Major Depression - neuropsychologische und immunologische Aspekte eines heterogenen Störungsbildes

Die Major Depression ist ein heterogenes Störungsbild, welches mit psychobiologischen und neuropsychologischen Veränderungen assoziiert ist. Die vorliegende kumulative Dissertation setzt sich aus drei Originalarbeiten zusammen, die sich inhaltlich mit verschiedenen Symptombereichen einer depressiven Erkrankung, deren Auslöser und möglichen Therapieansätzen beschäftigen. Studie I mit dem Titel “ Childhood adversity and cognitive functioning in patients with major depression“ untersuchte den potentiellen Zusammenhang zwischen frühen traumatischen Kindheitserlebnissen und der kognitiven Leistungsfähigkeit bei Patienten mit Major Depression. Zahlreiche klinische und experimentelle Studien weisen bislang bei einigen, aber nicht bei allen Patientinnen und Patienten1 mit Major Depression auf eine Veränderung der Gedächtnis- und exekutiven Funktionen hin. In Studie I der vorliegenden Arbeit konnte aufgezeigt werden, dass eine erhöhte Anzahl erlebter negativer Kindheitserfahrungen mit späterem Allgemeinwissen, der Verarbeitungsgeschwindigkeit sowie exekutiven Funktionen bei Patienten mit Major Depression assoziiert sein könnte. Vor allem körperlicher Missbrauch und Vernachlässigung in der Kindheit scheinen mit späteren Defiziten in den Bereichen verbales Lernen und exekutive Funktionen einherzugehen. In Studie II mit dem Titel „Cognitive behavioral therapy improves recognition memory in major depression: Results of a randomized controlled trial” interessierte zum einen, ob sich depressive Patienten im Vergleich zu einer geschlechts- und alters-gematchten gesunden Kontrollgruppe in ihren Gedächtnisfunktionen unterscheiden. Zum anderen wurden potentielle Verbesserungsmöglichkeiten beeinträchtigter Gedächtnisfunktionen durch eine 4-monatige kognitive Verhaltenstherapie untersucht. Es zeigte sich, dass kognitive Verhaltenstherapie in Kombination mit regelmäßiger sportlicher Betätigung sowie kognitive Verhaltenstherapie in Kombination mit achtsamkeitsbasierten, angenehmen Aktivitäten mit einer Verbesserung der mnestischer Funktionen depressiver Patienten assoziiert sein könnte. Im Bereich Wiedererkennensleistung konnte über den Verlauf einer 16-wöchigen Behandlung eine signifikante Leistungssteigerung erzielt werden, welche zumindest teilweise eine Reversibilität von beeinträchtigten Gedächtnisfunktionen nahelegt. Studie III mit dem Titel “The predictive value of somatic and cognitive depressive symptoms for cytokine changes in patients with major depression” schließlich betrachtete psychobiologische Aspekte einer depressiven Erkrankung genauer und differenziert zwischen kognitiven und somatischen Symptom-Dimensionen von Depression. Dabei zeigte sich, dass langanhaltende somatische, nicht aber kognitiv-affektive depressive Symptome, mit einem Anstieg von pro-inflammatorischen Zytokinen bei Frauen mit Major Depression in Zusammenhang stehen. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass Symptom-Dimensionen einer Major Depression (somatische oder kognitiv-affektive Symptome) unterschiedlich mit immunologischen Veränderungen assoziiert sein könnten

Stabilisierung von C aus Stroh und Gründüngung im Boden -Ergebnisse eines Inkubationsversuches

Stroh und Gründüngung stellen im Marktfruchtanbau die wesentlichen Substrate für die Versorgung der Böden mit organischer Substanz dar. Weitere organische Dünger sind zumeist nicht oder nur in geringem Umfang vorhanden. Diese Situation erfordert eine differenzierte Bewertung der Humusreproduktionsleistung von Stroh und Gründüngung. Im Rahmen des BÖLN-Projektes „Sicherung der Humusvorräte mit Grün- und Strohdüngung“ (2811NA061) wird u.a. geprüft, inwiefern die kombinierte Betrachtung der C- und N-Massenbilanzen eine anwendbare Option hierfür darstellt. Die Hypothese ist, dass sich das CN-Verhältnis im Substrat-Boden-Gemisch mittelfristig stets wieder einem standortspezifischen Wert annähert. Die Stabilisierung von Substrat-C im Boden wäre somit (u.a.) von der N-Verfügbarkeit abhängig zu bewerten

