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Cervical spine biomechanics in chronic neck pain patients and the impact of the headspin on the cervical spine of breakdancers.
No full textInsgesamt präsentieren diese Untersuchungen das bisher global größte Kollektiv von CROM- und HWS-Muskelkraft-Messwerten bei sowohl HWS-Schmerzpatienten als auch jungen Erwachsenen ohne HWS Beschwerden.
Auch wurde hier die bislang erste biomechanische Analyse der HWS von Breakdancern und des Headspins durchgeführt. Aus einer Kohorte von 4293 Patienten wurden 746 Teilnehmer mit konservativ therapierten HWS-Beschwerden und 3547 Teilnehmer ohne HWS-Beschwerden biomechanisch untersucht und Schmerzstärke, CROM und cervikales Drehmoment gemessen. Zusätzlich wurden diese Parameter bei 25 Breakdancern erhoben und mit einer ihr altersangepassten Kohorte ohne HWS-Beschwerden verglichen.
Anschließend wurde eine biomechanische Motion Capturing Bewegungsanalyse des Headspins bei den Breakdancern durchgeführt.
Resultierend konnte eine Korrelation zwischen HWS Biomechanik und HWS Schmerzen aufgezeigt werden. Obwohl das Normalkollektiv gegenüber dem HWS-Kollektiv weniger Beschwerden, weniger Schmerzintensität, eine geringere Häufigkeit der HWS-Beschwerden beklagte und einen besseren Neck Disability Index (NDI) (p<0,001) besaß, bestand kein Unterschied zwischen CROM und Drehmoment. Die daraus gewonnenen Ergebnisse widersprechen somit einer direkten Korrelation zwischen CROM, HWS-Muskelkraft und HWS-Schmerzen bei jungen Erwachsenen.Overall, these studies present the largest global cohort of CROM and C-spine muscle force measurements in both (a) cervical pain patients and (b) young adults without neck pain.
This work also presents the first biomechanical analysis of the cervical spine of breakdancers undertaking the headspin maneuver.
Out of a cohort of 4,293 patients, 746 participants with conservatively treated neck pain and 3547 participants without neck pain were biomechanically examined and their pain intensity, CROM and cervical torque was measured. In addition, these parameters were collected from 25 breakdancers and compared to their age-matched cohort with no neck pain.
Subsequently, a biomechanical motion capturing analysis of the headspin was conducted on the breakdancers.
As a result, a correlation between cervical spine biomechanics and cervical spine pain was demonstrated. Although the normal population complained of less neck pain, less neck pain intensity, lower incidence of cervical discomfort and a better neck disability index (NDI) (p <0.001) compared to the cervical spine group, there was no difference between the CROM and torque. The results obtained contradict a direct correlation between CROM, cervical muscle torque an
Nicht-kanonische Wirkung der Schilddrüsenhormonrezeptoren α und β
No full textSchilddrüsenhormone (Thyroidhormone, TH) spielen eine bedeutende Rolle bei der Organentwicklung, dem Wachstum, der Regulierung der Körpertemperatur und der Herzfrequenz, sowie bei der Steuerung bestimmter metabolischer Prozesse. TH vermitteln ihre Wirkung über die Schilddrüsenhormonrezeptoren (TR) α und β, welche an TH-Response-Elemente (TREs) in regulatorischen Sequenzen von Zielgenen binden. Dieser nukleäre Signalweg ist als kanonische Wirkungsweise von TH etabliert. Seit wenigen Jahren ist bekannt, dass TRs auch intrazelluläre Signalkaskaden aktivieren können. Ob diese sogenannte nicht-kanonische Wirkweise der TRs eine physiologische Relevanz besitzt, ist bis heute ungeklärt. Dies liegt hauptsächlich daran, dass ein geeignetes Mausmodell zur spezifischen Untersuchung der nicht-kanonischen Funktion in vivo, nicht existiert.
Um dies zu klären, wurden zwei Knock-In Mausmodelle (TRαGS und TRβGS) mit Mutationen in der DNA-Bindedomäne der TRs generiert. Hierdurch wird die Bindung der TRs an die TREs aufgehoben. Folglich geht die kanonische Wirkung verloren, aber die nicht-kanonische bleibt erhalten. Ein phänotypischer Vergleich der TRGS-Mäuse mit Wildtyp- und TR-knockout Mäusen belegte die physiologische Relevanz der nicht-kanonischen TR-Wirkung. Trotz des Verlustes der DNA-Bindung waren einige wichtige physiologische TH-Effekte erhalten: Die Herzfrequenz, die Körpertemperatur, der Blutzucker und auch die Triglyzeride waren alle über den nicht-kanonischen Signalweg reguliert. Im Gegensatz dazu führte der Verlust der DNA-Bindung des TRβ zu einer gestörten Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse mit Ausbildung einer Hormonresistenz, während eine Mutation in der DNA-Bindedomäne des TRα zu einer stark verzögerten Knochenentwicklung führte.
Diese Ergebnisse belegen, dass sich die TRαGS- und TRβGS-Mausmodelle zur Untersuchung der nicht-kanonischen TR-Wirkung eignen. Darüber hinaus demonstriert die vorliegende Arbeit, dass sich die kanonische und nicht-kanonische Wirkweise klar trennen lassen und dass letztere ebenfalls an der Vermittlung wichtiger physiologischer TH-Effekte beteiligt ist. Diese neuen Erkenntnisse leiten einen Paradigmenwechsel ein, da die TR/TH-vermittelten Effekte nicht nur von der Regulierung bestimmter Gene abhängig sind.Thyroid hormones (THs) are crucial to maintain a diverse set of physiological functions like organ development, growth, regulation of body temperature, heart rate and certain metabolic processes. TH effects are mediated via the TH receptors (TRs) α and β. TRs act by binding to TH response elements (TREs) on regulatory sequences of target genes. This nuclear signaling is established as the canonical pathway for TH action. In addition, however, TRs can activate intracellular second messenger signaling pathways. Whether such non-canonical TR signaling is physiologically relevant in vivo is unknown, mainly, because a suitable mouse model to study canonical and non-canonical TR action separately in vivo did not exist.
To address this issue, two knock-in mouse models (TRαGS and TRβGS) with a mutation in the TR DNA-binding domain were generated. This mutation abrogates binding to TREs and leads to a complete loss of canonical TH actions. Phenotypical comparison of wild-type, TR-knockout and the mutant TRGS mice revealed the physiological relevance of non-canonical TR signaling. Strikingly, several important physiological TH effects were preserved despite disrupted DNA binding: heart rate, body temperature, blood glucose and triglycerides were all regulated by non-canonical TR signaling. In contrast, TRE-binding defective TRβ leads to disruption of the hypothalamic-pituitary-thyroid axis with resistance to TH, while mutation of TRα causes a severe delay in skeletal development, demonstrating these effects are TRE-mediated and tissue-specific.
