Дисертації з теми "Stress classification"

Il est maintenant largement accepté que le stress joue un rôle important dans les sociétés modernes. Le stress impacte en effet le corps et l'esprit à différents niveaux. De plus, le lien entre stress et maladie a été observé dans plusieurs études. Cependant, il n'y a pas encore de définition consensuelle du stress, et par conséquent il n'y a pas de manière consensuelle de le mesurer. Ainsi, bien que la qualité de la mesure joue un rôle majeur dans la réalisation de solutions robustes de détection du stress, les chercheurs doivent choisir une stratégie de mesure parmi un grand nombre de possibilités. Cette hétérogénéité impacte la validité des comparaisons faites entre les différentes solutions. Dans cette thèse, nous évaluons l'impact de plusieurs stratégies de mesure pour la détection du stress. Dans un premier temps, nous résumons comment différents domaines de recherche définissent et mesurent le stress. Nous décrivons ensuite comment nous avons collecté des données de sujets en situation stressante ainsi que plusieurs mesures du stress. Nous étudions également les liens entre ces différentes mesures. Par la suite, nous présentons les descripteurs comportementaux et physiologiques que nous avons extraits pour nos expériences. Enfin, nous présentons les résultats obtenus concernant l'impact des stratégies de mesure sur 1) la normalisation de données, 2) la performance des descripteurs pour la classification et 3) sur la conception d'algorithmes d'apprentissage automatique. De manière générale, nous défendons l'idée qu'il faut adopter une approche globale pour concevoir une solution de détection du stress
It is now widely accepted that stress plays an important role in modern societies. It impacts the body and the mind at several levels and the association between stress and disease has been observed in several studies. However, there is no consensual definition of stress yet, and therefore there is no consensual way of assessing it either. Thus, although the quality of assessment is a key factor to build robust stress detection solutions, researchers have to choose among a wide variety of assessment strategies. This heterogeneity impacts the validity of comparing solutions among them. In this thesis, we evaluate the impact of several assessment strategies for stress detection. We first review how different fields of research define and assess stress. Then, we describe how we collected stress data along with multiple assessments. We also study the association between these assessments. We present the behavioural and physiological features that we extracted for our experiments. Finally, we present the results we obtained regarding the impact of assessment strategies on 1) data normalization, 2) feature classification performance and 3) on the design of machine learning algorithms. Overall, we argue that one has to take a global and comprehensive approach to design stress detection solutions

Le cancer du pancréas, ou encore l'adénocarcinome pancréatique (ACP) est la 4ème cause de décès liée au cancer dans les pays industrialisés. Non seulement l'absence de signes cliniques spécifiques à la maladie conduit à un diagnostic tardif, souvent à un stade métastasique, la classification actuelle des patients atteints de ce cancer ne permet pas d'orienter le choix de prise en charge des patients. Cette absence de traitement efficace se traduit par un très faible taux de réponse aux chimiothérapies et une médiane de survie à 5 ans, inférieure à 5%. L'importante hétérogénéité génomique inter-tumorale ainsi que l'abondance du stroma perturbent l'analyse du processus de carcinogénèse pancréatique, et rendent particulièrement complexe le ciblage d'une voie spécifique. Par conséquent, les différentes classifications établies par des analyses génomiques et transcriptomiques ont permis de séparer les patients principalement en deux sous-groupes "basal" et "classique" avec des différences marquées de survie, mais pas de sensibilité particulière à un agent thérapeutique. Cependant, plusieurs groupes de recherche, dont le nôtre, ont montré que l'ACP comportait d'importantes dérégulations au niveau de la traduction des ARN messagers, démontrant ainsi que l'abondance des ARNm et le niveau de protéines ne sont pas toujours corrélés. Mes travaux ont permis d'identifier un sous-groupe de tumeurs portant une signature traductionnelle spécifique, indécelable au niveau transcriptionnel, grâce à l'analyse du traductome de 28 PDX pancréatiques par une approche bio-informatique non-supervisée. Dans ces tumeurs, la voie de "Integrated Stress response" (ISR) est activée de manière constitutive, associée à une baisse de la synthèse protéique globale. Cette particularité semble contribuer à un mécanisme de résistance aux stress, notamment aux chimiothérapies activatrices de l'ISR. Ce phénotype pourrait être expliqué par une résistance accrue à l'apoptose dans ces cellules cancéreuses. Néanmoins, la caractérisation de ce sous-type démontre une dépendance très particulière liée au métabolisme d'un acide aminé. En conséquence, le ciblage de cette voie pourrait constituer une nouvelle approche thérapeutique, spécifique à ces tumeurs pancréatiques
Pancreatic cancer, also known as pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) is the 4th cause of cancer related death in industrialized countries. The absence of specific clinical symptoms of this disease leads to a late diagnosis, mostly at a metastatic stage. Moreover, the current classification of PDA patients does not allow personalized patient management, which may explain the lack of efficient treatment, resulting in a poor treatment response rate and a 5-year survival rate not exceeding 7%. The important genomic heterogeneity between tumors and the high abundance of the stroma hinder the analysis of the pancreatic carcinogenesis process, and make particularly complex the targeting of a specific pathway. Different classifications of PDA tumors based on mutational landscape and genome wide transcriptomic analysis emerged principally two subtypes "basal-like" and "classical", correlating with patient overall survival but not to a particular sensitivity to a molecule class. Nonetheless, several research groups including ours, demonstrated the presence of a high deregulation in mRNA translation mechanisms in PDA, showing that the abundance of mRNA and the level of the associated protein do not always correlate. My work allowed the identification of a tumor subgroup with a particular translational signature, undetectable at the transcriptional level, through the translatome analysis of 28 pancreatic patient-derived xenografts (PDX) by unsupervised bioinformatics approaches. The Integrated Stress Response (ISR) pathway is constituvely activated in these tumors, in association with a global protein synthesis attenuation. This particularity seems to contribute in increasing resistance to stress, including ISR-activating chemotherapies, and could be explained by an increased resistance to apoptosis in these cancer cells. Nonetheless, the characterization of this subtype revealed an important dependency on a specific amino acid metabolism. As a consequence, targeting this metabolic pathway might be an interesting therapeutic approach for these pancreatic tumors

With the purpose of classifying and modelling stress, different sensors, signal features, machine learning methods, and stress experiments have been compared. Two databases have been studied: the MIT driver stress database and a new experimental database, where three stress tasks have been performed for 9 subjects: the Trier Social Stress Test, the Socially Evaluated Cold Pressor Test and the d2 test, of which the latter is not classically used for generating stress. Support vector machine, naive Bayes, k-nearest neighbor and probabilistic neural network classification techniques were compared, with support vector machines achieving the highest performance in general (99.5 ±0.6 %$on the driver database and 91.4 ± 2.4 % on the experimental database). For both databases, relevant features include the mean of the heart rate and the mean of the galvanic skin response, together with the mean of the absolute derivative of the galvanic skin response signal. A new feature is also introduced with great performance in stress classification for the driver database. Continuous models for estimating stress levels have also been developed, based upon the perceived stress levels given by the subjects during the experiments, where support vector regression is more accurate than linear and variational Bayesian regression.
I syfte att klassificera och modellera stress har olika sensorer, signalegenskaper, maskininlärningsmetoder och stressexperiment jämförts. Två databaser har studerats: MIT:s förarstressdatabas och en ny databas baserad på egna experiment, där stressuppgifter har genomförts av nio försökspersoner: Trier Social Stress Test,  Socially Evaluated Cold Pressor Test och d2-testet, av vilka det sistnämnda inte normalt används för att generera stress. Support vector machine-, naive Bayes-, k-nearest neighbour- och probabilistic neural network-algoritmer har jämförts, av vilka support vector machine har uppnått den högsta prestandan i allmänhet (99.5 ± 0.6 % på förardatabasen, 91.4 ± 2.4 %  på experimenten). För båda databaserna har signalegenskaper såsom medelvärdet av hjärtrytmen och hudens ledningsförmåga, tillsammans med medelvärdet av beloppet av hudens ledningsförmågas derivata identifierats som relevanta. En ny signalegenskap har också introducerats, med hög prestanda i stressklassificering på förarstressdatabasen. En kontinuerlig modell har också utvecklats, baserad på den upplevda stressnivån angiven av försökspersonerna under experimenten, där support vector regression har uppnått bättre resultat än linjär regression och variational Bayesian regression.

The advancement of the Head Mounted Display (HMD) used for Virtual Reality (VR) has come a long way and now the option of eye tracking is available in some HMD. The eyes show physiological responses when healthy individuals are stressed, justifying eye tracking as a tool to estimate at minimum, the very presence of stress. Stress can present itself in many shapes and may be caused by different factors such as work, social situations, cognitive load and many others. The stress test Group Stroop Color Word Test (GSCWT) can induce four different levels of stress in users; no stress, low stress, medium stress and high stress. In this thesis GSCWT was implemented in a virtual reality and users had their pupil dilation and blinking rate recorded. The data was then used to train and test a K-Nearest Neighbour algorithm (KNN). The KNN- algorithm could not accurately predict between the four different stress classes but it could predict the presence or absence of stress. VR has been used successfully as a tool for practicing different social skills and other everyday life skills for individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD). By correctly identifying the stress level in the user in VR, tools for practicing social skills for ASD individuals could be more personalized and improved.

This paper shows first results of mobile measurements, which carried out in summer 2009 to evaluate the thermal comfort for a „standardized‟ pedestrian in several urban areas of Leipzig. The analysis of the obtained data was conducted by calculating the mean radiant temperature as well as the Predicted Mean Vote (PMV). The results were compared to simulations applying the RayMan-program. Additionally to these findings to short-term stress, a study to the cumulated thermal stress was implemented into the analysis for the first time. Thereby, the thermal stress was considered which is perceived by a healthy ‟standardized‟ person during a one hour walk. As a first step a time rate of change of the PMV was defined for a measurement period. Using the example of the 20th August, 2009 in Leipzig, urban district Lößnig, a cumulated PMVaggregation of 0.7 was calculated and hence, a total (cumulated) PMV of 3.4 results in comparison to an arithmetically averaged PMV of only 2.7 for all measurement points along the route that were taken that day. Thus, a person perceives a severe thermal stress when walking the typical pedestrian route in Leipzig-Lößnig in one hour.

Main aim of our thesis is fatigue and stress detection from biological signals of a driver. Introduction contains information on published methods of detection and thoroughly informs readers about theoretical background necessary for our thesis. In the practical application we have firstly worked with a database of measured rides and subsequently chose their most relevant sections. Extraction and selection of features followed afterward. Five different classification models for tiredness and stress detection were used in the thesis and prediction was based on actual data. Lastly, the final section compares the best model of our thesis with the already published results.

At the time of writing, stress and stress related disease have become the most common reasons for absence in the workplace in Sweden. The purpose of the work presented here is to identify and notify people managing unhealthy levels of stress. Since symptoms of mental stress manifest through functions of the Sympathetic Nervous System (SNS), they are best measured through monitoring of SNS changes and phenomena. In this study, changes in the sympathetic control of heart rate were recorded and analyzed using heart rate variability analysis and a simple runner’s heart rate sensor connected to a smartphone. Mental stress data was collected through stressful video gaming. This was compared to data from non-stressful activities, physical activity and extremely stressful activities such as public speaking events. By using the period between heartbeats and selecting features from the frequency domain, a simple machine learning algorithm could differentiate between the types of data and thus could effectively recognize mental stress. The study resulted in a collection of 100 data points, an algorithm to extract features and an application to continuously collect and classify sequences of heart periods. It also revealed an interesting relationship in the data between different subjects. The fact that continuous stress monitoring can be achieved using minimally intrusive sensors is the greatest benefit of these results, especially when connsidering its potential value in the identification and prevention of stress related disease.

