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Potentials on scalar field space and the Swampland
Get PDFThe Distance Conjecture stands as one of the foundational pillars of the Swampland programme. As such, it serves as a pivotal element within a broader set of principles that aim to identify the effective field theories coupled to gravity which can be completed to a theory of quantum gravity in the UV. By now, there is significant evidence of its validity. Furthermore, the insights and implications of the Distance Conjecture, along with closely related variants, have recently been used to put forward phenomenological predictions that can be tested in the near future. However, the Distance Conjecture in its original formulation is a statement on moduli space, i.e. on the field space spanned by massless moduli fields. In realistic scenarios, these fields are subject to a scalar potential, lifting the formerly flat moduli space to a more generic scalar field space with potential. Aiming to use the Distance Conjecture in these settings, one therefore has to carefully extend its applicability, taking care of novel features that may not arise within the paradigm of a flat moduli space.
The goal of the present thesis is to investigate some of these novel aspects arising in the presence of a scalar potential on field space, as well as implications from (generalised) dualities and the role of non-geometric backgrounds. We give a concise introduction to the Swampland program, focussing on the Distance Conjecture and related variants. In particular, we provide a brief summary of the current state of the art with respect to the Distance Conjecture in the presence of a potential as well as the connection with dualities. We then investigate the implications of (generalised) T-duality for the Distance Conjecture encountering aspects like topology change and missing towers at infinite distance. This will lead to a proposed amendment to the Distance Conjecture in the presence of diverging scalar potentials. We furthermore discuss non-geometric backgrounds as well as generalised T-duals and the way they fit within the Swampland program. As an alternative approach to the problem of the potential we utilise geometric flow equations, in particular (generalised) Ricci flow. We explain how the fixed points and singularities of such flows can offer a different angle on the problem of diverging potentials and missing towers encountered before, leading to an extension of the Ricci Flow Conjecture to also include fluxes. We define some novel flows and, after establishing their well-posedness, outline their potential applications to study related issues like scale-separation in 10D string vacua. Lastly, we thoroughly discuss the closely related problem of defining a suitable (formal) notion of distance in the presence of a potential. We close with a brief outlook on work in progress that aims to address this problem within the framework of optimal transport.Die Distanzvermutung (engl. Distance Conjecture) ist eine der tragenden Säulen des Swampland-Programms. Als solche, ist sie von zentraler Bedeutung innerhalb einer Sammlung von Konzepten, mit dem Ziel gravitative effektive Feldtheorien zu identifizieren, die zu einer konsistenten Theorie der Quantengravitation vervollständigt werden können. Zahlreiche Hinweise stützen mittlerweile ihre Gültigkeit, und Erkenntnisse aus der Distanzvermutung sowie abgeleitete Varianten wurden verwendet, um phänomenologische Vorhersagen zu entwickeln, die zeitnah experimentell überprüfbar sind. Ursprünglich bezieht sich die Distanzvermutung jedoch auf den Modulraum, also den Feldraum, der von masselosen Feldern aufgespannt wird. In realistischen Szenarien unterliegen diese Felder einem Skalarpotential, wodurch der zuvor flache Modulraum zu einem allgemeineren Skalarfeldraum mit Potential erweitert wird. Die Verwendung der Distanzvermutung in diesem Kontext erfordert daher eine sorgfältige Erweiterung ihrer Anwendbarkeit, wobei neue Aspekte berücksichtigt werden müssen, die im Zusammenhang mit flachen Modulräumen nicht auftreten.
Ziel dieser Arbeit ist es, solche neuartigen Aspekte zu untersuchen, die durch ein Skalarpotential im Feldraum entstehen, sowie Implikationen aus (verallgemeinerten) Dualitäten und die Rolle nicht-geometrischer Räume zu analysieren. Wir geben eine kompakte Einführung in das Swampland-Programm, mit besonderem Fokus auf die Distanzvermutung und deren Varianten, ergänzt durch eine kurze Zusammenfassung des aktuellen Forschungsstands in Gegenwart eines Potentials und den Zusammenhang mit Dualitäten.
Darauf aufbauend, werden die Konsequenzen von (verallgemeinerter) T-Dualität für die Distanzvermutung untersucht, einschließlich topologie-verändernden Prozesse und fehlender Zustände in unendlicher Distanz. Dies führt zu einem Vorschlag für eine Modifikation der Distanzvermutung bei divergierenden Skalarpotentialen. Ebenso werden nicht-geometrische Räume sowie verallgemeinert T-duale Konfigurationen und deren Einbindung in das Swampland-Programm behandelt.
Als alternative Herangehensweise werden geometrische Flussgleichungen, insbesondere der (verallgemeinerte) Ricci-Fluss, analysiert. Fixpunkte und Singularitäten solcher Flüsse eröffnen eine neue Perspektive auf divergierende Potentiale und fehlende Zustände und resultieren in einer verallgemeinerten Ricci-Fluss-Vermutung. Wir definieren neue Flüsse, überprüfen ihre Wohldefiniertheit und diskutieren mögliche Anwendungen, etwa zur Untersuchung der Skalen-Trennung von zehndimensionalen stringtheoretischen Lösungen.
