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Testentwicklung zum Monitoring der Schluckfunktion bei Säuglingen und Kleinkindern mit Spinaler Muskelatrophie
No full textDie Einführung neuer medikamentöser Therapien hat den Krankheitsverlauf der Spinalen Muskelatrophie (SMA) erheblich verbessert. Erste Studien deuten jedoch darauf hin, dass trotz Therapie eine Verschlechterung der Schluckfunktion bei Kindern mit SMA möglich ist, was ein regelmäßiges Monitoring erfordert.
Bisher konnte kein bestehendes Diagnostikinstrument die Anforderungen eines standardisierten und für regelmäßiges Monitoring geeigneten Messinstruments vollständig erfüllen. Daher wurde das Diagnostikinstrument DySMA (Dysphagia in Children with Spinal Muscular Atrophy) entwickelt. Dieses soll ohne zusätzliche Hilfsmittel und in kurzer Zeit in der klinischen Routine anwendbar sein und die physiologische Schluckentwicklung abbilden.
Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt insbesondere auf der Darstellung der physiologischen Schluckentwicklung im DySMA. Auf Grundlage eines Scoping Reviews zur physiologischen Schluckentwicklung im Alter von 0 bis 24 Monaten wurden spezifische Items erarbeitet und in den DySMA integriert.
Ein weiteres Ziel der Arbeit war die Generierung von Normdaten für gesunde Säuglinge und Kleinkinder im Alter von 0 bis 24 Monaten, um eine Vergleichbarkeit zwischen gesunden Kindern und Kindern mit SMA zu ermöglichen.
Die Ergebnisse der Studie verdeutlichen, dass der DySMA eine präzise Abbildung der physiologischen Schluckentwicklung ermöglicht. Ein höherer Gesamtscore deutet darauf hin, dass die Kinder über mehr Fähigkeiten verfügen, während ein niedrigerer Score geringere Fähigkeiten anzeigt. Der Gesamtscore variiert abhängig vom Alter der Kinder.
Die erhobenen Normdaten dienen als Referenzwerte, um die Vergleichbarkeit zwischen gesunden Kindern und Kindern mit SMA sicherzustellen. Auf diese Weise trägt der DySMA wesentlich zur Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit bei und ermöglicht eine frühzeitige und gezielte Intervention bei Kindern mit SMA.The introduction of new drug therapies has significantly improved the course of Spinal Muscular Atrophy (SMA). However, initial studies indicate that despite therapy, deterioration in swallowing function in children with SMA is possible, making regular monitoring essential.
To date, no existing diagnostic instrument has fully met the standards required for a standardized tool suitable for regular monitoring. Therefore, a new diagnostic instrument, the DySMA (Dysphagia in Children with Spinal Muscular Atrophy), has been developed. This test is designed to be implemented in clinical practice without additional tools and within a short time frame, while also enabling an accurate depiction of physiological swallowing development.
The focus of this dissertation is particularly on illustrating the physiological swallowing development within the DySMA. Based on a scoping review of physiological swallowing development in children aged 0 to 24 months, specific items were developed and incorporated into the DySMA.
Another goal of this work was to generate normative data from healthy infants and toddlers aged 0 to 24 months to enable comparability between healthy children and children with SMA.
The study results demonstrate that the DySMA allows for an accurate representation of physiological swallowing development. A higher overall score indicates that children have more skills, while a lower score suggests fewer abilities. The overall score is dependent on the age of the children. The collected normative data serve as reference values to ensure comparability between healthy children and children with SMA. In this way, the DySMA significantly contributes to improving diagnostic accuracy, enabling early and targeted intervention for children with SMA
Nutzung des antioxidativen und biotechnologischen Potenzials der Mikrobiota von Meeresalgen
Get PDFThis dissertation explores the biotechnological potential of enzymes derived from marine algae-associated microbiomes. Two studies form the core of the work.
The first, on Fucus vesiculosus, revealed that Bacteroidota, although initially low in abundance, plays a key role in degrading brown algal cell walls, especially the sulfated polysaccharide fucoidan. Two novel α-L-fucosidases (FUJM18 and FUJM20) were identified, cloned, and shown to be highly active and thermostable, making them promising candidates for industrial biomass processing.
