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Enthält die 2 Vorträge: Die Entwicklung der Einkommensverteilung und der Einkommensarmut in den alten Bundesländern von 1962 bis 1988 / Irene Becker, Universität Frankfurt/Main Vergleichende Analyse der Einkommensverteilung und der Einkommensarmut in den alten und neuen Bundesländern von 1990 bis 1995 / Richard Hauser, Universität Frankfurt a.M.
Revised version of a paper presented at the Conference "The Distribution of Economic Well-Being in the 1980s - an International Perspective", June 21 - 23, 1993, in Fiskebäckskil, Sweden. This paper sketches changes in the distribution of well-being during the period from 1972 to 1991 against the background of West Germany's economic and demographic development, and compares the distribution of well-being in East Germany before and after reunification. We rely on equivalent income of persons as the main indicator to measure well-being, but we also look at the distribution of gross wage income of workers and employees. Estimates of the Federal Statistical Office referring to the mesolevel of average equivalent income of socio-economic groups as well as various distributional measures computed by us at the micro-level are used to gauge changes of the distribution. The computations are based on two sets of micro-data available to us, the official Income and Consumption Surveys (1973, 1978 and 1983), and the German Socio-economic Panel (1983 to 1990 for West Germany, 1990, 1991 for East Germany). At the meso-level we find substantial changes in the relative welfare positions of the ten socio-economic groups distinguished, but a nearly constant ranking of the groups during the whole period under review. At the micro-level our computations indicate slight increases in the inequality of gross earnings during both decades. The distribution of well-being as measured by equivalent income of persons seems also to have become slightly more unequal during the whole period but the changes are very small, and partly reversed during subperiods. A decomposition of overall inequality by occupational status of the heads of household using the Theil measure shows that more than 80 percent of overall inequality is due to within-group inequality with rising tendency. This result is mitigated a little when dis aggregating the heterogeneous group of not gainfully employed with regard to the main income source of the household.
Die Untersuchungen auf der Basis der Einkommens- und Verbrauchs stichproben haben ergeben, daß sich hinter der für die "alte" Bundesrepublik festgestellten weitgehenden Stabilität der Verteilung der Nettoäquivalenzeinkommen deutliche Veränderungen auf den vorgelagerten Stufen des Verteilungsprozesses verbergen. Bei den individuellen Erwerbseinkommen sowie bei den individuellen Faktoreinkommen (nur Bezieher) sind zwischen 1973 und 1988 die hier einbezogenen aggregierten Ungleichheitsmaße zwar kaum gestiegen; Kernel Density-Schätzungen zeigen aber einen leichten Polarisierungstrend der bimodalen Verteilung, da die Dichte in den Randbereichen der Verteilung zugenommen hat und das Dichtetal zwischen den beiden Gipfeln sich gesenkt hat. Unter Berücksichtigung des Haushaltszusammenhangs - durch Zusammenfassung individueller Faktoreinkommen auf Haushaltsebene und Gewichtung mit einer Äquivalenzskala - erweisen sich die Verteilungsänderungen als noch gravierender. Die aggregierten Ungleichheitsmaße sind stark gestiegen, und das Verhältnis der beiden Modi der zweigipfligen Verteilung hat sich umgekehrt: lag 1973 der erste Gipfel im Bereich der geringfügigen Faktoräquivalenzeinkommen noch deutlich unter dem zweiten, knapp unterhalb des Durchschnitts gelegenen Gipfel, so war 1988 der erste Gipfel deutlich höher als der zweite. Die relative Häufigkeit marginaler Faktoräquivalenzeinkommen hat im Zeitablauf also eindeutig zugenommen, ebenso wie die im oberen Einkommensbereich. Dennoch kann man von Polarisierung nur in einem weiteren Sinn sprechen, da das Dichtetal zwischen den Modi 1988 höher als 1973 liegt. Es mag beruhigend wirken, daß - zumindest in der Zeit vor der Wiedervereinigung - das Abgaben- und Transfersystem die zunehmende Disparität der Faktoreinkommensverteilung insoweit kompensieren konnte, als die relative Häufigkeit des Niedrigeinkommensbereichs - hier abgegrenzt mit 50% des durchschnittlichen Nettoäquivalenzeinkommens - vergleichsweise mäßig zugenommen hat. Dieser Eindruck ist allerdings im Hinblick auf die eingangs erwähnten Einschränkungen der Datenbasis zu relativieren. Die unzureichende Erfassung des oberen und des unteren Randbereichs der Einkommensverteilung läßt vermuten, daß der tatsächliche Trend zunehmender Ungleichheit und Polarisierung durch unsere Analysen unterschätzt wird.
Die Analyse von Entwicklungstendenzen der personellen Einkommensverteilung in der Bundesrepublik Deutschland hat ein hohes Maß an Stabilität ergeben. Trotz vielfältiger gesamtwirtschaftlicher und sozialer Wandlungsprozesse während des einbezogenen Vierteljahrhunderts (1962/63 bis 1988) deuten aggregierte Verteilungsmaße auf der Basis von Mikrodaten der Einkommens- und Verbrauchsstichproben (EVS) sehr mäßige Veränderungen der Verteilung der Nettoäquivalenzeinkommen an. Der sich zunächst abzeichnende leichte Trend zu verminderter Ungleichverteilung kehrte sich im letzten Jahrzehnt des Beobachtungszeitraums wieder um, so daß die meisten Verteilungsindikatoren 1988 wieder nahe den Werten zu Beginn der siebziger Jahre lagen. Zwischen 1978 und 1983 scheint sich insbesondere die Situation der untersten Schichten verschlechtert zu haben, wie die Entwicklung des Atkinson-Index bei hoher Ungleichheitsaversion, des Theil-Index und der Armutsquote - bei einer relativen Armutsgrenze von 50% des durchschnittlichen Nettoäquivalenzeinkommens - belegen. Ein Vergleich der Verteilungsentwicklung auf verschiedenen Stufen des Verteilungsprozesses zeigt, daß sich die primäre und die sekundäre Verteilung tendenziell auseinanderentwickelt haben. Beispielsweise ist der Gini-Koeffizient der Faktoräquivalenzeinkommen im Untersuchungszeitraum um 7% gestiegen, der der Nettoäquivalenzeinkommen um 11% gesunken. Das soziale Sicherungssystem scheint sich im Untersuchungszeitraum also im großen und ganzen bewährt zu haben. Dennoch deuten sich neuerdings wieder zunehmende Verteilungsprobleme und sozialpolitische Problemfelder an. Abgesehen von dem allgemeinen Anstieg der Armutsquote in den achtziger Jahren und der nach wie vor ungünstigen Position der (vollständigen) Familien mit mehreren Kindern zeigt sich insbesondere bei den Alleinerziehenden eine alarmierende Entwicklung. Ihre durchschnittliche Wohlstandsposition erreichte 1988 nur noch ca. vier Fünftel (Alleinerziehende mit einem Kind) bzw. drei Fünftel (Alleinerziehende mit mehreren Kindern) des durchschnittlichen Nettoäquivalenzeinkommens insgesamt. Die relativen Positionen der anderen Haushalts- bzw. Familientypen haben sich im Zeitablauf tendenziell eher dem Gesamtdurchschnitt angenähert, so daß eine Dekomposition von Verteilungsindikatoren eine eindeutige und anhaltende Dominanz der Intra-Gruppen-Ungleichheit gegenüber der Ungleichverteilung zwischen den Haushaltstypen ergibt (ca. 90% der insgesamt gemessenen Ungleichheit). Auch in der Differenzierung nach der sozialen Stellung des Haushaltsvorstands überwiegt die Intra-Gruppen-Ungleichheit die Inter-Gruppen-Komponente der Einkommensungleichverteilung um ein Vielfaches, und zwar in deutlich zunehmendem Maß. Eine zielgerichtete Sozial- und Verteilungspolitik sollte also nicht an traditionellen Kategorien bzw. Schichtmerkmalen - z.B. Arbeiterschicht versus Unternehmerschicht - anknüpfen, sondern die komplexen Einflußfaktoren, die die materielle Situation von Haushalten determinieren, und damit die Heterogenität von eindimensional abgegrenzten Gruppen berücksichtigen. Darüber hinaus hat die Untersuchung auf der Basis der EVS-Datenbank gezeigt, daß sich hinter einer insgesamt recht stabilen Einkommensverteilung vielfältige, sich kompensierende Einzelentwicklungen verbergen, die in der Sozial- und Familienpolitik beachtet werden sollten.
Did earnings inequality in the Federal Republic of Germany increase from the 1960s to the 1980s?
(1996)
Das Niedrigeinkommenssegment steht im Zentrum der Kontroversen um eine Reform des Sozialstaats. Die Kenntnis seiner soziodemographischen Zusammensetzung ist daher unabdingbar, um in der betreffenden Diskussion gehaltvoll Position beziehen zu können. Besonders interessieren in diesem Zusammenhang Zeitvergleiche. In diesem Sinne wird in der vorliegenden Studie die Veränderung der Struktur des Niedrigeinkommensbereiches in der Bundesrepublik anhand einer Abfolge mehrerer Querschnitte, welche die Jahre 1962/63 bis 1988 umfaßt, analysiert. Dem Niedrigeinkommensbereich werden - in Anlehnung an neuere Ergebnisse in der Literatur über „prekären Wohlstand“ und über Abstiegsrisiken - diejenigen Personen zugerechnet, die nicht mehr als 80 v. H. des durchschnittlichen Nettoäquivalenzeinkommens zur Verfügung haben. Zur vertieften Analyse wird der Niedrigeinkommensbereich nochmals in vier Teilsegmente unterteilt. Entsprechend den relativen Besetzungshäufigkeiten zeigt sich beim Vergleich mit dem oberen Einkommensbereich für spezifische Personengruppen eine Überrepräsentation im Niedrigeinkommensbereich bzw. in seinen vier Teilsegmenten. Hierbei ergeben sich im Zeitablauf einige aufschlußreiche Trends. So erhöhte sich von 1962 bis 1988 beispielsweise für Alleinstehende, für Personen in Alleinerziehenden-, in Nichterwerbstätigenhaushalten sowie für Personen in Haushalten mit einer weiblichen Bezugsperson der Grad der Überrepräsentation im Niedrigeinkommensbereich. Gleiches gilt für Personen in Haushalten mit einem hohen Mietanteil am Haushaltsnettoeinkommen bzw. generell für Personen in Nichteigentümerhaushalten. Demgegenüber verringerte sich insbesondere für Personen im Haushaltstyp einer vollständigen Familie mit vier Kindern oder für Personen in Landwirte- und Arbeiterhaushalten von 1962 bis 1988 das Ausmaß der Überrepräsentation im Niedrigeinkommenssegment.
Nep1 (Emg1) is a highly conserved nucleolar protein with an essential function in ribosome biogenesis. A mutation in the human Nep1 homolog causes Bowen–Conradi syndrome—a severe developmental disorder. Structures of Nep1 revealed a dimer with a fold similar to the SPOUT-class of RNA-methyltransferases suggesting that Nep1 acts as a methyltransferase in ribosome biogenesis. The target for this putative methyltransferase activity has not been identified yet. We characterized the RNA-binding specificity of Methanocaldococcus jannaschii Nep1 by fluorescence- and NMR-spectroscopy as well as by yeast three-hybrid screening. Nep1 binds with high affinity to short RNA oligonucleotides corresponding to nt 910–921 of M. jannaschii 16S rRNA through a highly conserved basic surface cleft along the dimer interface. Nep1 only methylates RNAs containing a pseudouridine at a position corresponding to a previously identified hypermodified N1-methyl-N3-(3-amino-3-carboxypropyl) pseudouridine (m1acp3-Psi) in eukaryotic 18S rRNAs. Analysis of the methylated nucleoside by MALDI-mass spectrometry, HPLC and NMR shows that the methyl group is transferred to the N1 of the pseudouridine. Thus, Nep1 is the first identified example of an N1-specific pseudouridine methyltransferase. This enzymatic activity is also conserved in human Nep1 suggesting that Nep1 is the methyltransferase in the biosynthesis of m1acp3-Psi in eukaryotic 18S rRNAs.
Small interfering RNAs (siRNAs) are now established as the preferred tool to inhibit gene function in mammalian cells yet trigger unintended gene silencing due to their inherent miRNA-like behavior. Such off-target effects are primarily mediated by the sequence-specific interaction between the siRNA seed regions (position 2–8 of either siRNA strand counting from the 5'-end) and complementary sequences in the 3'UTR of (off-) targets. It was previously shown that chemical modification of siRNAs can reduce off-targeting but only very few modifications have been tested leaving more to be identified. Here we developed a luciferase reporter-based assay suitable to monitor siRNA off-targeting in a high throughput manner using stable cell lines. We investigated the impact of chemically modifying single nucleotide positions within the siRNA seed on siRNA function and off-targeting using 10 different types of chemical modifications, three different target sequences and three siRNA concentrations. We found several differently modified siRNAs to exercise reduced off-targeting yet incorporation of the strongly destabilizing unlocked nucleic acid (UNA) modification into position 7 of the siRNA most potently reduced off-targeting for all tested sequences. Notably, such position-specific destabilization of siRNA–target interactions did not significantly reduce siRNA potency and is therefore well suited for future siRNA designs especially for applications in vivo where siRNA concentrations, expectedly, will be low.
The thermodynamics of base pairing is of fundamental importance. Fluorinated base analogs are valuable tools for investigating pairing interactions. To understand the influence of direct base–base interactions in relation to the role of water, pairing free energies between natural nucleobases and fluorinated analogs are estimated by potential of mean force calculations. Compared to pairing of AU and GC, pairing involving fluorinated analogs is unfavorable by 0.5–1.0 kcal mol -1. Decomposing the pairing free energies into enthalpic and entropic contributions reveals fundamental differences for Watson–Crick pairs compared to pairs involving fluorinated analogs. These differences originate from direct base–base interactions and contributions of water. Pairing free energies of fluorinated base analogs with natural bases are less unfavorable by 0.5–1.0 kcal mol -1 compared to non-fluorinated analogs. This is attributed to stabilizing C–F…H–N dipolar interactions and stronger N…H–C hydrogen bonds, demonstrating direct and indirect influences of fluorine. 7-methyl-7H-purine and its 9-deaza analog (Z) have been suggested as members of a new class of non-fluorinated base analogs. Z is found to be the least destabilizing universal base in the context of RNA known to date. This is the first experimental evidence for nitrogen-containing heterocylces as bioisosteres of aromatic rings bearing fluorine atoms.
Responding to inadequate awareness of the outstanding importance of biodiversity, the BioFrankfurt network was founded in 2004 in the State of Hesse, Germany. It is presented here as a case study and may serve as a model for other parts of the world, such as the Middle East. In 2007, only about 26% of the German population were familiar with the term “Biodiversity”, and most of them only had a vague idea about its meaning. The BioFrankfurt network of institutions addressed this problem, raising public awareness and supporting research, education and conservation. A regional biodiversity education program has been developed and delivered to more than 500 schools. Since 2007, an innovative public relations campaign combines raising awareness on regional biodiversity issues with activities to improve the public image of the Frankfurt area. Because of its geographical focus, the network’s activities gained the attention of local and regional politicians and other decision makers, culminating in the joint establishment of a new Biodiversity and Climate Research Centre by BioFrankfurt member institutions. The success of current activities attracts interesting partners, resulting in challenging cooperation initiatives. The authors are convinced that the network’s concepts and activities have a great potential to profoundly enhance the notion and acceptance of biodiversity issues elsewhere. Keywords: BioFrankfurt, biodiversity network, education, public awareness, scientifi c communication
Rezension von: Rainer Forst (2007) Das Recht auf Rechtfertigung. Elemente einer konstruktivistischer Theorie der Gerechtigkeit. Frankfurt am Main: Suhrkamp, 413 pp.
