Geruchssinn -
Sense of smell

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Geruch
David Ryckaert (III) - Alte Frauen, die eine Nelke riechen (Allegorie des Geruchs).jpg
Gemälde einer Frau, die eine Nelke riecht . Olfaction verwendet Chemorezeptoren , die im Gehirn verarbeitete Signale erzeugen , die den Geruchssinn bilden.
Einzelheiten
System Geruchssystem
Funktion Chemikalien in der Umwelt wahrnehmen, die zur Bildung des Geruchssinns verwendet werden
Bezeichner
Gittergewebe D012903
Anatomische Terminologie

Der Geruchssinn oder Olfaction ist der spezielle Sinn, durch den Gerüche (oder Gerüche) wahrgenommen werden. Der Geruchssinn hat viele Funktionen, einschließlich der Erkennung von Gefahren und Pheromonen , und spielt eine Rolle beim Geschmack .

Es tritt auf, wenn ein Geruch an einen Rezeptor in der Nasenhöhle bindet und ein Signal durch das olfaktorische System überträgt . Glomeruli aggregieren Signale von diesen Rezeptoren und leiten sie an den Riechkolben weiter , wo der sensorische Input beginnt, mit Teilen des Gehirns zu interagieren, die für die Geruchserkennung, das Gedächtnis und die Emotionen verantwortlich sind .

Es gibt viele verschiedene Ursachen für eine Veränderung, einen Mangel oder eine Störung des normalen Geruchssinns und können eine Schädigung der Nase oder der Geruchsrezeptoren oder zentrale Probleme des Gehirns sein. Einige Ursachen sind Infektionen der oberen Atemwege , Schädel-Hirn-Traumata und neurodegenerative Erkrankungen .

Geschichte des Studiums

Die Dame und das Einhorn , ein flämischer Wandteppich, der den Geruchssinn darstellt, 1484-1500. Musée national du Moyen Âge , Paris.

Zu den frühen wissenschaftlichen Studien des Geruchssinns gehört die umfangreiche Doktorarbeit von Eleanor Gamble , die 1898 veröffentlicht wurde und die olfaktorische mit anderen Reizmodalitäten verglich und implizierte, dass der Geruch eine geringere Intensitätsdiskriminierung hatte.

Wie der epikureische und atomistische römische Philosoph Lucretius (1

 
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Eine moderne Demonstration dieser Theorie war das Klonen von Geruchsrezeptorproteinen durch Linda B. Buck und Richard Axel (die 2004 den Nobelpreis erhielten ) und die anschließende Paarung von Geruchsmolekülen mit spezifischen Rezeptorproteinen. Jedes Geruchsrezeptormolekül erkennt nur ein bestimmtes molekulares Merkmal oder eine Klasse von Geruchsmolekülen. Säugetiere haben etwa tausend Gene , die für die Geruchsaufnahme kodieren . Von den Genen, die für Geruchsrezeptoren kodieren, ist nur ein Teil funktionsfähig. Menschen haben weit weniger aktive Geruchsrezeptor-Gene als andere Primaten und andere Säugetiere. Bei Säugetieren exprimiert jedes Riechrezeptorneuron nur einen funktionellen Geruchsrezeptor. Geruchsrezeptor-Nervenzellen funktionieren wie ein Schlüssel-Schloss-System: Wenn die in der Luft befindlichen Moleküle einer bestimmten Chemikalie in das Schloss passen, reagiert die Nervenzelle.

Derzeit gibt es eine Reihe konkurrierender Theorien über den Mechanismus der Geruchskodierung und -wahrnehmung. Entsprechend der Form der Theorie , erkennt jeder Rezeptor ein Merkmal des Geruchsmoleküls . Die Theorie der schwachen Form, die als Odotop-Theorie bekannt ist , besagt, dass verschiedene Rezeptoren nur kleine Molekülteile erkennen und diese minimalen Eingaben kombiniert werden, um eine größere Geruchswahrnehmung zu bilden (ähnlich der Art und Weise, wie die visuelle Wahrnehmung aus kleineren, schlechte Empfindungen, kombiniert und verfeinert zu einer detaillierten Gesamtwahrnehmung).

