RIECHKOLBEN: STRUKTUR, ANATOMIE UND FUNKTIONEN - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Der Riechkolben ist eine grundlegende Gehirnstruktur zur Erkennung von Gerüchen. Es ist Teil des Geruchssystems und befindet sich beim Menschen im hinteren Teil der Nasenhöhlen.

Für jede Gehirnhälfte gibt es einen Riechkolben, der als Evagination der Kortikalis gilt. Sie bestehen aus zwei Beulen, die sich auf dem Riechepithel und unterhalb der Frontallappen des Gehirns befinden. Sie sind an der Übertragung von Geruchsinformationen von der Nase zum Gehirn beteiligt.

Riechkolben (gelb)

In der Nasenhöhle befinden sich Zellen, die die chemischen Partikel aus der Luft einfangen, die Gerüche bilden. Diese Information erreicht den Riechkolben.

Es wird angenommen, dass dies dafür verantwortlich ist, wichtige Gerüche zu erkennen, einige Gerüche von anderen zu unterscheiden und die Empfindlichkeit für sie zu erhöhen. Zusätzlich zum Senden dieser Daten an andere Bereiche des Gehirns zur weiteren Verarbeitung.

Der Riechkolben scheint bei Menschen und Tieren unterschiedlich zu sein. Zum Beispiel gibt es bei Tieren auch den zusätzlichen Riechkolben, mit dem sie Sexualhormone und defensives oder aggressives Verhalten einfangen können.

Auf der anderen Seite ist der Riechkolben ein Bereich, in dem die Neurogenese bei Erwachsenen stattfindet. Das heißt, im Laufe des Lebens werden weiterhin neue Neuronen geboren. Die Funktion dieser neuronalen Regeneration wird noch untersucht. Bei Tieren scheint es mit dem sexuellen Verhalten und der Fürsorge der Jungen zu tun zu haben.

Lage des Riechkolbens

Position der Riechkolben (gelb)

Bei vielen Tieren befindet sich der Riechkolben im vorderen Teil des Gehirns (rostraler Teil), obwohl er sich beim Menschen im Gehirn befindet, insbesondere im unteren lateralen Teil des Gehirns zwischen den Augen. Der Frontallappen befindet sich am Riechkolben.

In jeder Gehirnhälfte befindet sich ein Riechkolben, der über Mitralzellen miteinander verbunden werden kann.

Wie funktioniert der Riechkolben?

Sensorische Rezeptoren im menschlichen Riechsystem. 1: Riechkolben 2: Mitralzellen 3: Knochen 4: Nasenepithel 5: Glomerulus 6: olfaktorische sensorische Rezeptorneuronen

Zum besseren Verständnis der Eigenschaften und Funktionen des Riechkolbens ist es zunächst erforderlich, die Funktionsweise des Riechsystems zu erläutern.

Riechsystem

Geruch ist ein chemischer Sinn, dessen grundlegendste Funktion darin besteht, Lebensmittel zu erkennen und zu überprüfen, ob sie in gutem Zustand sind oder nicht. Es ist zwar auch nützlich, die Aromen vollständig zu erfassen, Gefahren zu erkennen oder Vergiftungen zu vermeiden.

Für viele Arten ist es wichtig, Raubtiere zu entdecken. Neben der Identifizierung von Familienmitgliedern, Freunden, Feinden oder potenziellen Partnern.

Obwohl wir zwischen Tausenden verschiedener Gerüche unterscheiden können, erlaubt uns unser Wortschatz nicht, sie genau zu beschreiben. Es ist normalerweise leicht, etwas zu erklären, was wir sehen oder hören, aber es ist schwierig, einen Geruch zu beschreiben. Aus diesem Grund wird gesagt, dass das Geruchssystem darauf abzielt, etwas zu identifizieren, anstatt seine Eigenschaften zu analysieren.

riecht

Gerüche, auch olfaktorische Reize genannt, sind flüchtige Substanzen mit einem Molekulargewicht zwischen 15 und 300. Sie sind normalerweise organischen Ursprungs und bestehen hauptsächlich aus löslichen Lipiden.

Es ist bekannt, dass wir 6 Millionen olfaktorische Rezeptorzellen in einer Struktur haben, die als olfaktorisches Epithel oder Schleimhaut bezeichnet wird. Dies ist im oberen Teil der Nasenhöhle.

