Riechen und Gedächtnis für Wörter und Gesichter

Forschungsprojekt P 13501Riechen und Gedächtnis für Wörter und GesichterWilfried LANG28.06.1999 Sinnesorgane übersetzen die physikalischen Informationen der individuellen Umwelt eines Organismus in die "Nervensprache". Sensorische Systeme im Gehim ermöglichen dann eine Integration dieser verschiedenen Informationen, was letztendlich zu einem sinnvollen Verhalten führt. Eine sehr wichtige Rolle spielen dabei Gedächtnisfunktionen. Aus diesem Grund ist die Untersuchung von Gedächtnisfunktionen ein faszinierendes Forschungsgebiet. Verschiedene Wissenschaftler haben schon vieles für ein besseres Verständnis solcher Prozesse im menschlichen Gehirn beigetragen. Zuerst konnten im Rahmen psychologischer Untersuchungen verschiedene Gedächtnissysteme identifiziert werden. Heutzutage erlauben es moderne Hirnforschungsmethoden, dem Gehirn quasi bei der Verarbeitung von Informationen "zuzuschauen". Eine physiologische und anatomische Beschreibung ist dadurch ermöglicht. Die meisten Untersuchungen wurden über die Verarbeitung von visuellen und akustischen Reizen gemacht. Es konnten explizite (bewußte) und implizite (unbewußte) Gedächtnisprozesse beschrieben werden. Ein bemerkenswertes Resultat vieler Untersuchungen war, daß der Kontext eines Reizes während seiner Verarbeitung einen sehr großen Einfluß auf die Art und den Grad der Abspeicherung in ein Gedächtnis ausübt. Interessanterweise wurden Untersuchungen des olfaktorischen Systems sehr vernachlässigt, obwohl bekannt ist, daß der Riechsinn der entwicklungsgeschichtlich älteste Sinn ist. Die engen neuroanatomischen Verhältnisse des olfaktorischen Systems und der Systeme, die an Gedächtnisprozessen beteiligt sind, deuten schon auf eine eng assoziierte Informationsverarbeitung hin. Im Rahmen des vorhegenden Projekts werden Gerüche als kontextuelle Informationen mit Wörtern und Gesichtern, die im Zuge verschiedener Gedächinisaufgaben verarbeitet werden, assoziiert (explizite und implizite Gedächtnisaufgaben). Es ist bekannt, daß Gerüche einen großen Einfluß auf viele Bereiche menschlichen Verhaltens ausüben. Physiologische Untersuchungen über die Effekte des olfaktorischen Systems auf verschiedene Gedächtnisfunktionen fehlen. Das Ziel des vorliegenden Projekts ist deshalb eine physiologische Beschreibung der Effekte von Gerüchen als kontextuelle Informationen von Wörtern und Gesichtern im Zusammenhang mit expliziten und impliziten Gedächtnisfunktionen.

Duftstoffe werden im menschlichen Gehirn sowohl unbewusst als auch bewusst verarbeitet. Diese zwei verschiedenen Funktionen entsprechen einer zeitlichen Abfolge von Gehirnaktivitäten, wobei auch zum Teil verschiedene Gehirnstrukturen beteiligt sind. Speziell bewusste Geruchswahrnehmung beeinflusst Sprach- und Gesichterverarbeitung. Dabei wird selektiv höhere Wort- und Gesichterverarbeitung durch simultane, kurze Duftreizung beeinflusst. Der Einfluss dauernder Duftreizung scheint geschlechtsspezifisch zu sein, wobei Frauen von einer konstanten Duftreizung während einer Lernphase und während einer folgenden Testphase insofern profitieren, als dass ihre Wiedererkennungsleistung von Wörtern sich dadurch verbessert. Die innerhalb dieses Projekts erworbenen Grundlagenerkenntnisse sind auch für Klinische Anwendungen denkbar, sowie für zukünftige Interessen der Industrie. Wörter und Gesichter sind alltägliche Reize, denen wir ständig ausgesetzt sind. Im Rahmen des vorliegenden Projekts wurde untersucht, inwieweit die Verarbeitung von Wörtern und Gesichtern durch Duftreize beeinflusst wird. Mit Hilfe der Magnetoenzephalographie (MEG) wurden Gehirnaktivitäten aufgezeichnet, während Wörter und Gesichter im Rahmen mehrerer Experimente unter verschiedenen Duftkonditionen visuell verarbeitet wurden. Variierten Instruktionen zufolge, mussten freiwillige Testpersonen für die jeweils gezeigten Wörter und Gesichter verschiedene "entweder/oder"-Entscheidungen treffen. Eine der Instruktionen war beispielsweise, entscheiden Sie, ob das jeweilige Wort etwas Lebendiges, oder etwas nicht Lebendiges bedeutet? Die entsprechenden Antworten wurden per Tastendruck gegeben. Es stellte sich heraus, dass die Dufteinflüsse abhängig von den jeweiligen Instruktionen verschieden sind. Mit anderen Worten, je nach dem, wie verbale Information im menschlichen Gehirn verarbeitet wird, wirkt sich eine Duftinformation verschieden aus. Bei tiefer, semantischer Wortverarbeitung und simultan bewusster Geruchswahrnehmung kommt es offenbar auf höchster, kortikaler Verarbeitungsebene zu Interaktionen, die in einer reduzierten Wortwiedererkennungsleistung resultieren. Ähnliches konnte auch für tiefe Gesichterverarbeitung festgestellt werden. Die neurophysiologische Gegenüberstellung von unbewusster und bewusster Duftstoffverarbeitung scheint besonders interessant, da vermutlich noch eine Vielzahl von sensorischen Interaktionen auf dieser Ebene zu finden sind. Die Verwendung dieser Forschungsstrategie kann für einen bestimmten Bereich der Alzheimer-Forschung von großem Nutzen sein, da bereits in frühen Stadien Beeinträchtigungen des Geruchssinn auftreten zu scheinen. Eine fundierte Beschreibung der funktionell neuroanatomischen Situation im Zusammenhang mit unbewusster und bewusster Duftinformationsverarbeitung, sowie auch möglicher Interaktionen mit anderer Informationsverarbeitung kann für diesen Bereich sehr vielversprechend sein. Im Rahmen weiterführender Projekte sollen dann Zusammenhänge zwischen dem Riechen und dem Verarbeiten von Emotionen ausgearbeitet werden. Ein diesbezüglicher Antrag wird demnächst eingereicht werden.