. Die Verhaltensvorhersagen dieser Theorie wurden jedoch in Frage gestellt. Es gibt noch keine Theorie, die die Geruchswahrnehmung vollständig erklärt.

Der Stand des Feldes ab 2020 – seine Geschichte und aktuelle Laborroutinen und -praxis – wurde in einem neuen Buch Smellosophy: What the Nose tell the Mind von der Historikerin, Philosophin und Kognitionswissenschaftlerin Ann-Sophie Barwich untersucht und untersucht .

Funktionen

Geschmack

Die Geschmackswahrnehmung ist eine Ansammlung von auditiven , geschmacklichen , haptischen und geruchssensorischen Informationen. Der retronasale Geruch spielt die größte Rolle beim Geschmacksempfinden. Während des Kauvorgangs manipuliert die Zunge die Nahrung, um Geruchsstoffe freizusetzen. Diese Geruchsstoffe gelangen beim Ausatmen in die Nasenhöhle. Der Geruch von Speisen hat das Gefühl, im Mund zu sein, da der motorische Kortex und das olfaktorische Epithel während des Kauens gleichzeitig aktiviert werden.

Geruchs-, Geschmacks- und Trigeminusrezeptoren (auch Chemesthesis genannt ) tragen zusammen zum Geschmack bei . Die menschliche Zunge kann nur fünf verschiedene Geschmacksqualitäten unterscheiden, während die Nase Hunderte von Substanzen selbst in kleinsten Mengen unterscheiden kann. Während der Ausatmung erfolgt der Beitrag des Geruchs zum Geschmack, im Gegensatz zum Eigengeruch, der während der Einatmungsphase des Atmens auftritt . Das olfaktorische System ist der einzige menschliche Sinn, der den Thalamus umgeht und direkt mit dem Vorderhirn verbunden ist.

Hören

aus Wechselwirkungen zwischen Geruch und Geschmack resultiert, kann ein Smound aus Wechselwirkungen zwischen Geruch und Klang resultieren.

Inzuchtvermeidung

; Generell haben Nachkommen von Eltern mit unterschiedlichen MHC-Genen ein stärkeres Immunsystem. Fische, Mäuse und weibliche Menschen sind in der Lage, einen Aspekt der MHC-Gene potenzieller Sexualpartner zu riechen und bevorzugen Partner mit anderen MHC-Genen als ihren eigenen.

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Da Inzucht schädlich ist, wird sie in der Regel vermieden. Bei der Hausmaus liefert der Gencluster des Major-Urinary-Proteins (MUP) ein hochpolymorphes Geruchssignal genetischer Identität, das der Verwandtschaftserkennung und Inzuchtvermeidung zugrunde zu liegen scheint . Somit gibt es weniger Paarungen zwischen Mäusen, die MUP-Haplotypen teilen, als bei zufälliger Paarung zu erwarten wäre.

Genetik

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Variabilität unter Wirbeltieren

Die Bedeutung und Empfindlichkeit des Geruchs variiert zwischen verschiedenen Organismen; die meisten Säugetiere haben einen guten Geruchssinn, während die meisten Vögel dies nicht tun, mit Ausnahme der Tubenosen (zB Sturmvögel und Albatrosse ), bestimmter Arten von Neuweltgeiern und der Kiwis . Außerdem haben Vögel Hunderte von Geruchsrezeptoren. Allerdings deuten jüngste Analysen der chemischen Zusammensetzung flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) aus Königspinguinfedern darauf hin, dass VOCs olfaktorische Hinweise liefern können, die von den Pinguinen verwendet werden, um ihre Kolonie zu lokalisieren und Individuen zu erkennen. Bei Säugetieren ist es bei den Fleischfressern und Huftieren , die immer aufeinander achten müssen, und bei denen, die nach ihrer Nahrung riechen, wie Maulwürfen, gut entwickelt . Ein starker Geruchssinn wird als makrosmatisch bezeichnet .