These results show that the TRαGS and TRβGS mutant mice are suitable models to study non-canonical TR signaling in vivo. Moreover, the present thesis demonstrates that non-canonical TR signaling exerts important physiological effects, which are clearly separated from canonical actions. Consequently, these data challenge the current paradigm that TH actions are mediated exclusively through regulation of gene transcription at the nuclear level
Schematic Body Drawing As An Outcome Measure for CAM Intervention In Chronic Back And Neck Pain
No full textZiel dieser Arbeit war die systematische, quantitative Auswertung von individuellen Körperschemazeichnungen, welche aus zwei randomisierten, kontrollierten Schröpfstudien mit chronischen Rücken- und Nackenschmerzpatienten in der Klinik für Naturheilkunde und integrative Medizin aus Essen hervorgegangen sind.
Der Forscher Moseley postulierte eine veränderte und verzerrte Körperwahrnehmung bei Patienten mit chronischen Rückenschmerzen. Vor diesem Hintergrund wurden modifizierte Körperschemazeichnungen entworfen, die von 92 Patienten vor und nach Intervention zu vervollständigen waren. Anschließend wurden die Zeichnungen randomisiert und ein Ratingbogen mit verschiedenen Anatomie- und Schmerzkategorien entwickelt, welcher zur Beurteilung der Körperschemazeichnungen dienen sollte.
Drei Rater evaluierten die Zeichnungen anhand des entwickelten Beurteilungsbogens.
Die Ergebnisse des Ratings zeigten eine gute bis sehr gute Beurteilungsübereinstimmung (Interrater Reliabilität) vor allem bei den schmerzassoziierten Items. (präinterventionell: 9/11 Items κ = 0,6-1, postinterventionell: 9/11 Items κ>0,75). Bei den anatomieassoziierten Items lagen die Kappa-Werte meist im guten Bereich. (präinterventionelle Zeichnungen: 23/33 κ = 0,6-0,75, postinterventionelle Zeichnungen: 25/33 κ = 0,6-1). Die hohe Reliabilität bei den Schmerzitems deutet auf eine gute Detektion des Schmerzgeschehens durch die Körperschemazeichnungen hin. Lediglich die zusätzlichen Fragen des Evaluationsbogens in Bezug auf das Patientengeschlecht, der Gruppenzugehörigkeit und der Reihenfolge der Bilder ergaben schlechte Übereinstimmungsergebnisse (4/5 Items κ = 0,4 – 0,6).
Körperschemazeichnungen stellen ein schwierig auszuwertendes diagnostisches Tool dar.
Nichtsdestotrotz lieferte die Interrater Reliabilität gute Ergebnisse. Offensichtlich vermitteln die Patientenzeichnungen spezifische Informationen über schmerzabhängige Körperschemaveränderungen und sollten daher als ein zusätzliches Werkzeug zur Beurteilung der Effektivität von Schmerzbehandlungen angesehen werden.
Weitere Forschungen zu Körperschemaveränderungen nach unterschiedlichen Interventionen sind jedoch notwendig, die in dieser Arbeit gelieferten Ergebnisse zu bestätigen und den wissenschaftlichen Kenntnisstand bei der Beurteilung von Körperschemazeichnungen zu erweitern
Manipulation of tips and samples - field ion microscopy and scanning tunnelling microscopy
No full textDie vorliegende Arbeit stellt ein neues Tieftemperatur-Rastertunnel- und Feldionenmikroskop (LT-STM/FIM) vor und zeigt erste bei Kühlung mit flüssigem Stickstoff entstandene Messer-gebnisse. Stabile Tunnelbedingungen und atomare Auflösung auf verschiedenen Probensyste-men attestieren dem STM eine gute Leistung. Auch das FIM funktioniert zuverlässig und er-möglicht bei 80 K nicht nur die Charakterisierung von Spitzen mit atomarer Präzision, sondern bietet ebenso die Möglichkeit, die Spitze kontrolliert zu schärfen oder stumpfer zu machen. Die Stabilität der Spitzen kann bei angelegter Hochspannung über Stunden gewährleistet werden. Ohne angelegte Spannung kann zumindest der Spitzenradius sowie die vorderste Facette der Spitze über mehrere Minuten konserviert werden. Eine Messreihe, bei der die Spitze über eine STM-Messung hinweg unverändert blieb, ist jedoch nicht gelungen. Dies scheint aber nicht nur eine (verfahrens-) technische Hürde zu sein. Vielmehr scheinen sich gut im FIM charakterisier-bare Spitzen generell nicht besser für STM-Messungen zu eignen als nicht im FIM manipulierte Spitzen. Auf der anderen Seite scheint auch eine typische Spitze, die gute Messergebnisse im STM liefert, auf der Nanometerskala vergleichsweise stumpf zu sein und nur durch ein einzel-nes kleines Cluster oder Adatom seine hohe Auflösung zu erreichen.
Für eine Monolage CO auf Cu(111) wurde ein reversibler struktureller 2D-Phasenübergang, der lokal durch das elektrische Feld der Spitze herbeigeführt werden kann, dokumentiert und analysiert. Die Struktur beider Phasen wurde durch die Kombination von hochaufgelösten STM-Aufnahmen und DFT-Rechnungen ermittelt: Die α-Phase weist eine 7 × 7-Überstruktur mit 25 CO-Molekülen pro Einheitszelle und die β-Phase eine (3√3 × 3√3)R30°-Überstruktur mit 13 CO-Molekülen pro Einheitszelle auf.
Zudem hat die α-Phase eine höhere Austrittsarbeit als die β-Phase und wird stärker durch ex-terne elektrische Felder beeinflusst. Da die Gibbsschen freien Energien der beiden Phasen sehr nahe beieinanderliegen, hat jede kleine Veränderung der Adsorptionsenergien einen deutlichen Einfluss auf den Bereich der thermodynamischen Variablen, die die eine oder andere Phase stabilisieren, sodass ein Schalten zwischen den Phasen schon bei kleinen Feldern möglich ist.
Ein Unterschied zwischen den Schaltspannungen für das Hin- und Herschalten zwischen der α- und der β-Phase weist auf eine Hysterese hin, die auf einen Phasenübergang erster Ordnung schließen lässt. Die dafür benötigte Aktivierungsenergie wird bei einer Probentemperatur von 80 K thermisch zur Verfügung gestellt. Dank dieser Hysterese im Schaltverhalten können, bei passender Oberflächenbeschaffenheit, zuverlässig annähernd beliebige, stabile Muster erzeugt und abgebildet werden. Außerdem kann beobachtet werden, dass, sobald beide Phasen auf einer Terrasse koexistieren, die Phasengrenze mittels des elektrischen Feldes der Spitze zu Gunsten der einen oder anderen Phase verschoben werden kann.
