Die Riechsinneszellen in der Nase können über 10 000 verschiedene Gerüche wahrnehmen

Ohne eine gute Nase wäre das Leben sehr viel ärmer und viel gefährlicher: Der Geruch verrät uns, ob der gerade gekaufte Fisch tatsächlich noch frisch oder schon verdorben ist, und er warnt uns, wenn in der Küche die Milch überkocht oder im Zimmer nebenan der Weihnachtsbaum in Flammen steht.

Der Geruch hilft auch unserem Gedächtnis auf die Sprünge: Kindheitserinnerungen kommen unvermittelt hoch, wenn wir Jahre später einen Duft schnuppern, der ein besonders schönes oder schreckliches Ereignis begleitete.

Vor allem Säugetiere und damit auch Menschen verfügen über einen außerordentlich guten Geruchssinn: Etwa 10  000 verschiedene Gerüche kann ein Mensch erkennen. Doch diese Fähigkeit hat ihren Preis: Drei Prozent der menschlichen Gene werden nur zu diesem Zweck verwendet. Wie diese Gene den Geruchssinn steuern, das haben die diesjährigen Medizinobelpreis-Laureaten Dr. Richard Axel aus New York und Dr. Linda Buck aus Seattle mit herausgefunden.

Die beiden Forscher entdeckten eine große Genfamilie mit über 1000 leicht unterschiedlichen Genen, die in den Riechsinneszellen des Nasenepithels aktiv sind. Sie fanden heraus, daß in einer Riechzelle jeweils nur eines dieser Gene aktiv ist und dort einen bestimmten Geruchsrezeptor produziert, der spezifisch ein Duftmolekül binden kann. So gibt es etwa 1000 unterschiedliche Riechzellen, und jede Zelle erkennt eine Art von Duftmolekülen besonders gut.

Da Gerüche meist aus vielen unterschiedlichen Duftmolekülen bestehen, reagieren bei einem Geruch oft mehrere Typen von Riechzellen: Ihre Aktivität wird kombiniert und kodiert damit für einen bestimmten Geruch - so lassen sich mehrere tausend Gerüche gut von einander abgrenzen.

Wie die Signale der Riechsinneszellen schließlich ins Gehirn gelangen, haben die beiden Forscher ebenfalls entschlüsselt: So werden die Signale von Zellen mit dem gleichen Geruchsrezeptor jeweils in einem Glomerulus im Riechkolben gebündelt. In diesem Nervengeflecht werden die Signale auf sogenannte Mitralzellen umgeschaltet. Diese leiten sie direkt an die Geruchszentren des Großhirns - jede Mitralzelle trägt also nur Informationen, die von einem Rezeptortyp stammen. Im olfaktorischen Kortex werden die Signale der Mitralzellen verrechnet, verarbeitet und an andere Hirnregionen weitergeleitet. Der Geruch wird jetzt bewußt wahrgenommen.

Wie man schon länger weiß, ist diese Übertragung von Sinnesreizen einzigartig: Gerüche haben einen besonders kurzen Draht zum Großhirn. Alle anderen Sinneswahrnehmungen werden im Thalamus gefiltert und bewertet, bevor sie in den Kortex gelangen. Nur der Geruchssinn umgeht diese Kontrollinstanz.

Auch ist dieser Sinn eng an Strukturen des limbischen Systems, des Zentrums für Emotionen und Gedächtnis, gekoppelt. Dabei kommt es oft zu einer Vermischung von Geruchsinformationen mit Emotionen und Erinnerungen: Ein Hauch von Fliederduft kann genügen, und plötzlich werden Erinnerungen an die erste Jugendliebe vor 20 Jahren wach.

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