Geruch und Emotion

Beim Riechen werden sehr alte Gehirnareale angesprochen, die mit dem limbischen, also dem Gefühlssystem des Gehirns, sehr eng verknüpft sind, sodass Gerüche direkten Einfluss auf das Gefühlserleben nehmen können, was in der Regel unbewusst erfolgt. Bekannt ist die Aussage, dass man jemanden nicht mehr richen kann, und das kommt nicht von ungefähr, denn auch menschliche Gerüche können Gefühle auslösen. Umgekehrt können aber Gefühle auch die Zusammensetzung des körpereigenen Geruchs verändern, wobei vor allem Wut oder Angst solche Veränderungen auslösen können. Im Vergleich zum Menschen sind aber vor allem Hunde dafür besonders sensibel, denn diese können riechen, wenn Menschen Angst vor ihnen haben. Gerüche bestimmen daher in hohem Ausmaß das menschliche Erleben und Empfinden mit, wobei das sogar den Schlaf beeinflussen kann, indem bei sehr intensiven guten oder schlechten Gerüchen sogar Träume dadurch verändert werden.

Xu et al. (2020) fanden nun heraus, dass die nasalen olfaktorischen sensorischen Neuronen bereits ein komplexes Muster von Signalen an das Gehirn weitergeben, wobei die Reaktionen einzelner Neuronen innerhalb des peripheren olfaktorischen Epithels durch das Vorhandensein anderer Gerüche entweder verstärkt oder abgeschwächt werden können, was etwa die gemeinsame Wahrnehmung eines Geruchs in einer Mischung, die andere dominiert, erklären könnte. Dieser Effekt tritt aber innerhalb des peripheren Sinnesorgans auf Rezeptoren und nicht innerhalb des Gehirns erklären könnte. Mithilfe einer 3D-Bildgebungsmethode (Scape-Mikroskopie) hat man nun bei Mäusen festgestellt, wie tausende verschiedene Zellen in der Nase auf verschiedene Gerüche und Mischungen reagieren. Dabei entdeckte man, dass die Informationen, die die Nase über eine Mischung von Düften an das Gehirn sendet, weit mehr als nur die Summe ihrer Teile sind, denn die Signale, die an das Gehirn gesendet werden, werden demnach bereits durch Wechselwirkungen in der Nase geformt.

Mit jedem Atemzug gelangen Duftstoffe in unsere Nase, wo etwa 20 Millionen Riechrezeptoren darauf warten, diese Sinneseindrücke ans Gehirn weiterzuleiten. Duftstoffe regen vor allem die Amygdala, den Ursprungsort der Emotionen im Gehirn, an.   Studien haben gezeigt, dass Geruchsmoleküle Rezeptorzellen in der Nase zu elektrischen Signalen veranlassen, die an spezielle Nervenbündel (Glomeruli) im Riechkolben gesendet werden, wobei der Zeitpunkt und die Reihenfolge der Glomeruli-Aktivierung für einen jeweiligen Geruch einzigartig ist, denn Rosenduft erzeugt etwa eine deutlich andere Signatur der Glomeruli-Aktivierung als etwa Schweißgeruch. Die Signale werden von den Glomeruli aus anschließend an die Hirnrinde weitergeleitet, wo die Reaktionen oder Erinnerungen im Zusammenhang mit dem Geruch aktiviert werden. Man kann sich die Geruchssignatur an den Glomeruli wie eine Melodie vorstellen, denn die Reihenfolge der Noten und ihre Klangdauer führt dazu, dass man eine bekannte Melodie erkennt. Analog dazu führt das Muster der Aktivierung der Glomeruli zum Erkennen eines Geruchs.  Der Geruch eines alten Buches oder das Aroma eines in Tee getauchten Gebäcks erzeugen so Erinnerungen an frühere Erlebnisse. Gravierende Folgen für Menschen hat der Verlust des Geruchssinns, die “Anosmie“, denn solche Menschen neigen zu Depressionen und begehen häufiger Selbstmord. Auch sehr alte Menschen verlieren fast oft ihre Riechfähigkeit, sodass es wahrscheinlich ist, dass ein Teil der Demenzsymptome nicht nur auf Hirnveränderungen zurückzuführen ist, sondern auf mangelhafte Riechfähigkeit. Auch jeder Mensch besitzt eine individuelle Duftnote, hervorgerufen durch einen einzigartigen genetischen Fingerabdruck. So hat eine Mutter schon eine halbe Stunde nach der Geburt den Geruch ihres Kindes sicher abgespeichert, selbst wenn es per Kaiserschnitt entbunden wurde, kann die Mutter die Kleidung ihres Kindes danach sicher von anderer Kleidung unterscheiden.

