Theory and applications of supercycled symmetry-based recoupling sequences in solid-state NMR

We present the theoretical principles of supercycled symmetry-based recoupling sequences in solid-state magic-angle-spinning NMR. We discuss the construction procedure of the SR26 pulse sequence, which is a particularly robust sequence for double-quantum homonuclear dipole-dipole recoupling. The supercycle removes destructive higher-order average Hamiltonian terms and renders the sequence robust over long time intervals. We demonstrate applications of the SR26 sequence to double-quantum spectroscopy, homonuclear spin counting, and determination of the relative orientations of chemical shift anisotropy tensors

Sex differences in humor appreciation

Obwohl Humor immer im Zentrum wissenschaftlichen Interesses stand, haben bisher nur wenige Forscher Humor mittels Verhaltensbeobachtung untersucht. Empirische Arbeiten, die Fragebögen als einziges Untersuchungswerkzeug verwenden, sind äußerst anfällig dafür, Ergebnisse zu generieren, die einer gewissen sozialen Erwünschtheit entspringen. Daher führte ich eine Studie über den Sinn für Humor durch, die gänzlich auf Verhaltensbeobachtungen beruht. Laut Weisfeld (1993) kann Lachen als Maß für den Grad an gefühltem Humor dienen. Unsere männlichen und weiblichen Vorfahren unterlagen unterschiedlichen Selektionsdrücken, die mögliche Erklärungen für Geschlechtsunterschiede im Sinn für Humor darstellen. So führt uns das asymmetrische elterliche Investment zu einer Gesellschaft geprägt von weiblicher Wahl und männlicher Konkurrenz. Eine Konsequenz des intrasexuellen Konkurrenzkampfes unter Männern ist das so genannte “young male syndrome”, das besagt, dass junge Männer im Vergleich zu Frauen eher dazu tendieren Risiken einzugehen, also Szenarien provozieren, in denen sie beweisen können, dass sie auf dem Partnermarkt die bessere Wahl sind. Aufgrund der patrilokalen Lebensweise unserer Vorfahren war es für Frauen notwendig, sich in einer fremden Gruppe sozial zu integrieren. Das beste Werkzeug dazu ist Kommunikation. Daher haben Frauen im Vergleich zu Männern ausgeprägtere verbale Fähigkeiten entwickelt. Dies lässt darauf schließen, dass Männer bzw. Frauen verstärkt über Humor lachen, der geschlechtsspezifisch evolutionär relevante Themen einschliesst. Frühere Studien über den Sinn für Humor ergaben, dass Männer dazu tendieren über aggressive oder anzügliche Themen zu lachen, wohingegen sich Frauen bevorzugt über nicht-tendenziösen Humor amüsieren. Zweck dieser Studie war es herauszufinden, ob Frauen eher auf Kommunikations-bezogenen Humor reagieren und Männer eher auf aggressiven Humor und ob dieses in deren expressivem Verhalten beobachtet werden kann. In einer Vorstudie konnten mittels Hauptkomponentenanalyse drei basale Humorfaktoren erarbeitet werden: Schadenfreude (Schadenfreude bei einem Missgeschick, Schadenfreude bei Gefahr), Unkonventionell (Normverletzung sozialer Regeln, Sexismus) und Kommunikation (Kognitive Inkongruenz, Wortspiel, Missverständnis). 84 männliche und 83 weibliche Versuchspersonen wurden mittels Kamera aufgenommen, während sie sich 18 mehr oder weniger lustige Werbefilme ansahen. Die Probanden sahen die Werbefilme jeweils in Paaren, jedoch ohne sich vorher oder während der Vorführung zu sehen. Diese Stimmulus-Filme wurden auf der Basis der drei definierten Humorfaktoren ausgewählt (jeweils die drei Werbefilme, die am höchsten bzw. am niedrigsten auf den drei Humor-Dimensionen laden). Es war zu erwarten, dass Männer eher bei Werbefilmen lachen, die ein hohes Mass an Schadenfreude beinhalten, während Frauen eher auf Werbefilme ansprechen, die einen hohen Kommunikationsanteil aufweisen. Beide Geschlechter sollten laut Hypothese gleichermassen über unkonventionellen Humor lachen. Die Probanden füllten ausserdem Fragebögen zur Kontrolle der momentanen Befindlichkeit, sowie für andere Störvariablen aus. Ausserdem mussten sie zu jedem Film angeben, wie lustig sie diesen empfunden haben. Die Videoaufnahmen von den Probanden wurden anschliessend verwendet, um das gezeigte Verhalten zu kodieren. Es konnten keine Geschlechterunterschiede bezüglich des