Les méthodes traditionnelles de dimensionnement à la fatigue s’appuient sur l’utilisation de coefficients dits de “sécurité” dans le but d’assurer l’intégrité de la structure en couvrant les incertitudes inhérentes à la fatigue. Ces méthodes de l’ingénieur ont le mérite d’être simples d’application et de donner des solutions heureusement satisfaisantes du point de vue de la sécurité. Toutefois, elles ne permettent pas au concepteur de connaître la véritable marge de sécurité de la structure et l’influence des différents paramètres de conception sur la fiabilité. Les approches probabilistes sont envisagées dans cette thèse afin d’acquérir ces informations essentielles pour un dimensionnement optimal de la structure vis-à-vis de la fatigue. Une approche générale pour l’analyse probabiliste en fatigue est proposée dans ce manuscrit. Elle s’appuie sur la modélisation des incertitudes (chargement, propriétés du matériau, géométrie, courbe de fatigue) et vise à quantifier le niveau de fiabilité de la structure étudiée pour un scénario de défaillance en fatigue. Les méthodes classiques de fiabilité nécessitent un nombre important d’évaluations du modèle mécanique de la structure et ne sont donc pas envisageables lorsque le calcul du modèle est coûteux en temps. Une famille de méthodes appelée AK-RM (Active learning and Kriging-based Reliability Methods) est précisément proposée dans ces travaux de thèse afin de résoudre le problème de fiabilité avec un minimum d’évaluations du modèle mécanique. L’approche générale est appliquée à deux cas-tests fournis par SNECMA dans le cadre du projet ANR APPRoFi
Traditional procedures for designing structures against fatigue are grounded upon the use of so-called safety factors in an attempt to ensure structural integrity while masking the uncertainties inherent to fatigue. These engineering methods are simple to use and fortunately, they give satisfactory solutions with regard to safety. However, they do not provide the designer with the structure’s safety margin as well as the influence of each design parameter on reliability. Probabilistic approaches are considered in this thesis in order to acquire this information, which is essential for an optimal design against fatigue. A general approach for probabilistic analysis in fatigue is proposed in this manuscript. It relies on the modelling of the uncertainties (load, material properties, geometry, and fatigue curve), and aims at assessing the reliability level of the studied structure in the case of a fatigue failure scenario. Classical reliability methods require a large number of calls to the mechanical model of the structure and are thus not applicable when the model evaluation is time-demanding. A family of methods named AK-RM (Active learning and Kriging-based Reliability methods) is proposed in this research work in order to solve the reliability problem with a minimum number of mechanical model evaluations. The general approach is applied to two case studies submitted by SNECMA in the frame of the ANR project APPRoFi

Evidence from self-reports and laboratory studies suggests that recall of nontrauma autobiographical memories may be disturbed in posttraumatic stress disorder (PTSD), but investigations in everyday life are sparse. This study investigated unintentional nontrauma and trauma memories in trauma survivors with and without PTSD (N = 52), who kept an autobiographical memory diary for a week. We investigated whether unintentional nontrauma memories show an overgeneral memory bias and further memory abnormalities in people with PTSD, and whether unintentional trauma memories show distinct features. Compared to the no-PTSD group, the PTSD group recorded fewer nontrauma memories, which were more overgeneral, more often from before the trauma or related to the trauma, were perceived as distant, and led to greater dwelling. Trauma memories were more vivid, recurrent, and present and led to greater suppression and dwelling. Within the PTSD group, the same features distinguished trauma and nontrauma memories. Results are discussed regarding theories of autobiographical memory and PTSD.

De nombreux auteurs ont montré que les conditions d'isolement et de confinement endurées au cours d'un hivernage polaire se manifestent souvent par un ensemble de symptômes psychologiques et physiologiques (Strange & Klein, 1973 ; Palinkas, 1992 ; Rivolier, 1989). Selon le modèle de l'épisode de stress (lassarre, 2002), ces différentes réactions surviendraient dans les situations comportant un enjeu pour l'individu, et mettant en cause leur santé ou leur bien-être. L'évaluation de l'adaptation psychologique en hivernage a donc pour objectif la détection précoce des difficultés d'adaptation des hivernants afin de permettre la mise en place rapide d'une prise en charge appropriée. L'étude des réactions présentées par les hivernants des stations antarctique et sub-antarctiques françaises a été réalisée à l'aide d'une grille d'observations répertoriant les manifestations de stress susceptibles d'apparaître en cours d'hivernage. Cette grille dont la création est basée sur l'étude comparative des différentes méthodes d'évaluation de l'adaptation en milieu polaire (Rivolier, 1981), est remplie deux fois par mois par le médecin d'hivernage qui note la présence ou l'absence de chaque manifestation de stress pour chaque hivernant. Les données recueillies par les médecins de douze missions différentes réalisées entre 1998 et 2002 permettent d'attester des bonnes qualités métrologiques de la grille. L'étude des associations entre les manifestations de stress observées indique que celles-ci peuvent être regroupées en cinq catégories correspondant aux " réactions adaptatives " des hivernants. Les résultats permettent par ailleurs de déterminer les modalités d'apparition du " third quarter phenomenon " (Bechtel & Berning, 1991), et sont discutés afin de déterminer l'apport de la grille des manifestations de stress pour l'étude de l'adaptation psychologique d'une part, et de proposer différentes classifications des réactions à la situation d'hivernage polaire
If has been stated that several psychological and physiological symptoms are generally induced by the stressful conditions of a polar winter-over (Strange & Klein, 1973 ; Palinkas, 1992 ; Rivolier, 1989). According to the stress episode model (Lassarre, 2002), these reactions appear when individual's health and well-being are severely tested. Consequently, the study of psychological adaptation in Antarctica has great relevance in order to allow the early detection of the winterers who express adaptation difficulties. The study of the Antarctic and sub-antarctic winterers is made with an observation grid. This grid lists the stress reactions that may appear during the course of the winter-over, and is based on a comparative study of different adaptation assessment tools in Antarctica (Rivolier, 1981). The grid is completed every two weeks by the mission's doctor who has to note the presence or the absence of each stress reaction for each winterer. The data collected during 12 different missions between 1998 and 2002 confirm the satisfactory psychometric qualities of the grid. The study of the regroupings of stress reactions leads to a five-factor-classification that describes the five most frequent "adaptive behaviours" of the winterers. The results also allow being more specific about the modalities of appearance of the "third quarter phenomenon" (Bechtel & Berning, 1991). The results are discussed in order to study the contribution of the observation grid for the study of psychological adaptation on the one hand, and to propose different classification of stress reactions to the polar environment on the other hand

The retina is prone to oxidative stress from many factors which are also involved in the pathogenesis of degenerative diseases. In this study, we used the application of blue light as a physiological stress factor. The aim of this study was to identify the major source of intracellular ROS that mediates blue light-induced detrimental effects on cells which may lead to cytotoxicity. We hypothesized that outer segments are the major source of blue light induced ROS generation. In photoreceptors, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase (Nox) enzymes and the recently found respiratory chain complexes may represent a major source for reactive oxygen species (ROS), beside mitochondria and chromophores. Therefore, we investigated this hypothesis and analysed the exact localization of the ROS source in photoreceptors in an organotypic culture system for mouse retinas. Whole eyeball cultures were irradiated with visible blue light (405 nm) with an output power of 1 mW/cm2. Blue light impingement lead to an increase of ROS production (detected by H2DCFDA in live retinal explants), which was particularly strong in the photoreceptor outer segments. Nox-2 and Nox-4 proteins are sources of ROS in blue light irradiated photoreceptors; the Nox inhibitor apocynin decreased ROS stimulated by blue light. Concomitantly, enzyme SOD-1, a member of the antioxidant defense system, indicator molecules of protein oxidation (CML) and lipid oxidation (MDA and 4-HNE) were also increased in the outer segments. Interestingly, outer segments showed a mitochondrial-like membrane potential which was demonstrated using two dyes (JC-1 and TMRE) normally exclusively associated with mitochondria. As in mitochondria, these dyes indicated a decrease of the membrane potential in hypoxic states or cell stress situations. The present study demonstrates that ROS generation and oxidative stress occurs directly in the outer segments of photoreceptors after blue light irradiation.