Dank der moderaten experimentellen Anforderungen und der hohen Präzision eines STMs bie-tet sich das System als Modellsystem zur Untersuchung der Physik struktureller Phasenüber-gänge auf atomarer Skala an.This thesis presents a new low temperature scanning tunneling and field ion microscope (LT-STM/FIM). First STM measurements taken while cooling with liquid nitrogen demonstrate its good performance with stable tunneling conditions and atomic resolution on different sample systems. Likewise, the FIM works reliably and at 80 K and not only serves to characterize tips with atomic precision, but can also be used to sharpen the tip or make it blunter in a controlled fashion. While high voltages are applied to a tip it remains stable for hours. Without an applied voltage, the tip radius and its foremost facet can be preserved for several minutes. However, attempts to characterize a tip using FIM that stays stable throughout an STM experiment have remained unsuccessful. Yet, this doesn’t simply seem to be due to shortcomings of the setup or experimental conduct. In fact, tips that lead to good FIM images don’t seem to be any better for STM experiments than tips that haven’t been manipulated in a FIM setup. Respectively, the typical tip leading to good STM measurements appears to be rather blunt on the nanometer scale and achieves its high resolution by a sole adatom or small cluster.
For a monolayer CO on Cu(111) a reversible structural 2D phase transition that can be locally induced by the electric field of a tunneling tip, was documented and analyzed. A combination of high resolution STM images and DFT calculations was used to identify the atomic structure of both phases. The α-phase is made up of a 7 × 7 superstructure containing 25 CO molecules per unit cell whereas the β-phase exhibits a (3√3 × 3√3)R30° superstructure containing 13 CO molecules per unit cell.
The α-phase has a higher work function than the β-phase and it is effected more strongly by external electric fields. As the Gibbs free energies of both phases is extremely similar, any small change in the adsorption energies has a significant influence on the range of the thermodynamic variables stabilizing one phase or the other. Therefore, small electric fields suffice to induce a transition between the two phases.
A difference in voltage between the threshold for the formation of the β phase and the one for the formation of the α phase indicates a hysteresis, corresponding to a first order phase transi-tion. At a sample temperature of 80 K the required activation energy is overcome by thermal activation. Given suitable surface conditions, this hysteresis allows for the creation and imaging of almost arbitrary pattern of patches of the two phases. Furthermore, once coexisting domains of both phases are present on a terrace the balance between the two phases can be shifted by the electric field of the tunneling tip, causing the domain boundaries to move, increasing the area of the favored phase.
Given the relative ease of the experiment and the high precision of an STM, this is an ideal model system providing insight into the physics of structural phase transitions on the atomic scale
Toward the Healthy Neighborhood: Urban Regeneration of Deprived Neighborhoods in Metropolitan Regions
No full textDer Zweck der Stadterneuerung besteht in der Verbesserung der physischen und sozialen Umwelt, die direkten Einfluss auf die Gesundheit hat. Die Planung und Durchführung von Stadterneuerung erfordert einen integrierten Ansatz zur Schaffung gesunder und sicherer Viertel als wichtige Merkmale lebhafter und nachhaltiger Städte. Es ist bekannt, dass Menschen, die in benachteiligten Vierteln leben, eine geringere Lebenserwartung haben als Menschen in wohlhabenden Stadtteilen. Daher trägt die Verbesserung des physischen und sozialen Umfelds in benachteiligten Vierteln nicht nur zur Verbesserung der Gesundheit ihrer Bewohner und Bewohnerinnen bei, sondern auch zur Reduzierung von Ungleichheiten innerhalb einer Stadt. In letzter Zeit wurden bedeutende Beiträge zur Stadterneuerungsforschung im Zuge des Ansatzes der nachhaltigen Entwicklung geleistet. Die Forschung hat sich jedoch nicht auf die Ergebnisse der Stadterneuerung konzentriert, die Verbesserungen der Gesundheit der Stadtbewohner gewährleisten.
Basierend auf dem übergreifenden Konzept der nachhaltigen Stadtentwicklung und dem Setting-Ansatz für die Gesundheitsförderung, sind die Hauptziele dieser Arbeit, zu verstehen, wie Stadterneuerung zu einer Umwandlung benachteiligter Stadtteile in gesundheitsfördernde Quartiere beitragen und evidenzbasierte Empfehlungen entwickeln kann. Die Arbeit liefert eine neue Sicht auf das Wissen über Stadterneuerung durch die Analyse des Zusammenhangs zwischen Stadterneuerung und Gesundheit. Darüber hinaus wird argumentiert, dass Stadterneuerung als Mittel zur Verbesserung der Gesundheit in benachteiligten Stadtteilen Ungleichheiten im Zuge eines nachhaltigen Stadtentwicklungsansatzes verringern kann.
Diese Forschung besteht aus einer Literaturrecherche und einer vergleichenden Fallstudie als Grundlage für die Entwicklung von Empfehlungen. Die umfassende Analyse der Literatur ermöglichte es, Ansätze zur Stadterneuerung zu beschreiben, Grenzen zu identifizieren sowie Faktoren zu ermitteln, die zur Schaffung gesundheitsfördernder Wohngegenden notwendig sind. Prinzipien einer gesunden Stadtplanung und das Konzept der "gerechten Stadt" werden erforscht. Für die Auswahl und Bewertung, der in dieser Arbeit durchgeführten Fallstudien, werden vier städtebauliche und stadtentwicklungspolitische Bereiche - Wohnen, lokale Einrichtungen, Bewegung und öffentliche Freiflächen - als wichtige Themen identifiziert, die die menschliche Gesundheit beeinflussen. Eine Vergleichsstudie von zwei ähnlichsten Fällen von Stadterneuerung benachteiligter Stadtviertel wird durchgeführt, um Kontext und Mechanismen zu identifizieren und zu verstehen, die zu einer verbesserten physischen und sozialen Umgebung führen. Die ausgewählten Quartiere, Bulmke-Hüllen in Gelsenkirchen in der Metropolregion Ruhr, Deutschland, und Broughton in Salford in Greater Manchester, Großbritannien, werden in einem größeren Kontext von Metropolregionen analysiert. Darüber hinaus werden ihre Strategien der Stadterneuerung in einem breiteren stadtentwicklungspolitischen Kontext in Deutschland und Großbritannien beobachtet und beschrieben. Die Datensammlung ist theoriegeleitet und umfasst Sekundärdaten aus Dokumenten und Archivalien sowie qualitative Daten aus direkten Beobachtungen und halbstrukturierten Interviews mit Experten und Anwohnern. Die Ergebnisse zeigen das Ausmaß der Verbesserungen in ausgewählten Fallstudien, die in einer Bewertungsmatrix verglichen werden.