Humor-korrespondierenden Verhaltens (z.B. lachen und lächeln) gefunden werden. Es wurden auch keine Geschlechtsunterschiede bezüglich der Humorkomponenten gefunden. Die Ergebnisse zeigen, dass der momentane Gefühlszustand expressives Verhalten in hohem Maße beeinflusst. Ausserdem,trägt diese Studie dazu bei, eine neue Methode zur Messung vom Ausmass an gefühltem Humor über Verhaltensbeobachtung zu entwickeln. Eine ethologische Herangehensweise macht das Messen von Humor sehr viel objektiver. Mit dieser Studie konnten zusätzliche empirische Hinweise dargelegt werden, dass Gesichtsausdrücke ambivalente Signale sind, deren Bedeutung durch andere Kommunikations-Kanäle moduliert werden kann.Whilst humor has always captured scientific interest, few researchers have investigated humor through observational studies so far. Empirical works employing questionnaire instruments only, are most vulnerable to generate results based on social desirability. Therefore I carried out a study on humor appreciation based on behavior observation. According to Weisfeld (1993) laughter could serve as a useful measure of the amount of humor appreciation. Possible reasons for sex differences in humor appreciation could be sought in different selection pressures for our male and female ancestors. Asymmetric investment leads to female choice and male competition. One consequence of intrasexual competition is the so-called young male syndrome, i.e. men tend to seek risky situations to a higher extent than women, thus creating a setting in which they can prove that they are the better choice. Due to patrilocality women must seek for social integration into a foreign group. The most important tool to pursue this goal is communication. Therefore women have developed more sophisticated verbal skills. Consequently, men and women should appreciate humor that touches the evolutionary relevant topics. Studies of humor appreciation generally indicate that men are more likely to enjoy humor based on aggressive and sexual themes, whereas women are more likely to enjoy nontendentious humor. The purpose of this study was to investigate whether women respond more to humor associated with communication, and men respond more strongly to aggressive humor, and whether this can be observed in their expressive behavior. In a pre-study we determined three basic dimensions of humor: Schadenfreude (schadenfreude for misfortune, schadenfreude for hurtful actions), Unconventional (violation of social norms, sexism) and Communication (incongruity, wordplay, misunderstandings). Subjects (84 male and 83 female students) were videotaped while watching 18 more or less funny commercials in pairs, but without visual contact. The stimulus movies were selected based on the humor factors (the three top and lowest ranked for each dimension). I expected men to laugh more about movies conveying schadenfreude, women should laugh more about communication related humor. I did not expect any sex difference concerning the Unconventional humor factor. Subjects filled out questionnaires controlling for emotional state as well as other intervening variables, and indicated how humorous they found the respective movie. Video recordings were used for behavior coding, such as smiles and laughter. There was no significant sex difference in the total amount of behavioural correspondents (i.e. facial expressions) of humor. Our results suggest that current emotional state strongly affects expressive behavior. Additionally, the study contributes to a new method of humor measurement by behavioral observation, and could therefore serve for measuring humor more objectively. These findings underline that the expression of smiles and laughter is not limited to humor perception, but will only occur if the emotional state provides some basic readiness for humor appreciation. With this study we provide additional empirical evidence that facial expressions are ambiguous signals, whose meaning is modulated by other communication channels

Ultraschallkommunikation bei Ratten: Soziale Isolation als Risikofaktor für neuropsychiatrische Erkrankungen mit defizitärem Sozialverhalten im Tiermodell