Die Psychoneuroimmunologie beschäftigt sich unter anderem mit der Frage, ob und unter welchen Bedingungen psychosozialer Stress krank macht. Humanstudien, die dieser Frage nachgehen, können dabei meist nur korrelative Zusammenhänge aufdecken. Um trotzdem Aussagen zu Mechanismen, Ursache-Wirkungsbeziehungen und klinische Relevanz treffen zu können, muss z.B. auf Befunde aus der Tierforschung oder aus in vitro-Studien zurückgegriffen werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine Methode zu finden, welche eine breitere Interpretationsgrundlage für korrelative Befunde aus Humanstudien liefert. Als besonders viel versprechend kann die Untersuchung von Patienten mit Morbus Addison angesehen werden. Patienten mit dieser Erkrankung können aufgrund zerstörter Nebennierenrinden kein Cortisol produzieren. Dieses Fehlen von Cortisol wird medikamentös ausgeglichen. Da bislang keine experimentellen Daten zu den aus der Substitutionstherapie resultierenden freien Cortisolkonzentrationen sowie den endokrinologischen Reaktionen auf Stress vorliegen, wurden in einem ersten Schritt diese beiden Fragestellungen bearbeitet. Anschließend wurde die Methode auf immunologische Fragestellungen angewandt. Die Ergebnisse der durchgeführten Studien zeigen zum einen, dass die medikamentöse Morbus Addison-Therapie in der momentanen Form nicht geeignet ist, den bei Gesunden zu beobachtenden zirkadianen Cortisolrhythmus optimal nachzustellen. Des weiteren bestätigte sich, dass psychosozialer Stress bei Patienten mit Morbus Addison lediglich eine Noradrenalinantwort auslöst, stress-induzierte Anstiege in Cortisol und Adrenalin jedoch ausbleiben. Eine Injektion von 0.03mg/kg Hydrocortison nach einem akuten Stresstest zeigte sich als geeignet, normale stressinduzierte Cortisolanstiege und Maximalwerte nachzustellen. In den untersuchten Immunparametern unterschieden sich gesunde Probanden und Patienten mit Morbus Addison vor Stressinduktion nicht. Stress-bedingte Veränderungen in peripheren Lymphozytenzahlen lassen sich dahingehend interpretieren, dass bei Patienten zwar akut eine Einwanderung von Lymphozyten aus dem Gewebe in das Blut stattfindet, aber Cortisol mitverantwortlich ist für die anschließende Redistribution. Bleibt eine Cortisolstressantwort aus, deutet dieser Befund auf ein erhöhtes Infektionsrisiko hin. Die Verläufe zur stimulierten Produktion des Entzündungsmediators Interleukin-6 stehen im Einklang mit der Hypothese, dass stress-induzierte Cortisolkonzentrationen vor einer überschießenden Entzündungsreaktion schützen. Des weiteren lässt sich bei gesunden Probanden das Absinken der NF-?B-Aktivität nach Stress durch Cortisolwerte direkt nach Stress, bei Morbus Addison-Patienten hingegen durch Veränderungen im Noradrenalin vorhersagen. Das vorliegende Dissertationsprojekt konnte zeigen, dass die Untersuchung von Patienten mit Morbus Addison ein Erfolg versprechender Ansatz ist, um die Gültigkeit von psychoneuroimmunologischen in vitro- und Tierbefunden im intakten menschlichen Organismus zu überprüfen. Die vorliegenden Daten deuten zudem auf eine erstaunliche Anpassungsfähigkeit des Immunsystems hin, was die Notwendigkeit deutlich macht, komplexe psychoneuroimmunologische Prozesse auch im Humanbereich unter Anwendung der Kriterien Hormonsubtraktion und -substitution zu untersuchen. Die Untersuchung von Morbus Addison-Patienten wird in zukünftigen Studien sicherlich entscheidende Hinweise zur klinischen Relevanz einer normalen endokrinen Stressantwort liefern können
The field of psychoneuroimmunology is among other things dedicated to the question, whether and on what terms psychosocial stress results in disease. Human studies investigating this question often only reveal associations. Consequences regarding mechanisms, causes, and clinical relevance, are thus usually deduced from animal or in vitro studies. The aim of the present thesis was to find an approach, which provides a broader basis for interpretations of correlative findings from human studies. The investigation of patients with Addison´s disease was regarded as the most promising approach. Due to destroyed adrenal glands, these patients are not able to produce cortisol, which therefore has to be substituted. Since no experimental data regarding free cortisol levels resulting from substitution therapy as well as endocrine stress responses are available, in a first step these two question formulations were investigated. Subsequently, this approach was used to investigate two immunological question formulations. The present studies found patients with Addison´s disease to be over-treated. Psychosocial stress resulted in noradrenaline but not in cortisol or adrenaline responses. An injection of 0.03mg/kg hydrocortisone after stress was suitable to induce increases in cortisol levels and cortisol maximums comparable to healthy subjects. Healthy subjects and patients with Addison´s disease did not differ in any baseline immune measures. Stress-induced changes in lymphocyte numbers suggest cortisol being necessary for lymphocyte redistribution subsequent to stress-induced migration into peripheral blood. Without stress-induced cortisol increases, patients are at higher risk for infectious diseases. The trajectories of stimulated interleukin-6 production support the hypothesis of stress-induced cortisol levels protecting the organism against an over-reacting inflammatory immune reaction. Furthermore, in healthy subjects post-stress cortisol levels predicted stress-induced decreases in NF-´B activity, whereas in patients with Addison´s disease noradrenaline predicted such changes. The results of the present thesis supports the assumption of Addison´s disease being a promising approach to test the validity of psychoneuroimmunological in vitro and animal data in human whole organism. Additionally, the present data emphasize the astonishing adaptability of the immune system. This further emphasizes the necessity to investigate psychoneuroimmunological processes utilizing the criteria of hormone subtraction and hormone substitution also in human research. In future studies investigation of patients with Addison´s diseases will certainly provide crucial evidence regarding the clinical relevance of a normal endocrine stress response

Carbon nanotubes (CNTs) have attracted a significant attention in a wide variety of applications due to their excellent physical and chemical properties. Specifically, CNTs reinforced polymer nanocomposites have considerable potential for the realization of highly sensitive, flexible, stable and durable strain sensors. However, the performance of polymer/CNTs strain sensors is influenced by many factors. Especially, the homogeneity of the CNTs distribution within the polymer matrix and the adhesion of nanocomposite film to the polymer substrate play a decisive role. Additionally, the electrical and piezoresistive responses of polymer/CNTs nanocomposites, as well as their response under variable environmental conditions need to be considered. The main aim of this thesis is to develop polymer/CNTs nanocomposites for strain sensing applications. Thereby, the focus is on the development of suitable, cost-effective and simple preparation methods of polymer/CNTs-based strain sensitive nanocomposites and on the selection of suitable flexible substrate. However, during deposition, residual stress can be formed at the interface between the film and the substrate, which leads to thin film failures. Therefore, an analytical model is developed to predict the stress distribution in the film aiming to define the suitable processing conditions for low residual stress formations. Furthermore, specific surface treatments are proposed in order to enhance the adhesion between the substrate and the thin film, which are investigated by contact angle measurement (CAM), X-rays spectroscopy (XPS)and atomic force microscopy (AFM). Nanocomposites with up to 1 wt.% multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were prepared using a simple direct mixing method. The process parameters, such as sonication time and curing time, have been determined based on several characterization techniques. Dispersions qualities were examined using morphological and topography characterizations including scanning electron microscopy (SEM) and AFM. Additionally, DC measurements were performed on the polymer/CNTs nanocomposites in order to optimize the process parameters depending on the electrical conductivity and piezoresistivity of the nanocomposite. The impact of surface treatment on the strain sensing behavior was evaluated. Furthermore, electrical and piezoresistive responses under humidity and temperature effects were investigated. Analytical investigations show that the residual stresses can be minimized by using low deposition temperatures and by increasing the film thickness. Comparison of surface treatment techniques demonstrates that oxygen plasma cleaning improves adhesion at the interface by enlarging the surface area and enhancing the surface wettability and the surface polarity due to the introduction of functional groups. Morphological characterizations show the good homogeneity of MWCNTs and depict the importance of optimization of sonication time for the uniform filler distribution. Furthermore, AFM analysis show that the surface roughness is reduced as sonication time is increased due to the debundling of CNTs agglomeration. However, excessive sonication time can lead to higher roughness caused by breaking of CNTs, which get thereby the tendency to re-agglomerate. A low percolation threshold was achieved at a CNTs concentration of 0.3 wt.% which is significantly lower than the CNT concentrations reported in literature and demonstrating the quality of dispersion process adopted. Higher sensitivity is achieved at this CNTs concentration with approximately linear piezoresistive behavior of around R 2 = 0.9904. The novel strain sensitive nanocomposites show good stability at ambient conditions and good durability under mechanical cyclic test. In addition, it is found that the sensing behavior depends greatly on the surface roughness. A high stability and linearity with good sensitivity were observed for the sensor having low surface roughness. The temperature and humidity dependency of the composite is affected by the environmental changes. Therefore, an encapsulation of the film is required to minimize moisture absorption in addition to get better sensor recovery under mechanical load comparing to non-encapsulated film.
Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNTs) genießen aufgrund ihrer hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften in einer Vielzahl von Anwendungen eine große Aufmerksamkeit. Insbesondere CNT-verstärkte polymere Nanokomposite haben ein erhebliches Potenzial für die Realisierung hochempfindlicher, flexibler, stabiler und langlebiger Dehnungssensoren. Die Eigenschaften von Polymer/CNT-Dehnungssensoren werden von vielen Faktoren beeinflusst. Insbesondere die Homogenität der CNT-Verteilung innerhalb der Polymermatrix und die Haftung des Nanokompositfilms auf dem Polymersubstrat spielen eine entscheidende Rolle. Darüber hinaus müssen die elektrischen und piezoresistiven Eigenschaften von Polymer/CNTs-Nanokompositen sowie deren Reaktion auf variable Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden. Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Polymer/CNT-Nanokompositen für die Anwendung als Dehnungsmessstreifen. Der Fokus liegt auf der Entwicklung geeigneter, kostengünstiger und einfacher Präparationsmethoden von Polymer/CNT-basierten dehnungsempfindlichen Nanokompositen und deren Realisierung auf geeigneten flexiblen Substraten. Während der Abscheidung kann an der Grenzfläche zwischen Film und Substrat Eigenspannung entstehen, die zu Dünnschichtfehlern führt. Daher wird ein analytisches Modell zur Vorhersage der Spannungsverteilung im Film entwickelt, um die geeigneten Verarbeitungsbedingungen für geringe Eigenspannungsformationen zu definieren. Darüber hinaus werden spezifische Oberflächenbehandlungen vorgeschlagen, um die Haftung zwischen dem Substrat und dem Dünnfilm zu verbessern, die durch Kontaktwinkelmessung (CAM), Röntgenspektroskopie und Rasterkraftmikroskopie (AFM) untersucht werden. Nanokompositen mit bis zu 1 wt.% mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren (MWCNTs) wurden mit einem einfachen Direktmischverfahren hergestellt. Die Prozessparameter, wie Ultraschallzeit und Aushärtezeit, wurden auf der Grundlage verschiedener Charakterisierungstechniken bestimmt. Die Dispersionsqualitäten wurden mittels morphologischer und topographischer Charakterisierungen einschließlich Rasterelektronenmikroskopie (REM) und AFM untersucht. Zusätzlich wurden DC-Messungen an den Polymer/CNT-Nanokompositen durchgeführt, um die Prozessparameter in Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit und der Piezoresistivität des Nanokomposits zu optimieren. Der Einfluss der Oberflächenbehandlung auf das Verhalten des Dehnungssensors wurde bewertet. Darüber hinaus wurden elektrische und piezoresistive Reaktionen unter Feuchtigkeits- und Temperatureinflüssen untersucht. Analytische Untersuchungen zeigen, dass die Eigenspannungen durch niedrige Depositionstemperaturen und eine Erhöhung der Schichtdicke minimiert werden können. Der Vergleich von Oberflächenbehandlungstechniken zeigt, dass die Sauerstoff-Plasma-Reinigung die Haftung an der Grenzfläche verbessert, in dem sie die Oberfläche vergrößert und die Benetzbarkeit der Oberfläche sowie die Oberflächenpolarität durch die Einführung von Funktionsgruppen verbessert. Morphologische Charakterisierungen zeigen die gute Homogenität vom Epoxid /MWCNTs Nanokompositen und die Bedeutung der Optimierung der Ultraschallzeit für die gleichmäßige Füllstoffverteilung. Darüber hinaus zeigt die AFM Analyse, dass die Oberflächenrauhigkeit durch die Entbündelung der CNT-Agglomerate für eine längere Ultraschallzeit reduziert wird. Eine übermäßige Ultraschallzeit kann jedoch zu einer höheren Rauigkeit durch Brüche von CNTs führen, die dadurch zu einer erhöhten Reagglomerationsneigung führen. Ein niedriger Perkolationsschwellenwert wurde bei einer CNT-Konzentration von 0.3 wt.% erreicht, welches deutlich niedriger als die in der Literatur berichteten CNT-Konzentrationen ist. Dies belegt die hohe Qualität des vorgeschlagenen Dispersionsprozesses. Eine höhere Empfindlichkeit wird bei dieser CNT-Konzentration mit einem annähernd linearen piezoresistiven Verhalten von etwa R 2 = 0.9904 erreicht. Die neuartigen spannungsempfindlichen Nanokompositen weisen eine gute Stabilität der Umgebungsbedingungen und eine gute Haltbarkeit im mechanischen Zyklustest auf. Darüber hinaus wird festgestellt, dass das Abtastverhalten stark von der Oberflächenrauheit abhängt. Eine hohe Stabilität und Linearität bei guter Empfindlichkeit wurde für den Sensor mit geringer Oberflächenrauigkeit beobachtet. Das Verhalten des Sensors wird durch Umweltveränderungen aufgrund von Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflusst. Daher ist eine Verkapselung des Films erforderlich, um die Feuchtigkeitsaufnahme zu minimieren. Die realisierte Verkapselung hat zusätzliche Vorteile in Bezug auf die Sensor Rückgewinnung unter mechanischer Belastung im Vergleich zu nicht gekapseltem Film gezeigt.

