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Schätzung des Wasserverbrauchs von Pflanzen mit Hilfe von Fernerkundung und Google Earth Engine
No full textThe ability to reliably estimate crop water use i.e., actual evapotranspiration (ETa) is imperative for developing long-term water management strategies in water-stressed regions. Remote sensing (RS) techniques have proven to have valuable contributions for retrieving distributed ETa information at diverse spatial and temporal scales, particularly, in regions where in situ ETa data is scarce. There are two main RS-based approaches of ETa estimation: (a) surface energy balance methods (SEBs) and (b) vegetation-index-based methods (ET-VIs). SEBs require large computational effort while VI-based approaches are considered to be fast to apply. Although many VI-based algorithms have been developed for specific irrigation districts, no single ET-VI method has been extensively tested and evaluated across various croplands and crop types. The main goal of this Ph.D. thesis was to develop simple and transferable ET-VI-based models for estimating ETa at the field scale across croplands in different regions, utilizing cloud computing and Landsat imagery. Specifically, this thesis focused on the application of distinct VIs, such as the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), the Enhanced Vegetation Index (EVI), and the two-band Enhanced Vegetation Index (EVI2) in the Google Earth Engine (GEE) cloud computing platform for estimating ETa across croplands. The main objectives of this research were: (1) to modify ET-VI methods developed originally for riparian vegetation to croplands through cross-sensor translation; (2) to select the best ET-VI to fit the purpose by comparing different ET-VI-based methods in terms of transferability; (3) to compare the selected ET-VI-based method with the well-established RS-based products (OpenET) and in situ data at the regional scale; (4) to validate the selected ET-VI-based method against flux towers measurements and compare its performance against other RS-based products at various (experimental) sites worldwide. The first two objectives of this thesis focused on developing different ET-VIs over croplands in the Zayandehrud River Basin (ZRB), Iran. The first objective aimed to sensor-transform, model, and map ETa using EVI and EVI2, and evaluate the impacts of dynamic harvested area changes on ETa. Since EVI and EVI2 were developed for the MODIS sensor, using these VIs with Landsat sensors required a cross-sensor transformation to allow for their use in the ET-VI algorithm. Compared to crop ET values, ETa predictions from continuity-corrected Landsat-EVI2 followed by Landsat-EVI performed slightly better across croplands than those of Landsat-EVI and -EVI2 without transformation, showing the necessity of cross-sensor transformation before calculating ETa. After learning about the necessity of cross-sensor translation when using different sensors and the importance of the dynamic nature of plantation area and its significant impact on ETa estimation, three crop-independent NDVI-based approaches (ET-NDVI*, ET-NDVI*scaled, ET-NDVIKc) were employed to calculate ETa and compared to that of selected ET-VI (ET-EVI2) while considering ease of transferability of these methods. NDVI* was applied over croplands in a large irrigation district for the first time. NDVI-based approaches were assessed in terms of their applicability and translation to other regions. NDVI* was scaled (NDVI*scaled) to match the Kc range. Comparing three ET-NDVIs and ET-EVI2 showed that annual ET-EVI2 and ET-NDVI*scaled estimations were close. ET-NDVI* and ET-NDVI*scaled are scene-dependent and require more parameterization and localization; this makes them less user-friendly for croplands’ ETa estimation. The finding that ET-EVI2 can be used in many regions raised the question of how this model performs compared to other well-established RS-based ETa products. In the first attempt, ET-EVI2 was modified (METEVI2) and tested for mapping croplands’ water use dynamics in the Lower Colorado River Basin and compared with seven well-established RS-based products of OpenET and in situ data. Results confirmed that the METEVI2 rates were comparable to ETa estimated by OpenET methods and observed ETa values and showed almost a similar monthly ETa pattern with varying values. Besides model strengths, the calculation of the soil-evaporation component was determined to be the weakness of the VI-based model. The promising results encouraged testing the METEVI2 in various regions across the world. To reach the last objective, METEVI2 was compared with monthly ETa data measured at 15 flux towers located in different regions and two well-established SEB models (WaPOR and SSEBOp) over two different study regions (Bekaa and Gezira). Overall ETa estimates showed moderate to high accuracy compared to ETa data from flux towers located in croplands, with RMSE ranging between 12.4 and 40.2 mm/month. The METEVI2 could capture the vegetation dynamics and estimated ETa followed a similar seasonal pattern to the observations. With a field spatial resolution, METEVI2 offers a potentially useful tool for agricultural water management applications and therefore, can be utilized interchangeably due to its acceptable performance in comparison to ground measurements and RS-based products. The primary obstacle to utilizing ET-VIs lies in their inability to account for the impacts of stress or soil evaporation. Hence, in future investigations, it is imperative to incorporate water stress and evaporation factors. Because it is implemented in GEE, METEVI2 can be used to estimate the ETa at the global scale and improve the understanding of crop water use as well as improve the ETa estimates as a major component of the hydrologic cycle. Altogether, this dissertation