The huntsman spider genera Sparianthina Banks, 1929 and Anaptomecus Simon, 1903 are reviewed. The type species of Sparianthina, Sparianthina selenopoides Banks, 1929, is redescribed, illustrated, and recorded from Costa Rica for the first time; a lectotype and paralectotype are designated. Three species are transferred to the genus: Sparianthina pumilla (Keyserling, 1880) comb. n. from Heteropoda Latreille, 1804 (lectotype and paralectotype are designated), Sparianthina rufescens (Mello-Leitão, 1940) comb. n. from Anaptomecus and Sparianthina milleri (Caporiacco, 1955) comb. n. from Macrinus Simon, 1887. The ♂ of S. rufescens (Mello-Leitão, 1940) comb. n. and the ♀ of S. milleri comb. n. are described for the first time. Three new species are described: Sparianthina adisi sp. n., S. deltshevi sp. n., and S. saaristoi sp. n. The male and female of Anaptomecus longiventris Simon, 1903 are described for the first time and the species is recorded from Panama for the first time. Two new species are described: Anaptomecus temii sp. n. and A. levyi sp. n. Keywords: Taxonomy, re-description, transfer, review
A new species of the basal araneomorph spider genus Ectatosticta (Araneae, Hypochilidae) from China
(2009)
The hypochilid spider Ectatosticta davidi (Simon) is redescribed on the basis of adults from Mt. Taibaishan in Shaanxi Province, China; the specimens from Qinghai Province previously identified as E. davidi by most modern authors belong to a new species described as E. deltshevi. Keywords: Araneae, Araneomorphae, Hypochilidae, Ectatosticta, China
Despite prevailing arid conditions, the diversity of terrestrial and freshwater biota in the Middle East is amazingly high and marine biodiversity is among the highest on Earth. Th roughout the Region, threats to the environment are moderate to severe. Despite the outstanding economic and ecological importance of biological diversity, the capacity in biodiversity-related research and academic education is inadequate. The "Middle Eastern Biodiversity Network" (MEBN), founded in 2006 by six universities and research institutes in Iran, Jordan, Germany, Lebanon and Yemen was designed to fi ll this gap. An integrated approach is taken to upgrade biodiversity research and education in order to improve regional ecosystem conservation and management capacities. A wide range of activities are carried out in the framework of the Network, including capacity building in biological collection management and professional natural history curatorship, developing university curricula in biodiversity, conducting scientifi c research, organising workshops and conferences on Middle Eastern biodiversity, and translating the results of biodiversity research into conservation and sustainable development. Keywords: Middle Eastern biodiversity, nature museums, biodiversity research, biodiversity education, biodiversity conservation, biodiversity networks
Nach den Worten des Bundesverfassungsgerichts ist die Gewaltenteilung ein tragendes Organisationsprinzip des Grundgesetzes (BVerfGE 3, S. 225 ff. [247]). Keine Gewalt darf ein von der Verfassung nicht vorgesehenes Übergewicht über die andere Gewalt erhalten (BVerfGE 9, S. 268 ff. [279]). Wo in der deutschen Verfassungswirklichkeit im Verhältnis zwischen Exekutive und Judikative solche Organisationsstrukturen von zureichender Wirkungskraft zu finden sind, stellt das Bundesverfassungsgericht nicht klar. Die allein mit rechtswissenschaftlichen Instrumentarien nicht zu klärende Frage, ob die Bundesrepublik Deutschland bereits Organisationsstrukturen besitzt, die ein psychosoziales Übergewicht der Exekutive über die Rechtsprechung ausschließen, begegnet bei näherer Betrachtung der Verfassungswirklichkeit in Deutschland (Kapitel III., Schwerpunkt der Dissertation) erheblichen Zweifeln. Die nach dem Ende des 2. Weltkriegs vorgefundene und bis heute in ihrer Grundstruktur unveränderte Verwaltung der Dritten Gewalt durch die Exekutive entspricht nicht den Zielen des Gewaltenteilungsprinzips. Ein Prinzip ist eine Einsicht, ein Ziel und eine Handlungsregel, die methodisch am Anfang eines theoretischen Aufbaus oder Systems von Handlungsorientierungen steht. Montesquieu umschreibt die seinem Gewaltenteilungsprinzip zu Grunde liegende anthropologische Einsicht mit den Worten: „Eine ewige Erfahrung lehrt jedoch, dass jeder Mensch, der Macht hat, dazu getrieben wird, sie zu missbrauchen. Er geht immer weiter, bis er an Grenzen stößt. Wer hätte das gedacht: Sogar die Tugend hat Grenzen nötig“. Die deutsche Verfassungswirklichkeit der Rechtsprechung kennt keine Schutzgrenzen gegenüber der Exekutive. Es gibt keine Organisationsstrukturen, die subtile Übergriffe der vollziehenden Gewalt auf die Rechtsprechung von vornherein objektiv unmöglich machten. Deutschland begnügt sich mit Appellen an die mit der Justizverwaltung betrauten Regierungsmitglieder (i.d.R. Justizminister) und an die ihnen nachgeordneten Staatsorgane (z.B. Gerichtspräsidenten); sie hofft auf deren Rechtstreue und Augenmaß. Deutschland folgt dem Hoffnungsprinzip, nicht dem Gewaltenteilungsprinzip. Das im Grundgesetz festgeschriebene Prinzip der Gewaltenteilung organisatorisch umzusetzen, ist ein Ziel und eine Handlungsregel und damit eine vom Grundgesetz gestellte Aufgabe (a.M. BVerfGE 55, S. 372 ff. [388]). Die der Dreiteilung der Staatsgewalten (Art. 20 II 2 GG) vorausgehende anthropologische Einsicht Montesquieus ist überdies einer der bei der Auslegung des Grundgesetzes anzulegenden Maßstäbe. Der Wortlaut des Art. 92 erster Halbsatz GG ist die an die Spitze des Abschnitts „IX. Die Rechtsprechung“ gestellte Bestätigung der Grundentscheidung des Art. 20 II 2 GG für die Gewaltenteilung. Er bringt den Willen des Grundgesetzes zum Ausdruck, dass in der Verfassungswirklichkeit Deutschlands die rechtsprechende Gewalt in einer organisatorisch gleich wirkungsvollen Weise den Richtern anvertraut sein möge wie die gesetzgebende Gewalt den Parlamentsabgeordneten.
Within the present study the occurrence and fate of the organophosphorus flame retardants and plasticizers tris(2-chloroethyl) phosphate (TCEP), tris(2-chloro-1-methylethyl) phosphate (TCPP), tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (TDCP), tris(2-butoxyethyl) phosphate (TBEP), tri-iso-butyl phosphate (TiBP), and tri-n-butyl phosphate (TnBP) in precipitation, lake water, surface runoff and groundwater from urban and remote areas in Germany was investigated between June 2007 and October 2009. 255 samples of precipitation, 210 samples of lentic surface water and 72 samples of groundwater were analyzed for the six organophosphates (OPs) by solid phase extraction followed by gas chromatography-mass spectrometry. The research focused on aspects concerning (1) the atmospheric washout of OPs by precipitation, (2) the temporal variation of OP concentrations in precipitation and in lentic surface waters as well as (3) the pollution of groundwater by OPs. The results of the study emphasize the importance of precipitation as an all-season entry-pathway for OPs in the aquatic environment, particularly in densely populated urban environments with high traffic volume and abundant usage of flame-protected products. No seasonal trends were observed for all analytes in precipitation at the urban sampling site. TCPP dominated in all precipitation and storm water holding tank (SWHT) water samples with maximum levels exceeding 1 µg/L. An accumulation of OPs deposited in SWHTs was observed with concentrations often exceeding those observed in wet precipitation. Median concentrations of TCPP (880 ng/L), TDCP (13 ng/L), and TBEP (77 ng/L) at the urban SWHT were more than twice as high as those measured at the urban precipitation sampling site (403 ng/L, 5 ng/L, 21 ng/L) located close to the SWHT. OP levels in more remote lakes were often below or close to the limits of quantitation (LOQ). Nevertheless, TCPP was the substance with the highest median concentration in rural volcanic lakes (7–18 ng/L) indicating an atmospheric transport of the compound. At urban lakes the median OP concentrations were in the range of 23–61 ng/L (TCEP), 85–126 ng/L (TCPP), <LOQ–53 ng/L (TBEP), 8–10 ng/L (TiBP), and 17–32 ng/L (TnBP). In laboratory experiments, TBEP, TiBP, and TnBP were photochemically degraded in spiked lake water samples upon exposure to sunlight. In the SWHT a seasonal trend with decreasing concentrations in summer/autumn was evident for TiBP and TnBP but not for the chlorinated OPs. The decreasing concentrations can be explained by in-lake photodegradation. Results have also shown that the occurrence of OPs in groundwater is depending on the anthropogenic impact during groundwater recharge/natural replenishment. Infiltration of precipitation was found to be no important entry-pathway for OPs into aquifers at rural sites. Highest OP concentrations (>0.1 µg/L) were determined in groundwater polluted by percolating leachate from contaminated sites or groundwater recharged via bank filtration of OP-loaded recipients. Concentrations of TCEP, TCPP, TiBP and TnBP in groundwater decreased rapidly (89–97%) during bank filtration with increasing distance from the recipient due to adsorption processes and/or biotransformation. Although TCEP and TCPP are stable within the aquifer, they are not suitable as conservative organic tracers in groundwater.
We presented a proof for the classical stable limit laws under use of contraction method in combination with the Zolotarev metric. Furthermore, a stable limit law was proved for scaled sums of growing into sequences. This limit law was alternatively formulated for sequences of random variables defined by a simple degenerate recursion.
Das Ziel dieser Studie war die Etablierung von Grenzwerten für die bronchiale Methacholinprovokation durch Vergleich des Aerosol Provokation Systems (APS-SC) mit einem ATS Standard (five-breath dosimeter method, SDM). Unsere Ergebnisse zeigen, dass die APS-SC Methode unter Verwendung eines Kurzprotokolls und des Systems der Firma Cardinal Health eine sichere, schnelle und verlässliche Methode der bronchialen MCP darstellt. Im Schnitt erspart dieses Verfahren acht Minuten gegenüber der klassischen SDM gemäß dem von der ATS empfohlenen „short five breath dosimeter protocol“. Zudem entfallen in der Vorbereitung das Herstellen und die Lagerung mehrerer unterschiedlich konzentrierter Methacholinlösungen; während der Untersuchung existiert daher auch kein Verwechslungsrisiko. Der Test selbst ist für Untersucher und Patient weniger belastend. Die Verwendung einer Konzentration von 16,00 mg/ml für die Methacholin-Testlösung stellt einen guten Mittelweg zwischen akzeptablen Inhalationszeiten innerhalb der Stufen und einer nicht zu aggressiven Konzentration dar, mit der vom Anfang eines Tests bis zu seinem Ende gearbeitet werden kann. Zwischen den Kategorien der BHR für die SDM- und die APS-SC Methode besteht ein enger Zusammenhang. Als Grenzwert für die Annahme einer BHR – definiert als diejenige Methacholindosis bzw. -konzentration, die zu einem Abfall der FEV1 um 20 % vom Ausgangswert führt – stimmt der bestehende und von der ATS publizierte Grenzwert von 8,00 mg/ml am besten mit einer Dosis von 1,00 mg Methacholin in der APS-SC Methode überein.
Although autism spectrum disorders (ASDs) have a substantial genetic basis, most of the known genetic risk has been traced to rare variants, principally copy number variants (CNVs). To identify common risk variation, the Autism Genome Project (AGP) Consortium genotyped 1558 rigorously defined ASD families for 1 million single-nucleotide polymorphisms (SNPs) and analyzed these SNP genotypes for association with ASD. In one of four primary association analyses, the association signal for marker rs4141463, located within MACROD2, crossed the genome-wide association significance threshold of P < 5 × 10−8. When a smaller replication sample was analyzed, the risk allele at rs4141463 was again over-transmitted; yet, consistent with the winner's curse, its effect size in the replication sample was much smaller; and, for the combined samples, the association signal barely fell below the P < 5 × 10−8 threshold. Exploratory analyses of phenotypic subtypes yielded no significant associations after correction for multiple testing. They did, however, yield strong signals within several genes, KIAA0564, PLD5, POU6F2, ST8SIA2 and TAF1C.
Akute Hochrisiko-Leukämien oder deren Rezidive, chronische Leukämien, Myelodysplastische Syndrome und Hodgkin- und Non-Hodgkin-Lymphome sind Indikationen für hämatopoetische Stammzelltransplantationen. Das Verfahren ist mit einer hohen Therapie-assoziierten Morbidität und Mortalität (TRM), die bei 5-40% liegt, assoziiert. Hauptprobleme sind dabei neben Infektionen die akute und chronische Transplantatreaktion (Graft-versus-Host-Erkrankung, GvHD). Die TRM variiert je nach Grunderkrankung, Spender und Allgemeinzustand des Patienten. Um Risikofaktoren für die TRM zu identifizieren, analysierten wir in einer retrospektiven Studie 205 allogene pädiatrische SZT in 4 Kliniken, von denen jeweils 2 Kliniken ein hohes bzw. niedriges Risikoprofil hinsichtlich der TRM hatten. Wir überprüften die Anwendbarkeit und Validität des von Matthes-Martin et al. entwickelten Risikoscores (TRMScore), der aus drei Risiko-Punkten Patienten-spezifische (Alter, Grunderkrankung) und Therapie-spezifische (Spender) Charakteristika miteinander kombiniert. Dieser Score teilt die Patienten in 4 TRM–Risikogruppen ein mit einem Score von 0 Punkten (Patient unter 10 Jahren mit HLA-identischen Geschwister als Donor) bis zu 3 Punkten (Patient über 10 Jahren, CR3 und HLA-nicht passenden Spender). Wir modifizierten den TRM-Score von Matthes-Martin et al., indem wir die Patienten mit einem TRM-Score von 0 und 1 in eine erste Gruppe (TRM-Score I) und die Patienten mit dem TRM-Score von 2 und 3 in eine zweite Gruppe zusammen (TRM-Score II) zusammenfassten, und entwickelten den mTRM-Score (modifizierter TRM-Score). Die Indikationen zur SZT waren ALL, AML, CML, Non-Hodgkin-Lymphome, Hodgkin-Lymphome und MDS. Es gab 88 KMT und 115 PBSZT und in 2 Fällen war die Stammzellquelle eine Kombination aus Knochenmark und peripherem Blut. Das Patientenalter lag zwischen 0 und 23 Jahren. Spender waren MSD (26,8%), MRD (1%), MUD (53,2), MMUD (10,2%) und MMRD (8,8). Am LFU lebten 61% der Patienten. Von den 39% der verstorbenen Patienten sind 40% aufgrund eines Rezidivs verstorben und 60% transplantationsassoziiert. Die Gesamt-TRM lag bei 22,4%. Wir teilten transplantationsassoziierte Faktoren in folgende Gruppen ein: Patienten-assoziierte Variablen, Spender-assoziierte, Krankheits-assoziierte, Therapie-assoziierte Variablen und sonstige Variablen. Die logistische Regression zeigte signifikant prognostische Faktoren, die die TRM beeinflussen. Das waren die Klinik (P=0,0045), in der die SZT durchgeführt wurde, das Jahr der SZT (P=0,0457, ab 2001) und der Spendertyp (P=0,0083, kein MSD). Die Diagnose, der Remissionsstatus bei SZT und der TRM-Score waren keine prognostischen Risikofaktoren für die TRM. Bei Anwendung des mTRM-Scores kristallisierte sich dieser als ein Prädiktor für die TRM (P=0,0447) heraus. Ein TRM-Score von I ging mit einer niedrigen TRM-Rate einher. Der mTRM-Score kann aufgrund der Ergebnisse zur Therapieentscheidung herangezogen werden, da er eine Einschätzung der tatsächlichen Überlebenswahrscheinlichkeit für die Patienten möglich macht. Die Klinik als Risikofaktor für die TRM ist nicht alleine durch das Patientenkollektiv und durch die Auswahl des Spendertyps zu erklären. Anhand der 1-Jahres-TRM (23%) von Matthes-Martin et al. errechneten wir die zu erwartende TRM-Rate für unsere Kliniken. Die erwartete TRM wich in Klinik C und Klinik D stark von der beobachteten TRM ab, in Klinik A und Klinik B waren sie annähernd gleich. Ein signifikanter Unterschied bestand nur bei Klinik C mit einem p-Wert von 0,05 bei dem TRM-Score und 0,02 bei dem mTRM-Score. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass das Outcome der SZT von den Kliniken an sich bzw. deren Therapiemodalitäten beeinflusst wurde.
Short-term memory requires the coordination of sub-processes like encoding, retention, retrieval and comparison of stored material to subsequent input. Neuronal oscillations have an inherent time structure, can effectively coordinate synaptic integration of large neuron populations and could therefore organize and integrate distributed sub-processes in time and space. We observed field potential oscillations (14–95 Hz) in ventral prefrontal cortex of monkeys performing a visual memory task. Stimulus-selective and performance-dependent oscillations occurred simultaneously at 65–95 Hz and 14–50 Hz, the latter being phase-locked throughout memory maintenance. We propose that prefrontal oscillatory activity may be instrumental for the dynamical integration of local and global neuronal processes underlying short-term memory.
Experience-driven formation of parts-based representations in a model of layered visual memory
(2009)
Growing neuropsychological and neurophysiological evidence suggests that the visual cortex uses parts-based representations to encode, store and retrieve relevant objects. In such a scheme, objects are represented as a set of spatially distributed local features, or parts, arranged in stereotypical fashion. To encode the local appearance and to represent the relations between the constituent parts, there has to be an appropriate memory structure formed by previous experience with visual objects. Here, we propose a model how a hierarchical memory structure supporting efficient storage and rapid recall of parts-based representations can be established by an experience-driven process of self-organization. The process is based on the collaboration of slow bidirectional synaptic plasticity and homeostatic unit activity regulation, both running at the top of fast activity dynamics with winner-take-all character modulated by an oscillatory rhythm. These neural mechanisms lay down the basis for cooperation and competition between the distributed units and their synaptic connections. Choosing human face recognition as a test task, we show that, under the condition of open-ended, unsupervised incremental learning, the system is able to form memory traces for individual faces in a parts-based fashion. On a lower memory layer the synaptic structure is developed to represent local facial features and their interrelations, while the identities of different persons are captured explicitly on a higher layer. An additional property of the resulting representations is the sparseness of both the activity during the recall and the synaptic patterns comprising the memory traces. Keywords: visual memory, self-organization, unsupervised learning, competitive learning, bidirectional plasticity, activity homeostasis, parts-based representation, cortical column
Echocardiography is increasingly used in the management of the critically ill patient as a non-invasive diagnostic and monitoring tool. Whilst in few countries specialized national training schemes for intensive care unit (ICU) echocardiography have been developed, specific guidelines for ICU physicians wishing to incorporate echocardiography into their clinical practice are lacking. Further, existing echocardiography accreditation does not reflect the requirements of the ICU practitioner. The WINFOCUS (World Interactive Network Focused On Critical UltraSound) ECHO-ICU Group drew up a document aimed at providing guidance to individual physicians, trainers and the relevant societies of the requirements for the development of skills in echocardiography in the ICU setting. The document is based on recommendations published by the Royal College of Radiologists, British Society of Echocardiography, European Association of Echocardiography and American Society of Echocardiography, together with international input from established practitioners of ICU echocardiography. The recommendations contained in this document are concerned with theoretical basis of ultrasonography, the practical aspects of building an ICU-based echocardiography service as well as the key components of standard adult TTE and TEE studies to be performed on the ICU. Specific issues regarding echocardiography in different ICU clinical scenarios are then described. Obtaining competence in ICU echocardiography may be achieved in different ways – either through completion of an appropriate fellowship/training scheme, or, where not available, via a staged approach designed to train the practitioner to a level at which they can achieve accreditation. Here, peri-resuscitation focused echocardiography represents the entry level – obtainable through established courses followed by mentored practice. Next, a competence-based modular training programme is proposed: theoretical elements delivered through blended-learning and practical elements acquired in parallel through proctored practice. These all linked with existing national/international echocardiography courses. When completed, it is anticipated that the practitioner will have performed the prerequisite number of studies, and achieved the competency to undertake accreditation (leading to Level 2 competence) via a recognized National or European examination and provide the appropriate required evidence of competency (logbook). Thus, even where appropriate fellowships are not available, with support from the relevant echocardiography bodies, training and subsequently accreditation in ICU echocardiography becomes achievable within the existing framework of current critical care and cardiological practice, and is adaptable to each countrie's needs.