In the present work the effect of compressive stress on self-diffusion of Fe in nanocrystalline FeN(Zr) alloys has been investigated. Two different types of Fe64N26Zr10 samples, one without applied stress and another with applied compressive stress of 42 GPa, were deposited under identical conditions using magnetron sputtering. The stress has been applied to the sample by bending the substrate during the deposition using a three point bending device. The self-diffusivities of Fe were determined by measuring the broadening of 57Fe marker layers by Secondary Ion Mass Spectrometry after annealing at 443 K, 483 K and 523 K for 1 hour. The activation energy and preexponential factor for Fe diffusion is comparatively higher in the stressed sample. The higher activation energy might be due to the fact that the system transforms into a more dense state when compressive stress is applied.

Successful driver performance is fundamental in preventing vehicle crashes. Stress can negatively affect driver performance and significantly increase the risk of a crash. Therefore, an in-vehicle warning system for driver stress levels is needed to continuously predict dangerous driving situations and proactively alert drivers to ensure safe and comfortable driving. As a result of the recent developments in sensing technologies and context recognition, driver stress can be detected using multimodal measurements. This thesis proposes a general framework for building a driver stress level detection system based on multimodal measurements and adopts different approaches to maximise the performance of the system.

Background: Based on the assumptions that depersonalization symptoms are relevant for test anxiety maintenance, we examined their frequency, psychological predictors, association with anxiety symptoms, and association with test performance. Sampling and Methods: In Study 1, 203 students rated their test anxiety severity and depersonalization in their last oral examination. In Study 2, we assessed test anxiety 1 week before an oral examination, depersonalization, safety behaviors, self-focused attention, and negative appraisals of depersonalization directly after the examination, and post-event processing 1 week later among 67 students. Results: In Study 1, 47.3% reported at least one moderate depersonalization symptom. In Study 2, test anxiety and negative appraisals of depersonalization significantly predicted depersonalization. Depersonalization was linked to a higher intensity of safety behaviors and post-event processing but not to self-focused attention. It was not related to performance. Conclusion: Results are limited by the non-random sampling and the small sample size of Study 2. However, by showing that depersonalization contributes to the processes the maintenance of test anxiety, the findings confirm that depersonalization – normally understood as an adaptive mechanism to cope with stressful events – can become maladaptive.

The near-threshold behavior of long cracks is studied in this paper using precracked flat dogbone specimens of a commercial aluminum alloy in peak-aged and overaged conditions. After introducing the initial crack in compression precracking, the crack was propagated approximately with the constant range of the stress intensity factor at values just above or below the corresponding threshold values. It was found that there were two major mechanisms which kept the crack from continuous extension. First, the crack front was pinned by primary precipitates. This effect was rather pronounced and lead to significant kinking in the crack front and ductile ridges on the fracture surface. The second mechanism was shear-controlled crack extension of very long cracks with plastic zones ahead of the crack tip, very similar to stage-I small cracks. Interaction with primary precipitates deflected the shear-controlled cracks but did not change the crack extension mode.

Recognition of physical and mental responses to stress is important for stress assessment and management as its negative effects in health can be prevented or reduced. Wearable technology, mainly using electroencephalogram (EEG), provides information such as tracking fitness activity, disease detection, and monitoring neurologicalstates of individuals. However, the recording of EEG signals from a wearable device is inconvenient, expensive, and uncomfortable during normal daily activities. This study introduces the application of tensor decomposition of non-EEG data for visualizing and classifying neurological statuses with application to human stress recognition. The multimodal dataset of non-EEG physiological signals publicly available from the PhysioNet database was used for testing the proposed method. To visualize the biosignals in a low dimensional feature space, the multi-way factorization technique known as the PARAFAC was applied for feature extraction. Results show visualizations that well separate the four groups of neurological statuses obtained from twenty healthy subjects. The extracted features were then used for pattern classification. Two statistical classifiers, which are the multinomial logit regression(MLR) and linear discriminant analysis (LDA), were implemented. The results show that the MLR and LDA can identify the four neurological statuses with accuracies of 95% and 98.8%, respectively. This study suggests the potential application of tensor decomposition for the analysis of physiological measurements collected from multiple sensors. Moreover, the proposed study contributes to the advancement of wearable technology for human stress monitoring. With tensor decomposition of complex multi-sensor or multi-channel data, simple classification techniques can be employed to achieve similar results obtained using sophisticated machine-learning techniques.

Accumulating data indicate a common occurrence of tic exacerbations and periods of psychosocial stress. Patients with Tourette’s syndrome (TS) also exhibit aberrant markers of hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis activation. Based on these findings, a functional relationship between stress and tic disorders has been suggested, but the underlying mechanism of how stress may affect tic pathology remains to be elucidated. We suggest that dopaminergic and noradrenergic neurotransmission as well as immunology play a crucial role in mediating this relationship. Two possibilities of causal direction might be assumed: (a) psychosocial stress might lead to an exacerbation of tics via activation of HPA axis and subsequent changes in neurotransmission or immunology and (b) TS-related abnormalities in neurotransmission or immunology result in a higher vulnerability of affected

Medicare Part B is one of the federal health insurance programs available to senior citizens in the United States. Unlike Medicare Part A, Part B enrollment is not automatic, and those missing their initial enrollment period are assessed a 10% or more penalty in addition to their monthly premium rate for the rest of their lives. This problematic enrollment policy has impacted senior citizens who have missed Part B enrollment windows, creating for them an added financial burden when many are transitioning to fixed incomes. Guided by social construction theory and using a nonprobability, convenience sampling approach, the likelihood coefficient values associated with Medicare Part B enrollee awareness, stress, and income of 112 residents of a suburban city in a northeastern state who were 65 years and older were examined. Sequential Forward: LR methodology yielded a significant, negative (b = –1.21, Wald _X²(1) = 7.56, OR = .298, p = .006, CI [.126, .707]) and a significant, positive (b = 2.16, Wald _X²(1) = 6.29, OR = 8.678, p = .012, CI [1.60, 46.99]) likelihood of predicting Medicare Part B late enrollment penalties for awareness and stress; income was not a significant model predictor. Participants who reported higher stress levels were 8.7 times more likely to be classified in the Medicare Part B late enrollment penalty than those reporting lower stress. Participants who were aware of enrollment needs were 3.4 times more likely to have no late enrollment penalties than those who were unaware. Positive social change centers on increasing Medicare Part B consumer awareness, reducing stress of enrollment deadlines, and providing information to federal policy makers to simplify enrollment policies to reduce or end late enrollment penalties.

Die Dissertation beschäftigt sich mit der Frage, ob und wie Feedback-basiertes Lernen durch Stress moduliert wird. Der Zusammenhang zwischen Stress und Kognition sowie die zugrunde liegenden biologischen Mechanismen sind Gegenstand der kognitiven Stressforschung. Während der Einfluss von Stress und Stresshormonen auf andere Lernformen bereits gut etabliert ist, gibt es bisher kaum Studien, die Feedback-basiertes Lernen unter Stress bei Menschen betrachtet haben. In der vorliegenden Arbeit werden daher die Auswirkungen akuten Stresses auf diese Lernform untersucht. Es werden gezielt Auswirkungen auf die generelle Akquisition einer Lernaufgabe mittels Feedback, auf die Nutzung sowohl positiven als auch negativen Feedbacks beim Lernen sowie auf die Fähigkeit der flexiblen Anpassung an sich änderndes Feedback betrachtet. Dafür werden in den experimentellen Untersuchungen der Arbeit Feedback-basierte Aufgaben mit einer vorangestellten Induktion akuten psychosozialen Stresses kombiniert. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten darauf hin, dass akuter psychosozialer Stress das generelle Erlernen Feedback-basierter Aufgaben nicht beeinflusst, jedoch die Nutzung positiven und negativen Feedbacks beim Lernen verändert. Im Speziellen wird negatives Feedback nach einer Stressinduktion weniger genutzt, während über eine möglicherweise stärkere Nutzung positiven Feedbacks aufgrund der vorliegenden Ergebnisse keine fundierte Aussage getroffen werden kann. Zudem finden sich in der vorliegenden Arbeit Hinweise auf einen positiven Zusammenhang zwischen Cortisolwerten und der Flexibilität in Feedback-basierten Lernaufgaben. Als Erklärungsansätze werden veränderte Aufmerksamkeitsprozesse nach einer Stressinduktion sowie andere psychologische Faktoren wie eine kognitive Nachbeschäftigung mit dem Stresstest und eine geringere Involviertheit in die kognitiven Aufgaben diskutiert. Die berichteten Korrelationen zwischen Cortisolwerten und kognitiven Parametern werden dahingehend interpretiert, dass Cortisol ein vermittelnder Faktor des Stresseffekts auf die Nutzung und neuronale Verarbeitung negativen Feedbacks sein könnte. Zur Integration der Ergebnisse aller Studien wird eine Modulation der dopaminergen Signalübertragung durch Stress und erhöhte Cortisolspiegel und damit verbundene Auswirkung auf Feedback-basiertes Lernen vorgeschlagen. Die vorliegende Arbeit gibt zum ersten Mal Hinweise auf eine veränderte Nutzung und Verarbeitung von Feedback nach psychosozialem Stress und bestätigt frühere Befunde eines Zusammenhangs zwischen Cortisol und der Flexibilität beim Lernen.