Optionen zur Sicherung der Humusversorgung im viehlosen Ökolandbau unter Berücksichtigung von Humusbilanz und Betriebswirtschaft

An adequate supply of organic matter to arable soils is essential for the maintenance of soil productivity. Still, management implications can cause a trade-off with economics, as measures for soil organic matter management may not directly induce ecosystem services that increase the profitability of the system. This is especially true with regard to stockless organic farming systems, where well-proven measures, as the integration of fodder legumes in crop rotations, may not seem attractive with regard to the revenue. In this article we evaluate strategies for soil organic matter management in stockless organic farming systems based on scenarios for different soil-climate conditions in Germany to deal with this challenge. Several options to make use of synergies between soil organic matter management and profitability could be identified. In particular, the integration of fodder legumes, even on the cost of cash crop shares in rotations, may cause a win-win situation, if the biomass of the legumes can be used in a profitable way that creates a mobile nutrient pool and allows for a return of organic matter, as e.g. biogas production

Humusersatzstrategien im viehlosen Ökolandbau

Soil organic matter management is a challenge especially in stockless organic farming systems, as shares of fodder legumes in crop rotations are often small to provide more cash crop area, and farmyard manure as the most valuable source for organic matter supply to soils is not available. However, there are many different options for stockless farms to tackle this challenge. In this article we discuss strategies for organic matter supply to soils based on scenarios for different soil-climate regions in Germany. We conclude that the integration of fodder legumes into crop rotations is the most valuable option, as these crops do not only provide carbon but are able to replace mineralized soil organic matter nitrogen that has been exported with the harvested biomass of the cash crops

Aluminiumoxid-Beschichtungen von Li-reichen NCM-Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen Batterien zur Erhöhung der Kapazitätsstabilität

Li-reiches Nickel-Kobalt-Mangan-Oxid (Li-reiches NCM) wird als Kathodenmaterial in Lithium- Ionen Batterien verwendet. Aluminiumoxid-Beschichtungen auf den Kathodenpartikeln werden genutzt, um die Kapazitätsstabilität zu verbessern. Um die zugrunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen, muss der Bedeckungsgrad der Partikelbeschichtungen auf verschiedenen Längenskalen von Mikrometer bis Nanometer bestimmt und mit den elektrochemischen Eigenschaften verknüpft werden. In dieser Arbeit werden Aluminiumoxid-Beschichtungen, die durch Atomschichtabscheidung (ALD) oder durch chemische Lösungsabscheidung auf Li-reichem NCM aufgebracht werden, untersucht. Der Bedeckungsgrad und die Morphologie der Partikelbeschichtungen werden mittels Flugzeitsekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS), Rasterelektronenmikroskopie (REM), Elementaranalyse mittels induktiv gekoppelter Plasma-Emissionsspektrometrie (ICP-OES) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) untersucht. Mit ToF-SIMS kann die Bedeckung einer Beschichtung auf Längenskalen im mm-Bereich mit hoher lateraler Auflösung und einer Oberflächenempfindlichkeit von wenigen Nanometern analysiert werden. Unabhängig von der gewählten Beschichtungsroute zeigen die Analysen dieser Arbeit, dass die Pulverpartikel nicht von einem vollständig geschlossenen und homogenen Aluminiumoxidfilm bedeckt sind. Die Ergebnisse dieser Doktorarbeit zeigen, dass eine Beschichtung nicht notwendig ist, um die Kapazität zu stabilisieren. Der Beschichtungsprozess selbst (ohne Verwendung von Aluminium-Vorläuferverbindungen) bewirkt die Erhöhung der Kapazitätsstabilität und der Ausgangskapazität. TEM-Untersuchungen und die Analyse der elektrochemischen Tests mittels dQ/dV-Diagrammen deuten darauf hin, dass der Beschichtungsprozess die Oberflächenregion des Li-reichen NCM modifiziert und in den äußersten Oberflächenschichten Veränderungen des Kristallgitters mit spinellähnlichem Charakter auftreten. Zudem wird eine Verringerung des Grenzflächenwiderstandes der Kathoden-Elektrolyt- Grenzfläche für die nasschemisch behandelten Proben nachgewiesen. Als Post-Mortem-Untersuchung wurden Vollzellen mit Graphit-Anode und Kathoden, die aus unterschiedlichen Probenmaterialien hergestellt wurden, nach dem Zyklieren auseinandergebaut, die Anoden mittels ICP-OES analysiert und die Kathoden erneut gegen frische Lithium-Anoden verbaut. Anoden, die zuvor gegen Kathoden des nasschemisch beschichteten Materials oder eine ALD-Beschichtung zykliert wurden, zeigten einen niedrigeren Wert der Übergangsmetallund Lithiumgehalte auf der Anode im Vergleich zur unbeschichteten Referenz. Zudem verringerte das nasschemische Verfahren den Karbonatgehalt der Oberfläche im Vergleich zum unbeschichteten Material. Der geringere Übergangsmetallverlust verringert die Häufigkeit und Stärke irreversibler oxidativer Nebenreaktionen, die zur Bildung einer Deckschicht zwischen Anode und Elektrolyt führen. Da ein großer Teil des zyklierbaren Lithiums in diesen Oberflächenschichten gebunden ist, nimmt die Kapazität der Vollzellen schnell ab

