Ihre Sinne werden möglicherweise unterschätzt! Heute zeige ich dir, wie du wieder riechen kannst

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Wang Jiayin (Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um die neuesten Entwicklungen in Spitzenwissenschaft und -technologie zu verstehen, hat das Spitzenwissenschafts- und -technologieprojekt von China Science Popularization eine Artikelserie mit dem Titel „Hilfe beim Verstehen führender wissenschaftlicher Zeitschriften“ veröffentlicht, in der herausragende Artikel aus maßgeblichen Zeitschriften ausgewählt und so schnell wie möglich in einfacher Sprache interpretiert werden. Erweitern wir unseren wissenschaftlichen Horizont und genießen wir den Spaß an der Wissenschaft durch das Fenster der Top-Zeitschriften.

Im menschlichen Sinnessystem scheint der Geruchssinn oft als weniger wichtig angesehen zu werden. Einer Umfrage zufolge würden mehr als die Hälfte der Jugendlichen lieber ihren Geruchssinn verlieren, als auf ihr Handy oder ihren Laptop zu verzichten.

Die neueste Forschung des Weizmann Institute of Science in Israel hat jedoch eine zum Nachdenken anregende Entdeckung gemacht: Menschen, die ihren Geruchssinn verlieren, verlieren nicht nur die Fähigkeit, Gerüche wahrzunehmen, sondern sogar ihre Atmung verändert sich . Diese am 22. Oktober 2024 in Nature Communications veröffentlichte Studie eröffnet eine neue Perspektive für unser Verständnis der Auswirkungen von Anosmie auf die Gesundheit.

Schematische Darstellung des für diese Studie verwendeten tragbaren Geräts. Das linke Bild zeigt das im Nacken befestigte Gerät, das rechte Bild das über eine Nasenkanüle angeschlossene Gerät, das den Luftstrom in jedem Nasenloch separat messen kann.

(Bildquelle: Referenz 1)

Von Molekülen zum Gehirn: Der exquisite Mechanismus des olfaktorischen Systems

Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, wie das olfaktorische System funktioniert. Oben in unserer Nasenhöhle gibt es einen speziellen Bereich von etwa 5 Quadratzentimetern Größe, in dem 5 Millionen Riechneuronen verteilt sind. Ihre Dendriten erstrecken sich zu Riechzilien, die in einer Schleimschicht schwimmen und die erste Verteidigungslinie für die Geruchswahrnehmung bilden.

Das Gehirn und die Sinneswahrnehmung

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Wenn wir Luft einatmen, lösen sich Geruchsmoleküle in diesem Schleim und binden an Rezeptoren auf den Riechzilien. Dieser Vorgang ist wie das Einstecken eines Schlüssels in ein Schloss – jedes Geruchsmolekül ist ein einzigartiger „Schlüssel“ und der Geruchsrezeptor ist das entsprechende „Schloss“. Der Mensch verfügt über etwa 400 verschiedene Geruchsrezeptorgene, die es ihm ermöglichen, Tausende verschiedener Gerüche zu unterscheiden.

Wenn Geruchsmoleküle an Rezeptoren binden, lösen sie eine Reihe biochemischer Reaktionen in den Neuronen aus und erzeugen letztendlich elektrische Signale. Diese Signale werden zunächst zur vorläufigen Verarbeitung an den Riechkolben des Gehirns weitergeleitet und dann direkt in mehrere Gehirnregionen projiziert, darunter den piriformen Kortex und die Amygdala. Dieser einzigartige Nervenpfad erklärt, warum Gerüche unsere Emotionen und Erinnerungen so stark beeinflussen können.

Noch überraschender ist, dass das olfaktorische System äußerst plastisch ist. Riechneuronen sind die einzigen sensorischen Neuronen im Körper eines Erwachsenen, die sich kontinuierlich regenerieren können. Einige werden jeden Monat erneuert, was dazu beitragen kann, die Empfindlichkeit des Systems aufrechtzuerhalten. Wenn in diesem empfindlichen System Probleme auftreten, beeinträchtigt dies nicht nur unsere Fähigkeit, Gerüche wahrzunehmen, sondern kann sich auch auf vielfältige Weise auf unsere allgemeine Gesundheit auswirken, beispielsweise durch eine Veränderung unserer Atemmuster, was erklärt, warum der Verlust des Geruchssinns so weitreichende Folgen haben kann.

Ein unterschätzter Sinn

Die Leute sagen oft, dass der Verlust des Sehvermögens dem Verlust der ganzen Welt gleichkommt, der Verlust des Gehörs dem Verlust der Brücke zur Kommunikation mit anderen und der Verlust des Geruchssinns dem Verlust der Freude am Probieren köstlicher Speisen. Diese Ansicht wurde im 19. Jahrhundert populär und sogar der berühmte Psychologe Freud glaubte, dass der Geruchssinn lediglich ein „tierisches Verhalten“ sei. Die Realität ist jedoch viel komplizierter, als die Leute sich vorstellen.

Studien haben gezeigt, dass Menschen, die ihren Geruchssinn verlieren, nicht nur an Lebensqualität einbüßen, sondern auch mit einer Reihe unerwarteter Gesundheitsrisiken konfrontiert sind. Sie leiden häufiger unter depressiven Symptomen, fühlen sich einsam und emotional taub und haben sogar eine verkürzte Lebenserwartung. Noch schockierender ist, dass Statistiken zeigen, dass das Sterberisiko bei älteren Menschen mit Anosmie dreimal so hoch ist wie bei normalen Menschen.

