{"id":46949,"date":"2024-10-15T08:03:00","date_gmt":"2024-10-15T06:03:00","guid":{"rendered":"https:\/\/neuronup.com\/de\/?p=46949"},"modified":"2026-10-22T23:59:22","modified_gmt":"2026-10-22T21:59:22","slug":"neurowissenschaft-des-geruchssinns-in-der-neurorehabilitation-wie-das-gehirn-geruche-kodiert","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/neuronup.com\/de\/kognitive-stimulation-und-rehabilitation\/neurowissenschaft-des-geruchssinns-in-der-neurorehabilitation-wie-das-gehirn-geruche-kodiert\/","title":{"rendered":"Neurowissenschaft des Geruchssinns in der neurologischen Rehabilitation: Wie codiert das Gehirn Ger\u00fcche?"},"content":{"rendered":"\n

Der Neuropsychologe Javier Esteban Libiano erl\u00e4utert in diesem Artikel alle Einzelheiten dazu, wie unser Gehirn Ger\u00fcche codiert<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Der Geruchssinn ist ebenso wie der Geschmackssinn ein chemischer Sinn. Die von beiden Sinnen empfangenen Reize interagieren chemisch mit ihren Rezeptoren.<\/p>\n\n\n\n

Der Geruchssinn hilft dabei, Lebensmittel zu identifizieren und verdorbene oder zum Verzehr ungeeignete Lebensmittel zu meiden. Er hilft vielen Tierarten, einer Spur zu folgen oder Raubtiere aufzusp\u00fcren sowie Freunde, Feinde und paarungsbereite Artgenossen zu erkennen.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr den Menschen besitzen Ger\u00fcche die besondere F\u00e4higkeit, Erinnerungen hervorzurufen<\/strong>. Der Geruchssinn aktiviert Hirnregionen, die mit Emotionen, Lernen und Ged\u00e4chtnis<\/strong> zusammenh\u00e4ngen.<\/p>\n\n\n\n

K\u00f6nnten wir diese Informationen nutzen, um bei Personen mit einer Form von Hirnsch\u00e4digung oder einer mit verschiedenen Erkrankungen verbundenen kognitiven Beeintr\u00e4chtigung einen neurorehabilitativen Effekt <\/strong>auf unterschiedliche kognitive F\u00e4higkeiten<\/strong> auszu\u00fcben?<\/p>\n\n\n\n

Der Reiz: Natur und Eigenschaften<\/h2>\n\n\n\n

Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass sensorische Stimulation den Erhalt und die Verbesserung kognitiver F\u00e4higkeiten beeinflusst<\/strong> \u2013 etwa Wahrnehmung, Sprache, Praxien, Gnosien, Aufmerksamkeit, Ged\u00e4chtnis, exekutive F\u00e4higkeiten, Orientierung, logisches Denken und Motivation \u2013 bei Menschen mit kognitiven Abbauprozessen, Schlaganf\u00e4llen oder anderen Faktoren, die eine Hirnsch\u00e4digung verursacht haben.<\/p>\n\n\n\n

Der technisch im Englischen als odorants bezeichnete olfaktorische Reiz<\/strong> besteht aus fl\u00fcchtigen Substanzen mit einem Molekulargewicht zwischen 15 und 300 g\/mol (Gramm pro Mol). Fast alle geruchsaktiven Verbindungen sind fettl\u00f6slich und organischen Ursprungs, obwohl viele Substanzen, die diese Kriterien erf\u00fcllen, geruchlos sind.<\/p>\n\n\n\n

Geruchsstoffe m\u00fcssen wasserl\u00f6slich sein, damit sie sich in der oberfl\u00e4chlichen Schleimschicht l\u00f6sen und zu den Riechzilien gelangen k\u00f6nnen, in deren Membranen sie an spezifische Rezeptoren binden. In ausreichend hoher Konzentration bewirken sie eine Depolarisation der Zellmembran, die sich \u00fcber das Axon als Aktionspotenzial fortsetzt.<\/p>\n\n\n\n

