Nasentier Mensch

Der menschliche Geruchssinn ist viel besser, als man lange dachte. Für manche Gerüche ist unsere Nase sogar empfindlicher als die von Hunden.

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Hunde haben gute Nasen – doch bei manchen Gerüchen sind wir Menschen ihnen überlegen. (c) Patrick Tomasso / Unsplash

Den Passanten auf dem Universitäts-Campus in Berkeley, Kalifornien, bot sich an diesem Tag des Jahres 2005 ein sehr merkwürdiges Bild: Eine Studentin in langer Regenkleidung hockte im sonnenbeschienenen Gras, an den Fingern dünne Handschuhe, Knie und Ellbogen durch Protektoren geschützt. Ein roter Kopfhörer umschloss ihre Ohrmuscheln. Ihre Augen waren hinter einer Skibrille verborgen, deren Glas mit einem lichtdichten Stoff bezogen war.

Noch ungewöhnlicher als ihr Outfit war jedoch das, was nun folgte: Die junge Frau senkte ihren Kopf und schnüffelte an der Grasnarbe. Sie kroch ein kurzes Stück vorwärts, witterte abermals und korrigierte ihre Richtung. Schnüffeln, kriechen, schnüffeln, kriechen: Meter für Meter ging es so voran, immer geradeaus. Nach ein paar Minuten zögerte sie plötzlich. Sie ließ ihren Kopf von der einen Seite zur anderen pendeln und bog schließlich scharf nach rechts ab. Einige Meter weiter verlor sich die Spur endgültig: Ziel erreicht.

Die Performance war Teil einer Studie, die der Neurobiologe Noam Sobel zusammen mit seinem Kollegen Jess Porter ersonnen hatte. Die beiden wollten herausfinden, ob Menschen einer Geruchsspur folgen können. Im Gras hatten sie dazu eine dünne Schnur versteckt, die sie zuvor in Schokoladen-Essenz gebadet hatten. Die 32 Teilnehmerinnen und Teilnehmer konnten ihre Umgebung weder sehen noch erfühlen. Auch Geräusche waren weitgehend ausgeblendet. Der einzige Sinn, auf den sie sich verlassen konnten, war ihre Nase.

Immerhin 21 von ihnen spürten dem Schokoduft erfolgreich nach – langsam zwar, aber ansonsten durchaus ähnlich wie ein Hund, wie ein YouTube-Video des Experiments zeigt. So ganz überraschend ist das Ergebnis nicht: Die eingesetzten Aromen waren relativ stark; ihre Konzentration lag weit über der Wahrnehmungsschwelle. „Wir haben die Studie aber auch mit sehr schwachen Gerüchen wiederholt“, betont Sobel. „Die Teilnehmer sagten uns ‚dies ist alles Zweitverschwendung, ich rieche nichts‘. Wenn wir uns den von ihnen zurückgelegten Weg ansahen, war der aber oft ziemlich gut.“

Publiziert ist dieser Teil der Ergebnisse allerdings nicht; Sobel selbst nennt ihn „anekdotisch“. Gut belegt ist inzwischen aber, dass die menschliche Nase zu erstaunlichen Leistungen fähig ist, die sich keineswegs vor denen vieler Tiere verstecken müssen. Selbst mit dem besten Freund des Menschen, der ja als wahres Riechwunder gilt, können wir es in manchen Punkten aufnehmen.

Wer nach handfesten Zahlen zur Empfindlichkeit des Geruchssinns sucht, redet am besten mit Matthias Laska. Der gebürtige Deutsche ist Zoologie-Professor an der Universität im schwedischen Linköping – und gleichzeitig ein Sammler der besonderen Art: Seit mehr als 25 Jahren treibt in die Frage um, bis zu welcher Konzentration unterschiedliche Arten bestimmte Geruchsstoffe wahrnehmen können. Er hat in dieser Zeit eine Datenbank sämtlicher Messwerte aufgebaut, die es bei Säugetieren zu diesem Thema gibt. Sie umfasst die Geruchsschwellen von rund 200 Düften bei insgesamt 17 Spezies. „Mehr als die Hälfte davon habe ich erhoben“, erklärt er.

