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Einfluss einer 12-wöchigen Kraft- und Ausdauerintervention zu verschiedenen Tageszeiten auf die Schlafdauer und die Schlafeffizienz von gesunden älteren Menschen zwischen 60 und 80 Jahren
No full textHintergrund: Schlaf und der zirkadiane Rhythmus sind bedeutende Pfeiler für die menschliche Gesundheit. Der Schlaf verändert sich mit zunehmendem Alter, wodurch ältere Menschen besonders stark von den negativen Folgen ungenügender Schlafqualität betroffen sind. Die wissenschaftliche Literatur schreibt körperlicher Aktivität einen positiven Einfluss auf den Schlaf zu. Es besteht die Hypothese, dass der Zeitpunkt von körperlicher Aktivität den Einfluss auf den Schlaf von älteren Menschen zusätzlich optimieren kann. In dieser Arbeit wird untersucht, wie sich der Trainingszeitpunkt auf die Schlafparameter Schlafdauer (TST) und Schlafeffizienz (SE) von älteren Menschen zwischen 60 und 80 Jahren auswirkt.
Methoden: 35 Studienteilnehmer:innen zwischen 60 und 80 Jahren absolvierten während 12 Wochen 3-mal wöchentlich ein angeleitetes Kraft- und Ausdauertraining zu verschiedenen Tageszeiten. Mittels am Handgelenk getragener Beschleunigungsmesser wurden vor und nach der Studienintervention jeweils während acht Tagen die Schlafparameter TST und SE erfasst.
Resultate: Die untersuchten Schlafparameter TST und SE unterschieden sich nach der Studienintervention statistisch nicht signifikant unter den Studiengruppen (p > 0.05).
Schlussfolgerung: Die Resultate der Studie bieten keine statistische Evidenz für einen Einfluss der Studienintervention und der Trainingszeit auf die Schlafparameter TST und SE. Aufgrund der kleinen Stichprobengrösse sind die Resultate aber mit Vorsicht zu interpretieren. In der wissenschaftlichen Literatur besteht Evidenz für einen positiven Einfluss von körperlicher Aktivität zu bestimmten Tageszeitpunkten auf den Schlaf. Dieses Wissen sollte in zukünftiger Forschung an breiteren Studienpopulationen erforscht werden
Eine empirische Studie zum Stand der Sport- und Bewegungstherapieangebote in psychiatrischen Institutionen in der Deutschschweiz
No full textDie vorliegende Masterarbeit untersucht den aktuellen Stand von Bewegungs- und Sporttherapieangeboten in psychiatrischen Einrichtungen der Deutschschweiz. Die Schweiz verzeichnete im Jahr 2021 fast 80'000 Hospitalisierungen in psychiatrischen Einrichtungen aufgrund psychischer Erkrankungen. Demgegenüber werden seit jeher Studien durchgeführt, die Effekte von körperlicher Aktivität auf psychische Erkrankungen beweisen. Mittlerweile gibt es ausserdem eine Fülle an nationalen und internationalen Leitlinien, die sich für körperliche Aktivität als Teil der Behandlung bei psychischen Erkrankungen aussprechen. Diese Ausgangslagen führen zur Frage, was der heutige Stand von Sport- und Bewegungsangeboten in psychiatrischen Einrichtungen ist. Dafür wurde ein Fragebogen an alle Kliniken mit stationärer Abteilung (N=62) gesendet, von denen 27 teilgenommen haben. Die Ergebnisse zeigen, dass Sport- und Bewegungsprogramme in Kliniken grundsätzlich integriert sind, jedoch unterschiedlich umgesetzt werden. Obwohl die Literatur sich für diagnosespezifische Angebote und die Erfassung der BSP-Intensität ausspricht, werden diese Aspekte von den wenigsten Kliniken integriert. Dem zugrunde liegt, dass bis heute keine einheitliche, klinikübergreifende Guideline besteht. Dennoch nehmen durchschnittlich über 60% aller Patient*innen an BSP teil, was auf eine gewachsene Motivation im Vergleich zu früheren Umfragen hinweist. Den Patient*innen werden in vielen Kliniken individuelle Trainingsempfehlungen gegeben, was die Motivation erhöht. Jedoch spielen auch andere spezifischen Faktoren eine Rolle für die Motivationsförderung, allerdings wurden diese bis jetzt nicht standardisiert. Für die Zukunft ist eine einheitliche Leitlinie für Bewegungs- und Sportprogramme in psychiatrischen Einrichtungen der Deutschschweiz sowie eine Weiterbildung des Personals zu körperlicher Aktivität und psychischen Erkrankungen erforderlich
Wirksamkeit eines personalisierten motorisch-kognitiven heimbasierten Exergame-Trainingsprogramms auf die physischen Funktionen älterer Menschen
No full textHintergrund: Der demografische Wandel stellt die Gesellschaft, das Gesundheitswesen und die Pflege vor wachsende Herausforderungen und verlangt nach neuen zukunftsfähigen Therapieansätzen. Körperliche Aktivität in Form von spielgestützten motor-kognitiven Trainings (Exergames) zeigt nach aktuellem Forschungsstand vielsprechende Aussichten für erfolgreiche neue Therapieansätze. Exergames stellen diesbezüglich einen Interventionsansatz dar, welche diesem Dual-Task Vorteil in der Therapie von älteren Menschen gerecht werden können und eine hohe Trainingsmotivation und Adhärenz prognostizieren. In Form von heimbasiertem Exergaming werden weitere Vorteile eines Trainings zuhause in der Praxis implementiert. In der vorliegenden Arbeit wurden basierend auf einer zweiarmigen internationalen pragmatischen randomisierten kontrollierten Pilotstudie die Effekte einer heimbasierten Trainingsintervention, bestehend aus Exergaming, auf die physischen Funktionen älterer Menschen über 60 Jahren untersucht.
