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Geruch enthält Erinnerungen: Das Geheimnis des Geruchssinns

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Manchmal weckt der wunderbare Geruch von fermentierter Sojabohnenpaste die Erinnerung an meine Heimatstadt, wo sich das Abendrot über den Abendhimmel ausbreitete, und an meine Mutter, die mir mit ihren groben Händen im Handumdrehen ein Abendessen kochte. So hat es wohl jeder schon einmal erlebt, dass durch einen bestimmten vertrauten Geruch plötzlich ein Stück Erinnerung auftauchte. Dabei sind die Erinnerungen recht detailliert und bringen sogar die darin enthaltenen Gefühle zurück. Der Geruch wirkt als intensives Medium der Erinnerung. Welches Geheimnis verbirgt sich im Geruchssinn?

Wie wir riechen

Ein köstlicher Geruch, der die Nasenspitze stimuliert, lässt den Mund wässrig werden. Die Realität der verschiedenen Gerüche von Lebensmitteln ist eigentlich eine Spur von chemischen Substanzen in der Luft. Wenn Moleküle von Lebensmitteln mit den Nasenschleimhäuten in Berührung kommen, nehmen die Geruchsrezeptoren chemische Stoffe wahr und senden Informationen an das Gehirn, das anhand dieser Informationen die Identität des Geruchs bestimmt. All dies geschieht innerhalb eines Augenblicks.

Bei Säugetieren gibt es etwa 1.000 Arten von Genen, die für den Geruchssinn verantwortlich sind, von denen etwa 350 beim Menschen tatsächlich vorhanden sind. Im Geruchsepithel mit einer Gesamtfläche von der Größe Ihres Daumennagels sind etwa 350 Arten von Geruchsrezeptorproteinen versammelt, die auf die für sie passenden Geruchsmoleküle warten. Der Teil, an dem sich ein Geruchsrezeptor an ein Geruchsmolekül bindet, ist unterschiedlich geformt. Geruchsrezeptoren werden nur bei bestimmten Geruchsstoffen aktiviert, die in die Form passen, so wie ein Schlüssel nur ein Schloss aufschließen kann, in das er passt.

Wenn Geruchsstoffmoleküle an Geruchsrezeptoren binden, erzeugen sie elektrische Signale. Diese Signale werden über die Geruchsnerven an das Gehirn weitergeleitet. Dann analysiert die Großhirnrinde die Kombinationen der Geruchssignale, um festzustellen, um welche Art von Geruch es sich handelt. Erst dann wird die Identität des Geruchs festgestellt.

Jeder Geruchsrezeptor nimmt jedoch nicht nur einen einzigen Geruch wahr. Mehrere Rezeptoren reagieren gleichzeitig auf ein Geruchsmolekül, um verschiedene Gerüche zu unterscheiden. Verschiedene Rezeptoren, die sich an verschiedene Teile des Moleküls binden, liefern dem Gehirn unterschiedliche fragmentarische Informationen. Das bedeutet, dass je nach Kombination der Rezeptoren, die sich mit dem Geruchsstoff verbinden, eine Vielzahl verschiedener Gerüche erkannt werden können. Infolgedessen können Lebewesen mehr verschiedene Gerüche wahrnehmen, als es Typen von Geruchsrezeptoren gibt.

Jeder Geruchsrezeptor wird nur auf ein bestimmtes Geruchsmolekül aktiviert, das in die Form passt, so wie nur ein bestimmter Schlüssel ein Schloss öffnen kann, und mehrere Rezeptoren reagieren gleichzeitig auf ein Geruchsmolekül und unterscheiden verschiedene Gerüche. Die Rezeptoren A, B und D reagieren auf das Geruchsmolekül ①; und die Rezeptoren A und D reagieren auf das Geruchsmolekül ②. Je nach Kombination der Rezeptoren, die sich mit dem Geruchsstoff verbinden, kann dieser als eine Vielzahl verschiedener Gerüche wahrgenommen werden.