The second study focused on the Tetraselmis chui microbiome, identifying antioxidant-related genes. Four novel enzymes—two superoxide dismutases (TcJM_SOD2, TcIK_SOD3) and two catalases (TcJM_CAT2, TcIK_CAT3)—were characterized. These enzymes demonstrated high activity at nanogram concentrations and were non-toxic, suggesting potential for healthcare and cosmetic applications.
In total, six novel enzymes were implemented, highlighting the value of algae microbiomes as sources for sustainable, high-performance biocatalysts
Exploring the Representational Spaces of States, Values, and Goals in Cognitive Maps
Get PDFMaximizing current or future expected rewards is one of the most common goals of many decisions we make. Decisions are always made within the context of a given task. To optimally achieve our goals, we must combine knowledge of the structure of the environment with the current goal to optimally predict different potential rewards. Even the same exact choice can provide different rewards depending on the task at hand. How does the brain combine task demands, environmental structure, and reward maximization in the service of decision-making? Prior works have shown that the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) and adjacent orbitofrontal cortex (OFC) are known to contain signals corresponding to anticipated outcomes of decisions, known as expected value signals, that inform our choices. The hippocampal formation is known to maintain a representation of the environment and potential courses of action in it, known as a cognitive map. This thesis comprises three projects that explore the interaction between task structure, value representation, and cognitive maps within the vmPFC, OFC, and hippocampal formation.
In the first project (Moneta et al., Nature Communications, 2023), we investigate how the vmPFC flexibly switches between different value representations in a task-dependent manner. Thirty-five participants completed a random dot-motion task in which either stimulus color or motion predicted rewards. Multivariate MRI analyses showed that vmPFC signals contain a rich representation that includes the current task state or context (motion/color), the expected value associated with the state, and crucially, the irrelevant expected value of the alternative context. We also find that irrelevant value representations in vmPFC compete with relevant value signals, interact with task-state representations, and relate to behavioral signs of value competition. Our results shed light on vmPFC's role in decision-making, bridging between its role in mapping observations onto the task states of a mental map, and computing expected values for multiple potential states.
In the second project (Moneta et al., in prep.), taking a broader perspective on task structure, we examine how non-spatial cognitive maps are affected by value generalization. A non-spatial cognitive map refers to mental representations of abstract relationships between different states, helping an agent navigate decision-making by encoding how various choices or actions relate to one another. Animal work has shown that neural representations of spatial cognitive maps are affected by reward. In this project, we tested if similar effects generalize to non-spatial maps in humans. Seventy-two participants (38 of which underwent MRI scanning) performed two sessions of a perceptual discrimination task, before and after extensive reward learning. In all sessions, stimuli varied along two perceptual dimensions, forming a continuous two-dimensional cognitive map. After reward learning, performance in the perceptual discrimination task improved among previously rewarding stimuli. The effect of reward also generalized to areas of the cognitive map that were never rewarding. The precise pattern of changes in perceptual similarity judgments is consistent with the idea that reward learning leads to increased psychological distance between stimuli in the rewarding area, and decreased spacing in neighboring areas. Simulations show that a shift of representational fields towards the rewarded location, akin to a gravitation pulling, can explain the behavioral changes. In line with this, preliminary fMRI data analysis shows evidence for such gravitational pull in the hippocampus and, to some degree, in the medial OFC representations. Future analyses including additional regions in the hippocampal formation and the prefrontal cortex are planned. These results indicate that reward affects non-spatial cognitive maps and suggests accompanying neural representational changes.
In the third project (Moneta, Grossman, Schuck, Trends in Neurosciences, 2024), we review recent literature connecting value and state representations in the OFC/vmPFC, proposing that these regions integrate stimulus, context, and outcome information into a unified representational space. Comparable encoding principles emerge in late layers of deep reinforcement learning models, where single nodes exhibit similar forms of mixed-selectivity, which enables flexible readout of relevant variables by downstream neurons. Based on these lines of evidence, we suggest that outcome-maximization leads to complex representational spaces that are insufficiently characterized by linear value signals that have been the focus of most prior research on the topic. We also discuss major outstanding questions concerning the role of OFC/vmPFC in learning across tasks, encoding of task-irrelevant aspects, and the role of hippocampus-PFC interactions.
