Efficacy of the exercise intervention “ImPuls” across diagnostically heterogenous mental disorders and its transdiagnostic mechanisms of action

Psychische Erkrankungen treten sehr häufig auf und gehen mit starken persönlichen und gesamtgesellschaftlichen Beeinträchtigungen einher. Zu den häufigsten psychischen Erkrankungen in Deutschland zählen depressive Störungen, Angststörungen und Insomnie. Sie treten häufig komorbid untereinander und mit anderen Störungsbildern, wie beispielsweise der Aufmerksamkeitsdefizit- /Hyperaktivitätsstörung (ADHS), auf. Die hohe Komorbidität könnte ein Hinweis darauf sein, dass diese Erkrankungen durch geteilte zugrundeliegende (transdiagnostische) Mechanismen entstehen und aufrechterhalten werden. Um diese Erkrankungen gleichzeitig wirksam behandeln zu können, braucht es daher Interventionen, die diese transdiagnostischen Mechanismen beeinflussen. Sportinterventionen können die Symptome von depressiven Störungen, Angststörungen, Insomnie sowie ADHS wirksam reduzieren. Wissenschaftliche Befunde weisen darauf, dass die Wirksamkeit über verschiedene Störungsbilder hinweg damit begründet werden kann, dass sportliche Aktivität eine positive Wirkung auf die Fähigkeit zur adaptiven Reaktion auf Stressoren (adaptive Stressbewältigung) haben kann. Maladaptive Stressbewältigung hingegen kann die genannten psychischen Erkrankungen bedingen und aufrechterhalten. Sportinterventionen scheinen nachhaltig wirksam zu sein, wenn sie Teilnehmende dazu befähigen langfristig sportlich aktiv zu sein und Sport bewusst gegen negativen Affekt (inklusive Stress) einzusetzen. Die Annahmen bezüglich der störungsbildübergreifenden Wirksamkeit von Sportinterventionen bzw. der transdiagnostischen Wirkmechanismen beruhen jedoch lediglich auf theoretischen Überlegungen, Longitudinal- bzw. Querschnittsstudien und experimentellen Studien mit gesunden oder störungsspezifischen Stichproben. Darüber hinaus gibt es wenige experimentelle Studien, die Wirkmechanismen von Sportinterventionen mit Mediationsanalysen untersucht haben. Daher kann geschlussfolgert werden, dass die störungsübergreifende Wirksamkeit von Sportinterventionen und deren transdiagnostischen Wirkmechanismen noch nicht ausreichend untersucht wurden. Dies ist jedoch wichtig, um die Wirksamkeit von Sportinterventionen zu verbessern und auf die Bedürfnisse diagnostisch heterogener psychischer Erkrankungen anzupassen. Es gibt es außerdem kaum Langzeitstudien von Sportinterventionen, die es erlauben, valide Aussagen über langfristig wirksame Komponenten von Sportinterventionen zu treffen. Anhand der selbstentwickelten Sportintervention ImPuls testeten wir die kurz- und langfristige Wirksamkeit einer Sportintervention in einer diagnostisch heterogenen klinischen Stichprobe. Wir untersuchten transdiagnostische Wirkmechanismen, die der kurz- und langfristigen Wirksamkeit zugrunde liegen könnten. ImPuls integriert evidenz-basierte Komponenten für eine wirksame Symptomreduktion über verschiedene Störungsbilder hinweg. Wir nutzten Selbstberichte zu störungsspezifischer und globaler Symptomatik sowie zu transdiagnostischen Mechanismen. Außerdem wurde ein physiologischer Indikator für die Fähigkeit zur adaptiven Stressbewältigung (Herzratenvariabilität, HRV) eingesetzt. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass eine Sportintervention gleichzeitig die störungsspezifische und globale Symptomatik von Depressionen, Angststörungen, Insomnie und ADHS verbessern kann (Manuskript 1). Diese Symptomverbesserung über alle Störungsbilder hinweg scheint durch eine Steigerung der sportlichen Aktivität (Manuskript 1) und insbesondere der Steigerung der adaptiven Stressbewältigung bedingt zu sein (Manuskript 2). Auch ein Jahr nach Interventionsende konnte die Symptomverbesserung und gesteigerte Sportaktivität aufrechterhalten werden. Verantwortlich für die langfristige Wirksamkeit scheint insbesondere das Lernen der bewussten Anwendung von sportlicher Aktivität als Affektregulation zu sein (Manuskript 3). Die vorliegende Arbeit erweitert den aktuellen Forschungsstand bezüglich des Einsatzes von Sportinterventionen als Behandlung bei psychischen Erkrankungen, indem eine diagnostisch heterogene klinische Stichprobe gewählt wurde und kurz- und langfristige transdiagnostische Wirkmechanismen mit robusten statistischen Methoden untersucht wurden. Die im Rahmen der Dissertation durchgeführte Studie weist auf die transdiagnostische und langfristige Wirksamkeit von Sportinterventionen hin, wenn die Intervention auf die Verbesserung der adaptiven Stressbewältigung abzielt und Teilnehmende dazu befähigt regelmäßige sportliche Aktivität als Affektregulations-Strategie zu nutzen. Stärken und Limitationen der Studie sowie praktische Implikationen der Ergebnisse werden in dieser Dissertation detailliert dargestellt. Es werden zudem relevante zukünftige Forschungsaufgaben diskutiert.Mental disorders occur very frequently and are associated with severe personal and social impairment. Depressive disorders, anxiety disorders and insomnia are among the most common mental disorders. They often occur comorbidly with each other and with other mental disorders, such as attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). The high comorbidity may indicate that these disorders are caused and maintained by shared underlying (transdiagnostic) mechanisms. Therefore, to effectively treat these disorders simultaneously, interventions that beneficially impact these transdiagnostic mechanisms are needed. Exercise interventions can efficaciously reduce symptoms of depressive disorders, anxiety disorders, insomnia, as well as ADHD. Scientific evidence indicates that the efficacy of exercise interventions across diagnostically heterogenous mental disorders may be due to their potential to increase the ability to adaptively respond to stressors (coping). In contrast, maladaptive stress coping can cause and maintain the aforementioned mental disorders. Beneficial effects of exercise interventions seem to be maintained if they enable participants to exercise regularly in the long-term and to use exercise intentionally to reduce negative affect (including stress). However, these assumptions regarding the efficacy of exercise interventions across disorders and transdiagnostic mechanisms of action are based only on theoretical considerations, longitudinal or cross-sectional studies, and experimental studies with healthy or disorder-specific samples. Moreover, experimental studies are needed that investigate these mechanisms of action by the conduction of mediation analyses. Therefore, it can be concluded that the efficacy of exercise interventions across heterogenous diagnoses and their transdiagnostic mechanisms of action have not been sufficiently investigated. However, this is important to improve the efficacy of exercise interventions and to tailor them to the needs of diagnostically heterogeneous mental disorders. Furthermore, follow-up periods of exercise trials have been rarely conducted which limits valid assumptions about long-term efficacious components of exercise interventions. Conducting the self-developed exercise intervention ImPuls, we tested the short- and long-term efficacy of an exercise intervention in a diagnostically heterogeneous clinical sample. We examined transdiagnostic mechanisms of action that might underlie short- and long-term efficacy of exercise interventions. ImPuls integrates the most efficacious evidence-based components for symptom reduction across diagnostically heterogenous outpatients. We used self-reported measures to assess disorder- specific and global symptom severity as well as transdiagnostic mechanisms. We also used a physiological indicator of the ability to adaptively cope with stressors (heart rate variability, HRV). In summary, the results of this study demonstrated that an exercise intervention can simultaneously reduce disorder-specific and global symptom severity across depressive disorders, anxiety disorders, insomnia, and ADHD (Manuscript 1). Reductions of symptoms across all disorders seem to be due to an increase in exercise (Manuscript 1) and, particularly, an increase in the ability to adaptively cope with stressors (Manuscript 2). Symptom reductions and the increase in exercise were also maintained one year after the end of the intervention. Adopting the intentional use of exercise as an affect regulation strategy seems to underlie the long-term efficacy (Manuscript 3). The present dissertation extends the current state of research on the use of exercise interventions as a treatment for mental disorders by choosing a diagnostically heterogeneous clinical sample and examining short- and long-term transdiagnostic mechanisms of action with robust statistical methods. The study conducted in the context of this dissertation indicates transdiagnostic and long-term efficacy of exercise interventions when improvements of the ability to adaptively cope with stressors a major aim and when participants are enabled to use regular exercise as an affect regulation strategy. Limitations, strengths as well as future directions and practical implications of the present study are discussed in detail

