Hirnforschung: Unbewusst geschmackvoll
Geschmacksrezeptoren sind nicht alles: Was sie weiterleiten, muss auch noch im entscheidenden Gehirnareal in lecker und grässlich sortiert werden. Wenn aber der Hirnentscheider ausfällt, dann essen und trinken Auge, Image und allerlei anderes nicht mehr unterbewusst mit. Schmeckt dann eigentlich alles gleich?
Herr B. hatte viel Pech, als er die gleiche Bekanntschaft machte wie rund neun Zehntel aller Menschen im Laufe ihres Lebens – die Bekanntschaft mit dem Herpes-simplex-Virus. Was bei den allermeisten mit höchstens unangenehmen Pusteln mehr oder weniger harmlos verläuft, zeichnete B. für immer: Das Virus zerstörte infolge einer komplizierte Enzephalitis, einer seltenen späten Komplikation der Allerwelts-Infektion mit dem Feld-, Wald- und Wiesen-Erreger, große Teile seines Gehirns.
B. hatte dann so etwas wie Glück im Unglück. Während bis zur Hälfte aller Menschen mit einer derartigen HSV-1-Enzephalitis sterben, wenn sie nicht rechtzeitig behandelt werden, ist Patient B. heute, schon drei Jahrzehnte nach seiner Erkrankung, 72 Jahre alt.
Die Krankheit machte B. zugleich zum begehrten Versuchsobjekt – in den vergangenen dreißig Jahren unterschrieb er schon viele Erklärungen, mit denen er seine freiwillige Teilnahme an wissenschaftlichen Hirnuntersuchungen bestätigte. Zum interessanten Mitarbeiter für Hirnforscher machten den Geschädigten das schiere Ausmaß und die Lage der Verletzungen, die ihm das Virus geschlagen hatte: Große Bereiche des Hippocampus und angrenzender Großhirnrinden-Areale, Teile des Schläfenlappens, der hinteren und mittleren Orbitallappen und des vorderen cingulären Kortex sowie der Amygdala und der Insula waren zerstört worden. Als Folge leidet B. unter den schwerwiegendsten Gedächtnis-Ausfällen, die in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben wurden – er kann sich nichts länger als 40 Sekunden merken und erkennt bekannte Personen und Dinge nicht wieder. Gleichzeitig aber spricht er normal, lernt und behält Bewegungsabläufe und anderes prozeduales Wissen und kann sich auf seine optische Wahrnehmung verlassen.
Ralph Adolphs von der Universität Iowa und seine Kollegen interessierten sich nun für eine bisher seltener untersuchte Folgeerscheinung der Hirnschäden – den totalen Geruchs- und Geschmacksausfall, den die Viruskomplikation nach sich gezogen hatte. B. kann auch keine Speise und kein Getränk geschmacklich auseinander halten – seine Ernährungsgewohnheiten sind folglich alles andere als wählerisch. Bieten sich dem Patienten konzentriertes Salzwasser oder Zuckerwasser zur Auswahl, leert er die Lösungen ohne Regung – und bewertet sie mit einem "schmeckt nach Limo" oder – seine Reaktion auf fast alle Geschmacksreize – "köstlich". Vergleichstest mit anderen Kandidaten – teilweise mit begrenzten Hirnschäden in ähnlichen Regionen, teilweise ohne Beeinträchtigungen – brachten erwartungsgemäß heftige Abwehrreaktionen gegen Salzwasserlösungen oder konzentrierten Limettensaft (laut B. ebenfalls "köstlich", und ohne die eigentlich übliche Gesichtsregung begierig verzehrt).
Mithin also eben ein völliger Ausfall des Geschmacksinns – was daran spannend war, erkannten die Wissenschaftler erst in einem Folgeexperiment. Dabei ließen sie Kandidaten nach kurzen Testschlückchen die Wahl, eines von zwei mit Lebensmittelfarben geschmacksneutral, aber eindeutig gefärbten Flüssigkeitspröbchen zu leeren, von denen eines Zucker-, das andere Salzlösung enthielt. Eine durchschnittliche Versuchsperson macht hier ohne Ausnahmen stets einen großen Bogen um die im ersten Schluck als salzig enttarnte Farbflüssigkeit. B.'s unbestechlichem Gleichgeschmack sollte dies allerdings egal sein, meinten die Forscher – und erlebten eine große Überraschung.