Abschließend behandeln wir das eng verwandte Problem der Definition einer geeigneten Abstandsfunktion in Gegenwart eines Potentials. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf laufende Untersuchungen, der diese Problematik anhand von Optimalem Transport adressiert
The role of trauma and posttraumatic stress disorder in cognitive functioning and dementia: exploring trauma-related, behavioral, and psychosocial factors
Get PDFDementia is a major global health challenge of the 21st century, with increasing longevity and population growth contributing to its rising prevalence. As no disease-modifying cure currently exists, research has increasingly focused on identifying modifiable risk factors to delay or prevent its onset. More recently, posttraumatic stress disorder (PTSD) has emerged as a potential factor increasing dementia risk. However, empirical research on this relationship is still rather in its early stages, and more studies are needed to confirm its role. Specifically, the underlying mechanisms linking PTSD to dementia risk, as well as potential influencing factors, remain unclear. Additionally, alternative explanations for this association have yet to be fully explored. Given that trauma exposure is a widespread global issue, likely to grow in significance, further research is crucial to establish its impact on dementia risk.
The overarching aim of this thesis is to consolidate previous findings on PTSD as a risk factor for all-cause dementia while addressing gaps of previous research to inform targeted intervention strategies. To achieve this, the thesis examines not only PTSD but also childhood adversity as a precursor, dissociative disorders as a severe trauma-related psychopathology, and depression as a common comorbid condition among trauma-related disorders. Cognitive and neurological outcomes are examined through subjective cognitive functioning, objectively measured cognitive performance, and hippocampal volume – each relevant to dementia risk – and dementia.
Study I investigated the association between PTSD severity – assessed through 1) sum score, 2) symptom clusters, and 3) individual symptoms – and subjective cognitive functioning in approximately 1,500 older U.S. veterans (Mdn = 65 years, IQR = 54-73), using network analyses cross-sectionally and longitudinally over three years. PTSD severity correlated with reduced cognitive functioning, particularly through the DSM-5 PTSD symptom clusters “marked alterations in arousal and reactivity associated with the traumatic event(s)” and “negative alterations in cognitions and mood associated with the traumatic event(s)”. The individual symptoms “having difficulty concentrating” and “trouble experiencing positive feelings (for example, being unable to feel happiness or have loving feelings for people close to you)” (American Psychiatric Association, 2013, pp. 271-272; Weathers et al. 2013, items 14 and 19) were robustly linked to reduced subjective cognitive functioning. These findings remained significant after adjusting for sociodemographic factors and depression and were replicated over time, highlighting the need to examine symptom-specific rather than universal PTSD-related associations with cognitive functioning.
Study II extended these findings using data from the United Kingdom (UK) Biobank (N ≈ 500,000) to examine interrelationships between adverse childhood experiences (ACEs), PTSD, dissociative disorders, and depression in predicting dementia risk in middle-aged adults from the general population (mean age 56.58 years, SD = 8.07). Findings revealed that each additional PTSD symptom increased dementia risk by 9%, each additional ACE type by 10%, PTSD and depression diagnoses doubled the risk, and dissociative disorders nearly quadrupled it. Mediation analyses indicated that PTSD symptoms mediated the association between ACEs and dementia, whereas depression mediated smaller parts of the associations between ACEs, PTSD diagnosis, and dissociative disorders with dementia. These results suggest that depression, a well-established modifiable risk factor for dementia, does not fully account for the link between trauma-related psychopathologies and dementia, highlighting distinct and shared pathways among these conditions.
Study III further examined the associations between trauma-related predictors, objective cognitive functioning, dementia risk, and hippocampal volume, again using the UK Biobank database. It also explored interactions with demographic, behavioral, and psychosocial factors, identifying distinct moderators for distinct predictor-outcome combinations. Childhood adversity, trauma-related psychopathology, and depression were associated with poorer cognitive functioning and a higher dementia risk. The moderating factors varied by predictors and outcomes. For example, hypertension was the strongest moderator of the association between ACEs and dementia, whereas smoking was the strongest moderator between PTSD diagnosis and dementia. These findings emphasize the need for targeted prevention strategies, suggesting that cognitive impairment and dementia risk in trauma-exposed individuals may be modifiable.
