Ein Blick auf den Geruchssinn

News: Ein Blick auf den Geruchssinn

Wissenschaftlern ist es gelungen, dem Geruchssinn bei der Arbeit zuzusehen. Sie entdeckten, daß Versuchstiere deutliche Unterschiede in der betreffenden Gehirnaktivität zeigten, je nachdem, wie stark der einwirkende Geruch ist. Auch nahe verwandte Düfte führten zur Aktivierung verschiedener Zellen und können so differenziert werden.

Benjamin Rubin und Lawrence Katz vom Howard Hughes Medical Institute berichten in der Juli-Ausgabe von Neuron, daß sie Nervenzellen des Geruchssinns im Gehirn von Ratten bei der Arbeit beobachtet haben. Die Wissenschaftler entfernten bei den Versuchstieren Teile der Schädeldecke, so daß sie den Bulbus olfactorius sehen konnten. Dieser besteht aus stielartigen Fortsätzen, die von den Geruchsrezeptoren in der Nase Signale empfangen. Auf dem Bulbus olfactorius liegen kleine, taschenartige Strukturen, die sogenannten Glomeruli. Sie haben ungefähr den Durchmesser eines menschlichen Haares und sind die Grundbausteine des Geruchssinns. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, daß jeder der etwa zweitausend Glomeruli von den Rezeptoren im Nasenraum je nach Geruch spezifische Signale erhält, die dann zur Verarbeitung weitergegeben werden.

Rubin und Katz nutzten die Tatsache, daß aktive Zellen mehr Sauerstoff verbrauchen und dabei das sauerstofftragende Oxyhämoglobin zu Desoxyhämoglobin umwandeln. Die reduzierte Form absorbiert rotes Licht stärker als die oxidierte Form, so daß die aktivierten Glomeruli unter einem roten Lichtstrahl als schwarze Punkte zu erkennen waren.

Um zu sehen, ob sich Geruchsunterschiede auch in den Glomeruli widerspiegeln, ließen die Wissenschaftler die Ratten verschiedene Düfte wie Banane, Pfefferminze oder Erdnußbutter schnüffeln. "Wir haben entdeckt, daß wir einzelne Glomeruli sichtbar machen konnten und damit die beste Auflösung erreicht haben, die es bisher gab", sagt Katz. "Das Aufregendste aber ist, daß wir je nach Geruch verschiedene Muster in den aktivierten Bereichen sehen konnten." Außerdem stimmten die Muster in beiden Gehirnhälften überein, und es gab auch nur geringe Unterschiede zwischen verschiedenen Tieren.

In weiteren Experimenten veränderten Katz und Rubin die Konzentration und die Struktur der Geruchsstoffe. Bei einer starken Zunahme von Amylacetat veränderten sich auch die Aktivitätsmuster in den Glomeruli. Auch geringe Strukturunterschiede, die sie mit der Stoffgruppe der Aldehyde testeten, wirken sich auf die Aktivität der Glomeruli aus. Die Ergebnisse der Forscher unterstützen damit die Annahme, daß nahe verwandte Gerüche über räumliche Muster unterschieden werden und nicht über Zeitunterschiede beim Feuern der Nervenzellen.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 15.3.1999
"Ein Näschen für die Kombinatorik"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 9.1.1998
"Auf der Spur des Riechens"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 12/95, Seite 72
"Die Entschlüsselung des Riechens"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)

Der Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft ist Betreiber dieses Portals. Seine Online- und Print-Magazine, darunter »Spektrum der Wissenschaft«, »Gehirn&Geist« und »Spektrum – Die Woche«, berichten über aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.