Geruch und Erinnerung trennen sich entlang der Hirnbahn
Ein Geruch lässt sich wiedererkennen – und gleichzeitig lässt sich beurteilen, ob man ihm schon einmal begegnet ist. Wie trennen die Systeme des Gehirns diese beiden Leistungen voneinander? Eine Mausstudie verfolgt den Weg.
Forschende zeichneten die Aktivität einzelner Neuronen an fünf Punkten entlang des olfaktorischen Pfades auf – vom frühen Kortex bis tief in den Hippocampus hinein. Die Messungen erfolgten, während Mäuse an Düften schnupperten, die ihnen entweder vertraut oder völlig neu waren. Die Forschenden veröffentlichten ihre Ergebnisse in eLife.
Zwei Arten von Information, ein System
In frühen Hirnregionen, etwa im anterioren olfaktorischen Nukleus – der ersten Station nach dem Riechnerv –, reagierten Neuronen breit auf viele verschiedene Düfte. Zugleich signalisierten sie, ob ein Duft neu oder vertraut war. Je weiter die Information durch das Gehirn weitergeleitet wurde, desto selektiver wurden die Antworten: Neuronen reagierten zunehmend spezifisch auf bestimmte Düfte.
Im Hippocampus, der für die Gedächtnisbildung zentralen Hirnregion, waren die Reaktionen nicht länger von Neuheit oder Vertrautheit abhängig. Die Repräsentationen der Düfte auf Populationsebene hatten sich dort stabilisiert. Gleichzeitig hatten sich die neuronalen Codes für die Duftidentität und für die Neuheitsdetektion schrittweise voneinander getrennt.
Was sagt uns das über Gedächtnis und Altern?
Die Studie beschreibt einen Mechanismus, durch den sensorische Wiedererkennung und implizite Erinnerungen auf getrennten Wegen verarbeitet werden. Das ist für das Verständnis von Gedächtnisprozessen insgesamt bedeutsam. Der Bezug zum Altern ist derzeit indirekter Natur: Sowohl der olfaktorische Pfad als auch der Hippocampus sind bei neurodegenerativen Erkrankungen besonders gefährdet. Eingeschränktes Geruchsgedächtnis gilt als frühes Zeichen sowohl bei Alzheimer als auch bei Parkinson. Zu verstehen, wie dieses System unter normalen Bedingungen funktioniert, ist ein Schritt hin zum Verständnis dessen, was im Krankheitsfall schiefläuft.
Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt und ist der Grundlagenforschung zuzuordnen. Direkte Rückschlüsse auf den Menschen lassen sich aus diesen Befunden allein nicht ziehen.