Zahlen, die auf eine größere oder geringere Empfindlichkeit bei verschiedenen Arten hinweisen, spiegeln experimentelle Ergebnisse von Reaktionen von Tieren wider, die Aromen in bekannten extremen Verdünnungen ausgesetzt waren. Diese basieren daher eher auf Wahrnehmungen dieser Tiere als auf bloßer Nasenfunktion. Das heißt, die Geruchserkennungszentren des Gehirns müssen auf den erkannten Reiz reagieren, damit das Tier eine Reaktion auf den fraglichen Geruch zeigen kann. Es wird geschätzt, dass Hunde im Allgemeinen einen etwa zehntausend bis hunderttausend Mal ausgeprägteren Geruchssinn haben als der eines Menschen. Dies bedeutet nicht, dass sie von Gerüchen überwältigt werden, die unsere Nase wahrnehmen kann; es bedeutet vielmehr, dass sie eine molekulare Präsenz erkennen können, wenn sie im Träger, Luft, in viel stärkerer Verdünnung vorliegt.

Dufthunde als Gruppe können ein- bis zehnmillionenmal schärfer riechen als ein Mensch, und Bluthunde , die den schärfsten Geruchssinn aller Hunde haben, haben eine zehn- bis hundertmillionenmal empfindlichere Nase als die eines Menschen. Sie wurden speziell für die Verfolgung von Menschen gezüchtet und können eine einige Tage alte Duftspur erkennen . Die zweitempfindlichste Nase besitzt der Basset Hound , der gezüchtet wurde, um Kaninchen und andere Kleintiere aufzuspüren und zu jagen.

Grizzlybären haben einen siebenmal stärkeren Geruchssinn als der Bluthund, der für das Auffinden von Nahrung unter der Erde unerlässlich ist. Mit ihren verlängerten Krallen graben Bären tiefe Gräben auf der Suche nach grabenden Tieren und Nestern sowie nach Wurzeln, Zwiebeln und Insekten. Bären können den Geruch von Nahrung aus einer Entfernung von bis zu 30 Kilometern wahrnehmen; Aufgrund ihrer immensen Größe plündern sie oft neue Tötungen und vertreiben dabei die Raubtiere (einschließlich Wolfsrudel und menschliche Jäger).

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Auch Fische haben einen gut entwickelten Geruchssinn, obwohl sie in Gewässern leben. Lachse nutzen ihren Geruchssinn, um ihre Heimatgewässer zu identifizieren und zu ihnen zurückzukehren. Welse nutzen ihren Geruchssinn, um andere einzelne Welse zu identifizieren und eine soziale Hierarchie aufrechtzuerhalten. Viele Fische nutzen den Geruchssinn, um Paarungspartner zu identifizieren oder auf Nahrung aufmerksam zu machen.

Menschliche Geruchsfähigkeiten

Obwohl die konventionelle Weisheit und die Laienliteratur, basierend auf impressionistischen Erkenntnissen in den 1920er Jahren, den menschlichen Geruch seit langem als in der Lage dargestellt haben, zwischen ungefähr 10.000 einzigartigen Gerüchen zu unterscheiden, haben neuere Forschungen ergeben, dass der durchschnittliche Mensch in der Lage ist, über eine Billion einzigartige Gerüche zu unterscheiden. Forscher in der jüngsten Studie, die die psychophysischen Reaktionen auf Kombinationen von über 128 einzigartigen Geruchsmolekülen mit Kombinationen aus bis zu 30 verschiedenen Komponentenmolekülen testete, stellten fest, dass diese Schätzung "konservativ" ist und dass einige ihrer Forschungsthemen in der Lage sein könnten zwischen tausend Billionen