Background: Per definition, traumatic events include exposures to death, threatened death, actual or threatened serious injury, or actual or threatened sexual violence. Exposure to traumatic events is associated with persistent alterations in biological and psychological processes that are involved in the etiology of mental disorders. In fact, traumatic events are associated with a higher risk for various mental disorders such as posttraumatic stress disorder (PTSD) and substance use disorders, but also with treatment resistance. Thus, it is crucial to develop early interventions to prevent these adverse trauma-related outcomes. However, existing pharmacological and psychological early intervenions only have a limited efficacy so far. A major reason is that only a minority of trauma-exposed individuals actually develops adverse consequences making universally applied interventions ineffective. Thus, it is crucial to identify moderators of adverse responses to trauma exposure. Aims: This thesis aimed at (1) providing estimates on the prevelance of traumatic event exposure and trauma-related mental disorders for the general population and high-risk populations and (2) investigating moderators of adverse mental health consequences following traumatic event exposure. The following potential moderators were investigated: (i) the susceptibility to others‘ emotions, (ii) childhood traumas, (iii) biological stress markers and (iv) a specific genetic polymorphism involved in the degradation of monoamines (i.e. MAOA gene). These investigations were conducted with respect to differenct outcomes relevant in the processing of traumatic events including the initial affective and biological reaction, mental disorder symptoms (focusing on PTSD and alcohol use symptoms) and treatment response. Methods: To answer the research questions, different methods and designs were applied. First, epidemiological data from a national study program in German soldiers deployed to Afghanistan were used. These data included diagnostic interview data as well as biological markers. Second, an experimental study with a randomized trauma analogue design was used to investigate moderators of acute trauma responses. Third, a genetic moderator of trauma effects on treatment response was investigated using data from a multi-center trial of exposure-based cognitive behavioral therapy of panic and agoraphobia patients. Main results: Only a small minority of trauma-exposed individuals develops mental disorders. This also applies to populations with a high risk for multiple and/or severe trauma exposure. The investigations of potential moderators suggeted that individuals with a higher susceptibility to negative emotions of others show a higher stress reactivity after trauma exposure. Males with childhood traumas show a higher increase in alcohol craving after trauma exposure. Moreover, individuals with lower basal cortisol levels have a higher risk of increased PTSD symptoms and alcohol use following trauma exposure. Finally, a subgroup of traumatized female panic disorder patients with the low-active variant of the MAOA gene benefits less from exposure-based psychotherapy. Conclusions: These findings suggest novel targets for moderating factors and show the relevance of previously discovered moderators in novel contexts. Some of the identified moderators represent promising targets for risk markers before or in the direct aftermath of traumatic event exposure. Further research is needed to comfirm the suggested moderators and to investigate the exact mechanisms involved. Moreover, future studies should aim at integrating findings on different moderators and translate them into effective risk assessments and targeted early interventions.
Hintergrund: Traumatische Ereignisse sind definiert als Konfrontation mit tatsächlichem oder droghenden Tod, ernsthafter Verletzung oder sexueller Gewalt. Das Erleben traumatischer Ereignisse ist mit andauernder Veränderungen in biologischen und psychischen Prozesssen assoziiert, welche eine bedeutende Rolle in der Ätiologie psychischer Störungen spielen. Tatsächlich sind traumatische Ereignisse mit einem höheren Risiko für zahlreiche psychische Störungen assoziiert, darunter vor allem die Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) und Substanzstörungen. Zudem zeigen Personen mit traumatischen Erfahrungen häufiger ein schlechteres Ansprechen auf Behandlungen. Die Entwicklung möglichst früher Inteventionen zur Vermeidung dieser Traumafolgen ist somit von großer Bedeutung. Allerdings sind bestehende frühe Interventionen nach traumatischen Eriegnissen bislang nur sehr begrenzt effektiv. Ein wesentlicher Grund hierfür besteht darin, dass überhaupt nur ein kleiner Anteil von traumatisierten Personen negative Folgen entwickelt. Es ist demnach entscheidend, solche Faktoren zu identifizieren, die das Risiko negativer Folgen nach traumatischen Ereignissen moderieren. Ziele: (1) Darstellung der Prävalenz von traumatischen Ereignissen und trauma-bezogenen psychischen Störungen für die Allgemeinbevölkerung und für spezifische Risikopopulationen, sowie (2) die Untersuchung von Moderatoren negativer Traumafolgen, wobei folgende potenzielle Moderatoren untersucht wurden: (i) die Ansteckbarkeit für die Emotionen anderer, (ii) Kindheitstraumata, (iii) biologische Stressmarker und (iv) ein genetischer Polymorphismus, der beim Abbau von Monoaminen involviert ist (MAOA Gen). Diese Moderatoren wurden in Bezug auf unterschiedliche Outcomes untersucht, welche Aspekte der Verarbeitung traumatischer Ereignisse darstellen: die unmittelbare emotionale und biologische Reaktion, Symptome psychischer Störungen (mit Fokus auf PTBS und Alkoholkonsum) sowie das Ansprechen auf Behandlung. Methoden: Zur Beantwortung der Fragestellungen wurden verschiedene Methoden und Studiendesigns genutzt. Diese beinhalteten zum einen epidemiologische Daten eines bundesweiten Studienprogramms bei deutschen Soldaten mit Militäreinsatz in Afghanistan. Diese Daten umfassten diagnostische Interviews sowie biologische Stressmarker. Weiterhin wurde eine experimentelle randomisierte Analogstudie durchgeführt, um Moderatoren von initialen Traumareaktionen zu identifizieren. Schließlich wurden Daten einer Multi-Center Therapiestudie bei Patienten mit Paniskstörung und Agoraphobie verwendet, um die Moderation des Effekts vorangegangener Traumatisierung auf den Therapieerfolg durch einen genetischen Faktor (MAOA Gen) zu untersuchen. Hauptergebnisse: Nur ein geringer Anteil von Betroffenen entwickelt nach der Konfrontation mit einem trauamtischen Ereignis psychische Störungen. Dies gilt auch in Populationen mit einem erhöhten Risiko für multiple und schwere Traumata. Die durchgeführten Studien zur Identifikation von Moderatoren weisen darauf hin, dass Personen mit einer erhöhten Ansteckbarkeit für negative Emotionen anderer eine stärkere initiale Stressreaktion bei Traumaexposition aufweisen. Darüber hinaus zeigen Männer mit Traumatisierung in der Kindheit einen stärkeren Anstieg von Alkoholcraving nach der Konfrontation mit einem akuten Trauma. Weiterhin sind niedrige basale Cortisol Level mit einem höheren Risiko für einen Anstieg der PTBS Symptomatik sowie im Alkoholkonsum nach traumatischen Ereignissen assoziiert. Schließlich gibt es Hinweise auf geringere Therapieeffekte bei vorangegangener Traumatisierung bei einer Subgruppe von weiblichen Patientinnen mit Panikstörung mit der niedrig aktiven Variante des MAOA Gens. Schlussfolgerungen: Es konnten neue Kandidaten für mögliche Moderatoren identifiziert sowie die Relevanz bekannter Moderatoren in neuen Kontexten gezeigt werden. Einige dieser Moderatorvariablen stellen vielversprechende Ziele für Risikomarker vor und unmittelbar nach der Konfrontation mir traumatischen Ereignissen dar. Weitere Forschung ist nötig, um die hier identifizierten Moderatoren zu bestätigen und die zugrundeliegenden Mechanismen aufzudecken. Zudem sollte künftige Forschung die Befunde zu verschiedenen Moderatoren integrieren um daraus effektive Risikobewertungen und gezielte Frühinterventionen ableiten zu können.

Genetic predisposition and exposure to alcohol and stress increase the risk for alcoholism, possibly by forming a threefold interaction. This is suggested by various aspects of alcohol-induced stress response dampening in offspring of alcoholics. We tested whether such an interaction is also revealed by prolactin secretion, which is predominantly controlled by hypothalamic dopamine. Plasma prolactin was measured during four experimental days in 26 young males with a paternal history of alcoholism (PHA) and in 22 family history negative (FHN) controls. A public speaking stress paradigm was applied on the first 2 days, and a non-stress acoustic startle experiment on the others. Before the tests, subjects drank alcohol (0.6 g/kg) or placebo in a randomized, double-blind crossover design. During placebo experiments, prolactin levels significantly increased after stress, but not after startle, and did not differ between risk groups. Alcohol administration significantly increased prolactin before stress and during startle in both groups, did not alter stress-induced prolactin stimulation in FHN, but significantly attenuated the prolactin stress response in PHA subjects. The alcohol effects on prolactin, cortisol, and adrenocorticotropin stress response were positively interrelated with each other. These data confirm that alcohol specifically dampens the stress response in PHA but not FHN subjects. Since prolactin responses to stress alone and alcohol alone were normal in PHA, we conclude that this genetic effect is not related to altered physiology of the hypothalamic dopaminergic system, but to risk-group specific alcohol effects on hierarchically higher brain areas controlling the stress response in general.

The present study investigated the relationship between level of security clearance in engineering occupations and stress. A total of 63 male employees in the field of engineering and design with varying levels of security clearance employed by a large Southwestern defense company participated in the study. Data was obtained utilizing the Engineering Stress Questionnaire which measures sources of stress, work locus of control, social support, job difficulty, job characteristics, perceived stress, and demographic variables. T-tests revealed no statistically significant differences between employees with low security clearances and high security clearances with regard to perceived stress level. However, correlational support was found for hypotheses involving social support, job difficulty, job characteristics, sources of stress, and perceived stress. Path analysis was performed to investigate the impact of variable relationships.

Allergic manifestations are increasingly common in infants and children. Accumulating evidence suggests that the ‘epidemic’ increase of childhood allergy may be associated with environmental factors such as stress. Although the impact of stress on the manifestation and exacerbation of allergy has been demonstrated, the underlying mechanisms of stress-induced exacerbation are still obscure. A growing number of studies have suggested an altered hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis function to stress in allergic children. It is speculated that a dysfunctional HPA axis in response to stress may facilitate and/or consolidate immunological aberrations and thus, may increase the risk for allergic sensitization and exacerbation especially under stressful conditions. In the present review the potential impact of a hyporesponsive as well as a hyperresponsive HPA axis on the onset and chronification of childhood allergy is summarized. Moreover, potential factors that may contribute to the development of an aberrant HPA axis responsiveness in allergy are discussed.
Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