Anscheinend gelangen weniger als 10% der Luft, die die Nasenlöcher erreicht, in das Riechepithel. Aus diesem Grund ist es manchmal notwendig, intensiver zu schnauben, um einen Geruch zu fangen, damit er die Geruchsrezeptoren erreicht.

Cribriform Platte

Ethmoidknochen von oben gesehen. Quelle: Henry Vandyke Carter / Public Domain

Unmittelbar über dem Riechepithel befindet sich die Lamina cribrosa. Die cribriforme Platte ist ein Teil des Siebbeinknochens, der zwischen dem Riechepithel und dem Riechkolben liegt.

Der Knochen stützt und schützt den Riechkolben und weist kleine Perforationen auf, durch die die Rezeptorzellen gelangen. Somit können sie Informationen vom Riechepithel zum Riechkolben übertragen.

Partikel gelangen durch die Nase in die Schleimhaut

Wir bekommen einen Geruch, wenn sich Geruchsmoleküle in der Schleimhaut auflösen. Die Schleimhaut besteht aus Sekreten aus den Riechdrüsen, die das Innere der Nase feucht halten.

Einmal aufgelöst, stimulieren diese Moleküle Rezeptoren auf olfaktorischen Rezeptorzellen. Diese Zellen haben die Eigenschaft, sich kontinuierlich zu regenerieren.

Der Riechkolben befindet sich an der Basis des Gehirns, am Ende der Riechwege. Jede Rezeptorzelle sendet ein einzelnes Axon (Nervenverlängerung) an den Riechkolben. Jedes Axon verzweigt sich und verbindet sich mit den Dendriten von Zellen, die Mitralzellen genannt werden.

Signale vom Riechkolben zu anderen Bereichen des Gehirns

Riechneuronen. Quelle: Henry Vandyke Carter / Public Domain

Mitralzellen sind Neuronen im Riechkolben, die Riechinformationen zur Verarbeitung an den Rest des Gehirns senden.

Sie senden hauptsächlich Informationen an die Amygdala, den piriformen Kortex und den entorhinalen Kortex. Indirekt erreicht die Information auch den Hippocampus, den Hypothalamus und den orbitofrontalen Kortex.

Der orbitofrontale Kortex erhält auch Geschmacksinformationen. Aus diesem Grund wird angenommen, dass dies mit der Mischung aus Geruch und Geschmack zusammenhängt, die in Aromen vorkommt.

Andererseits gelangen verschiedene Nervenfasern aus verschiedenen Teilen des Gehirns in den Riechkolben. Diese sind normalerweise acetylcholinerge, noradrenerge, dopaminerge und serotonerge.

Noradrenerge Eingaben scheinen mit olfaktorischen Erinnerungen in Zusammenhang zu stehen und mit der Reproduktion verbunden zu sein.

Struktur

Riechkanal und Zwiebel (rot). Quelle: User Ancheta Wis auf en.wikipedia / Public Domain

Der Riechkolben besteht aus 6 verschiedenen Schichten. Alle von ihnen führen spezifische Aufgaben aus, die die neuronale Verarbeitung von Gerüchen unterstützen. Von unten nach oben geordnet wären diese Schichten:

Nervenfaserschicht

Es befindet sich direkt über der Lamina Cribrosa. In dieser Schicht befinden sich die Axone der Riechneuronen, die aus dem Riechepithel stammen.

Glomeruläre Schicht

In dieser Schicht bilden die Axone der olfaktorischen Neuronen eine Synapse (dh sie verbinden sich) und die dendritischen Arborizierungen der Mitralzellen. Diese Verbindungen bilden die sogenannten olfaktorischen Glomeruli, da sie kugelförmige Strukturen aufweisen.

Jeder Glomerulus erhält Informationen von einem einzigartigen Typ von Rezeptorzellen. Es gibt verschiedene Klassen dieser Zellen, abhängig von der Art der Gerüche, die ihre Rezeptoren einfangen. Beim Menschen wurden zwischen 500 und 1000 verschiedene Rezeptoren identifiziert, die jeweils für einen anderen Geruch empfindlich sind.

Somit gibt es so viele Arten von Glomeruli wie es verschiedene Rezeptormoleküle gibt.

