Der Gehirnscan der 29-jährigen Frau war gelinde gesagt rätselhaft: Es zeigte sich, dass ihr Gehirnstrukturen fehlten, die sie riechen musste, aber sie konnte Gerüche noch besser als die durchschnittliche Person wahrnehmen.
Laut einer neuen Studie, die heute (6. November) in der Zeitschrift Neuron veröffentlicht wurde, ist sie nicht die einzige mit dieser mysteriösen Fähigkeit. Forscher haben eine kleine Gruppe von Menschen entdeckt, die sich der medizinischen Wissenschaft zu widersetzen scheinen: Sie können trotz fehlender "Riechkolben" riechen, der Region vor dem Gehirn, die Informationen über Gerüche aus der Nase verarbeitet. Es ist nicht klar, wie sie dies tun können, aber die Ergebnisse legen nahe, dass das menschliche Gehirn möglicherweise eine größere Anpassungsfähigkeit besitzt als bisher angenommen.
Eine Gruppe von Forschern in Israel machte diese Entdeckung zufällig: Sie führten eine andere Studie durch, in der das Gehirn von Patienten mit normalem Geruchssinn mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) abgebildet wurde. Aber sie bemerkten, dass einer Frau ihre Riechkolben fehlten.
Die Wissenschaftler fanden dies überraschend, da in der Anzeige für ihre Studie festgestellt wurde, dass die Teilnehmer einen guten Geruchssinn haben sollten, und dennoch sollte die Frau aufgrund ihres Gehirnscans nicht in der Lage sein, zu riechen. Die Forscher dachten, "vielleicht hat sie diesen Teil nicht bemerkt", sagte der leitende Autor Noam Sobel, Professor für Neurobiologie am Weizmann Institute of Science in Israel. Aber als sie sie fragten, sagte sie, sie habe einen sehr guten Geruchssinn.
Also fragten Sobel und sein Team, ob sie mehr Scans und Tests an ihr durchführen könnten, und stellten fest, dass sie tatsächlich einen etwas besseren Geruchssinn hatte als die durchschnittliche Person. "Unser Verständnis ist, dass Gerüche im Wesentlichen auf der Oberfläche der Glühbirnen abgebildet werden", und das Gehirn liest diese Karte irgendwie, sagte Sobel gegenüber Live Science. Wenn Ihnen diese Karte fehlt, sollten Sie auch nicht riechen können, fügte er hinzu.
Um dies weiter zu verfolgen, rekrutierten die Forscher mehr Personen als "Kontrollen", um sie mit dem ungewöhnlichen Fall zu vergleichen. Alle diese Kontrollen waren Frauen und alle Linkshänder wie das ursprüngliche Subjekt. "Siehe da", im neunten Scan einer Kontrolle, "haben wir eine andere Frau ohne Riechkolben und einen perfekten Geruchssinn entdeckt", sagte Sobel. Zu diesem Zeitpunkt "schien es kein Zufall zu sein."
Fingerabdruck der Welt riecht
Die Gruppe beschloss dann, eine Datenbank namens Human Connectome Project zu durchsuchen, in der über 1.100 MRT-Scans zusammen mit Informationen über den Geruchssinn der Teilnehmer veröffentlicht wurden. Die Forscher fanden heraus, dass von 606 Frauen drei keine Riechkolben hatten, aber die Fähigkeit zu riechen behielten (und eine der drei war Linkshänderin).
Sie führten noch mehr Gehirnscans und Geruchstests bei den beiden Frauen und einer anderen Frau durch, der ebenfalls der Riechkolben fehlte, aber nicht riechen konnte. Dieses dritte Thema hatte eine sogenannte angeborene Anosmie oder eine lebenslange Unfähigkeit zu riechen. Wie erwartet stellten sie fest, dass die Frau mit angeborener Anosmie die meisten Gerüche nicht riechen konnte, während die beiden anderen Frauen ebenso gut riechen konnten wie Menschen mit Riechkolben.
Als letzten Schritt wollten die Forscher einen "olfaktorischen Wahrnehmungsfingerabdruck" erstellen, der dokumentiert, wie die Welt für diese Teilnehmer riecht. Dazu baten sie die Frauen und 140 andere Frauen ähnlichen Alters, zu bewerten, wie ähnlich zwei Gerüche zueinander waren, wie eine Zitrone und eine Orange oder eine Zitrone und ein Stinktier. Die Fingerabdrücke der beiden Frauen ohne Riechkolben waren vergleichbar mit den Fingerabdrücken der übrigen Teilnehmer. Darüber hinaus waren die Fingerabdrücke der beiden Frauen näher beieinander als bei den beiden anderen Teilnehmern.