In jüngster Zeit hat man Geruchsrezeptoren nicht nur in den Schleimhäuten, sondern auch im Körper gefunden. Geruchsrezeptoren, die in den Nieren verteilt sind, nehmen den Geruch von Darmmikroorganismen wahr, um die Hormonausschüttung zu regulieren, und helfen auch bei der Regeneration der Muskeln. All diese neuen Fakten werden nach und nach entdeckt.

Zusammenhang zwischen dem Geruchssinn und der Erinnerung

In dem Roman „Auf der Suche nach der verlorenen Zeit“ des französischen Schriftstellers Marcel Proust erinnert sich die Hauptfigur Marcel an eine nostalgische Begebenheit aus seiner Kindheit, die durch den Duft eines in Tee getauchten Madeleine-Kuchens inspiriert wurde. Erinnerungen, die durch einen Duft inspiriert werden, geben einem das Gefühl, ein Fotoalbum mit diesen Momenten vor sich zu haben. Das Wiedererinnern einer Erinnerung, nachdem man einem Duft ausgesetzt war, wird als „Proust-Phänomen“ bezeichnet.

Dies geschieht, weil der Geruchssinn direkt an das Großhirn weitergeleitet wird, während die anderen sensorischen Informationen über den Thalamus zum Großhirn gelangen. Da der Geruchsnerv direkt mit dem limbischen System des Großhirns verbunden ist, das für Emotionen und Gedächtnis zuständig ist, wirkt er sich unmittelbar auf die Emotionen und das Gedächtnis des Menschen aus.

Die von den Geruchsrezeptoren erfassten Informationen werden an verschiedene Stellen der Großhirnrinde weitergeleitet. In der Amygdala, die für die emotionale Reaktion zuständig ist, werden die emotionalen Informationen über den Geruch hinzugefügt und eine Bewertung der Vorlieben oder Abneigungen vorgenommen; und im Hippocampus, der für das Langzeitgedächtnis zuständig ist, werden die Geruchserinnerungen kombiniert. Da der Geruchssinn direkt mit dem Großhirn verbunden ist, kann der Arzt, wenn man plötzlich verschiedene Gerüche nicht mehr unterscheiden kann, frühe Stadien neurologischer Krankheiten wie Alzheimer vermuten.

Farben können so gesehen werden, wie sie sind, z. B. rot oder gelb, und Töne können nach Frequenz oder Dezibel quantifiziert werden. Im Gegensatz zu den anderen Sinnen gibt es für den Geruchssinn nur wenige Worte, die ihn verallgemeinern und beschreiben können. Deshalb wird der Geruchssinn durch einen Gegenstand oder eine Erinnerung beschrieben, von dem/der der Geruch ausgeht. Das liegt daran, dass der Geruchssinn von Mensch zu Mensch sehr subjektiv ist, weil er mit Erinnerungen und Emotionen verbunden ist. Daher gibt es selbst bei ein und demselben Geruch eine klare Unterscheidung zwischen Vorlieben und Abneigungen, die von der jeweiligen Person abhängen. Ein und derselbe Geruch kann für manche Menschen angenehm, für andere dagegen unangenehm sein.

Unternehmen wenden diese Eigenschaft des Geruchs manchmal im Marketing an. Sie regen die Kauflust der Verbraucher an, indem sie Gerüche verwenden, die bestimmte Erinnerungen wecken, oder Düfte, die das Image der Marke repräsentieren. Das ist so, als würden Bäckereien morgens absichtlich den Geruch von frisch gebackenem Brot verströmen. In Japan hat ein Seifenhersteller sogar eine Anzeige mit Tinte, die mit dem charakteristischen Duft seines Produkts vermischt war, in die Zeitung gesetzt. Denn es gibt keinen anderen Sinn, der Gedächtnis und Emotionen so direkt beeinflusst wie der Geruchssinn.

Empfindlicher Geruchssinn

Wenn man die Menschen bittet, einen Sinn zu wählen, den sie ungern verlieren würden, wählen die meisten den Geruchssinn. Das zeigt, dass die Menschen nicht so sehr auf den Geruchssinn angewiesen sind und ihn auch nicht als so wichtig ansehen. Die meisten Tiere sind für einen Großteil ihrer externen Informationen auf ihren Geruchssinn angewiesen, sodass es für sie schwierig ist, in einem Ökosystem ohne ihren Geruchssinn zu überleben. Aber selbst wenn ein Mensch anosmisch (= geruchsblind) wird und Gerüche überhaupt nicht mehr unterscheiden kann, ist das kein großes Problem.