provides methods for a comprehensive ETa estimation of agricultural water use at 30 m spatial resolution and offers a monitoring tool for cropping areas and their water consumption, especially in the absence of systematic in situ data. Vegetation-index-based ETa estimation provides robust results for crops grown in arid regions and may therefore play a key role in informing land and water management in regions lacking in situ data.Die Fähigkeit, den Wasserverbrauch der Pflanzen, d.h. die aktuelle Evapotranspiration (ETa), zuverlässig abzuschätzen, ist für die Entwicklung langfristiger Wassermanagementstrategien in wasserarmen Regionen unerlässlich. Fernerkundungstechniken haben sich als wertvoll zur Schätzung der ETa in verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen erwiesen, insbesondere in Regionen, in denen nur wenige Messdaten der ETa vorliegen. Von den beiden wichtigsten fernerkundungsbasierten Ansätzen zur ETa-Schätzung :(a) Energiebilanzmethoden (SEB) und (b) vegetationsindexbasierte Methoden (ET-VIs) - erfordern SEB einen hohen Rechenaufwand, während VI-basierte Ansätze einfacher anwendbar sind. Viele VI-basierte Algorithmen wurden für ausgewählte Bewässerungsgebiete entwickelt und angewendet. Demgegenüber wurde bislang keine ET-VI-Methode zur Bestimmung der ETa umfassend und für verschiedene Anbauflächen und Kulturarten gestestet. Das Hauptziel dieser Doktorarbeit war die Entwicklung einfacher und übertragbarer ET-VI-basierter Modelle zur Schätzung der ETa auf der Feldskala für Anbauflächen in verschiedenen Regionen unter Verwendung von Cloud-Computing und Landsat-Bildern. Konkret konzentrierte sich diese Arbeit auf die Anwendung von VIs wie dem Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), dem Enhanced Vegetation Index (EVI) und dem Zwei-Band Enhanced Vegetation Index (EVI2) in der Google Earth Engine (GEE) Cloud-Computing Plattform zur Schätzung der ETa auf Ackerflächen. Die vier Ziele dieser Forschungsarbeit waren: (1) Modifizierung von ET-VI-Methoden, die ursprünglich für aquatische und ufernahe Vegetation entwickelt wurden, zur Anwendung für Ackerland durch sensorübergreifenden Methodentransfer; (2) Auswahl der am besten geeigneten ET-VI-Methode durch Vergleich verschiedener ET-VI-basierter Methoden im Hinblick auf ihre Übertragbarkeit; (3) Vergleich der so ausgewählten ET-VI-basierten Methode mit bereits etablierten RS-basierten Produkten (OpenET) und In-situ-Daten in einem größeren Flusseinzugsgebiet; (4) Validierung der ausgewählten ET-VI-basierten Methode durch Vergleich mit Eddy-Kovarianz-Flussmessungen und Vergleich mit anderen RS-basierten Produkten an verschiedenen Standorten weltweit. Zur Beantwortung der ersten beiden Fragestellungen dieser Arbeit wurden verschiedene ET-VIs für Anbauflächen im Einzugsgebiet des Zayandehrud-Flusses (ZRB), Iran zur Schätzung der ETa angewendet. Zunächst wurde die ETa mit Hilfe von EVI und EVI2 unter Sensortransformation modelliert und kartiert. Die Auswirkungen von Veränderungen der bewirtschafteten Fläche auf die ETa wurden dabei berücksichtigt. Da EVI und EVI2 für den MODIS-Sensor entwickelt wurden, erforderte die Verwendung dieser VIs mit Landsat-Sensoren eine Transformation, um ihre Verwendung im ET-VI-Algorithmus zu ermöglichen. Beim Vergleich zu der ET-Werte schnitten die ETa-Schätzungen von Landsat-EVI2 mit Kontinuitätskorrektur, gefolgt von Landsat-EVI, auf den Anbauflächen etwas besser ab als die von Landsat-EVI und -EVI2 ohne Transformation, was die Notwendigkeit einer sensorübergreifenden Transformation vor der ETa-Berechnung verdeutlicht. Nachdem die Notwendigkeit einer sensorübergreifenden Transformation bei der Verwendung verschiedener Sensoren und die Bedeutung von Veränderungen der Anbauflächen für die ETa-Schätzung verdeutlicht wurden, wurden drei kulturpflanzenunabhängige NDVI-basierte Ansätze (ET-NDVI*, ET-NDVI*scaled, ET-NDVIKc) zur Berechnung von ETa eingesetzt und mit dem zuvor ausgewählten ET-VI (ET-EVI2) verglichen. Der NDVI* wurde zum ersten Mal auf Anbauflächen in einem großen Bewässerungsgebiet angewendet. NDVI-basierte Ansätze wurden im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit und Übertragung auf andere Regionen bewertet. NDVI* wurde skaliert (NDVI*scaled), um dem in der Literatur ausgewiesenen Kc-Bereich zu entsprechen. Der Vergleich von drei ET-NDVIs und ET-EVI2 zeigte, dass die jährlichen ET-EVI2 und ET-NDVIscaled Schätzungen nahe beieinander lagen. ET-NDVI* und ET-NDVI*scaled sind szenenabhängig und erfordern eine stärkere Parametrisierung und Lokalisierung; dies macht sie für die ETa-Schätzung von Ackerflächen weniger benutzerfreundlich. Die Feststellung, dass ET-EVI2 in vielen Regionen verwendet werden kann, warf die Frage auf, wie dieses Modell im Vergleich zu anderen gut etablierten RS-basierten ETa-Produkten abschneidet. Zunächst wurde ET-EVI2 modifiziert (METEVI2) und für die Kartierung der ETa-Dynamik Ackerflächen im Lower Colorado River Basin getestet und mit sieben etablierten RS-basierten Produkten von OpenET sowie In-situ-Daten verglichen. Die Ergebnisse bestätigten, dass die METEVI2-Raten mit den durch OpenET-Methoden geschätzten ETa-Werten und den beobachteten ETa-Werten vergleichbar waren und ein sehr ähnlichen monatliches ETa-Verlauf aufwiesen. Neben den Stärken des Modells erwies sich die Berechnung der Evaporation des Bodens als Schwachpunkt des VI-basierten Modells. Die vielversprechenden Ergebnisse ermutigten dazu, METEVI2 in verschiedenen Regionen der Welt zu testen. Um das letzte Ziel zu erreichen, wurde METEVI2 mit monatlichen Daten von 15 Eddy-Kovarianz-Flusstürmen in verschiedenen Regionen und ETa-Daten von zwei etablierten SEB-Modellen (WaPOR und SSEBOp) in zwei verschiedenen Fallstudienregionen (Bekaa und Gezira) verglichen. Insgesamt zeigten die ETa-Schätzungen eine mäßige bis hohe Genauigkeit im Vergleich zu ETa-Daten von Eddy-Kovarianz-Flusstürmen