(Gloszilla/Getty Images) Unser Geruchssinn scheint außergewöhnlich gut – und schnell – darin zu sein, uns vor Gefahren zu warnen, wie eine neue Studie ergab.
Ergebnisse zweier Experimente, die von Forschern am Karolinska-Institut in Schweden durchgeführt wurden, zeigen, dass die Geruchserkennungsnerven tief in unserer Nase beginnen, negative Gerüche zu verarbeiten, sobald sie wahrgenommen werden, was unseren Körper zu einer schnelleren Reaktion veranlasst.
Betrachten Sie dies im Gegensatz zu unseren visuellen und auditiven Systemen, die sensorische Reaktionen zur Verarbeitung an spezielle Einheiten im Gehirn senden und so die Zeit verzögern, die der Körper benötigt, um aufzustehen und sich zu bewegen.
Dies könnte etwas überraschend sein, wenn man bedenkt, wie sehr wir auf Bild und Ton angewiesen sind, um uns in unserer Welt zurechtzufinden. Doch für so viele andere Mitglieder des Tierreichs kann das schnelle Aufnehmen der subtilsten Gerüche den entscheidenden Unterschied zwischen Nahrungsaufnahme und Flucht ausmachen.
Studien bei Nagetieren haben gezeigt, wie gehirnähnlich dieses Bündel geruchserkennender Nerven – auch Riechkolben genannt – sein kann. Diese Ansammlung von Neuronen ist weit mehr als nur ein Briefkasten für Gerüche, sondern kann Reize aktiv nach ihnen sortieren erlernte und angeborene Reaktionen , zum Beispiel.
Dies gilt insbesondere dann, wenn es um potenziell gefährliche Situationen geht. Wenn Sie kurz davor stehen, an einem schädlichen Bissen zu knabbern, oder, schlimmer noch, bereits eine Lunge voller giftiger Dämpfe einatmen, möchten Sie nicht wertvolle Bruchteile einer Millisekunde damit verschwenden, Ihre Reaktion zu berechnen.
Doch was bei Ratten und Mäusen gilt, trifft möglicherweise nicht unbedingt auf den Menschen zu. Millionen von Jahren der Evolution trennen uns selbst von unseren nächsten Verwandten. Was soll man also sagen, dass unsere Riechkolben nicht ein wenig verdorrt sind?
Um es zu testen, rekrutierte das Team 19 angeblich gesunde Nichtraucher, um schnell sechs verschiedene Gerüche zu schnuppern.
Einige, wie der Duft von Linalool oder fruchtig riechendes Ethylbutyrat, könnten als relativ angenehm empfunden werden. Andere, wie der Knoblauchgeschmack von Diethyldisulfid, hatten normalerweise weniger Reiz.
Die Forscher präsentierten den Freiwilligen jeden Geruch mehrere Male und maßen die Reaktivität des Riechkolbens nichtinvasiv Elektroenzephalographie . Dies verschaffte ihnen nicht nur einen zeitlichen Überblick über die Reaktionen, sondern ermöglichte ihnen auch eine Bestandsaufnahme der zwei verschiedenen Arten von „Gehirnwellen“, die die Nerven erzeugten.
Eine davon waren Gammawellen – schnell verarbeitende Wellen, auf die wir für Aufmerksamkeit und Gedächtnis angewiesen sind. Bei der zweiten handelte es sich um etwas langsamere Betawellen, eine Schwingung der Gehirnaktivität, die bei bewussten Entscheidungsprozessen genutzt wird.
Das Vorhandensein dieser beiden Wellen in der Nähe unserer Nasenneuronen deutet darauf hin, dass in dem Moment, in dem ein Duft unseren Riechkolben kitzelt, andere Teile des Gehirns – wie zum Beispiel unsere motorische Großhirnrinde – darauf vorbereitet werden, zu knacken.
In einem zweiten Experiment mit 21 Freiwilligen testete das Team, ob dieses Aufwärmen zu einer tatsächlichen Körperreaktion führte.
Zwei angenehme Düfte – Erdbeere und Carvon (ein ätherisches Öl, das in Minze und Dill vorkommt) – wurden mit etwas unangenehm Fischigem und dem Kohlgeruch von Ethanthiol verglichen. Nachdem sie gerochen hatten, wurden die Bewegungen der Freiwilligen gemessen, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie lange es dauerte, bis der Geruch sie zu einer körperlichen Reaktion veranlasste.
Wenn wir die Daten zusammenfassen, ist klar, dass unser Riechkolben angenehme und bedrohliche Gerüche unterschiedlich schnell verarbeitet. Wenn wir von etwas hässlich riechendem getroffen werden, brauchen wir nur eine halbe Sekunde, um uns loszureißen. Wenn es nicht so schlimm ist, lassen wir uns Zeit.
Aber innerhalb dieser halben Sekunde ist viel los. Innerhalb von 250 Millisekunden, nachdem ein Geruch in die Nase gelangt, „koppeln“ sich die beiden unterschiedlichen Gehirnwellen, um eine Reaktion zu koordinieren.
Wenn der Geruch als bedrohlich eingestuft wird, wird ein Signal früher gesendet und es dauert etwa 150 Millisekunden, bis es den motorischen Kortex erreicht. Wenn nicht, kann es viel länger dauern, bis eine Nachricht generiert wird.
„Es war klar, dass die Glühbirne gezielt und schnell auf negative Gerüche reagiert und innerhalb von etwa 300 Millisekunden ein direktes Signal an den motorischen Kortex sendet.“ sagt Johan Lundström, Biologe in der Abteilung für klinische Neurowissenschaften des Karolinska-Instituts.
Untersuchungen zur visuellen und auditiven Reaktionszeit haben den gesamten Prozess von der Erkennung bis zur Bewegung als eine Berührung schneller gemessen; etwa 150 Millisekunden für eine Reaktion auf Geräusche und unter 200 Millisekunden für Sicht .
Es kann zwar etwas länger dauern, bis wir vor einem schlechten Geruch zurückschrecken, aber es könnte auch deutlich länger dauern, wenn unser Riechkolben das Signal nicht bereits auseinanderreißt.
„Die Ergebnisse legen nahe, dass unser Geruchssinn wichtig für unsere Fähigkeit ist, Gefahren in unserer Umgebung zu erkennen, und dass ein Großteil dieser Fähigkeit unbewusster ist als unsere Reaktion auf Gefahren, die durch unsere Seh- und Hörsinne vermittelt wird.“ sagt Lundstrom.
Das bedeutet, dass wir alle aufatmen können und darauf vertrauen, dass unsere Nase es am besten weiß.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in PNAS .