 
Duftstoffe entziffern und hinzufügen, dass ihr schlechtester Performer wahrscheinlich immer noch zwischen 80 Millionen Düften unterscheiden könnte. Die Autoren der Studie schlussfolgerten: „Dies ist weit mehr als frühere Schätzungen unterscheidbarer olfaktorischer Reize diskriminieren." Die Autoren stellten jedoch auch fest, dass die Fähigkeit, zwischen Gerüchen zu unterscheiden, nicht vergleichbar ist mit der Fähigkeit, sie konsistent zu identifizieren, und dass die Probanden normalerweise nicht in der Lage waren, einzelne Geruchsstimulanzien aus den Gerüchen zu identifizieren, die die Forscher aus mehreren Gerüchen hergestellt hatten Moleküle. Im November 2014 wurde die Studie vom Caltech-Wissenschaftler Markus Meister scharf kritisiert, der schrieb, dass die "extravaganten Behauptungen der Studie auf Fehlern der mathematischen Logik beruhen". Die Logik seines Papiers wurde wiederum von den Autoren des Originalpapiers kritisiert.

Physiologische Grundlagen bei Wirbeltieren

Hauptolfaktorisches System

Beim Menschen und anderen Wirbeltieren werden Gerüche durch olfaktorische sensorische Neuronen im olfaktorischen Epithel wahrgenommen . Das Riechepithel besteht aus mindestens sechs morphologisch und biochemisch unterschiedlichen Zelltypen. Der Anteil des olfaktorischen Epithels Vergleich zu respiratorischen Epithels (nicht innerviert, oder mit Nerven versorgt) gibt einen Hinweis auf die Riechempfindlichkeit des Tieres. Menschen haben etwa 10 cm 2 (1,6 sq in) olfaktorisches Epithel, während einige Hunde 170 cm 2 (26 sq in) haben. Auch das Riechepithel eines Hundes ist wesentlich dichter innerviert, mit hundertmal mehr Rezeptoren pro Quadratzentimeter. Das sensorische olfaktorische System integriert sich mit anderen Sinnen, um die Wahrnehmung von Geschmack zu formen . Landorganismen haben oft getrennte Geruchs- und Geschmackssysteme (ortonasaler Geruch und retronasaler Geruch ), aber im Wasser lebende Organismen haben normalerweise nur ein System.

Moleküle von Geruchsstoffen, die durch die obere Nasenmuschel der Nasengänge gelangen, lösen sich im Schleim auf , der den oberen Teil der Höhle auskleidet, und werden von olfaktorischen Rezeptoren auf den Dendriten der olfaktorischen sensorischen Neuronen nachgewiesen. Dies kann durch Diffusion oder durch die Bindung des Geruchsstoffes an geruchsstoffbindende Proteine ​​erfolgen . Der über dem Epithel liegende Schleim enthält Mucopolysaccharide , Salze, Enzyme und Antikörper (diese sind sehr wichtig, da die olfaktorischen Neuronen eine direkte Passage für die Infektion zum Gehirn bieten ). Dieser Schleim dient als Lösungsmittel für Geruchsmoleküle, fließt ständig und wird etwa alle zehn Minuten ausgetauscht.

Bei Insekten werden Gerüche durch olfaktorische sensorische Neuronen in den chemosensorischen Sensillen wahrgenommen , die in Insektenantenne, Palpen und Tarsa, aber auch an anderen Teilen des Insektenkörpers vorhanden sind. Geruchsstoffe dringen in die Cuticula-Poren von chemosensorischen Sensillen ein und kommen in Kontakt mit Geruchsstoff-bindenden Proteinen (OBPs) oder chemosensorischen Proteinen (CSPs) von Insekten , bevor sie die sensorischen Neuronen aktivieren.

Rezeptorneuron

Komplex hemmt auch die Bindung von cAMP an den cAMP-abhängigen Kanal und trägt so zur olfaktorischen Adaptation bei.

