Wie eine Babynase Mutters Geruch erkennt

Als Schlüsselkomponenten für die frühe Geruchsanpassung identifizierten die Forscher in ihren Experimenten mit Rattenhirnen zwei Rezeptoren, AMPA und NMDA. Die beiden Rezeptoren arbeiten in der Empfangsstation der Nervenzellen im Gehirn. Ein Geruch wird dabei als Impuls von der Nase in die Empfangsstation geleitet und trifft dort in Form des chemischen Botenstoffs Glutamat ein. Ab einer bestimmten Reizschwelle wird hier ein weiterer Nervenimpuls ausgelöst und in einem höheren Gehirnzentrum verarbeitet: Jetzt nimmt das Tier den Geruch wahr.

Die Forscher verstopften jeweils ein Nasenloch der neugeborenen Versuchsratten und entzogen damit einer Gehirnhälfte diese Geruchsimpulse. So konnten sie für dasselbe Tier vergleichen, wie sich der Geruchssinn mit und ohne den frühen Geruchsinput der Mutter verändert. Auf der Seite mit dem verstopften Nasenloch nahm die NMDA-Aktivität im Vergleich zur riechfähigen Seite ab, wie die Forscher während weniger Wochen nach der Geburt der Ratten beobachteten. Gleichzeitig nahm die AMPA-Aktivität leicht zu.

Entscheidend für die Justierung der Geruchswahrnehmung ist das Verhältnis von NMDA- zu AMPA-Rezeptoren. Die AMPA-Rezeptoren verändern die Nervenzellen so, dass sie mehr Nervenimpulse empfangen. Die relative Abnahme der NMDA-Rezeptoraktivität bewirkt daher, dass die Nervenzellen aktiver wurden.

Außerdem verloren die Empfangsstationen auf der riechfähigen Seite so genannte stille NMDA-Rezeptoren. Diese haben wie der Joker beim Kartenspiel zunächst keine feste Funktion. Werden sie jedoch einmal durch die erste Geruchserfahrung geprägt, behalten sie diese Funktion nahezu unveränderbar bei. So bewirkt der Geruch der Mutter eine Art Prägung des Geruchssinns. Als Folge werden spätere Gerüche vergleichsweise schwächer wahrgenommen.

Kevin Franks und Jeffry Isaacson (Universität von Kalifornien, San Diego): Neuron, Bd. 47, Seite 1, DOI: 10.1016/j.neuron.2005.05.024