Der menschliche Geruchssinn ist eng mit dem Gehirn verbunden und spielt eine wichtige Rolle für unser Gefühlsleben, unsere Erinnerungen und unser Verhalten. Düfte können Emotionen auslösen, Erinnerungen wachrufen und sogar unser Verhalten beeinflussen. Die Wissenschaft hat in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte bei der Erforschung dieser komplexen Verbindung gemacht und dabei überraschende Erkenntnisse gewonnen.
Die Anatomie der Geruchswahrnehmung
Die Nase ist das Riechorgan von Mensch und Tier. Die Nase bildet den ersten Abschnitt der Atemwege. Wenn wir über die Nase atmen, nimmt die Luft einen längeren Weg als wenn wir über den Mund atmen. Die Nase ist nicht nur ein Organ des Atmungssystems, sondern auch ein wichtiges Sinnesorgan, das uns ermöglicht, uns über den Geruchssinn zu orientieren.
Die eigentliche olfaktorische System geht über die Nase und das andere, das nasal-trigeminale System, geht über Mund und Nase zu einem Gesichtsnerv (Nervus trigeminus). Dieser Nerv erzeugt über die Nase (nasal-trigeminal) Empfindungen wie brennend, stechend, beißend, kühlend und scharf. Über den Mund (oral-trigeminal) werden Empfindungen wie prickelnd erzeugt. Unter Riechen verstehen wir die Wahrnehmung flüchtiger, in der Luft verteilter Geruchsstoffe. Nichtflüchtige Substanzen werden hingegen in der Mundhöhle wahrgenommen. Allerdings lösen viele flüchtige Substanzen eine Riechempfindung sowohl im olfaktorischen System als auch im nasal-trigeminalen System aus, wie z. B. Senf oder Zwiebeln, aber auch Menthol.
Die Duftmoleküle erreichen unsere Nase vorrangig beim Einatmen bzw. Riechen. Eine zweite Möglichkeit besteht indirekt über den retro-nasalen Wahrnehmungsweg der Mund-Nasen-Rachen-Verbindung. Hierbei werden die Geruchsstoffe beim Kauen freigesetzt und gelangen dann beim Schlucken und Ausatmen in den Nasen- Rachen-Raum. Interessant: Auch die Körperhaut kann riechen. Das wurde kürzlich für Sandelholz-Öl bestätigt. Möglicherweise kann auch die Zunge zu einem gewissen Grad riechen, denn auf ihr gibt es neben Geschmacks- auch Geruchsrezeptoren.
Die meisten Geruchsstoffe haben ein Molekulargewicht von <350 g/mol (molare Masse = Einheitensystem für die Stoffmenge, die Einheit ist Gramm pro Mol). Damit Riechen überhaupt stattfinden kann, müssen die Moleküle wasser- und lipidlöslich bzw. lipophil (fettfreundlich) sein, damit sie in die lipidhaltige Membran der Riechzellen eindringen bzw. durch die wässrige Schleimschicht zu den Rezeptoren in der Nase gelangen können. Für die Bindung an die Lipidmembran müssen die Moleküle zudem fettlöslich sein. Auch wenn bis heute nicht ganz geklärt ist, was ein Molekül zu einem „Duftstoff-Molekül“ macht: Es muss flüchtig oder beim Kauen freigesetzt werden sowie wasser-, lipid- und fettlöslich sein.