Man geht davon aus, dass es beim Geruchssinn einige grundlegende Qualit\u00e4ten gibt, die von spezifischen Rezeptoren registriert werden.<\/p>\n\n\n\n

Da Substanzen derselben Geruchsgruppe \u00e4hnliche Molek\u00fclgr\u00f6\u00dfen aufweisen, scheint es m\u00f6glich, dass die Membran eines Riechziliums \u2013 Forts\u00e4tze der Rezeptorzellen, die in die Schleimhaut hineinragen und den Reiz aufnehmen \u2013 nur auf eine bestimmte Molek\u00fclgr\u00f6\u00dfe reagiert.<\/p>\n\n\n\n

Neue Untersuchungen n\u00e4hern sich der Erkenntnis, dass eine Sinneszelle nur einen Rezeptortyp exprimiert.<\/p>\n\n\n\n

Eine Untersuchung der University of California ergab, dass bestimmte Ger\u00fcche die kognitive Leistungsf\u00e4higkeit von Menschen steigern k\u00f6nnten<\/strong>. Dazu wurde eine Gruppe von Personen w\u00e4hrend des Schlafs dem Duft einer Duftkomposition ausgesetzt. Diese Untersuchung er\u00f6ffnet den Weg zu nichtinvasiven neurorehabilitativen Behandlungen gegen neurodegenerative Erkrankungen oder verschiedene Hirnsch\u00e4digungen.<\/p>\n\n\n\n

Die Rezeptoren<\/h2>\n\n\n\n

Wir verf\u00fcgen \u00fcber sechs Millionen olfaktorische Rezeptorzellen<\/strong> (bipolare Neuronen), die sich in zwei Abschnitten der Schleimhaut (dem Riechepithel) befinden.<\/p>\n\n\n\n

Beim Menschen nimmt das Riechepithel<\/strong> einen kleinen Bereich beider Nasenh\u00f6hlen ein. Es liegt im oberen Teil der Nasenh\u00f6hle, am Rand der oberen Nasenmuscheln und auf der gegen\u00fcberliegenden Oberfl\u00e4che der Nasenscheidewand.<\/p>\n\n\n\n

Die Geruchsrezeptoren befinden sich im Sinnesepithel<\/strong>, das aus St\u00fctz- oder Supportzellen sowie aus Sinneszellen beziehungsweise olfaktorischen Rezeptorzellen besteht.<\/p>\n\n\n\n

Olfaktorische Rezeptorzellen sind bipolare Neuronen<\/strong>, deren Zellk\u00f6rper in der Riechschleimhaut liegen, die die Lamina cribrosa bedeckt, eine \u00d6ffnung an der Sch\u00e4delbasis im rostralen Bereich des Gehirns.<\/p>\n\n\n\n

Zwischen den olfaktorischen Rezeptorzellen liegen St\u00fctzzellen. Sie enthalten Enzyme, die Geruchsmolek\u00fcle zerst\u00f6ren, und tragen dadurch dazu bei, Ver\u00e4nderungen der Geruchsrezeptoren zu verhindern.<\/p>\n\n\n\n

Die Riechregion enth\u00e4lt au\u00dferdem zahlreiche kleine Schleimdr\u00fcsen, die Bowman-Dr\u00fcsen<\/strong>. Ihr Sekret bildet einen d\u00fcnnen Fl\u00fcssigkeitsfilm, der die Riechschleimhaut \u00fcberzieht.<\/p>\n\n\n\n

Der distale Abschnitt der Sinneszelle verj\u00fcngt sich zu einem d\u00fcnnen Fortsatz, der leicht \u00fcber die Oberfl\u00e4che des Riechepithels hinausragt. Dieser Riechfortsatz ist von zahlreichen Riechzilien bedeckt. In proximaler Richtung geht der ovale Zellk\u00f6rper in einen d\u00fcnnen Fortsatz \u00fcber, der zusammen mit den anderen Forts\u00e4tzen von Schwann-Zellen umh\u00fcllt wird.<\/p>\n\n\n\n

Reiz-Rezeptor-Interaktion<\/h2>\n\n\n\n

Die Forschenden gehen davon aus, dass Riechzilien molekulare Rezeptoren enthalten<\/strong>, die durch Geruchsmolek\u00fcle stimuliert werden.<\/p>\n\n\n\n