in Ackerland, wobei der RMSE zwischen 12,4 und 40,2 mm/Monat lag. METEVI2 konnte die Vegetationsdynamik erfassen und folgte einem ähnlichen saisonalen Muster wie die beobachteten Daten. Mit der hohen räumlichen Auflösung METEVI2 ein potenziell sehr nützliches Werkzeug dar zur Unterstützung der landwirtschaftlichen Wasserbewirtschaftung und kann aufgrund seiner mit Bodenmessungen und anderen RS-basierten Produkten vergleichbaren Genauigkeit diese aufwendigeren Methoden der ETa-Schätzung ersetzen. Auswirkungen von Stress oder Bodenverdunstung können bei Verwendung von ET-VIs nur unzureichend berücksichtigt werden. Daher müssen bei künftigen Weiterentwicklungen der Methodik unbedingt die Faktoren Wasserstress und Verdunstung einbezogen werden. Da METEVI2 in GEE implementiert ist, kann es zur Schätzung der ETa auf globaler Ebene verwendet werden und das Verständnis der Wassernutzung durch Nutzpflanzen sowie die Schätzungen der ETa als Hauptkomponente des Wasserkreislaufs verbessern. Diese Dissertation beschreibt Methoden für eine umfassende ETa-Schätzung auf landwirtschaftlichen Flächen mit einer räumlichen Auflösung von 30 m und erleichtert somit Schätzungen des landwirtschaftlichenWasserverbrauchs, insbesondere wenn keine systematischen In-situ-Daten vorliegen. Die auf dem Vegetationsindex basierende ETa-Schätzung liefert robuste Ergebnisse für Kulturen, die in Trockengebieten angebaut werden
The prognostic value of a PSMA-PET/CT
No full textIn Anbetracht der alternden Gesellschaft ist es entscheidend, sich intensiv dem Thema Prostatakarzinom zu widmen und die diagnostischen und therapeutischen Methoden zu optimieren. Als häufigste Krebserkrankung und zweithäufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle bei Männern stellt das Prostatakarzinom weltweit eine erhebliche gesundheitliche und ökonomische Herausforderung dar.
Das PSMA-PET/CT, dass die Positronen-Emissions-Tomographie mit der Computertomographie kombiniert, ermöglicht den hochspezifischen Nachweis von Prostatatumorzellen mithilfe des Prostataspezifischen Membranantigens (PSMA). Diese Methode korreliert eng mit dem Malignitätsgrad der Tumoren.
In dieser Studie wurde der Einfluss verschiedener Faktoren auf die progressionsfreie Überlebenszeit bei der Rezidivdiagnostik von Prostatakarzinomen anhand von 180 Patienten untersucht. Dabei wurden das Alter der Patienten, der Tumorstatus, der PSA-Wert, der Gleason Score sowie die Tumorausbreitung zum Zeitpunkt des ersten 68Ga-PSMA-PET/CTs berücksichtigt. Die Daten wurden mittels einer Überlebensanalyse statistisch ausgewertet, wobei sowohl univariable als auch multivariable Regressionsanalysen durchgeführt wurden.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Vorhandensein von Knochenmetastasen und ein PSA-Wert von >3 ng/ml zum Zeitpunkt des ersten 68Ga-PSMA-PET/CTs signifikante Indikatoren für eine kürzere progressionsfreie Überlebenszeit darstellen. Diese beiden Variablen erwiesen sich in der multivariablen Analyse als unabhängige Prädiktoren für das Fortschreiten des Tumors. Ergänzend dazu waren viszerale Metastasen, die Anzahl betroffener Stationen, die T-Klassifikation sowie das generelle Vorhandensein von Metastasen in der univariablen Überlebenszeitanalyse signifikant.
Durch einen festgelegten Grenzwert des PSA-Wertes in der Rezidivdiagnostik kann das Progressionsrisiko besser eingeschätzt werden und erlaubt eine angepasste Beratung und situative Therapieeinleitung. Die Ergebnisse bestätigen und erweitern die Risikostratifizierung für niedriges und hohes Progressionsrisiko gemäß der Veröffentlichung von A. M. Werensteijn-Honingh et al. (2021), was ebenfalls die Beratung der Patienten hinsichtlich ihrer Prognose und Therapieoptionen verbessert.
Insgesamt unterstreichen die Ergebnisse die Bedeutung des PSMA-PET/CTs in der Rezidivdiagnostik des Prostatakarzinoms und tragen dazu bei, das Management dieser Erkrankung zu optimieren und die Lebensqualität zu steigern.In the content of an ageing society, it is crucial to focus on prostate cancer, optimizing both diagnostic and therapeutic methods. As the most common cancer and the second leading cause of cancer-related deaths in men, prostate cancer represents a significant global health and economic challenge.
PSMA-PET/CT, which combines positron emission tomography with computer tomography, allows the highly specific detection of prostate cancer cells using the prostate-specific membrane antigen (PSMA). This method correlates closely with the degree of malignancy of the tumors.
This study investigates the influence of various factors on progression-free survival in the recurrence diagnosis of prostate cancer, analyzing data of 180 patients. Variables such as patient age, tumor status, PSA-level, Gleason score and tumor spread at the time of the first 68Ga-PSMA-PET/CT scan were considered. Statistical analyses were conducted using survival analysis, incorporating both univariate and multivariate regression models.
The results of the multivariate analysis indicate that the presence of bone metastases and a PSA value exceeding 3 ng/ml at the time of the first 68Ga-PSMA-PET/CT scan are significant and independent predictors of shorter progression-free survival. In addition, univariate analyses revealed that visceral metastases, the number of affected sites, the T-classification and the presence of metastases in general were also significant predictors of the survival time.
A defined PSA threshold in recurrence diagnostics allows an enhanced assessment of the risk of progression and supports appropriate counseling and timely treatment initiation. The results validate and expand the assertation of the risk stratification for low and high risk of progression according to the publication by A. M. Werensteijn-Honingh et al. (2021), which also improves patient counseling regarding their prognosis and treatment options.