Es gab jedoch geringfügige Unterschiede. Zum Beispiel konnte keiner von ihnen einen roseartigen Geruch feststellen, der einer der häufigsten Gerüche bei Geruchstests ist, sagte John McGann, Associate Professor an der psychologischen Abteilung der Rutgers University, der nicht Teil der Studie war.
In den 80er und 90er Jahren wurden Studien an Nagetieren durchgeführt, die darauf hinwiesen, dass sie immer noch riechen konnten, wenn ihnen die Riechkolben entfernt wurden. Aber "diese Studien wurden von unserem Fachgebiet ziemlich auseinandergerissen; sie wurden wirklich gehämmert" für methodische Probleme, sagte Sobel. "Wer weiß, vielleicht werde ich jetzt auch auseinander gerissen", sagte er. Das liegt daran, dass ihre Entdeckung gegen das Dogma verstößt - die Lehrbuchdefinition von Riechkolben besagt, dass sie für das sensorische System "äußerst wichtig" sind, fügte er hinzu. So was ist los?
Die Nase des Gehirns
Es ist nicht klar, warum diese Fähigkeit nur bei Frauen gefunden wurde, insbesondere bei Linkshändern. Die meisten Gehirn-Scan-Studien schließen Teilnehmer aus, die Linkshänder sind, um die Variation zwischen den Teilnehmern zu verringern. Dies könnte ein Grund sein, warum dies zuvor nicht gefunden wurde, sagte Sobel. Das liegt daran, dass Rechtshänder ihr Gehirn anders verdrahten können als Linkshänder.
Es ist auch unklar, wie diese Frauen den Geruchssinn in ihrem Gehirn entwickelten, ohne Riechkolben zu haben. Aber es gibt ein paar Hypothesen, die erklären können, was passiert, sagte Sobel. Das erste ist, dass diese Frauen ohne Riechkolben geboren wurden und dann, als sich ihr Gehirn im Säuglingsalter entwickelte, einen Weg fanden, Geruch zu wirken, der bezeugen würde, wie "plastisch" das Gehirn ist, sagte er. Mit anderen Worten, eine andere Region des Gehirns könnte die Aufgabe übernommen haben, Duftinformationen an das Gehirn zu übertragen.
Die aufregendere Alternative könnte sein, dass "Sie keine Riechkolben brauchen", um Gerüche zu erkennen, zu unterscheiden und zu identifizieren, sagte er. Das bedeutet, dass der Geruchssinn ganz anders funktioniert als wir denken und der Riechkolben etwas anderes tut, fügte er hinzu. Zum Beispiel müssen die meisten Säugetiere, wenn sie etwas riechen, zwei Entscheidungen treffen - was der Geruch ist und woher er kommt. Vielleicht dient der Riechkolben dazu herauszufinden, woher der Geruch kommt, aber nicht, was der Geruch ist, sagte er. Aber das ist alles spekulativ und muss getestet werden, fügte er hinzu.
Thomas Cleland, der stellvertretende Vorsitzende und Professor am Institut für Psychologie der Cornell University, der ebenfalls nicht an der Studie beteiligt war, hält es für unwahrscheinlich, dass die Nerven, aus denen die Riechkolben bestehen, bei diesen Patienten tatsächlich fehlen. "Es ist wahrscheinlicher, dass die relevante Schaltung oder etwas Ähnliches irgendwie verlegt, intern anatomisch unorganisiert und / oder anders geformt ist, anstatt wirklich abwesend zu sein", sagte er Live Science in einer E-Mail. "Und wenn das stimmt, ist es nicht so seltsam, dass diese Frauen etwas normal riechen können."
Aber wenn es eine Art verschobene Struktur gibt, "würden Sie erwarten, dass irgendwo eine Anomalie in ihrem Scan auftritt", sagte Joel Mainland, ein assoziiertes Mitglied des Monell Chemical Senses Center in Philadelphia, das ebenfalls nicht Teil von war die Studium. "Die Idee, dass es vielleicht eine andere Struktur gibt, die über die Rolle des Riechkolbens hinausgeht, wäre überraschend und erstaunlich."
Die Ergebnisse sind "ziemlich im Widerspruch zu den meisten Vorstellungen des Fachgebiets", sagte Mainland gegenüber Live Science. "Ich denke, es ist ziemlich wichtig, dass wir herausfinden, was passiert."