Jones und Reed identifizierten ein bestimmtes G-Protein<\/strong>, das sie Golf<\/strong> nannten. Dieses Protein kann ein Enzym aktivieren, das die Synthese von zyklischem AMP katalysiert (zyklisches Adenosinmonophosphat, ein Nukleotid, das in verschiedenen biologischen Prozessen als sekund\u00e4rer Botenstoff wirkt). Dieses kann wiederum Natriumkan\u00e4le \u00f6ffnen und die Membran der Riechzelle depolarisieren.<\/p>\n\n\n\n

G-Proteine verbinden metabotrope Rezeptoren mit Ionenkan\u00e4len<\/strong>: Wenn ein Ligand an einen metabotropen Rezeptor bindet (Signaltransduktionsmechanismen, h\u00e4ufig G-Proteine, die mithilfe chemischer sekund\u00e4rer Botenstoffe eine Reihe intrazellul\u00e4rer Vorg\u00e4nge aktivieren), \u00f6ffnet das G-Protein einen Ionenkanal direkt oder indirekt, indem es die Bildung eines sekund\u00e4ren Botenstoffs aktiviert. Die Entdeckung von Golf legte nahe, dass Riechzilien Geruchsrezeptoren enthalten, die an dieses G-Protein gekoppelt sind.<\/p>\n\n\n\n

Buck und Axel entdeckten eine Genfamilie, die eine Familie olfaktorischer Rezeptorproteine codiert<\/strong>. Beim Menschen gibt es offenbar zwischen 500 und 1000 verschiedene Rezeptoren, die jeweils auf einen anderen Geruch empfindlich reagieren. Geruchsmolek\u00fcle binden an diese Rezeptoren, und die gekoppelten G-Proteine bewirken die \u00d6ffnung der Natriumkan\u00e4le, wodurch depolarisierende Aktionspotenziale entstehen.<\/p>\n\n\n\n

Die olfaktorische kognitive Stimulation er\u00f6ffnet ein Interventionsfeld im Bereich der Neuroplastizit\u00e4t<\/strong>, die als F\u00e4higkeit des Gehirns bezeichnet wird, sich zu erholen, umzustrukturieren, neu zusammenzusetzen, umzugestalten, neu zu formen, neu zu organisieren und an neue Situationen anzupassen.<\/p>\n\n\n\n

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Die Riechnerven<\/h2>\n\n\n\n

Die olfaktorischen Rezeptorzellen senden \u00fcber die Oberfl\u00e4che der Schleimhaut einen Fortsatz aus, der sich in 10 bis 20 Zilien aufteilt, die in die Schleimschicht hineinragen.<\/p>\n\n\n\n

Diese Forts\u00e4tze vereinigen sich zu den Riechnerven, die durch die \u00d6ffnungen der Lamina cribrosa zum Riechkolben gelangen<\/strong>. Etwa 35 von Gliazellen umgebene Axonb\u00fcndel durchqueren den Knochen durch kleine \u00d6ffnungen der Lamina cribrosa.<\/p>\n\n\n\n

Die Forts\u00e4tze enden in den Riechglomeruli des Riechkolbens, wo sie Synapsen mit den Dendriten der Mitralzellen bilden.<\/p>\n\n\n\n

Zwei weitere paarige Nerven begleiten den Riechnerv von der Nasenh\u00f6hle bis zum Gehirn: der Nervus terminalis und der Vomeronasalnerv.<\/p>\n\n\n\n

Der Nervus terminalis besteht aus einem Faserb\u00fcndel d\u00fcnner Nervenfasern, die von der Nasenscheidewand durch die Lamina cribrosa bis zur Lamina terminalis verlaufen und unterhalb der vorderen Kommissur in das Gehirn eintreten. Dieses B\u00fcndel enth\u00e4lt zahlreiche Nervenzellen und wird als vegetativer Nerv betrachtet.<\/p>\n\n\n\n