Obwohl B. nachweislich ja keinen Geschmacksunterschied feststellen konnte, entschied er sich nach dem initialen Probeschlückchen in 18 von 19 Versuchen dafür, die per Farbkodierung erkennbare Zuckerlösung auszutrinken. Befragt nach Gründen, konnte er keine nennen – beide Proben schmeckten zwar köstlich, er wollte aber dennoch lieber die eine, nicht aber die andere austrinken. Tatsächlich weigerte er sich sehr entschieden, von der für ihn nicht bewusst schmeckbaren Zucker- zur im Einzelversuch ebenfalls nicht erschmeckten Salzlösung zu wechseln.
Eindeutig also sind funktionsfähige Schleichwege zu einer gänzlich unbewussten Geschmackswahrnehmung bei B. durchaus intakt, schlussfolgern die Wissenschaftler. Dies stützt Theorien von anderen Hirnforschern, nach denen zwei voneinander unabhängige Geschmacks-Bewertungssysteme im menschlichen Gehirn koexistieren: zum einen ein ventraler Verarbeitungsweg, der Geschmacksreize über Hippocampus, Amygdala und Teile der Basalganglien unter der Kontrolle des stammesgeschichtlich basalen limbischen System leitet, ohne bewusst durch höhere, eventuell bewusste Verarbeitungsroutinen kontrolliert zu werden. Und erst zum anderen ein wohl modernerer dorsaler Weg unter Teilnahme der (bei B. völlig zerstörten) Insula, der vielfältig auch durch höhere Gehirnprozesse, etwa Lernen und Kognition, beeinflussbar ist.
Ist dieser Weg versperrt, kann dann durchaus noch geschmeckt werden, schließen die Forscher – aber nur unbewusst, und nur in ganz bestimmten relevanten Situationen mit wahrnehmbaren Folgen. Etwa, wenn wie im zweiten Versuchsaufbau zwei kurz nacheinander erhaltenen Geschmacksreize gegeneinander abwägbar sind. Bewusst indes wird dies nicht – eine Rückmeldung des alten limbischen Systems ans Bewusstsein ist offensichtlich nie notwendig gewesen, nachdem dort ein eigenes System selbst zu entscheiden gelernt hat, was einem zu schmecken hat und was nicht.
B. hatte dann so etwas wie Glück im Unglück. Während bis zur Hälfte aller Menschen mit einer derartigen HSV-1-Enzephalitis sterben, wenn sie nicht rechtzeitig behandelt werden, ist Patient B. heute, schon drei Jahrzehnte nach seiner Erkrankung, 72 Jahre alt.
Die Krankheit machte B. zugleich zum begehrten Versuchsobjekt – in den vergangenen dreißig Jahren unterschrieb er schon viele Erklärungen, mit denen er seine freiwillige Teilnahme an wissenschaftlichen Hirnuntersuchungen bestätigte. Zum interessanten Mitarbeiter für Hirnforscher machten den Geschädigten das schiere Ausmaß und die Lage der Verletzungen, die ihm das Virus geschlagen hatte: Große Bereiche des Hippocampus und angrenzender Großhirnrinden-Areale, Teile des Schläfenlappens, der hinteren und mittleren Orbitallappen und des vorderen cingulären Kortex sowie der Amygdala und der Insula waren zerstört worden. Als Folge leidet B. unter den schwerwiegendsten Gedächtnis-Ausfällen, die in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben wurden – er kann sich nichts länger als 40 Sekunden merken und erkennt bekannte Personen und Dinge nicht wieder. Gleichzeitig aber spricht er normal, lernt und behält Bewegungsabläufe und anderes prozeduales Wissen und kann sich auf seine optische Wahrnehmung verlassen.