Sylvain Delplanque (Universität Genf) ließ 18 ProbandInnen jeweils Paare blumiger, fruchtiger oder tierischer Gerüche riechen, von denen diese einige schon zuvor wahrgenommen hatten. Mit Hilfe von Polymetrie verfolgte man, in welcher Reihenfolge sich dabei die Gesichtsmuskeln der TeilnehmerInnen verzogen, deren Herzschlag beschleunigte und die Schweißdrüsen in Aktion traten. Am schnellsten war die Reaktion auf neue Gerüche, während die Reaktionen auf die Qualität des jeweiligen Geruchs mit deutlicher Verzögerung erfolgte. Daran wird sichtbar, auf welche Weise Sinneseindrücke und insbesondere Gerüche bei Menschen spontan starke Gefühle hervorrufen können, die dann unbewusst mit Erinnerungen verknüpft werden.

Geruch und Gedächtnis

Gerüche sind besonders gut dazu geeignet, episodische Gedächtnisinhalte auszulösen.  Schöpf (2019) untersuchte die Auswirkungen menschlicher Körpergerüche auf das Gedächtnis von sozialen Informationen. Dafür wurden 54 weibliche Probandinnen rekrutiert, die randomisiert einer von drei Geruchsgruppen zugeordnet wurden. Im Experiment selbst wurden weibliche Gesichter präsentiert, die zu einem späteren Zeitpunkt wiedererkannt werden mussten. Während der Gedächtnisaufgabe wurden die Gerüche, entsprechend der Gruppenzuteilung, mittels eines Olfaktometers präsentiert. Das gemeinsame Enkodieren von Gesichtern mit Körpergerüchen führte zu schnelleren Reaktionszeiten und weniger verzerrten Antworten bei der Wiedererkennung. Dies wurde begleitet von verstärkter Aktivierung in Gehirnregionen, die in Zusammenhang mit dem Gefühl der Vertrautheit, episodischem Gedächtnisabruf, multisensorischer Integration, sozialer Kognition und sozial- motionaler Verarbeitung stehen. Es scheint, als würden die Körpergerüche ein Gefühl der Vertrautheit hervorrufen, was die Probandinnen wiederum dazu veranlasst, ihre Entscheidungen bei der Wiedererkennung auf Grundlage des automatischen und schnelleren Vertrautheitsprozesses zu treffen. Darüber hinaus weisen die Ergebnisse darauf hin, dass dem Gefühl der Vertrautheit ein multimodales neuronales Netzwerk zugrunde liegt.

Gerüche haften auch deshalb so gut im Gedächtnis, weil es in der Natur keinen zweiten Sinn gibt, der diese so sehr an Emotionen bindet, wobei der physiologische Grund in der Nähe des Riechzentrum zur Amygdala darstellt.  Der Geruchssinn ist eine der stärksten Sinne im Leben aller höheren Organismen und er existiert schon seit Milliarden Jahren, wobei sogar Bakterien einen Sinn für Aromen besitzen. Neue Forschungen zeigten, dass der Geruchssinn sogar über Träume entscheiden kann, indem Rosendüfte in der Nacht für süße Träume sorgen und abstoßende negative Träume entstehen lassen. Gerüche beeinflussen auch alltägliche Tätigkeiten wie das Lernen, wobei Lavendel oder Rosmarin die Erinnerung an Lerninhalte fördert, und im Sport sorgen Aromen wie Pfefferminze für mehr Kraft und Ausdauer. Nach neuesten Untersuchungen fördert übrigens Rosmarin die Gedächtnisleistung, denn man ließ in einem Experiment zwei Gruppen von Studienteilnehmern in verschiedenen Räumen warten, wobei ein Raum dabei mit Rosmarinöl parfümiert wurde. Bei anschließenden Gedächtnistests schnitt die Gruppe im Rosmarin-Raum besser ab als die Vergleichsgruppe, wobei die Probanden der Rosmarin-Gruppe eine höhere Konzentration von 1,8-Cineol im Blut aufweisen, ein Stoff, der in Rosmarin-Öl vorkommt, und nach früheren Studien die Gedächtnisleistung fördert. Rosmarin wurde übrigens schon in der Antike als Heilkraut gegen Durchblutungsstörungen und Muskelschmerzen eingesetzt, und auch in der Aromatherapie werden Rosmarin konzentrationsfördernde und stressreduzierende Eigenschaften zugeschrieben. Rosmarin soll auch in Kombination mit anderen Ölen das Stresshormon Cortisol reduzieren und Angstgefühle reduzieren.

Geruch und Geschmack

Dafür, wie Menschen bei einer Speise einen Geschmack in seiner vollen Komplexität wahrnehmen, ist von neben der Temperatur, der Textur und dem Empfinden etwa von scharf oder prickelnd wesentlich auch von den Aromen abhängig, die nicht nur durch die Nase, sondern beim Essen und Trinken über das retronasale Riechen zustandekommen, also durch das Riechen von hinten. Dabei gelangen die Duftstoffe des gekauten, eingespeichelten Speise­breis vor allem nach dem Schlucken beim Ausatmen von der Mundhöhle über den Rachen bis zur Riechschleimhaut. Dort werden sie bei diesem retronasalen Riechen allerdings anders und bei weitem nicht so differenziert bewertet wie beim Riechen durch die Nase. Dieses Phänomen wird auch als Limburger-Cheese-Phänomen bezeichnet, d. h., ein Käse, der über die Nase unangenehm riecht, kann retronasal als ganz angenehm wahrgenommen werden, was daran liegt, dass das Erwärmen im Mund, das Zerkauen und Einspeicheln die Aromastoffzusammensetzung verändert. Das retronasale ­Riechen lässt sich auch durch intensive Mund- und Kaubewegungen wie bei einer Weinverkostung und durch mehrfaches Schlucken kleiner Mengen deutlich verstärken.