Das olfaktorische Hauptsystem einiger Säugetiere enthält auch kleine Subpopulationen von olfaktorischen sensorischen Neuronen, die Gerüche etwas anders wahrnehmen und umwandeln. Olfaktorische sensorische Neuronen, die Spurenamin-assoziierte Rezeptoren (TAARs) verwenden, um Gerüche zu erkennen, verwenden die gleiche Signalkaskade des zweiten Botenstoffes wie die kanonischen olfaktorischen sensorischen Neuronen. Andere Subpopulationen, wie zum Beispiel diejenigen, die die Rezeptor-Guanylylcyclase GC-D (Gucy2d) oder die lösliche Guanylylcyclase Gucy1b2 exprimieren, verwenden eine cGMP-Kaskade, um ihre Geruchsliganden zu transduzieren. Diese unterschiedlichen Subpopulationen (olfaktorische Subsysteme) scheinen auf den Nachweis kleiner Gruppen chemischer Reize spezialisiert zu sein.

Dieser Transduktionsmechanismus ist etwas ungewöhnlich, da cAMP durch direkte Bindung an den Ionenkanal und nicht durch Aktivierung der Proteinkinase A wirkt . Es ähnelt dem Transduktionsmechanismus für Photorezeptoren , bei dem der zweite Botenstoff cGMP durch direkte Bindung an Ionenkanäle wirkt, was darauf hindeutet, dass möglicherweise einer dieser Rezeptoren evolutionär an den anderen angepasst wurde. Auch in der unmittelbaren Reizverarbeitung durch laterale Hemmung gibt es erhebliche Ähnlichkeiten .

Die gemittelte Aktivität der Rezeptorneuronen kann auf verschiedene Weise gemessen werden. Bei Wirbeltieren können Reaktionen auf einen Geruch durch ein Elektroolfaktogramm oder durch Calcium-Bildgebung der Rezeptorneuronenterminals im Riechkolben gemessen werden . Bei Insekten kann man im Riechkolben eine Elektroantennographie oder Calcium-Bildgebung durchführen.

Projektionen der Riechkolben

Ein einfaches Diagramm, das kleine Dreiecke und Rechtecke zeigt, die verschiedene chemische Verbindungen darstellen, die bis zu einigen Linien aufsteigen, die Zellen darstellen, die sie absorbieren und dann elektrische Signale an das Gehirn senden, um sie zu interpretieren
Schema des frühen olfaktorischen Systems einschließlich des olfaktorischen Epithels und des Bulbus. Jedes ORN drückt ein OR aus, das auf verschiedene Geruchsstoffe reagiert. Geruchsmoleküle binden an ORs auf Zilien. ORs aktivieren ORNs, die das Eingangssignal in Aktionspotentiale umwandeln. Im Allgemeinen erhalten Glomeruli Input von ORs eines bestimmten Typs und verbinden sich mit den Hauptneuronen der OB-, Mitral- und Büschelzellen (MT-Zellen).
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Die Mitralzellen verlassen den Bulbus olfactorius im lateralen Riechtrakt , der an fünf Hauptregionen des Großhirns synapsiert: dem vorderen Riechkern , dem Tuberculum olfactorius , der Amygdala , dem piriformen Kortex und dem entorhinalen Kortex . Der anteriore Riechkern ragt über die vordere Kommissur zum kontralateralen Bulbus olfactorius und hemmt diesen. Der piriforme Kortex hat zwei Hauptabteilungen mit anatomisch unterschiedlichen Organisationen und Funktionen. Der vordere piriforme Kortex (APC) scheint die chemische Struktur der Geruchsmoleküle besser zu bestimmen, und der hintere piriforme Kortex (PPC) spielt eine wichtige Rolle bei der Kategorisierung von Gerüchen und der Bewertung von Ähnlichkeiten zwischen Gerüchen (z Gerüche, die trotz sehr unterschiedlicher Chemikalien konzentrationsunabhängig über die PPC unterschieden werden können). Der piriforme Kortex projiziert zum medialen dorsalen Kern des Thalamus, der dann zum orbitofrontalen Kortex projiziert. Der orbitofrontale Kortex vermittelt die bewusste Wahrnehmung des Geruchs. Der dreischichtige piriforme Kortex projiziert auf eine Reihe von Thalamus- und Hypothalamuskernen, den Hippocampus und die Amygdala sowie den orbitofrontalen Kortex, aber seine Funktion ist weitgehend unbekannt. Der entorhinale Kortex projiziert zur Amygdala und ist an emotionalen und autonomen Reaktionen auf Gerüche beteiligt. Es projiziert auch auf den Hippocampus und ist an Motivation und Gedächtnis beteiligt. Geruchsinformationen werden im Langzeitgedächtnis gespeichert und haben starke Verbindungen zum emotionalen Gedächtnis . Dies liegt möglicherweise an der engen anatomischen Bindung des olfaktorischen Systems an das limbische System und den Hippocampus, Bereiche des Gehirns, von denen seit langem bekannt ist, dass sie an Emotionen bzw. Ortsgedächtnis beteiligt sind.