The prediction of settlements in infrastructural design puts high demands on the numerical analysis of the subsoil and the associated constitutive model: complex installation processes and the repetitive character of live loads pose considerable challenges. Although in this context the main focus is on the analytical requirements of a geotechnical problem in order to realistically capture soil behaviour, the needs of engineering practice should not be neglected in constitutive modelling. Along these lines, a new soil model for non-cohesive soils has been developed in the theoretical framework of elastoplasticity. Based on the concept of bounding surface plasticity according to Manzari and Dafalias (1997), soil properties such as strength, stiffness and dilatancy depend on the distance between the current stress state and a corresponding model surface in stress space. This way the multi surface model correctly reproduces elementary behavioural patterns of soil, including for example shear related phenomena such as hardening/softening, contraction/dilation and attainment of critical state (constant volume shear strength). Moreover, the model captures the state dependence of soil behaviour (barotropy and pycnotropy). Thus, with only one set of material parameters, the mechanical behaviour of a wide range of initial soil states with respect to stress and void ratio can be simulated (unified modelling). The kinematic hardening mechanism of the conical yield surface contributes to a realistic stiffness evolution in un- and reloading and is hence essential for stress or strain accumulation due to load reversals. Since the chosen modelling framework is suitable for further development, the original formulation has been extended to adapt the model to the defined needs. In order to adequately simulate geotechnically relevant stress paths of low and higher complexity, first of all, a cap shaped yield surface was added to allow for plastic straining not only in shear, but also in constant stress ratio loading (e. g. isotropic or oedometric compression). When it comes to stress paths of unconventional orientation, to load reversals or composed stress paths with changes in loading direction, a supplementary stiffness increase at small strains and its subsequent strain dependent degradation have proven valuable. Furthermore, an additional mechanism accounts for a regressive accumulation of stresses or strains with increasing number of load cycles (in terms of dissipated energy). In view of its suitability for practical use, all model extensions are structured in a modular fashion, so that the complexity of the model (and hence the amount of parameters) can be adapted to the complexity of the geotechnical problem by activating or deactivating certain features. Most model parameters can be determined by conventional laboratory testing. An internal routine optionally facilitates the parameter choice by calibrating certain bounding surface related parameters from an alternative user input, which is more oriented towards experimental outcome. Since a good understanding of a material model is crucial for its reasonable and responsible use, the present thesis aims at offering a sound documentation. Thus, the first part gives an outline of the underlying bounding surface concept and describes the innovations on the constitutive level with reference to theoretical considerations. It is followed by a detailed analysis of capabilities and limitations of the extended model. The next part is dedicated to the numerical implementation of the soil model and its calibration procedure on the basis of laboratory test results. Moreover, the embedded calibration routine including the applied optimisation algorithm is presented. The subsequent section serves model validation: by means of element test simulations, generation of response envelopes as well as the reproduction of more general (e. g. composed) stress paths the performance of the extended bounding surface model is demonstrated. Finally, the last chapter draws conclusions and discloses potential future perspectives.:1 Introduction 1.1 General aspects on constitutive modelling 1.2 Motivation and outline of the thesis 1.3 Basic assumptions and terminology 2 Literature review 2.1 From elastoplasticity to bounding surface plasticity 2.1.1 Bounding surface model according to Manzari and Dafalias (1997) 2.2 Further development of the original model 2.2.1 Papadimitriou and Bouckovalas (2002) 2.2.2 Taiebat and Dafalias (2008) 2.3 Small strain stiffness 2.3.1 Observations 2.3.2 Micromechanical considerations 2.3.3 Very small strain shear modulus G0 2.3.4 Constitutive modelling approaches 2.4 Dilatancy 3 The extended bounding surface model 3.1 Fundamental capabilities of the bounding surface concept 3.1.1 Elastic region 3.1.2 Critical state 3.1.3 Shear strength 3.1.4 Shear stiffness (monotonic) 3.1.5 Contractancy and dilatancy 3.1.6 Barotropy and pycnotropy 3.1.7 Compressive stiffness 3.1.8 Shear stiffness in reversed loading 3.1.9 Additional features 3.2 New features of the extended bounding surface model 3.2.1 Minor modifications 3.2.2 Dilatancy formulation 3.2.3 Cap yield surface 3.2.4 Small strain stiffness mechanism 3.2.5 Cyclic loading mechanism 3.2.6 Summary 3.3 Limitations of the bounding surface model 3.3.1 Intrinsic insuffciencies of the bounding surface concept 3.3.2 Remaining shortcomings of the advanced model version 3.3.3 Newly introduced deficiencies 4 The numerical model and its calibration procedure 4.1 Octave implementation of an element test programme 4.2 Calibration procedure 4.2.1 Sands for calibration 4.2.2 Calibration of basic parameters 4.2.3 Calibration of extended model parameters 4.3 User friendly calibration routine 4.3.1 Conceptual background 4.3.2 Optimisation algorithm 5 Performance of the extended bounding surface model 5.1 Model performance in element tests 5.1.1 Monotonic drained triaxial compression test 5.1.2 Monotonic undrained triaxial compression test 5.1.3 Monotonic eta-constant tests 5.2 Model performance in non-standard triaxial testing 5.2.1 Concept of response envelopes 5.2.2 Simulation of response envelopes 5.3 Model performance on general stress paths 5.3.1 Triaxial compression at small strains 5.3.2 Cyclic triaxial loading 6 Conclusions and perspectives 6.1 Conclusions 6.2 Future perspectives Bibliography Appendices A Mathematical background A.1 Fundamental equations of elastoplasticity A.2 Compilation of major constitutive equations (multiaxial formulation) A.3 Elastoplastic stiffness matrix for singular yield surfaces A.4 Coefficient matrices S and E for loading constraints A.5 Derivation of Mcap and Hcap A.6 Intergranular strain adjustment A.7 Intergranular strain correlation B Details on particle swarm optimisation C Compilation of simulation results C.1 Monotonic triaxial loading C.1.1 Toyoura sand C.1.2 Sacramento River sand C.1.3 Hostun sand C.2 Monotonic eta-constant loading C.2.1 Sacramento River sand C.2.2 Hostun sand C.3 Cyclic triaxial loading
Die Prognose von Setzungen für die Bemessung von Infrastrukturbauwerken stellt hohe Anforderungen an die numerische Untersuchung des Baugrunds und das damit verbundene Stoffgesetz: komplexe Herstellungsprozesse und zyklisch wiederkehrende Verkehrslasten stellen beachtliche Herausforderungen dar. Während das Hauptaugenmerk zumeist auf der realitätsnahen Abbildung des Bodenverhaltens liegt und damit die analytischen Anforderungen des geotechnischen Problems im Fokus stehen, sollten die Bedürfnisse der Ingenieurspraxis in der Stoffgesetzmodellierung nicht außer Acht gelassen werden. In diesem Sinne wurde im Rahmen der Elastoplastizität ein neues Materialmodell für nichtbindige Böden entwickelt. Auf dem Konzept der Bounding Surface Plastizität nach Manzari und Dafalias (1997) beruhend, sind Eigenschaften wie Festigkeit, Steifigkeit und Dilatanz Funktion des Abstands zwischen aktuellem Spannungszustand und einer zugeordneten Modellfläche im Spannungsraum. Auf diese Weise bildet das Mehrflächenmodell fundamentale Verhaltensmuster von Boden korrekt ab, einschließlich beispielsweise scherbezogener Phänomene wie Ver- und Entfestigung, Kontraktanz und Dilatanz oder das Erreichen des kritischen Zustands (Scherfestigkeit bei konstantem Volumen). Des Weiteren erfasst das Modell die Zustandsabhängigkeit des Bodenverhaltens (Barotropie und Pyknotropie). So kann mit nur einem Parametersatz das mechanische Verhalten einer großen Spannweite unterschiedlicher Anfangszustände hinsichtlich Spannung und Lagerungsdichte simuliert werden. Der kinematische Verfestigungsmechanismus der konusförmigen Fließfläche trägt bei Ent- und Wiederbelastungen zu einer realistischeren Steifigkeitsentwicklung bei und ist damit von essenzieller Bedeutung für die Akkumulation von Spannungen oder Verformungen infolge von Lastwechseln. Da sich der gewählte konstitutive Rahmen für Weiterentwicklungen eignet, wurde die ursprüngliche Formulierung des Stoffgesetzes erweitert, um das Modell an die definierten Anforderungen anzupassen. Um geotechnisch relevante Spannungspfade niedriger und höherer Komplexität adäquat reproduzieren zu können, wurde zunächst eine kappenförmige Fließfläche ergänzt. So können irreversible Verformungen nicht nur bei Scherung, sondern auch bei Belastungen ohne Änderung des Spannungsverhältnisses, wie z. B. bei isotroper oder ödometrischer Kompression, auftreten. Bei Spannungspfaden ungewöhnlicher Orientierung, bei Lastwechseln oder zusammengesetzten Spannungspfaden mit Änderung der Belastungsrichtung hat sich eine erhöhte Steifigkeit bei kleinen Dehnungen mit anschließendem dehnungsabhängigen Abfall als nützlich erwiesen. Darüber hinaus berücksichtigt ein zusätzlicher Mechanismus die rückläufige Akkumulation von Spannung oder Verformung mit zunehmender Zyklenanzahl (mittels dissipierter Energie). Im Hinblick auf die Eignung des Stoffgesetzes für die Praxis ist das Modell modular aufgebaut. So kann die Komplexität des Modells (und damit die Anzahl der Parameter) durch Ein- und Ausschalten bestimmter Erweiterungen an die Komplexität des geotechnischen Problems angepasst werden. Die Mehrzahl der Modellparameter wird mit Hilfe konventioneller Laborversuche bestimmt. Eine interne Routine erleichtert durch die Kalibrierung bestimmter Bounding Surface bezogener Größen anhand eines alternativen, stärker an Versuchsergebnissen orientierten User-Inputs bei Bedarf die Parameterwahl. Da die Kenntnis eines Stoffgesetzes entscheidend ist für dessen vernünftigen und verantwortungsvollen Einsatz, soll die vorliegende Arbeit eine fundierte und umfassende Dokumentation bieten. Der erste Teil vermittelt daher zunächst einen Überblick über das zugrunde liegende Bounding Surface Konzept und beschreibt die Neuerungen auf konstitutiver Ebene mit Bezug auf theoretische Hintergründe. Er wird gefolgt von einer detaillierten Darlegung von Potenzialen und Einschränkungen für die Nutzung des erweiterten Modells. Der nächste Abschnitt widmet sich der numerischen Implementierung des Stoffgesetzes und seiner Kalibrierung auf Basis von Versuchsergebnissen. Des Weiteren wird die Kalibrierungsroutine einschließlich des verwendeten Optimierungsalgorithmus präsentiert. Der nachfolgende Teil dient der Modellvalidierung: durch die Simulation von Elementversuchen, die Erzeugung von Antwortellipsen sowie die Abbildung allgemeinerer (beispielsweise zusammengesetzter) Spannungspfade wird die Leistungsfähigkeit des erweiterten Bounding Surface Modells demonstriert. Abschließend werden Schlussfolgerungen gezogen und potenzielle Perspektiven aufgezeigt.:1 Introduction 1.1 General aspects on constitutive modelling 1.2 Motivation and outline of the thesis 1.3 Basic assumptions and terminology 2 Literature review 2.1 From elastoplasticity to bounding surface plasticity 2.1.1 Bounding surface model according to Manzari and Dafalias (1997) 2.2 Further development of the original model 2.2.1 Papadimitriou and Bouckovalas (2002) 2.2.2 Taiebat and Dafalias (2008) 2.3 Small strain stiffness 2.3.1 Observations 2.3.2 Micromechanical considerations 2.3.3 Very small strain shear modulus G0 2.3.4 Constitutive modelling approaches 2.4 Dilatancy 3 The extended bounding surface model 3.1 Fundamental capabilities of the bounding surface concept 3.1.1 Elastic region 3.1.2 Critical state 3.1.3 Shear strength 3.1.4 Shear stiffness (monotonic) 3.1.5 Contractancy and dilatancy 3.1.6 Barotropy and pycnotropy 3.1.7 Compressive stiffness 3.1.8 Shear stiffness in reversed loading 3.1.9 Additional features 3.2 New features of the extended bounding surface model 3.2.1 Minor modifications 3.2.2 Dilatancy formulation 3.2.3 Cap yield surface 3.2.4 Small strain stiffness mechanism 3.2.5 Cyclic loading mechanism 3.2.6 Summary 3.3 Limitations of the bounding surface model 3.3.1 Intrinsic insuffciencies of the bounding surface concept 3.3.2 Remaining shortcomings of the advanced model version 3.3.3 Newly introduced deficiencies 4 The numerical model and its calibration procedure 4.1 Octave implementation of an element test programme 4.2 Calibration procedure 4.2.1 Sands for calibration 4.2.2 Calibration of basic parameters 4.2.3 Calibration of extended model parameters 4.3 User friendly calibration routine 4.3.1 Conceptual background 4.3.2 Optimisation algorithm 5 Performance of the extended bounding surface model 5.1 Model performance in element tests 5.1.1 Monotonic drained triaxial compression test 5.1.2 Monotonic undrained triaxial compression test 5.1.3 Monotonic eta-constant tests 5.2 Model performance in non-standard triaxial testing 5.2.1 Concept of response envelopes 5.2.2 Simulation of response envelopes 5.3 Model performance on general stress paths 5.3.1 Triaxial compression at small strains 5.3.2 Cyclic triaxial loading 6 Conclusions and perspectives 6.1 Conclusions 6.2 Future perspectives Bibliography Appendices A Mathematical background A.1 Fundamental equations of elastoplasticity A.2 Compilation of major constitutive equations (multiaxial formulation) A.3 Elastoplastic stiffness matrix for singular yield surfaces A.4 Coefficient matrices S and E for loading constraints A.5 Derivation of Mcap and Hcap A.6 Intergranular strain adjustment A.7 Intergranular strain correlation B Details on particle swarm optimisation C Compilation of simulation results C.1 Monotonic triaxial loading C.1.1 Toyoura sand C.1.2 Sacramento River sand C.1.3 Hostun sand C.2 Monotonic eta-constant loading C.2.1 Sacramento River sand C.2.2 Hostun sand C.3 Cyclic triaxial loading