Methoden: An den drei Studienstandorten in der Schweiz, Italien und Zypern wurden insgesamt 111 Studienteilnehmende nach erfüllten Einschlusskriterien in die Studie inkludiert. Nach zufälliger Einteilung in die Interventions- resp. Kontrollgruppe absolvierten alle Teilnehmenden eine Baseline- sowie prä- und post-Interventions-Erhebung. Die Intervention bestand aus zwei Wochen betreutem und 10 Wochen heimbasiertem Exergaming auf dem SensoFlex - at Home von COCARE (Dividat), für jeweils drei Mal wöchentlich 20 Minuten. Die Kontrollgruppe erhielt keine spezifische Intervention und führte die Usual Care fort. Die Wirksamkeit der Intervention wurde anhand der vor und nach der Intervention erhobenen Variablen Sway Test, Coordinated Stability Test, TUG-DT und 30s-STS Test untersucht.
Ergebnisse:111 Teilnehmende (mittleres Alter 72.9 ± 7.3 Jahre, Spannweite = 60 – 91 Jahre, 55.9 % weiblich) absolvierten die Studie und wurden in die Datenanalyse miteinbezogen. Die zweifaktorielle Varianzanalyse mit Messwiederholung ergab für keinen der Tests einen signifikanten Gruppen- oder Interaktionseffekt. Für den TUG-DT Test konnte lediglich ein signifikanter Faktor „Messzeitpunkt“ erkannt werden (F(1,108) = 7.720, p = .006, partielles η2 = .067), wobei der Effekt einer Verschlechterung beider Gruppen über die Zeit entspricht. Die Ergebnisse sprechen nicht für die Hypothese, dass ein 10-wöchiges heimbasiertes Exergame-Trainingsprogramm die Balancefähigkeit und die Leistungen der unteren Extremitäten bei älteren Personen über 60 Jahren signifikant verbessern kann, im direkten Vergleich mit der Kontrollgruppe.
Schlussfolgerungen: Die in der vorliegenden Arbeit erzielten Ergebnisse widersprechen in Teilen dem bestehenden Forschungsstand und konnten die Wirksamkeit einer 10-wöchigen heimbasierten Exergame Trainingsintervention auf die Leistungen der Teilnehmenden bei den vier Tests nicht bestätigen. Zur Beurteilung und zukünftigen Entwicklung einer in der breiten Bevölkerung wirksamen, heimbasierten Trainingsintervention mit hoher externer Validität, sind weitere Untersuchungen notwendig
Einfluss einer 12-wöchigen Kraft- und Ausdauerintervention zu unterschiedlichen Tageszeiten auf die aerobe Leistungsfähigkeit
No full textHintergrund
Die aerobe Leistungsfähigkeit ist ein wichtiger Indikator für die kardiorespiratorische Gesundheit. Diese kann durch körperliche Aktivität beeinflusst werden. Empfehlungen für körperliche Aktivität enthalten Informationen über die Häufigkeit, Intensität, Art und Dauer der Bewegung, jedoch keine Empfehlungen zu welcher Tageszeit trainiert werden sollte, obwohl bekannt ist, dass die körperliche Leistung im Verlauf des Tags variiert. Diese Masterarbeit untersucht den Einfluss der Tageszeit des Trainings auf die aerobe Leistungsfähigkeit, mit dem Ziel, Gesundheitsaktivitätsempfehlungen um den Faktor Tageszeit zu ergänzen.