Da jeder einzelne Rezeptor auf verschiedene Geruchsstoffe anspricht und es auf der Ebene des Riechkolbens eine große Konvergenz gibt, mag es seltsam erscheinen, dass Menschen in der Lage sind, so viele verschiedene Gerüche zu unterscheiden. Es scheint, dass eine hochkomplexe Form der Verarbeitung stattfinden muss; Da jedoch gezeigt werden kann, dass, während viele Neuronen im Riechkolben (und sogar der piriforme Cortex und die Amygdala) auf viele verschiedene Gerüche ansprechen, die Hälfte der Neuronen im orbitofrontalen Kortex nur auf einen Geruch anspricht und der Rest auf nur wenige. Durch Mikroelektrodenstudien wurde gezeigt, dass jeder einzelne Geruch eine besondere räumliche Karte der Erregung im Riechkolben ergibt. Es ist möglich, dass das Gehirn durch räumliche Kodierung bestimmte Gerüche unterscheiden kann, aber auch die zeitliche Kodierung muss berücksichtigt werden. Im Laufe der Zeit ändern sich die räumlichen Karten, selbst für einen bestimmten Geruch, und das Gehirn muss auch diese Details verarbeiten können.

Eingänge aus den beiden Nasenlöchern haben separate Eingänge zum Gehirn, mit dem Ergebnis, dass eine Person, wenn jedes Nasenloch einen anderen Geruch aufnimmt, eine Wahrnehmungsrivalität im olfaktorischen Sinne erleben kann, die der binokularen Rivalität ähnlich ist .

Bei Insekten werden Gerüche von Sensillen wahrgenommen, die sich auf der Antenne und dem Oberkiefer-Palp befinden und zuerst vom Antennenlappen (analog zum Riechkolben ) und dann von den Pilzkörpern und dem Seitenhorn verarbeitet werden .

Codierung und Wahrnehmung

Der Prozess, durch den olfaktorische Informationen im Gehirn kodiert werden, um eine richtige Wahrnehmung zu ermöglichen, wird noch erforscht und ist nicht vollständig verstanden. Wenn ein Geruchsstoff von Rezeptoren erkannt wird, bauen sie den Geruchsstoff gewissermaßen ab, und dann setzt das Gehirn den Geruchsstoff zur Identifizierung und Wahrnehmung wieder zusammen. Der Geruchsstoff bindet an Rezeptoren, die nur eine bestimmte funktionelle Gruppe oder Funktion des Geruchsstoffs erkennen, weshalb die chemische Natur des Geruchsstoffs wichtig ist.

Nach Bindung des Geruchsstoffs wird der Rezeptor aktiviert und sendet ein Signal an die Glomeruli. Jeder Glomerulus empfängt Signale von mehreren Rezeptoren, die ähnliche Geruchsmerkmale erkennen. Da aufgrund der unterschiedlichen chemischen Eigenschaften des Duftstoffes mehrere Rezeptortypen aktiviert werden, werden auch mehrere Glomeruli aktiviert. Alle Signale der Glomeruli werden dann an das Gehirn gesendet, wo die Kombination der Glomeruli-Aktivierung die unterschiedlichen chemischen Eigenschaften des Duftstoffes kodiert. Das Gehirn setzt dann im Wesentlichen die Teile des Aktivierungsmusters wieder zusammen, um den Geruchsstoff zu erkennen und wahrzunehmen. Dieser verteilte Code ermöglicht es dem Gehirn, bestimmte Gerüche in Mischungen vieler Hintergrundgerüche zu erkennen.