Das Geheimnis der Atmung

Warum hat der Verlust eines „weniger wichtigen“ Sinnes so schwerwiegende Folgen? Mit dieser Frage im Hinterkopf führte ein Forschungsteam am Weizmann Institute of Science ein sorgfältig geplantes Experiment durch. Sie ließen 21 Menschen, die ohne Geruchssinn geboren wurden, und 31 Menschen mit normalem Geruchssinn ein spezielles Erkennungsgerät tragen, um ihre Atemmuster 24 Stunden lang aufzuzeichnen.

Die Ergebnisse zeigten, dass es zwar keinen Unterschied in der Gesamtatemfrequenz zwischen den beiden Gruppen gab, der Unterschied jedoch auf einer subtileren Ebene deutlich wurde. Menschen mit einem normalen Geruchssinn neigen dazu, bei jedem Atemzug kleine Luftstöße auszustoßen, und diese zusätzlichen Atemzüge gelten als instinktives „Erkundungsschnüffeln“ – genau wie wir unbewusst ein paar Mal mehr atmen, wenn wir einen schwachen Geruch wahrnehmen. Bei Menschen, die ihren Geruchssinn verloren haben, fehlt dieses Muster vollständig, und sie nehmen etwa 240 Mal weniger zum Ausprobieren pro Stunde.

Noch überraschender ist, dass dieser Unterschied nicht nur im Wachzustand besteht, sondern auch im Schlaf beobachtet werden kann. Die Forscher stellten fest, dass sich allein anhand von Unterschieden im Atemmuster mit einer Genauigkeit von 83 Prozent feststellen ließ, ob eine Person über einen Geruchssinn verfügte.

Das linke Bild zeigt eine Aufzeichnung von vier aufeinanderfolgenden Atemzügen eines Teilnehmers ohne Osmie. Die von der Software identifizierten Peaks sind mit roten Kreisen markiert. Hier beträgt die Gesamtzahl der Atemzüge 4 und die Anzahl der Inspirationsspitzen ebenfalls 4. Das Bild rechts zeigt eine Aufzeichnung von vier aufeinanderfolgenden Atemzügen eines Teilnehmers mit normalem Geruchssinn. Die von der Software identifizierten Peaks sind mit roten Kreisen markiert. Hier beträgt die Gesamtzahl der Atemzüge immer noch 4, die Anzahl der Spitzeninhalationen erreicht jedoch 9.

(Bildquelle: Referenz 1)

Auswirkungen über den Geruch hinaus

Die Bedeutung dieser Entdeckung geht weit darüber hinaus. Die Forscher weisen darauf hin, dass Veränderungen im Atemmuster den Rhythmus der Gehirnaktivität beeinflussen können. Jedes Einatmen löst eine Kaskade neuronaler Aktivität im Gehirn aus, die im Riechkolben beginnt und sich über die gesamte Großhirnrinde ausbreitet. Für jemanden mit einem normalen Geruchssinn bedeuten diese zusätzlichen 240 Probezüge pro Stunde 240 zusätzliche Schwankungen der Nervenaktivität im Gehirn.

Solche Unterschiede können die Stimmung, die Wahrnehmung und sogar die Gedächtnisbildung beeinträchtigen. Studien haben gezeigt, dass der Atemrhythmus eng mit der Erkennung von Angstgefühlen, der Konsolidierung und dem Abruf von Erinnerungen, der Qualität der mentalen Vorstellungskraft und der räumlichen Verarbeitungsfähigkeit zusammenhängt. Dies könnte erklären, warum Menschen, die ihren Geruchssinn verlieren, häufiger unter psychischen Problemen wie Depressionen und Angstzuständen leiden.

Die Atmung neu entdecken

Diese Studie macht uns auch die Bedeutung der Atmung bewusst. Im Laufe der Medizingeschichte ist den Menschen schon seit langem bewusst, welch bedeutenden Einfluss das Atemmuster auf die Gesundheit hat. Bei der Behandlung von Polio stellten Wissenschaftler beispielsweise fest, dass es nicht ausreichte, lediglich eine grundlegende Atemfrequenz aufrechtzuerhalten. Außerdem mussten die Patienten alle paar Minuten tief einatmen (seufzen), da sonst die Lungenbläschen kollabierten.

Es reicht nicht aus, sich nur auf die Frequenz Ihrer Atmung zu konzentrieren; Schon kleine Veränderungen Ihres Atemmusters können einen tiefgreifenden Einfluss auf Ihre körperliche und geistige Gesundheit haben. Für Menschen, die mit einem Verlust ihres Geruchssinns geboren werden oder diesen entwickeln, ist diese Erkenntnis besonders wichtig, denn sie bedeutet, dass wir möglicherweise neue Behandlungsmethoden entwickeln müssen, die sich nicht nur auf die Wiederherstellung des Geruchssinns, sondern auch auf die Regulierung der Atemmuster konzentrieren.

Zwischen den verschiedenen Systemen im menschlichen Körper bestehen komplexe Verbindungen. Der scheinbar einfache Geruchssinn ist tatsächlich eng mit den Atemwegen und dem Nervensystem verbunden. Der Verlust unseres Geruchssinns hat weitaus schwerwiegendere Folgen, als wir uns vorstellen. Der Hauptautor der Studie sagt dazu: „Wenn ein Mensch seinen Geruchssinn verliert, verliert er mehr als nur die Fähigkeit, Gerüche wahrzunehmen. Dieser Verlust kann kaskadenartige Auswirkungen haben, die mit Veränderungen des Atemmusters beginnen und sich letztlich auf die allgemeine Gesundheit auswirken können.“

Quellen:

1. Lior Gorodisky et al. al., Menschen ohne Geruchssinn atmen anders