Ralph Adolphs von der Universität Iowa und seine Kollegen interessierten sich nun für eine bisher seltener untersuchte Folgeerscheinung der Hirnschäden – den totalen Geruchs- und Geschmacksausfall, den die Viruskomplikation nach sich gezogen hatte. B. kann auch keine Speise und kein Getränk geschmacklich auseinander halten – seine Ernährungsgewohnheiten sind folglich alles andere als wählerisch. Bieten sich dem Patienten konzentriertes Salzwasser oder Zuckerwasser zur Auswahl, leert er die Lösungen ohne Regung – und bewertet sie mit einem "schmeckt nach Limo" oder – seine Reaktion auf fast alle Geschmacksreize – "köstlich". Vergleichstest mit anderen Kandidaten – teilweise mit begrenzten Hirnschäden in ähnlichen Regionen, teilweise ohne Beeinträchtigungen – brachten erwartungsgemäß heftige Abwehrreaktionen gegen Salzwasserlösungen oder konzentrierten Limettensaft (laut B. ebenfalls "köstlich", und ohne die eigentlich übliche Gesichtsregung begierig verzehrt).
Mithin also eben ein völliger Ausfall des Geschmacksinns – was daran spannend war, erkannten die Wissenschaftler erst in einem Folgeexperiment. Dabei ließen sie Kandidaten nach kurzen Testschlückchen die Wahl, eines von zwei mit Lebensmittelfarben geschmacksneutral, aber eindeutig gefärbten Flüssigkeitspröbchen zu leeren, von denen eines Zucker-, das andere Salzlösung enthielt. Eine durchschnittliche Versuchsperson macht hier ohne Ausnahmen stets einen großen Bogen um die im ersten Schluck als salzig enttarnte Farbflüssigkeit. B.'s unbestechlichem Gleichgeschmack sollte dies allerdings egal sein, meinten die Forscher – und erlebten eine große Überraschung.
Obwohl B. nachweislich ja keinen Geschmacksunterschied feststellen konnte, entschied er sich nach dem initialen Probeschlückchen in 18 von 19 Versuchen dafür, die per Farbkodierung erkennbare Zuckerlösung auszutrinken. Befragt nach Gründen, konnte er keine nennen – beide Proben schmeckten zwar köstlich, er wollte aber dennoch lieber die eine, nicht aber die andere austrinken. Tatsächlich weigerte er sich sehr entschieden, von der für ihn nicht bewusst schmeckbaren Zucker- zur im Einzelversuch ebenfalls nicht erschmeckten Salzlösung zu wechseln.
Eindeutig also sind funktionsfähige Schleichwege zu einer gänzlich unbewussten Geschmackswahrnehmung bei B. durchaus intakt, schlussfolgern die Wissenschaftler. Dies stützt Theorien von anderen Hirnforschern, nach denen zwei voneinander unabhängige Geschmacks-Bewertungssysteme im menschlichen Gehirn koexistieren: zum einen ein ventraler Verarbeitungsweg, der Geschmacksreize über Hippocampus, Amygdala und Teile der Basalganglien unter der Kontrolle des stammesgeschichtlich basalen limbischen System leitet, ohne bewusst durch höhere, eventuell bewusste Verarbeitungsroutinen kontrolliert zu werden. Und erst zum anderen ein wohl modernerer dorsaler Weg unter Teilnahme der (bei B. völlig zerstörten) Insula, der vielfältig auch durch höhere Gehirnprozesse, etwa Lernen und Kognition, beeinflussbar ist.
Ist dieser Weg versperrt, kann dann durchaus noch geschmeckt werden, schließen die Forscher – aber nur unbewusst, und nur in ganz bestimmten relevanten Situationen mit wahrnehmbaren Folgen. Etwa, wenn wie im zweiten Versuchsaufbau zwei kurz nacheinander erhaltenen Geschmacksreize gegeneinander abwägbar sind. Bewusst indes wird dies nicht – eine Rückmeldung des alten limbischen Systems ans Bewusstsein ist offensichtlich nie notwendig gewesen, nachdem dort ein eigenes System selbst zu entscheiden gelernt hat, was einem zu schmecken hat und was nicht.
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