Es ist eine allgemeine Idee, dass die Anordnung von Gehirnstrukturen physikalischen Merkmalen von Reizen entspricht (sogenannte topografische Kodierung), und ähnliche Analogien wurden beim Geruch mit Konzepten wie einer Anordnung, die chemischen Merkmalen (genannt Chemopie) oder Wahrnehmungsmerkmalen entspricht, gezogen. Obwohl Chemopie ein stark umstrittenes Konzept bleibt, gibt es Hinweise auf Wahrnehmungsinformationen, die in den räumlichen Dimensionen olfaktorischer Netzwerke implementiert sind.

Zubehör olfaktorisches System

Viele Tiere, einschließlich der meisten Säugetiere und Reptilien, aber nicht der Mensch, haben zwei verschiedene und getrennte Geruchssysteme: ein Haupt-Geruchssystem, das flüchtige Reize wahrnimmt, und ein akzessorisches Riechsystem, das Reize in der Flüssigkeitsphase wahrnimmt. Verhaltensnachweise deuten darauf hin, dass diese Reize in der Fluidphase oft als Pheromone fungieren , obwohl Pheromone auch vom Hauptgeruchssystem erkannt werden können. Im akzessorischen olfaktorischen System werden Reize durch das vomeronasale Organ wahrgenommen , das sich im Vomer zwischen Nase und Mund befindet . Schlangen benutzen es, um Beute zu riechen, indem sie ihre Zunge herausstrecken und damit das Organ berühren. Einige Säugetiere machen einen Gesichtsausdruck, der Flehmen genannt wird , um Reize auf dieses Organ zu lenken.

Die sensorischen Rezeptoren des akzessorischen olfaktorischen Systems befinden sich im vomeronasalen Organ. Wie im Haupt olfaktorischen System ragen die Axone dieser sensorischen Neuronen aus dem Vomeronasalorgans zum Zubehör Bulbus olfactorius , die in der Maus auf dem dorsal-posterioren Abschnitt des Haupt liegen Bulbus olfactorius . Anders als im Hauptgeruchssystem projizieren die Axone, die den akzessorischen Riechkolben verlassen, nicht in die Hirnrinde, sondern auf Ziele in der Amygdala und dem Bettkern der Stria terminalis und von dort in den Hypothalamus , wo sie die Aggression beeinflussen können und Paarungsverhalten.

Bei Insekten

Der Geruchssinn von Insekten bezieht sich auf die Funktion chemischer Rezeptoren , die es Insekten ermöglichen , flüchtige Verbindungen für die Nahrungssuche , die Vermeidung von Raubtieren, das Finden von Paarungspartnern (über Pheromone ) und das Auffinden von Eiablagehabitaten zu erkennen und zu identifizieren . Somit ist es die wichtigste Sensation für Insekten. Die wichtigsten Verhaltensweisen von Insekten müssen perfekt getimt werden, was davon abhängt, was sie riechen und wann sie es riechen. Zum Beispiel ist der Geruch bei vielen Wespenarten , einschließlich Polybia sericea, für die Jagd unerlässlich .

Die beiden Organe, die Insekten hauptsächlich zur Erkennung von Gerüchen verwenden, sind die Antennen und die speziellen Mundteile, die Oberkieferpalpen. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat jedoch die olfaktorische Rolle des Ovipositors bei Feigenwespen gezeigt. Innerhalb dieser Riechorgane befinden sich Neuronen, die als Riechrezeptorneuronen bezeichnet werden und, wie der Name schon sagt, Rezeptoren für Duftmoleküle in ihrer Zellmembran beherbergen. Die Mehrheit der olfaktorischen Rezeptorneuronen befindet sich typischerweise in der Antenne . Diese Neuronen können sehr reichlich vorhanden sein, zum Beispiel haben Drosophila- Fliegen 2.600 olfaktorische sensorische Neuronen.