Die Glomeruli verbinden sich auch mit der äußeren plexiformen Schicht und mit den Zellen des Riechkolbens der anderen Gehirnhälfte.

Äußere plexiforme Schicht

Es ist derjenige, der die Körper der getufteten Zellen enthält. Diese verbinden sich wie Mitralzellen mit olfaktorischen Rezeptorneuronen. Sie senden dann die olfaktorischen Informationen an den vorderen Riechkern, die primären Riechbereiche und die vordere perforierte Substanz.

Es hat auch Astrozyten und Interneurone. Interneurone fungieren als Brücken, die verschiedene Neuronen verbinden.

Mitralzellschicht

Es ist der Teil, in dem sich die Mitralzellkörper befinden.

Innere plexiforme Schicht und Granulatzellen

Diese Schicht hat Axone von Mitralzellen und getufteten Zellen. Neben einigen körnigen Zellen.

Nervenfaserschicht des Geruchstraktes

In dieser Schicht befinden sich die Axone, die Informationen an andere Bereiche des Gehirns senden und empfangen. Einer von ihnen ist der Riechkortex.

Eigenschaften

Der Riechkolben wird als der Hauptort angesehen, an dem Riechinformationen verarbeitet werden. Es scheint als Filter zu fungieren, empfängt jedoch auch Informationen aus anderen Bereichen des Gehirns, die am Geruch beteiligt sind. Zum Beispiel die Amygdala, der orbitofrontale Kortex, der Hippocampus oder die Substantia nigra.

Die Funktionen des Riechkolbens sind:

Unterscheiden Sie einige Gerüche von anderen

Zu diesem Zweck scheint es, dass ein bestimmter Glomerulus Informationen von bestimmten Geruchsrezeptoren empfängt und diese Daten an bestimmte Teile des Riechkortex sendet.

Die Frage wäre jedoch: Wie verwenden wir eine relativ kleine Anzahl von Rezeptoren, um so viele verschiedene Gerüche zu erkennen? Dies liegt daran, dass ein bestimmter Geruch an mehr als einen Rezeptor bindet. Somit würde jeder Geruch ein anderes Aktivitätsmuster in den zu erkennenden Glomeruli erzeugen.

Zum Beispiel könnte ein bestimmtes Aroma eine starke Bindung mit einem Rezeptortyp haben, mäßig stark mit einem anderen und schwächer mit dem nächsten. Dann würde es an diesem bestimmten Muster im Riechkolben erkannt werden.

Dies wurde in einer Studie von Rubin und Katz (1999) gezeigt. Sie setzten den Riechkolben drei verschiedenen Gerüchen aus: Pentanal, Butanal und Propanal. Während sie ihre Aktivität durch computergestützte optische Analyse beobachteten.

Sie fanden heraus, dass die drei Düfte unterschiedliche Aktivitätsmuster in den Glomeruli des Riechkolbens erzeugten.

Konzentrieren Sie sich darauf, einen bestimmten Geruch zu erkennen

Selbst wenn wir uns zum Beispiel in einer Bar befinden, in der mehrere verschiedene Gerüche gleichzeitig auftreten, können wir dank des Riechkolbens einige davon separat identifizieren, ohne dass die anderen stören.

Es scheint, dass dieser Prozess dank der sogenannten "lateralen Hemmung" erreicht wird. Das heißt, es gibt Gruppen von Interneuronen, deren Funktion darin besteht, eine gewisse Hemmung in Mitralzellen hervorzurufen. Dies hilft bei der Unterscheidung bestimmter Gerüche und ignoriert "Hintergrund" -Gerüche.

Erweitern Sie die Empfindlichkeit, um Gerüche einzufangen

Diese Funktion ist auch mit einer lateralen Hemmung verbunden, da die Rezeptorzellen für dieses Aroma ihre Aktivität erhöhen, wenn wir uns auf die Erkennung eines Geruchs konzentrieren möchten. Während der Rest der Rezeptorzellen gehemmt wird, wird verhindert, dass sich andere Gerüche "vermischen".

Identifizierung von Reizen durch übergeordnete Bereiche

Lassen Sie höhere Bereiche des Zentralnervensystems die Identifizierung oder Unterscheidung von Geruchsreizen ändern.