Empfehlungen für die Stadterneuerung, die zur Entwicklung gesundheitsfördernder Quartiere beitragen, basieren auf den Erfahrungen aus den Fallstudien und dem theoretischen Rahmen der Literatur. Sie sollen Stadtplaner und stadtentwicklungspolitische Entscheidungsträger dabei unterstützen, sich im Rahmen eines nachhaltigen Stadtentwicklungsansatzes stärker auf Gesundheitsfragen zu konzentrieren. Letztendlich zeigt diese Studie, dass Chancengleichheit und die Entwicklung gesundheitsfördernder Quartieren im Prozess der Stadterneuerung erreicht werden können. Die Arbeit bietet einen theoretischen Rahmen für die Planung und Umsetzung einer gesunden Stadterneuerung.The purpose of urban regeneration is to improve physical and social environment that has direct influence on health. Planning and delivery of urban regeneration requires an integrated approach to create healthy and safe neighborhoods, as important characteristics of lively and sustainable cities. It is well-known that people living in deprived neighborhoods have a lower life-expectancy compared to people living in affluent neighborhoods. Therefore, improving the physical and social environment in deprived neighborhoods contributes not only to improving health of their residents, but also to reducing inequalities within a city. Recently, significant contributions in the urban regeneration research have been made in the course of sustainable development approach. However, research has not focused on the outcomes of urban regeneration that assure improvements of the health of urban dwellers.
Based on the overarching concept of sustainable urban development and the setting approach for health promotion, the main aims of this thesis are to understand how urban regeneration can contribute to a conversion of deprived neighborhoods into health-promoting neighborhoods and to develop evidence based recommendation. The thesis provides a new lens on knowledge about urban regeneration by analyzing connection between urban regeneration and health. Moreover, it is argued that urban regeneration as a means to improve health in deprived neighborhoods can reduce inequalities on the city level in the course of a sustainable urban development.
This research is built up of a literature review and a comparative case study as a base for the development of recommendations. The comprehensive analysis of the literature enabled to describe approaches to urban regeneration, to identify limitations as well as to determine factors necessary to create health-promoting neighborhoods. Principles of healthy urban planning and the concept of ‘just city’ are explored. For the selection and evaluation of the case studies carried out in this thesis, four urban planning and policy areas - housing, local facilities, movement and public open spaces - were identified as important issues influencing human health. A comparative study of two most-similar cases of urban regeneration of deprived neighborhoods is conducted to identify and understand context and mechanisms that lead to an improved physical and social environment. The selected neighborhoods, Bulmke-Hüllen in Gelsenkirchen in the Ruhr Metropolitan Region, Germany and Broughton in Salford in Greater Manchester, Great Britain, are analyzed in a wider context of metropolitan regions. Moreover, their strategies of urban regeneration are observed and described in a wider German and British policy context. Data collection is framed with theoretical prepositions and includes secondary data from documents and archival records as well as qualitative data from direct observations and semi-structured interviews with experts and local residents. Results reveal the level of improvements in selected case studies, which were compared in an evaluation matrix.
Recommendations for urban regeneration that contributes to a development of health-promoting neighborhoods are based on lessons learned from the case studies and theoretical framework from the literature. They are aimed at supporting urban planners and policy makers to focus more on health issues in the course of sustainable urban planning and development approach. Ultimately, this thesis reveals that creating equal opportunities and developing health-promoting neighborhoods in the process of urban regeneration can be achieved and provides a theoretical framework for planning and implementing healthy urban regeneration
Sorter algorithms and sorter architectures for electrowetting-based microfluidic cell sorter chips and its electrofluiddynamic investigations
No full textMit der aktiven Verbreitung des „Lab-on-a-Chip“-Konzeptes in der Medizintechnik gewinnt die chipbasierte Sortierung von biologischen vitalen Proben in der biomedizinischen Forschung und in zellbasierten therapeutischen Ansätzen (Tumorgenese-Forschung, Blutstammzell-Transplantation) zunehmend an Interesse und Relevanz.
Die im Rahmen des interdisziplinären Forschungs-Verbundprojektes „MINAPSO“ (Mikrochip Navigierte Parallel-Sortieranlage) entwickelte tropfenbasierte Mikrofluidik-Chip-Sortieranlage – beruhend auf der Elektrowetting-Technologie (EWOD) in Kombination mit der Fluoreszenzzytometrie – bietet gegenüber dem konventionellen „Jet-In-Air“-Verfahren mehrere Vorteile. Bei der Verwendung des EWOD-Antriebs lassen sich Mikrotropfen mit den zu sortierenden Zellen im kompakten Mikrofluidik-Chip besonders zellschonend manipulieren bzw. verarbeiten (transportieren, teilen, mischen etc.). Darüber hinaus ist die Bildung gefährlicher Aerosole, dank des gekapselten Chip-Aufbaus, ausgeschlossen. Der Sortierprozess in der Sortieranlage stellt eine permanente Interaktion zwischen der fluoreszenzzytometrischen Echtzeit-Analyse der zellenbehafteten Tropfen und ihrer intelligenten Verarbeitung, die auf dem Elektrodenarray des Mikrochips (sog. Chip-Sortierarchitektur) gemäß Anweisungen des Sortieralgorithmus erfolgt.
Die Entwicklung von effizienten Sortieralgorithmen (inkl. Chip-Architekturen) bildet die zentrale Forschungsaktivität dieser Dissertation. Nach gezielten Design- und Optimierungsprozessen in der entwickelten MATLAB-basierten Simulationsplattform ergeben sich u.a. zwei leistungsstarke Sortiermodelle: 2-3-Sequenzteiler-Sorter, Smart-Diffusion-Sorter, wobei der erste Sorter als Prototyp des im Projektrahmen hergestellten Mikrofluidik-Chips fungiert.
Der nächste Teil der Dissertation befasst sich mit der numerischen Ermittlung von charakteristischen Zeitkonstanten der involvierten EWOD-Tropfenmanipulationsoperatoren (Transport, Teilung und Mischung) und damit verbundener Optimierungspotenziale der Zellsortieranlage. Diese Ermittlung erfolgt anhand fluiddynamischer 3D-Simulationen (CFD).