In conclusion, this thesis advances the understanding of PTSD as a dementia risk factor by considering the heterogeneity of this disorder, childhood adversity, dissociative disorders, and depression while assessing multiple cognitive outcomes. The findings suggest that, while depression is a known risk factor, it does not solely account for trauma-related dementia risk. Furthermore, these associations may be either exacerbated or mitigated by various factors. While replication in future studies is necessary, the results highlight the potential of considering ACEs, PTSD, and dissociative disorders as additional modifiable risk factors for cognitive decline and dementia. The findings are discussed in the context of methodological limitations and clinical implications, offering directions for future research.Demenz stellt eine der größten globalen gesundheitlichen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar (Livingston et al., 2017). Die steigende Lebenserwartung und das anhaltende Bevölkerungswachstum tragen maßgeblich zu ihrer zunehmenden Prävalenz bei (Prince et al., 2015). Da bislang keine krankheitsmodifizierende Therapie existiert, konzentriert sich die Forschung auf die Identifikation modifizierbarer Risikofaktoren, um den Krankheitsbeginn hinauszuzögern oder gar zu verhindern (Livingston et al., 2017, 2020, 2024). Der jüngste Bericht der Lancet-Kommission zur Demenzprävention, -intervention und -versorgung identifizierte 14 potenziell modifizierbare Risikofaktoren, die zusammen etwa 45% aller Demenzfälle ausmachen (Livingston et al., 2024). Zu diesen zählen unter anderem eine geringe Bildung, Depression, körperliche Inaktivität, Rauchen, erhöhter Blutdruck, exzessiver Alkoholkonsum und soziale Isolation. Diese Ergebnisse unterstreichen das erhebliche Präventionspotenzial: Nahezu die Hälfte aller Demenzfälle könnte theoretisch durch gezielte Interventionen verhindert werden. Diese Risikofaktoren wurden in systematischen Übersichtsarbeiten und Metaanalysen konsistent mit einem erhöhten Demenzrisiko in Verbindung gebracht. Die Ergebnisse der Kommission betonen zudem die Bedeutung der kognitiven und physischen Reservebildung über die gesamte Lebensspanne sowie den positiven Einfluss vaskulärer Gesundheit auf die Reduktion des altersbedingten Demenzrisikos.
Neben diesen 14 etablierten Faktoren wurden weitere potenzielle Risikofaktoren für Demenz identifiziert. Durch die noch begrenzte Anzahl hochwertiger Studien und inkonsistenter Befunde wird die Anerkennung dieser primären modifizierbaren Faktoren bislang erschwert. Ein potenzieller Risikofaktor ist die Posttraumatische Belastungsstörung (PTBS), eine psychische Störung, die durch vier zentrale Symptomcluster gekennzeichnet ist: das Wiedererleben traumabezogener Erinnerungen, das Vermeiden von traumaassoziierten Aktivitäten, Personen und Orten, negative Veränderungen in Kognitionen und Stimmung sowie ein erhöhtes Erregungsniveau (American Psychiatric Association, 2013). Da PTBS durch eine gestörte autobiografische Erinnerung charakterisiert ist (Brewin et al., 1996; Ehlers & Clark, 2000; Foa & Kozak, 1986) und mit kognitiven Beeinträchtigungen assoziiert wurde (Schuitevoerder et al., 2013; Scott et al., 2015), haben mehrere Studien untersucht, ob PTBS mit einem erhöhten Demenzrisiko verbunden ist – mit positiven Ergebnissen (Günak et al., 2020; Stafford et al., 2022).
Als potenzielle zugrunde liegende Mechanismen dieser Assoziation wurden verschiedene neurobiologische Prozesse vorgeschlagen, darunter das Konzept der allostatischen Last (englisch: „allostatic load“), das die kumulative physiologische Abnutzung des Organismus durch chronische Stressreaktionen beschreibt (Danese & McEwen, 2012; McEwen, 1993), eine Dysregulation der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse), Neuroinflammation sowie strukturelle Hirnveränderungen, insbesondere eine Atrophie des Hippocampus (Alves De Araujo Junior et al., 2023; Greenberg et al., 2014). Weitere Erklärungsansätze umfassen beschleunigte Alterungsprozesse (Wolf, Maniates, et al., 2018) sowie genetische Prädispositionen (Averill et al., 2019). Darüber hinaus wurde das Konzept der kognitiven Reserve (englisch: „cognitive reserve“) (Stern, 2002, 2009, 2012) diskutiert, das sich auf die Fähigkeit des Gehirns bezieht, altersbedingten Abbau oder pathologische Veränderungen durch die Nutzung alternativer neuronaler Netzwerke oder kompensatorischer Mechanismen auszugleichen.
Insgesamt befindet sich die Forschung in diesem Bereich jedoch noch in einem eher frühen Stadium, sodass weitere Untersuchungen erforderlich sind, um den Zusammenhang zwischen PTBS und Demenzrisiko besser zu verstehen. Zudem ist unklar, welche Mechanismen dieser Beziehung tatsächlich zugrunde liegen, ob alternative Erklärungen existieren und welche Faktoren das erhöhte Demenzrisiko bei Personen mit PTBS beeinflussen könnten.
Das übergeordnete Ziel dieser Dissertation, bestehend aus drei Studien, ist es, frühere Forschungsergebnisse zu PTBS als potenziellem Risikofaktor für Demenz zu festigen und darüber hinaus, bestehende Forschungslücken zu adressieren, um langfristig gezielte Interventionsstrategien zu ermöglichen. Neben PTBS werden dabei auch frühkindliche Traumata als prädisponierender oder auslösender Faktor (Messman-Moore & Bhuptani, 2017), dissoziative Störungen als schwerwiegende traumaassoziierte Psychopathologie (Şar, 2011) sowie Depression als häufige Komorbidität berücksichtigt (Flory & Yehuda, 2015; Şar, 2011; Schalinski et al., 2016). Kognitive Ergebnisse (englisch „outcomes“) werden anhand subjektiver kognitiver Leistungsfähigkeit, objektiv gemessener kognitiver Leistung, Hippocampusvolumen – jeweils als relevante Marker für das Demenzrisiko – sowie Demenz untersucht.