Trotzdem ist der Geruchssinn für den Menschen wichtig. Wenn man nicht riechen kann, ist man nicht in der Lage zu erkennen, ob ein Lebensmittel verdorben ist. Es wird behauptet, dass etwa 90 % dessen, was wir gemeinhin als Geschmack bezeichnen, in Wirklichkeit vom Geruchssinn stammt. Da es nur vier Geschmacksrichtungen gibt, die von der Zunge wahrgenommen werden können, hängen fast alle verschiedenen Geschmacksrichtungen, die wir wahrnehmen, vom Geruchssinn ab. Das erklärt, warum wir bei einer Erkältung und einer verstopften Nase das Essen nicht richtig schmecken können.

Hunde und Schweine verfügen über verschiedene Arten von Geruchsrezeptoren, und die Anzahl ihrer Riechzellen ist dutzendfach höher als die des Menschen, sodass sie auch Dinge wittern können, die Menschen nicht riechen können. Auch innerhalb ein und derselben Spezies variiert der Grad der Geruchsempfindlichkeit stark. Manche Menschen sind sehr empfindlich und nehmen selbst kleine Gerüche schnell wahr, während andere stumpfsinnig sind und selbst auf starke Gerüche überhaupt nicht reagieren.

Im Vergleich zu Tieren ist der menschliche Geruchssinn zwar schwach, aber immer noch erstaunlich gut. Man geht davon aus, dass der Mensch mithilfe von etwa fünf Millionen Riechzellen, die über Geruchsrezeptoren verfügen, bis zu 10.000 verschiedene Gerüche erkennen kann. Der Geruchssinn mancher Menschen ist so empfindlich, dass er sogar ein einziges Molekül in einem Gemisch von 2,5 Millionen anderen Molekülen erkennt.

Wir können Gerüche, die wir eindeutig kennen, wie Banane oder Kaffee, leicht unterscheiden, aber wir können die Gerüche von unbekannten Objekten, die wir noch nie gerochen haben, nicht auseinanderhalten. Wenn man jedoch die Liste der Substanzen im Voraus kennt, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass man die Art des Geruchs richtig errät. Der Grund dafür, dass es uns schwerfällt, die Identität eines unbekannten Geruchs zu bestimmen, liegt nicht darin, dass wir ihn nicht riechen können, sondern darin, dass die Geruchsinformationen mit vielen Sinnen verknüpft sind und dass unsere Fähigkeit, die Geruchsinformationen in unserem Gedächtnis zu finden, noch nicht ausgereift ist; ein weiterer Grund ist, dass der Geruchssinn leicht ermüdet.

Einer der Düfte, die jeder kennt, ist der Duft einer Rose. Die meisten Bestandteile des Rosendufts sind bekannt. Doch selbst wenn Hunderte von Inhaltsstoffen in den tatsächlichen Verhältnissen gemäß den Forschungsdaten gemischt werden, kann der natürliche Rosenduft nicht erzeugt werden. Die maschinell analysierten Daten können nicht zwischen künstlichem und natürlichem Duft unterscheiden, aber die Nase eines erfahrenen Menschen, z. B. eines Parfümeurs, kann den zarten natürlichen Rosenduft sofort erkennen. Deshalb versuchen viele Unternehmen trotz des hohen Preises immer noch, auch nur ein wenig natürliches Rosenöl in ihre Produkte zu geben.

Was ist, wenn alle Düfte aus der Welt verschwinden? Unser Leben wird trocken sein. Wir werden keine duftenden Blumen mehr riechen können und auch keine Lebensmittel mehr schmecken. Wenn wir die Augen schließen und die frischen grünen Blätter riechen, schwelgen wir in Erinnerungen an die gute alte Zeit und fühlen uns erfrischt. Der Geruchssinn ist ein elektrisches Signal, das vom Gehirn wahrgenommen wird. Aber wie kann diese einfache Beschreibung des Geruchssinns sein Wunder vollständig erklären?