Methoden
Die Daten wurden im Rahmen der EPOCH-Studie als doppelblinde, drei-armige, randomisierte Kontrollstudie erhoben. Die Proband:innen waren zwischen 60 und 80 Jahre alt und mussten bestimmte Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllen. Zu Beginn führten die Proband:innen einen Mid-Thigh-Pull auf einer Kraftmessplatte durch und wurden anhand der erreichten Kraftwerte randomisiert in vier Interventionsgruppen (08:00, 12:00, 16:00 und 20:00) und eine Kontrollgruppe eingeteilt. Vor und nach der Intervention wurde ein kardiopulmonaler Belastungstest durchgeführt. Die Intervention dauerte zwölf Wochen und bestand aus zwei Krafttrainingseinheiten und einer Ausdauertrainingseinheit pro Woche. Die Veränderungen der aeroben Leistungsfähigkeit nach der Intervention wurde mittels Kovarianzanalyse analysiert.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigen keinen statistisch signifikanten Unterschied in der Verbesserung der
̇ O2peak (p = 0.976), VT1 (p = 0.987) und VT2 (p = 0.913) nach einer zwölf-wöchigen Kraft- und Ausdauertrainingsintervention zwischen den verschiedenen Trainingsgruppen (08:00, 12:00 und 20:00 Uhr) bei Menschen im Alter von 60 bis 80 Jahren.
Schlussfolgerung
Es kann nicht gesagt werden, welche Tageszeit sich am besten für das Training zur Verbesserung der aeroben Leistungsfähigkeit bei Menschen zwischen 60 und 80 Jahren eignet
Analysis of morphogen function in Drosophila melanogaster
Get PDFThe family of Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) represent a family of secreted signaling molecules which play essential roles in multicellular organisms to coordinate developmental and physiological processes. BMPs are initially translated as inactive precursor proteins, with a divergent N-terminal prodomain, and a conserved C-terminal ligand domain. Upon dimerization and cleavage, the active ligand is secreted either as a homo- or a heterodimer. Even though the ligand Decapentaplegic (Dpp) is one of the most studied BMP ligands in Drosophila melanogaster, up to date little is known about the Dpp prodomain, especially in regards of its extracellular localization and functions. During Drosophila wing development, Dpp and a second BMP ligand, Glass bottom boat (Gbb), either act as homo-or heterodimers to instruct tissue patterning and growth. However, obtaining direct evidence of the endogenous existence, localization and function of each dimer has proven challenging. This is largely due to the limitations of loss-of function genetic approaches to assess the physiological role of multimers with variable compositions.
In this thesis, we acquired valuable insights into how the Dpp prodomain and different BMP dimer combinations influence the extracellular BMP morphogen distribution and signaling activity in the Drosophila wing imaginal disc.
To be able to visualize the endogenous BMP ligands, we designed and established in a first step a novel genome-engineering method named SEED (Scarless Editing by Element Deletion) that is solely based on CRISPR/Cas9 and offers a fast, robust, and cheap alternative to current tagging methods. We combined this precise endogenous tagging technique with direct protein manipulation via protein binders to dissect the existence and functional relevance of BMP homo- and heterodimers in the Drosophila wing disc. Endogenous tagging of both BMP ligands revealed that Gbb and Dpp form strikingly similar extracellular gradients, despite their distinct gene expression patterns. We found that Gbb is only secreted by the cells expressing Dpp and that the Gbb secretion is indeed dependent on Dpp. Usage of synthetic protein binders to tether the BMP ligands to the cell membrane revealed that Gbb and Dpp are physically linked in the extracellular space, providing a strong indicator of heterodimer formation. In the same experimental set-up, we were unable to observe extracellular homodimers, only in the absence of endogenous Gbb, Dpp homodimers were detected. Furthermore, we were able to show that Dpp/Gbb heterodimers are essential for the long-range BMP distribution and to sustain optimal signaling through a heterotetrameric BMP receptor complex, consisting of Saxophone, Thickveins and Punt.
To analyze a potential role of the extracellular Dpp prodomain, we endogenously tagged the dpp prodomain encoding region. Using extracellular staining protocols, we were able to reveal that the prodomain is secreted and forms an extracellular gradient similar to the active, mature ligand. Using protein binders to tether either the prodomain or the mature ligand to the cell membrane revealed that the two can interact with each other and that the extracellular prodomain can influence BMP signaling in the posterior compartment. However, the prodomain is not required for the formation of the extracellular gradient of the mature ligand.