Lesen Sie auch: Faszination Nesseltiere: Wie sie ohne Gehirn leben
Die Informationsvermittlung der Gerüche beginnt damit, dass die Nase eine Riechschleimhaut besitzt, die in beiden Nasenhöhlen jeweils ca. fünf Quadratzentimeter groß ist. Hier befinden sich rund zehn Millionen Riechsinneszellen, die sich alle ein bis zwei Monate erneuern und die an dünnen Riechhärchen Geruchsrezeptoren tragen. Sie sind wie ein Anlegesteg für die Duftmoleküle. Nach passendem Kontakt des Moleküls eines Geruchsstoffs mit dem Geruchsrezeptor - das menschliche Riechorgan hat etwa um die 350 bis 400 unterschiedliche funktionstüchtige Rezeptoren, bzw. Geruchsrezeptorentypen - wird der von außen kommende chemosensorische Reiz in ein internes elektrisches Signal überführt und zunächst in das Riechhirn weitergeben. Diese Informationsvermittlung geschieht durch Nervenfasern (Axone) der Sinneszellen, die gebündelt durch das Siebbein (siebartig durchbrochener Knochen des Hirnschädels) in die Schädelhöhle zum Riechkolben (Bulbus olfactorius bzw. „olfactory bulb“) führen. Dort entsteht aus den einzelnen elektrischen Impulsen ein typisches Erregungsmuster, bzw. ein interner elektrischer „Signal-Kombinationscode“.
Das Stichwort für die Erstleistung, der Umwandlung von chemosensorischen Reizen in interne elektrische Signale aus denen dann ein Dufterkennungscode entsteht, lautet „chemoelektrische Transduktion“. Bei diesem Wunderwerk der Natur an den Riechzellen geht es, wie bei allen Zellen des Körpers, vor allem um eine primäre Funktion: Sie müssen kommunizieren, sonst können Duftstoffmoleküle nicht vom Riechkollben als Duftmuster und somit als ein spezifischer Duft (Rose) erkannt und gebildet werden und dann von höheren Gehirnregionen insbesondere des orbitofrontalen Kortrex (OFC), wo dann bewusst gerochen wird und man ihn deshalb auch als „Maître des Parfums“ ansieht, weiter beurteilt werden. Der Riechkolben arbeitet somit 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 entstammen können, und setzt sie zusammen. Wenn nur ein Teil des Erregungsmusters ausgewertet wird, entsteht im Gehirn schon ein erster Dufteindruck. Einige Duftmoleküle geben ein charakteristisches Signal ab, bzw. wirken als Leitmolekül so stark, dass das Gehirn schon einen Hinweis auf das ganze Duftbild erhält, bevor es als komplettes Erregungsmuster entsteht. Das kann sehr schnell gehen und eine erste Dufterkennung kann bereits im Bereich von unter 500 Millisekunden erfolgen. Eine Duftunterscheidung dauert dann nicht länger als ein bis zwei Sekunden. Bei Rosen ist das Leitmolekül bzw. die Leitsubstanz für Rosenduft bspw. Geraniol. Wer Geraniol riecht, assoziiert diesen Duft in der Regel sofort mit Rosen. Obwohl der Duft einer Rose eben über 500 Einzelstoffe enthalten kann, reicht das Riechen dieses Stoffes schon zum ersten Erkennen aus.
Der piriforme Kortex ist das eigentliche Duft-Verteilersystem im Riechhirn. Es fungiert als eine Art „Duftmanager“ und sendet die jeweiligen Duftreize zu spezifischen Gehirnarealen weiter. Der piriforme Kortex, der eng mit dem zentralen Kern unseres Emotionszentrum zusammenarbeitet, verfügt über erstaunliche Fähigkeiten. Er kann nicht nur die Wirkung von Parfüm und Duft auf Bewusstsein, Stimmung und Emotion verstärken. Er kann auch dem ihm vorgelagerten, eng mit der Nase verbundenen Riechkolben vorschreiben, was und wie etwas zu riechen ist. Das kann so weit gehen, dass eine bestimmte Substanz gar nicht gerochen, an ihr nicht weitergerochen oder nur teilweise beschnüffelt wird - je nachdem, was der piriforme Kortex und sein System als wichtig empfinden. Auch entscheidet der piriforme Kortex, was, wie und wo etwas zur Geruchsweiterverarbeitung in andere Gehirnregionen gegeben wird. Dabei hat er eine sehr emotionale, oft schreckhaft riechende Verbündete: die Amygdala. Sie riecht in der Regel immer mit und tauscht sich mit dem piriformen Kortex über den Geruchseindruck aus. Das Ergebnis kann in einer Rückschleife auch dem Riechkolben gemeldet werden. Die Wirkung von Parfüm und Geruch auf Bewusstsein, Stimmung und Emotion wird so von einem interessanten Duftmanager geleitet. Mit dem piriformen Kortex haben wir eine Art kleinen Mann im Gehirn, der nicht nur sanft zuflüstert, wie mit einem Geruchsreiz umgegangen werden soll. Er kann als Duftmanager entscheiden, dass ein Geruch direkt in einer Region im Gehirn, beispielsweise in den orbitofrontalen Kortex (OFC), weitergeleitet wird. Letzterer steuert im Netzwerk Persönlichkeitsmerkmale wie Extraversion und Gewissenhaftigkeit und wird laut Erkenntnissen der Neuroparfümerie durch bestimmte Parfüms und Gerüche (z. B. frische Zitrusnoten) besonders gern stimuliert. Der piriforme Kortex hat also als Duftmanager auch Einfluss auf unsere Persönlichkeit, die er mit olfaktorischen Impulsen motiviert.