Overall, the findings highlight the importance of PSMA-PET/CT in the recurrence diagnosis of prostate cancer and contribute to the optimization of disease management and the enhancement of patient quality of life
Betrachtung der Pharmakotherapie im Rahmen des Systolischen-Extinktions-Trainings bei Fibromyalgie-Patienten
No full textZiel dieser Ausarbeitung ist die Betrachtung der Pharmakotherapie bei Patienten mit einer gesicherten Fibromyalgie, welche im Rahmen der SET (Systemisches Extinktions Training)-Studie (Thieme et al. 2019) therapiert wurden. Das Therapieprinzip des Systolischen Extinktions Trainings (SET) stützt sich auf die Pathophysiologie der veränderten zentralen Schmerzwahrnehmung bei Fibromyalgiepatienten. Mittels kardial getriggerter elektrischer Stimulation wird eine Desensibilisierung der Schmerzwahrnehmung erreicht. Infolgedessen erfolgt eine Erhöhung der Schmerzschwelle. Dadurch gelingt eine Schmerz- und Symptomreduktion bei dem Patientenkollektiv. Wir konnten eine signifikante langfristige Reduktion der Analgetikaeinnahme durch die SET-Therapie im Vergleich zu den Kontrollgruppen bei Patienten mit Fibromyalgie nachweisen. Dementsprechend scheint die SET-Therapie bei den untersuchten Patientenkollektiv eine sinnvolle Behandlungsalternative zu sein.The aim of this dissertation is to examine pharmacotherapy in patients with a confirmed diagnosis of fibromyalgia who were treated within the framework of the Systemic Extinction Training (SET) study (Thieme et al., 2019). The therapeutic principle of Systemic Extinction Training (SET) is based on the pathophysiology of altered central pain perception in patients with fibromyalgia. Through cardiac-triggered electrical stimulation, desensitization of pain perception is achieved, resulting in an increased pain threshold. Consequently, a reduction in pain and associated symptoms is accomplished within the patient cohort.
We were able to demonstrate a significant long-term reduction in analgesic intake following SET therapy compared to the control groups in patients with fibromyalgia. Accordingly, SET therapy appears to represent a meaningful alternative treatment option for the investigated patient population
Die Lokalisierung der avicennischen inneren Sinne im galenischen Gehirn
No full textBackground
Medieval scholars, both in the Islamicate and the Latin traditions, believed that in addition to the five “outer” or “external” senses (i.e., touch, taste, smell, hearing, and sight), there also was a set of “inner” senses. This theory described how a number of faculties of the (animal) soul, that were localized in the ventricles of the brain, received, transformed and stored the sensory forms perceived by the outer senses. The development of the theory of Inner Senses in the Islamicate tradition, through reception and appropriation of its Greek heritage, has been deemed as one of the chief innovations in medieval adaptations of Aristotelian faculty psychology. Furthermore, the idea of “ventricular” localization of the faculties of the soul has been the longest enduring answer to the question of the manner of the embodiment of these faculties within the Greco-Arabic tradition. The Persian philosopher and physician Avicenna (980-1037 CE) presented the most sophisticated and influential account of the theory of inner senses, at an intersection of philosophy and medicine.
Questions and Objectives
The following have been the three main questions that this study addresses:
1. What factors contributed to the endurance of the idea of ventricular localization of the faculties in the Greco-Arabic tradition?
2. Why did actors opt for the ‘ventricular’ account of the localization of brain functions?
3. To what extent were medicine and philosophy intertwined in the theory of inner senses?
This dissertation is dedicated to a deeper understanding of the medieval idea of (ventricular) localization of the inner senses. My point of departure is the localization of the inner senses and brain anatomy/physiology in the Avicennan corpus, and I situate the various aspect of the Avicennean theory of inner senses with regard to the Aristotelian, Galenic and Nemesian traditions. Apart from a comprehensive, close, emic (translation and) reading of the Avicennan corpus, this dissertation also occasionally goes back to the Greek tradition, and the Arabic tradition preceding Avicenna. This work also, then, partially deals with diachronic transfer and transformation of concepts and ideas from Greek into Arabic. This work problematizes the various entanglements of medicine and philosophy, anatomy and physiology, text and image in the Islamicate tradition and the Hellenic tradition that it inherited by virtue of the Abbasid Translation Movement.
Theoretical Approach, Sources and Method
I engage with these questions in terms of explicit textual knowledge of the faculties of the soul, the brain, and their relation, mainly in the Islamicate tradition, looking back to their preceding Greek tradition, and the transfer of concepts and ideas from the latter to the former. To study the entanglements of medicine and philosophy in the theory of inner senses, my point of departure has been two encyclopedic texts by Avicenna, one on medicine (al-Qānūn fī’ṭ-Ṭibb), one on philosophy (Kitāb aš-Šifāʾ). My methodological toolbox relies mainly on textual scholarship, augmented by transfer theory, translation theory, historical semantics, metaphor theory and Islamicate colicology, especially when I engage with the illustrations of the elements of the theory of inner senses in the Islamicate manuscript culture. With regard to perspective, I strive for an emic reading, translating and understanding of texts to the extent possible, especially in the case of brain anatomy where the risks of doing Whig historiography is higher.