Studie I hat den Zusammenhang zwischen PTBS und subjektiver kognitiver Leistungsfähigkeit bei etwa 1.500 älteren US-Veteranen (Mdn = 65 Jahre) unter Verwendung von Netzwerkanalysen sowohl querschnittlich als auch längsschnittlich über einen Zeitraum von drei Jahren untersucht. Die Schwere der PTBS korrelierte dabei mit einer verringerten subjektiven kognitiven Leistungsfähigkeit, insbesondere über die Symptomcluster „Deutliche Veränderungen des Erregungsniveaus und der Reaktivität im Zusammenhang mit dem oder den traumatischen Ereignissen“ sowie „Negative Veränderungen von Kognitionen und der Stimmung im Zusammenhang mit dem oder den traumatischen Ereignissen“ (American Psychiatric Association, 2013, S. 271-272; Falkai et al., 2015, S. 370-371). Die Symptome „Konzentrationsschwierigkeiten“ und „Anhaltende Unfähigkeit, positive Gefühle zu empfinden (z.B. Glück, Zufriedenheit, Gefühle der Zuneigung)“ waren wiederholt und robust mit kognitiven Beeinträchtigungen assoziiert. Diese Befunde sind auch nach Kontrolle soziodemografischer Faktoren und Depression bestehen geblieben und wurden über den dreijährigen Untersuchungszeitraum hinweg repliziert. Dies deutet darauf hin, dass bestimmte PTBS-Symptome sowohl zeitlich dem Auftreten als auch der Aufrechterhaltung einer verringerten subjektiven kognitiven Leistungsfähigkeit vorausgehen und statistisch damit assoziiert sind. Die Ergebnisse unterstreichen zudem die Relevanz der Untersuchung spezifischer PTBS-Symptomschweregrade sowie einzelner PTBS-Symptomcluster und -Symptome in Bezug auf die subjektive kognitive Leistungsfähigkeit – Zusammenhänge, die durch die ausschließliche Betrachtung von PTBS-Diagnosen oder Gesamtwerte auf Selbstberichtfragebögen möglicherweise verdeckt werden. Darüber hinaus wird die Notwendigkeit hervorgehoben, die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Beziehungen weiter zu erforschen.
Studie II erweiterte diese Erkenntnisse unter Verwendung von Daten aus der United Kingdom (UK) Biobank (N ≈ 500.000), um die Wechselwirkungen zwischen belastenden Kindheitserfahrungen (englisch: „adverse childhood experiences“, ACEs), PTBS, dissoziativen Störungen und Depression im Hinblick auf das Demenzrisiko bei Erwachsenen mittleren Alters zu untersuchen. Zu den ACEs zählen emotionale und physische Vernachlässigung sowie emotionale, physische und sexuelle Misshandlung (Kalmakis & Chandler, 2014; O’Neill et al., 2021). Die Ergebnisse haben gezeigt, dass jeder zusätzlicher Punkt auf einer PTBS-Symptom-Skala das allgemeine Demenzrisiko um 9% erhöhte, jede zusätzliche ACE-Art um 10%, während PTBS- und Depressionsdiagnosen das Risiko verdoppelten und dissoziative Störungen es nahezu vervierfachten. Mediationsanalysen ergaben, dass PTBS-Symptome den größten Teil der Assoziation zwischen ACEs und Demenz erklärten, während Depression einen geringeren Teil der Zusammenhänge zwischen ACEs, PTBS und dissoziativen Störungen mit Demenz vermittelte. Die Befunde legen nahe, dass Depression – obwohl ein etablierter Risikofaktor für Demenz – nicht allein für das erhöhte Demenzrisiko im Zusammenhang mit traumaassoziierten Psychopathologien verantwortlich ist. Dies unterstreicht die Bedeutung sowohl gemeinsamer als auch spezifischer Prozesse zwischen traumaassoziierten Psychopathologien und Depression in ihrem Zusammenhang mit Demenz.
Studie III untersuchte diese traumaassoziierten Prädiktoren weiter in Bezug auf objektive kognitive Leistungsfähigkeit, Demenzrisiko und Hippocampusvolumen, erneut unter Verwendung der UK Biobank-Daten. Zudem wurden Interaktionen mit demografischen, verhaltensbezogenen und psychosozialen Faktoren (Alter, Geschlecht, ethnische Zugehörigkeit, Bildung, Deprivation, Rauchen, Alkoholkonsum, körperliche Aktivität, erhöhter Blutdruck, soziale Aktivitäten) analysiert. Die moderierenden Faktoren variierten je nach Prädiktor und Ergebnis. So war beispielsweise Bluthochdruck der stärkste Moderator der Assoziation zwischen ACEs und Demenz, während Rauchen die stärkste Moderation zwischen PTBS-Diagnose und Demenz zeigte. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit gezielter Präventionsstrategien und legen nahe, dass kognitive Beeinträchtigungen und das Demenzrisiko bei Menschen mit Traumaerfahrungen und traumabezogenen Störungen potenziell veränderbar sind.
