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Der Nase nach


Gehirn & Geist - epaper ⋅ Ausgabe 2/2020 vom 10.01.2020

SINNE Bei Menschen mit psychischen oder neurodegenerativen Leiden ist der Geruchssinn häufig gestört. Woher kommt das? Und lässt sich dieser Zusammenhang nutzen?


Es passiert nicht allzu häufig, dass ein wissenschaftliches Experiment den Probanden Tränen in die Augen treibt. In den Versuchen, die im Jahr 2014 an der Technischen Universität Dresden stattfanden, war jedoch exakt diese Reaktion erwartet worden: Die Wissenschaftler wollten der Frage nachgehen, wie sich Niedergeschlagenheit auf das Geruchsvermögen auswirkt. Dazu hatten sie ihren Teilnehmern – 24 Frauen und 7 Männern – die Schlussszene aus dem ...

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Bildquelle: Gehirn & Geist, Ausgabe 2/2020

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... Film »The Champ« gezeigt. Darin weint ein kleiner Junge um seinen sterbenden Vater, der in einem Boxkampf schwer verletzt wurde. Der herzzerreißende Ausschnitt schnürt Zuschauern sehr zuverlässig die Kehle zu. Dieser Tatsache verdankt der Film eine steile Karriere in der Forschung: Psychologen und Mediziner nutzen ihn seit den 1990er Jahren in schöner Regelmäßigkeit, um traurige Gemütszustände zu studieren – so wie 2014 auch die Geruchsforscher Elena Flohr, Elena Erwin, Ilona Croy und Thomas Hummel. Nach der Filmvorführung ließen sie ihre geknickten Probanden den Mief fauler Eier schnüffeln. Die Teilnehmer verarbeiteten den Reiz langsamer als üblich, wie Messungen per Elektroenzephalografie (EEG) zeigten. Zudem war der Peak in der Hirnstromkurve, der kurz nach Einsetzen des Gestanks zu beobachten war, in traurigem Zustand etwas kleiner.

UNSER AUTOR

Frank Luerweg ist Wissenschaftsjournalist in Lüneburg.

Groß waren die Unterschiede nicht. Sie passen jedoch ins Bild: So konnte die Düsseldorfer Psychologin Bettina Pause schon 2003 bei depressiven Patienten ähnliche Veränderungen im EEG feststellen. Nach erfolgreicher medikamentöser Behandlung verschwanden diese Auffälligkeiten wieder. Pause zeigte zudem als eine der Ersten, dass Menschen mit einer Depression Gerüche erst bei höherer Intensität wahrnehmen als Gesunde und dass das Riechvermögen nach der Therapie wieder zunimmt.

Zwischen unserer psychischen Verfassung und unserer Geruchswahrnehmung gibt es also offenbar einen Zusammenhang. Und das gilt nicht nur für die Depression. Inzwischen häufen sich die Belege dafür, dass sich viele psychische und neurodegenerative Störungen – ob Schizophrenie, Autismus oder Alzheimerdemenz – an Veränderungen des Geruchssinns erkennen lassen. Rund um den Globus fahnden Wissenschaftler nach den Ursachen für dieses Wechselspiel. Bei der Depression etwa haben sie in den vergangenen Jahren eine ganze Reihe von Mosaiksteinen zusammengetragen. Doch noch ist das Bild, das diese ergeben, keineswegs vollständig. Das gilt vor allem für die Frage nach der Kausalität: Macht mangelndes Riechvermögen depressiv? Oder ist es genau umgekehrt?

Die Dresdner Arbeit deutet eher auf den zweiten Erklärungsansatz hin. Dazu passt ein Ergebnis von Bettina Pauses Team. Die Wissenschaftler stellten Versuchspersonen eine Aufgabe, die diese gar nicht lösen konnten, und gaben ihnen dann ein negatives Feedback. Die Teilnehmer hatten also den Eindruck, schlecht abzuschneiden, egal wie sehr sie sich anstrengten. Als Folge fühlten sie sich hilflos – eine Emotion, die für Depressionen ebenfalls charakteristisch ist. Parallel dazu änderte sich ihre Geruchsverarbeitung: Im Vergleich zu einer Kontrollgruppe führten olfaktorische Reize bei ihnen zu einem deutlich schwächeren Ausschlag der Hirnstromkurve, ganz ähnlich wie im Experiment an der TU Dresden. »Während so einer Hilflosigkeitserfahrung passiert im Gehirn der Betroffenen offensichtlich dasselbe wie bei depressiven Patienten«, sagt die Düsseldorfer Psychologin. »Ihre frühe geruchliche Reizverarbeitung ist eingeschränkt.«

Traurigkeit schlägt uns nicht nur aufs Gemüt, sondern auch auf die Nase. Ist unsere Stimmung getrübt, nehmen wir Düfte schlechter wahr.