Der abschließende dritte Teil beschäftigt sich mit dem bislang noch nicht ausreichend erforschten Effekt der Kontaktwinkelsättigung in der EWOD-Technologie. Für die analytische Untersuchung dieses Effektes wird in der MATLAB-Umgebung ein makroskopisches elektromechanisches Berechnungsmodell entwickelt, das auf der elektrostatischen Feldsingularität-Analyse in Kombination mit dem Maxwellschen Spannungstensor basiert. Das analytische Berechnungsmodell ermöglicht die elektromechanischen EWOD-Mechanismen systematisch zu analysieren, wodurch sich auch das Auftreten des Sättigungseffektes schlüssig erklären lässt
Analysis of fluid-dynamical and multiphase flow aspects of capillary membrane backwashing
Full text linkThe number of industrial applications has increased exponentially in the last decades and the need for effective water treatment methods has become more essential as demand for pure water has increased. It is no longer possible to fulfil the rapidly growing demand worldwide using natural water resources. Low pressure membrane filtration with inside-out dead-end driven UF-/ MF- capillary membranes has been widely inserted in water and wastewater treatment plants to remove colloids and suspended particulate matter. However, the implementation of this technology has been limited by several factors. These include concentration polarisation, membrane fouling and particles which remain inside the capillary after backwashing.
An efficient backwash process is a determining factor in ensuring effective membrane filtration and enhance the separation of the particles in the capillary membrane. By optimising the backwash process, hydraulical irreversible membrane fouling can be minimised and membrane permeability recovered, and the operating costs of the filtration process can consequently be controlled.
In the context of this thesis, a numerical approach to the detailed description of the fluid dynamics process in capillary membrane during backwashing is developed and partially validated by experiments. Moreover, the study contributes to a better understanding of the conditions for potential formation of agglomerates inside the capillary, which lead to increased operating pressure during the process and may clog the capillary.
The presented model investigates a variety of parameters associated with the backwash process in dead-end capillary membrane, such as operation parameters, in particular the operating pressure as a function of time, particle properties (size and density) and initial particle distribution in addition to capillary arrangement (vertical/horizontal). The evaluation of these data concentrates on observation and analysis of particle behaviour and distribution in a cross-sectional plane and along the capillary length. Based on the fluid flow and particle distribution, the eventual formation of particle plugs inside the capillary membrane is predicted.
For this purpose, a multiphase flow model was developed to describe the fluid flow and particle motion inside the capillary membrane. The numerical model considers the interaction between the involved phases in terms of lift, virtual mass and drag forces. The simulations are carried out using different configurations of the initial particle distribution, homogeneous distribution, evenly and unevenly deposited particles. The model is coupled with a population balance equation to account for particle agglomeration and breakage.
Furthermore, the pressure drop as well as the shear stress on the membrane surface inside the capillary during the backwash process are estimated. Based on the fact that during the backwash there are tightly adhered layers which cannot be removed, the influence of these layers on the process is taken into account.
The simulation results show a good agreement with the experimental data in terms of the flow rate during the backwash process and particle removal at certain operating pressures
Spektralstatisitk abseits der Standard Universalitätsklassen
Full text linkRandom matrix theory (RMT) and semi-classical methods are both used to study the spectra of chaotic quantum systems. The former is usually applied to small distances within the spectrum residing on scales of the mean level spacing where the phenomenon of universality emerges. Through the quantum-classical correspondence provided by semi-classics this regime is, conversely, described by long time dynamical properties of the classical system. In the first half of this thesis we explore such a connection for the study of spectral properties of quantum graphs with dynamically broken time reversal invariance. In physical systems this invariance is often not fully broken and to emulate this we include a rank-1 perturbation on the quantum level resulting in a RMT model outside of the usual universality classes. As we further show, the outcome can depend on graph specific properties and the rank of the perturbation. For the second half of the thesis we consider an opposite limit: instead of long times we study short times, on which universality can not be expected, in a chain-like spin system. In these systems the number of spins takes on a similar role as time, therefore the short time behavior in long chains has remarkable similarities to long time dynamics in few-body system. For instance, the formulation of an "evolution" operator in spatial direction is possible. Exploring this spatial-time duality we address long range spectral statistic in many-body systems and, for the first time, resolve periodic orbits in a genuine many-body system from the traces of its quantum evolution.Zufallsmatrixtheorie (RMT) und Semiklassik stellen zwei Methoden zum Studium chaotischer Quantenspektren dar. Erstere beschreibt für gewöhnlich die Spektralstatistik auf Skalen des mittleren Niveauabstandes, für welche man universelle Eigenschaften findet.
Ausgehend vom semiklassischen Ansatz, dass eine Korrespondenz zwischen dem quantenmechanischen Spektrum und der klassischen Dynamik eines Systems besteht, wird dieser Bereich gleichermaßen durch klassische Langzeiteigenschaften beschrieben. Im ersten Teil dieser Arbeit nutzen wir diesen Zusammenhang für Studien an einem Quantengraphen mit gebrochener Zeitumkehrinvarianz. In physikalsichen Systemen ist diese Invarianz oft jedoch nicht vollständig gebrochen, was wir durch eine Rang-1 Störung im Quantensystem abbilden. Dies führt zu einem RMT Model abseits der standard Universalitätsklassen. Weiterhin zeigt sich, dass das Ergebnis sowohl von spezifischen Eigenschaften des Graphen als auch vom Rang der Störung abhängt. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich einem diametralen Grenzfall: anstelle langer Zeiten untersuchen wir, innerhalb einer Spinkette, kurze Zeitskalen, auf denen Univeralität nicht zu erwarten ist. In diesen Systemen spielt die Teilchenzahl eine ähnliche Rolle wie die Zeit, entsprechend weist das Kurzzeitverhalten bemerkenswerte Übereinstimmungen zum Langzeitverhalten von Systemen mit wenigen Freiheitsgeraden auf. Zum Beispiel ist es möglich einen "Zeitentwicklungsoperator" in räumlicher Richtung aufzustellen.
Dieser Zugang ermöglicht es uns Spektralstatistik auf langreichweitigen Energieskalen zu studieren und, zum ersten Mal, periodische Bahnen im Quantenspektrum eines Vielteilchensystems zu identifizieren
Die Rolle von Natürlichen Killerzellen und Natürlichen Killer T-Zellen in der HCV Infektion
Full text linkWorldwide 71 million people are chronically infected with HCV and each year approximately 400 000 people die from HCV associated liver diseases. The most important risk factor in western industrialised countries to acquire HCV infection is intravenous drug use. For this reason, we utilised a cohort of people who inject drugs (PWID) to comparatively analyse PWID developing chronic infection (HCV RNA positive), spontaneously resolving HCV infection (HCV RNA negative) and PWID remaining anti HCV seronegative (anti HCV negative), to provide novel insights into the contribution of innate and adaptive immune mechanisms to HCV infection outcome.