Conclusions
In the knowledge-building process of the inner senses doctrine, medicine and philsophy were intricately intertwined. The antomy of the brain, its physiology, the conceptualization of the inner senses, and the tension between cardiocentrism and encephalocentrism are deeply entangled. Numerous factors contributed to the endurance of the idea of ventricular localization of the faculties in this process. I argue that the salience of the ventricles of the brain in several discourses was a significant one. The ventricles of the brain acted as conceptual nodes that fused together several discourses: they were loci for the localization of inner senses; they were crucial as the material underpinning of the pneumatic physiology of the brain, borth for the circulation of pneuma and its elaboration (or digestion) as a spatially extended entity; they could be regarded as numerable organs that could be hypotheically put in correspondence with functions, the dysfunction of which was speculatively observable. Furthermore, the superimposition of further ideas helped stabilize the idea of the ventricular localization of the inner senses: the juxtaposition of the front and the back of the brain as locations for “imagery” and “memory” consistent with the juxtaposition of sensation and locomotion; the conceptualization of the location of memory in correspondence with medicinal plants in use for memory. The localization of the faculty of estimation in the middle of the brain, in the vicinity of the structure known as the vermis also played a role. Visual representation of the ventricles was also easily possible using the conventions of illustrating anatomical structures using basic shapes, which resulted in a dialogue between text and image about the ventricles and the inner senses in the Islamicate tradition. In short, the ventricles were convenient concepts to engage with for actors involved in the processes of (textual/visual) transfer of knowledge.Hintergrund
Mittelalterliche Gelehrte, sowohl in der islamischen als auch in der lateinischen Tradition, glaubten, dass es neben den fünf „äußeren“ Sinnen (d. h. Tastsinn, Geschmack, Geruch, Gehör und Sehkraft) auch eine Reihe von „inneren“ Sinnen gab. Diese Theorie beschrieb, wie eine Reihe von Fähigkeiten der (tierischen) Seele, die in den Ventrikeln des Gehirns lokalisiert waren, die von den äußeren Sinnen wahrgenommenen Sinnesformen empfingen, umwandelten und speicherten. Die Entwicklung der Theorie der inneren Sinne in der islamischen Tradition durch Rezeption und Aneignung des griechischen Erbes gilt als eine der wichtigsten Neuerungen in den mittelalterlichen Adaptionen der aristotelischen Psychologie. Darüber hinaus ist die Idee einer „ventrikulären“ Lokalisierung der Fähigkeiten der Seele die am längsten andauernde Antwort auf die Frage nach der Art und Weise der Verkörperung dieser Fähigkeiten in der griechisch-arabischen Tradition gewesen. Der persische Philosoph und Arzt Avicenna (980-1037 n. Chr.) legte die ausgefeilteste und einflussreichste Darstellung der Theorie der inneren Sinne an der Schnittstelle von Philosophie und Medizin vor.
Fragen und Zielsetzungen
Die drei Hauptfragen, mit denen sich diese Studie befasst, lauten wie folgt:
1. Welche Faktoren haben dazu beigetragen, dass sich die Idee der ventrikulären Lokalisierung der Fakultäten in der griechisch-arabischen Tradition durchsetzen konnte?
2. Warum haben sich die Akteure für die „ventrikuläre“ Darstellung der Lokalisierung der Gehirnfunktionen entschieden?
3. Inwieweit waren Medizin und Philosophie in der Theorie der inneren Sinne miteinander verflochten?
Diese Dissertation geht von der Lokalisation der inneren Sinne und der Anatomie/Physiologie des Gehirns im avicennischen Corpus aus und ordnet die verschiedenen Aspekte der avicennischen Theorie der inneren Sinne in die aristotelische, galenische und nemesische Traditionen ein. Neben einer umfassenden, emischen (Übersetzung und) Lektüre des avicennischen Corpus geht diese Dissertation gelegentlich auch auf die griechische und die arabische Traditionen vor Avicenna zurück. Diese Arbeit befasst sich also auch teilweise mit dem diachronen Transfer und der Transformation von Konzepten und Ideen vom Griechischen ins Arabische. Diese Arbeit problematisiert die verschiedenen Verflechtungen von Medizin und Philosophie, Anatomie und Physiologie, Text und Bild in der islamischen Tradition und der hellenischen Tradition, welche die islamische Tradition durch die abbasidische Übersetzungsbewegung übernommen hat.
Theoretischer Zugang, Quellen und Methode
Ich beschäftige mich mit diesen Fragen im Hinblick auf das explizite textuelle Wissen über die Fähigkeiten der Seele, des Gehirns und ihrer Beziehung, vor allem in der islamischen Tradition, vor dem Hintergrund einer griechischen Vorgängertradition und den Transfer von Konzepten und Ideen von der letzteren auf die erstere. Um die Verflechtungen von Medizin und Philosophie in der Theorie der inneren Sinne zu untersuchen, habe ich zwei enzyklopädische Texte von Avicenna herangezogen, einen über Medizin (al-Qānūn fī'ṭ-Ṭibb) und einen über Philosophie (Kitāb aš-Šifāʾ). Mein methodisches Instrumentarium stützt sich vor allem auf die Textforschung, ergänzt durch Transfer- und Übersetzungstheorie, historische Semantik, Metapherntheorie und islamische Kolikologie, insbesondere wenn ich mich mit der Darstellung der Elemente der Theorie der inneren Sinne in der islamischen Handschriftentradition beschäftige. In Bezug auf die Perspektive strebe ich eine emische Lektüre, Übersetzung und Verständnis der Texte an, soweit dies möglich ist, insbesondere im Fall der Hirnanatomie, bei der das Risiko einer Whig-Geschichtsschreibung größer ist.