Bark Thickness Equations for Mixed-Conifer Forest Type in Klamath and Sierra Nevada Mountains of California

We studied bark thickness in the mixed-conifer forest type throughout California. Sampling included eight conifer species and covered latitude and elevation gradients. The thickness of tree bark at 1.37 m correlated with diameter at breast height (DBH) and varied among species. Trees exhibiting more rapid growth had slightly thinner bark for a given DBH. Variability in bark thickness obscured differences between sample locations. Model predictions for 50 cm DBH trees of each species indicated that bark thickness was ranked Calocedrus decurrens > Pinus jeffreyi > Pinus lambertiana > Abies concolor > Pseudotsuga menziesii > Abies magnifica > Pinus monticola > Pinus contorta. We failed to find reasonable agreement between our bark thickness data and existing bark thickness regressions used in models predicting fire-induced mortality in the mixed-conifer forest type in California. The fire effects software systems generally underpredicted bark thickness for most species, which could lead to an overprediction in fire-caused tree mortality in California. A model for conifers in Oregon predicted that bark was 49% thinner in Abies concolor and 37% thicker in Pseudotsuga menziesii than our samples from across California, suggesting that more data are needed to validate and refine bark thickness equations within existing fire effects models

Towards the Applicability of the Modified von Karman Spectrum to Predict Trailing Edge Noise

Trailing edge noise can be predicted with the help of a synthetic turbulent velocity field. Assuming isotropic conditions, this field may be generated via an energy spectrum of turbulence like the modified von Karman spectrum (MVKS). In this work, one-dimensional wavenumber spectra of turbulence obtained from hot-wire measurements at the trailing edges of a thin, flat plate and a NACA0012 airfoil were compared to the respective spectra extracted from the MVKS. Good agreement at all measuring positions is possible with a modified form of the MVKS. The remaining discrepancies can be attributed to the anisotropy of boundary layer turbulence