UNSPLASH / KSENIA MAKAGONOVA (UNSPLASH.COM/PHOTOS/S4GKXWCXCIQ)

Riech- und Gefühlszentrum sind eng verbunden
Es gibt aber auch gute Argumente für die gegenteilige Annahme – nämlich dass eine gestörte Geruchsverarbeitung unsere Emotionen durcheinanderbringt. Eine Schlüsselrolle spielt der Riechkolben, fachsprachlich Bulbus olfactorius. Dabei handelt es sich um eine Struktur im Gehirn, die sich oberhalb der Nasenhöhle an den Schädelknochen anschmiegt. Die Nerven der Riechsinneszellen durchqueren den Knochen, um dann in den Riechkolben zu münden. Dieser fungiert als eine Art Verteiler: Ihm entspringen zahlreiche weitere Nervenbahnen, die vor allem zum so genannten limbischen System führen – dem Teil des Gehirns, der vorwiegend Gefühle verarbeitet. Es ist also vermutlich kein Wunder, dass uns der Geruch von Pinienharz mit glücklicher Vorfreude auf den Sommer erfüllt, während es uns beim Gestank verrotteter Eier vor Ekel schüttelt.

Der Bulbus olfactorius hat unter anderem eine direkte Verbindung zur Amygdala. In dieser Hirnregion, die wegen ihres Aussehens auch als Mandelkern bezeichnet wird, entstehen Gefühle wie Angst oder Trauer. Der Riechkolben scheint sie dabei zu bremsen und dafür zu sorgen, dass solche negativen Emotionen nicht überhandnehmen. Wenn man den Bulbus bei Ratten entfernt, entwickeln die Nager depressive Symptome. Diese lassen sich wiederum durch die dauerhafte Gabe von Antidepressiva mindern. »Solche Ratten sind daher eines der besten Tiermodelle, um die Wirkung von Depressionsmedikamenten zu testen«, erläutert Pause. Zumindest bei den Nagern scheint es übrigens tatsächlich einzig auf die Funktion des Bulbus anzukommen, nicht auf die der Riechsinneszellen: Wurden diese durch eine Nasenspülung außer Gefecht gesetzt, zeigten die Tiere keine Anzeichen einer Depression.

Auf einen Blick: Duftprobe

1 Zwischen unserem Geruchssinn und unserer psychischen Verfassung besteht ein enger Zusammenhang. So nehmen traurige oder depressive Menschen Düfte zum Beispiel schlechter wahr.

2 Ob unser Gefühlsleben unseren Geruchssinn beeinflusst oder ob eine unempfindliche Nase uns umgekehrt eher aufs Gemüt schlägt, ist bislang nicht abschließend geklärt. Für beide Theorien lassen sich Belege finden.

3 Bei Menschen mit einer Depression sind oft die frühen Schritte der Geruchsverarbeitung gestört, das heißt, sie haben eine höhere Reizschwelle für Düfte. Patienten mit Schizophrenie tun sich hingegen oft schwer damit, Gerüche korrekt zuzuordnen.

Auch Menschen, denen auf Grund einer Entwicklungsstörung der Bulbus olfactorius fehlt, berichten häufig über depressive Verstimmungen. Bei Patienten mit einer Depression ist der Riechkolben zudem kleiner als bei Gesunden, wie die Dresdner Psychologin Ilona Croy zeigen konnte – im Schnitt um 13,5 Prozent.

Der Bulbus ist für frühe Verarbeitungsschritte der Geruchswahrnehmung zuständig. Arbeitet er nicht richtig, äußert sich das vor allem in einer erhöhten Wahrnehmungsschwelle – die Nase ist unempfindlicher. Bei Schizophrenie zeigt sich eine andere Art der Beeinträchtigung: »Die Betroffenen können Gerüche im Schnitt schlechter identifizieren«, erklärt Thomas Hummel, Leiter des Arbeitsbereichs »Riechen und Schmecken « am Universitätsklinikum Dresden. Oft wird diese Fähigkeit mit den so genannten »Sniffin’ Sticks« abgefragt. Dabei handelt es sich um Filzstifte, die jeweils mit einem bestimmten Duft befüllt wurden, etwa mit Orangenaroma. Die Testperson erhält vier Auswahlmöglichkeiten, zum Beispiel Orange, Brombeere, Erdbeere und Ananas, und muss die zutreffende ankreuzen. »Menschen mit einer Schizophrenie schneiden dabei regelmäßig schlechter ab«, betont Hummel. »Das zeigt, dass bei ihnen spätere kognitive Prozesse – etwa die Verknüpfung eines Geruchsreizes mit verbalen Inhalten – gestört sind.«

Der US-amerikanische Neuropsychologe Paul Moberg konnte vor einigen Jahren zeigen, dass dieses Defizit vor allem angenehme Gerüche betrifft. Je schlechter Menschen in einem Frühstadium der Erkrankung solche Düfte benennen können, desto größer scheint zudem ihr Risiko, eine ausgewachsene Schizophrenie zu entwickeln. »Schizophrene Zustände wie Verfolgungswahn oder Halluzinationen gehen oft mit extremen Ängsten einher«, erläutert Bettina Pause. »Dazu passt, dass positive Gerüche schlechter wahrgenommen werden, negative – wie unsere eigenen Arbeiten zeigen – dagegen besser.« Erkrankte interpretieren ihre geruchliche Umgebung demnach verstärkt als bedrohlich. Allerdings bewerteten in manchen Studien die untersuchten Patienten angenehme Gerüche nicht negativ, sondern im Gegenteil übertrieben positiv.

MEHR WISSEN AUF » SPEKTRUM.DE «

Mehr über unsere Geruchswahrnehmung erfahren Sie auch auf unserer Themenseite »Sinne«:
www.spektrum.de/t/sinne

Noch gibt es dazu zu wenige Befunde. Dennoch zeichnet sich ab, dass sich Geruchstests bei Krankheiten wie Depression oder Schizophrenie in Zukunft vielleicht diagnostisch nutzen lassen, etwa um Risikogruppen zu identifizieren oder um die Wirkung von Therapien abzuschätzen. Bei Morbus Parkinson gehören olfaktorische Untersuchungen dagegen schon zum klinischen Alltag. Neun von zehn Patienten leiden bereits in Frühstadien der Erkrankung unter einem beeinträchtigten Riechvermögen. Oft ist das eines der ersten Symptome, mitunter lange bevor die charakteristischen motorischen Störungen auftreten.

Die Nase als Tor zum Gehirn Als Ursache vermuten manche Wissenschaftler Umweltgifte oder Viren. Diese können beim Einatmen in die Nasenhöhle gelangen. Von dort durchqueren sie den Schädelknochen, der Letztere vom Riechkolben trennt – das so genannte Siebbein. Im Bulbus richten sie dann gravierende Schäden an und breiten sich schließlich in die motorischen Zentren des Gehirns aus.

Noch ist diese Vektor-Hypothese wenig mehr als genau das: eine Hypothese. Forscher um Bolek Zapiec von der Max-Planck-Forschungsstelle für Neurogenetik aus Frankfurt konnten jedoch 2017 im Bulbus olfactorius verstorbener Parkinsonpatienten charakteristische Veränderungen nachweisen. Bei den Betroffenen war die Zahl beziehungsweise Größe der Glomeruli vermindert; das sind kleine Nervenknäuel, in denen frühe Prozesse der Geruchsverarbeitung stattfinden. Solche Unterschiede fanden sich vor allem in der Nähe des Siebbeins, also dort, wo die Glomeruli der Vektor-Hypothese zufolge zuerst mit den Schadstoffen in Kontakt kommen.

Manche Wissenschaftler hoffen derweil, dass sich der Zusammenhang zwischen Riechsinn und psychischen oder neurodegenerativen Erkrankungen auch therapeutisch nutzen lässt. Der schwedische Psychologe Jonas Olofsson von der Universität Stockholm hat zum Beispiel verschiedene Geruchstrainings entwickelt. Er hält sie für eine Methode, mit der man möglicherweise die Verschaltung der Nervenzellen im Gehirn ändern kann. Eventuell lasse sich das bei Menschen mit einer Depression oder mit altersbedingten Gedächtnisverlusten nutzen, so Olofssons Hoffnung.

Ergebnisse von Thomas Hummel und Ilona Croy aus Dresden stützen diese Hoffnung: In einem Experiment ließen sie Senioren morgens und abends jeweils vier Düfte schnuppern. Nach fünf Monaten war nicht nur die Nase der Teilnehmer merklich empfindlicher geworden; sie fühlten sich auch signifikant wohler. Das galt ebenso für eine Teilgruppe unter den Versuchspersonen, die zuvor Symptome einer Depression gezeigt hatte. Eine noch nicht publizierte Folgestudie mit depressiven Patienten verlief allerdings ernüchternder: Fast die Hälfte von ihnen hätten die Studie abgebrochen, sagt Croy – vermutlich, weil sie auf Grund der Krankheit nicht die Motivation aufgebracht hätten, das Training durchzustehen. Bei den anderen habe sich die Stimmung zwar gebessert, das sei bei einer Kontrollgruppe aber ebenso der Fall gewesen. Und die hatte kein Geruchstraining durchgeführt, sondern schlicht einige Monate Sudoku gespielt. Der Beleg für eine spezifische Dufttherapie steht also noch aus.