Die vorliegende Dissertation weist zwei zentrale Stärken auf. Erstens wurde die Heterogenität von Trauma und damit verbundener Psychopathologie auf zwei Ebenen berücksichtigt: Zum einen wurden sowohl die PTBS-Diagnose als auch einzelne PTBS-Symptome untersucht, wobei PTBS den primären Fokus dieser Arbeit bildet. Zum anderen wurden verschiedene Formen von Trauma und traumaassoziierter Psychopathologie einbezogen. Dazu zählen belastende Kindheitserfahrungen, eine spezifische Form von Trauma, die nicht nur hochprävalent sind (Madigan et al., 2023), sondern auch einen bedeutsamen Prädiktor für die Entwicklung traumaassoziierter Psychopathologien darstellen (Schalinski et al., 2016). Zusätzlich wurden dissoziative Störungen als eine besonders schwere Form traumaassoziierter Psychopathologie berücksichtigt (American Psychiatric Association, 2013; Dalenberg et al., 2012; Vissia et al., 2016). Dieser Ansatz ermöglichte eine differenzierte Untersuchung von traumatischem Stress in Bezug auf kognitive Outcomes. Darüber hinaus wurde Depression als zusätzlicher Prädiktor einbezogen – eine Störung, die häufig komorbid mit PTBS und dissoziativen Störungen auftritt (Flory & Yehuda, 2015; Şar, 2011; Schalinski et al., 2016) und deren Rolle im Zusammenhang mit kognitiven Beeinträchtigungen und Demenz in der bisherigen Forschung vorrangig untersucht wurde.
Zweitens wurde eine umfassende Erfassung kognitiver Outcomes über die verschiedenen Studien hinweg vorgenommen. Diese Arbeit untersuchte sowohl die subjektive kognitive Leistungsfähigkeit (Studie I), als auch die objektiv gemessene kognitive Leistungsfähigkeit (Studie III) sowie die Diagnose einer Demenz (Studie II und Studie III). Durch die Berücksichtigung mehrerer Ebenen kognitiver Messung konnten sowohl frühe kognitive Beeinträchtigungen als auch schwerwiegendere neurodegenerative Verläufe erfasst werden. Da sowohl subjektive als auch objektive kognitive Beeinträchtigungen mit einem erhöhten Demenzrisiko assoziiert wurden (Brodaty et al., 2017; Mitchell et al., 2014; Pike et al., 2022) und als potenzielle Frühwarnzeichen gelten (wenn auch nicht zwingend) (Gauthier et al., 2006; Jonker et al., 2000; Reid & MacLullich, 2006; Zucchella et al., 2018), ermöglichte dieser facettenreiche Ansatz eine differenzierte Untersuchung der relevanten Zusammenhänge.
Weitere Stärken dieser Arbeit sind die verschiedenen angewandten statistischen Methoden: eine Netzwerkanalyse (Studie I), Mediationsanalysen (Studie II) und Moderationsanalysen (Studie III). Diese unterschiedlichen methodischen Ansätze ergänzten sich gegenseitig und lieferten eine tiefere sowie umfassendere Perspektive auf die untersuchten Zusammenhänge.
Zu den methodischen Einschränkungen dieser Dissertation gehört das Beobachtungsdesign der Studie, das keine kausalen Schlussfolgerungen zulässt. Zudem liegt der Fokus auf westlichen Ländern (USA, Großbritannien), wodurch die Generalisierbarkeit der Ergebnisse auf andere Bevölkerungen eingeschränkt ist. Eine weitere Limitation ist die fehlende Differenzierung zwischen verschiedenen Demenzsubtypen wie Alzheimer-Demenz, vaskulärer Demenz oder frontotemporaler Demenz. Darüber hinaus wurden traumatische Erfahrungen im Erwachsenenalter nicht berücksichtigt, ebenso wenig wie der genaue Zeitpunkt belastender Kindheitserfahrungen.
Um diese Einschränkungen zu adressieren, sollten zukünftige Studien auf vielfältigere Bevölkerungen ausgeweitet werden, Demenzsubtypen differenzierter analysiert und sowohl traumatische Erfahrungen im Erwachsenenalter als auch das zeitliche Auftreten von Kindheitstraumata berücksichtigt werden. Zudem sollte erforscht werden, ob kognitive Trainingsansätze die kognitiven Folgen traumaassoziierter Störungen abmildern und möglicherweise das Demenzrisiko verzögern können. Darüber hinaus ist es essenziell, den Einfluss traumafokussierter Psychotherapie – welche als erste Wahl bei der PTBS-Behandlung empfohlen wird (Martin et al., 2021) – auf das erhöhte Risiko für kognitive Beeinträchtigungen und Demenz bei PTBS-Betroffenen zu untersuchen. Ebenso sollte erforscht werden, ob die gezielte Förderung kognitiv stimulierender Aktivitäten zur Prävention oder Verlangsamung kognitiven Abbaus beitragen kann, indem sie die kognitive Reserve stärkt.
Für die klinische Praxis scheint es wichtig, dass behandelnde Psychotherapeut:innen die kognitiven Vulnerabilitäten im Zusammenhang mit traumaassoziierter Psychopathologie und das damit einhergehende erhöhte Demenzrisiko über die Lebensspanne hinweg erkennen. Zukünftige Forschung sollte zudem untersuchen, ob Personen mit traumaassoziierten Störungen systematisch auf kognitive Beeinträchtigungen gescreent werden sollten und ob eine frühzeitige Erkennung die Wirksamkeit gezielter Interventionen erhöhen könnte.