Background: Local adaptation to divergent environmental conditions can promote population genetic differentiation even in the absence of geographic barriers and hence, lead to speciation. Perturbations by catastrophic events, however, can distort such parapatric ecological speciation processes. Here, we asked whether an exceptionally strong flood led to homogenization of gene pools among locally adapted populations of the Atlantic molly (Poecilia mexicana, Poeciliidae) in the Cueva del Azufre system in southern Mexico, where two strong environmental selection factors (darkness within caves and/or presence of toxic H2S in sulfidic springs) drive the diversification of P. mexicana. Nine nuclear microsatellites as well as heritable female life history traits (both as a proxy for quantitative genetics and for trait divergence) were used as markers to compare genetic differentiation, genetic diversity, and especially population mixing (immigration and emigration) before and after the flood. Results: Habitat type (i.e., non-sulfidic surface, sulfidic surface, or sulfidic cave), but not geographic distance was the major predictor of genetic differentiation. Before and after the flood, each habitat type harbored a genetically distinct population. Only a weak signal of individual dislocation among ecologically divergent habitat types was uncovered (with the exception of slightly increased dislocation from the Cueva del Azufre into the sulfidic creek, El Azufre). By contrast, several lines of evidence are indicative of increased flood-induced dislocation within the same habitat type, e.g., between different cave chambers of the Cueva del Azufre. Conclusions: The virtual absence of individual dislocation among ecologically different habitat types indicates strong natural selection against migrants. Thus, our current study exemplifies that ecological speciation in this and other systems, in which extreme environmental factors drive speciation, may be little affected by temporary perturbations, as adaptations to physico-chemical stressors may directly affect the survival probability in divergent habitat types.
Background: Thymostimulin is a thymic peptide fraction with immune-mediated cytotoxicity against hepatocellular carcinoma (HCC) in vitro and palliative efficacy in advanced HCC in two independent phase II trials. The aim of this study was to assess the efficacy of thymostimulin in a phase III trial. Methods: The study was designed as a prospective randomised, placebo-controlled, double-blind, multicenter clinical phase III trial. Between 10/2002 and 03/2005, 135 patients with locally advanced or metastasised HCC (Karnofsky [greater than or equal to]60% / Child-Pugh [less than or equal to]12) were randomised to receive thymostimulin 75 mg s.c. 5x/week or placebo stratified according to liver function. Primary endpoint was twelve-month survival, secondary endpoints overall survival (OS), time to progression (TTP), tumor response, safety and quality of life. A subgroup analysis according to liver function, KPS and tumor stage (Okuda, CLIP and BCLC) formed part of the protocol. Current Controlled Trials ISRCTN64487365. Results: Twelve-month survival was 28% [95%CI 17-41; treatment] and 32% [95%CI 19-44; control] with no significant differences in median OS (5.0 [95% CI 3.7-6.3] vs. 5.2 [95% CI 3.5-6.9] months; p=0.87, HR=1.04 [95% CI 0.7-1.6]) or TTP (5.3 [95%CI 2.0-8.6] vs. 2.9 [95%CI 2.6-3.1] months; p=0.60, HR=1.13 [95% CI 0.7-1.8]). Adjustment for liver function, Karnofsky status or tumor stage did not affect results. While quality of life was similar in both groups, fewer patients on thymostimulin suffered from accumulating ascites and renal failure. Conclusions: In our phase III trial, we found no evidence of any benefit to thymostimulin in the treatment of advanced HCC and there is therefore no justification for its use as single-agent treatment. The effect of thymostimulin on hepato-renal function requires further confirmation. trial registration: Current Controlled Trials ISRCTN64487365
Background: Reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) are produced during hemorrhagic shock and resuscitation (H/R), which may contribute to multiple organ failure. The AIM of this study was to test the hypothesis that green tea (Camellia sinenesis) extract containing 85% polyphenols decreases injury after H/R in rats by scavenging ROS and RNS. Method: S: Female Sprague Dawley rats were given 100 mg polyphenol extract/kg body weight or vehicle 2 h prior to hemorrhagic shock. H/R was induced by two protocols: 1) withdrawal of blood to a mean arterial pressure of 40 mm Hg followed by further withdrawals to decrease blood pressure progressively to 28 mm Hg over 1 h (severe), and 2) withdrawal of blood to a sustained hypotension of 40 mm Hg for 1 h (moderate). Rats were then resuscitated over 1 h with 60% of the shed blood volume plus twice the shed blood volume of lactated Ringer's solution. Serum samples were collected at 10 min and 2 h after resuscitation. At 2 or 18 h, livers were harvested for cytokine and 3-nitrotyrosine quantification, immunohistochemical detection of 4-hydroxynonenol (4-HNE) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) protein expression. Results: After severe H/R, 18-h survival increased from 20% after vehicle to 70% after polyphenols (p<0.05). After moderate H/R, survival was greater (80%) and not different between vehicle and polyphenols. In moderate H/R, serum alanine aminotransferase (ALT) increased at 10 min and 2 h postresuscitation to 345 and 545 IU/L, respectively. Polyphenol treatment blunted this increase to 153 and 252 IU/L at 10 min and 2 h (p<0.01). Polyphenols also blunted increases in liver homogenates of TNFalpha (7.0 pg/mg with vehicle vs. 4.9 pg/mg with polyphenols, p<0.05), IL-1beta (0.80 vs. 0.37 pg/mg, p<0.05), IL-6 (6.9 vs. 5.1 pg/mg, p<0.05) and nitrotyrosine (1.9 pg/mg vs. 0.6 pg/mg, p<0.05) measured 18 h after H/R. Hepatic 4-HNE immunostaining indicative of lipid peroxidation also decreased from 4.8% after vehicle to 1.5% after polyphenols (p<0.05). By contrast, polyphenols did not block increased iNOS expression at 2 h after H/R. CONCLUSION: Polyphenols decrease ROS/RNS formation and are beneficial after hemorrhagic shock and resuscitation.
Background: Because Endomyocardial Biopsy has low sensitivity of about 20%, it can be performed near to myocardium that presented as Late Gadolinium Enhancement (LGE) in cardiovascular magnetic resonance (CMR). However the important issue of comparing topography of CMR and histological findings has not yet been investigated. Thus the current study was performed using an animal model of myocarditis. Results: In 10 male Lewis rats Experimental Autoimmune myocarditis was induced, 10 rats served as control. On day 21 animals were examined by CMR to compare topographic distribution of LGE to histological inflammation. Sensitivity, specificity, positive and negative predictive values for LGE in diagnosing myocarditis were determined for each segment of myocardium. Latter diagnostic values varied widely depending on topographic distribution of LGE and inflammation as well as on the used CMR sequence. Sensitivity of LGE was up to 76% (left lateral myocardium) and positive predictive values were up to 85% (left lateral myocardium), whereas sensitivity and positive predictive value dropped to 0 - 33% (left inferior myocardium). Conclusions: Topographic distribution of LGE and histological inflammation seem to influence sensitivity, specifity, positive and negative predictive values. Nevertheless, positive predictive value for LGE of up to 85% indicates that Endomyocardial Biopsy should be performed "MR-guided". LGE seems to have greater sensitivity than Endomyocardial Biopsy for the diagnosis of myocarditis.
Im vorliegenden Arbeitspapier werden alternative normative Grundpositionen der Familienpolitik diskutiert und die Entwicklung der relativen Verteilungspositionen von Haushalten unterschiedlicher Größe bzw. von Familien mit und ohne Kinder untersucht. Die empirische Analyse stützt sich zum einen auf veröffentlichte Tabellen des Statistischen Bundesamtes und zum anderen auf eigene Auswertungen der Einkommens- und Verbrauchsstichproben 1973, 1978 und 1983 sowie des Sozio-ökonomischen Panels für einzelne Stichjahre der späteren Periode und insbesondere für die Ausgangssituation und die bisherigen Veränderungen in den neuen Bundesländern. Als Indikator für die Einkommenslage von Personen wird ein Äquivalenzeinkommen in Relation zum jeweiligen Gruppen- oder Gesamtdurchschnitt, die sogenannte Wohlstandsposition, herangezogen. Personen in Haushalten mit drei oder mehr Personen - das sind hauptsächlich Familien mit Kindern - schneiden erwartungsgemäß im Durchschnitt schlechter ab als Personen in kleineren Haushalten. Allerdings sind die Diskrepanzen innerhalb der Gruppen, die überwiegend von Transfers leben, mäßiger als innerhalb der Gruppen mit erwerbstätigem Haushaltsvorstand; anscheinend wirkt der Familienlastenausgleich in den sozial schwächeren Gruppen stärker. Zwischen 1972 und 1992 (Westdeutschland) hat sich die relative Position der größeren Haushalte allerdings tendenziell etwas verschlechtert. Die Verteilungsanalyse auf der Basis der erwähnten Mikrodaten zeigt zudem, daß Familien mit Kindern wesentlich häufiger unterhalb der durchschnittlichen Wohlstandsposition und unterhalb der relativen Armutslinie von 50 % einzuordnen sind als (Ehe-)Paare ohne Kinder. Besonders ungünstig sieht die Situation bei den Alleinerziehenden aus; die Armutsquote dieser Gruppe schwankt zwischen einem Fünftel und einem Viertel. In der ehemaligen DDR scheint die relative Position der Familien mit Kindern überwiegend besser gewesen zu sein; die Strukturen in den neuen Bundesländern haben sich aber bereits denen in Westdeutschland angenähert.
Dieser Beitrag vergleicht mit einheitlicher Methodik die Mobilität des individuellen Bruttoarbeitseinkommens, des Bruttoäquivalenzeinkommens und des Nettoäquivalenzeinkommens in Westdeutschland, Ostdeutschland, Großbritannien, den USA und Ungarn mit Panel-Daten dieser Länder aus dem Zeitraum 1989-1995. Die Mobilität ist in Ostdeutschland bei allen Einkommenskonzepten wesentlich höher als in Westdeutschland, nähert sich aber im Zeitablauf und insbesondere beim Nettoäquivalenzeinkommen dem westdeutschen Niveau an. Die Mobilität des Bruttoäquivalenzeinkommens ist in Westdeutschland größer, die des Nettoäquivalenzeinkommens kleiner als in Großbritannien. Die Mobilität des individuellen Bruttoarbeitseinkommens und des Bruttoäquivalenzeinkommens ist in Westdeutschland höher, die des Nettoäquivalenzeinkommens niedriger als in den USA. Die Mobilität des Nettoäquivalenzeinkommens ist in Ungarn deutlich höher als in Ostdeutschland. Diese Ergebnisse zeigen eine im internationalen Vergleich unerwartet hohe Flexibilität des deutschen Arbeitsmarkts, wobei jedoch die Verweildauer in der Arbeitslosigkeit in Deutschland länger ist als in den USA und Großbritannien, wo viele Arbeitslose schnell in schlecht bezahlte Jobs wechseln. Ferner zeigt sich, daß das Steuer- und Transfersystem in keiner anderen Volkswirtschaft die Mobilität der Bruttoäquivalenzeinkommen stärker reduziert als in Deutschland.
This paper aims to provide a descriptive analysis of the changing patterns of labour market participation, non-participation and unemployment in Great Britain, Sweden and Germany. Since the mid 1970s, most European countries have experienced two parallel developments: on the one hand they have witnessed a huge growth in the proportion of women participating on the labour market. On the other however, they have experienced the return of mass unemployment and a growing insecurity of employment for those in work. In this paper, a typology of work histories is constructed using decade periods. Retrospective and panel data from Germany, Britain and Sweden are then used to compare the effects of different employment and welfare regimes on the proportions of respondents with different types of work histories and how these are combined with unemployment.
Überarbeitete Version des Arbeitspapiers "The dynamics of labour market participation, unemployment and non-participation in Great Britain, Sweden and Germany" / Wolfgang Strengmann-Kuhn. [Johann-Wolfgang-Goethe-Universität Frankfurt am Main, Fachbereich Wirtschaftswissenschaften, Institut für Volkswirtschaftslehre]
This paper fits within a broader research programme concerned with the processes that link labour market precarity and social exclusion. Labour market insecurity manifests itself most directly in the form of unemployment, and other elements in the programme seek to measure the impact of precarity, and unemployment in particular, on poverty and social exclusion in the eight countries covered. One of the principal concerns of the programme is however the extent to which institutional differences across countries with respect to the labour market and social protection are a significant factor mediating the relationship between labour market precarity and social exclusion. This paper focuses on the effectiveness of cash transfers, the central element of social protection systems, in alleviating the effects of unemployment on income poverty. The structures of social protection systems vary greatly across European Union member states, and in many cases have altered significantly in recent years in response to high unemployment (see Hauser et al, 1998). Using data from the mid-1980s and the mid-1990s for six member countries, the paper compares the effectiveness of different systems in lifting or keeping the unemployed out of poverty, and how this has been affected by the way systems have responded to the challenges produced by developments in the labour market in the past decade. The specific role of social insurance-based unemployment-linked transfers versus other cash transfers is also considered, to assess the extent to which social insurance has been able to cope with changes in the labour market over the period. The data come from a variety of national large-scale household surveys. The paper is structured as follows. Section 2 discusses the data and methods to be employed in measuring the impact of cash transfers on poverty risks for the unemployed. Section 3 looks at the overall risks of poverty for the unemployed before and after cash transfers, and how these changed between the mid-1980s and mid-1990s. Section 4 looks at the role of social insurance-based unemployment payments versus other cash transfers. Section 5 examines the extent to which the impact of transfers varies by gender and by duration of unemployment. Section 6 highlights the key patterns identified and what these tell us about the relationship between the type of welfare regime a country operates and effectiveness in alleviating poverty among the unemployed.
Untersuchung der Konformation und Dynamik von RNA mit Hilfe fluoreszierender Farbstoffmoleküle
(2010)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der konformationellen und elektronischen Eigenschaften sowie der Dynamik verschiedener RNA-Systeme. Zur Durchführung dieser Experimente wurde zusätzlich zu bereits vorhandenen statischen und zeitaufgelösten Absorptionsspektrometern im Rahmen dieser Arbeit eine Apparatur zur Messung von Fluoreszenzlebensdauern entwickelt, die durch die integrative Verwendung zweier verschiedener, etablierter Technologien (TCSPC und Aufkonvertierung) über einen weiten Zeitbereich von 9 Größenordnungen (100 fs - 0,1 ms) operiert. Mit diesem Aufbau konnten neben den RNA-Studien wichtige Beiträge zum Verständnis der Isomerisierung eines Retinalproteins, des Transportprozess des Membrantransportproteins TbSMR und der im Infraroten liegenden Fluoreszenz des Radikalkations von Astaxanthin gewonnen werden. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt auf der Untersuchung verschiedener RNA-Systeme: So werden die optischen Eigenschaften einer 1-Ethinylpyren-modifzierten RNA-Adeninbase allein und in RNA-Strängen eingebunden untersucht. Statische Fluoreszenzmessungen zeigen einen ausgeprägten Ladungstransfercharakter des Chromophors und eine generell große Wechselwirkung zwischen Ethinylpyren und Adenin, die in einer substanziellen Änderung der optischen Eigenschaften des Pyrens resultiert. Die Untersuchung der schnellen Photodynamik von Pyrenadenin zeigt zudem eine Verringerung der Lebensdauer von Pyren um etwa 2 Größenordnungen. Pyrenadenin zeigt sowohl Fluoreszenz eines neutralen (100-200 ps), als auch eines energetisch tiefer liegenden Ladungstransferzustands (1-2 ns). Die Formationszeit des Ladungstransferzustandes fällt mit steigender Polarität des Lösemittels. Eingebunden in Modell-RNA-Stränge ist Fluoreszenzquantenausbeute des Chromophors ein deutlicher Indikator für seine Interkalation. Nur in der stabileren Umgebung von GC-Basenpaaren ist das Pyren in der Lage, sich dauerhaft innerhalb des Duplex aufzuhalten, während in einer flexibleren AU-Umgebung eine Position außerhalb des RNA-Duplex präferiert wird. Transiente Absorptionsmessungen zeigen, dass die Photophysik des in RNA eingebundenen Pyrenadenins nur kleine Variationen im Vergleich zur Photophysik des Labels allein aufweist. Die deutliche Abnahme der Quantenausbeute des interkalierten Chromophors geht hauptsächlich auf Kosten der langlebigeren Ladungstransferfluoreszenz, so dass interkaliertes Pyren insgesamt schneller in den Grundzustand zurückkehrt als nicht interkaliertes. Mit Hilfe eines doppelt modifizierten Duplex, bei dem sich jeweils ein Farbstoff an einem der beiden Stränge befindet, kann nachgewiesen werden, dass aufgrund von Exzimerwechselwirkungen eine Verschiebung des Fluoreszenzmaximums von 35 nm auftritt. Kurzzeitspektroskopische Messungen zeigen Signale, die als Superposition von Monomeren und Exzimeren interpretiert werden können, wobei die Lebensdauer des letzteren mit 18,5 ns die der Monomerkomponente um ein Vielfaches übertrifft. Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit einer Studie zur Bindung des fluoreszenten Liganden Tetrazyklin an das Tetrazyklin bindende Aptamer. Hier wird auf Basis verschiedener Mutanten mit Hilfe des TCSPC eine Analyse der Stabilität der Bindetasche sowie mit der Stopped-Flow-Methode eine Beobachtung des Bindungsprozesses durchgeführt. Insgesamt folgt die Bindung des Tetrazyklins an das Aptamer einer zweistufigen Kinetik, deren zweiter Schritt irreversibel ist. Die Bindung läuft, verglichen mit anderen Aptameren, sehr schnell ab. Während die Mutationen von A13 und A50,die direkte Kontakte zum Substrat bilden, nur einen leichten Einfluss auf beide Bindungsschritte ausüben, führt eine Mutation der für die Präformation verantwortlichen Base A9 zu einer Verlangsamung des Bindungsprozesses um mehr als einen Faktor 20 durch eine immens gesteigerten Rückreaktionsrate des ersten Bindungsschritts. Hieraus lässt sich schließen, dass bei fehlender Präformation des Aptamers nur wenige Tetrazyklinmoleküle ein für vollständige Bindung geeignetes Aptamer vorfinden. Die Bindung an A13 und A50 geschieht bereits im ersten Schritt des Bindungsprozesses. Ferner konnte anhand von Lebensdauermessungen gezeigt werden, dass nach dem Wildtyp die Mutante A9G die stabilste Bindetasche aufwies. Das Fehlen eines direkten Kontaktes wirkt sich deutlich stärker aus. Insbesondere führt die Abwesenheit der Fixierung des Gegenions durch A50 zu der instabilsten Bindetasche. Wie in dieser Arbeit gezeigt wird, ist die zeitaufgelöste optische Spektroskopie insbesondere in Verbindung mit fluoreszierenden Molekülen ein ausgezeichnetes Mittel zur Beobachtung von Struktur und Dynamik von RNA. Die Empfindlichkeit von Fluoreszenz auf die Veränderung der Umgebung des Chromophors erlaubt es, Konformationsdynamik und elektronische Konfigurationen in Echtzeit zu beobachten.
