Social diversity and promotion of cooperation in the spatial prisoner's dilemma game

The diversity in wealth and social status is present not only among humans, but throughout the animal world. We account for this observation by generating random variables that determ ine the social diversity of players engaging in the prisoner's dilemma game. Here the term social diversity is used to address extrinsic factors that determine the mapping of game pay offs to individual fitness. These factors may increase or decrease the fitness of a player depending on its location on the spatial grid. We consider different distributions of extrin sic factors that determine the social diversity of players, and find that the power-law distribution enables the best promotion of cooperation. The facilitation of the cooperative str ategy relies mostly on the inhomogeneous social state of players, resulting in the formation of cooperative clusters which are ruled by socially high-ranking players that are able to prevail against the defectors even when there is a large temptation to defect. To confirm this, we also study the impact of spatially correlated social diversity and find that coopera tion deteriorates as the spatial correlation length increases. Our results suggest that the distribution of wealth and social status might have played a crucial role by the evolution of cooperation amongst egoistic individuals.Comment: 5 two-column pages, 5 figure

"Studying music education is making me sick". An empirical study on the predictability of motivation effects on burnout among students of school education

Lehrer müssen im Vergleich zu anderen Berufsgruppen mit Abstand die größten psychischen Belastungen bewältigen. Dies zeigt sich auch in einem drastischen Anstieg von Arbeitsunfähigkeitstagen aufgrund psychischer Belastungen und durch das Burnout‐Syndrom. Besonders stressinduzierend scheint das Unterrichtsfach Musik zu sein. Im Vergleich zu Kollegen mit anderen Fächern erleiden Lehrer mit dem Fach Musik am häufigsten ein Burnout. Die meisten der ausgebrannten Lehrer fühlten sich bereits im Studium überfordert. In der aktuellen Situation von Bachelor‐Studierenden ist der Prozess von Burnout schon während des Studiums ein gravierendes Problem. Jeder dritte Student bringt ein problematisches Belastungsprofil mit in das Lehramtsstudium und viele betroffene Studierende weisen ungünstige Bewältigungsstile auf. Bisher liegen nur wenige forschungsrelevante Untersuchungen zu Burnout bei Schulmusikstudierenden vor. Eine Burnout‐Prävention ist daher bereits im Schulmusikstudium sinnvoll. Voraussetzung dafür ist zunächst die Durchführung von Grundlagenstudien zu möglichen Ursachen und Einflüssen, welche eine Stressbewältigung verhindern oder begünstigen. Die vorliegende Studie will dazu einen Beitrag leisten, indem sie im musikpädagogischen Kontext der Frage nachgeht, ob die Motivation musikpädagogischen Handelns einen Einfluss auf Burnout bei Schulmusikstudierenden hat. (DIPF/Orig.)In comparison to their colleagues who teach other subjects, music teachers most frequently suffer from burnout. Most teachers diagnosed with burnout already felt mentally overstrained during their studies. To date, only a few research studies on burnout suffered by music education students have been carried out. This study illustrates the positive influence of motivation on managing music education student stress levels (N=238) in a structural equation model. Teaching experiences encourage the motivation to study music education. When combined with a high degree of self‐regulation, it leads to an increase in educational achievement. If this process is indicative of an overall development, it could signify a positive prognosis for burnout prevention. (DIPF/Orig.

Waste Wood Gasification: Distribution of Nitrogen, Sulphur and Chlorine in a Dual Fluidised Bed Steam Gasifier

Waste wood was gasified in a dual fluidised bed gasifier in order to investigate the behaviour of waste fuels in this technology. The distribution of nitrogen, sulphur and chlorine between the gasifier and combustor of the dual bed system was studied to identify the requirements for gas cleaning devices. The gasification system is suitable for the use of waste wood. A slight adaption of the gas cleaning equipment was necessary compared to gasification of natural woody biomass

Periodicity of mass extinctions without an extraterrestrial cause

We study a lattice model of a multi-species prey-predator system. Numerical results show that for a small mutation rate the model develops irregular long-period oscillatory behavior with sizeable changes in a number of species. The periodicity of extinctions on Earth was suggested by Raup and Sepkoski but so far is lacking a satisfactory explanation. Our model indicates that this is a natural consequence of the ecosystem dynamics, not the result of any extraterrestrial cause.Comment: 4 pages, accepted in Phys.Rev.