The role of Natural Killer T (NKT) cells, which share characteristics of innate and adaptive immune cells, for the outcome of HCV infection is poorly defined. Invariant NKT (iNKT) cells, a subset of NKT cells, recognise glycolipid antigens such as α galactosylceramide (αGalCer) presented by the non-classical MHC molecule CD1d. Decreased iNKT cell frequencies have been reported in chronically HCV infected patients, however, contradicting reports exist. In this study iNKT cell frequencies did not differ between HCV RNA positive (n=28) and HCV RNA negative (n=33) PWID. Interestingly, phenotypic analysis of iNKT cells of chronically infected PWID showed significantly higher expression of the activation marker CD38, however, this was not associated with apparent differences in PMA/ionomycin stimulated effector functions. In addition, treatment with a combination of IL12, -15 and -18, which is described to activate NK cells, led to a significant increase in CD38+ iNKT cells. Since IFN stimulated genes are induced in patients with chronic infection the influence of IFNs on iNKT cell activation was addressed as well. Although no direct effect of IFNα on iNKT cell activation was observed, CD1d was upregulated on peripheral monocytes, the cell type with the highest expression of CD1d in the periphery. However, CD1d levels on monocytes, did not differ between PWID with chronic and resolved HCV infection. Nevertheless, presence of monocytes promoted iNKT cell expansion and activation, as depletion of monocytes significantly reduced the frequency of CD38+ iNKT cells. Furthermore, CD1d transcript levels were significantly higher in HCV infected liver compared to HBV-infected liver. Collectively the data demonstrate that iNKT cells are activated in chronically HCV infected PWID, possibly via type I interferon-induced upregulation of CD1d on monocytes or other liver resident cells or via direct activation by pro inflammatory cytokines. However, the functional consequences of increased activation of iNKT cells are not fully defined.
While iNKT cells are still poorly covered by scientific reports in HCV infection there is growing evidence for the importance of NK cells for HCV infection outcome. Genetic association studies revealed that specific genetically determined combinations of NK cell-receptors and their ligands are associated with differential outcome of HCV infection. NK cell function is regulated by a set of inhibitory and activating receptors including killer-cell immunoglobulin-like receptors (KIRs). A previous study in our lab identified that KIR3DL1/HLA-Bw4 80(T) was associated with spontaneous clearance of HCV infection in our PWID cohort (n=266) which was validated in a second PWID cohort from North America (n=342). For this reason, this study focused on the functional characterisation of NK cells according to the identified KIR/KIR-ligand genotype. Besides PWID, healthy individuals (n=120) were included in the analysis as well. KIR3DL1+ NK cells from HLA-Bw4 80(T) positive PWID showed superior functionality compared to HLA Bw4 80(I) positive PWID. However, this differential impact was not observed in healthy donors. Moreover, the frequency of individuals with multiple HLA-Bw4 alleles was significantly higher in HCV RNA negative as well as anti HCV negative PWID compared to HCV RNA positive PWID and HLA-Bw4 copy number strongly correlated with the functionality of KIR3DL1+ NK cells in healthy individuals. HLA-Bw4 80(T) and multiple HLA-Bw4 copies in combination with KIR3DL1 are associated with protection against chronic HCV in PWID by distinct mechanisms. Better education of KIR3DL1+ NK cells in the presence of multiple HLA Bw4 copies is beneficial prior to seroconversion whereas HLA Bw4 80(T) may be beneficial during acute hepatitis C. To determine possible underlying mechanisms leading to the superior functionality of KIR3DL1+ NK cells, the DNA methylation pattern of the IFNG locus was analysed, since demethylation of the IFNG locus is generally associated with increased IFNG transcription. Unfortunately, the significantly enhanced IFNγ capacity of KIR3DL1+ NK cells from multiple HLA Bw4 motif carriers was not epigenetically regulated by DNA methylation. However, our data could confirm that NK cell memory features, attributed to NKG2C expressing NK cells in CMV positive individuals, are epigenetically imprinted within the IFNG locus.
In summary, these studies contribute novel evidence for the importance of NK cells and iNKT cells for HCV infection outcome and describe possible underlying mechanisms. However, further research is needed to elucidate for instance, the role of HCV peptides presented by HLA alleles harbouring a Bw4 motif on the function of KIR3DL1+ NK cells or the exact mechanism leading to the activated state of iNKT cells during chronic HCV infection.Nach Schätzung der WHO sind zurzeit 71 Millionen Menschen weltweit chronisch mit dem Hepatis C Virus (HCV) infiziert und jährlich sterben etwa 400.000 Menschen an den Folgen einer HCV induzierten Leberkrankungen. In westlichen Industrieländern stellt der intravenöse Drogenkonsum hierbei den höchsten Risikofaktor dar, sich mit HCV zu infizieren. Um neue Erkenntnisse über die Rolle des natürlichen und angeboren Immunsystems in der HCV Infektion zu gewinnen, wurde einer Kohorte von intravenös Drogen gebrauchenden Menschen („people who inject drugs“ PWID) analysiert. Hierbei wurden PWID mit chronischer HCV-Infektion (HCV RNA positiv), ausgeheilter HCV-Infektion (HCV RNA negativ) und HCV seronegative PWID (anti HCV negativ) miteinander verglichen.
Welche Rolle Natürliche Killer T (NKT) Zellen, die sowohl Eigenschaften von innaten als auch adaptiven Immunzellen aufweisen, bei dem Verlauf einer HCV Infektion spielen ist nicht klar definiert. Invariante NKT (iNKT) Zellen stellen eine Subgruppe der NKT Zellen dar und erkennen Glycolipid Antigene wie z.B. α galactosylceramid (αGalCer), die durch das nicht klassische MHC Molekül CD1d präsentiert werden. Die Untersuchung der iNKT Zellfrequenzen zeigte keine Unterschiede zwischen HCV RNA positiven (n=28) und HCV RNA negativen (n=33) PWID. Interessanterweise ergab die phänotypische Analyse, dass sich iNKT Zellen von chronisch HCV infizierten PWID durch eine signifikant erhöhte Expression des Aktivierungsmarkers CD38 auszeichnen. Allerdings konnten keine funktionellen Unterschiede mit diesem aktivierten Phänotyp assoziiert werden. Zusätzlich wurde die Auswirkung von Interferonen auf iNKT Zellen in dieser Studie adressiert. Während kein direkter Effekt von IFNα oder IFNλ festgestellt werden konnte, führte eine Kombination von NK Zell aktivierenden Zytokinen (IL12, IL15 und IL18) zu einer signifikanten Erhöhung der CD38+ iNKT Zellen. Auch wenn gezeigt werden konnte, dass der Ligand von iNKT Zellen durch IFNα Stimulation hochreguliert wird, konnte kein Unterschied in der CD1d Expression auf peripheren Monozyten, welche in der Peripherie den Zelltyp mit der höchsten CD1d Expression darstellen, zwischen HCV RNA positiven und HCV RNA negativen PWID festgestellt werden. Dennoch nehmen Monozyten eine wichtige Rolle in der Expansion und Aktivierung von iNKT Zellen ein, da eine Depletierung selbiger eine signifikant verminderte Frequenz von CD38+ iNKT Zellen zur Folge hat. Des Weiteren ergaben Leberanalysen, dass HCV infizierte Lebern im Vergleich zu HBV infizierten Lebern eine signifikant erhöhte CD1d Transkription aufweisen. Zusammengefasst weisen unsere Daten darauf hin, dass iNKT Zellen in der chronischen HCV Infektion aktiviert sind. Sowohl eine Typ I Interferon induzierte Hochregulation von CD1d auf Monozyten oder anderen Zellen in der Leber als auch das proinflammatorische Zytokine Milieu sind potentiell für die Modulation des Aktivierungsstatus von iNKT Zellen in der HCV Infektion verantwortlich.
