Gehirnaktivität im frühen Theta-Bereich kodiert objektive Geruchseigenschaften: Neue Erkenntnisse

Eine bahnbrechende Untersuchung, deren Ergebnisse im November 2025 im renommierten The Journal of Neuroscience veröffentlicht wurden, hat zeitliche Muster der Gehirnaktivität identifiziert, die eine klare Trennung zwischen der objektiven Verarbeitung olfaktorischer Informationen und der subjektiven emotionalen Reaktion ermöglichen. Diese Entdeckung birgt ein erhebliches Potenzial für die Entwicklung objektiver Diagnose- und Therapiemethoden bei Riechstörungen.

Die Forschungsgruppe um Masako Okamoto von der Universität Tokio setzte hochdichte Elektroenzephalographie (EEG) ein, um die elektrische Aktivität im Gehirn von Probanden während Aufgaben zur Geruchserkennung, -diskriminierung und -identifikation aufzuzeichnen. Die zentrale Erkenntnis ist, dass die Gehirnaktivität im sogenannten Theta-Frequenzbereich (etwa 4 Hertz), die bereits 80 Millisekunden nach der Inhalation eines Duftstoffes einsetzt und ihren Höhepunkt bei 370 Millisekunden erreicht, die grundlegenden physikalischen und chemischen Merkmale der Geruchsmoleküle kodiert.

Professor Okamoto betonte, dass das Gehirn in dieser frühen Phase primär die objektiven molekularen Eigenschaften verarbeitet, um die Verhaltensdiskriminierung von Gerüchen zu unterstützen. Die Genauigkeit der Dekodierung, basierend auf dieser frühen Theta-Kodierung, korrelierte direkt mit der individuellen Fähigkeit der Teilnehmer, verschiedene Aromen erfolgreich voneinander zu unterscheiden. Darüber hinaus zeigte sich, dass die Dekodierungsgenauigkeit in jenen Versuchen höher war, in denen die Teilnehmer die Gerüche korrekt einordneten – ein klarer Beleg für die fundamentale Rolle dieses initialen Signals für das olfaktorische Verhalten.

Im Gegensatz dazu trat die Aktivität im langsameren Delta-Bereich (ungefähr 1 bis 3 Hertz) erst deutlich später auf, beginnend etwa bei 720 Millisekunden. Diese Delta-Aktivität wurde ausschließlich mit der subjektiven Wahrnehmung der Angenehmheit eines Geruchs in Verbindung gebracht. Diese verzögerte Delta-Aktivität zeigte keine Korrelation mit den Fähigkeiten zur objektiven Geruchsdiskriminierung, war jedoch mit einer stärker ausgeprägten emotionalen Reaktion auf die Aromen im Alltag der Probanden assoziiert.

Die Forscher, darunter auch Namen wie Mugihiko Kato und Kazushige Tohara, nutzten ein speziell konzipiertes Gerät zur präzisen Applikation von zehn unterschiedlichen Duftstoffen. Dies ermöglichte die Erfassung mit hoher zeitlicher Auflösung, wann und wo im Gehirn diese Gerüche verarbeitet werden. Diese differenzierten Muster der Hirnaktivität stellen einen kritischen Meilenstein im Verständnis dar, wie das Gehirn chemische Inputs in bewusste sensorische und emotionale Erfahrungen umwandelt. Der Wert dieser Entdeckung liegt im Potenzial, objektive Bewertungsinstrumente für olfaktorische Beeinträchtigungen zu schaffen und somit die Abhängigkeit von subjektiven Selbstauskünften zu verringern.

Aktuell findet die objektive Geruchsbewertung mittels EEG noch überwiegend in der wissenschaftlichen Forschung Anwendung und weniger in der klinischen Routine, was nicht zuletzt an den damit verbundenen hohen Kosten liegt. Es ist jedoch ein wichtiger Schritt in Richtung einer evidenzbasierten Diagnostik.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die frühe Theta-Kodierung das neuronale Fundament für geruchsbezogenes Verhalten legt, indem sie die physikalisch-chemische Realität strikt von der affektiven Bewertung trennt. Dies ist ein wichtiger Unterschied, den man sich zunutze machen kann.