Nachweis und Charakterisierung von RANK-Ligand und Osteoprotegerin in humanen Pankreaskarzinomzellen

Zusammenfassung: Die Modulation zellulärer Apoptoseprozesse ist nicht nur essenziell für die normale Zellphysiologie, sondern auch von fundamentaler Bedeutung in der Karzinogenese. Störungen zellulärer Kontrollmechanismen der Apoptose gelten als kritisches Ereignis in der Initiierung und Progression von Tumoren. Eine reduzierte Apoptoserate wird ferner als wichtiger Mechanismus für die Resistenz von Tumorzellen gegenüber einer Radio- und Chemotherapie angesehen. Das duktale Adenokarzinom des Pankreas gehört zu den Tumoren, die weitgehend resistent gegenüber einer konventionellen Chemotherapie sind. Basierend auf den bisherigen Befunden zur Pathogenese des Pankreas-karzinoms und den Vorarbeiten zum Thema RANKL-OPG-System war das Ziel der vorliegenden Arbeit, die Expression und Modulation der OPG-mRNA-Produktion und OPG-Proteinsekretion in humanen Pankreaskarzinomzelllinien zu untersuchen. Als Zellmodelle wurden die Adenokarzinomzelllinien PaTu 8988t, PaTu 8988s, PC-2 und Capan-2 analysiert und der Effekt von Steroidhormonen, Zytokinen und Medikamenten auf die OPG-Expression evaluiert. Die Genexpression wurde mittels Northern Blot und PCR, die Proteinsekretion mittels ELISA bestimmt. Osteoprotegerin (OPG) und Receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL) stellen spezifische Rezeptoren und Liganden der TNF-Superfamilie dar, deren Produktion bislang in verschiedenen humanen Geweben nachgewiesen werden konnte. Im Anschluss an den Nachweis von OPG-mRNA im Pankreasgewebe mittels eines kommerziellen Northern Blots konnte OPG auf mRNA- und Proteinebene in zwei der vier untersuchten Pankreaskarzinomzelllinien (PaTu 8988t und PC-2) nachgewiesen werden. Die PaTu 8988s- und Capan-2-Zellen zeigten dagegen keine Produktion von OPG. Zusätzlich exprimierten PaTu 8988t-Zellen auf mRNA-Ebene RANKL. Für Testosteron ergab sich eine dosis- und zeitabhängige Hemmung der OPG-mRNA- und -Proteinexpression in der Pankreaskarzinomzelllinie PaTu 8988t um 70 bis 77%, während 5α-DHT und 17β-Östradiol keine Effekte hatten. Das adrenale Androgen DHEA hemmte die OPG-Produktion um 83%. In den PC-2- Zellen hingegen senkte das gonadale Androgen 5α-DHT die OPG-Expression. Nach der Exposition der Zelllinie PaTu 8988t durch das Glukokortikoid Dexamethason kam es ebenfalls zu einer dosisabhängigen Hemmung der OPG-mRNA-Spiegel und der OPG-Proteinproduktion um 23%. Aufgrund der wichtigen Rolle von Zytokinen im Rahmen der Tumorimmunologie und der Modulation der Apoptose beim Pankreaskarzinom wurden unterschiedliche Zytokine (IL-1β, TNF-α und IL-8) hinsichtlich ihrer Regulation der OPG-Produktion untersucht. Im Gegensatz zu vielen anderen Zelltypen jedoch hatten diese Zytokine – IL-8 ausgenommen – keinen Einfluss auf die OPG-Expression. Die Behandlung mit IL-8 führte zu einer leichten Steigerung der OPG-mRNA-Produktion in PaTu 8988t-Zellen. Die HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren Lovastatin und Cerivastatin zeigten in Pankreaskarzinomzelllinien hemmende Effekte auf die OPG-mRNA- und OPG-Proteinexpression. Lovastatin als Statin der ersten Generation senkte die OPG-mRNA- und -Proteinsekretion in PaTu 8988t-Zellen um 90%. Des Weiteren wurden die OPG-mRNA- und -Proteinspiegel durch Cerivastatin in PaTu 8988t-Zellen um 27% und in PC-2-Zellen um 39% gesenkt. Diese Hemmung durch Statine war dosis- und zeitabhängig. Die Hemmung der OPG-Produktion in Pankreaskarzinomzelllinien ist ein weiterer Beleg für die pleiotropen Wirkungen der Statine, die klinisch hinsichtlich ihrer Apoptose modulierenden Effekte auf Pankreaskarzinomzellen genauer untersucht werden sollten. Zusammenfassend weisen die eigenen Ergebnisse in Zusammenschau mit den Arbeiten anderer Gruppen darauf hin, dass das Pankreas sowohl eine Produktionsstätte als auch ein potenzielles Ziel von OPG darstellt, einem wichtigen osteotropen und Apoptose modulierenden Zytokin der TNF-Rezeptorsuperfamilie. Zukünftige Studien sollten die genaue Interaktion von OPG und TRAIL sowie ihre Bedeutung für die Entstehung, Progression und Metastasierung des Pankreaskarzinoms analysieren. Diese Erkenntnisse könnten die Basis künftiger klinischer Studien sein, in denen die gezielte Modulation der Apoptose als therapeutisches Prinzip bei Patienten mit Pankreaskarzinomen eingesetzt werden kann