Der Vomeronasalnerv verl\u00e4uft vom Vomeronasalorgan zum akzessorischen Riechkolben. Er ist bei niederen Wirbeltieren entwickelt und l\u00e4sst sich beim Menschen nur w\u00e4hrend der Embryonalentwicklung nachweisen.<\/p>\n\n\n\n

Die Riechschleimhaut enth\u00e4lt au\u00dferdem freie Nervenendigungen der Axone des Trigeminusnervs. Diese Nervenendigungen vermitteln Schmerzempfindungen, die beim Einatmen bestimmter chemischer Reizstoffe wie Ammoniak auftreten k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Die Riechkolben<\/h2>\n\n\n\n

Die Riechkolben sind verdickte Regionen am Ende des Riechtrakts<\/strong>, die Afferenten von den Geruchsrezeptoren empfangen<\/strong>. Sie liegen an der Basis des Gehirns am Ende der l\u00e4nglichen Riechtrakte.<\/p>\n\n\n\n

Jede Rezeptorzelle sendet ein einziges Axon zum Riechkolben, wo es Synapsen mit den Dendriten der Mitralzellen bildet. Diese Synapsen befinden sich im Axonkomplex und in den dendritischen Verzweigungen, die als Riechglomeruli bezeichnet werden.<\/p>\n\n\n\n

Es gibt ungef\u00e4hr 10.000 Glomeruli, von denen jeder Afferenzen aus einem B\u00fcndel von etwa 2.000 Axonen erh\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n

Nervenbahnen <\/h2>\n\n\n\n

Verlauf des Reizes <\/h3>\n\n\n\n

Zusammenfassend bestehen die Geruchsrezeptoren aus bipolaren Neuronen im Riechepithel, das den oberen Bereich der Nasenh\u00f6hlen auskleidet und sich in dem Knochen unterhalb der Frontallappen befindet.<\/p>\n\n\n\n

Die Rezeptoren senden Forts\u00e4tze durch die Oberfl\u00e4che der Schleimhaut, die sich in Zilien aufteilen. Die Membranen dieser Zilien enthalten Rezeptoren, die in der Luft gel\u00f6ste Geruchsmolek\u00fcle erkennen, welche die Riechschleimhaut erreichen. Die Axone der Geruchsrezeptoren verlaufen durch die \u00d6ffnungen der Lamina cribrosa zu den Riechkolben. Dort bilden sie im Glomerulus Synapsen mit den Dendriten der Mitralzellen. Diese Neuronen senden Axone \u00fcber die Riechtrakte zum Gehirn, haupts\u00e4chlich zur Amygdala (mit den Emotionen verbunden), zum piriformen Kortex (Verarbeitung von Informationen) und zum entorhinalen Kortex (Ged\u00e4chtnis, Orientierung und Lernen). Der Hippocampus (Lernen und Ged\u00e4chtnis), der Hypothalamus und der orbitofrontale Kortex (Entscheidungsfindung) erhalten die olfaktorischen Informationen indirekt.<\/p>\n\n\n\n

Vomeronasalorgan <\/h3>\n\n\n\n

Die meisten S\u00e4ugetiere verf\u00fcgen \u00fcber ein weiteres Organ, das auf chemische Substanzen aus der Umwelt reagiert<\/strong>: das Vomeronasalorgan. Dabei handelt es sich um ein in einem Schleimhautsack der Nasenscheidewand gelegenes Sinnesepithel, das bei Reptilien f\u00fcr die Nahrungssuche wichtig ist. Es spielt auch eine wichtige Rolle bei der Reaktion von Tieren auf Pheromone<\/strong> (von Tieren produzierte chemische Substanzen, die die Fortpflanzungsphysiologie und das Verhalten beeinflussen).<\/p>\n\n\n\n

Beteiligte Regionen<\/h3>\n\n\n
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\"Anatomisches
\u201eDas Riechsystem\u201c. In N. Carlson (2006). Physiologie des Verhaltens. Ed. Pearson, Madrid<\/em>.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Die Axone des Riechtrakts projizieren direkt zur Amygdala und zu zwei Regionen des limbischen Kortex: dem piriformen Kortex und dem entorhinalen Kortex.<\/p>\n\n\n\n