Empirische Wohlstandsanalysen können prinzipiell anhand dreier Indikatoren durchgeführt werden: Anhand des Privaten Verbrauchs, anhand des verfügbaren Einkommens oder anhand des Nettovermögens.1 Während es für die Definition der Indikatoren des Privaten Verbrauchs und des verfügbaren Einkommens zumindest einigermaßen akzeptierte internationale Konventionen gibt, ist dies bezüglich der Definition des privaten Vermögens nicht annähernd der Fall. Im Unterschied zu den Volkseinkommensrechnungen sind Volksvermögensrechnungen im internationalen Maßstab deutlich weniger gut ausgebaut. Dies mag damit zusammenhängen, daß bei einer Bestandsgröße wie dem privaten Vermögen Aspekte der Verwertung, Nutz-ung, sozialen Absicherung wie auch der Verleihung von Macht2 intensiver zum Tragen kommen als bei einer Stromgröße wie dem privat verfügbaren Haushaltseinkommen. Aus welchen Bestandteilen sich das Gesamtvermögen zusammenzusetzen hat, ist daher einem heftigeren Diskurs als bei den anderen Wohlstandsindikatoren ausgesetzt. Es herrscht beispielsweise Uneinigkeit darüber, ob das Human- oder das Sozialvermögen sinnvolle Vermögenskomponenten sind. Eine eher negative Einschätzung in diesem Zusammenhang wird üblicherweise damit begründet, daß beide potentiellen Gesamtvermögensbestandteile das Kriterium der interpersonellen Veräußerbarkeit nicht bzw. nur unzureichend erfüllen.1 Auch ist die Forschung vor zum Teil schwer überwindbare Bewertungsprobleme einzelner Vermögenskomponenten gestellt, und zwar stärker als bei den beiden anderen Wohlstandsindikatoren, bei denen zumindest die überwiegende Anzahl an Teilelementen mittels nachvollziehbarer Marktpreise vergleichsweise einfach bewertet werden kann. Hinzu kommt die schlechtere Datenlage hinsichtlich der Erfassung privaten Vermögens im Vergleich zum Privaten Verbrauch bzw. verfügbaren Haushaltseinkommen, was nicht zuletzt auf die - in Befragungen - (noch) größere Sensibilität der Interviewten bezüglich der Beantwortung vermögensbezogener Fragen im Vergleich zu den beiden anderen Wohlstandsindikatoren zurückzuführen ist. Alles in allem bleibt festzuhalten, daß allein die Deskription der Höhe und Verteilung privat gehaltenen Vermögens eine höchst komplexe Aufgabe ist. Es ist daher keineswegs unwahrscheinlich, daß verschiedene Vermögensanalysen selbst auf einer einheitlichen Datengrundlage zu zum Teil entgegengesetzten Aussagen gelangen werden. Diesen letztgenannten Gedanken aufgreifend, werden in der vorliegenden Studie in beispielhafter Form drei auf Basis der Einkommens- und Verbrauchsstichprobe (EVS) 1988 durchgeführte Analysen zur bundesdeutschen Vermögensverteilung privater Haushalte einer vergleichenden Betrachtung unterzogen. Es wird gezeigt, an welchen Stellen Abweichungen zwischen den einzelnen Studien auftreten und worauf diese (vermutlich) zurückzuführen sind. Das vorliegende Arbeitspapier ist wie nachfolgend aufgebaut. Kapitel 2 vermittelt einen Eindruck von der Datenbasis, auf der die drei genannten Studien jeweils basieren, Kapitel 3 schildert kurz die Konstruktionselemente der drei behandelten Analysen, und in Kapitel 4 werden in einer Gegenüberstellung der drei Studien Unterschiede kausal herausgearbeitet. Es folgt in Kapitel 5 eine Bewertung der Untersuchungsergebnisse.
In diesem Bericht wurde das in [Pae02] eingeführte Verfahren "GenDurchschnitt" auf die symbolischen Daten zweier Datenbanken septischer Schock-Patienten angewendet. Es wurden jeweils Generalisierungsregeln generiert, die neben einer robusten Klassifikation der Patienten in die Klassen "überlebt" und "verstorben" auch eine Interpretation der Daten ermöglichten. Ein Vergleich mit den aktuellen Verfahren A-priori und FP-Baum haben die gute Verwendbarkeit des Algorithmus belegt. Die Heuristiken führten zu Laufzeitverbesserungen. Insbesondere die Möglichkeit, die Wichtigkeit von Variablen pro Klasse zu berechnen, führte zu einer Variablenreduktion im Eingaberaum und zu der Identifikation wichtiger Items. Einige Regelbeispiele wurden für jeden Datensatz genannt. Die Frühzeitigkeit von Regeln lieferte für die beiden Datenbanken ein unterschiedliches Ergebnis: Bei den ASK-Daten treten die Regeln für die Klasse "verstorben" früher als die der Klasse "überlebt" auf; bei den MEDAN-Klinikdaten ist es umgekehrt. Eine Erklärung hierfür könnte sein, dass es sich im Vergleich zu den MEDAN-Klinikdaten bei den ASK-Daten um ein Patientenkollektiv mit einer anderen, speziellen Patientencharakteristik handelt. Anhand der Ähnlichkeit der Regeln konnten für den Anwender eine überschaubare Anzahl zuverlässiger Regeln ausgegeben werden, die möglichst unähnlich zueinander sind und somit für einen Arzt in ihrer Gesamtheit interessant sind. Assoziationsregeln und FP-Baum-Regeln erzeugen zwar kürzere Regeln, die aber zu zahlreich und nicht hinreichend sind (vgl. [Pae02, Abschnitt 4]). Zusätzlich zu der Analyse der symbolischen Daten ist auch die Analyse der metrischen MEDAN-Klinikdaten der septischen Schock-Patienten interessant. Ebenfalls ist eine Kombination der Analysen der metrischen und symbolischen Daten sinnvoll. Solche Analysen wurden ebenfalls durchgeführt; die Ergebnisse dieser Analysen werden an anderer Stelle präsentiert werden. Weitere Anwendungen der Generalisierungsregeln sind denkbar. Auch eine Verbesserung des theoretischen Fundaments (vgl. [Pae02]) erscheint sinnvoll, da erst das Zusammenspiel theoretischer und praktischer Anstrengungen zum Ziel führt.
Performance and storage requirements of topology-conserving maps for robot manipulator control
(1989)
A new programming paradigm for the control of a robot manipulator by learning the mapping between the Cartesian space and the joint space (inverse Kinematic) is discussed. It is based on a Neural Network model of optimal mapping between two high-dimensional spaces by Kohonen. This paper describes the approach and presents the optimal mapping, based on the principle of maximal information gain. It is shown that Kohonens mapping in the 2-dimensional case is optimal in this sense. Furthermore, the principal control error made by the learned mapping is evaluated for the example of the commonly used PUMA robot, the trade-off between storage resources and positional error is discussed and an optimal position encoding resolution is proposed.
The structure of the compulsory pension system (CPS) in the Federal Republic of Germany has been changed fundamentally. The federal government has decided to introduce a private pension system on a voluntary basis. The payments to this voluntary system are to constitute a capital stock to supplement the payments of the compulsory pension system. Comprehensive fiscal subsidies will be introduced to support this change to the pension system. This paper discusses the special situation of families with children. The second section investigates the extent to which families with children were able to accumulate private wealth in the last ten years in Germany. In the third section the main features of the intended changes to the compulsory pension system are described, and an overview of the planned fiscal subsidies is provided. In the fourth and final section we attempt to evaluate the changes with particular attention to the situation of families.
Die Struktur der Gesetzlichen Rentenversicherung (GRV) in der Bundesrepublik Deutschland ist grundsätzlich geändert worden. Die Bundesregierung hat die Einführung einer zusätzlichen privaten Alterssicherung auf freiwilliger Basis beschlossen. Hierdurch soll ein Kapitalstock gebildet werden, der die Leistungen der GRV ergänzt. Zur Förderung dieser Systemänderung der Alterssicherung werden umfangreiche fiskalische Unterstützungsmaßnahmen eingeführt. Im Rahmen des hier vorliegenden Beitrags wird auf die besondere Situation der Familien mit Kindern eingegangen. Im zweiten Abschnitt wird untersucht, inwieweit Familien mit Kindern in den letzten zehn Jahren in Deutschland in der Lage waren, privates Vermögen aufzubauen. Im dritten Abschnitt werden die beabsichtigten Änderungen des Systems der gesetzlichen Rentenversicherung in den Grundzügen dargestellt, und es wird ein Überblick über die geplanten fiskalischen Fördermaßnahmen gegeben. Im abschließenden vierten Abschnitt wird eine Bewertung der Änderungen vor allem in Bezug auf die Situation von Familien versucht.
This investigation of the wealth of private households as a possible indicator for the prosperity of a society indicated a strong increase in wealth for the Federal Republic of Germany since 1970. This applies both to the macro-economic results of the financial accounting of the Deutsche Bundesbank and to the micro-economic results of the Income and Consumption Surveys of the Federal Statistical Office. However, substantial differences become clear in the content expressed by these two different sets of data. While the financial accounting of the Deutsche Bundesbank shows an increase of net assets of around 808 per cent over 27 years (from 1.3 trillion DM in the year 1970 to 12.1 trillion DM in 1997), calculations on the basis of the Income and Consumption Surveys yield a corresponding value of only 280 per cent in a 25-year period, with a substantially lower overall magnitude in later investigations (from 2.2 trillion DM in 1973 to only 8.3 trillion DM in 1998). Investigation of the EVS data pointed out the great importance of property for the wealth situation of private households. However, not every household has property in the form of housing and real estate. In West Germany, ownership rates have increased substantially since 1962. However, since 1993 these rates have stagnated at about 50 per cent. The analysis of the distribution of wealth for West German households yielded a decline in the concentration of wealth in the period from 1973 to 1993, both in terms of the shares of total wealth held by individual quintiles of households, and as expressed by the Gini coefficients. However, this trend did not continue in the years between 1993 and 1998. For the year 1998 it can be determined that the lowest 40 per cent of households in West Germany had practically no wealth, while the highest quintile claimed over 60 per cent of total assets. For East Germany, strong tendencies are established toward adapting to the values in the West German Länder. This concerns first the absolute level of net assets, even though in 1998 these amounted to just 38 per cent of the analogous value in West German households, in terms of the average value per household. Similarly, the ownership rates of housing and real estate also rose dramatically after reunification. The inequality of the distribution of wealth in East Germany was reduced somewhat by this broader basis of real-estate ownership over the course of time, such that the Gini coefficient decreased slightly in the period from 1993 to 1998. However, it is also true for the new Länder in the Federal Republic that the lowest 40 per cent of households have practically no wealth, while the highest quintile of East German households claim over 70 per cent of total assets, even higher than its share in West Germany. Furthermore, the distribution of wealth is remarkably congruous in East and West Germany. Both the distribution of wealth as expressed by the quintile values and the results of the Gini coefficients yield similar results, whereby the trend in both regions is toward convergence. The similarity of these results must be regarded as nothing less than amazing, considering that the two regions followed different economic models for over forty years: the social free-market economy (Soziale Marktwirtschaft) in the Federal Republic of Germany, and the socialist planned economy (Sozialistische Planwirtschaft) in the German Democratic Republic.
Die Entwicklung des aggregierten Privatvermögens und seine Verteilung in Deutschland seit 1970
(2002)
Die hier vorgestellte Untersuchung des Vermögens privater Haushalte als ein möglicher Indikator für den Wohlstand einer Gesellschaft hat für die Bundesrepublik Deutschland einen starken Anstieg der Vermögen seit 1970 aufgezeigt. Dies gilt sowohl für die makroökonomischen Resultate der Finanzierungsrechnung der Deutschen Bundesbank als auch für die mikroökonomischen Ergebnisse der Einkommens- und Verbrauchsstichproben des Statistischen Bundesamts. Allerdings werden auch wesentliche Unterschiede im Aussagegehalt der einzelnen Datensätze deutlich. Während die Finanzierungsrechnung eine Steigerung des Nettovermögens um 808 Prozent in 27 Jahren aufweist (von 1,3 Billionen DM im Jahr 1970 auf 12,1 Billionen DM im Jahr 1997) lautet der entsprechende Prozentwert auf der Berechnungsbasis der Einkommens- und Verbrauchsstichproben nur 280 Prozent in 25 Jahren bei einer wesentlich niedrigeren Gesamthöhe in späteren Untersuchungen (von 2,2 Billionen DM im Jahr 1973 auf nur 8,3 Billionen DM im Jahr 1998). Die Untersuchung der Daten der EVS hat aufgezeigt, welch große Bedeutung das Immobilienvermögen für die Vermögenssituation der privaten Haushalte hat. Allerdings ist es nicht so, dass alle Haushalte über Eigentum an Grund- und Hausbesitz verfügen. In Westdeutschland hat es zwar eine starke Steigerungen der Eigentümerquote seit 1961 gegeben. Seit 1993 ist jedoch eine Stagnation bei etwa 50 Prozent zu konstatieren. Die Analyse der Vermögensverteilung nur bezogen auf die westdeutschen Haushalte hat im Zeitraum von 1973 bis 1993 eine abnehmende Konzentration sowohl bei der Betrachtung der Anteile einzelner Haushaltsquintile am Nettogesamtvermögen als auch bei der Analyse des Gini-Koeffizienten ergeben. Allerdings hat sich dieser Trend in den Jahren bis 1998 nicht weiter fortgeführt. Für das Jahr 1998 ist in Westdeutschland feststellbar, dass die unteren 40 Prozent der Haushalte über praktisch kein Vermögen verfügen, während das oberste Quintil über 60 Prozent des Gesamtvermögens aufweisen kann. Für Ostdeutschland sind starke Anpassungstendenzen hin zu den Werten der westdeutschen Bundesländer festzustellen. Dies betrifft einerseits die absolute Höhe der Vermögenswerte, auch wenn diese bisher nur 38 Prozent des entsprechenden Wertes westdeutscher Haushalte bei einer Betrachtung der Durchschnittswerte je Haushalte im Jahr 1998 erreichen. Andererseits ist auch die Eigentümerquote an Haus- und Grundbesitz nach der Wiedervereinigung stark angestiegen. Durch dieses Immobilieneigentum auf breiterer Basis wird die Ungleichheit der Vermögensverteilung in Ostdeutschland im Zeitablauf etwas verringert, so dass der Gini-Koeffizient in den Jahren von 1993 zu 1998 leicht gesunken ist. Jedoch kann auch für die neuen Bundesländer festgestellt werden, dass die unteren 40 Prozent der Haushalte über praktisch kein Vermögen verfügen, während das oberste Quintil ostdeutscher Haushalte sogar über 70 Prozent des Gesamtvermögens aufweisen kann. Feststellbar ist weiterhin eine hohe Übereinstimmung der Vermögensverteilung in Ost- und Westdeutschland. Sowohl die Vermögensverteilung auf der Basis der Quintilswerte als auch die Resultate der Gini-Koeffizienten weisen ähnliche Ergebnisse auf, wobei eine starke Angleichungstendenz zwischen beiden Landesteilen gegeben ist. Diese Ähnlichkeit der Ergebnisse kann nur als erstaunlich bezeichnet werden, wenn man bedenkt, dass beide Landesteile für über 40 Jahre unterschiedlichen wirtschaftspolitischen Leitbildern gefolgt sind – die Bundesrepublik Deutschland der sozialen Marktwirtschaft und die Deutsche Demokratische Republik der sozialistischen Planwirtschaft.