Es ist jedoch noch nicht mit Sicherheit bekannt, ob alle diese Aufgaben ausschließlich vom Riechkolben ausgeführt werden oder ob er wirklich nur zusammen mit anderen Strukturen daran beteiligt ist.

Es hat sich gezeigt, dass eine Verletzung des Riechkolbens zu einer Anosmie (Geruchsmangel) auf der betroffenen Seite führt.

Verbindungen mit Gehirnbereichen

Sobald die Riechinformationen durch den Riechkolben gelangen, werden sie an andere Gehirnstrukturen gesendet, die sie verarbeiten. Hauptsächlich sind dies die Amygdala, der Hippocampus und der orbitofrontale Kortex. Diese Bereiche beziehen sich auf Emotionen, Gedächtnis und Lernen.

Amygdala

Der Riechkolben stellt direkte und indirekte Verbindungen zur Amygdala her. Somit kann es durch den piriformen Kortex erreicht werden, eine Region des primären Riechkortex. Oder verbinden Sie sich direkt mit bestimmten Bereichen der Amygdala.

Die Amygdala ist eine Struktur, die Teil des limbischen Systems ist. Eine seiner Funktionen ist es, Assoziationen zwischen Gerüchen und Verhaltensweisen zu lernen. In der Tat können bestimmte Aromen angenehme und verstärkende Reize sein, während andere aversiv sein können.

Zum Beispiel lernen wir durch Erfahrung, dass wir gerne an einen Ort gehen, der gut riecht, oder dass wir den Geruch eines Lebensmittels ablehnen, das uns in der Vergangenheit krank gemacht hat.

Mit anderen Worten, Gerüche, die mit positiven Aspekten verbunden sind, fungieren als "Belohnung" für unser Verhalten. Während das Gegenteil auftritt, wenn andere Gerüche zusammen mit negativen Ereignissen präsentiert werden.

Kurz gesagt, Gerüche werden dank der Amygdala mit positiven oder negativen Emotionen in Verbindung gebracht. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass es aktiviert wird, wenn unangenehme Gerüche festgestellt werden.

Hippocampus

Der Riechkolben und die Amygdala senden ebenfalls Informationen an den Hippocampus. Diese Region hat auch Funktionen, die denen der Amygdala sehr ähnlich sind und Gerüche mit anderen positiven oder negativen Reizen in Verbindung bringen.

Andererseits spielt es eine wichtige Rolle bei der Bildung des autobiografischen Gedächtnisses. Es ist eines, das es uns ermöglicht, uns an wichtige Ereignisse oder Ereignisse in unserem Leben zu erinnern.

Wenn wir ein bestimmtes Aroma wahrnehmen, das in einem anderen Kontext in unserem Gedächtnis gespeichert ist, können Erinnerungen in den Sinn kommen. Wenn Sie zum Beispiel das Parfüm unseres Partners riechen, wird dies sicherlich die Erinnerung an diese Person wecken. Anscheinend ist die Struktur, die an diesem Ereignis beteiligt ist, der Hippocampus.

Darüber hinaus können sowohl die Amygdala als auch der Hippocampus unsere Geruchswahrnehmung modulieren. Auf diese Weise kann der Geruch von Lebensmitteln in einem physiologischen Zustand wie Hunger sehr angenehm erscheinen. Dies ergibt sich aus der erlernten Assoziation zwischen dem Geruch von Lebensmitteln und dem verstärkenden Akt des Essens.

Orbitofrontaler Kortex

Orbitofrontaler Kortex (grün). Quelle: PaulWicks / Public Domain

Der orbitofrontale Kortex stellt direkt und über den primären Riechkortex Verbindungen zum Riechkolben her.

Dieser Bereich hat viele Funktionen und nimmt auch an der Geruchsbelohnungsvereinigung teil. Eine seiner charakteristischen Funktionen besteht darin, eine Bewertung der Belohnung vorzunehmen, dh deren Nutzen und Kosten abzuwägen.

Der orbitofrontale Kortex empfängt Geschmacksinformationen und kombiniert sie mit Gerüchen, um Aromen zu bilden. Dieser Bereich scheint eng mit dem Appetit und dem verstärkenden Gefühl des Essens verbunden zu sein.

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