Ratten zeichnen sich durch ein stark ausgeprägtes Sozialverhalten aus, wovon das Kommunikationsverhalten ein elementarer Bestandteil ist. Sie emittieren Rufe im Ultraschallbereich, sogenannte Ultraschallvokalisationen (USV), die als situationsabhängige,affektive Signale fungieren. Bei juvenilen und adulten Ratten unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Hauptruftypen. Niederfrequente 22-kHz USV treten typischerweise in aversiven Situationen auf, wie sozialer Unterlegenheit, während hochfrequente 50-kHz USV in appetitiven Situationen beobachten werden können, wie soziales Spielverhalten bei juvenilen oder Paarungsverhalten bei adulten Ratten. Beide Ruftypen besitzen distinkte kommunikative Funktionen und lösen Ruftyp-spezifisches Verhalten beim Empfänger aus. So dienen 22-kHz USV vermutlich als Alarmrufe, die beim Empfänger zu Verhaltensstarre führen. Im Gegensatz dazu scheinen 50-kHz USV eine prosoziale Funktion zu besitzen. Männliche 50-kHz USV spielen offenbar eine wichtige Rolle zur Herstellung sozialer Nähe und sind vermutlich auch an der Regulation von Sexualverhalten beteiligt (Studie I: Willadsen et al., 2014). Auch im nichtsexuellen Kontext gibt es starke Evidenz für eine Funktion der 50-kHz USV als soziale Kontaktrufe. Eine Übersichtsarbeit zu den Studien, die das etablierte Playback-Paradigma verwendeten, konnte zeigen, dass Playback von 50-kHz USV konsistent Annäherungsverhalten beim Empfänger auslöste und somit eine reliable und hoch standardisierte Untersuchung von prosozialem Ultraschallkommunikationsverhalten von Ratten ermöglicht (Studie II: Seffer et al., 2014). Dieses Paradigma erscheint aus diesem Grund besonders nützlich für den Einsatz in Verbindung mit Tiermodellen zu sein, die sich durch ein defizitäres Sozialverhalten auszeichnen. Juvenile soziale Isolation wird häufig bei Ratten als Tiermodell eingesetzt, um Phänotypen mit klinischer Relevanz für neuropsychiatrische Erkrankungen zu induzieren, wie beispielsweise die Schizophrenie, welche sich durch ein Defizit in der sozio-affektiven Informationsverarbeitung auszeichnet. Aus diesem Grund wurde der Einfluss von sozialer Isolation auf die prosoziale Ultraschallkommunikation unter Verwendung des 50-kHz USV Playback-Paradigmas bei Ratten untersucht (Studie III: Seffer et al., 2015). Es konnte gezeigt werden, dass juvenile soziale Isolation spezifisch die Reaktion auf 50-kHz USV beeinträchtigte und kein Annäherungsverhalten beim Empfänger auslöste. Beachtenswerterweise konnten diese Defizite durch eine Resozialisierungsphase aufgehoben werden und wurden nicht durch post-adoleszente soziale Isolation induziert. Diese Ergebnisse sprechen für eine kritische Periode in der sozialen Entwicklung während der Adoleszenz und heben die Notwendigkeit sozialer Erfahrungen während dieser sensitiven Phase hervor

Role of local premotor nonspiking interneurons in walking pattern generation of the stick insect Carausius morosus