17 Arten, 200 Substanzen – das klingt wenig beeindruckend. Man sieht den Zahlen nicht an, wie viel Mühe und Akribie hinter ihnen steckt. Dennoch ist die Sammlung die Essenz eines halben Forscherlebens. Denn Kaninchen, Ratten oder Hunde können nicht sagen, ob sie einen bestimmten Geruch registriert haben oder nicht. Jeder Schwellenwert-Bestimmung geht daher eine aufwändige Dressur voraus, bei der die Versuchstiere auf die Testsubstanz konditioniert werden.

Typischerweise müssen diese sich dabei zwischen zwei Behältern entscheiden, von denen der eine den Geruchsstoff enthält. War ihre Wahl korrekt, erhalten sie eine Belohnung. Nach Abschluss der Dressur wählen sie daher reproduzierbar die Box mit dem Duft. Dieser wird nun nach und nach verdünnt. Irgendwann steigt die Fehlerquote der Versuchstiere stark an: Die Konzentration der Testsubstanz ist nun so gering, dass sie sie nicht mehr wahrnehmen können.

Laska hat mit diesem mühsamen Verfahren Geruchs-Schwellenwerte bei einer ganzen Reihe von Arten bestimmt. In einem seiner Experimente verglich er direkt das Riechvermögen von Labormäusen mit dem des Menschen. Als Testsubstanzen dienten ihm Gerüche von natürlichen Fressfeinden der Maus, unter anderem von Wiesel, Katze oder Fuchs. Dennoch konnten menschliche Probanden zwei der sechs Gerüche noch in Verdünnungen erschnüffeln, bei denen die Mäusenasen längst versagten. Besonders empfindlich waren die Testpersonen gegenüber einer Komponente aus Katzenurin: Teilweise rochen sie noch ein einziges Molekül in einer Billiarde Luftmoleküle – das ist, also würde man einen Kilo Zucker im Bodensee auflösen, kräftig umrühren, und könnte die Süße noch herausschmecken.

Das bedeutet aber nicht, dass das menschliche Riechorgan per se besser ist als das der Maus: Bei den restlichen vier Gerüchen schnitten die Versuchstiere besser ab, zum Teil sogar recht deutlich. Ein allgemeines Urteil lässt sich aus diesen Messwerten also nicht ableiten. Aktuell spricht die Datenlage eher für ein Unentschieden: Insgesamt habe man bislang 80 Substanzen sowohl beim Menschen als auch bei der Maus getestet, sagt Matthias Laska. Für 40 davon sei unsere Nase empfindlicher, für den Rest die des Nagers. Beim Hund sind bislang lediglich für 15 Düfte Schwellenwerte erhoben worden. „Und unter diesen gibt es fünf, bei denen wir besser sind“, betont Laska. „In jedem Lehrbuch finden Sie die Aussage, Hunde seien die Supernasen des Universums. Ich möchte das auch gar nicht bestreiten. Die wissenschaftliche Basis dafür ist jedoch ausgesprochen dünn.“

Auffällig ist allerdings ein Punkt: Die fünf Gerüche, die wir so meisterhaft riechen können, stammen allesamt von Früchten und Pflanzen. „Und die sind für einen Fleischfresser wie den Hund einfach nicht verhaltensrelevant“, meint Laska. Bei Fettsäuren ist uns das Riechorgan von Canis lupus familiaris dagegen weit überlegen – schließlich sind sie Bestandteil des Körpergeruchs seiner Beute. Dass Menschen einer Schokoladenspur folgen können, bedeutet demnach noch längst nicht, dass sie sich erfolgreich an die Fährte eines ausgebrochenen Gefängnis-Insassen heften könnten.

