always technically ambiguous, and the application of syntactic constraints on their interpretation depends on properties of the antecedent that is to be retrieved. While pronouns can freely corefer with non-quantified referential antecedents, linking a pronoun to a quantified antecedent is only possible in certain syntactic configurations via variable binding. We report the results from a judgment task and three online reading comprehension experiments investigating pronoun resolution with quantified and non-quantified antecedents. Results from both the judgment task and participants' eye movements during reading indicate that comprehenders freely allow pronouns to corefer with non-quantified antecedents, but that retrieval of quantified antecedents is restricted to specific syntactic environments. We interpret our findings as indicating that syntactic constraints constitute highly weighted cues to memory retrieval during anaphora resolution.
We conducted two eye-tracking experiments investigating the processing of the Mandarin reflexive ziji in order to tease apart structurally constrained accounts from standard cue-based accounts of memory retrieval. In both experiments, we tested whether structurally inaccessible distractors that fulfill the animacy requirement of ziji influence processing times at the reflexive. In Experiment 1, we manipulated animacy of the antecedent and a structurally inaccessible distractor intervening between the antecedent and the reflexive. In conditions where the accessible antecedent mismatched the animacy cue, we found inhibitory interference whereas in antecedent-match conditions, no effect of the distractor was observed. In Experiment 2, we tested only antecedent-match configurations and manipulated locality of the reflexive-antecedent binding (Mandarin allows non-local binding). Participants were asked to hold three distractors (animate vs. inanimate nouns) in memory while reading the target sentence. We found slower reading times when animate distractors were held in memory (inhibitory interference). Moreover, we replicated the locality effect reported in previous studies. These results are incompatible with structure-based accounts. However, the cue-based ACT-R model of Lewis and Vasishth (2005) cannot explain the observed pattern either. We therefore extend the original ACT-R model and show how this model not only explains the data presented in this article, but is also able to account for previously unexplained patterns in the literature on reflexive processing.
Two classes of account have been proposed to explain the memory processes subserving the processing of reflexive-antecedent dependencies. Structure-based accounts assume that the retrieval of the antecedent is guided by syntactic tree-configurational information without considering other kinds of information such as gender marking in the case of English reflexives. By contrast, unconstrained cue-based retrieval assumes that all available information is used for retrieving the antecedent. Similarity-based interference effects from structurally illicit distractors which match a non-structural retrieval cue have been interpreted as evidence favoring the unconstrained cue-based retrieval account since cue-based retrieval interference from structurally illicit distractors is incompatible with the structure-based account. However, it has been argued that the observed effects do not necessarily reflect interference occurring at the moment of retrieval but might equally well be accounted for by interference occurring already at the stage of encoding or maintaining the antecedent in memory, in which case they cannot be taken as evidence against the structure-based account. We present three experiments (self-paced reading and eye-tracking) on German reflexives and Swedish reflexive and pronominal possessives in which we pit the predictions of encoding interference and cue-based retrieval interference against each other. We could not find any indication that encoding interference affects the processing ease of the reflexive-antecedent dependency formation. Thus, there is no evidence that encoding interference might be the explanation for the interference effects observed in previous work. We therefore conclude that invoking encoding interference may not be a plausible way to reconcile interference effects with a structure-based account of reflexive processing.
Objective: Alexithymia relates to difficulties recognizing and describing emotions. It has been linked to subjectively increased interoceptive awareness (IA) and to psychiatric illnesses such as major depressive disorder (MDD) and somatization. MDD in turn is characterized by aberrant emotion processing and IA on the subjective as well as on the neural level. However, a link between neural activity in response to IA and alexithymic traits in health and depression remains unclear.
Methods: A well-established fMRI task was used to investigate neural activity during IA (heartbeat counting) and exteroceptive awareness (tone counting) in non-psychiatric controls (NC) and MDD. Firstly, comparing MDD and NC, a linear relationship between IA-related activity and scores of the Toronto Alexithymia Scale (TAS) was investigated through whole-brain regression. Secondly, NC were divided by median-split of TAS scores into groups showing low (NC-low) or high (NC-high) alexithymia. MDD and NC-high showed equally high TAS scores. Subsequently, IA-related neural activity was compared on a whole-brain level between the three independent samples (MDD, NC-low, NC-high).
Results: Whole-brain regressions between MDD and NC revealed neural differences during IA as a function of TAS-DD (subscale difficulty describing feelings) in the supragenual anterior cingulate cortex (sACC; BA 24/32), which were due to negative associations between TAS-DD and IA-related activity in NC. Contrasting NC subgroups after median-split on a whole-brain level, high TAS scores were associated with decreased neural activity during IA in the sACC and increased insula activity. Though having equally high alexithymia scores, NC-high showed increased insula activity during IA compared to MDD, whilst both groups showed decreased activity in the sACC.
Conclusions: Within the context of decreased sACC activity during IA in alexithymia (NC-high and MDD), increased insula activity might mirror a compensatory mechanism in NC-high, which is disrupted in MDD.