Anti-melanocortin-4 receptor autoantibodies in obesity

Background: The melanocortin-4 receptor (MC4R) is part of an important pathway regulating energy balance. Here we report the existence of autoantibodies (autoAbs) against the MC4R in sera of obese patients. Methods: The autoAbs were detected after screening of 216 patients' sera by using direct and inhibition ELISA with an N-terminal sequence of the MC4R. Binding to the native MC4R was evaluated by flow cytometry and pharmacological effects by measuring adenylyl cyclase activity. Results: Positive results in all tests were obtained in patients with overweight or obesity (prevalence: 3.6%) but not in normal weight patients. The selective binding properties of anti-MC4R autoAbs were confirmed by surface plasmon resonance and by immunoprecipitation with the native MC4R. Finally it was demonstrated that these autoAbs increased food intake in rats after passive transfer via intracerebroventricular injection. Conclusion: These observations suggest that inhibitory anti-MC4R autoAbs might contribute to the development of obesity in a small subpopulation of patients

Oscillations in Optional Public Good Games

We present a new mechanism promoting cooperative behavior among selfish individuals in the public goods game. This game represents a straightforward generalization of the prisoner's dilemma to an arbitrary number of players. In contrast to the compulsory public goods game, optional participation provides a natural way to avoid deadlocks in the state of mutual defection. The three resulting strategies - collaboration or defection in the public goods game, as well as not joining at all -are studied by means of a replicator dynamics, which can be completely analysed in spite of the fact that some payoff terms are nonlinear. If cooperation is valuable enough, the dynamics exhibits a rock-scissors-paper type of cycling between the three strategies, leading to sizeable average levels of cooperation in the population. Thus, voluntary participation makes cooperation possible. But for each strategy, the average payoff value remains equal to the earnings of those not participating in the public goods game

Metastability and anomalous fixation in evolutionary games on scale-free networks

We study the influence of complex graphs on the metastability and fixation properties of a set of evolutionary processes. In the framework of evolutionary game theory, where the fitness and selection are frequency-dependent and vary with the population composition, we analyze the dynamics of snowdrift games (characterized by a metastable coexistence state) on scale-free networks. Using an effective diffusion theory in the weak selection limit, we demonstrate how the scale-free structure affects the system's metastable state and leads to anomalous fixation. In particular, we analytically and numerically show that the probability and mean time of fixation are characterized by stretched exponential behaviors with exponents depending on the network's degree distribution.Comment: 5 pages, 4 figures, to appear in Physical Review Letter