Insgesamt trägt die Dissertation insofern zum Verständnis von PTBS als Risikofaktor für Demenzerkrankungen bei, indem sie die Heterogenität der Störung, belastende Kindheitserfahrungen, dissoziative Störungen und die häufige Komorbidität mit Depression berücksichtigt, während sie gleichzeitig verschiedene kognitive Outcomes analysiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Schwere der PTBS-Symptome eine entscheidende Rolle spielt, dass bestimmte Symptome besonders relevant sein könnten und dass Depression allein das traumaassoziierte Demenzrisiko nicht vollständig erklärt. Diese Zusammenhänge können durch traumaassoziierte, verhaltensbezogene und psychosoziale Faktoren entweder verstärkt oder abgemildert werden. Während eine Replikation dieser Befunde in zukünftigen Studien erforderlich ist, stützen die Ergebnisse der Dissertation die Evidenz für die Aufnahme von PTBS als potenziellen modifizierbaren Risikofaktor in zukünftige Aktualisierungen des Lancet-Kommissionsberichts. Darüber hinaus unterstreichen die Befunde die Bedeutung belastender Kindheitserfahrungen und dissoziativer Störungen als weitere potenzielle Einflussfaktoren auf kognitive Beeinträchtigungen und Demenzrisiko, was wiederum weitere Untersuchungen erfordert
Potenziell inadäquate Medikation
Get PDFEinleitung: Aufgrund des demographischen Wandels werden Multimorbidität und Anzahl regelmäßig eingenommener Medikamente zunehmen. Die Wahrscheinlichkeit mindestens ein potenziell inadäquates Medikament (PIM) einzunehmen, steigt ab der Einnahme von mehr als fünf Medikamente um das Dreifache und zuletzt war jede zweite Person ≥ 65 Jahre mindestens von einer PIM exponiert. Zugleich steigt paradoxerweise mit Anzahl der Medikamente die Wahrscheinlichkeit potenzieller Verschreibungsunterlassungen (PPO). In den letzten 30 Jahren wurden mehr als 50 unterschiedliche Instrumente zur Erkennung von PIM entwickelt, die starke Ergebnisvarianzen aufweisen.
Ziele: Diese Querschnittsstudie verglich sechs etablierte PIM/PPO-Instrumente miteinander. Es wurde für jedes Instrument Prävalenz und Sensitivität festgestellt. Weiterhin wurden Überschneidungen und eine Erhöhung der Sensitivität durch Kombination einzelner Instrumente und Kriterien analysiert.
Methode: Es erfolgte eine maschinelle Anwendung von FORTA, START/STOPP, EU(7)-PIM, PRISCUS, STOPPFall und German-ACB auf eine geriatrische, pflegebedürftige Population. Die Sensitivität wurde als Anteil aller detektierter PIM/PPO definiert. Zur Untersuchung der Überschneidung wurde die Interrater-Reliabilität durch Cohens-Kappa berechnet.
Ergebnisse: Bei 226 untersuchten Personen mit einem Altersmedian von 84 Jahren, betrug die Prävalenz für PIM bei Berücksichtigung aller Instrumente 91,6 % und für PPO 63,7 %. Die PIM-Prävalenz für die einzelnen Instrumente reichte von 76,5 % für FORTA und 6,6 % für German-ACB. Die PPO-Prävalenz für FORTA (62,8 %) und START (63,7 %) war ähnlich. Nur PRISCUS und German-ACB wiesen eine mittelmäßige Übereinstimmung auf. Die höchste PIM-Sensitivität zeigte FORTA mit 55,1 % und stieg durch Kombination mit STOPP und vier weiteren Kriterien auf 89,8 %.Introduction: Due to demographic change, multimorbidity and the number of regularly taken medications will become more common. The likelihood of taking at least one potentially inadequate medication (PIM) increases threefold when taking more than five medications, and most recently every second person over the age of 65 was exposed to at least one PIM. At the same time, the probability of potential prescription omissions (PPO) increases with the number of medications. In the last 30 years, more than 50 different instruments have been developed to detect PIM, which show strong variations in results.
Objectives: This cross-sectional study compared six established PIM/PPO instruments. Prevalence and sensitivity were determined for each instrument. Furthermore, overlaps and an increase in sensitivity were analysed by combining individual instruments and criteria.
Methods: FORTA, START/STOPP, EU(7)-PIM, PRISCUS, STOPPFall and German-ACB were automatically applied to a geriatric population in need of care. Sensitivity was defined as the proportion of all detected PIM/PPO. Interrater reliability was calculated by Cohens-Kappa to analyse the amount of overlap.
Results: In 226 analysed individuals of median age 84 years, the prevalence for PIM was 91.6% and for PPO 63.7% considering all instruments. The PIM prevalence for the individual instruments ranged from 76.5% for FORTA to 6.6% for German-ACB. The PPO prevalence for FORTA (62.8%) and START (63.7%) was similar. Only PRISCUS and German-ACB showed moderate concordance. FORTA showed the highest PIM sensitivity with 55.1% and increased to 89.8% when combined with STOPP and four other criteria.