Recent experiments show that transcription factors (TFs) indeed use the facilitated diffusion mechanism to locate their target sequences on DNA in living bacteria cells: TFs alternate between sliding motion along DNA and relocation events through the cytoplasm. From simulations and theoretical analysis we study the TF-sliding motion for a large section of the DNA-sequence of a common E. coli strain, based on the two-state TF-model with a fast-sliding search state and a recognition state enabling target detection. For the probability to detect the target before dissociating from DNA the TF-search times self-consistently depend heavily on whether or not an auxiliary operator (an accessible sequence similar to the main operator) is present in the genome section. Importantly, within our model the extent to which the interconversion rates between search and recognition states depend on the underlying nucleotide sequence is varied. A moderate dependence maximises the capability to distinguish between the main operator and similar sequences. Moreover, these auxiliary operators serve as starting points for DNA looping with the main operator, yielding a spectrum of target detection times spanning several orders of magnitude. Auxiliary operators are shown to act as funnels facilitating target detection by TFs.
Stochastic Wilson
(2015)
We consider a simple Markovian class of the stochastic Wilson–Cowan type models of neuronal network dynamics, which incorporates stochastic delay caused by the existence of a refractory period of neurons. From the point of view of the dynamics of the individual elements, we are dealing with a network of non-Markovian stochastic two-state oscillators with memory, which are coupled globally in a mean-field fashion. This interrelation of a higher-dimensional Markovian and lower-dimensional non-Markovian dynamics is discussed in its relevance to the general problem of the network dynamics of complex elements possessing memory. The simplest model of this class is provided by a three-state Markovian neuron with one refractory state, which causes firing delay with an exponentially decaying memory within the two-state reduced model. This basic model is used to study critical avalanche dynamics (the noise sustained criticality) in a balanced feedforward network consisting of the excitatory and inhibitory neurons. Such avalanches emerge due to the network size dependent noise (mesoscopic noise). Numerical simulations reveal an intermediate power law in the distribution of avalanche sizes with the critical exponent around −1.16. We show that this power law is robust upon a variation of the refractory time over several orders of magnitude. However, the avalanche time distribution is biexponential. It does not reflect any genuine power law dependence.
We define and study in detail utraslow scaled Brownian motion (USBM) characterized by a time dependent diffusion coefficient of the form . For unconfined motion the mean squared displacement (MSD) of USBM exhibits an ultraslow, logarithmic growth as function of time, in contrast to the conventional scaled Brownian motion. In a harmonic potential the MSD of USBM does not saturate but asymptotically decays inverse-proportionally to time, reflecting the highly non-stationary character of the process. We show that the process is weakly non-ergodic in the sense that the time averaged MSD does not converge to the regular MSD even at long times, and for unconfined motion combines a linear lag time dependence with a logarithmic term. The weakly non-ergodic behaviour is quantified in terms of the ergodicity breaking parameter. The USBM process is also shown to be ageing: observables of the system depend on the time gap between initiation of the test particle and start of the measurement of its motion. Our analytical results are shown to agree excellently with extensive computer simulations.
Das 8. Herbsttreffen Patholinguistik mit dem Schwerpunktthema "Besonders behandeln? Sprachtherapie im Rahmen primärer Störungsbilder" fand am 15.11.2014 in Potsdam statt. Das Herbsttreffen wird seit 2007 jährlich vom Verband für Patholinguistik e.V. (vpl) durchgeführt.
Der vorliegende Tagungsband beinhaltet die vier Hauptvorträge zum Schwerpunktthema, die vier Kurzvorträge aus dem Spektrum Patholinguisitk sowie die Beiträge der Posterpräsentationen zu weiteren Themen aus der sprachtherapeutischen Forschung und Praxis.
Electron transfer (ET) reactions play a crucial role in the metabolic pathways of all organisms. In biotechnological approaches, the redox properties of the protein cytochrome c (cyt c), which acts as an electron shuttle in the respiratory chain, was utilized to engineer ET chains on electrode surfaces. With the help of the biopolymer DNA, the redox protein assembles into electro active multilayer (ML) systems, providing a biocompatible matrix for the entrapment of proteins.
In this study the characteristics of the cyt c and DNA interaction were defined on the molecular level for the first time and the binding sites of DNA on cyt c were identified. Persistent cyt c/DNA complexes were formed in solution under the assembly conditions of ML architectures, i.e. pH 5.0 and low ionic strength. At pH 7.0, no agglomerates were formed, permitting the characterization of the NMR spectroscopy. Using transverse relaxation-optimized spectroscopy (TROSY)-heteronuclear single quantum coherence (HSQC) experiments, DNAs’ binding sites on the protein were identified. In particular, negatively charged AA residues, which are known interaction sites in cyt c/protein binding were identified as the main contact points of cyt c and DNA.