Altogether, in this thesis we provide strong evidence that Dpp/Gbb heterodimers are the active signal required for patterning and growth in the wing imaginal disc and revealed a potential role of the extracellular Dpp prodomain in regulating Dpp signaling activity but not gradient formation. Both findings are examples of how the combined use of endogenous gene-tagging, protein binder tools and classical genetics can help to understand how proteins coordinate development
"Deine Schönheit ist die Schönheit von Frauen, aber deine Haare sind Männerhaare. Haare sind bei einem Manne schön, aber bei einer Frau sind sie hässlich." Die Darstellung der Königin von Saba im Alten Testament, im Targum Scheni und im Koran.
No full textNeuronal organization of the olfactory bulb in adult zebrafish
Get PDFFrom an evolutionary perspective the brain can be considered as an organ that serves to control the state of an organism within its environment. Through selective pressure that optimizes the interaction of organisms with their particular environment, a rich diversity of nervous systems has evolved across the Eumetazoa. These nervous systems vary in structure, complexity, versatility, and – particularly noteworthy for their potential to broaden an organism’s behavioral spectrum, and thus the ability to adapt to various and varying environments – neuronal plasticity. Evolution can act through modifications of the nervous system on different levels. These adaptations may occur as alterations on the molecular level (e.g., odorant receptors), at the ultrastructural level as specializations of neuronal subcompartments (e.g., the specialization of apical and basal dendrites in pyramidal neurons), and through the emergence of novel neuron types up to transformations affecting the brain architecture. The impact of these adaptations unfolds on the behavioral level, changing the potential to control the organisms state or interact with the environment. Notably, complex cognitive behaviors have emerged from fundamentally different brain structures in different taxa such as cephalopods, birds, and primates. Conversely, similar circuits can be due to a similar solution, optimized to meet common environmental and functional demands imposed onto diverse organisms, rather than a common origin.
The olfactory system of invertebrates and vertebrates is such a case of convergent evolution. In arthropods, fish and mammals, similar principles have been identified with respect to the expression and turnover of odorant receptors in olfactory sensory neurons (OSNs) and the morphology of OSNs. Likewise, OSN projections show an equivalent organization into glomeruli within the respective first olfactory relay centers, the antennal or olfactory lobe of insects and crustaceans, respectively, or the olfactory bulb (OB) in vertebrates. These centers exhibit a comparable neuronal circuit organization and have been shown to perform the same types of computations and transformations on their inputs. Odorants carry diverse information vital for an organism’s survival and species continuity: Odors help locating and identifying desirable objects, like food, mating partners, home territory or mating grounds and can warn of dangers, e.g., predators, fire, inedible foods, etc. Moreover, odorants represent an important means for communication with conspecifics, they can signal e.g., territorial boundaries, kinship, hierarchy, and many more. Whether airborne or aquatic, these odorants are usually complex mixtures of multiple different molecules and little variation in composition can alter identity and meaning of the signal. The challenge of correctly parsing these complicated, but crucial signals in order to execute the appropriate behavioral response is comparable for all species, which may be the reason for the organizational similarity of the olfactory system across taxa.
The work presented here focuses on evolution’s substrate and objective in an olfactory system, namely the neuroanatomy of the olfactory bulb and olfactory behavior in adult zebrafish.
Section 2 covers the neuroanatomical part of this thesis, a comprehensive study of neuronal diversity in the OB of adult zebrafish. Single neuron reconstructions from the same animal are based on volumetric neurite segmentation in an EM volume. I developed a software tool to proofread this segmentation and reconstructed more than 200 neurons from all layers of OB. Based on these reconstructions, I extracted a detailed description of neuron morphology and defined neuron classes based upon this analysis. Further, I provide a qualitative investigation of the connectivity between defined interneuron classes and principal neurons in adult zebrafish OB.
The second project of my thesis is described in section 3. This study aimed at providing a tool which permits neuroscientists to functionally explore components of the olfactory system in adult zebrafish by means of a reproducible and scalable behavioral assay. I developed an olfactory discrimination paradigm for adult zebrafish in collaboration with Iori Namekawa. This study has been published with equal contribution first authorship. I contributed to the design of the behavioral setup and developed the software and apparatus for automating the stimulation procedure, which allowed to scale up the number of animals per training. Further, I developed and optimized the discrimination training and control procedures, trained more than 85% of fish, determined the optimal set of behavioral features, analyzed all behavioral data and together with Rainer Friedrich developed a behavioral population score. Iori Namekawa designed the training apparatus, designed, and developed the software for movie recording, offline fish tracking and feature extraction and trained the remaining fish. Rainer Friedrich wrote the manuscript with minor contributions from the other authors.