Während es kaum wissenschaftliche Berichte gibt, die sich mit iNKT Zellen im Kontext der HCV Infektion auseinandersetzen, steigt die Zahl an Belegen, die NK Zellen eine wichtige Bedeutung für die Prävention und Kontrolle einer HCV Infektion zusprechen. Verschiedene Assoziationsstudien konnten bereits zeigen, dass genetisch determinierten Kombinationen von NK Zell Rezeptoren und ihren Liganden mit der HCV Verlaufsprognose assoziiert sind. Die NK Zell Funktion wird durch aktivierende und inhibierende Rezeptoren einschließlich der Killerzell Immunglobulin ähnlichen Rezeptoren (KIR) reguliert. In einer vorangegangenen Studie wurde mit Hilfe einer multivariaten logistischen Regressionsanalyse KIR3DL1/HLA-Bw4 80(T) mit der spontanen Ausheilung einer HCV Infektion in unserer PWID Kohorte (n=266) assoziiert. Diese Assoziation konnte in einer zweiten anti HCV positiven PWID Kohorte (n=342) aus Nordamerika validiert werden. Auf Grund dessen wurden in der vorliegenden Studie NK Zellen anhand ihres KIR/KIR Liganden Genotyps funktionell charakterisiert. Neben PWID wurden auch gesunde Proben (n=120) in der Analyse inkludiert. Es konnte gezeigt werden, dass KIR3DL1+ NK Zellen von HLA-Bw4 80(T) positiven PWID verglichen mit HLA Bw4 80(I) positiven PWID eine signifikant erhöhte NK Zell Funktionalität aufweisen. Hingegen konnte kein funktioneller Einfluss dieses Genotyps in gesunden Individuen beobachtet werden. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass multiple HLA Bw4 Allele, deren Frequenz signifikant in HCV RNA negativen und anti HCV negativen PWID im Vergleich zu HCV RNA positiven PWID erhöht ist, auch mit einer starken NK Zell Funktionalität einhergehen. Zusammenfassend können sowohl HLA Bw4 80(T) als auch multiple Kopien von HLA Bw4 in Kombination mit KIR3DL1 mit der Protektion gegen eine chronische Hepatitis C assoziiert werden. Diese wird über verschiedene Mechanismen vermittelt: während eine bessere NK Zell Lizensierung durch die Anwesenheit von multiplen HLA Bw4 Kopien vor der Serokonversion vorteilhaft ist, könnte HLA Bw4 80(T) während eine akuten HCV Infektion von Vorteil sein. Epigenetische Veränderung könnten eine mögliche Erklärung für die erhöhte IFNγ Produktion von KIR3DL1+ NK Zellen im Kontext von multiplen HLA Bw4 Allelen bieten. Hierfür wurde die DNA Demethylierung des IFNG Lokus, welche generell mit einer erhöhten Transkription assoziiert ist, analysiert. Es konnte jedoch kein Zusammenhang zwischen dem Methylierungsstatus und der Anzahl an HLA Bw4 Kopien hergestellt werden. Hingegen konnten vorausgegangene Studien bestätigt werden, die besagen, dass Memory Eigenschaften von NKG2C exprimierenden NK Zellen in CMV positiven Individuen epigenetisch reguliert sind.
Abschließend lässt sich feststellen, dass die hier präsentierten Studien neue Beweise für die Bedeutsamkeit von NK und iNKT Zellen für den HCV Infektionsverlauf liefern und Hinweise auf mögliche zugrundeliegende Mechanismen geben. Dennoch sind weitere Arbeiten notwendig die z.B. klären ob HCV Peptide, die durch Bw4 Motiv tragende HLA Allele präsentiert werden, einen Einfluss auf die Funktion von KIR3DL1+ NK Zellen haben oder welche Mechanismen genau während der chronischen Infektion zu einer Aktivierung von iNKT Zellen führen
Debiasing von Entscheidungsverhalten bei Corporate Foresight: Der Einfluss von Informationsvisualisierungen und Moderationshinweisen auf konfirmatorische Informationsverarbeitung bei Trendanalyse und -bewertung
Full text linkIn der vorliegenden Arbeit werden neue Ansätze zur Erforschung der konfirmatorischen Informationsverarbeitung eingesetzt (Confirmatory Information Processing). Eine derartige Informationsverarbeitung zeichnet sich dadurch aus, dass eine einstellungsbezogene Selbstbestätigungstendenz (Confirmation Bias) einen übermäßigen Einfluss auf das Entscheidungsverhalten von Personen bei der Auswahl und Bewertung von Informationen ausübt. Dieses kognitionswissenschaftlich bereits vielfach untersuchte Wirkprinzip spielt auch eine Rolle für das praxisbezogene Thema Corporate Foresight, welches aus dem Wirtschaftsingenieurwesen bzw. Technologiemanagement stammt. Dieser Begriff steht dort für eine systematische, unternehmerische Vorausschau in die Zukunft, bei der mittels unterschiedlicher Aktivitäten versucht wird, unternehmensrelevante Zukunftsszenarien zu antizipieren und Vorhersagen zu treffen (Prediction). In diesem Zusammenhang bezeichnet die Aktivität der Trendanalyse und -bewertung einen Vorgang, bei der Mitarbeiter/innen neue Informationen verarbeiten, insbesondere welche aus Prognosen zu Technologie- und Markttrends (Information Processing). Die dabei anfallenden Entscheidungen über die Auswahl und Bewertung solcher ungewissen Informationen, die zudem häufig widersprüchlich lauten, stellen Entscheidungssituationen unter Unsicherheit dar (Decision Making under Uncertainty).