Schlussfolgerungen
Im Wissensbildungsprozess der Lehre der inneren Sinne waren Medizin und Philsophie eng miteinander verwoben. Die Antomie des Gehirns, seine Physiologie, die Konzeptualisierung der inneren Sinne und die Spannung zwischen Kardiozentrismus und Enzephalozentrismus sind tief miteinander verwoben. Zahlreiche Faktoren haben dazu beigetragen, dass sich die Idee der ventrikulären Lokalisierung der Fähigkeiten in diesem Prozess durchgesetzt hat. Ich argumentiere, dass die Bedeutung der Hirnventrikel in verschiedenen Diskursen ein wichtiger Faktor war. Diese Ventrikel fungierten als konzeptionelle Knotenpunkte, die mehrere Diskurse miteinander verschmolzen: Sie waren Loci für die Lokalisierung der inneren Sinne; sie waren entscheidend als materielle Grundlage der pneumatischen Physiologie des Gehirns, die für die Zirkulation des Pneumas und seine Elaboration (oder Verdauung) als räumlich ausgedehnte Einheit verantwortlich war; sie konnten als zählbare Organe betrachtet werden, die hypothetisch mit Funktionen in Verbindung gebracht werden konnten, deren Dysfunktion spekulativ beobachtbar war. Darüber hinaus trug die Überlagerung weiterer Ideen dazu bei, die Vorstellung einer ventrikulären Lokalisierung der inneren Sinne zu stabilisieren: das Nebeneinander von Vorder- und Hinterhirn als Orte für sensus communis und Gedächtnis in Übereinstimmung mit dem Nebeneinander von Sinneswahrnehmung und Fortbewegung; die Konzeptualisierung der Lokalisierung des Gedächtnisses in Übereinstimmung mit Heilpflanzen, die für das Gedächtnis verwendet wurden. Auch die Lokalisierung der Einschätzungskraft in der Mitte des Gehirns, in der Nähe der als “Wurm” bekannten Struktur, spielte eine Rolle. Die visuelle Darstellung der Ventrikel war auch naheliegend, indem man sich der Konventionen bediente, anatomische Strukturen mit Hilfe von Grundformen zu illustrieren, was zu einem Dialog zwischen Text und Bild über die Ventrikel und die inneren Sinne in der islamischen Tradition führte. Kurzum, die Ventrikel waren zweckdienliche Konzepte, mit denen sich die an den Prozessen der (textlichen/visuellen) Wissensvermittlung beteiligten Akteure auseinandersetzen konnten
Structural connectivity of low-frequency subthalamic stimulation for improving stride length in Parkinson’s disease
No full textBackground: A reduction in stride length is considered a key characteristic of gait kinematics in Parkinson’s
disease (PD) and has been identified as a predictor of falls. Although low-frequency stimulation (LFS) has been
suggested as a method to improve gait characteristics, the underlying structural network is not well understood.
Objective: This study aims to investigate the structural correlates of changes in stride length during LFS (85 Hz).
Methods: Objective gait performance was retrospectively evaluated in 19 PD patients who underwent deep brain
stimulation (DBS) at 85 Hz and 130 Hz. Individual DBS contacts and volumes of activated tissue (VAT) were
computed using preoperative magnetic resonance imaging (MRI) and postoperative computed tomography (CT)
scans. Structural connectivity profiles to predetermined cortical and mesencephalic areas were estimated using a
normative connectome.
Results: LFS led to a significant improvement in stride length compared to 130 Hz stimulation. The intersection
between VAT and the associative subregion of the subthalamic nucleus (STN) was associated with an
improvement in stride length and had structural connections to the supplementary motor area, prefrontal cortex,
and pedunculopontine nucleus. Conversely, we found that a lack of improvement was linked to stimulation
volumes connected to cortico-diencephalic fibers bypassing the STN dorsolaterally. The robustness of the connectivity
model was verified through leave-one-patient-out, 5-, and 10-fold cross cross-validation paradigms.
Conclusion: These findings offer new insights into the structural connectivity that underlies gait changes
following LFS. Targeting the non-motor subregion of the STN with LFS on an individual level may present a
potential therapeutic approach for PD patients with gait disorders.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Kontemplation und Heilung. Zeitgenössische Erscheinungsformen spiritueller Praktiken am Beispiel sufischer und schamanischer Ausrichtungen im deutschsprachigen Raum.
No full textKontemplation und Heilung
Zeitgenössische Erscheinungsformen spiritueller Praktiken am Beispiel sufischer und schamanischer Rituale in Deutschland
Diese qualitative Forschungsarbeit leistet einen Beitrag zur Auseinandersetzung mit gegenwärtigen religiösen und spirituellen Transformationsprozessen in Deutschland am Beispiel aktueller sufischer und schamanischer Praktiken. Im Zentrum steht dabei das Verhältnis von Kontemplation und Heilung als Feld individueller religiöser Praxis.
Für diese empirische Feldforschung wurden zwischen 2018 und 2019 insgesamt 14 Interviews im Kontext sufischer und schamanischer Heilpraktiken geführt, wobei die Methode des semistrukturierten Interviews zur Anwendung kam. Ergänzend dazu wurde teilnehmende Beobachtung an sechs unterschiedlichen Orten in Deutschland durchgeführt: an zwei sufischen ḏikr-Zusammenkünften sowie an vier schamanischen Workshops mit Fokus auf energetische (Selbst-) Heilung und Energieheilungsrituale. Die Grounded Theory diente als methodisches Instrument zur Analyse des erhobenen Datenmaterials.
Im Fokus der Untersuchung steht die Transformation von Religiosität und Spiritualität in der religiösen Gegenwartskultur sowie die Individualisierung spiritueller Praktiken, insbesondere im Hinblick auf die Verbindung von Kontemplation und Heilung im Kontext sufischer und schamanischer Praktiken. Angebote aus dem zeitgenössischen Spektrum spiritueller Strömungen, darunter auch sufisch und schamanisch geprägte Gruppen, formulieren dabei wiederholt das Ziel, Menschen in ihrem Streben nach Ausgleich zu unterstützen, nicht nur im Sinne von Techniken zur Work-Life-Balance, sondern auch in einem ganzheitlichen Verständnis von Balance zwischen Mensch und Natur. Dieses Verständnis ist eng mit dem subjektiven Erleben von Wohlbefinden verknüpft und kann insofern zur Förderung von Gesundheit beitragen.
Die in dieser Studie dargestellten kontemplativen Methoden und transzendentalen Techniken tragen zu einem neuen ganzheitlichen Verständnis von Körper, Gesundheit und religiöser Praxis bei. Im Kontext zeitgenössischer Heilmethoden berücksichtigt die Arbeit auch den stark individualisierten Zugang zu spirituellen Heilpraktiken im sufisch und schamanisch konnotierten Feld.Contemplation and healing practices
Contemporary manifestations of spiritual practices using the example of sufi and shamanic rituals in Germany
This qualitative research contributes to the focus on contemporary religious and spiritual transformation in Germany by the example of recent sufi and shamanic practices regarding the relation between contemplation and healing as a field of individual religious practice.