XFL: Naming Functions in Binaries with Extreme Multi-label Learning

Reverse engineers benefit from the presence of identifiers such as function names in a binary, but usually these are removed for release. Training a machine learning model to predict function names automatically is promising but fundamentally hard: unlike words in natural language, most function names occur only once. In this paper, we address this problem by introducing eXtreme Function Labeling (XFL), an extreme multi-label learning approach to selecting appropriate labels for binary functions. XFL splits function names into tokens, treating each as an informative label akin to the problem of tagging texts in natural language. We relate the semantics of binary code to labels through DEXTER, a novel function embedding that combines static analysis-based features with local context from the call graph and global context from the entire binary. We demonstrate that XFL/DEXTER outperforms the state of the art in function labeling on a dataset of 10,047 binaries from the Debian project, achieving a precision of 83.5%. We also study combinations of XFL with alternative binary embeddings from the literature and show that DEXTER consistently performs best for this task. As a result, we demonstrate that binary function labeling can be effectively phrased in terms of multi-label learning, and that binary function embeddings benefit from including explicit semantic features

Humusersatzstrategien aus ökonomischer Perspektive: Notwendiges Übel oder gewinnbringende Investition?

Management measures to maintain or increase soil organic matter (SOM) are generally associated with additional costs and a decreasing profitability of crop rotations. However, certain SOM-enhancing strategies may have the potential to synergistically optimize also the economic output in the short or long term. We evaluated several crop rotations and green/straw manuring systems on diverging site properties in stockless farm systems for their effects on production economics. Benefits may especially derive from an increased spatio-temporal synchronization of crop nutrient demand and nutrient supply by turning green manures into mobile fertilizers, which can even result in short term economic benefits. However, as effects do not necessarily show instantly, from an economic point of view SOM-enhancing measures are proposed to be handled as an investment with a future amortization of instant expenses by stabilizing or improving soil functions and crop yields

Control of grid-connected PWM converters with LCL filter for electrical drives with small DC-link capacitance