Moreover, the sophisticated task of arranging proteins on electrode surfaces to create functional ET chains was addressed. Therefore, two different enzyme types, the flavin dependent fructose dehydrogenase (FDH) and the pyrroloquinoline quinone dependent glucose dehydrogenase (PQQ-GDH), were tested as reaction partners of freely diffusing cyt c and cyt c immobilized on electrodes in mono- and MLs. The characterisation of the ET processes was performed by means of electrochemistry and the protein deposition was monitored by microgravimetric measurements. FDH and PQQ-GDH were found to be generally suitable for combination with the cyt c/DNA ML system, since both enzymes interact with cyt c in solution and in the immobilized state. The immobilization of FDH and cyt c was achieved with the enzyme on top of a cyt c monolayer electrode without the help of a polyelectrolyte. Combining FDH with the cyt c/DNA ML system did not succeed, yet. However, the basic conditions for this protein-protein interaction were defined. PQQ-GDH was successfully coupled with the ML system, demonstrating that that the cyt c/DNA ML system provides a suitable interface for enzymes and that the creation of signal chains, based on the idea of co-immobilized proteins is feasible.
Future work may be directed to the investigation of cyt c/DNA interaction under the precise conditions of ML assembly. Therefore, solid state NMR or X-ray crystallography may be required. Based on the results of this study, the combination of FDH with the ML system should be addressed. Moreover, alternative types of enzymes may be tested as catalytic component of the ML assembly, aiming on the development of innovative biosensor applications.
Der Nötigungsnotstand
(2015)
Patterned differentiation of distinct cell types is essential for the development of multicellular organisms. The root epidermis of Arabidopsis thaliana is composed of alternating files of root hair and non-hair cells and represents a model system for studying the control of cell-fate acquisition. Epidermal cell fate is regulated by a network of genes that translate positional information from the underlying cortical cell layer into a specific pattern of differentiated cells. While much is known about the genes of this network, new players continue to be discovered. Here we show that the SABRE (SAB) gene, known to mediate microtubule organization, anisotropic cell growth and planar polarity, has an effect on root epidermal hair cell patterning. Loss of SAB function results in ectopic root hair formation and destabilizes the expression of cell fate and differentiation markers in the root epidermis, including expression of the WEREWOLF (WER) and GLABRA2 (GL2) genes. Double mutant analysis reveal that wer and caprice (cpc) mutants, defective in core components of the epidermal patterning pathway, genetically interact with sab. This suggests that SAB may act on epidermal patterning upstream of WER and CPC. Hence, we provide evidence for a role of SAB in root epidermal patterning by affecting cell-fate stabilization. Our work opens the door for future studies addressing SAB-dependent functions of the cytoskeleton during root epidermal patterning.
The coordination of cell polarity within the plane of the tissue layer (planar polarity) is crucial for the development of diverse multicellular organisms. Small Rac/Rho-family GTPases and the actin cytoskeleton contribute to planar polarity formation at sites of polarity establishment in animals and plants. Yet, upstream pathways coordinating planar polarity differ strikingly between kingdoms. In the root of Arabidopsis thaliana, a concentration gradient of the phytohormone auxin coordinates polar recruitment of Rho-of-plant (ROP) to sites of polar epidermal hair initiation. However, little is known about cytoskeletal components and interactions that contribute to this planar polarity or about their relation to the patterning machinery. Here, we show that ACTIN7 (ACT7) represents a main actin isoform required for planar polarity of root hair positioning, interacting with the negative modulator ACTIN-INTERACTING PROTEIN1-2 (AIP1-2). ACT7, AIP1-2 and their genetic interaction are required for coordinated planar polarity of ROP downstream of ethylene signalling. Strikingly, AIP1-2 displays hair cell file-enriched expression, restricted by WEREWOLF (WER)-dependent patterning and modified by ethylene and auxin action. Hence, our findings reveal AIP1-2, expressed under control of the WER-dependent patterning machinery and the ethylene signalling pathway, as a modulator of actin-mediated planar polarity.
Recent experiments show that transcription factors (TFs) indeed use the facilitated diffusion mechanism to locate their target sequences on DNA in living bacteria cells: TFs alternate between sliding motion along DNA and relocation events through the cytoplasm. From simulations and theoretical analysis we study the TF-sliding motion for a large section of the DNA-sequence of a common E. coli strain, based on the two-state TF-model with a fast-sliding search state and a recognition state enabling target detection. For the probability to detect the target before dissociating from DNA the TF-search times self-consistently depend heavily on whether or not an auxiliary operator (an accessible sequence similar to the main operator) is present in the genome section. Importantly, within our model the extent to which the interconversion rates between search and recognition states depend on the underlying nucleotide sequence is varied. A moderate dependence maximises the capability to distinguish between the main operator and similar sequences. Moreover, these auxiliary operators serve as starting points for DNA looping with the main operator, yielding a spectrum of target detection times spanning several orders of magnitude. Auxiliary operators are shown to act as funnels facilitating target detection by TFs.