Insekten sind in der Lage, Tausende von flüchtigen Verbindungen empfindlich und selektiv zu riechen und zu unterscheiden . Die Sensibilität gibt an, wie sehr das Insekt auf sehr kleine Mengen eines Geruchsstoffes oder kleine Veränderungen in der Konzentration eines Geruchsstoffes eingestellt ist. Selektivität bezieht sich auf die Fähigkeit der Insekten, einen Geruchsstoff von einem anderen zu unterscheiden. Diese Verbindungen werden gewöhnlich in drei Klassen eingeteilt: kurzkettige Carbonsäuren , Aldehyde und stickstoffhaltige Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht. Einige Insekten, wie die Motte Deilephila elpenor , verwenden Gerüche als Mittel, um Nahrungsquellen zu finden.

In Pflanzen

in ihr Laub zu bringen.

Maschinenbasiertes Riechen

Wissenschaftler haben Verfahren zur Quantifizierung der Geruchsintensität entwickelt, insbesondere um unangenehme oder unangenehme Gerüche zu analysieren, die von einer industriellen Quelle an eine Gemeinschaft abgegeben werden. Seit dem 19. Jahrhundert kam es in Industrieländern zu Vorfällen, bei denen die Nähe einer industriellen Quelle oder einer Deponie zu negativen Reaktionen bei den Anwohnern in Bezug auf Luftgeruch führte. Die grundlegende Theorie der Geruchsanalyse besteht darin, zu messen, wie viel Verdünnung mit "reiner" Luft erforderlich ist, bevor die fragliche Probe vom "reinen" oder Referenzstandard nicht mehr zu unterscheiden ist. Da jeder Mensch Gerüche anders wahrnimmt, wird ein „Geruchspanel“ aus mehreren verschiedenen Personen zusammengestellt, die jeweils dieselbe Probe verdünnter Probenluft schnüffeln. Ein Feld- Olfaktometer kann verwendet werden, um die Stärke eines Geruchs zu bestimmen.

Viele Luftmanagement-Distrikte in den USA haben numerische Akzeptanzstandards für die Geruchsintensität, die in ein Wohngebäude gelangen darf. Zum Beispiel hat der Bay Area Air Quality Management District seinen Standard bei der Regulierung zahlreicher Industrien, Deponien und Kläranlagen angewendet. Beispielanwendungen, an denen sich dieser Bezirk beteiligt hat, sind die Abwasserbehandlungsanlage in San Mateo, Kalifornien ; das Küstenamphitheatre in Mountain View, Kalifornien ; und die Abfallteiche der IT Corporation , Martinez, Kalifornien .

Einstufung

Systeme zur Klassifizierung von Gerüchen umfassen:

  • Crocker-Henderson-System, das Gerüche auf einer Skala von 0 bis 8 für jeden der vier "primären" Gerüche bewertet: wohlriechend, sauer, verbrannt und kaprylisch.
  • Hennings Prisma
  • Zwaardemaker-Geruchssystem (erfunden von Hendrik Zwaardemaker )

Störungen

Spezifische Begriffe werden verwendet, um Störungen im Zusammenhang mit dem Riechen zu beschreiben:

Viren können auch das Riechepithel infizieren, was zu einem Verlust des Geruchssinns führt. Etwa 50 % der Patienten mit SARS-CoV-2 (die COVID-19 verursachen) leiden an einer Art von Störung, die mit ihrem Geruchssinn verbunden ist , einschließlich Anosmie und Parosmie. Auch SARS-CoV-1 , MERS-CoV und sogar die Grippe ( Influenzavirus ) können den Geruchssinn stören.

Siehe auch

Verweise

Medien zum Thema Geruch bei Wikimedia Commons