Einkommensverteilung in Deutschland : Strukturanalyse der Ungleichheit nach Einkommenskomponenten
(2000)
Ergebnisse von Verteilungsanalysen fallen je nach der Bezugseinheit - Haushalt oder Person - recht unterschiedlich aus. Dies gilt sowohl für das Niveau von Verteilungsindikatoren und deren Entwicklung im Zeitverlauf, als auch hinsichtlich der Beiträge einzelner Einkommens- und Abgabearten zu der gemessenen Ungleichheit. Auf der Basis der Einkommens- und Verbrauchsstichproben 1988 und 1993 und unter Verwendung der "älteren OECD-Skala" hat sich gezeigt, dass die Ungleichheit der personellen Verteilung der Nettoäquivalenzeinkommen im Beobachtungszeitraum in den alten Ländern zugenommen hat, aber nach wie vor wesentlich gleichmäßiger als die unveränderte Verteilung der Haushaltsnettoeinkommen auf Haushalte ist. In den neuen Ländern ist der Unterschied zwischen der haushaltsbezogenen und der personenbezogenen Einkommensverteilung noch deutlicher bei insgesamt geringerer Ungleichheit als in den alten Ländern. Auch die Zerlegung der aggregierten Ungleichheit nach Einkommenskomponenten führt zu teilweise abweichenden Ergebnissen in Abhängigkeit von der Bezugseinheit, da bei einzelnen Haushaltstypen im Durchschnitt jeweils unterschiedliche Einkommensarten dominieren. Entgegen gängigen Vorstellungen über Verteilungsstrukturen zeigt sich allerdings generell, dass die Verteilungsungleichheit zum größten Teil durch die Bruttoeinkommen aus unselbständiger Arbeit bestimmt wird. Zwar sind die Selbständigen- und Vermögenseinkommen erwartungsgemäß wesentlich ungleicher verteilt, durch ihren vergleichsweise geringen Anteil am Gesamteinkommen ist ihr Einfluss auf die Gesamtverteilung aber - insbesondere in Ostdeutschland, aber auch in Westdeutschland - begrenzt. Dies wird bei der Analyse der personellen Verteilung allerdings weniger deutlich als bei der Bezugnahme auf Haushalte. Wiederum im Gegensatz zu verbreiteten Annahmen wird die Ungleichheit der Verteilung der Haushaltseinkommen durch staatliche Transferzahlungen nicht oder nur unwesentlich gemildert. Dies ist aber nur auf den ersten Blick überraschend, da nur ein geringer Teil der Transfers vorrangig vertikalen, interpersonellen Umverteilungszielen dient. Die Leistungen der Sozialversicherung und vergleichbarer Systeme bezwecken hauptsächlich eine intertemporale Umverteilung und Lebensstandardsicherung bei Eintritt bestimmter Risikotatbestände (Alter, Tod des Ernährers, Unfall, Arbeitslosigkeit, Krankheit), so dass sie die Verteilung der Einkommen aus unselbständiger Arbeit abgeschwächt wiederspiegeln. Demzufolge geht auch von ihnen keine merkliche Verminderung der Ungleichheit der Nettoeinkommensverteilung auf der Haushaltsebene bzw. sogar eine leichte Erhöhung der Ungleichheit der personellen Verteilung der Nettoäquivalenzeinkommen in Westdeutschland aus. Aber selbst von den steuerfinanzierten Transfers geht unter Bezugnahme auf Haushalte insgesamt nur ein sehr geringer nivellierender Effekt aus. Hier wird die konzeptionelle Schwäche des analytischen Ansatzes am ungewichteten Haushaltseinkommen besonders deutlich. Denn mit dem Haushaltseinkommen wird ohne eine Berücksichtigung der Haushaltsgröße und -struktur die Bedarfssituation der Haushaltsmitglieder, die für viele steuerfinanzierte Transfers maßgeblich ist, nur unzureichend erfasst. Dementsprechend erweist sich der ausgleichende Effekt der Transfers der Gebietskörperschaften unter Bezugnahme auf Personen als recht deutlich, wenn auch in Westdeutschland im Vergleich zum Anteil am Einkommensaggregat als unterproportional. Bei einer weiteren Aufspaltung des heterogenen Komplexes der steuerfinanzierten Transfers in das einkommensunabhängige Kindergeld, Einkommensübertragungen mit Entschädigungscharakter und Transfers mit dem vorrangigen Ziel vertikaler Umverteilung zeigt sich aber auch für Westdeutschland eine weit überproportionale Reduzierung der Ungleichheit der Verteilung der Nettoäquivalenzeinkommen durch i. e. S. bedarfsabhängige Transfers. Absolut gesehen macht der ausgleichende Effekt zwar in den alten Ländern weniger als ein Zehntel, in den neuen Ländern ungefähr ein Fünftel der entsprechenden Effekte der persönlichen Steuern aus; unter Berücksichtigung des geringen Volumens der Transfers mit vorwiegend vertikaler Ausrichtung ergibt sich aber eine recht hohe Effizienz. Sie scheint in Westdeutschland zwischen 1988 und 1993 allerdings etwas zurückgegangen zu sein, ähnlich wie der ausgleichende Einfluss der persönlichen Steuern. Schließlich zeigt sich für das Kindergeld eine nur mäßige relative Reduzierung der Ungleichheit der personellen Einkommensverteilung, die 1993 in West- wie in Ostdeutschland nur ungefähr zwei Dritteln des Anteils am Einkommensaggregat entspricht. Dies ist angesichts der horizontalen Ausrichtung des Familienlastenausgleichs in Deutschland nicht verwunderlich, könnte aber für eine Zieldiskussion im Zusammenhang mit Reformüberlegungen Anlass geben.
Ziel der hier vorgestellten Arbeit ist es, einen Eindruck über die Größenordnung der Kosten eines Bürgergeldmodells als alternatives Grundsicherungssystem zu gewinnen. Dazu wurde eine formale („impact“-) Partialinzidenzanalyse mit Hilfe einer statischen Simulation auf der Basis von Mikrodaten der Einkommens- und Verbrauchsstichproben 1983 und 1988 durchgeführt. Die Ergebnisse können nur als ungefähre Orientierungspunkte interpretiert werden, zumal sie sich auf den Transferbereich beschränken. Bei der Konkretisierung des sozio-kulturellen Existenzminimums wurde im wesentlichen an das bestehende Sozialhilferecht angeknüpft, und für das anzurechnende Einkommen wurde schwerpunktmäßig ein Transferentzugssatz von 50% unterstellt. Die Berechnungen führen zu erheblichen Mehrkosten des Bürgergeldmodells gegenüber dem gegenwärtigen Nebeneinander verschiedener Mindestsicherungsleistungen (mit deutlich höheren Transferentzugssätzen), die z. gr. T. durch die auch oberhalb des Existenzminimums (bis zu dessen doppeltem Betrag) bestehenden potentiellen Ansprüche bedingt sind. Die Nettokosten hätten 1988 fast ein Drittel des Aufkommens der Lohn- und Einkommensteuer ausgemacht, so daß die hier vorgestellte Reformvariante als kaum finanzierbar bezeichnet werden kann. Es wäre wohl utopisch anzunehmen, daß die möglichen positiven Anreizeffekte des verminderten Transferentzugssatzes zu einer Senkung des Bürgergeldvolumens in ähnlicher Größenordnung führen würde. Mit Blick auf die Gegenwart ist zudem zu bedenken, daß seit der Wiedervereinigung das Transfervolumen im Falle der Einführung eines Bürgergeldes wesentlich höher als in der hier präsentierten Simulationsrechnung ausfallen dürfte, und zwar auch in Relation zum Volkseinkommen. Denn die schrittweise Angleichung der Einkommen in Ostdeutschland an das westdeutsche Niveau bewirkt, daß in der Übergangszeit die Haushaltseinkommen in den neuen Bundesländern vergleichsweise häufiger und tendenziell stärker unterhalb des Existenzminimums liegen als in Westdeutschland - es sei denn, für Ostdeutschland würde das relevante Existenzminimum deutlich niedriger als hier vorgeschlagen definiert; dies wäre aber nicht sinnvoll und politisch kaum tragbar. Eine Reform der sozialen Mindestsicherung nach dem Muster einer Negativen Einkommensteuer würde also zu erheblichen Mehrkosten führen. Bei allen Vorteilen, die ein Bürgergeldsystem mit 50%igem Transferentzugssatz haben mag, ist die Finanzierungsfrage völlig offen; bei höherem Transferentzugssatz wäre das Problem zwar weniger gravierend, aber nicht gelöst.
Die langfristige Entwicklung der personellen Einkommensverteilung in der Bundesrepublik Deutschland
(1998)
In diesem Beitrag zur Frage nach dem Ausmaß von Einkommensarmut von Familien stehen zwei Aspekte im Mittelpunkt. – Zum einen ist im Vorfeld von Verteilungsanalysen die Art der Einkommensgewichtung in Mehrpersonenhaushalten zu klären. Nach Abwägung verschiedener Ansätze zur Ableitung einer Äquivalenzskala wurde eine Präferenz für ein institutionell orientiertes Gewichtungsschema, approximiert durch die alte OECD-Skala, begründet. – Zum anderen wurde der Einfluss der Frauenerwerbsbeteiligung auf die Einkommenssituation von Familien mit Kindern empirisch untersucht. Von prekären Einkommensverhältnissen und Einkommensarmut sind vor allem Familien mit geringfügig beschäftigter oder nichterwerbstätiger Partnerin sowie Alleinerziehende – Letztere wiederum bei fehlender Erwerbstätigkeit besonders stark – betroffen, wobei in den neuen Ländern die Situation wesentlich brisanter ist als in den alten Ländern. Bei politischen Maßnahmen sollten Erwerbswünsche der Frauen und Bedürfnisse der Familien berücksichtigt werden. Von daher sind Transfers im Rahmen des Familienleistungsausgleichs und die öffentliche Förderung von Kinderbetreuungseinrichtungen nicht als konkurrierende, sondern eher als komplementäre Konzepte zu diskutieren.
Es gehört zu den Mindestansprüchen des Sozialstaats, bedürftigen Personen ein soziokulturelles Existenzminimum zu sichern. In Deutschland sollen gegenwärtig insbesondere die Leistungen der Sozialhilfe und der Grundsicherung für Arbeitsuchende dafür sorgen, dass dieses Minimalziel erreicht wird. Ob dies gelingt, ist jedoch fraglich, da erhebliche Teile der Bedürftigen ihnen zustehende Leistungen nicht in Anspruch nehmen. Die Statistiken über Leistungsempfänger/innen geben also nur "die halbe Wahrheit" über Bedürftigkeit in Deutschland wieder. Vor der Hartz-IV-Reform kamen auf drei Grundsicherungsempfänger/innen mindestens zwei, eher drei weitere Berechtigte, die von ihrem Anspruch keinen Gebrauch machten. Dabei waren einige gesellschaftliche Gruppen von verdeckter Armut besonders stark betroffen: alleinstehende Frauen, Paarhaushalte mit erwerbstätigem Haushaltsvorstand und Altenhaushalte. Die Einführung des Arbeitslosengeldes (Alg) II im Zuge der Hartz-IV-Reform konnte zwar die verdeckte Armut von früheren Arbeitslosenhilfebeziehenden vermindern. Doch andere Bedürftige, insbesondere Erwerbstätigenhaushalte mit geringem Einkommen, nehmen offensichtlich ihnen zustehende Leistungen nach wie vor häufig nicht in Anspruch. Die Gründe für das Phänomen der verdeckten Armut sind vielfältig. Wesentliche Ursachen sind offenbar, dass viele Bedürftige die relevanten gesetzlichen Regelungen nicht kennen oder mit der Inanspruchnahme staatlicher Hilfeleistungen Stigmatisierungsängste verbinden. Dem könnte entgegengewirkt werden, indem offensiv über bestehende Ansprüche informiert und ein vorurteils- und diskriminierungsfreies Klima im Umgang mit Hilfebedürftigen gefördert wird.
Im vorliegenden Papier werden drei Ansätze zur Reform des Familienleistungsausgleichs (FLA) mit jeweils zwei Varianten dargestellt und hinsichtlich ihrer fiskalischen Effekte und Wirkungen in verschiedenen Segmenten der Einkommensverteilung systematisch verglichen. – Mit dem weitestgehenden Konzept, der Kindergrundsicherung, wird ein Existenz sicherndes und zu versteuerndes Kindergeld in Höhe von monatlich 502 Euro bzw. 454 Euro pro Kind vorgeschlagen. Die bisherigen kindbedingten Freibeträge und mehrere Sozialleis-tungen könnten entfallen bzw. reduziert werden. – Daneben werden Kindergelderhöhungen auf einheitlich 238 Euro bzw. 328 Euro pro Kind und Monat, die allen Kindern – auch denen im SGB II-Leistungsbezug – zugute kommen sollen, untersucht. Das Kindergeld wäre wie bisher nicht zu versteuern, die bisherigen kindbedingten Freibeträge würden aber entfallen. – Schließlich wird der Vorschlag einer deutlichen Erhöhung des Kinderzuschlags bei reduzierter Mindesteinkommensgrenze und Wegfall der Höchsteinkommensgrenze erörtert. Zudem ist bei diesem Ansatz ein nochmals erhöhter Kinderzuschlag bei Alleinerziehenden – analog zum Mehrbedarfszuschlag nach dem SGFB II – (erste Variante) oder eine Herabsetzung der Transferentzugsrate auf Nichterwerbseinkommen von 100% auf 70% (zweite Variante) vorgesehen. Die zu erwartenden fiskalischen Belastungen der einfachen Kindergelderhöhung (ohne Be-steuerung) können ohne Weiteres hochgerechnet werden (16 bzw. 35 Mrd. Euro p. a.), die der anderen Reformmodelle sind aber ohne mikroanalytische Fundierung unter Berücksichtigung der Einkommensverteilung kaum abschätzbar. Zwar lassen sich auch die Bruttokosten der Kindergrundsicherung auf einfachem Wege ermitteln (Multiplikation der Kindergeld-Kinder mit der Betragshöhe), die Aggregate der davon abzusetzenden zahlreichen Einsparungen bei anderen Sozialleistungen und insbesondere der Steuermehreinnahmen sind allerdings nicht offensichtlich. Eine erste Überschlagsrechnung hat ergeben, dass die Nettokosten der ersten „großzügigen“ Variante der Kindergrundsicherung (502 Euro) denen der Kindergelderhöhung auf das sächliche Existenzminimum (322 Euro) ohne Besteuerung ungefähr gleich sind (in der Größenordnung von 35 Mrd. Euro). Eine genauere Quantifizierung kann aber nur auf der Ba-sis repräsentativer Mikrodaten und eines Simulationsmodells erfolgen, da insbesondere der Besteuerungseffekt der Kindergrundsicherung von der faktischen Einkommensverteilung abhängt. Auch eine Kostenschätzung für die Kinderzuschlagsreform bedarf mikroanalytischer Verfahren; ungeachtet dessen würde diese auf einen begrenzten Einkommensbereich gerichte-te Reform aber eindeutig die geringsten Kosten verursachen. Für einen systematischen Vergleich der Verteilungswirkungen der Reformvorschläge werden in der vorliegenden Arbeit Modellrechnungen für zwei ausgewählte Haushaltstypen präsen-tiert. Dabei wird deutlich, dass mit dem vergleichsweise begrenzten Konzept der Ausweitung des Kinderzuschlags die Situation von Familien in prekären Einkommensverhältnissen bis zu Familien der unteren Mittelschicht deutlich verbessert werden könnte. Inwieweit dieser Effekt eintreten würde, hängt allerdings auch vom Inanspruchnahmeverhalten ab; bisher ist die Nicht-Inanspruchnahme von Kinderzuschlag und Wohngeld weit verbreitet. Zudem würde sich die Situation der ärmsten Familien, die auf SGB II-Leistungen angewiesen sind, nicht verbessern, und am oberen Rand würden die Entlastungseffekte des FLA als Folge der kind-bedingten Freibeträge weiterhin mit dem elterlichen Einkommen zunehmen. Demgegenüber würden sich bei den Varianten der Kindergelderhöhung (ohne Besteuerung) die deutlichen Verbesserungen gegenüber dem Status quo gleichmäßig über das Einkommensspektrum vom Niedriglohnsegment – bei unverändert problematischen Effekten des Kinderzuschlags (Ein-kommensbruchstelle bei Höchsteinkommensgrenze) – bis in obere Schichten verteilen und erst am oberen Rand mit steigendem Einkommen sinken (infolge des Wegfalls der bisherigen kindbedingten Freibeträge). Die Förderungen durch die Kindergrundsicherung schließlich würden am stärksten im unteren und unteren Mittelbereich ausfallen und – im Gegensatz zu anderen Konzepten – insbesondere verdeckte Armut systembedingt, also quasi „automatisch“, weitgehend abbauen. Im oberen Mittelbereich und hauptsächlich in höheren Schichten würden die Transfers dagegen mit zunehmendem Einkommen kontinuierlich abnehmen. Insgesamt würde dies zu einem vergleichsweise stetig steigenden Verlauf des verfügbaren Familieneinkommens führen; die wegen der hohen Transferentzugsraten des Kinderzuschlags – gegebenenfalls in Kombination mit Wohngeld – häufigen Befürchtungen negativer Arbeitsanreize im unteren Einkommensbereich wären gegenstandslos. Inwieweit die hier diskutierten Reformkonzepte zu einem Abbau von Kinder- und Familien-armut und zu weniger Ungleichheit der personellen Einkommensverteilung führen können, lässt sich allein auf der Basis von Modellrechnungen allerdings nicht absehen. Dazu bedarf es detaillierter Analysen auf der Basis von repräsentativen Mikrodaten, die die faktische Ein-kommensverteilung abbilden und Simulationsrechnungen zur Quantifizierung der Effekte der Reformvarianten – unter Einbeziehung der Finanzierung der jeweiligen Nettokosten – ermöglichen. Daran wird im Projekt „Vom Kindergeld zu einer Grundsicherung für Kinder“ auf Basis der Daten des Sozio-ökonomischen Panels (SOEP) 2007 gearbeitet; die Repräsentativität des Datensatzes hinsichtlich des Nachweises von Einkommens-, insbesondere Transferar-ten wurde bereits geprüft – mit gutem Ergebnis.