Von einem ist aber auch der Forscher aus Linköping überzeugt: Die menschliche Nase ist längst nicht so schlecht, wie man lange dachte. Sein Kollege, der US-amerikanische Neurowissenschaftler John McGann, nannte diese These kürzlich im renommierten Wissenschaftsmagazin Science gar einen „Mythos des 19. Jahrhunderts“. McGann hat die Ursprünge dieses Mythos bis zu dem französischen Neuroanatomen Paul Broca zurück verfolgt. Dieser hatte Mitte des 19. Jahrhunderts bemerkt, dass Menschen über einen relativ kleinen Riechkolben verfügen. Der Riechkolben, fachsprachlich „bulbus olfactorius“, ist eine Struktur im vorderen Hirnbereich der Wirbeltiere. In ihn münden die Nerven, die von den Riechsinneszellen in der Nasenschleimhaut ausgehen.

Broca sprach seinen Artgenossen dennoch nicht grundsätzlich die olfaktorischen Fähigkeiten ab (diese hatte er ja gar nicht gemessen). Dennoch setzte sich basierend auf seinen Beobachtungen in den folgenden Jahrzehnten mehr und mehr die Idee durch, der Geruchs-Apparat von Homo sapiens sei reichlich unterentwickelt. Vor allem der kleine Riechkolben galt dabei immer wieder als schlagendes Argument. Schließlich macht dieser nur 0,01 Prozent des menschlichen Hirnvolumens aus. Bei der Maus sind es dagegen stolze 2 Prozent. „Anfang des 20. Jahrhundert haben die Anatomen schlicht und einfach ohne Beleg behauptet: Wenn eine Struktur größer ist, dann muss sie auch leistungsfähiger sein“, kritisiert Matthias Laska. „Dieses Dogma hat Eingang in die Lehrbücher gefunden und sich fast bis zur Jahrtausendwende erhalten.“

Erst in den letzten 20 Jahren hat sich dieses Bild gewandelt – auch dank des technologischen Fortschritts. Die Pioniere unter den Riech-Forschern kämpften noch mit der Schwierigkeit, Gerüche in definierter Menge und für eine genau bestimmte Zeit anzubieten. Heute ist das dank moderner Olfaktometer deutlich einfacher geworden. Die Hochachtung vor dem menschlichen Riechorgan hat zumindest in Fachkreisen in der Folge deutlich zugenommen. Nicht nur, was seine Empfindlichkeit anbelangt. Auch seine Fähigkeit, noch kleinste Geruchsunterschiede wahrzunehmen, ist verblüffend.

Eine Studie aus dem Jahr 2014 sprach gar von einer Billion Düften, die unsere Nase auflösen könne. Forscher der Rockefeller-Universität in New York hatten diese Zahl aus experimentellen Ergebnissen extrapoliert. Schon ein Jahr später jedoch wurde dieser Wert widerlegt: Die genutzte mathematische Methode basiere auf nicht zutreffenden Annahmen und sei nicht geeignet, die Zahl der unterscheidbaren Gerüche zu taxieren. Dennoch findet etwa Matthias Laska die Schätzung der New Yorker Wissenschaftler durchaus plausibel, wenn nicht gar zu niedrig gegriffen. Dr. Christian Margot, der beim Aromen- und Duftstoffproduzenten Firmenich eine Wissenschaftlergruppe zur menschlichen Wahrnehmung leitet, teilt diese Meinung: „Die Menge der Gerüche, zwischen denen wir differenzieren können, ist potenziell unbegrenzt.“

„Die Zahl ‚eine Billion‘ ist wahrscheinlich falsch“, meint dagegen Thomas Hummel, Leiter des Interdisziplinären Zentrums für Riechen und Schmecken am Universitätsklinikum Dresden. Genauso falsch wie der Wert von 10.000 Düften, der häufig durch die Literatur geistere. „Wie viele es wirklich sind, weiß im Grunde keiner.“ Der grauhaarige Medizin-Professor mit dem auffälligen Schnauzbart beschäftigt sich seit 30 Jahren mit der menschlichen Nase, in jüngerer Zeit auch mit der Wirkung von Gerüchen auf das menschliche Verhalten. Der Anatom Paul Broca ging seinerzeit noch davon aus, dass wir uns in unserem Tun kaum von unserem Riechorgan leiten lassen. Aber auch gegen diese These hat sich in den letzten Jahren deutlicher Widerstand formiert. So mehren sich inzwischen etwa die Belege, dass Gerüche einen Einfluss auf einen ganz zentralen Bereich unseres Verhaltens haben können: die Wahl unseres Sexualpartners.