In the course of this thesis, neural mechanisms underlying the generation of single leg stepping in the stick insect Carausius morosus were investigated at the premotor level. Local nonspiking interneurons (NSIs) are important premotor elements within the leg muscle control system of insects, which integrate sensory signals from different sources and provide synaptic drive onto motoneurons (MNs). The single middle leg preparation used allows intracellular recordings from identified NSIs while the active animal performs stepping movements on a treadmill. For identification, NSIs were stained following physiological characterization by iontophoretical dye injection and viewed with a confocal laser scanning microscope. The alternating activity of flexor and extensor tibiae MNs during single middle leg stepping, which characterizes stance and swing phase, respectively, was monitored by extracellular recordings. In the first part of the thesis, the activity pattern of NSIs driving tibial MNs during single leg stepping was studied and their contribution to the generation of stepping motor output was revealed. With the initiation of stepping, modulations of membrane potential were generated in all NSIs that were closely related to the step cycle. The activity pattern comprised distinct excitatory or inhibitory phasic input, during at least one phase of the step cycle. Most NSI types showed an inversion of membrane potential polarization from one phase of the step cycle to the other. It was shown that the activity pattern of the individual NSIs during stepping was not predictable from the synaptic drive, i.e., excitatory or inhibitory, they provide onto MNs in the resting animal. Artificial alterations of membrane potential and measurements of local input resistance for individual NSIs revealed that phasic excitatory and inhibitory modulations of membrane potential during stepping results from true excitatory and inhibitory synaptic input. Current injections into NSI I1 immediately terminated stepping sequences, indicating an important role of I1 in the control of motor output for stepping. The amplitude of phasic membrane potential modulation of NSIs during stepping varied markedly. The maximum peak-to-peak amplitude of membrane potential modulation during stepping amounted to 16.9 ± 6.0 mV on average for all NSIs presented in this study and ranged from 5 to 34 mV for individual recordings. The time of peak and trough potential occurrence within a step cycle appears to contribute substantially to the patterning of motor output, since the extensor MN activity was closely correlated with the membrane potential of individual NSIs, e.g., E2/3, E4, E8 and I2. For the first time, it could be shown that the activity of NSIs during stepping can largely be explained by the state dependency of their inputs from the femoral chordotonal organ, one of the main leg sensors. Hence, the results presented here strongly support the notion that the motor response during the �active reaction� represents a part of the control regime for the generation of single leg stepping. In the second part of the thesis, the interest was to investigate neural mechanisms underlying adaptivity in locomotor systems. Therefore, it was examined which parameters contribute to alterations in stepping velocity. An important finding was that stepping velocity varies with membrane potential alterations of NSIs activated during stance phase, but not with NSIs activated during swing phase. Furthermore, the results suggest that the stance part of the locomotor network is stronger activated during fast stepping velocities and that the swing part is simultaneously inhibited to the same extent. However, investigation of extensor MN activity failed to show a correlation with stepping velocity. This finding implies that swing phase activity is independent of stepping velocity and, hence, corroborates the notion that the swing part of the premotor network does not contribute to alterations in stepping velocity. Finally, it was investigated whether there is a correlation between swing phase activation and stance phase velocity during single leg stepping. The results indicate that there is no influence between stance and swing phase activation in the single middle leg preparation, at least, not in the way that activation strength of stance would influence the subsequent activation of swing phase. The insights gained on premotor NSIs within the femur-tibia joint control system of the stick insect raise the assumption of a premotor network organized into functionally different and partly overlapping pools of NSIs. In the single middle leg preparation, individual NSI types appear to control the actual magnitude of stepping motor output (e.g., E2/3, E8, I2) or the stepping velocity (e.g., E1, I1, I2), while others seem to control step phase transitions (e.g., E2/3, E4, I4) or phase duration (e.g., I8, I1, E1)

Openness in Medieval Europe

This volume challenges the persistent association of the Middle Ages with closure and fixity. Bringing together a range of disciplines and perspectives, it identifies and uncovers forms of openness which are often obscured by modern assumptions, and demonstrates how they coexist with, or even depend upon, enclosure and containment in paradoxical and unexpected ways. Explored through notions such as porosity, vulnerability, exposure, unfinishedness, and inclusivity, openness turns out to permeate medieval culture, unsettling boundaries, binaries, and clear-cut distinctions.Openness in Medieval Europe, ed. by Manuele Gragnolati and Almut Suerbaum, Cultural Inquiry, 23 (Berlin: ICI Berlin Press, 2022) <https://doi.org/10.37050/ci-23

Designing enriched aesthetic interaction for garment comfort

This thesis describes a research through design approach to identifying comfort factors within the kinaesthetic experiences of human sensory activities and perceptions. The research explores the experience of women through the way they touch, move and feel when interacting with wool garments. The research provides (1) a body of creative work, (2) a framework of ‘enriched aesthetic interaction’ and (3) the development of design principles for the comfort and related aesthetic qualities of clothing