Vom Kinderzuschlag zum Kindergeldzuschlag : ein Reformvorschlag zur Bekämpfung von Kinderarmut
(2007)
Ausgehend von einer kritischen Analyse des im Zuge der Hartz IV-Reform 2005 eingeführten Kinderzuschlags wird in der vorliegenden Studie ein Reformkonzept zur Bekämpfung von Kinderarmut entwickelt und eine quantitative Abschätzung der unmittelbaren Reformwirkungen vorgenommen. Bei der Gestaltung des Reformvorschlags wurde an Grundprinzipien des allgemeinen Familienleistungsausgleichs angeknüpft. Dieser sollte unabhängig von der jeweiligen Armutsursache das Existenzminimum des Kindes nicht nur von der Steuer freistellen, sondern im Bedarfsfall durch positive Transfers – mit einem Kindergeldzuschlag – gewährleisten. Dies erfordert a) die Aufstockung des Kindergeldes durch einen Zuschlag auf die Höhe des sächlichen Existenzminimums, also um maximal 150 Euro auf 304 Euro – bei Alleinerziehenden wegen besonderer Mehrbedarfe für das erste Kind um maximal 250 Euro auf 404 Euro; b) den Verzicht auf eine zeitliche Befristung des Kindergeldzuschlags; c) die Berücksichtigung des Familieneinkommen nach Abzug eines Freibetrages in Höhe des pauschalisierten Existenzminimums der Eltern bzw. des Elternteils (1.238 Euro bzw. 860 Euro); d) eine mäßige (mit Besteuerungsgrundsätzen vereinbare) Anrechnung des zu berücksichtigenden Einkommens – wir schlagen eine Transferentzugsrate von 50% vor; e) den Verzicht auf eine Berücksichtigung des Vermögens. Wesentliche Unterschiede des Reformkonzepts gegenüber dem derzeitigen Kinderzuschlag liegen in der Ersetzung der „spitzen“ Berechnung des elterlichen Existenzminimums durch eine Pauschale und in dem Verzicht zum Einen auf eine explizite Höchsteinkommensgrenze – aus der Transferentzugsrate ergibt sich freilich eine implizite Höchsteinkommensgrenze – und zum Anderen auf eine Mindesteinkommensgrenze. Es bleibt den Eltern also unbenommen, den Kindergeldzuschlag in Anspruch zu nehmen, selbst wenn ihre Einkommensverhältnisse und individuellen Wohnkosten auf einen höheren ALG II-Anspruch schließen lassen, den sie aber nicht wahrnehmen – sei es aus Stigmatisierungsangst, aus Unwissenheit, weil sie den Verweis auf kleine Ersparnisse befürchten oder sich von dem bürokratischen Aufwand abschrecken lassen. Aus vorliegenden Schätzungen geht hervor, dass aus den genannten Grün den das Ausmaß verdeckter Armut groß ist. Dem könnte durch einen vergleichsweise unbürokratischen Kindergeldzuschlag entgegengewirkt werden, insbesondere wenn der Leistungsträger, also die Familienkasse, verpflichtet wird, bei sehr geringem Einkommen des Antragstellers diesen auf möglicherweise bestehende höhere ALG II-Ansprüche hinzuweisen. Zur Abschätzung der unmittelbaren Reformwirkungen wurde ein Mikrosimulationsmodell entwickelt und mit den Daten des Sozio-ökonomischen Panels 2006 in mehreren Varianten gerechnet. Auf der Basis einer bereinigten Stichprobe ergeben sich – je nach Reformvariante – 3 Mio. bis 3,6 Mio. potenziell begünstigte Kinder, was etwa einem Sechstel bzw. einem Fünftel aller Kinder, für die Kindergeld bezogen wird, entspricht. Unter den Kindern von Alleinerziehenden würde die Empfängerquote mit gut einem Drittel weit überdurchschnittlich ausfallen. Die fiskalischen Bruttokosten des Reformmodells würden sich auf 3,7 Mrd. bzw. 4,5 Mrd. Euro jährlich (11% bzw. 13% der derzeitigen Kindergeldausgaben) belaufen; sie würden durch einige Einsparungen beim nachrangigen Wohngeld, bei ausbildungsbedingten Transfers sowie beim ALG II – sofern einige Anspruchsberechtigte den Bezug des Kindergeldzuschlags vorziehen – etwas vermindert werden. Der durchschnittliche Zahlbetrag pro Bedarfsgemeinschaft mit Anspruch auf Kindergeldzuschlag liegt bei 190 Euro p. M., der Median bei 150 Euro. Mit dem insgesamt begrenzten Mittelaufwand kann eine erhebliche Verminderung relativer Einkommensarmut von Familien erreicht werden. Die derzeit bei etwa 18% liegende Armutsquote von Kindern, für die Kindergeld bezogen wird, würde nach Einführung des Kindergeldzuschlags um etwa vier Prozentpunkte zurückgehen, die aller Mitglieder in den Familien von 16% um drei Prozentpunkte. Mit etwa zwei Dritteln lebt der größte Teil der potenziellen Anspruchsberechtigten in erwerbstätigen Familien, und die relative stärkste Verminderung der Armutsquote ergibt sich bei Familien mit Vollzeiterwerbstätigkeit. Die mit dem Kindergeldzuschlag zu bewirkende Verminderung von Kinderarmut würde wegen der hohen Erwerbsquote von Familien also mit einem Abbau von Armut trotz Arbeit einhergehen. Besonders große Reformwirkungen zeigen sich bei den Alleinerziehenden, für welche die Simulation eine Reduzierung der derzeit bei 40% liegenden Armutsquote um etwa acht Prozentpunkte ergibt. Dennoch verbliebe die Armutsquote auch nach Einführung des Kindergeldzuschlags auf einem bedrückend hohen Niveau. Dies ist ganz überwiegend auf die große Zahl der Alleinerziehenden mit Bezug von ALG II und Sozialgeld bzw. Sozialhilfe zurückzuführen, die annahmegemäß nach der Reform im Grundsicherungsbezug verbleiben, den vorrangigen Kindergeldzuschlag also nicht in Anspruch nehmen. Bei den Paarfamilien zeigt sich – relativ gesehen – ein ähnlicher Effekt des Kindergeldzuschlags wie bei den Alleinerziehenden; die Armutsquote von derzeit 12,5% würde um ein Fünftel auf 10% zurückgehen. Dabei fällt die Reformwirkung umso größer aus, je mehr Kinder in der Familie leben. Bei den trotz Einführung des Kindergeldzuschlags unter der relativen Armutsgrenze verbleibenden Paarfamilien handelt es sich zu einem geringeren Teil als bei den Alleinerziehenden um Empfänger von nachrangigen allgemeinen Grundsicherungsleistungen und zu einem größeren Teil um Fälle, bei denen auch das um den Kindergeldzuschlag erhöhte Einkommen die Armutsgrenze nicht erreicht. Ihre Situation würde sich dennoch durch die Reform erheblich verbessern, da die relative Armutslücke im Durchschnitt von 21% auf 14% zurückgehen würde; dies entspricht einer Einkommenserhöhung von durchschnittlich 267 Euro. Abschließend bleibt darauf hinzuweisen, dass der hier vorgestellte Reformvorschlag lediglich als erster Schritt zu einer allgemeinen Grundsicherung für Kinder zu verstehen ist. Er wurde unter dem Aspekt einer schnellen Umsetzbarkeit entwickelt, sollte aber weiter reichende Überlegungen nicht verdrängen. Diese haben nicht nur das sächliche Existenzminimum des Kindes, sondern darüber hinaus den verfassungsgerichtlich festgestellten Betreuungs- und Erziehungs- oder Ausbildungsbedarf (BEA) in den Blick zu nehmen. Er wird im Rahmen der Einkommensbesteuerung durch einen Freibetrag berücksichtigt (§ 32 Abs. 6 EStG), ist in die Bemessung des hier vorgestellten Kindergeldzuschlags aber nicht eingegangen. Eine systematische Weiterentwicklung des Familienleistungsausgleichs im Steuerrecht würde die Einführung eines einheitlichen (Brutto-) Kindergeldes zur Abdeckung von sächlichem Existenzminimum und BEA erfordern, das entsprechend der Leistungsfähigkeit der Eltern, also nach dem allgemeinen Einkommensteuertarif, zu versteuern wäre (Lenze 2007).
Die Auswertungen der EVS 2003 zur Höhe und Struktur der Konsumausgaben der Paarhaushalte mit einem Kind im unteren Einkommensbereich erfolgten vorrangig mit dem Ziel, Anhaltspunkte zur Beurteilung des gegenwärtigen Niveaus der mit Arbeitslosengeld II und Sozialgeld gegebenen Grundsicherung von Familien zu erarbeiten. Die Ergebnisse vermitteln einen ersten Eindruck über die insgesamt stark eingeschränkten Teilhabemöglichkeiten von Familien mit Bezug von Grundsicherungsleistungen. ...
Die vorliegende Untersuchung der effektiven Stundenlöhne in Deutschland erfolgte im Hin-blick auf die Frage nach der Ungleichheit ihrer Verteilung und der Einhaltung eines Kriteri-ums minimaler Leistungsgerechtigkeit. Ausgangspunkt ist die Annahme eines komplexen Gerechtigkeitsempfindens in der Gesellschaft, das neben dem Marktmechanismus als einem Motor für Leistung und leistungsabhängige Einkommen auch individuelle Anstrengungen sowie die Folgen faktischer Marktunvollkommenheiten bzw. faktischen Marktversagens berücksichtigt. Zur Approximation der ergänzenden Aspekte von Leistungsgerechtigkeit wird an relative Lohnpositionen angeknüpft: Lohneinkommen, die einen gesellschaftlichen Mittelwert sehr weit – bezogen auf den Durchschnitt um mehr als die Hälfte, und alternativ bezogen auf den Median um mehr als ein Drittel – unterschreiten, gelten als Indikator für Zielabweichungen. Implizit wird damit unterstellt, dass individuelle Leistungsunterschiede begrenzt, die aus dem Marktmechanismus folgende Differenzierungen aber grenzenlos sind. Die sich aus dem hier gewählten Kriterium ergebenden Niedriglohngrenzen entsprechen ungefähr alternativ abgeleiteten Grenzwerten, die aus der Norm folgen, dass eine Vollzeiterwerbstätigkeit mindestens das eigene sozio-kulturelle Existenzminimum zuzüglich einer Leistungskomponente sichern sollte. Neben dem Aspekt minimaler Leistungsgerechtigkeit für den unteren Rand der Verteilung werden keine weiteren konkreten Normen zur Beurteilung der Zielangemessenheit der beobachteten Verteilung der Lohnsätze gesetzt. Dies würde den Rahmen dieser Untersuchung sprengen. Die empirische Analyse auf Basis des Sozio-ökonomischen Panels (SOEP) und der Einkommens- und Verbrauchsstichprobe (EVS) konzentriert sich auf das Jahr 2003 und wird ergänzt um einige Auswertungen für 1998, die allerdings nur mit dem SOEP durchgeführt werden können. Obwohl aus dem SOEP generell eine größere Ungleichheit der Verteilung resultiert, halten sich die Unterschiede zwischen den Ergebnissen beider Datenquellen in Grenzen. ...
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Die verschiedenen Alternativrechnungen zur Bemessung des Eckregelsatzes auf Basis der Daten der EVS 2003 und der normativen Setzungen der derzeit gültigen Regelsatzverordnung (RSV) haben zu Beträgen leicht über (Variante 1b) bis mäßig unter (Variante 4b) dem gegenwärtigen Satz von 345 Euro geführt. Da sich aus einer kritischen Betrachtung der grundlegenden Vorentscheidungen, auf denen die RSV aufbaut, einige fragwürdige bzw. nicht konsistente Einzelregelungen ergeben haben, erscheint das seit 2005 gültige Niveau des gesetzlich anerkannten Existenzminimums als tendenziell zu gering, zumal der Eckregelsatz auch für den Leistungsanspruch von Familien mit Kindern maßgeblich ist. Darüber hinaus ist zu bedenken, dass die Herausnahme der Sozialhilfebezieher aus der Referenzgruppe gemäß RSV unter theoretischen Gesichtspunkten nicht hinreichend ist, um Zirkelschlüsse - vom Ausgabeverhalten der Hilfebedürftigen auf deren Existenzminimum - zu vermeiden. Denn nur etwa die Hälfte bis drei Fünftel der Bedürftigen nehmen ihre HLu-Ansprüche wahr, die weiteren Anspruchsberechtigten leben in verdeckter Armut. Die Referenzgruppe zur Ermittlung des sozio-kulturellen Existenzminimums müsste also auch um die so genannte Dunkelziffer der Armut (Personen in verdeckter Armut) bereinigt werden, was vermutlich zu einem leicht erhöhten (regelsatzrelevanten) Ausgabenniveau führen und Forderungen nach einer moderaten Anhebung des Eckregelsatzes unterstreichen würde. Abschließend soll der letztlich normative Charakter jeglicher Definition des Existenzmi-nimums nochmals verdeutlicht werden, aus dem die Notwendigkeit einer gesellschaftspoliti-schen Diskussion dessen, was ein menschenwürdiges Dasein und Chancengerechtigkeit - nicht nur im formalen, sondern im materiellen Sinne - ermöglicht, folgt. Dass mit dem so genannten Statistik-Modell der Regelsatzbemessung keineswegs Objektivität bzw. Wertur-teilsfreiheit, eher nur Überprüfbarkeit oder Nachvollziehbarkeit erreicht wird, haben die An-merkungen zu den regelsatzrelevanten Anteilssätzen einzelner Ausgabenpositionen in Kapitel 3.2 gezeigt. Wie stark der Einfluss normativer Vorentscheidungen auf das Niveau des sozio-kulturellen Existenzminimums ist, zeigt sich aber bereits in der Auswahl der Alleinstehenden als Referenzgruppe. Damit wird bei der Analyse des regelsatzrelevanten Ausgabeverhaltens auf eine Gruppe Bezug genommen, die überdurchschnittlich von relativer Einkommensarmut betroffen ist.13 Alternativ könnten auch die Paarhaushalte ohne Kinder mit ihrem vergleichs-weise geringen Armutsrisiko als Referenzgruppe definiert werden. Nach einer ersten Abschätzung ergibt sich für das unterste Quintil von Paaren ohne Kind ein regelsatzrelevanter Konsum in Höhe von gut 700 Euro; bei gegebenen Regelsatzproportionen folgt daraus ein Existenzminimum (ohne Kosten für Unterkunft und Heizung) von gut 390 Euro gegenüber derzeit 345 Euro bei Alleinstehenden und von etwa 1.130 Euro gegenüber 828 Euro bei Paa-ren mit einem Kind. Mit diesem Beispiel ist nicht die Empfehlung einer entsprechend starken Leistungsanhebung verbunden, sondern lediglich ein Hinweis darauf, dass das derzeitige Ver-fahren der Regelsatzbemessung restriktiv angelegt ist und mit aktuellen Daten eher eine Er-höhung als eine Absenkung des Niveaus des Existenzminimums begründet werden kann.
Sozialpolitische Auseinandersetzungen kursieren gegenwärtig verschärft um die Gestaltung der Sicherung des sozio-kulturellen Existenzminimums, um eine angebliche "Kostenexplosion" bei der Grundsicherung für Arbeitsuchende und um Vermutungen über verbreiteten Leistungsmissbrauch. Der Blick ist also stark auf die staatlicherseits auf Basis des Sozialgesetzbuches (SGB) über Transfers "zu bekämpfende" und "bekämpfte" Armut gerichtet. Vor diesem Hintergrund sollen die auf relative Grenzen – 50% des arithmetischen Mittels oder 60% des Medians der Nettoäquivalenzeinkommen – bezogenen Studien über Armut in Deutschland um eine Armutsanalyse ergänzt werden, die den Einkommensbereich unterhalb des gesetzlichen Existenzminimums in den Fokus nimmt. In der folgenden Untersuchung geht es nicht nur um die Größe der edürftigenBevölkerungsgruppe insgesamt, sondern darüber hinaus um die Bedeutung von Ursachen der Hilfebedürftigkeit – Arbeitslosigkeit, Teilzeiterwerbstätigkeit, niedriges Erwerbseinkommen, Alter –, um geschlechtsspezifische Unterschiede und um die Betroffenheit von Kindern. Hier fehlt es bisher an zeitnahen empirischen Informationen. Daten über die Zahl und Struktur der Empfänger von Grundsicherungsleistungen – also von Arbeitslosengeld II (Alg II) bzw. Sozialgeld, Grundsicherung im Alter und bei Erwerbsminderung oder Hilfe zum Lebensunterhalt (HLu) der Sozialhilfe – vermitteln nur die "halbe Wahrheit". ...
In this work we investigate phenomenological aspects of an anisotropic quark-gluon plasma. In the first part of this thesis, we formulate phenomenologicalmodels that take into account the momentumspace anisotropy of the system developed during the expansion of the fireball at early-times. By including the proper-time dependence of the parton hard momentum scale, phard(), and the plasma anisotropy parameter, Xi, the proposed models allow us to interpolate from 0+1 pre-equilibrated expansion at early-times to 0+1 ideal hydrodynamics at late times. We study dilepton production as a valuable observable to experimentally determine the isotropization time of the system as well as the degree of anisotropy developed at early-times. We generalize our interpolating models to include the rapidity dependence of phard and consider its impact on forward dileptons. Next, we discuss how to constrain the onset of hydrodynamics by demanding two requirements of the solutions to the equations of motion of viscous hydrodynamics. We show this explicitly for 0+1 dimensional 2nd-order conformal viscous hydrodynamics and find that the initial conditions are non-trivially constrained. Finally, we demonstrate how to match the initial conditions for 0+1 dimensional viscous hydrodynamics from pre-equilibrated expansion. We analyze the dependence of the entropy production on the pre-equilibrium phase and discuss limitations of the standard definitions of the non-equilibrium entropy in kinetic theory.