Ganz neu ist diese Idee nicht. Schon seit einiger Zeit wissen Zoologen, dass sich viele Tiere bei der Partnersuche auch nach der Nase richten. Der Grund dafür ist ein immunologischer: Um Krankheitserreger wie Viren und Bakterien zu erkennen, verfügen Tiere über spezielle Rezeptoren. Deren Bauanleitung ist in den so genannten MHC-Genen festgeschrieben. Mikroben sind sehr unterschiedlich; zudem mutieren sie oft rasend schnell. Möglichst viele unterschiedliche MHC-Gene können daher ein lebensrettender Vorteil sein, da sie gegen eine große Vielfalt von Attacken schützen.

Tiere suchen sich deshalb vorzugsweise Geschlechtspartner, die andere MHC-Gene tragen als sie selbst. Und diese finden sie mit ihrem Geruchssinn. Das ist bei uns Menschen augenscheinlich ganz ähnlich: Auch uns scheint die Nase wichtige Erkenntnisse über die immunologische Ausstattung unseres Gegenübers zu liefern. Die entsprechenden Erbanlagen tragen beim Menschen das Kürzel HLA, nicht MHC. Frauen finden Studien zufolge den Geruch von Männern attraktiver, deren HLA-Gene sich von ihren eigenen stark unterscheiden. Ähnliches hat man auch für Männer festgestellt.

Doch wirkt sich dieser Zusammenhang auch abseits des Labors aus – im „wirklichen Leben“? Hummels Mitarbeiterin Jana Kromer ist dieser Frage in ihrer Doktorarbeit nachgegangen. Die Datenbasis bilden Interviews und genetische Untersuchungen bei 250 Paaren. Die Befragten empfanden den Körpergeruch ihres Partners als angenehmer, wenn dieser sich in den HLA-Genen deutlich von ihnen unterschied. In diesem Fall waren sie zudem sowohl allgemein mit ihrer Beziehung als auch insbesondere mit dem Sex zufriedener. Frauen mit genetisch unähnlichen Partnern gaben zudem häufiger an, mit diesen Kinder haben zu wollen.

Wie bedeutend sind also die Körperausdünstungen für die Liebe? „Unsere Daten zeigen, dass Geruch vor allem für die Zufriedenheit in der Beziehung sehr wichtig ist“, betont Thomas Hummel. „Bei der Partnerwahl spielt er auch eine Rolle, aber wahrscheinlich keine große.“ Bettina Pause, Professorin am Institut für Experimentelle Psychologie der Universität Düsseldorf, sieht das ähnlich. „Wir suchen unseren Lebensgefährten nicht aus, nur weil er gut riecht“, sagt sie. „In der Regel entscheiden ganz andere Dinge über Sympathie oder Antipathie: Aussehen, Hobbies, Einstellungen.“ Zwischen den meisten Menschen seien die Unterschiede in der HLA-Ausstattung nämlich schlicht und einfach groß genug. Nur in seltenen Fällen sei das nicht der Fall. Dann aber warnt uns unsere Nase tatsächlich: Die entsprechende Person stinkt uns. „In einem solchen Fall ist es sehr unwahrscheinlich, dass wir zu ihr eine intime Beziehung aufbauen – unabhängig davon, wie gut sie sonst zu uns passen mag“, sagt Pause.

Über unsere Nase nehmen wir auch eine Vielzahl chemischer Signalmoleküle auf, deren Existenz uns gar nicht bewusst wird. Dennoch können auch diese unterschwelligen Reize deutliche Verhaltensänderungen auslösen. Bettina Pause hat schon vor einigen Jahren ein schönes Beispiel für dieses Phänomen publiziert: Sie sammelte zu zwei verschiedenen Zeitpunkten Schweißproben von Studenten – einmal während eines wichtigen mündlichen Examens, das zweite Mal, als die Probanden auf einem Ergometer strampelten. Zusätzlich mussten die Spender ihre Gefühle notieren. Wie erwartet, gaben sie während des Examens deutlich höhere Angstwerte zu Protokoll.