Orientador: Irenilza de Alencar Nääs
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola
Made available in DSpace on 2018-08-21T14:46:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_EricaMoura_D.pdf: 1404436 bytes, checksum: 776b79d0c34637de8f79e447207b01b1 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: As regulamentações das normas, padronizações das granjas em relação ao bem-estar e as exigências dos consumidos estão causando uma grande modificação na produção de frangos de corte mundial. Como estas modificações estão ocorrendo juntamente com o desenvolvimento de novas ferramentas tecnológicas, que são utilizadas nos sistemas de produção animal, tornam-se uma ferramenta auxiliar aos sistemas de suporte a decisão, voltados para a estimativa de bem-estar animal. Sendo assim, a vocalização dos animais mostrou-se uma ferramenta de análise importante, fornecendo informações de forma não invasiva e possibilitando sua utilização de forma automatizada. A vocalização dos animais mostra a expressão do seu estado, podendo ocorrer de forma espontânea, ou como resultado de algum evento externo, por exemplo, a dor, a fome, a sede. O objetivo deste trabalho foi implementar a análise de reconhecimento de padrões em frangos de corte, inclusive de sexo e relacionar estes padrões aos indicativos de bem-estar. Esta pesquisa aconteceu em duas etapas e durante os primeiros dias de vida das aves. As aves foram divididas em dois grupos, o primeiro grupo com 15 aves e o segundo com 10 aves, foram fornecidos ração e água ad libitum. Foram depois colocados em uma câmara semi-anecóica e a vocalização foi registrada usando um microfone unidirecional acoplado a um gravador digital. No experimento de sexagem, foram utilizados 120 pintainhos da linhagem Cobb® e Ross® previamente sexados a partir das características do empenamento dos pintainhos. As vocalizações têm uma duração média de 2 minutos. Foram feitas análises na estrutura acústica das vocalizações dos pintainhos e foram calculados o "Pitch", intensidade, 1ª e 2ª formante. No primeiro experimento, os resultados mostraram que aves vocalizam de forma diferente, quando isoladas e em grupo. Os pintainhos quando são isolados emitem um som de alta intensidade isso é identificado como "chamada de perigo". A quantidade de energia do sinal foi influenciada pelo peso das aves. Já os resultados da identificação do gênero, as vocalizações de ambos os sexos apresentou resultados estatisticamente significativos. Os resultados das vocalizações dos pintainhos de um dia indicaram que há diferença entre a vocalização de machos e fêmeas
Abstract: The regulations of standards, standardization of farms in the welfare, and the demands of consumption are causing a major change in the production of broiler chickens in Brazil. With these changes are occurring with the development of new technological tools, which are used together in animal production systems, can aid in decision support systems, focused on the estimation of animal welfare. Thus, the vocalization of the animals was shown to be an important analytical tool, providing information in a non-invasive way, and enabling its use in an automated manner. The vocalization of the animals shows the expression of its condition, and it may occur spontaneously or as a result of some external event, e.g., pain, hunger, thirst. The objective of this study was to implement a pattern recognition analysis of broiler chickens, including sex, and to relate these patterns as an indicative of welfare. This research took place in two stages and during the first days of life of birds. The birds were divided into two groups, the first group and the second with 15 birds with 10 birds were provided food and water ad libitum. They were then placed in a semi-anechoic chamber and vocalization was recorded using a unidirectional microphone coupled to a digital recorder. In the experiment of gender, 120 chicks Cobb® and Ross® were used, and they were previously sexed using the characteristics of the feathering of the chicks. The vocalizations were observed within an average of two minutes. Analyzes were performed on the acoustic structure of vocalizations of chicks, and we calculated the "Pitch" intensity, and the 1st and 2nd formant. In the first experiment, the results showed that different birds vocalize when isolated and in groups. The chicks, when isolated, emit a high sound intensity that is identified as "call of danger". The amount of signal energy is influenced by the weight of the birds. As the results of the identification of gender, the vocalizations of both sexes were statistically different. The results of the vocalizations of day-old chicks indicated that there is difference between the vocalization of males and females
Doutorado
Construções Rurais e Ambiencia
Doutora em Engenharia Agrícola

Den här uppsatsens syfte var att analysera saldodifferenser på Haldex. För att besvara detta syfte genomfördes en kvalitativ metod i form av intervjuer, observationer samt en enkät. Detta empiriska material analyserades sedan med hjälp av relevanta teorier som berörde inventory management, RFID teknik och anställdas beteende. Det vi kom fram till var att saldodifferenserna på Haldex beror på både mänskliga och teknologiska fel. De mänskliga felen beror på en bristande utbildning i det nya affärssystemet som implementerades för drygt ett år sedan. De teknologiska felen beror på svaga kriterier vid klassificering av sitt lager. Idag använder sig Haldex av ett det vanligaste kriteriet vid en ABC klassificering, nämligen värdet på produkten. Vi föreslår att det bör kompletteras med ledtiden och betydelsen av produkten för att ge ett mer rättvisande klassificering på lagret. För att minska felen som uppstår i lagret föreslår vi att Haldex bör implementera RFID teknologin på sina A produkter.
The purpose of this study was to analyze inventory inaccuracy at Haldex. In order to answer the purpose a qualitative method in the form of interviews, a survey and observations were conducted. The empirical material was then later analyzed with relevant theories regarding inventory inaccuracy. This study found that the inventory inaccuracy at Haldex mainly was a result of human errors combined with technological errors. The human errors came from a lack of knowledge in the company's ERP system AX12. The interviews found that the system had been implemented too fast and without relevant training, which later resulted in employees not knowing how to properly use it. The technological errors came from the company's weak criteria’s when it came to classify the inventory. Today Haldex uses an ABC-classification that is based on the products value, this essay suggests that lead time and importance of the product should be added. In order to minimize inventory errors this essay suggest that RFID technology needs to be added to the company's A-products.

Bradyrhizobium japonicum ist ein Bodenbakterium, welches in der Lage ist mit der bedeutenden Agrarpflanze Sojabohne zu interagieren und deren Wachstum zu fördern. In der vorliegenden Arbeit wurde das Genistein-Stimulon und verschiedenen Stressantworten von B. japonicum mittels Mikroarrayanalyse bestimmt. 101 Gene werden nach Genisteinzugabe induziert. NodW ist der Hauptaktivator der Genistein-induzierbaren Gene, welche zum Großteil kein nod-Box-Motiv in der Promotorregion aufweisen. Einzig acht Gene, wovon sieben für Transportersysteme kodieren, zeigen in der NodW-Mutante 613 nach Genisteinzugabe weiterhin ein erhöhtes Expressionsniveau. In weiterführenden Arbeiten konnte für zumindest ein Transportersystem (Bll4319/Bll4320/Bll4321) neben der Genistein-Abhängigkeit auch eine Regulation durch den Genistein-abhängigen TetR-Regulator FrrA nachgewiesen werden [Günther 2007; Bhandari 2008]. Dies zeigt, dass NodW in weiterführende Regulationskaskaden eingebunden sein muss, wobei diese in der vorliegenden Arbeit nicht näher charakterisiert wurden. Die Mikroarraydaten geben lediglich Hinweise auf mögliche Regulationskaskaden. Anhand der Mikroarraydaten liegt die Vermutung nahe, dass die Transkriptionsaktivierung des lateralen Flagellenclusters ebenfalls einer indirekten NodW-abhängigen Regulation unterliegt. Durch Pflanzentests war bekannt, dass es B. japonicum 901 möglich ist, den NodW-Defekt bei der Nodulation der Wirtspflanzen zu überwinden [Grob et al. 1993]. Dies beruht auf die Überexpression des 2-Komponentenregulators NwsB. So können Symbiose-relevante Gene wie die nod-Box-assoziierten Gene ähnlich dem Wildtyp nach Genistein-Zugabe induziert werden. NwsB ist aber nicht in der Lage, das Flagellarcluster der lateralen Flagellen (bis auf blr6846) nach Genistein-Zugabe zu induzieren. Dies bedeutet, dass trotz der hohen Ähnlichkeit zwischen den 2-Komponentenregulatoren NodW und NwsB, die Bindestellen in der Promotorregion der Genistein-induzierbaren Genen nicht identisch sind. Die NodD1-Mutante 1267 ist in der Lage, weiterhin Knöllchen mit allen Wirtspflanzen von B. japonicum zu bilden [Göttfert et al. 1992], was wahrscheinlich auf ein funktionelles NodW als Hauptaktivator der nodYABC-Operons zurückzuführen ist. Anhand der Mikroarraydaten ist festzustellen, dass kein weiteres nod-Box-assoziiertes Operon in der NodD1-Mutante 1267 verstärkt exprimiert vorliegt. Dies könnte bedeuten, dass NodW die Transkription von nodD1 und des nodYABC-Operons startet und später durch NodD1 in der Aktivierung der nod-Box-assoziierten Gene unterstützt wird. In der vorliegenden Arbeit wurde die transkriptionelle Stressantwort von B. japonicum hinsichtlich pH 4, pH 8, 80 mM NaCl, Hitzeschock und Temperaturstress analysiert. Dabei konnten sowohl Aussagen über Gene, welche in die allgemeine als auch in die spezifische Stressantwort eingebunden sind, getroffen werden. Die transkriptionelle Antwort auf pH 8 war mit 1636 differenziell exprimierten Genen die umfangreichste Stressantwort der vorliegenden Arbeit. Hierbei konnte gezeigt werden, dass B. japonicum bei pH-Stress besonders Gene der pHi-Homöostase aktiviert. Dies umfasst sowohl Transportergene als auch enzymatische Gene. Interessant waren die differenziell exprimierten Gene, welche bei pH 8 verstärkt und bei pH 4 verringert exprimiert vorlagen. Diese Gene besitzen im Promotorbereich eine RegR-Box und sind in der transkriptionellen Aktivierung von RegR abhängig [Lindemann et al. 2007]. Aufgrund der Homologie des RegSR-Systems von B. japonicum mit dem pH-abhängigen ActSR-System von S. meliloti besteht die Möglichkeit, dass RegSR ebenfalls in die pH-abhängige Regulation dieser Gene eingebunden ist. Neben solch spezifischen Stressantworten konnte auch eine allgemeine Stressantwort ermittelt werden. So weisen fünf Gene ein gleiches Expressionsmuster in den untersuchten Stressanalysen dieser Arbeit auf. blr5264 kodiert hierbei für einen 2-Komponenten-Hybridsensor und -Regulator und könnte als Regulator in die allgemeine Stressantwort von B. japonicum eingebunden sein. Aus diesem Grund wurde Blr5264 in GscR (general stress control regulator) umbenannt. Mittels Mutagenese von gscR wurde B. japonicum D826 erzeugt, dessen Transkriptom bezüglich Salzstress und Hitzeschock verifiziert wurde. Es wurden 87 Gene identifiziert, welche bei Stresseinfluss von GscR abhängig sind. Hierunter sind sieben verringert exprimierte Gene, welche bei Stress im Wildtyp verstärkt exprimiert vorliegen. Diese scheinen demzufolge bei Stress durch GscR transkriptionell aktiviert zu werden. Das interessanteste Gen war hierbei blr7881, welches für einen ArsR-Typ-Regulator kodiert und einen weiteren Schritt in der allgemeinen Stressantwort von B. japonicum sein könnte.