Offenbar riechen wir im Gehirn das allermeiste zweimal. Zunächst erst unbewusst mit dem Emotionszentrum und dort im Besonderen mit der Amygdala. Sie trifft die Vorentscheidung, ob ihr ein Duft gefühlsmäßig zusagt oder nicht. Danach wird in höheren Gehirnregionen, wie dem orbitofrontalen Kortex (OFC), bewusst gerochen. Hier geht es unter anderem in einer eher kognitiven Entscheidung darum, ob z. B. ein Parfüm seinen Preis wert ist.In der Forschung wird diskutiert, ob an der Amygdala vorbeigerochen werden kann. Zumindest ist es physiologisch möglich. Zwischen dem PC und dem OFC bestehen direkte neuronale Verbindungen und sogar umgekehrt, die vor allem beim „Duftneulernen“ aktiviert werden. Theoretisch wäre es daher möglich, dass wir auch ohne den emotionalen Input der Amygdala riechen können. Sicherlich ist es auch möglich, dass nur die Amygdala und ihr Netzwerk riechen, ohne dass der Dufteindruck dem OFC weitergeben wird. Das scheint besonders der Fall, wenn die Amygdala einen Duftreiz als nicht relevant empfindet. Die Amygdala und ihr Netzwerk sind eine Art emotionales Frühwarnsystem, dass aber auch auf positive Empfindungen anspricht und sie sucht.Häufig liegen Amygdala und OFC bei der Duftentscheidung deshalb miteinander im Streit. Die Amygdala fühlt sich z. B. mit dem Parfüm wohl, der OFC jedoch signalisiert, dass man sich das Parfüm eigentlich nicht leisten kann. Raten Sie mal, wer gewinnt, wenn ein Parfüm die Amygdala wirklich fasziniert und der Kauf finanziell noch ganz knapp möglich ist. Richtig, die Amygdala! Die Vernunft kommt gegen das Gefühl wieder einmal - wie so oft im Leben - nicht an.
Der direkte Draht zum limbischen System
Der Geruchssinn unterscheidet sich von anderen Sinneswahrnehmungen dadurch, dass er einen direkten Zugang zum limbischen System hat. Dieses stammesgeschichtlich alte Hirnareal ist für die Verarbeitung von Emotionen, das Gedächtnis und das Triebverhalten zuständig. Die Amygdala, ein Teil des limbischen Systems, spielt eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Angst und Aggression. Sie bewertet Situationen innerhalb von Millisekunden und schätzt Gefahren ein.
Lesen Sie auch: Lesen Sie mehr über die neuesten Fortschritte in der Neurowissenschaft.