Die vorliegende Dissertationsschrift befasst sich mit der molekulargenetischen Analyse zweier Basalganglienerkrankungen. Zum einen wurden Patienten mit M. Parkinson genetisch untersucht, zum anderen Patienten mit autosomal dominanter zervikaler Torsionsdystonie. Die Aufgabe bestand in der passenden Wahl der Methode zur jeweiligen humangenetischen Fragestellung. Der erste Teil handelte von der Suche der krankheitsverursachenden Mutation für die autosomal dominante zervikale Torsionsdystonie mit Spätmanifestation auf Chromosom 18p (Kandidatenlokus DYT7). Die erkrankte Familie deutscher Herkunft zeigt dystone Symptome mit Betonung auf kraniozervikale und brachiale Körperabschnitte und ist somit die weltweit einzige bekannte Familie mit Vererbung dieser ansonsten sporadisch auftretenden Erkrankung. Die PCR-Sequenzierung der Kandidatengene ZFP161, LOC390828, NDUFV2 und PTPRM auf dem DYT7 Lokus erbrachte bei den sieben erkrankten Familienmitgliedern im Vergleich zu nicht verwandten Kontrollen (Ehepartner und 96 Kontrollen der Blutbank) keinen Aminosäureaustausch, der ausschließlich bei den erkrankten Probanden zu finden war. Technisch konzentrierte sich diese Untersuchung auf die Amplifizierung und anschließende Sequenzierung jedes einzelnen Exons in den zu untersuchenden Proben, und die Bestätigung einer putativen Mutation mittels Verdau der PCR-Produkte durch Restriktionsendonukleasen. Die Auswahl der Kandidatengene erfolgte aufgrund der Annahme pathobiochemischer Mechanismen, die durch andere Formen der vererbten Torsionsdystonie oder zellbiologische Experimente als krankheitsverursachend gelten. Auch wenn keine Mutation gefunden wurde, so konnten bereits bekannte und neue single nucleotide polymorphisms (SNP) etabliert werden. Die zweite Thematik befasste sich mit der Frage, ob das bereits bekannte Parkinson-Gen UCH-L1 auf dem PARK5 Lokus krankheitsverursachend für den autosomal dominanten M. Parkinson in einer spanischen Familie ist. Diese parametrische Kopplungsanalyse wurde mithilfe der heißen Polyacrylamid-Gelelektrophorese (PAGE) durchgeführt. Dabei konnte in allen Patienten und den Verwandten ersten Grades über Analyse der Mikrosatelliten nördlich und südlich der Kandidatenregion (UCH-L1) in einem Bereich sehr niedriger Rekombinationswahrscheinlichkeit eine Haplotypisierung erfolgen. Die Haplotypisierung zeigte nicht die erforderliche Identifizierung eines Krankheitsallels bei allen betroffenen Probanden. Somit ist hier neben der einzig bekannten deutschen PARK5 Familie keine weitere Familie mit UCH-L1 Mutation bestätigt worden. Dementsprechend ist die Ätiologie dieser Erkrankung in dieser Familie noch unklar, was aber der Bedeutung des Ubiquitin-Proteasom Systems in der Parkinson-Entität keinen Abbruch getan hat. Da alle anderen autosomal dominanten Parkinson-Loci ausgeschlossen sind, muss sich die Ursache für den M. Parkinson in dieser Familie in einem heute noch unbekannten Gen befinden. Weitere Untersuchungen im Rahmen eines Genomscans sind aufgrund der geringen Fallzahl nicht möglich. Die letzte Aufgabe dieser Arbeit bestand in der Durchführung einer Assoziationsstudie mit den putativen PINK1 (PARK6) Interaktoren NME4 und MTIF3 für den mehrheitlich sporadisch auftretenden M. Parkinson. Dabei wurden in zwei unabhängigen Studiengruppen mit insgesamt 453 sporadischen Parkinsonpatienten und 370 Kontrollen jeweils zwei SNPs auf gekoppelte Vererbung mit der Erkrankung untersucht. Der Unterschied zwischen den Testgruppen bestand im Studiendesign, da zum einen mit den Patienten nicht verwandte Kontrollen und zum anderen verwandte Kontrollen verwendet wurden. Die mit beiden Studientypen normalerweise auftretenden Probleme durch Stratifikation bzw. erniedrigte statistische Power konnten durch Kombination der Studien ausgeglichen werden. Das Methodenspektrum umfasste PCR und Restriktionsverdau, was zum Auffinden eines Kopplungsungleichgewichts für das Gen MTIF3 führte. Ein heterozygoter Basenaustausch für den Polymorphismus rs7669 erhöht signifikant das Relative Risiko an M. Parkinson zu erkranken, wohingegen der homozygote Basenaustausch das Krankheitsrisiko des Trägers signifikant erniedrigt. Bezüglich des Relativen Risikos wurde der Effekt der molekularen Heterosis nachgewiesen. Bei diesem mitochondrial lokalisierten Gen handelt es sich um einen Initiator der mitochondrialen Translation. Demzufolge besteht hier Einfluss auf die Homöostase und somit Funktionalität der Atmungskettenkomplexe, die als bedeutend für die Pathogenese des M. Parkinson angesehen werden. Die Verbindung zum mitochondrial lokalisierten PINK1 besteht aufgrund seiner Kinase-Aktivität in der An- und Abschaltung des mitochondrialen Translations - Initiationsfaktors. Aber auch die Wichtigkeit von NME4 konnte in dieser Studie trotz fehlender Assoziation nicht ausgeschlossen werden, da vorangehende experimentelle Ergebnisse dieses Protein bereits in den PINK1 Signalweg zuordnen konnten. MTIF3 könnte wohlmöglich ein wichtiger genetische Risikofaktor für den idiopathischen M. Parkinson sein. Es bleibt abzuwarten, ob zukünftige genetische und zellbiologische Experimente die Wichtigkeit, die in diesem Protein zu liegen scheint, bestätigen können.
Large amplitude intramolecular motions in non-rigid molecules are a fundamental issue in chemistry and biology. The conventional approaches for study these motions by far-infrared and microwave spectroscopy are not applicable when the molecule is non-polar. Therefore, in the current thesis an alternative approach for the investigation of large amplitude intramolecular motions was developed and tested. This new method is based on femtosecond rotational degenerate four-wave mixing spectroscopy (fs DFWM), which is a particular implementation of rotational coherence spectroscopy. The method was successfully applied for the investigation of pseudorotation in pyrrolidine and the ring-puckering vibration in cyclopentene. Another important subject is the photophysics of molecules and molecular clusters which have an ultrashort lifetime of their electronically excited state (photoreactivity). These ultrashort lifetimes often represent a protective mechanism causing photostability. The photoreactivity is usually the manifestation either of an “elementary” reaction, such as proton or electron transfer, which occurs in the excited state or of a fast non-radiative deactivation processes, such as internal conversion via conical intersection of the electronically excited and ground state. Due to a short-lived excited state, the conventional vibrational spectroscopic methods, such as IR depletion detected by resonance two-photon ionization spectroscopy (IR/R2PI), are not applicable for the structural investigation of these systems. Therefore, new approach, termed IR depletion detected by multiphoton ionization with femtosecond laser pulses (IR/fsMPI), was developed for studying the structure of photoreactive microsolvated molecules. The IR/fsMPI technique was applied for investigating the clusters of 1H-pyrrolo[3,2-h]quinoline with water/methanol as well as adenine- and 9-methyl-adenine-hydrates. In addition, the excited state dynamics of bifunctional azaaromatic molecule 7-(2'-pyridyl)indole (7PyIn) was studied by femtosecond pump-probe resonance excitation multiphoton ionization technique (fs REMPI). Under electronic excitation of this molecule a fast proton transfer (phototautomerization) takes place, which is followed by radiationless excited state deactivation process. The fs REMPI spectra lead to the conclusion that the phototautomerization in 7PyIn is coupled with a twisting of the molecule, and that the twisting provides an efficient channel for ultrafast radiationless excited state deactivation. This pattern of excited-state tautomerization/deactivation might be quite general.
Der G-Protein-gekoppelte Histamin-H3-Rezeptor (H3R) ist einer von vier bekannten Histamin-Rezeptorsubtypen. Die Verbreitung erstreckt sich hauptsächlich auf das ZNS, wo der Rezeptor maßgeblich an der Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus, der Kognition, der Aufmerksamkeit und dem Ernährungsverhalten beteiligt ist. Als Autorezeptor reguliert er die Darstellung und Freisetzung von Histamin im Gehirn und moduliert darüberhinaus als Heterorezeptor auch die Konzentration anderer wichtiger Neurotransmitter. Ein Ansatz für die Entwicklung neuer Arzneistoffe bei multifaktoriellen Erkrankungen entspringt der Hybridtheorie. In dieser Arbeit wurde der Hybridansatz durch verschiedene Varianten realisiert, bei denen die jeweiligen Pharmakophore durch Überlappung oder Aneinanderkopplung verknüpft wurden. Als Grundstruktur für das H3-Pharmakophor diente das 4-(3-Piperidin-1-ylpropoxy)-phenyl-Element, als andersartige Pharmakophore dienten neben Arzneistoffen aus der Gruppe der Neuroleptika, Antidepressiva und SSRI auch solche Pharmakophore, die das Wirkprofil von H3R-Liganden durch spezifische Eigenschaften (z. B. neuroprotektiv) ergänzen können. Bei der Kopplung der Pharmakophore lag der Fokus auf der Untersuchung von Aminvariationen. Mit Hilfe des Hybridansatzes wurden in dieser Arbeit zahlreiche neue und potente Histamin-H3-Hybridliganden entwickelt. Es wurden hohe Bindungsaffinitäten im nano- bis subnanomolare Bereich erzielt und wichtige Struktur-Wirkungsbeziehungen abgeleitet. In-vitro zeigte sich eine hohe Toleranz des H3R bezüglich der heterogenen Liganden, darunter solche mit sterisch anspruchsvollen, stark basischen und sauren Gruppen.
Einführung Seit Einführung der Diffusionstensorbildgebung- (DTI) basierten Traktographie von zerebralen Bahnsystemen besteht der Verdacht einer zu dünnen Ausdehnung der Faserbahnen in der unmittelbaren Nachbarschaft von zerebralen Läsionen. Der gegenüber der tatsächlichen Ausdehnung verminderte Durchmesser verjüngt sich zusätzlich mit zunehmendem Abstand von dem sog. seed-Volume (“seed-VOI”). Die unterrepräsentierte Ausdehnung der Faserbahnen stellt in der neurochirurgischen Operationsplanung und intraoperativen Neuronavigation ein erhebliches Problem bei der Beurteilung der Resektionsgrenzen von Tumoren bzw. der Grenze dringlich zu erhaltender eloquenter Faserbahnen dar. Mit einem zusätzlichen, auf die Läsion fokussierten Traktographie-Algorithmus – Lesion-based Fibertracking (LBFT) – soll die Auswertbarkeit von Faserbahnen in der Umgebung von intrazerebralen Läsionen verbessert werden. Der Algorithmus von LBFT wird vorgestellt und das Verfahren anhand der Darstellung von Bahnen des Tractus corticospinalis (TCS) mit dem Standardverfahren verglichen. Methode In 40 Patienten mit intrazerebralen Läsionen in Nachbarschaft zu kortikospinalen Bahnen (Pyramidenbahn) wurde eine Diffusionstensor-bildgebung und fMRT basierte Faserbahndarstellung des Tractus corticospinalis auf Grundlage eines „tensor-deflection-Algorithmus“ (TEND) durchgeführt. Hierfür wurden Bahnen von den kortikalen motorischen Repräsentationen der Hand, des Fußes und der Zunge zum Hirnstamm visualisiert. Im Standardverfahren wird ein würfelförmiges Volumen – das sog. seed-Volume oder Ursprungsvolumen – im Gyrus praecentralis entsprechend der anatomischen und funktionellen Bildgebung definiert. Ein zweites würfelförmiges Volumen, lokalisiert im Hirnstamm selektiert ausschließlich Fasern welche durch beide Volumen verlaufen. Die resultierenden Fasern werden bezüglich ihres Verlaufes durch typische anatomische Landmarken kontrolliert und ggf. korrigiert. Anschließend wird das Faserbündel mittels einer Oberflächenrekonstruktionstechnik („surface rendering“) dreidimensional rekonstruiert (iPlan 2.5Cranial, BrainLab®, Feldkirchen, Germany). Für das neue Verfahren des LBFT wird die Region definiert, in welcher die Faserbahn des Standardverfahrens der Läsion am nächsten kommt und hier, um die Faserbahn des Standardverfahrens, ein neues seed-Volume platziert, welches das Standardfaserbündel um 10 mm überragt. Traktographie und Segmentierung werden analog dem Standardverfahren durchgeführt. Fasern, die nicht den Gyrus praecentralis erreichen oder nicht durch den Pedunculus cerebri verlaufen, werden eliminiert. Die Faserzahl, die Größe der Faserbahnen und die Größendifferenz zwischen den Bahnen des Standardverfahrens und LBFT werden verglichen und das Verfahren auf inter- und intra-rater Reliabilität geprüft. Ergebnisse Das Standardverfahren und LBFT waren in allen 40 Patienten durchführbar. Die Faserzahl bei LBFT erhöhte sich signifikant gegenüber dem Standardverfahren um 383,27% (p<0,0001). Der maximale Durchmesser in der Ebene, in welcher das Faserbündel der Läsion am nächsten kommt, sowie der Durchmesser in Richtung der Läsion erhöhen sich signifikant um 171,75 % bzw. 196,45 % (jeweils p<0.0001). Daraus folgt eine durchschnittliche Zunahme des Durchmessers in Richtung der Läsion um 4.48mm (± 2.35). Fazit Die Fehleinschätzung des Durchmessers und der Distanz des TCS zu subkortikalen Läsionen bei Anwendung des Standardverfahrens DTI-basierter Traktographie stellt ein erhebliches Problem in der funktionellen neurochirurgischen Operationsplanung und intraoperativen Neuronavigation dar. Durch den zusätzlichen Schritt des LBFT kann die Fehleinschätzung korrigiert und der in vorhergehenden Studien eingeforderte Sicherheitsabstand standardisiert robust und reliabel realisiert werden.
Die lutherische Reformation war nicht nur eine Reformation von Glauben und Leben, sondern auch eine solche von Tod und Sterben. Mit den Predigten Luthers bei den Begräbnisfeierlichkeiten für die sächsischen Kurfürsten Friedrich den Weisen (1525) und Johann den Beständigen (1532), der Predigt bei Luthers eigenem Begräbnis (1546) und den jeweils begleitenden biographischen orationes Philipp Melanchthons formte sich eine neue Gattung der Totenmemoria aus, die von den Wittenberger Theologiestudenten an ihre späteren Wirkungsorte getragen wurde. Sie selbst waren es dann, in ihrer Funktion als Prediger, die das neue Medium der Leichenpredigt zu ihrer eigenen Verortung in der frühneuzeitlichen Gesellschaft nutzten, indem sie die Gruppe der evangelischen Geistlichen, in der Gestalt des jeweils Verstorbenen, als nachahmenswertes Vorbild christlicher Tugend priesen und ihre Rolle für den gesellschaftlichen Zusammenhalt herausstellten. Das so gezeichnete Bild bringt nicht nur das Amtsverständnis zum Ausdruck, sondern wirft auch Licht auf die jeweiligen Zeitumstände, den Bildungsweg der Verstorbenen, ihre Berufung als Prediger, Heiratsstrategien, Kinder und deren Entwicklung, Zuständigkeitsverteilungen im Amt, gesundheitliche und andere Beschwerden, ihren seelsorgerlichen Einsatz, ihre konfessionelle Ausrichtung und schließlich das ritualisierte Sterben. Somit sind gedruckte Leichenpredigten eine vielseitig auswertbare Quelle zur frühneuzeitlichen Alltagskultur, insbesondere hinsichtlich der Bevölkerungsgruppe, die uns sowohl als deren Autoren, wie als Verstorbene gegenübertritt. Die lutherische Reichsstadt Frankfurt am Main, deren Geistliche sich zur gemeinsamen Beratung in einem „Predigerministerium“ zusammenfanden, bietet hier ein besonders lohnendes Untersuchungsfeld. Die gute Überlieferungslage, die Bedeutung Frankfurts im Alten Reich, wie auch das, gerade am Beginn der Reformationsepoche, spannungsreiche Miteinander von Rat und Predigern ermöglichen es, an ausgewählten Beispielen die Etablierung, das Selbstverständnis und die wechselnden theologischen Herausforderungen der mit der Reformation entstandenen neuen Sozialgruppe der evangelischen Geistlichkeit im Wandel dreier Jahrhunderte zu verfolgen.
The dynamics of many systems are described by ordinary differential equations (ODE). Solving ODEs with standard methods (i.e. numerical integration) needs a high amount of computing time but only a small amount of storage memory. For some applications, e.g. short time weather forecast or real time robot control, long computation times are prohibitive. Is there a method which uses less computing time (but has drawbacks in other aspects, e.g. memory), so that the computation of ODEs gets faster? We will try to discuss this question for the assumption that the alternative computation method is a neural network which was trained on ODE dynamics and compare both methods using the same approximation error. This comparison is done with two different errors. First, we use the standard error that measures the difference between the approximation and the solution of the ODE which is hard to characterize. But in many cases, as for physics engines used in computer games, the shape of the approximation curve is important and not the exact values of the approximation. Therefore, we introduce a subjective error based on the Total Least Square Error (TLSE) which gives more consistent results. For the final performance comparison, we calculate the optimal resource usage for the neural network and evaluate it depending on the resolution of the interpolation points and the inter-point distance. Our conclusion gives a method to evaluate where neural nets are advantageous over numerical ODE integration and where this is not the case. Index Terms—ODE, neural nets, Euler method, approximation complexity, storage optimization.
Since the description of sepsis by Schottmüller in 1914, the amount on knowledge available on sepsis and its underlying pathophysiology has substantially increased. Epidemiologic examinations of abdominal septic shock patients show the potential for high risk posed by and the extensive therapy situation in the intensive care unit (ICU) (5). Unfortunately, until now it has not been possible to significantly reduce the mortality rate of septic shock, which is as high as 50-60% worldwide, although PROWESS' results (1) are encouraging. This paper summarizes the main results of the MEDAN project and their medical impacts. Several aspects are already published, see the references. The heterogeneity of patient groups and the variations in therapy strategies is seen as one of the main problems for sepsis trials. In the MEDAN multi-center study of 71 intensive care units in Germany, a group of 382 patients made up exclusively of abdominal septic shock patients who met the consensus criteria for septic shock (3) was analysed. For use within scores or stand-alone experiments variables are often studied as isolated variables, not as a multidimensional whole, e.g. a recent study takes a look at the role thrombocytes play (15). To avoid this limitation, our study compares several established scores (SOFA, APACHE II, SAPS II, MODS) by a multi-dimensional neuronal network analysis. For outcome prediction the data of 382 patients was analysed by using most of the commonly documented vital parameters and doses of medicine (metric variables). Data was collected in German hospitals from 1998 to 2001. The 382 handwritten patient records were transferred to an electronic database giving the amount of 2.5 million data entries. The metric data contained in the database is composed of daily measurements and doses of medicine. We used range and plausibility checks to allow no faulty data in the electronic database. 187 of the 382 patients are deceased (49 %).
At present, there are no quantitative, objective methods for diagnosing the Parkinson disease. Existing methods of quantitative analysis by myograms suffer by inaccuracy and patient strain; electronic tablet analysis is limited to the visible drawing, not including the writing forces and hand movements. In our paper we show how handwriting analysis can be obtained by a new electronic pen and new features of the recorded signals. This gives good results for diagnostics. Keywords: Parkinson diagnosis, electronic pen, automatic handwriting analysis
Attraction and commercial success of web sites depend heavily on the additional values visitors may find. Here, individual, automatically obtained and maintained user profiles are the key for user satisfaction. This contribution shows for the example of a cooking information site how user profiles might be obtained using category information provided by cooking recipes. It is shown that metrical distance functions and standard clustering procedures lead to erroneous results. Instead, we propose a new mutual information based clustering approach and outline its implications for the example of user profiling.