Mutations in the AAAS gene coding for the nuclear pore complex protein ALADIN lead to the autosomal recessive disorder triple A syndrome. Triple A patients present with a characteristic phenotype including alacrima, achalasia and adrenal insufficiency. Patient fibroblasts show increased levels of oxidative stress, and several in vitro studies have demonstrated that the nucleoporin ALADIN is involved in both the cellular oxidative stress response and adrenal steroidogenesis. It is known that ALADIN knock-out mice lack a phenotype resembling human triple A syndrome. The objective of this study was to determine whether the application of chronic oxidative stress by ingestion of paraquat would generate a triple A-like phenotype in ALADIN null mice. Adult male mice were fed either a paraquat (0.25 g/kg diet) or control diet for 11 days. After application of chronic oxidative stress, ALADIN knock-out mice presented with an unexpected compensated glutathione metabolism, but lacked a phenotype resembling human triple A syndrome. We did not observe increased levels of oxidative stress and alterations in adrenal steroidogenesis in mice depleted for ALADIN. This study stresses the species-specific role of the nucleoporin ALADIN, which in mice involves a novel compensatory mechanism for regulating the cellular glutathione redox response.

The paper examines the problem of film stress applying a correct three dimensional model. The results are compared with two different forms of Stoney´s equation existing in the Litera-ture and being widely used in the determination of stresses in thin films. It is shown theoretically that only one of the forms is based on an adequate model and yields accurate results whereas the other causes errors of about 30-40 % for typical substrate materi-als. In addition limits for the applicability of the correct Stoney equation are given.

As with any sensory input, music might be expected to incorporate the processing of information about the safety of the environment. Little research has been done on how such processing has evolved and how different kinds of sounds may affect the experience of certain environments. In this article, we investigate if music, as a form of auditory information, can trigger the experience of safety. We hypothesized that (1) there should be an optimal, subjectively preferred degree of information density of musical sounds, at which safety-related information can be processed optimally; (2) any deviation from the optimum, that is, both higher and lower levels of information density, should elicit experiences of higher stress and danger; and (3) in general, sonic scenarios with music should reduce experiences of stress and danger more than other scenarios. In Experiment 1, the information density of short music-like rhythmic stimuli was manipulated via their tempo. In an initial session, listeners adjusted the tempo of the stimuli to what they deemed an appropriate tempo. In an ensuing session, the same listeners judged their experienced stress and danger in response to the same stimuli, as well as stimuli exhibiting tempo variants. Results are consistent with the existence of an optimum information density for a given rhythm; the preferred tempo decreased for increasingly complex rhythms. The hypothesis that any deviation from the optimum would lead to experiences of higher stress and danger was only partly fit by the data. In Experiment 2, listeners should indicate their experience of stress and danger in response to different sonic scenarios: music, natural sounds, and silence. As expected, the music scenarios were associated with lowest stress and danger whereas both natural sounds and silence resulted in higher stress and danger. Overall, the results largely fit the hypothesis that music seemingly carries safety-related information about the environment.

Background/Aims: Little research effort has so far been dedicated to the analysis of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis of aetiologically differing subgroups of patients with panic disorder (PD). The current study aimed at a deeper understanding of the cortisol stress response in cannabis-induced PD (CIPD) patients. Methods: Matched groups of 7 PD patients (mean age ± SD: 32.95 ± 9.04 years), 7 CIPD patients (31.94 ± 8.40 years), and 7 healthy controls (HC) (31.13 ± 8.57 years) were included in the study. The Trier Social Stress Test (TSST) was used for stress induction. Salivary cortisol samples were collected and panic- and depression-related questionnaires were applied. Results: A stress response to the TSST was found in 28.6% of PD patients, in 51.1% of CIPD patients, and in 100% of HC subjects. Statistical analyses revealed a cortisol hyporesponsiveness in PD and CIPD patients. While cortisol values of PD patients and HC participantsdiffered significantly, CIPD patients’ cortisol courses balanced between those of PD patients and HC subjects. Conclusions: Current findings show a distinctive pattern of the stress-induced cortisol reaction in CIPD patients, which is markedly different from the hormonal response in PD patients as well as HC subjects. Previous findings of cortisol hyporesponsiveness in PD patients compared to HC subjects were confirmed.

Although functional magnetic resonance imaging (fMRI) has gained increasing importance in investigating neural substrates of anxiety disorders, less is known about the stress eliciting properties of the scanner environment itself. The aim of the study was to investigate feasibility, self-reported distress and anxiety management strategies during an fMRI experiment in a comprehensive sample of patients with panic disorder and agoraphobia (PD/AG). Within the national research network PANIC-NET, n = 89 patients and n = 90 controls participated in a multicenter fMRI study. Subjects completed a retrospective questionnaire on self-reported distress, including a habituation profile and exploratory questions about helpful strategies. Drop-out rates and fMRI quality parameters were employed as markers of study feasibility. Different anxiety measures were used to identify patients particularly vulnerable to increased scanner anxiety and impaired data quality. Three (3.5%) patients terminated the session prematurely. While drop-out rates were comparable for patients and controls, data quality was moderately impaired in patients. Distress was significantly elevated in patients compared to controls; claustrophobic anxiety was furthermore associated with pronounced distress and lower fMRI data quality in patients. Patients reported helpful strategies, including motivational factors and cognitive coping strategies. The feasibility of large-scale fMRI studies on PD/AG patients could be proved. Study designs should nevertheless acknowledge that the MRI setting may enhance stress reactions. Future studies are needed to investigate the relationship between self-reported distress and fMRI data in patient groups that are subject to neuroimaging research.

In der vorliegenden Arbeit wurden die Auswirkungen des Musikhörens nach der einmaligen Inhalation eines Gasgemisches aus 35 % CO2 und 65 % O2 auf Emotionen, die aktuelle Stimmung sowie auf die Stress- und Immunparameter Noradrenalin, Leptin, Somatostatin und TNF-α untersucht. Außerdem wurden die Stress- und Immunparameter betreffs ihres Zusammenhangs mit den Emotionen und Stimmungen sowie ihrer Geschlechter- und Tageszeiteneffekte näher betrachtet. In die Studie wurden 143 gesunde Probanden eingeschlossen, die randomisiert jeweils einer Experimentalgruppe und einer Kontrollgruppe zugeteilt wurden. Die Experimentalgruppe hörte nach der Inhalation des Gasgemisches fröhliche belebende Instrumentalmusik, während die Versuchspersonen der Kontrollgruppe nach Zugabe des Gasgemisches neutrale Zwölftonfolgen dargeboten bekamen. Während des Hörens wurden die Emotionen an Hand standardisierter Fragebögen bewertet. Die aktuelle Stimmung wurde jeweils vor und nach dem Experiment erhoben. Zu 6 definierten Zeitpunkten wurden den Probanden Blutproben entnommen, die auf die Stress- und Immunparameter untersucht wurden. Dabei zeigte sich die Inhalation des Gasgemisches aus 35 % CO2 und 65 % O2 als wirkungsvoller Stressor, der die Schlüsselmechanismen der humanen Stressantwort zu aktivieren imstande war. Das Hören der Instrumentalmusik erbrachte signifikant positive Effekte auf die Einschätzung der Emotionen und aktuellen Stimmung verglichen mit dem Hören von Zwölftonfolgen. In den Konzentrationen der Stress- und Immunparameter zeigten sich im Vergleich von Instrumentalmusik mit Zwölftonfolgen jedoch keine eindeutigen Unterschiede. Diese Arbeit liefert damit einen Beleg zur positiven Wirkung von Musik und unterstützt die Bestrebungen, vergleichbare musikalische Stimuli im klinischen Alltag therapeutisch einzusetzen.

Aktuell wird die Erfassung von Biofunktions-Indikatoren durch Fitness-Tracker, Smart Watches und ähnliche Devices massenwirksam. Bewegungen und Körperfunktionen werden detektiert, aufgezeichnet und aufbereitet. Ziel der Nutzer ist es, mit den gewonnenen Erkenntnissen den eigenen Körper und Lebenswandel zu optimieren. Aktuelle Geschäftsmodelle der in diesem Geschäftsfeld tätigen Akteure liegen überwiegend darin, aus dem zur Verfügung stehenden Datenmaterial Handlungsvorschläge abzuleiten, welche die Kunden in ihrem Optimierungsstreben unterstützen. Anwendungsfelder könnten sich aber auch im Verkehrssektor eröffnen. So erscheint es möglich und sinnvoll, die neu verfügbaren Indikatoren zu nutzen, um die emotionale Verfassung von Beförderten und die Aufmerksamkeit von Fahrern zu überprüfen sowie Möglichkeiten zu schaffen, Verkehrsinfrastrukturen, Verkehrssituationen als auch Umfeldsituationen zu identifizieren, welche Fahrer sehr stark fordern und somit aus Sicht der Verkehrssicherheit kritisch zu werten sind. Um Potentiale, Aufwände und Grenzen abzuschätzen zu können, wurde eine Vorstudie im Kontext des Motorisierten Individualverkehrs durchgeführt. In den Fokus gesetzt wurde dabei die Identifikation von Stresssituationen, hervorgerufen durch die Bewältigung infrastruktureller Herausforderungen aus auch durch die Interaktionen mit anderen motorisierten Verkehrsteilnehmern. Mit einem Equipment aus Biofunktions-Sensorik, Positions-Erfassungseinheit und einem Aufzeichnungsgerät, wurden Daten im Sinn von Extended Floating Car aufgezeichnet. Einflüsse von Infrastrukturen auf Stressindikatoren zeichneten sich bei der Auswertung deutlich ab. Gleiches gilt für Verkehrssituationen, welche eine erhöhte Aufmerksamkeit abverlangten. Um die Thematik umfassend bearbeiten zu können, wurden die zu klärenden Kernfragestellungen ermittelt und strukturiert.

Triple A syndrome is caused by mutations in AAAS encoding the protein ALADIN. We investigated the role of ALADIN in the human adrenocortical cell line NCI-H295R1 by either over-expression or down-regulation of ALADIN. Our findings indicate that AAAS knock-down induces a down-regulation of genes coding for type II microsomal cytochrome P450 hydroxylases CYP17A1 and CYP21A2 and their electron donor enzyme cytochrome P450 oxidoreductase, thereby decreasing biosynthesis of precursor metabolites required for glucocorticoid and androgen production. Furthermore we demonstrate that ALADIN deficiency leads to increased susceptibility to oxidative stress and alteration in redox homeostasis after paraquat treatment. Finally, we show significantly impaired nuclear import of DNA ligase 1, aprataxin and ferritin heavy chain 1 in ALADIN knock-down cells. We conclude that down-regulating ALADIN results in decreased oxidative stress response leading to alteration in steroidogenesis, highlighting our knock-down cell model as an important in-vitro tool for studying the adrenal phenotype in triple A syndrome.