Die enge Verbindung zwischen Geruchssinn und limbischem System erklärt, warum Düfte so starke emotionale Reaktionen auslösen können. Der Geruch von frisch gebackenem Brot kann Kindheitserinnerungen wecken und ein Gefühl von Geborgenheit hervorrufen, während der Geruch von Rauch Angst und Panik auslösen kann.
Die Bedeutung des Hippocampus
Auch der Hippocampus, ein weiterer wichtiger Teil des limbischen Systems, ist eng mit dem Geruchssinn verbunden. Der Hippocampus spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung und dem Abruf von Erinnerungen. Düfte können dazu beitragen, Erinnerungen abzurufen, die lange vergessen schienen. Dies liegt daran, dass der Hippocampus die Informationen über den Geruch mit anderen Informationen über die Situation, in der der Geruch wahrgenommen wurde, verknüpft.
Die Auswirkungen von Gerüchen auf die Psyche
Gerüche können eine Vielzahl von Auswirkungen auf unsere Psyche haben. Sie können:
- Emotionen auslösen: Düfte können Freude, Trauer, Angst, Ekel und viele andere Emotionen hervorrufen.
- Erinnerungen wecken: Düfte können Erinnerungen an vergangene Ereignisse, Personen oder Orte hervorrufen.
- Das Verhalten beeinflussen: Düfte können unser Verhalten beeinflussen, indem sie beispielsweise unsere Stimmung verbessern oder uns dazu bringen, bestimmte Produkte zu kaufen.
- Die Stimmung verbessern: Bestimmte Düfte, wie Lavendel oder Zitrone, können die Stimmung verbessern und Stress reduzieren.
- Die Konzentration fördern: Andere Düfte, wie Rosmarin oder Pfefferminze, können die Konzentration fördern und die Aufmerksamkeit steigern.
- Angst reduzieren: Einige Düfte, wie Kamille oder Sandelholz, können Angst reduzieren und Entspannung fördern.
- Schlaf fördern: Bestimmte Düfte, wie Lavendel oder Baldrian, können den Schlaf fördern und Schlafstörungen reduzieren.
Gerüche und psychische Erkrankungen
Studien haben gezeigt, dass es einen deutlichen Zusammenhang zwischen dem Geruchssinn und verschiedenen psychischen Erkrankungen gibt.
- Depression: Menschen mit Depressionen haben oft ein eingeschränktes Riechvermögen. Sie nehmen Gerüche erst bei höheren Intensitäten wahr als gesunde Menschen. Auch die Verarbeitung von Gerüchen im Gehirn ist bei Depressiven verändert.
- Schizophrenie: Menschen mit Schizophrenie haben oft Schwierigkeiten, Gerüche zu identifizieren. Sie können angenehme Gerüche schlechter benennen als gesunde Menschen. Dies könnte daran liegen, dass bei Schizophrenie die Verknüpfung von Geruchsreizen mit verbalen Inhalten gestört ist.
- Angststörungen: Menschen mit Angststörungen können überempfindlich auf bestimmte Gerüche reagieren. Sie können beispielsweise Angst und Panik auslösen.
- Alzheimer-Krankheit: Ein Verlust des Geruchssinns kann ein frühes Anzeichen für die Alzheimer-Krankheit sein. Dies liegt daran, dass die Alzheimer-Krankheit die Riechregionen des Gehirns schädigen kann.
- Parkinson-Krankheit: 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.
Riechstörungen als Warnsignal
Riechstörungen können ein Warnsignal für verschiedene Erkrankungen sein. Ein plötzlicher Verlust des Geruchssinns sollte daher immer von einem Arzt abgeklärt werden.
Lesen Sie auch: Tinnitus und Gehirnaktivität: Ein detaillierter Einblick
Therapieansätze mit Gerüchen
Die Erkenntnisse über die Verbindung zwischen Geruchssinn und Psyche eröffnen neue Möglichkeiten für die Therapie von psychischen Erkrankungen.