Pause und ihre Mitarbeiter gaben nun jungen Frauen und Männern die Schweißproben der Spender zu riechen. Die Teilnehmer trugen Kopfhörer, über die im Laufe des Experiments überraschend ein lautes Geräusch eingespielt wurde. Diejenigen, die den Angstschweiß gerochen hatten, erschraken daraufhin stärker. Die eingeatmeten Signalstoffe schienen sie in eine Art Alarmzustand versetzt zu haben, in dem sie selbst schreckhafter waren. Wissenschaftler sprechen auch von „emotionaler Ansteckung“. Es ist aber nicht so, dass die Probanden das Angstsignal bewusst wahrgenommen hätten: Sie hatten entweder überhaupt nichts gerochen oder aber keinerlei Unterschied zwischen Angst- und Sportschweiß bemerkt.

Wenn uns Angstschweiß um die Nase weht, verändert sich zudem unsere soziale Wahrnehmung: Ängstliche Gesichter springen uns nun geradezu ins Auge. Glückliche oder zufriedene Mienen übersehen wir dagegen. Unser Gehirn sucht also gewissermaßen nach Bestätigung für die unterschwellig wahrgenommene Bedrohung – ein kognitives Feintuning, das unter Umständen Leben retten kann: Wir erkennen so schneller potenzielle Gefahren und können entsprechend reagieren – zum Beispiel, indem wir fliehen. Eine Personengruppe scheint davon allerdings ausgenommen zu sein: Schwangere Frauen reagieren so gut wie gar nicht auf olfaktorische Angst-Signale, konnten die Düsseldorfer Forscher kürzlich zeigen. „Schwangere scheinen unbewusst alles auszublenden, was sie stressen könnte“, vermutet Pause. „Denn Stress hat negative Auswirkungen auf das ungeborene Kind, etwa auf die Entwicklung des Gehirns oder des Immunsystems.“

Befunde anderer Studien deuten inzwischen daraufhin, dass wir auch Emotionen wie Aggression oder Stress „erschnüffeln“ können. Selbst Persönlichkeitsmerkmale wie Dominanz scheinen sich durch eine spezifische unterschwellige Duftnote zu äußern. Diese Befunde könnten auch den Ursprung einer Verhaltensweise erklären, die in vielen Kulturen der Welt zu Hause ist: das Händeschütteln. Möglicherweise dient es der Übertragung olfaktorischer Signale. Das vermuten zumindest Noam Sobel (der Neurobiologe, der Studierende auf die Schokoladenspur ansetzte) und sein Kollege Idan Frumin. Ein von ihnen durchgeführtes Experiment scheint diese Annahme zu stützen. Versuchspersonen, die mit Handschlag begrüßt worden waren, schnüffelten danach häufiger an den Fingern ihrer rechten Hand. Allerdings galt das nur für gleichgeschlechtliche Kontakte – wenn also Männer einem Mann die Hand geschüttelt hatten oder Frauen einer Frau. Das macht es schwierig, die Ergebnisse zu interpretieren.

Solange weitere Belege ausstehen, ist die These von Sobel und Frumin also zumindest mit etwas Vorsicht zu genießen. Dass der Handschlag ausschließlich der Übertragung sozialer Chemosignale dient, glauben ohnehin auch die beiden nicht. Gerade Aspekte wie Macht und Dominanz lassen sich mit ihm auch sehr direkt kommunizieren. Besonders deutlich wird das in einem kurzen Video, das vor einigen Monaten um die Welt ging und das bis heute auf YouTube mehr als 1,7 Millionen Mal aufgerufen wurde . Es zeigt einen inzwischen legendären Händedruck beim NATO-Gipfel in Brüssel: zwischen Donald Trump und Emmanuel Marcron.

(erschienen in Spektrum Gehirn und Geist)