For this empirical fieldwork study, I conducted 14 interviews in the field of sufi and shamanic healing practices applying the semi structured interview method between the years 2018 and 2019. In addition, ethnographic fieldwork in terms of participant observation took place at six different locations throughout Germany within the field of two sufi dhikr and four shamanic workshops on energetic (self-)healing practices and energy healing ceremonies. Collecting data and analysis are within the framework of the grounded theory method.
Contemporary transformation of religiosity and spirituality as well as the individualization of spiritual practices especially with the focus of contemplation and healing in the sufi and shamanic context presents the main research focus. Offers from the contemporary spectrum of spiritual currents, also in shamanic and sufi practicing groups, repeatedly formulate the goal of supporting people in achieving a balance not only in the sense of techniques for today's work-life balance, but also in a holistic context the balance between humankind and nature which connects to the feeling of well-being and therefore could lead to an enhanced health.
The contemplative methods and transcendental techniques presented in this study contribute to the idea of a new holistic understanding of body, health and religious practices. In context of contemporary healing methods my thesis also includes the highly individualized approach of spiritual healing practices within the shamanic and sufi connotated fiel
Slides zur Einführung „Dienste für meinen Arbeitsalltag“
No full textUnter dem Motto „Dienste für meinen Arbeitsalltag“ präsentierten das HRZ und weitere Partner in Kurzvorträgen nützliche Anwendungen für Forschung, Lehre und Verwaltung, u.a. auch GitLab, Jupyter, RedCap sowie die next.hessenbox. Im Anschluss gab es Raum für Fragen
Synthesis, Properties and Reactivity of Functional Carbodiphosphoranes (CDPs): From Cyclic to P-Cyclopentadienyl and P-Imidazolyl Substituted CDPs
No full textThe present Thesis expands our knowledge about P-functionalized carbodiphosphoranes (CDPs), a class of phosphorus ylides displaying two highly basic and nucleophilic electron lone pairs at the central carbon atom. They are called carbones in contrast to carbenes, their one-lone-pair counterparts.
First Chapter is devoted to the isolation of new cyclic CDPs, referred to as CCDPs. In literature, only a few CCDPs have been described, predominantly with a more flexible aliphatic backbone compatible with a rather flexible central P=C=P unit. Six-, seven- and eight-membered cyclic carbodiphosphoranes (CCDPs) with conjugated aromatic backbones were synthesized from a route originally developed by Schmidbaur for non-cyclic CDPs. Their reactivity was studied with several metal complexes.
Second Chapter is devoted to the synthesis of functionalized derivatives of classical hexaphenyl carbodiphosphorane, where one or two phenyl substituents are formally replaced by aromatic cyclopentadienyl anions. Reversible C-C bond formation was observed in presence of an acid and a base.
This success in P-functionalization encouraged investigations described in third Chapter of this Thesis. Starting from previously described Cl2CDP, bis N-imidazolyl substituted Im2CDP, bis N-benzimidazolyl Bzi2CDP and bis N-perimidinyl substituted Perimid2CDP were synthesized via reaction with N-potassium nucleophiles.Die vorliegende Arbeit erweitert unser Wissen über P-funktionalisierte Carbodiphosphorane (CDPs), eine Klasse von Phosphoryliden, die zwei stark basische und nukleophile Elektronen-Lone-Paare am zentralen Kohlenstoffatom aufweisen. Im Gegensatz zu Carbenen, ihren Gegenstücken mit einem Lone-Paar, werden sie als Carbone bezeichnet.
Das erste Kapitel widmet sich der Isolierung neuer cyclischer CDPs, die als CCDPs bezeichnet werden. In der Literatur wurden nur wenige CCDPs beschrieben, vorwiegend mit einem flexibleren aliphatischen Grundgerüst, das mit einer eher flexiblen zentralen P=C=P-Einheit kompatibel ist. Sechs-, sieben- und achtgliedrige cyclische Carbodi-phosphorane (CCDPs) mit konjugierten aromatischen Grundgerüsten wurden nach einem ursprünglich von Schmidbaur für nicht-cyclische CDPs entwickelten Verfahren synthetisiert. Ihre Reaktivität wurde mit mehreren Metallkomplexen untersucht.
Das zweite Kapitel widmet sich der Synthese funktionalisierter Derivate des klassischen Hexaphenylcarbodi-phosphrans, bei denen ein oder zwei Phenylsubstituenten formal durch aromatische Cyclopentadienylanionen ersetzt sind. In Gegenwart einer Säure und einer Base wurde eine reversible C-C-Bindungsbildung beobachtet.
Dieser Erfolg bei der P-Funktionalisierung gab den Anstoß zu den im dritten Kapitel dieser Arbeit beschriebenen Untersuchungen. Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Cl2CDP wurden bis-N-imidazolyl-substituiertes Im2CDP, bis-N-benzimidazolyl-substituiertes Bzi2CDP und bis-N-perimidinyl-substituiertes Perimid2CDP durch Reaktion mit N-Kalium-Nukleophilen synthetisiert
Anatomical organization of the brain and neuronal composition of the central complex of the cockroach Rhyparobia maderae
No full textInsekten sind eine der erfolgreichsten Tiergruppen der Erde, die nahezu jede ökologische Nische
besiedeln. Trotz ihrer relativ einfach aufgebauten Nervensysteme und der begrenzten Anzahl an
Nervenzellen, verfügen sie dennoch über erstaunliche Navigationsfähigkeiten.
Um in bekannten und unbekannten Umgebungen zu navigieren, ist es erforderlich die eigene
Bewegungsrichtung im Raum zu kennen. Dies erfordert das Abgleichen von externen Informationen
wie dem Sonnenstand mit selbsterzeugten Signalen wie dem optischen Fluss im Flug oder Lauf. Das
Gehirnareal, das für die Navigation zuständig ist, wird als Zentralkomplex bezeichnet. Dieser Abschnitt
des Gehirns wurde bei verschiedenen Spezies besonders eingehend erforscht.