- Riechtraining: Riechtraining kann dazu beitragen, die Neubildung von Riechzellen anzuregen und das Riechvermögen zu verbessern. Es wird empfohlen, täglich an mit verschiedenen Gerüchen ausgestatteten Fläschchen zu schnuppern und dabei zu versuchen, die wahrnehmbaren Unterschiede bewusst im Gehirn zu verankern.
- Aromatherapie: Aromatherapie kann dazu beitragen, die Stimmung zu verbessern, Stress zu reduzieren und den Schlaf zu fördern. Dabei werden ätherische Öle verwendet, die über die Nase aufgenommen werden.
- Weitere Ansätze: Derzeit werden auch alternative Ansätze wie die Verwendung von Vitamin A und thrombozytenreichem Eigenblutplasma erforscht, bei denen erste vielversprechende Ergebnisse vorliegen.
Die Nase im Yoga
Die Nase hat auch psychosomatische Bedeutung. Es gibt viele Sprichwörter, bei denen die Nase eine Rolle spielt. Die Nase bildet den ersten Abschnitt der Atemwege. Die Nase hat eine direkte Verbindung zum Gehirn und spielt eine wichtige Rolle für das Gefühlsleben eines Menschen. Duftsignale, auch unbewusste, lösen viele Emotionen und Gefühle aus. So wird das Verhalten des Menschen auch durch die Nase bestimmt. Wichtig für die Gesundheit der Nase ist die regelmäßige Nasenatmung, dass man durch die Nase ein- und ausatmet. Es ist auch wichtig, dass man eine gesunde Ernährung pflegt. Am besten wenig Zucker, kein Fleisch und keine Milchprodukte, dann funktioniert auch die Nase besser. Die Yoga-Atemübungen Kapalabhati und Wechselatmung halten die Nase gesünder. Wenn die Nase verstopft ist, hilft es, ein paar Runden Sonnengruß zu üben oder auch den Drehsitz. Die Nase kann auch durch Yogatechniken gereinigt werden, insbesondere Neti. Das ist die Nasenreinigung, z.B. mit lauwarmem Salzwasser als Nasenspülung. Es gibt auch Sutra Neti, welches ein etwas komplexeres Verfahren zur Reinigung der Nase ist. Im Ayurveda gibt es auch Nassya für die Reinigung der Nase und auch für anderes. Pranayama kann ebenfalls bei verstopfter Nase helfen. Kapalabhati und Wechselatmung sind die wichtigsten Grund-Pranayamas, die du normalerweise jeden Tag übst. Was machst du, wenn du mal eine verstopfte Nase hast - vielleicht wegen einer leichten Allergie, einem leichten Schnupfen -, um die Nase etwas freier zu bekommen und trotzdem die Übungen machen zu können? Regelmäßig Neti hilft aber auch Atemübungen an sich. Damit in solchen Fällen die Atemübungen überhaupt möglich sind, kannst du einen kleinen Trick anwenden: Du kannst mit den Fingern die Haut nahe der Nase etwas auseinanderziehen. Dadurch werden die Nasendurchgänge etwas freier. Dann machst du sanfte Kapalabhati, was dann noch weiter öffnet. Die Nase steht auch dafür, dass man seine Nase in etwas hineinsteckt. Sie steht auch für Selbsterkenntnis, auch für Sexualität, auch für Selbstwertgefühl. Die Nase beschreibt auch den Zustand des Herzens. Manche sagen, dass Nasenbluten etwas mit dem Weinen der Seele zu tun hat. Schnupfen kann auch heißen, dass man die Nase voll hat, dass man keine Lust mehr hat. Wenn man hustet, kann das heißen, dass man jemandem eins husten will. Das ist also eine Art von Wutenergie. Wenn einem die Stimme wegbleibt, ist es vielleicht Zeit, dass man sich eine Weile zurückzieht und zur Ruhe kommt. Oft ist eine Erkältung ein Zeichen, dass man einige Tage rechtzeitig zur Ruhe kommen sollte, Sinnesarmut pflegen sollte. Dann wird man auch schnell wieder zu Kräften kommen.