Wissenschaft lernt Gerüche zu messen
Die Gelehrten wollten schon lange Gerüche auf Grundlage ihrer molekularen Struktur vorhersagen oder identifizieren. Zum Thema Geruch sagte schon im vorigen Jahrhundert der amerikanische Wissenschaftler und Erfinder Alexander Graham Bell: "Haben Sie je versucht, einen Geruch zu messen? Kann man sagen, dass ein Geruch doppelt so stark ist wie ein anderer? Wenn Sie den Ehrgeiz haben, eine neue Wissenschaft zu begründen, dann messen Sie einen Geruch!" Und vor diesem Hintergrund ging das EU-finanzierte Projekt ODORSPACE (Predicting odor perception from odorant structure and neural activity in the olfactory system) diese Herausforderung an. In früheren Arbeiten zu diesem Thema hatten Wissenschaftler untersucht, auf welche Weise der Geruchssinn bzw. die Olfaktion mit neuronaler Aktivität verknüpft ist. Man hatte die Verknüpfung von Kohlenstoffkettenlänge mit neuronaler Aktivität erforscht, jedoch festgestellt, dass das olfaktorische System keine Kohlenstoffkettenlängen entschlüsseln kann. Vielmehr fanden die Forscher heraus, dass der Geruchssinn auf Geruchswahrnehmung und nicht auf der Erfassung der Kohlenstoffkettenlänge beruht. Auf Grundlage dieser Voraussetzung entwickelte das Projektteam einen neuen Ansatz zur Geruchswahrnehmen, wobei eine Metrik erzeugt wird, die für jedes Molekül geschätzt werden kann und welche die Wahrnehmung sowie die neurale Aktivität sogar über Spezies hinweg vorhersagen kann. So konnte ermittelt werden, wie ähnlich oder unähnlich Gerüche einander sind, was eine systematische Erforschung der Neurobiologie des Geruchssinns gestattet. Jenseits der Entwicklung einer Metrik gab das Forschungsteam überdies Aufschluss über die Rolle des Riechverhaltens für die Bildung einer olfaktorischen Wahrnehmung. Man stellte fest, dass die sensomotorische Rückkopplungsschleife präzise gesteuert wird, aber dennoch in ihrer neuronalen Organisation sehr robust ist, was beweist, dass das Riechen nach einer schweren Hirnverletzung intakt bleiben würde. Ausgestattet mit diesem neuen Wissen konzipierte und baute man im Rahmen des Projekts Prototypgeräte, die es gelähmten Personen ermöglichen, externe Apparate wie etwa elektrische Rollstühle und Computer mit ihrer Nase zu steuern. Die neue Technologie verbesserte das Leben der Probanden erheblich und zeichnete einen vielversprechenden Weg vor, um Querschnittsgelähmten oder Tetraplegikern zu helfen. Das Projekt konnte auf diese Weise Erfolge an zwei Fronten verzeichnen: eine realisierbare Metrik für den Geruchssinn sowie die Entwicklung einer lebensverändernden Technologie für Menschen mit schweren körperlichen Behinderungen.
Schlüsselbegriffe
Gerüche, Geruchssinn, olfaktorisch, ODORSPACE, neurale Aktivität, Körperbehinderungen