In dieser Doktorarbeit werden die Neurone des Zentralkomplexes der nachtaktiven Madeiraschabe
Rhyparobia maderae katalogisiert (Projekt II und III) sowie das Gehirn und damit deren
Projektionsgebiete definiert und analysiert (Projekt I).
Insekten verfügen über ein Strickleiternervensystem, deren vordere Ganglien zu einem Gehirn
verschmolzen sind. Dieses ist in drei Abschnitte unterteilt: Trito- Deuto- und Protocerebrum. Jeder
Abschnitt besteht aus verschiedenen voneinander abgrenzbaren Gehirnarealen, sogenannten
Neuropilen. Kapitel 1 beschäftigt sich mit dem Aufbau des gesamten Gehirns der Schabe R. maderae
und reiht sich damit in eine kleine Gruppe vollständig rekonstruierter Insektengehirne ein. Mithilfe von
Fasertrakten, Kommissuren und unterschiedlichen Antikörperfärbungen wurden die Grenzen der
einzelnen Neuropile definiert und mit anderen bereits bestehenden Atlanten von Insektengehirnen
verglichen.
Eine Neuropilgruppe, welche bei verschiedenen Spezies besonders intensiv untersucht wurde, ist
der Zentralkomplex. Er liegt mittig im Gehirn und besteht aus vier verschiedenen Neuropilen: der
Protocerebralbrücke, der oberen und unteren Einheit des Zentralkörpers und den paarigen Noduli. Der
Zentralkomplex gilt als Navigationszentrum des Insektengehirns und verarbeitet Informationen über
die Windrichtung, den optischen Fluss, Himmelskompasssignale wie den Stand der Sonne,
olfaktorische Reize und taktile Reize. Nachgeschaltete absteigende Neurone gleichen dann die
Bewegung des Tieres an die Zielrichtung an. Der interne Aufbau des Zentralkomplexes wurde bereits
in verschiedenen Insektenarten untersucht. Es zeigt sich eine konservierte Unterteilung in
verschiedene Neuronentypen, deren regelmäßiges Verzweigungsmuster die interne Struktur des
Zentralkomplexes bildet. Um den genauen Informationsfluss innerhalb des Zentralkomplexes zu
verstehen und die Verarbeitung der verschiedenen Informationen zwischen unterschiedlichen
Insektenarten vergleichen zu können, ist eine detaillierte Charakterisierung der einzelnen Neuronen
des Zentralkomplexes notwendig.Insects are one of the most successful animal groups on earth, colonizing almost every ecological
niche. Despite their relatively simple nervous systems and limited number of nerve cells, they still have
remarkable navigational abilities.
In order to navigate in familiar and unknown environments, it is necessary to know one’s own
current heading in space. This requires the comparison of external cues such as the position of the sun
with self-generated cues such as the optic flow during locomotion. The brain area considered to be the
navigation center is the central complex, a group of neuropils that has been intensively studied in
various species.
In this doctoral thesis, the neurons of the central complex of the nocturnal Madeira cockroach
Rhyparobia maderae are cataloged (project II and III), and the brain and thus their projection areas
are defined and analyzed (project I).
Insects have a ventral nerve cord whose anterior ganglia are fused to form a brain. This is divided
into three sections: trito-, deuto- and protocerebrum. Each section consists of different brain areas,
so-called neuropils, which can be separated from each other. Chapter 1 deals with the structure of the
entire brain of the cockroach R. maderae and thus joins a small group of completely reconstructed
insect brains. With the help of fiber tracts, commissures and different antibody stainings, the
boundaries of the individual neuropils were defined and compared with other existing atlases of insect
brains.
One group of neuropils that has been studied particularly intensively in various species is the central
complex. It is located in the middle of the brain and consists of four different neuropils: the
protocerebral bridge, the upper and lower division of the central body, and the paired noduli. The
central complex is considered the navigation center of the insect brain and processes information
about wind direction, optic flow, celestial compass signals such as the position of the sun, olfactory
and tactile stimuli. Downstream descending neurons adjust the animal’s movement to its goal
direction. The internal structure of the central complex has already been studied in various insect
species. Studies have shown a conserved subdivision into different types of neurons, whose regular
branching pattern forms the internal structure of the central complex. In order to understand the exact
information flow within the central complex and to be able to compare the processing of different
information between different insect species, a detailed characterization of the individual neurons of
the central complex is necessary
Preoperative Chest Computed Tomography Screening Reduces the Perioperative Stroke Rate in Patients at Risk of Aortic Calcification
No full textObjectives: We evaluated the effect of preoperative chest computed tomography (CT) screening on the perioperative stroke rate in cardiosurgical patients at risk of aortic calcification. Methods: Between May 2019 and April 2020, 129 patients at risk of aortic calcification underwent non-contrast chest CT screening before their procedure. They were assigned to Group 1 and compared with a historical Group 2, who were treated the previous year without a preoperative CT scan. The primary endpoint was to determine postoperative stroke occurrence. The secondary outcomes were the rate reintubation/tracheostomy, the length of hospital stay, and any change in surgical strategy based on the CT findings. Results: Groups 1 and 2 comprised 129 and 261 patients, respectively. Group 1 had a lower left ventricular ejection fraction, less carotid stenosis, a history of carotid endarterectomy, and a longer cross-clamp time. The surgical strategy was changed for 6 patients in Group 1. Group 1 had a significantly lower stroke rate. No significant differences were observed in reintubation and tracheostomy rates, or length of hospital stay. Lack of CT screening, age, aortic valve surgery, aortic surgery, and rethoracotomy were identified as independent risk factors for a stroke. Conclusions: Preoperative non-contrast chest CT screening of patients at risk of aortic calcification reduces postoperative stroke through adaptation of the surgical approach and should be used routinely in these patients.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg