Einführung
Der Riechkolben, auch Bulbus olfactorius genannt, ist ein wichtiger Bestandteil des olfaktorischen Systems, das für die Geruchswahrnehmung verantwortlich ist. Als Teil des Gehirns spielt er eine entscheidende Rolle bei der Verarbeitung von Geruchssignalen und deren Weiterleitung an andere Hirnareale.
Anatomie und Struktur des Riechkolbens
Der Riechkolben ist eine etwa 1 x 0,5 cm große Struktur an der Basis des Frontallappens, die der Lamina cribrosa (Siebplatte) des Schädels aufliegt. Er ist zweiteilig aufgebaut und untergliedert sich in den Bulbus olfactorius (Hauptriechkolben) und Bulbus olfactorius accessorius (Nebenriechkolben).
Von den Riechsinneszellen in der Nasenschleimhaut ziehen Nervenfasern, die Nervi olfactorii (Riechnerven), durch kleine Löcher der Siebplatte zum Riechkolben. Dort treffen sie sich in den Glomeruli olfactorii, wo sie über Synapsen mit den Mitralzellen (Riechzellen) verschaltet sind. Die Mitralzellschicht ist die Sammelstelle aller Riechinformationen im Bulbus.
Funktion des Riechkolbens
Der Riechkolben stellt die erste Umschlagsstelle für die Signale der Riechsinneszellen dar. Er vermittelt Informationen zu Gerüchen der unmittelbaren Umgebung an verschiedene Hirnareale und ermöglicht so die Identifikation und Bewertung der Gerüche. Dies und die Empfindung, die durch den Geruch provoziert wird, werden im Gedächtnis gespeichert.
Verarbeitung von Geruchsinformationen
Die Riechsinneszellen in der Nasenschleimhaut tragen Geruchsrezeptoren, die wie ein Anlegesteg für Duftmoleküle fungieren. Nach Kontakt eines Duftstoffmoleküls mit dem passenden Rezeptor wird ein chemosensorischer Reiz in ein elektrisches Signal umgewandelt und an den Riechkolben weitergeleitet. Dort entsteht aus den einzelnen elektrischen Impulsen ein typisches Erregungsmuster, ein interner elektrischer "Signal-Kombinationscode".
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Der Riechkolben als Rechen- und Relaiszentrum
Der Riechkolben arbeitet wie ein Rechen- und Relaiszentrum, in dem eine Umschaltung der eingehenden Informationen stattfindet. Er sammelt die einzelnen elektrischen Impulse, die sogar aus 1000 verschiedenen Molekülen stammen können, und setzt sie zusammen. Bereits die Auswertung eines Teils des Erregungsmusters erzeugt im Gehirn einen ersten Dufteindruck.
Weiterleitung der Geruchsinformationen
Die Axone der Mitralzellen verlassen den Riechkolben als Tractus olfactorius. Nach drei bis vier Zentimetern teilt sich jeder dieser Fühler, in die Stria olfactoria lateralis und medialis. An dieser Gabelung bilden sie ein Dreieck, das Trigonum olfactorium, eine dünne Lage grauer Substanz. Hier sitzt der Nucleus olfactorius anterior: Er ist Umschaltstation für einige Axone des Tractus olfactorius - nämlich für die, die zum Riechkolben der anderen Gehirnhälfte ziehen. Es bearbeiten also beide Hemisphären stets die Geruchsinformationen aus beiden Nasenhöhlen, links und rechts.
Die meisten Mitralzellenaxone bleiben allerdings in der gleichen Gehirnhälfte. Der größte Teil läuft als lateraler Strang zur Area praepiriformis, die als primäre Riechrinde gilt. Andere Fasern ziehen zu den Kernen des Septums und über das Tuberculum olfactorium zu Thalamus und Hypothalamus. Zur Riechrinde wird auch ein Teil der Amygdala gezählt und darüber erreichen olfaktorische Signale das limbische System. Nicht zuletzt sendet die Riechrinde Fasern direkt zum Hippocampus, der die Gerüche im Gedächtnis verankert.
Die Rolle des piriformen Kortex
Der piriforme Kortex fungiert als Duft-Verteilersystem im Riechhirn. Er kann die Wirkung von Parfüm und Duft auf Bewusstsein, Stimmung und Emotion verstärken und dem Riechkolben vorschreiben, was und wie etwas zu riechen ist. Der piriforme Kortex entscheidet auch, was, wie und wo etwas zur Geruchsweiterverarbeitung in andere Gehirnregionen gegeben wird.
Die Bedeutung des Riechkolbens für die Geruchswahrnehmung
Der Riechsinn ist evolutionär betrachtet eine höchst bedeutsame Informationsquelle. Er ermöglicht es uns, Gerüche zu identifizieren, zu bewerten und im Gedächtnis zu speichern. Ein Mensch ist in der Lage, etwa 10.000 Gerüche zu unterscheiden. Die emotionale Bewertung erfolgt dabei schneller als die Identifikation.
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Die Verbindung von Geruch und Emotionen
Die Duftinformation vom Riechkolben wird auch in jene Hirnareale geleitet, die am Gedächtnis und an der Verarbeitung von Emotionen beteiligt sind. Ein Duftmolekül, das wir mit der Nase wahrnehmen, wird im gleichen Atemzug im Erinnerungszentrum abgespeichert.
Die Bedeutung des Geruchssinns im Alltag
Gerüchen kommt im täglichen Leben eine zentrale Bedeutung zu: Sie warnen uns vor verdorbenem Essen, regen den Speichelfluss an oder wecken Erinnerungen. Ein guter Geruchssinn hilft, natürliche Lebensmittel von synthetischen Imitaten abzugrenzen.
Erkrankungen und Störungen des Riechkolbens
Eine Schädigung des Riechkolbens kann zu Riechstörungen führen, die als zentrale Dysosmie bezeichnet werden. Degenerative Veränderungen im Alter, Läsionen aufgrund eines Unfalls, entzündliche Vorgänge oder Tumore sind mögliche Ursachen für Volumen- oder Strukturveränderungen des Bulbus olfactorius.
Riechstörungen bei Alzheimer
Veränderungen an den Nervenfasern, die den Locus Coeruleus mit dem Riechkolben verbinden, können in der frühen Phase einer Alzheimer-Erkrankung auftreten und zu Riechstörungen führen. Diese Veränderungen signalisieren den Mikroglia, dass die betroffenen Fasern defekt oder überflüssig sind.
Training des Geruchssinns
Bewusstes Riechen ist Gehirntraining. Durch Riechstunden an Schulen kann das Gehirn zu besseren Leistungen angeregt werden. Wer bewusst riecht, also auch die Emotionen zulässt, die ein Duft auslöst, aktiviert mehr Gehirnzentren als beim Sudoku oder bei anderen Formen des Gehirnjoggings.
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Riechforschung und Krebsbehandlung
Geruchsrezeptoren sind in mehreren gesunden und krebsartigen Geweben identifiziert worden. Ihre Aktivierung hat einen Einfluss auf das Wachstum und Fortschreiten von Krebszellen. Forscher haben entdeckt, dass sich das Wachstum von Darmkrebszellen mit dem Duftstoff Troenan bremsen lässt.
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