Collectively, these projects shed light on the dynamic relationship between task states and value representations, their integration into a cognitive map, and the representational capacities of the OFC/vmPFC and the hippocampal formation. The findings provide new insights into the neural mechanisms guiding behavior and suggest future research directions
Bakterielle Kolonisation von Neugeborenen in zwei Krankenhäusern in Tansania und die Rolle der Krankenhausumgebung
Get PDFThe home science learning environment for 4 to 7-year-old children
No full textKinder machen bereits lange vor dem Schuleintritt Erfahrungen mit naturwissenschaftlichen Phänomenen, sind interessiert an ihrer Umwelt und in der Lage ein erstes prozess- und inhalts- bezogenes naturwissenschaftliches Wissen aufzubauen, welches prädiktiv für den weiteren Bildungsverlauf ist. All dies wird neben genetischen und individuellen Voraussetzungen in den Vorschuljahren vor allem durch die häusliche Lernumgebung geprägt, da dies der zentrale Ort ist, an dem Kinder aufwachsen (Hart & Risley, 1995; Melhuish, 2010). Das Modell der häuslichen Lernumgebung, welches dieser Arbeit zugrunde liegt, basiert auf den theoretischen Erklärungsgrundlagen des bioökologischen Modells von Bronfenbrenner & Morris (2006) sowie des soziokulturellen Ansatzes Vygotskys (1978; 1987) zum Zusammenhang zwischen der Familie und der kindlichen Kompetenzentwicklung. Dabei werden distale Faktoren (z. B. familiäre Strukturmerkmale, elterliches Interesse) und proximale Prozesse (z. B. gemeinsame Aktivitäten) als bedeutsam für die Entwicklung des Kindes angesehen. Es wird angenommen, dass distale Faktoren die Entwicklung des Kindes indirekt beeinflussen und durch proximale Prozesse vermittelt werden, die eine Schlüsselrolle in der häuslichen Lernumgebung spielen (Bronfenbrenner & Morris, 2006). Auch die individuellen kindlichen Voraussetzungen (z. B. sprachliche Fähigkeiten, Vorwissen, Intelligenz) haben einen Einfluss darauf, wie sie die von den Eltern angebotenen Lernangebote nutzen.
Dieses Modell wurde bereits mehrfach für die Domänen Schriftsprache und Mathematik herangezogen und die bedeutende Rolle der häuslichen Lernumgebung für die kindliche Kompetenzentwicklung dokumentiert (z. B. Kluczniok et al., 2013; Lehrl, 2018; Niklas et al., 2020). Insbesondere weisen die Ergebnisse auf die Mediatorrolle domänenspezifischer Aktivitäten zwischen den distalen Merkmalen der Familien und den domänenspezifischen Kompetenzen der Kinder hin. Für die Domäne der Naturwissenschaften ist dieser Zusammenhang bisher jedoch weitgehend ungeklärt. Im Vorschulkontext weisen zwar erste Studien auf die bedeutende Rolle der häuslichen Lernumgebung für die kindliche naturwissenschaftliche Kompetenzentwicklung hin, konzentrieren sich jedoch vor allem auf einzelne Aspekte der häuslichen Lernumgebung, ohne das Gesamtmodell zu berücksichtigen. Darüber hinaus gibt es bisher nur wenige Studien, die sich explizit mit der Untersuchung der häuslichen naturwissenschaftlichen Aktivitäten im Vorschulalter beschäftigt haben, wobei es vor allem um die Abfrage von (vorgegebenen) Aktivitäten und die Nutzung von Materialien handelte und Aspekte wie die Ausprägungen, Ziele und Unterstützungsmaßnahmen kaum im Fokus standen.
Vor diesem Hintergrund verfolgte die Arbeit zwei zentrale Ziele. Erstens sollten die Aspekte der häuslichen Lernumgebung, deren Zusammenspiel und Einfluss auf das kindliche naturwissenschaftliche Wissen untersucht werden. Zweitens galt es, vertiefte Einblicke in die naturwissenschaftlichen Aktivitäten innerhalb der häuslichen Lernumgebung zu gewinnen. Dabei stellten sich die leitenden Forschungsfragen: 1.) nach den Zusammenhängen zwischen naturwissenschaftlichen Aktivitäten und Merkmalen der Familie, 2.) nach dem mediierenden Einfluss häuslicher naturwissenschaftlicher Aktivitäten auf das kindliche naturwissenschaftliche Wissen, sowie 3.) nach Geschlechterunterschieden hinsichtlich der Häufigkeit der Durchführung häuslicher naturwissenschaftlicher Aktivitäten. Die weiteren leitenden Forschungsfragen zielten auf vertiefte Einblicke in die häuslichen naturwissenschaftlichen Aktivitäten ab. Dabei wurden die Ausprägungen der häuslichen naturwissenschaftlichen Aktivitäten (Inhalte, Frequenz) (Forschungsfragen 4 a bis d), die Ziele der Eltern bei den häuslichen naturwissenschaftlichen Aktivitäten (Forschungsfrage 5) sowie die Unterstützungsmaßnahmen der Eltern bei der Umsetzung naturwissenschaftlicher Aktivitäten mit den Kindern (Forschungsfragen 6 a bis c) näher untersucht.
Das erste Ziel betreffend wurden quantitative Querschnittsdaten aus Elternfragebögen von zwei unterschiedlichen Stichproben (Stichprobe 1: N = 431, Stichprobe 2: N = 257) herangezogen sowie ein im Rahmen von Stichprobe 2 eingesetzter naturwissenschaftlicher Wissenstest für Kinder. Das zweite Ziel wurde mithilfe von Daten aus semi-strukturierten Interviews (N = 33) bearbeitet, die mithilfe der inhaltlich-strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse (Kuckartz 2016) ausgewertet wurden.
Die Auswertungen der quantitativen Daten das erste Ziel dieser Arbeit betreffend weisen auf vier zentrale Ergebnisse hin: 1.) Zusammenhänge zwischen dem sozioökonomischen Status (SES) (erfasst über Bildungsabschluss der Eltern, Familiensprache/Migrationshintergrund) und der Häufigkeit häuslicher naturwissenschaftlicher Aktivitäten (Forschungsfrage 1), 2.) Zusammenhänge zwischen dem elterlichen Interesse an Naturwissenschaften und der Häufigkeit häuslicher naturwissenschaftlicher Aktivitäten (auch unter Kontrolle des SES) (Forschungsfrage 1), 3.) die vermittelnde Rolle der häuslichen naturwissenschaftlichen Aktivitäten zwischen den distalen Merkmalen der Familie (SES: Migrationshintergrund und elterliches Interesse an Naturwissenschaften) und dem naturwissenschaftlichen Wissen der Kinder (unter Kontrolle der kindlichen kognitiven Fähigkeiten sowie des Geschlechts) (Forschungsfrage 2), 4.) einen statistisch signifikanten Mittelwertsunterschied bezüglich der Häufigkeit naturwissenschaftlicher Aktivitäten zwischen Mädchen und Jungen hin, zugunsten der Jungen (Forschungsfrage 3). Es handelt sich dabei allerdings um einen kleinen Effekt (Cohen, 1988), der wenig praktische Relevanz hat.
Die Ergebnisse unterstützen das Modell der häuslichen Lernumgebung auch für die Domäne der Naturwissenschaften und damit die vermittelnde Rolle naturwissenschaftlicher Aktivitäten zwischen Merkmalen der Familie (SES und elterlichem naturwissenschaftlichen Interesse) und dem kindlichen naturwissenschaftlichen Wissen.
Die Ergebnisse der semi-strukturierten Interviews weisen hinsichtlich der Ausprägungen der häuslichen naturwissenschaftlichen Aktivitäten (Fragestellungen 4 a bis d) insbesondere auf Aktivitäten im Bereich Biologie (vor allem zum Themenbereich Tiere) hin, bei denen es sich überwiegend um (Tier)Beobachtungen handelte. Etwas weniger Aktivitäten wurden im natur- wissenschaftsbezogenen Bereich der Geografie (hier insbesondere das Thema Wetter und Wetterphänomene) sowie Physik/Chemie (hier insbesondere das Thema: Aggregatzustände bzw. Schmelzen und Gefrieren) berichtet. Aktivitäten aus dem Bereich Bildung für nachhaltige Entwicklung erwähnten nur wenige Interviewte. Bei den Aussagen zu den Aktivitäten in diesen drei Bereichen (Geografie, Physik/Chemie, Bildung für nachhaltige Entwicklung) war erkennbar, dass bei den Aktivitäten einer (dahinterliegenden) naturwissenschaftlichen Fragestellung nachgegangen und/oder naturwissenschaftliche Zusammenhänge besprochen wurden (Aussagen mit einem naturwissenschaftlichen Fokus).
Die Interviewten berichteten in der Regel von spontanen Aktivitäten, die nach Einschätzung der Eltern sowohl von den Kindern als auch von den Eltern initiiert wurden. Die Anwendung und Nutzung naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen war im Großteil der Familien erkennbar, eine systematische und reflektierte Nutzung jedoch kaum.
Die Ergebnisse der Interviews deuten vor allem auf folgende Ziele der Eltern (Fragestellung 5) bei den häuslichen naturwissenschaftlichen Aktivitäten hin: das Ermöglichen von Naturerfahrungen, die Vermittlung von Respekt vor der Natur und einem schonenden Umgang mit Ressourcen und damit verbunden einem ersten naturwissenschaftlichen Wissen. Diese Ziele wurden auch bei der Frage nach den Zielen in einer konkreten (von den Interviewten vorher benannten) naturwissenschaftlichen Aktivität genannt, wobei hier vor allem die Vermittlung von naturwissenschaftlichem Wissen und naturwissenschaftlichen Zusammenhängen entweder auf einer eher allgemeinen oder konkreten Ebene im Fokus stand. Insgesamt betrachtet gaben nur wenige der Befragten an, dass ihnen ein naturwissenschaftliches Verständnis für die Schulvorbereitung oder eine entsprechende Berufsorientierung wichtig sei oder dass die naturwissenschaftliche Bildung mit einem kritisch-rationalen Verständnis einhergehe.
Die Analysen betreffend der Unterstützungsmaßnahmen bei den naturwissenschaftlichen Aktivitäten (Fragestellungen 6 a bis c) weisen vor allem auf die Nennung und Verwendung spezifischer Hilfsmittel (analoge und digitale Medien) und weniger auf Unterstützungsmaßnahmen aus einer stärker didaktischen Perspektive (z. B. kognitive Unterstützung) hin. Hinsichtlich der Mediennutzung gaben nahezu alle Eltern an, Filme/Videos und Serien zu nutzen, dicht gefolgt von Büchern mit unterschiedlichen naturwissenschaftlichen Inhalten. Computerspiele und Apps kamen bisher selten zum Einsatz und hatten nicht immer einen expliziten naturwissenschaftlichen Bezug.
Insgesamt ist es im Rahmen dieser Arbeit gelungen, die Aspekte der häuslichen Lernumgebung, deren Zusammenspiel und Einfluss auf das kindliche naturwissenschaftliche Wissen näher zu beleuchten und das Modell der häuslichen Lernumgebung für die Domäne der Naturwissen- schaften zu konkretisieren. Zudem wurden vertiefte Einblicke in die naturwissenschaftlichen Aktivitäten innerhalb der häuslichen Lernumgebung gewonnen, die sowohl Anknüpfungspunkte zur Förderung des naturwissenschaftlichen Lernens in Familien, als auch für weitere Forschung in diesem Bereich bieten. Die Ergebnisse verdeutlichen die zentrale Rolle der häuslichen Lernumgebung und insbesondere der häuslichen naturwissenschaftlichen Aktivitäten hinsichtlich der naturwissenschaftlichen Bildung von Kindern
Role of the adaptor protein (AP) complexes AP-1, AP-3, and AP-4 in protein sorting and vesicular trafficking in the human malaria parasite Plasmodium falciparum
No full textMicrocapsule-Mediated Delivery Platform for Independent Investigations of Intracellular Nanodrugs Diffusion Kinetics and Nanoplastic Biodegradation
No full textAdvancing Molecularly Imprinted Polymer Nanoparticles for High-Mass Biomolecular Templates
No full textThe field of nanomedicine continues to grapple with ever-challenging precise targeting of diseased cells, especially cancerous cells, while aiming to enhance therapeutic efficacy. Ineffective biodistribution throughout the body, extending toxicity to otherwise healthy cells, non-specific distribution with potential uptake by the phagocyte system, and or clearance by the kidney are some of the major challenges of targeting. When nanoparticles NP (loaded with drugs for targeting in nanomedicine) are introduced into the bloodstream through intravenous injection, the components of blood immediately surround them, leading to the formation of the protein corona. The formed protein corona masks the NP's surface and obscures it from directly interacting with the target cells. Besides, some proteins in the corona can trigger uptake by immune cells. In this research molecular imprinting technique is utilized to synthesize NPs with high specificity only to certain types of molecules. Further, this research was inclined towards extending the applicability of the technique to more complex polymer templates. This research offers a dual-purpose approach to remedying the challenges linked to imprinting larger molecules while also striving to enhance targeting efficacy. The goal of the research was to bridge the gap between synthetic identity and biological identity in molecular imprinting – an insight that is useful in enhanced targeting efficacy. To demonstrate this concept, this research explored binding kinetics in different molecularly imprinted polymers synthesized with complementary specificity only to certain molecules. Binding kinetics were explored through Fluorescence Correlation Spectroscopy FCS and further analysis of hard corona based on Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis SDS-PAGE analysis. Both results from FCS and SDS-PAGE analysis showed that MIPs specific to certain molecules demonstrated differential specificity to the target molecules which have binding sites complementary to the template used in MIP synthesis. Alternative competing proteins showed non-specific and reversible binding. The findings from this research have laid the foundation for further exploration into a complex biological system to provide a more comprehensive proof of enhanced targeting.Die Nanomedizin setzt sich weiterhin mit der zunehmend anspruchsvollen Aufgabe auseinander, erkrankte Zellen, insbesondere Krebszellen, gezielt anzugreifen und gleichzeitig die therapeutische Wirksamkeit zu verbessern. Zu den größten Herausforderungen des Targetings zählen eine ineffektive Bioverteilung im Körper und damit eine Ausweitung der Toxizität auf ansonsten gesunde Zellen, eine unspezifische Verteilung mit potenzieller Aufnahme durch das Phagozytensystem und/oder die Ausscheidung über die Niere. Werden Nanopartikel (NP) (beladen mit Wirkstoffen für das Targeting in der Nanomedizin) intravenös in die Blutbahn eingebracht, umgeben sie sich sofort von Blutbestandteilen, was zur Bildung einer Proteinkorona führt. Die gebildete Proteinkorona maskiert die Oberfläche der NP und verhindert deren direkte Interaktion mit den Zielzellen. Zudem können einige Proteine in der Korona die Aufnahme durch Immunzellen auslösen. In dieser Forschung wird die Technik des molekularen Prägens eingesetzt, um NPs mit hoher Spezifität nur für bestimmte Molekültypen zu synthetisieren. Darüber hinaus zielte diese Forschung darauf ab, die Anwendbarkeit der Technik auf komplexere Polymervorlagen auszuweiten. Diese Forschung bietet einen doppelten Ansatz, um die Herausforderungen beim Prägen größerer Moleküle zu bewältigen und gleichzeitig die Zieleffizienz zu verbessern. Ziel der Forschung war es, die Lücke zwischen synthetischer und biologischer Identität beim molekularen Prägen zu schließen – eine Erkenntnis, die für eine verbesserte Zieleffizienz von Nutzen ist. Um dieses Konzept zu demonstrieren, untersuchte diese Forschung die Bindungskinetik verschiedener molekular geprägter Polymere, die mit komplementärer Spezifität nur für bestimmte Moleküle synthetisiert wurden. Die Bindungskinetik wurde mittels Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS) und weiterer Analyse der harten Korona mittels Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE) untersucht. Sowohl die Ergebnisse der FCS- als auch der SDS-PAGE-Analyse zeigten, dass molekular spezifische MIPs eine unterschiedliche Spezifität für Zielmoleküle aufweisen, deren Bindungsstellen komplementär zur bei der MIP-Synthese verwendeten Vorlage sind. Alternative konkurrierende Proteine zeigten eine unspezifische und reversible Bindung. Die Ergebnisse dieser Forschung legen den Grundstein für die weitere Erforschung eines komplexen biologischen Systems, um einen umfassenderen Nachweis für verbessertes Targeting zu erbringen
Entwicklung und Erprobung eines akustischen Gangfeedbacks mittels Sonifikation des Kniewinkelverlaufs
No full textEinleitung
Nach Ersatz des Kniegelenks mit einer Totalendoprothese (TEP) zeigt sich der Gang oft auch Jahre nach der Operation nicht vollständig unbeeinträchtigt. Ziel der Gesamtarbeit war es, ein akustisches Feedback für Patient:innen nach Knie-TEP zu entwickeln und zu erproben, das zur nachhaltigen postoperativen Verbesserung des Gangbildes beiträgt. Dafür wurden insgesamt vier Teilstudien durchgeführt.
Methode
Die erste Teilstudie evaluierte in Form eines Scoping Reviews die vorliegende wissenschaftliche Literatur über den Einsatz von akustischem Feedback zur Gangbildveränderung. In der zweiten Teilstudie wurde bei 36 Personen (n = 12 Knie-TEP, n = 12 Hüft-TEP und n = 12 Kontrollgruppe) die gangspezifische mentale Repräsentation 12 Wochen postoperativ mittels Strukturdimensionsanalyse mentaler Repräsentation (SDA-M) erhoben und auf Gruppenunterschiede geprüft. Die dritte Teilstudie umfasste einen Messsystemvergleich zwischen dem eigens entwickelten Gangfeedbacksystem (Sofigait) und dem Goldstandard (Vicon) sowie eine Evaluation vier verschiedener Klangvarianten für die Kniewinkelvertonung mit Sofigait. Es nahmen 28 Personen im Alter von 22,8 ± 2,9 Jahren teil. Die abschließende, vierte Teilstudie wurde als Fallstudie im Prä-Posttest-Design mit einer zwei- bis dreiwöchigen Gangfeedbackintervention durchgeführt. Fünf Patient:innen im Durchschnittsalter von 61,2 Jahren nahmen an der Studie teil. Erhoben wurden die Struktur der mentalen Repräsentation und die Gangsymmetrie mittels Ratio Index (RI). Ergänzend wurden kurze Leitfadeninterviews geführt.
Ergebnisse
Aus dem Scoping Review ging hervor, dass bisher überwiegend Fehlerfeedback zur Anwendung kam und Lerneffekte beim Einsatz von valenzfreiem Sonifikationsfeedback nicht überprüft wurden. Die zweite Teilstudie zeigte, dass die Knie- und die Hüft-TEP-Gruppe sich hinsichtlich der Struktur ihrer gangspezifischen mentalen Repräsentation signifikant voneinander unterschieden (λ = 0,52). Die Knie-TEP-Gruppe und die Kontrollgruppe unterschieden sich nicht. Für den Messsystemvergleich wurde ein Root Mean Squared Error (RMSE) von 7,6 ± 2,6° (links) und 6,9 ± 3,1° (rechts) ermittelt. Die SPM zeigte signifikante Unterschiede in den gemessenen Winkelverläufen zwischen beiden Systemen (links p < ,001; rechts p = ,007). Zwischen den vier Varianten im Klangempfinden zeigte sich ein signifikanter Unterschied (p = ,012), wobei die Tonhöhe einen signifikanten Effekt aufwies (p = ,005). In der letzten Teilstudie war nach der Intervention der gemittelte RI kleiner als davor. Die kognitive Repräsentationsstruktur unterschied sich bei zwei von drei Personen signifikant zwischen Prä- und Posttest (λ = 0,63; λ = 0,67). Die Interviews ergaben, dass die meisten Patient:innen die Sonifikation als hilfreich empfanden.
Diskussion
Ein valenzfreies Gangfeedback in Form von Sonifikation wurde als vorteilhaft zu Gangbildveränderung eingeordnet. Es sollte nach zwei Wochen mit zwei oder mehr Terminen pro Woche zu ersten Lerneffekten führen. Die Erfassung der mentalen Bewegungsrepräsentation über die SDA-M erwies sich zusätzlich zu Gangmessungen als ein sinnvoller Indikator für motorisches Lernen auf Gedächtnisebene. Sofigait zeigte eine hinreichende Messgenauigkeit für die klinische Anwendung. Die sinustonbasierte, schwungphasenbetonte Kniewinkelvertonung mit gedämpftem Pitch wurde von den Teilnehmenden präferiert. Die in der vierten Teilstudie für die Patient:innen ermittelten Veränderungen der Gangsymmetrie und der mentalen Repräsentation konnten nicht eindeutig der Intervention zugeschrieben werden. Jedoch wurde durch die Interviews eine Verbesserung der Gangwahrnehmung durch das Feedback beschrieben und nahegelegt, dass die Gangsonifikation einen langfristigen Effekt auf das Gangbild haben kann.
Fazit
Die Gangsonifikation scheint vielversprechend für Menschen, die nach der endoprothetischen Versorgung des Kniegelenks und erfolgter physiologischer Heilung weiterhin eine Gangasymmetrie aufweisen. Die Ergebnisse der durchgeführten Teilstudien haben gezeigt, dass ein Gangsonifikationsfeedback theoretisch sinnvoll ist, technisch umgesetzt werden kann und das dazu beitragen kann, automatisierte Gangasymmetrien langfristig wieder umzulernen. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Rahmenbedingungen (z. B. Klanggestaltung, Feedbackhäufigkeit und -dauer, Interventionszeit) zu optimieren
Social capital and village shops – local supply as a joint community task!?
No full textAngesichts multipler Krisen und Themen wie zum Beispiel der Klimakrise, der Diskussionen um eine Wachstumswende, der demografischen Entwicklung und der Digitalisierung steht unsere Gesellschaft vor großen Herausforderungen. Eine dieser Herausforderungen für ländliche Räume lautet, wie sich die Nahversorgung sichern lässt. Dabei differieren die Lösungen zwischen dem Verständnis, dass dieses Aufgabe des Staates im Sinne der Daseinsvorsorge sei (vgl. Kersten et al. 2015, Bayer et al. 2021) bis hin zu Lösungen, die vollständig auf bürgerschaftlichem Engagement basieren. Im Mittelpunkt dieser Untersuchung steht die Frage, ob der Sozialkapital-Ansatz nach Robert Putnam (vgl. Putnam 1995, Putnam 2001, Fuchs 2020, Gehmacher 2009, Meißelbach 2019, Pisani et al. 2017) einen Beitrag zur Sicherung der Nahversorgung in ländlichen Räumen leisten kann. Dabei wird der Begriff der Nahversorgung auf Dorfläden als lokale, stationäre Einrichtung der Nahversorgung begrenzt. Sozialkapital wird in diesem Kontext in bürgerschaftliches Engagement und Netzwerke operationalisiert. Der Fokus dieser vergleichenden Fallstudie liegt auf den Akteur:innen vor Ort und weniger auf ökonomischen Konzepten oder den Rahmenbedingungen für bürgerschaftliches Engagement oder die Etablierung eines Dorfladens. Dafür wurden drei Dörfer im Süden Schleswig-Holsteins beforscht. Es kam ein Methoden-Mix zur Anwendung, dessen Hauptbestandteile Expert:innen-Interviews und eine Netzwerkanalyse darstellen. Die Ergebnisse zeigen, dass Sozialkapital einen Baustein zur Sicherung der Nahversorgung in ländlichen Räumen darstellt. Das brückenbildende Sozialkapital (bridging social capital) und insbesondere dessen Unterform das vernetzende Sozialkapital (linking social capital) sind hier von besonderer Bedeutung. Dabei gilt es, die Sicherung der Nahversorgung als Gemeinschaftsaufgabe zu verstehen, Kooperationen einzugehen, bürgerschaftliches Engagement zu aktivieren und Netzwerke aufzubauen und zu nutzen. Unter Einbindung aller Beteiligten und ohne die Überforderung Einzelner lässt sich so diese Herausforderung – ebenso wie auch andere – meistern.In the face of multiple crises and issues such as the climate crisis, discussions about a shift in growth, demographic development, and digitalization, our society is facing great challenges. One of these challenges for rural areas is how to ensure local amenities. The solutions range from the understanding that this is a task of the state in terms of public services (cf. Kersten et al. 2015, Bayer et al. 2021) to solutions that are entirely based on civic engagement. The focus of this investigation is the question of whether the social capital approach according to Robert Putnam (cf. Putnam 1995, Putnam 2001, Fuchs 2020, Gehmacher 2009, Meißelbach 2019, Pisani et al. 2017) can contribute to protecting local amenities in rural areas. In this context, the term "local amenities" is limited to village shops as local, fixed facilities for local amenities. Social capital is operationalized in this context as civic engagement and networks. The focus of this comparative case study is on the local stakeholders and less on economic concepts or the framework conditions for civic engagement or the establishment of a village shop. For this purpose, three villages in southern Schleswig-Holstein were researched. An approach with a mix of methods was applied, with the main components being expert interviews and a network analysis. The results show that social capital is a building block for ensuring local amenities in rural areas. Bridging social capital, and in particular its subform linking social capital, are of particular importance here. In doing so, it is important to understand the protecting of local amenities as a collective task, to enter into cooperations, to activate civic engagement, and to build and utilize networks. By involving all parties and without overburdening individuals, this challenge – as well as others – can be mastered