Im Fokus dieser Arbeit steht die Optimierung von Antriebssystemen durch verbesserte netzseitige Filtertopologien und den Einsatz von Zwischenkreiskondensatoren mit minimierter Kapazität. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf den regelungstechnischen Lösungen der Problematiken, die sich durch die Filter und die reduzierten Zwischenkreiskapazitäten ergeben. Die regelungstechnischen Herausforderungen beziehen sich insbesondere auf die aktive Dämpfung der Filterresonanz, die Unterdrückung von niederfrequenten Oberschwingungen, die hochdynamische Regelung der Zwischenkreisspannung und die Robustheit gegenüber Parameterungenauigkeiten. Es werden zwei unterschiedliche Regelungsverfahren angesetzt und untersucht. Zunächst wird die konventionelle kaskadierte PI-Regelung herangezogen, die seit langer Zeit im industriellen Einsatz ist und den Stand der Technik darstellt. Bei konventionellen Antrieben mit großen Zwischenkreiskapazitäten und einfachen Netzfiltern liefert dieses Verfahren gute Ergebnisse. Bei Antrieben mit LCL-Filtern und kleinen Zwischenkreiskapazitäten ist diese Regelung hingegen auch mit diversen Zusatzkonzepten in vielen Fällen nicht geeignet, wie in dieser Arbeit gezeigt wird. Es wird zudem herausgestellt, dass die Auslegung der Antriebskomponenten enormen Einfluss auf die erreichbare Regelgüte hat. Es wird daher in dieser Arbeit ein verbessertes Regelungskonzept entwickelt und untersucht. Die zustandsbasierten Regelungsverfahren versprechen aufgrund ihrer großen Vielfalt in der Gestaltung der Dynamik des geschlossenen Regelkreises deutliche Vorteile gegenüber der konventionellen Regelung. Die grundlegende Idee des entwickelten Konzeptes ist es, den netzseitigen Teil des Antriebs durch die Zustandsrückführung zu stabilisieren und gleichzeitig, unabhängig von der Auslegung des Netzfilters, die gleiche Dynamik zu erreichen wie auf der Maschinenseite. Durch eine geeignete Vorsteuerung der maschinenseitigen Leistung in der netzseitigen Regelung kann dadurch eine enorme Entlastung des Zwischenkreiskondensators erreicht werden, was bei einer kleinen Kapazität wichtig ist. Die Regelungseigenschaften werden in dieser Arbeit theoretisch, simulativ und experimentell an einem 22 kW-Antriebstand untersucht. Die entwickelte Regelung zeichnet sich durch eine sehr gute Dynamik mit gleichzeitig sehr guten Stabilitäts- und Robustheitseigenschaften aus. Es ist für einen sehr weiten Bereich von Systemauslegungen und somit für ein breites Spektrum an Anwendungen einsetzbar. So kann sie etwa im Bereich regenerativer Energien und dezentraler Energieversorgung wie auch in industriellen Motorantrieben oder speziellen Anwendungen wie z.B. aktiven Netzfiltern verwendet werden. Hinzu kommt ein möglicher Einsatz auch in schwachen Netzen mit stark verzerrten Netzspannungen und hohen Netzimpedanzen. Die Reglerauslegung kann zudem automatisch mittels der relevanten Systemparameter erfolgen.This thesis addresses the optimization of electrical drives by means of improved filter topologies and film capacitors in the DC link. Emphasis is put on control solutions of issues due the filters and reduced DC link capacitance. The most relevant control-related challenges are active resonance damping, suppression of low frequency harmonics, high dynamic DC link voltage control as well as robustness against parameter uncertainties. Two different control approaches are studied. First, the conventional PI control is employed. This type of control is state of the art and has been used in industrial applications for many years. Used in conventional drives with high DC link capacitances and simple inductive filters this method gives good results. However, in this thesis it is demonstrated that in many cases it is not suitable for applications with LCL filters and low DC link capacitances. Moreover, the specific design of the drive components is proven to have enormous impact on the achievable control performance. Secondly, an advanced control concept is developed and analyzed. In general, state space control methods offer advantages over the conventional ones due to wide freedom in the design of the closed loop control dynamic. The basic idea of the developed concept is to stabilize the grid side control by means of state feedback and at the same time achieve the same dynamic responses as on the motor side, independent of the specific grid filter design. In this case a proper feed forward of a motor power signal as part of the grid side control can reduce considerably the load on the DC link capacitors. That is very important for low DC capacitances. In this thesis the control performance is studied with theoretical analyses, simulations as well as experimental tests on a self-built 22 kW drive lab set up. The new state space control concept is characterized by high dynamic response with very good stability as well as robustness properties. It can be used for a wide range of system designs. Hence is can be used in many different applications, e.g. regenerative and decentralized energy systems as well as industrial motor drives or active power filters. Moreover, the use in weak grid connections characterized by high grid impedance and high grid voltage distortions is possible. Furthermore, the controller design can be done automatically by means of symbolic controller design expressions