Im Gegensatz zum Geschmack erkennt der Geruchssinn nicht wasserlösliche, sondern flüchtige chemische Stoffe, wobei die in der Atemluft vorkommenden Substanzen über die Nasenhöhle zum Nasendach gelangen, wo die Sinneszellen ein elektrisches Signal zum Riechkolben schicken, der die olfaktorischen Informationen in unterschiedliche Gehirnareale verteilt. Die erste Verarbeitung erfolgt im limbischen System, das für die emotionale und hedonische Einfärbung und den Erlebnisbezug von Gerüchen verantwortlich ist. Schon lange bevor von einem Menschen ein Aroma benannt werden kann, ist der Gefühlsgehalt längst klar und auch, in welcher Situation ein ähnlicher Geruch schon einmal wahr­genommen wurde. So werden übrigens auch potenzielle Gefahrendüfte und Ekelerregendes sofort direkt bewertet, was eine Schutzfunktion der Evolution darstellt. Der Geruch von Speisen kann übrigens auch die Wahrnehmung des Grundgeschmacks beeinflussen, denn so verstärkt der Geruch von Erdbeeren, Pfirsich, Zitronen, Orangen, Himbeeren oder Kirschen die süße Geschmackswahrnehmung, und bei der Verknüpfung mit anderen Sinnesempfindungen und Erinnerungen werden etwa auch Farben mit Geschmacksarten und Gerüchen verbunden, weshalb etwa rosa Lebensmittel eher süß schmecken und süßlich riechen, während gelbe Produkte sauer schmecken und nach Zitrone duften (Gruber, 2019).

Die Aktivität der Amygdala soll übrigens durch das Trinken sauerer bzw. süßer Getränke beeinflussbar sein, denn in einer englischen Studie servierte man Probanden jeweils Trinklösungen mit unterschiedlichem Geschmack und ließ sie anschließend am Computer einen Luftballon aufpumpen. Das Volumen des Ballons nahm mit jeden Mausklick zu, bis er platzte, es sei denn, der Proband beendete vorher das Aufpumpen. Es zeigte sich, dass Probanden, die vorher ein saures Getränk zu sich genommen hatten, bei dem Computerspiel am meisten riskierten, doch jene, die ein Getränk mit Süßem oder Umami verkostet hatten, beendeten schon sehr früh das Pumpen und riskierten daher am wenigsten. Man schließt daraus, dass ein systematisches Sauerreiz-Training bei der Therapie von Ängsten und Depressionen helfen könnte (Vi & Obrist, 2018).

Siehe auch Olfaktorische Kommunikation.

Literatur

Chong, Edmund, Moroni, Monica, Wilson, Christopher, Shoham, Shy, Panzeri, Stefano & Rinberg, Dmitry (2020). Manipulating synthetic optogenetic odors reveals the coding logic of olfactory perception. Science, 368, doi:10.1126/science.aba2357.
Delplanque, S., Grandjean, D., Chrea, C., Coppin, G., Aymard, L., Cayeux, I., Margot, C., Sander. D. & Scherer, K. R. (2009). Sequential unfolding of novelty and pleasantness appraisals of odors: Evidence from facial electromyography and autonomic reactions. Emotion, 9, 316-328.
http://tirol.orf.at/news/stories/2900192/ (18-03-10).
Gruber, M. (2019). Was beim Schmecken in der Nase passiert. Falstaff, 5.
Schöpf, V. (2019). You smell familiar! An investigation of the effects of body odors on the recognition of faces using functional magnetic resonance imaging (fMRI).
WWW: https://online.uni-graz.at/kfu_online/wbAbs.showThesis?pThesisNr=76094&pOrgNr=1&pPersNr=101225 (19-09-16)
Vi, Chi Thanh & Obrist, Marianna (2018). Sour promotes risk-taking: an investigation into the effect of taste on risk-taking behaviour in humans. Scientific Reports, 8, doi:10.1038/s41598-018-26164-3.
Xu, Lu, Li, Wenze, Voleti, Venkatakaushik, Zou, Dong-Jing, Hillman, Elizabeth M. C. & Firestein, Stuart (2020). Widespread receptor-driven modulation in peripheral olfactory coding. Science, doi:10.1126/science.aaz5390.
https://www.wissenschaft.de/gesundheit-medizin/ phantom-riechen-fuer-die-hirnforschung/Olfaktorische Kommunikation (20-06-20)