Conclusion: The use of a single PIM instrument may be ineffective due to low sensitivity. A combination of selected instruments and criteria can achieve a high cumulative sensitivity. Which combinations represent suitable compromises between acceptable sensitivity and feasibility as well as if a screening instrument is useful may be a starting point for further research
On perturbative corrections to the Einstein-Hilbert term in Type-IIB orientifolds
Get PDFWe study quantum corrections to the Einstein-Hilbert term in Type-IIB orientifolds using string perturbation theory. We adopt two different approaches: one is genus-1 3-point amplitude and the other one is genus-3/2 2-point amplitude.
In first approach, we begin with revisiting the Heterotic genus-1 3-graviton amplitude and derive a kinematic structure before coordinate integration that differs from previous reports. We then extend the calculation to the Type-I string, including the “pinched-off” contributions which are previously neglected. We find that even after including these contributions, the resulting genus-1 correction breaks the expected gravitational kinematic structure, indicating that the string amplitude calculation remains incomplete and requires further study. This involves assignment of picture number on the surfaces, and a new technique ”vertical integration” should be considered to deal with the calculation of amplitudes. This procedure may introduce potential new contributions. Unfortunately, the application of ”vertical integration” is still under research. We have to leave this topic to our future study.
In second approach, using the concept of relevant modular transformations, we determine the moduli spaces of all genus-3/2 Riemann surfaces, correcting an earlier result about the fundamental domain. With this knowledge, it should in principle be possible to derive genus-3/2 amplitude corrections.Wir untersuchen Quantenkorrekturen zum Einstein-Hilbert-Term in Type-IIB Orientifolds unter Verwendung der String Störungsrechnung. Wir verfolgen dabei zwei verschiedene Ansätze: zum einen die 3-Punkt Amplitude vom Genus-1 und zum anderen die 2-Punkt Amplitude vom Genus-3/2.
Im ersten Ansatz beginnen wir mit einer erneuten Betrachtung der Heterotic 3-Graviton Amplitude vom Genus-1 und leiten eine kinematische Struktur vor der Koordinatenintegration ab, die sich von früheren Berichten unterscheidet. Anchließend erweitern wir die Berechnung auf den Type-I String, einschließlich der zuvor vernachlässigten ”pinched-off” Beiträge. Wir stellen fest, dass selbst nach Einbeziehung dieser Beiträge die resultierende Korrektur der Genus-1 die erwartete gravitative kinematische Struktur bricht, was darauf hindeutet, dass die Berechnung der String Amplitude unvollständig bleibt und weiterer Untersuchungen bedarf. Dies beinhaltet die Zuweisung von Bildnummern auf den Weltflächen, und es sollte eine neue Technik, die ”vertikale Integration”, in Betracht gezogen werden, um die Berechnung der Amplituden zu bewältigen. Dieses Verfahren kann potenzielle neue Beiträge einbringen. Leider befindet sich die Anwendung der ”vertikale Integration” noch in der Forschung. Wir müssen dieses Thema für unsere zukünftige Studie zurückstellen.
Im zweiten Ansatz bestimmen wir unter Verwendung des Konzepts relevanter modularer Transformationen die Moduli-Räume aller Riemannschen Flächen vom Genus-3/2 und korrigieren damit ein früheres Ergebnis über die fundamentale Domäne. Mit diesem Wissen sollte es grundsätzlich möglich sein, Amplitudenkorrekturen der Genus-3/2 abzuleiten
Circulation aspects, dynamical mechanisms, and the predictability of summer heatwaves over Iraq
Get PDFHeatwaves are responsible for increased mortality, heightened energy demand, economic disruption, and other serious societal impacts. While heatwave events are a global concern, those affecting the Middle East, particularly Iraq, have received relatively little scientific attention. Understanding the dynamics and predictability of extreme summer heatwaves over Iraq presents a significant challenge due to the region’s persistently high background temperatures and limited day-to-day variability. This thesis employs a comprehensive dynamical framework to identify the large-scale and regional drivers of heatwaves, classify their dominant circulation patterns, and evaluate their representation in Subseasonal to Seasonal (S2S) forecast models. The analysis emphasizes the complex interactions between midlatitude and tropical systems, Iraq’s topographic complexity, and their combined role in shaping extreme temperature events over the region.
Using ERA5 reanalysis, heatwave events were found to be associated with the attenuation of the low-level jet (Shamal winds), which is maintained by strong pressure gradients between regional high- and low-pressure systems and shaped by the Zagros Mountains. Most of these events were linked to Rossby wave activity, which disrupts these pressure patterns. Additionally, the upper-level high-pressure systems embedded within these waves can enhance down-slope (Foehn-like) winds on the leeward side of the Zagros Mountains, contributing to localized surface warming.
The UNprecedented Simulated Extremes using ENsembles (UNSEEN) approach, which utilizes the large number of possible atmospheric evolutions generated by ensemble forecasts, facilitates the identification of numerous potential heatwave events. By investigating atmospheric chaos in S2S data, this approach further confirms the association between heatwaves and Rossby wave activity. It highlights that while baroclinic Rossby wave trains are often linked to heatwaves by disturbing the local pressure systems driving the Shamal winds, more barotropic configurations intensify surface temperatures through stronger subsidence and increased solar irradiation. In some cases, these barotropic patterns also strengthen the Shamal wind, advecting warmer air into the region and further reinforcing heatwave conditions. The UNSEEN analysis also identifies a tropical influence: the Indian summer monsoon (ISM) can indirectly modify upper-level flow and regional pressure gradients across the Middle East, reducing the cooling influence of the Shamal winds. Although ISM-related heatwave events are less common than those driven by Rossby wave activity, they still contribute significantly to extreme temperature episodes by altering the regional circulation and thermodynamic structure.