In den Kognitionswissenschaften ist bereits bekannt, dass das Entscheidungsverhalten von Personen in Situationen unter Unsicherheit häufig nachteilhaften, psychologischen Phänomenen unterliegen kann. Diese sind auf sog. Urteilsheuristiken und kognitive Verzerrungen zurückzuführen (Heuristics und Biases) und können in bestimmten Entscheidungssituationen wiederum zu Fehleranfälligkeiten führen. So kann ein/e Mitarbeiter/in z.B. bei ihren Entscheidungen zu Trendinformationen tendenziell von dem beeinflusst sein, was er/sie über ein entsprechendes Trendthema bereits denkt bzw. wie seine/ihre Einstellung hierzu im Vorfeld ist (Attitude). Seit Formulierung der Dissonanztheorie durch Festinger (1957) ist dies als selektive Informationssuche bekannt (Selective Exposure to Information). Damit wird die Tendenz bezeichnet, bei der Verarbeitung von Informationen übermäßig solche auszuwählen, die der eigenen Einstellung entsprechen. Diese unausgewogene Vorgehensweise geht zudem meist mit der von Lord, Ross und Lepper (1979) untersuchten Tendenz einher, diese Informationen auch für relevanter zu bewerten als Einstellungswidersprechende (Biased Assimilation). Die beiden Tendenzen können infolgedessen zu fehleranfälligen Informationsverarbeitungsprozessen führen. Ihre Effekte werden nach Fischer, Weisweiler und Frey (2010) unter dem übergeordneten Begriff der konfirmatorischen Informationsverarbeitung zusammengefasst.
Im Corporate-Foresight-Kontext können derartige Informationsverarbeitungsprozesse zu einer unerwünschten, minderen Entscheidungsqualität bei dem Treffen von Vorhersagen führen. Die daraus resultierenden Fehleinschätzungen stellen reale Gefahren für die Strategieentwicklung dar und bergen damit auch Risiken für die Zukunftsfähigkeit eines Unternehmens in Gänze. Neben dieser praktischen Relevanz ist es ebenso aufgrund bisher fehlender, psychologischer Forschungen in diesem Zusammenhang angezeigt, Untersuchungen zur Reduzierung kognitiver Fehleranfälligkeiten durchzuführen (Debiasing). Insbesondere fehlen Erkenntnisse zum Entscheidungsverhalten während einer potenziell konfirmatorischen Informationsverarbeitung im aufgezeigten Kontext.
Der identifizierte Forschungsbedarf wird angegangen, indem die Wirksamkeit von Debiasing Maßnahmen untersucht wird (Debiasing Techniques), die auf der Corporate-Foresight-Methode des Technology Roadmapping basieren. Hierbei werden z.B. Workshops eingesetzt, in denen die Aufmerksamkeit teilnehmender Personen auf kausale Zusammenhänge zwischen visuell aufbereiteten Informationen per Moderator/in gesteuert wird (Attention Guidance). Diese Methode, mit ihren Kernelementen Informationsvisualisierungen und Moderationshinweise, wird zur Ausgestaltung eines experimentell zu untersuchenden Entscheidungszenarios herangezogen. Folglich werden diese beiden Kernelemente als Debiasing Maßnahmen operationalisiert, um ein erfolgreiches Eingreifen in fehleranfällige Informationsverarbeitungsprozesse zu ermöglichen und ihre Wirksamkeit zu untersuchen.
Die entsprechenden Hypothesen besagen, dass derartige Maßnahmen zur Salientmachung kausaler Zusammenhänge inklusive Aufmerksamkeitssteuerung hierauf eine analytischere und ausgewogenere Informationsverarbeitung bewirken kann als ohne Einsatz solcher Maßnahmen. Denn aufgrund einer derart induzierten Vorgehensweise zur Informationsverarbeitung sollten alle vorliegenden Informationen gleichermaßen betrachtet und Zusammenhänge beachtet werden können. Letztendlich soll mittels kausalen Schlussfolgerns (Causal Reasoning) auch eine größere Offenheit (Open-Mindedness) gegenüber einstellungswidersprechenden Informationen bei Versuchspersonen erzielt und weniger einstellungskonformes bzw. einstellungswidersprechendes Entscheidungsverhalten bewirkt werden (Counterattitudinal Behavior). Als experimentelles Entscheidungsszenario wird die Corporate Foresight-Aktivität der Trendanalyse und -bewertung eingesetzt. Dabei wird passend zu dem psychologischen Wirkprinzip die Analyse, Auswahl und Bewertung neuer Informationen als Aufgabenstellung genutzt. Der aus einer Unternehmenspraxis stammende Gegenstand wird somit in theoriebasierte, psychologische Experimente und folglich in einen kognitionswissenschaftlichen Untersuchungsgegenstand übersetzt.
Als theoretischer Ausgangspunkt für die geplanten Untersuchungen wird ein auf der Dissonanztheorie von Festinger (1957) basierendes Forschungsparadigma nach Frey (1986) herangezogen. In drei Studienreihen werden die Debiasing-Maßnahmen als entsprechend untersuchbare Treatments operationalisiert und auf ihre Wirkung und Gültigkeit hin untersucht. Für die Forschungsarbeit werden Ergebnisse aus Pre-Tests und Studienreihen mit insgesamt rund 400 Versuchspersonen ausgewertet.
Die Ergebnisse zeigen auf, dass der Einfluss von Einstellung und die verzerrenden Effekte der konfirmatorischen Informationsverarbeitung durch den Einsatz der Treatments verringert werden können. Aufgrund weniger einstellungskonformen Entscheidungsverhaltens stellt sich die Informationssuche und -bewertung schließlich ausgewogener dar (Debiasing Confirmatory Information Processing). Neben den hypothesenkonformen Ergebnissen können zudem weitere Erkenntnisse berichtet werden.
Der Nutzen für die Wirschafts- und Organisationspsychologie aus den gewonnenen Ergebnissen besteht u.a. im Erkenntnisgewinn für die Themengebiete des Entscheidungsverhaltens in Situationen der Unsicherheit, der konfirmatorischen Informationsverarbeitung und dem Treffen von Vorhersagen. Dies gilt insbesondere für das Debiasing, was mithilfe eines neuartigen Forschungsansatzes bewerkstelligt wird. Die Forschungsergebnisse können zudem für das Aufzeigen praktischer Maßnahmen im Corporate-Foresight-Kontext genutzt werden, deren wirkungsvolle Anwendbarkeit mithilfe psychologischer Untersuchungen experimentell validiert werden konnte