This olfactory discrimination paradigm has been used in a study led by Thomas Frank, who showed that a major target of the OB contains a low-dimensional representations of odor valence that can be modified by conditioning and relies on inhibition. I trained fish for this study together with Chie Satou and analyzed all behavioral data. I am a co-author of this publication, but I did not include it in my thesis because the main contribution to the study was made by Thomas Frank
Spatial branching processes in random environment
Get PDFThe aim of this thesis is the study of two different models of spatially extended branching systems.
First, we consider a one-dimensional branching Brownian motion that evolves in a spatially random environment. We argue that the quenched fluctuations of the maximally displaced particle re-centred at its median remain bounded in time. For the standard branching Brownian motion in a homogeneous environment, an analogous result already follows by the fact that the distribution function of the re-centred maximally displaced particle corresponds to the critical travelling wave solution of the related Fisher-Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov (F-KPP) equation. This argument, however, cannot be extended to the inhomogeneous setting. In order to achieve our result, we employ certain tilted path-measures in order to get fine control on the Feynman-Kac representations to solutions of the F-KPP equation, which we combine with an analytic result on the evolution of the number ``zero-crossings'' of solutions to parabolic equations, known as a Sturmian principle.
The second model we consider is a discrete-time model of branching annihilating random walk on . In this model, at the end of each generation, all particles produce a mean number of offspring that disperse uniformly within a fixed distance from their parent. Whenever two (or more) child particles try to occupy the same site they get annihilated.
This local interaction of particles in the branching system has the interesting but also challenging consequence that high local density of particles leads to more annihilation, making the system non-monotone. We investigate and determine regimes of the model parameters for which the system either dies out almost surely or survives with positive probability. Moreover, we exhibit regimes where there is a unique non-trivial ergodic equilibrium distribution that has exponential decay of correlations. Lastly, by keeping track of genealogical information (i.e. parent-child relations), we examine the ancestral lineages of single particles
drawn from an equilibrium population by interpreting them as random walks evolving in the dynamic random environment generated by the branching process. We exhibit a law of large numbers and a central limit theorem for this case
Relational modernities: Pancho Guedes's social architecture for the protestant missions in colonial and postcolonial Mozambique
Get PDFThis dissertation undertakes an in-depth examination of architectural creations conceived by Amâncio "Pancho" Guedes, a Portuguese architect active in colonial Mozambique. These structures were commissioned exclusively by the Protestant missions, specifically emphasizing the Swiss mission, herein referred to as Guedes's social architecture. In contrast to prevailing narratives surrounding late Portuguese colonial society, which frequently succumb to oversimplified dualisms, this study reveals a intricate societal fabric populated by "other" protagonists whose identities resist facile categorization as either colonizers or subjects.
Through an in-depth analysis of three structures designed by Guedes for the missions— the Khovo Lar students' house in Maxaquene, Maputo, the St. Cypriano Anglican Center in Chamanculo, Maputo, and the Eduardo Mondlane Primary School of Facasizze in Magude—the dissertation sheds light on the evolving social significance of these infrastructures within their respective contexts during the late colonial era, the Marxist-Leninist period, and the present neoliberal era in
Mozambique.
While these buildings were originally commissioned to provide religious and educational spaces for the indigenous population, whose access to educational services was obstructed by the colonial regime, this study reframes these spaces and their network of promoters. It posits that they do not align exclusively with either colonial or anti-colonial struggles but instead propose the prospect of an alternative "third way." These structures embody an "altermodern resistance" and functioned as relational spaces, serving as experiments in connecting potentials in both colonial and postcolonial Mozambique where they served – and indeed still serve – the public sphere.
Just like their architectural counterparts, the individuals driving these material pursuits can be characterized as embodying an "altermodern" ethos. Guedes' ethical, political, and artistic stance, along with the neutrality of the Swiss mission, disrupts any rigid dialectical relationship between
modern sovereignty and antimodern resistance.
In line with the discipline of historical anthropology, this dissertation employs theoretical frameworks and methodologies from anthropology and the social sciences. It seeks to construct a socio-cultural history of this facet of colonial architectural modernism, overlooked by postcolonial architectural historiography. Images play a dual role as both sources and outcomes of this research,acting as essential complements to the textual and visual ethnographic report, providing nuanced narratives about Guedes's architectural contributions to the missions
Superconducting hybrid devices in proximitized InAs two-dimensional electron gases
Get PDFBy exploiting the interference effects between the higher harmonics in the current phase relation (CPR) of hybrid Josephson junctions, it is possible to construct a Josephson element with an almost arbitrary CPR using only two junctions in a superconducting loop. This allows the realization of superconducting circuits that can operate in different regimes and can be continuously tuned from one regime to another, while maintaining a simple design