Eine Mischung aus verschiedenen Duftstoffen ist mehr als die Summe ihrer Teile, haben amerikanische Forscher in einer Studie an Mäusen nachgewiesen: Die Kombination aktiviert im Geruchszentrum des Gehirns nicht nur die Nervenzellen, die auch auf die Einzelkomponenten reagieren, sondern zusätzlich noch eine weitere Gruppe von Gehirnzellen. Auf diesem Grund erzeugen Mischungen von Duftstoffen häufig Geruchseindrücke, die sich stark von denen der einzelnen Substanzen unterscheiden.
Bei Säugetieren ist die Verarbeitung von Geruchsreizen sehr komplex, hatte Linda Buck vom Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle bereits früher gezeigt und dafür im Jahr 2004 den Nobelpreis erhalten. Die Verarbeitung beginnt mit dem Registrieren von Duftmolekülen durch Sinneszellen, die im oberen Teil der Nasenschleimhaut angesiedelt sind. Diese Zellen tragen auf ihrer Oberfläche jeweils ein Detektorprotein, an das die Duftmoleküle andocken und dabei ein elektrisches Signal innerhalb der Sinneszelle erzeugen. Dieses Signal wird dann im so genannten Riechkolben, einem Teil des Gehirns direkt oberhalb der Nase, verarbeitet und von dort an das Geruchszentrum auf der Großhirnrinde weitergeleitet. Erst dort werden die von den verschiedenen Detektormolekülen in der Nasenschleimhaut gesammelten Informationen zusammengeführt und in einen vollständigen Riecheindruck umgewandelt.
Um zu zeigen, was beim Verarbeiten von mehr als einem Duftstoff im Gehirn passiert, ließen Linda Buck und Zhihua Zou Mäuse an verschiedenen Duftmischungen schnüffeln, darunter die Kombination Gewürznelke mit Schokolade, Zitrusduft mit Fisch und Vanille mit Apfel. Die Tiere bekamen die Gerüche entweder einzeln mit einem Abstand von einer Minute vorgesetzt oder gleich als Kombination. Anschließend prüften die Forscher, welche Nervenzellen im Gehirn auf die Duftstoffe reagiert hatten. Dabei stießen sie auf Gruppen von Neuronen, die offenbar auf Mischungen spezialisiert sind: Sie wurden ausschließlich durch die Kombinationen und nicht durch die Einzelkomponenten aktiviert.
Diese zusätzlich aktivierten Nervenzellen reagieren demnach nur dann, wenn Signale von zwei verschiedenartigen Detektormolekülen zur gleichen Zeit im Geruchszentrum ankommen, schreiben die Forscher. Damit könne erstmalig erklärt werden, warum ein Mensch beispielsweise bei einer Kombination aus dem Duft einer Rosenblüte und dem einer Gewürznelke einen Geruch wahrnimmt, der dem völlig andersartigen Duft einer blühenden Nelke entspricht. Schließlich sei das Geruchssystem des Menschen zwar weniger komplex, aber ähnlich aufgebaut wie das der Maus und verfüge damit wahrscheinlich ebenfalls über diese spezialisierten Nervenzellen.
Zhihua Zou und Linda Buck (Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle): Science, Bd. 311, S. 1477 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