This thesis evaluates the representation of heatwave drivers in S2S models. Results show that events associated with large-scale circulation features, particularly Rossby waves, are predicted with moderate skill at extended lead times. The findings highlight the need to improve the representation of mesoscale and smaller-scale processes and their interaction with large-scale circulation in order to enhance heatwave forecasts in Iraq and the broader Middle East.Hitzewellen sind verantwortlich für erhöhte Sterblichkeit, gesteigerten Energiebedarf, wirtschaftliche Störungen und andere gravierende gesellschaftliche Auswirkungen. Während Hitzewellen ein globales Problem darstellen, haben Ereignisse im Nahen Osten, insbesondere im Irak, bisher relativ wenig wissenschaftliche Aufmerksamkeit erhalten. Das Verständnis der Dynamik und Vorhersagbarkeit extremer Sommerhitzewellen im Irak stellt aufgrund der dauerhaft hohen Hintergrundtemperaturen und der geringen tageszeitlichen Variabilität der Region eine besondere Herausforderung dar. Diese Arbeit verwendet einen umfassenden dynamischen Rahmen, um die großräumigen und regionalen Treiber von Hitzewellen zu identifizieren, ihre dominanten Zirkulationsmuster zu klassifizieren und ihre Abbildung in Subseasonal-to-Seasonal-(S2S)-Vorhersagemodellen zu bewerten. Die Analyse betont die komplexen Wechselwirkungen zwischen außertropischen und tropischen Systemen, der topografischen Komplexität des Irak und deren kombinierter Rolle bei der Entstehung extremer Temperaturereignisse in der Region.
Unter Verwendung der ERA5-Reanalyse wurde festgestellt, dass Hitzewellenereignisse mit einer Abschwächung des bodennahen Jets (Shamal-Winde) verbunden sind, der durch starke Druckgradienten zwischen regionalen Hoch- und Tiefdrucksystemen aufrechterhalten und durch das Zagros-Gebirge geformt wird. Die meisten dieser Ereignisse stehen im Zusammenhang mit Rossby-Wellen-Aktivität, die diese Druckmuster stört. Darüber hinaus können die in diese Wellen eingebetteten Hochdrucksysteme in höheren Atmosphärenschichten abwärts\-gerichtete (Föhn-ähnliche) Winde auf der Leeseite der Zagros-Berge verstärken und so zu einer lokalen Erwärmung der Oberfläche beitragen.
Der Ansatz 'UNprecedented Simulated Extremes using ENsembles' (UNSEEN), der die große Anzahl möglicher atmosphärischer Entwicklungen aus Ensemblevorhersagen nutzt, ermöglicht die Identifizierung zahlreicher potenzieller Hitzewellenereignisse. Durch die Untersuchung atmosphärischen Chaos in S2S-Daten bestätigt dieser Ansatz zusätzlich die Verbindung zwischen Hitzewellen und Rossby-Wellen-Aktivität. Er zeigt, dass barokline Rossby-Wellenzüge oft mit Hitzewellen in Verbindung stehen, indem sie lokale Drucksysteme stören, die die Shamal-Winde antreiben, während barotrope Konfigurationen die Oberflächentemperaturen durch stärkere Subsidenz und erhöhte Sonneneinstrahlung intensivieren. In einigen Fällen verstärken diese barotropen Muster auch die Shamal-Winde, indem sie wärmere Luft in die Region transportieren und die Hitzewellenbedingungen weiter verstärken. Die UNSEEN-Analyse identifiziert zudem einen tropischen Einfluss: Der indische Sommermonsun (ISM) kann indirekt den Strömungsverlauf in höheren Atmosphärenschichten und regionale Druckgradienten im Nahen Osten verändern und dadurch die kühlende Wirkung der Shamal-Winde reduzieren. Obwohl Hitzewellenereignisse, die mit dem ISM zusammenhängen, seltener sind als solche, die durch Rossby-Wellen-Aktivität verursacht werden, tragen sie dennoch wesentlich zu extremen Temperaturepisoden bei, indem sie die regionale Zirkulation und thermodynamische Struktur verändern.
Diese Arbeit bewertet die Abbildung der Hitzewellentreiber in S2S-Modellen. Die Ergebnisse zeigen, dass Ereignisse, die mit großräumigen Zirkulationsmustern, insbesondere Rossby-Wellen, verbunden sind, über längere Vorhersagezeiträume mit moderater Genauigkeit prognostiziert werden. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, die Abbildung mesoskaliger und kleinerer Prozesse sowie deren Wechselwirkung mit der großräumigen Zirkulation zu verbessern, um die Vorhersage von Hitzewellen im Irak und im weiteren Nahen Osten zu optimieren
Retrospektive Kohortenstudie zu Risikofaktoren, Inzidenz und klinischer Relevanz des Linezolid-resistenten Staphylococcus epidermidis (LRSE) bei kritisch Kranken
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