The Internet as the biggest human library ever assembled keeps on growing. Although all kinds of information carriers (e.g. audio/video/hybrid file formats) are available, text based documents dominate. It is estimated that about 80% of all information worldwide stored electronically exists in (or can be converted into) text form. More and more, all kinds of documents are generated by means of a text processing system and are therefore available electronically. Nowadays, many printed journals are also published online and may even discontinue to appear in print form tomorrow. This development has many convincing advantages: the documents are both available faster (cf. prepress services) and cheaper, they can be searched more easily, the physical storage only needs a fraction of the space previously necessary and the medium will not age. For most people, fast and easy access is the most interesting feature of the new age; computer-aided search for specific documents or Web pages becomes the basic tool for information-oriented work. But this tool has problems. The current keyword based search machines available on the Internet are not really appropriate for such a task; either there are (way) too many documents matching the specified keywords are presented or none at all. The problem lies in the fact that it is often very difficult to choose appropriate terms describing the desired topic in the first place. This contribution discusses the current state-of-the-art techniques in content-based searching (along with common visualization/browsing approaches) and proposes a particular adaptive solution for intuitive Internet document navigation, which not only enables the user to provide full texts instead of manually selected keywords (if available), but also allows him/her to explore the whole database.
Data driven automatic model selection and parameter adaptation – a case study for septic shock
(2004)
In bioinformatics, biochemical pathways can be modeled by many differential equations. It is still an open problem how to fit the huge amount of parameters of the equations to the available data. Here, the approach of systematically learning the parameters is necessary. This paper propose as model selection criterion the least complex description of the observed data by the model, the minimum description length. For the small, but important example of inflammation modeling the performance of the approach is evaluated.
In bioinformatics, biochemical signal pathways can be modeled by many differential equations. It is still an open problem how to fit the huge amount of parameters of the equations to the available data. Here, the approach of systematically obtaining the most appropriate model and learning its parameters is extremely interesting. One of the most often used approaches for model selection is to choose the least complex model which “fits the needs”. For noisy measurements, the model which has the smallest mean squared error of the observed data results in a model which fits too accurately to the data – it is overfitting. Such a model will perform good on the training data, but worse on unknown data. This paper propose as model selection criterion the least complex description of the observed data by the model, the minimum description length. For the small, but important example of inflammation modeling the performance of the approach is evaluated. Keywords: biochemical pathways, differential equations, septic shock, parameter estimation, overfitting, minimum description length.
In bioinformatics, biochemical pathways can be modeled by many differential equations. It is still an open problem how to fit the huge amount of parameters of the equations to the available data. Here, the approach of systematically learning the parameters is necessary. In this paper, for the small, important example of inflammation modeling a network is constructed and different learning algorithms are proposed. It turned out that due to the nonlinear dynamics evolutionary approaches are necessary to fit the parameters for sparse, given data. Proceedings of the 15th IEEE International Conference on Tools with Artificial Intelligence - ICTAI 2003
The early prediction of mortality is one of the unresolved tasks in intensive care medicine. This contribution models medical symptoms as observations cased by transitions between hidden markov states. Learning the underlying state transition probabilities results in a prediction probability success of about 91%. The results are discussed and put in relation to the model used. Finally, the rationales for using the model are reflected: Are there states in the septic shock data?
In intensive care units physicians are aware of a high lethality rate of septic shock patients. In this contribution we present typical problems and results of a retrospective, data driven analysis based on two neural network methods applied on the data of two clinical studies. Our approach includes necessary steps of data mining, i.e. building up a data base, cleaning and preprocessing the data and finally choosing an adequate analysis for the medical patient data. We chose two architectures based on supervised neural networks. The patient data is classified into two classes (survived and deceased) by a diagnosis based either on the black-box approach of a growing RBF network and otherwise on a second network which can be used to explain its diagnosis by human-understandable diagnostic rules. The advantages and drawbacks of these classification methods for an early warning system are discussed.
In bioinformatics, biochemical pathways can be modeled by many differential equations. It is still an open problem how to fit the huge amount of parameters of the equations to the available data. Here, the approach of systematically learning the parameters is necessary. In this paper, for the small, important example of inflammation modeling a network is constructed and different learning algorithms are proposed. It turned out that due to the nonlinear dynamics evolutionary approaches are necessary to fit the parameters for sparse, given data. Keywords: model parameter adaption, septic shock. coupled differential equations, genetic algorithm.
The selection of features for classification, clustering and approximation is an important task in pattern recognition, data mining and soft computing. For real-valued features, this contribution shows how feature selection for a high number of features can be implemented using mutual in-formation. Especially, the common problem for mutual information computation of computing joint probabilities for many dimensions using only a few samples is treated by using the Rènyi mutual information of order two as computational base. For this, the Grassberger-Takens corre-lation integral is used which was developed for estimating probability densities in chaos theory. Additionally, an adaptive procedure for computing the hypercube size is introduced and for real world applications, the treatment of missing values is included. The computation procedure is accelerated by exploiting the ranking of the set of real feature values especially for the example of time series. As example, a small blackbox-glassbox example shows how the relevant features and their time lags are determined in the time series even if the input feature time series determine nonlinearly the output. A more realistic example from chemical industry shows that this enables a better ap-proximation of the input-output mapping than the best neural network approach developed for an international contest. By the computationally efficient implementation, mutual information becomes an attractive tool for feature selection even for a high number of real-valued features.
In its first part, this contribution reviews shortly the application of neural network methods to medical problems and characterizes its advantages and problems in the context of the medical background. Successful application examples show that human diagnostic capabilities are significantly worse than the neural diagnostic systems. Then, paradigm of neural networks is shortly introduced and the main problems of medical data base and the basic approaches for training and testing a network by medical data are described. Additionally, the problem of interfacing the network and its result is given and the neuro-fuzzy approach is presented. Finally, as case study of neural rule based diagnosis septic shock diagnosis is described, on one hand by a growing neural network and on the other hand by a rule based system. Keywords: Statistical Classification, Adaptive Prediction, Neural Networks, Neurofuzzy, Medical Systems
In contrast to the symbolic approach, neural networks seldom are designed to explain what they have learned. This is a major obstacle for its use in everyday life. With the appearance of neuro-fuzzy systems which use vague, human-like categories the situation has changed. Based on the well-known mechanisms of learning for RBF networks, a special neuro-fuzzy interface is proposed in this paper. It is especially useful in medical applications, using the notation and habits of physicians and other medically trained people. As an example, a liver disease diagnosis system is presented.
The prevention of credit card fraud is an important application for prediction techniques. One major obstacle for using neural network training techniques is the high necessary diagnostic quality: Since only one financial transaction of a thousand is invalid no prediction success less than 99.9% is acceptable. Due to these credit card transaction proportions complete new concepts had to be developed and tested on real credit card data. This paper shows how advanced data mining techniques and neural network algorithm can be combined successfully to obtain a high fraud coverage combined with a low false alarm rate.
This paper describes the use of a Radial Basis Function (RBF) neural network in the approximation of process parameters for the extrusion of a rubber profile in tyre production. After introducing the rubber industry problem, the RBF network model and the RBF net learning algorithm are developed, which uses a growing number of RBF units to compensate the approximation error up to the desired error limit. Its performance is shown for simple analytic examples. Then the paper describes the modelling of the industrial problem. Simulations show good results, even when using only a few training samples. The paper is concluded by a discussion of possible systematic error influences, improvements and potential generalisation benefits. Keywords: Adaptive process control; Parameter estimation; RBF-nets; Rubber extrusion
Diese Arbeit plädiert für eine rationale Behandlung von Patientendaten und untersucht dazu die Analyse der Daten mit Hilfe neuronale Netze etwas näher. Erfolgreiche Beispielanwendungen zeigen, daß die menschlichen Diagnosefähigkeiten deutlich schlechter sind als neuronale Diagnosesysteme. Für das Beispiel der neueren Architektur mit RBF-Netzen wird die Funktionalität näher erläutert und gezeigt, wie menschliche und neuronale Expertise miteinander gekoppelt werden kann. Der Ausblick deutet Anwendungen und Praxisproblematik derartiger Systeme an.
The encoding of images by semantic entities is still an unresolved task. This paper proposes the encoding of images by only a few important components or image primitives. Classically, this can be done by the Principal Component Analysis (PCA). Recently, the Independent Component Analysis (ICA) has found strong interest in the signal processing and neural network community. Using this as pattern primitives we aim for source patterns with the highest occurrence probability or highest information. For the example of a synthetic image composed by characters this idea selects the salient ones. For natural images it does not lead to an acceptable reproduction error since no a-priori probabilities can be computed. Combining the traditional principal component criteria of PCA with the independence property of ICA we obtain a better encoding. It turns out that the Independent Principal Components (IPC) in contrast to the Principal Independent Components (PIC) implement the classical demand of Shannon’s rate distortion theory.
This paper proposes a new approach for the encoding of images by only a few important components. Classically, this is done by the Principal Component Analysis (PCA). Recently, the Independent Component Analysis (ICA) has found strong interest in the neural network community. Applied to images, we aim for the most important source patterns with the highest occurrence probability or highest information called principal independent components (PIC). For the example of a synthetic image composed by characters this idea selects the salient ones. For natural images it does not lead to an acceptable reproduction error since no a-priori probabilities can be computed. Combining the traditional principal component criteria of PCA with the independence property of ICA we obtain a better encoding. It turns out that this definition of PIC implements the classical demand of Shannon’s rate distortion theory.
This paper describes the problems and an adaptive solution for process control in rubber industry. We show that the human and economical benefits of an adaptive solution for the approximation of process parameters are very attractive. The modeling of the industrial problem is done by the means of artificial neural networks. For the example of the extrusion of a rubber profile in tire production our method shows good results even using only a few training samples.
In this paper we regard first the situation where parallel channels are disturbed by noise. With the goal of maximal information conservation we deduce the conditions for a transform which "immunizes" the channels against noise influence before the signals are used in later operations. It shows up that the signals have to be decorrelated and normalized by the filter which corresponds for the case of one channel to the classical result of Shannon. Additional simulations for image encoding and decoding show that this constitutes an efficient approach for noise suppression. Furthermore, by a corresponding objective function we deduce the stochastic and deterministic learning rules for a neural network that implements the data orthonormalization. In comparison with other already existing normalization networks our network shows approximately the same in the stochastic case but, by its generic deduction ensures the convergence and enables the use as independent building block in other contexts, e.g. whitening for independent component analysis. Keywords: information conservation, whitening filter, data orthonormalization network, image encoding, noise suppression.
Im Zeitraum 1. 11. 1993 bis 30. 3. 1997 wurden 1149 allgemeinchirurgische Intensivpatienten prospektiv erfaßt, von denen 114 die Kriterien des septischen Schocks erfüllten. Die Letalität der Patienten mit einem septischen Schock betrug 47,3%. Nach Training eines neuronalen Netzes mit 91 (von insgesamt n = 114) Patienten ergab die Testung bei den verbleibenden 23 Patienten bei der Berücksichtigung von Parameterveränderungen vom 1. auf den 2. Tag des septischen Schocks folgendes Ergebnis: Alle 10 verstorbenen Patienten wurden korrekt als nicht überlebend vorhergesagt, von den 13 Überlebenden wurden 12 korrekt als überlebend vorhergesagt (Sensitivität 100%; Spezifität 92,3%).
This paper describes the use of a radial basis function (RBF) neural network. It approximates the process parameters for the extrusion of a rubber profile used in tyre production. After introducing the problem, we describe the RBF net algorithm and the modeling of the industrial problem. The algorithm shows good results even using only a few training samples. It turns out that the „curse of dimensions“ plays an important role in the model. The paper concludes by a discussion of possible systematic error influences and improvements.
The paper focuses on the division of the sensor field into subsets of sensor events and proposes the linear transformation with the smallest achievable error for reproduction: the transform coding approach using the principal component analysis (PCA). For the implementation of the PCA, this paper introduces a new symmetrical, lateral inhibited neural network model, proposes an objective function for it and deduces the corresponding learning rules. The necessary conditions for the learning rate and the inhibition parameter for balancing the crosscorrelations vs. the autocorrelations are computed. The simulation reveals that an increasing inhibition can speed up the convergence process in the beginning slightly. In the remaining paper, the application of the network in picture encoding is discussed. Here, the use of non-completely connected networks for the self-organized formation of templates in cellular neural networks is shown. It turns out that the self-organizing Kohonen map is just the non-linear, first order approximation of a general self-organizing scheme. Hereby, the classical transform picture coding is changed to a parallel, local model of linear transformation by locally changing sets of self-organized eigenvector projections with overlapping input receptive fields. This approach favors an effective, cheap implementation of sensor encoding directly on the sensor chip. Keywords: Transform coding, Principal component analysis, Lateral inhibited network, Cellular neural network, Kohonen map, Self-organized eigenvector jets.
After a short introduction into traditional image transform coding, multirate systems and multiscale signal coding the paper focuses on the subject of image encoding by a neural network. Taking also noise into account a network model is proposed which not only learns the optimal localized basis functions for the transform but also learns to implement a whitening filter by multi-resolution encoding. A simulation showing the multi-resolution capabilitys concludes the contribution.
We present a framework for the self-organized formation of high level learning by a statistical preprocessing of features. The paper focuses first on the formation of the features in the context of layers of feature processing units as a kind of resource-restricted associative multiresolution learning We clame that such an architecture must reach maturity by basic statistical proportions, optimizing the information processing capabilities of each layer. The final symbolic output is learned by pure association of features of different levels and kind of sensorial input. Finally, we also show that common error-correction learning for motor skills can be accomplished also by non-specific associative learning. Keywords: feedforward network layers, maximal information gain, restricted Hebbian learning, cellular neural nets, evolutionary associative learning
One of the most interesting domains of feedforward networks is the processing of sensor signals. There do exist some networks which extract most of the information by implementing the maximum entropy principle for Gaussian sources. This is done by transforming input patterns to the base of eigenvectors of the input autocorrelation matrix with the biggest eigenvalues. The basic building block of these networks is the linear neuron, learning with the Oja learning rule. Nevertheless, some researchers in pattern recognition theory claim that for pattern recognition and classification clustering transformations are needed which reduce the intra-class entropy. This leads to stable, reliable features and is implemented for Gaussian sources by a linear transformation using the eigenvectors with the smallest eigenvalues. In another paper (Brause 1992) it is shown that the basic building block for such a transformation can be implemented by a linear neuron using an Anti-Hebb rule and restricted weights. This paper shows the analog VLSI design for such a building block, using standard modules of multiplication and addition. The most tedious problem in this VLSI-application is the design of an analog vector normalization circuitry. It can be shown that the standard approaches of weight summation will not give the convergence to the eigenvectors for a proper feature transformation. To avoid this problem, our design differs significantly from the standard approaches by computing the real Euclidean norm. Keywords: minimum entropy, principal component analysis, VLSI, neural networks, surface approximation, cluster transformation, weight normalization circuit.
It is well known that artificial neural nets can be used as approximators of any continuous functions to any desired degree and therefore be used e.g. in high - speed, real-time process control. Nevertheless, for a given application and a given network architecture the non-trivial task remains to determine the necessary number of neurons and the necessary accuracy (number of bits) per weight for a satisfactory operation which are critical issues in VLSI and computer implementations of nontrivial tasks. In this paper the accuracy of the weights and the number of neurons are seen as general system parameters which determine the maximal approximation error by the absolute amount and the relative distribution of information contained in the network. We define as the error-bounded network descriptional complexity the minimal number of bits for a class of approximation networks which show a certain approximation error and achieve the conditions for this goal by the new principle of optimal information distribution. For two examples, a simple linear approximation of a non-linear, quadratic function and a non-linear approximation of the inverse kinematic transformation used in robot manipulator control, the principle of optimal information distribution gives the the optimal number of neurons and the resolutions of the variables, i.e. the minimal amount of storage for the neural net. Keywords: Kolmogorov complexity, e-Entropy, rate-distortion theory, approximation networks, information distribution, weight resolutions, Kohonen mapping, robot control.
It is well known that artificial neural nets can be used as approximators of any continous functions to any desired degree. Nevertheless, for a given application and a given network architecture the non-trivial task rests to determine the necessary number of neurons and the necessary accuracy (number of bits) per weight for a satisfactory operation. In this paper the problem is treated by an information theoretic approach. The values for the weights and thresholds in the approximator network are determined analytically. Furthermore, the accuracy of the weights and the number of neurons are seen as general system parameters which determine the the maximal output information (i.e. the approximation error) by the absolute amount and the relative distribution of information contained in the network. A new principle of optimal information distribution is proposed and the conditions for the optimal system parameters are derived. For the simple, instructive example of a linear approximation of a non-linear, quadratic function, the principle of optimal information distribution gives the the optimal system parameters, i.e. the number of neurons and the different resolutions of the variables.
Clathrates are candidate materials for thermoelectric applications because of a number of unique properties. The clathrate I phases in the Ba-Ni-Ge ternary system allow controlled variation of the charge carrier concentration by adjusting the Ni content. Depending on the Ni content, the physical properties vary from metal-like to insulator-like and show a transition from p-type to n-type conduction. Here we present first results on the characterization of millimeter-sized single crystals grown by the Bridgman technique. Single crystals with a composition of Ba8Ni3.5Ge42.1h0.4 show metallic behavior (dp/dT > 0) albeit with high resistivity at room temperature [p (300 K) = 1 mOhm cm]. The charge carrier concentration at 300 K, as determined from Hall-effect measurements, is 2.3 e-/unit cell. The dimensionless thermoelectric figure of merit estimated at 680 K is ZT ~ 0.2. Keywords Clathrates - thermoelectric material - intermetallic compound - nickel
We suggest a new method to compute the spectrum and wave functions of excited states. We construct a stochastic basis of Bargmann link states, drawn from a physical probability density distribution and compute transition amplitudes between stochastic basis states. From such transition matrix we extract wave functions and the energy spectrum. We apply this method toU(1)2+1 lattice gauge theory. As a test we compute the energy spectrum, wave functions and thermodynamical functions of the electric Hamiltonian and compare it with analytical results. We find excellent agreement. We observe scaling of energies and wave functions in the variable of time. We also present first results on a small lattice for the full Hamiltonian including the magnetic term.
Central elements of the Bologna declaration have been implemented in a huge variety of curricula in humanities, social sciences, natural sciences and engineering sciences at German universities. Overall the results have been nothing less than disastrous. Surprisingly, this seems to be the perfect time for German universities to talk about introducing a curriculum that is fully compatible with the Bologna declaration for medical education as well. However, German medical education does not have problems the Bologna declaration is intended to solve, such as quality, mobility, internationalization and employability. It is already in the Post-Bologna age.