Neuronale Maße und Korrelate bei Patienten mit Anosmie

Anosmie, der vollständige Verlust sensorischer Geruchswahrnehmung, ist eine weitverbreitete neurologische Erkrankung mit massiven Auswirkungen auf den Ernährungszustand der betroffenen Patienten. Bis zu 5% der Bevölkerung leidet unter einem totalen Verlust des Riechvermögens und immerhin 15% unter einem teilweise eingeschränktem Riechvermögen. Bis jetzt existiert noch keine therapeutische Methoden die olfaktorische Funktionen bei Patienten mit Ansomie wiederherzustellen. Erste Ansätze zeigen jedoch, dass durch olfaktorisches Wahrnehmungslernen die Geruchsfunktionen bei Anosmikern reaktiviert werden können (Hummel et al. 2009). Über die neuronale Basis dieser neuen Methode -- im Speziellen, wie das Erfahren von Gerüchen während des Trainings Prozesse der olfaktorischen Verarbeitung moduliert - ist jedoch genauso wenig bekannt, wie über die neuronale Verarbeitung von chemosensorischen Informationen bei Ansomiker allgemein. Ziel dieses Antrages ist es, einerseits die Enkodierung olfaktorischer Prozesse im Gehirn bei anosmischen Patienten zu verstehen und andererseits soll mittels unterschiedlicher experimenteller Strategien ein spezielles Augenmerk auf die therapeutische Basis des olfaktorischen Wahrnehmungslernens und die damit verbundenen Veränderungen von olfaktorische Funktionen gelegt werden. Weiters sollen schon bekannte adaptive plastische Veränderung bei anosmischen Patienten morphologisch dargestellt und quantifiziert werden. Die einzelnen Ziele des Projekts können wie folgt formuliert werden: ZIEL 1 des Projekts fokussiert auf die Erfassung und Messung der neuronalen Kodierung von Gerüchen im olfaktorischen Kortex (die neuronale Oszillation hervorgerufen durch den rhythmischen Mechanismus des Sniffings) unter Zuhilfenahme von funktioneller Bildgebung (fMRI) bei anosmischen Patienten und gesunden Kontrollprobanden. Im Speziellen wird untersucht, ob Ansomiker den neuronalen Mechanismus besitzen durch Sniffing (kurzes intensives Einatmen durch die Nase) getriggerte Oszillationen im olfaktorischen Kortex zu erzeugen. Als ZIEL 2 des Projekts soll die neuronale Basis des olfaktorischen Wahrnehmungslernens bei Anosmikern untersucht werden. Dazu wird den Patienten ein gezieltes Riechtraining angeboten und anschließend die durch olfaktorische Stimulation hervorgerufene kortikale Aktivität vor und nach dem Riechtraining mit fMRI verglichen. Ein spezieller Teil dieser Analyse wird darauf abzielen mögliche zusätzliche Strukturen des Gehirns zu erläutern, die zur Kompensation des Geruchverlusts aktiviert werden. Im ZIEL 3 des Projekts wird untersucht wie chemosensorische trigeminale Stimuli entlang der olfaktorischen Bahn bei Anosmikern im Vergleich zu gesunden Probanden verarbeitet werden und ob und wenn ja, in wie weit, Unterschiede auf Grund von Kompensierungsmechanismen nachweisbar sind. Im ZIEL 4 des Projekts werden schlußendlich die zugrundeliegenden biochemischen Mechanismen intranasaler trigeminaler Wahrnehmung und deren Variabilität durch Geruchsverlust untersucht. Die Ergebnisse dieser Studien sollen dazu beitragen eine neuen Einblick zu erlangen in wie weit Anosmie die olfaktorische Verarbeitung beeinträchtigt und wie diese Prozessabläufe durch gezieltes Training modifiziert werden können. Daraus sollen dann mögliche Therapien entwickelt werden. Weiters wird ein besseres Verständnis des Geruchsystems dazu beitragen Veränderungen innerhalb des olfaktorischen Systems, hervorgerufen unter anderem durch neurodegenerative Erkrankungen, wie Parkinson oder Alzheimer, früher zu erfassen und daher den Erfolg entsprechender Therapien erhöhen

In dem vom FWF geförderten Projekt wurden die neuronalen Komponenten des Geruchsverlusts untersucht. Erstmals konnte gezeigt werden, dass es durch den Verlust des Geruchssinns zu einer Umorganisation der funktionellen Netzwerkstruktur des Gehirns kommt. Darüber hinaus konnte das Training des Geruchssinns über einen längeren Zeitraum die Riechfähigkeit von betroffenen Patienten nicht nur verbessern, sondern auch die zuständigen Verarbeitungsnetzwerke des Gehirns wieder aktivieren. Neben den neuronalen Komponenten der Geruchsverarbeitung wurden im Projekt auch psychophysiologische Masse betrachtet, wie zum Beispiel die Fähigkeit eigene Körpersignale wahrzunehmen (Interozeption), die Fähigkeit die eigene Geruchsleistung zu beurteilen, oder auch die Fähigkeit sich Gerüche merken zu können. Ergebnisse des Projekts verhalfen dazu, die Grundlagen des Geruchsverlusts in seiner Gesamtheit besser verstehen zu können. Nachfolgeprojekte, die auf einen personalisierten Ansatz abzielen, um betroffenen Patienten helfen zu können, sind in Arbeit.