Die menschliche Nase kann mehr als 1 Trillion Düfte erkennen

Menschen haben starkes Sehen und Hören. Wir können mehrere Millionen verschiedene Farben und fast eine halbe Million einzelne Töne auswählen. Aber wie stark ist unser Geruchssinn?

Eine Studie aus dem Jahr 1927 ergab, dass Menschen weniger als 10.000 verschiedene Gerüche entdecken konnten, und für fast hundert Jahre war diese Zahl unumstritten. Aber jetzt haben Wissenschaftler entdeckt, dass der menschliche Geruchssinn viel schärfer ist, als sie jemals dachten.

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Eine neue Methode zur Messung von Geruch

Sehen und Hören sind einfach zu messen. Die Farbe wird zum Beispiel durch die Wellenlänge des Lichts bestimmt, während der Ton aus spezifischen Rauschfrequenzen besteht.

Aber beim Geruch geht es nicht nur darum, Energie zu erkennen - der Geruch wird von Millionen verschiedener Chemikalien beeinflusst, von denen jede Rezeptoren in der Nase anders aktiviert. Zum Beispiel wird der einzigartige Duft einer Rose durch eine Kombination von 275 verschiedenen Chemikalien gebildet.

Andreas Keller, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Smell Study der Rockefeller University, und sein Team wussten, dass die Messung jeder bekannten geruchserzeugenden Chemikalie unmöglich sein würde. Aus diesem Grund wählten sie 128 Verbindungen, um die niedrigere zu ermitteln Grenze der Fähigkeiten des menschlichen olfaktorischen Systems.

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"Es gibt wahrscheinlich mehrere Millionen oder Milliarden verschiedener Geruchsmoleküle ... viel mehr als die 128, die wir verwendet haben. Es ist nicht bekannt, und ein aktives Forschungsfeld, wie sie sich verbinden ", sagte Keller.

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Weben eines Tapisseriestreifens

Zunächst musste Kellers Team sicherstellen, dass alle verwendeten Düfte gleich intensiv waren . "Die Menschen bekommen bei verschiedenen Verdünnungen zwei Gerüche und werden gefragt, welche stärker ist", erklärt Keller. "Die Verdünnungen werden bis zur Hälfte der Zeit angepasst, die Leute sagen, Geruch A ist stärker und die Hälfte der Zeit, die sie sagen, Geruch B ist stärker. "

Mit den 128 ausgewählten Verbindungen bat Keller's Team 26 Probanden, 260 Kombinationen von 10, 20 oder 30 Verbindungen zu schnüffeln. Für jeden Versuch erhielten die Probanden drei Fläschchen, von denen zwei die gleiche Mischung enthielten und eine eine andere Mischung enthielt. Sie mussten herausfinden, welches Fläschchen die unterschiedlich riechende Mischung enthielt. Bei den meisten Versuchen enthielten die beiden Mischungen viele der gleichen Verbindungen mit nur wenigen Unterschieden.

Ein Effekt, der "Auflösung" genannt wird, bezieht sich auf die Fähigkeit eines Subjekts, bestimmte Arten von Gerüchen von anderen zu unterscheiden. Je höher die Auflösung des Subjekts ist, desto höher kann der prozentuale Anteil der Überlappung zwischen den beiden Mischungen sein, während das Subjekt immer noch in der Lage ist, den Unterschied zwischen ihnen zu erkennen.

Mehr als die Hälfte der Probanden konnte den Unterschied zwischen Mischungen mit weniger als 75 Prozent Überlappung leicht identifizieren.Einige konnten Mischungen mit einer Überlappung von 75 bis 90 Prozent identifizieren, und keine konnte Mischungen mit einer Überlappung von mehr als 90 Prozent identifizieren.

Als nächstes kam die Mathematik. Insgesamt waren die Probanden in der Lage, die Unterschiede zwischen den Mischungen ungefähr in der Hälfte der Zeit zu identifizieren. Die Anzahl der möglichen 30-Verbindungsmischungen, die aus 128 Verbindungen hergestellt werden konnten, betrug 100 octillion. Gemittelt über die möglichen Kombinationen von 10-, 20- und 30-Komponenten-Mischungen, blieben mehr als eine Billion verschiedene Düfte übrig, die die Probanden voneinander unterscheiden konnten.

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Und das ist nur die untere Grenze, abgeleitet von nur 128 Basisgerüche. Keller glaubt, dass die Obergrenze viel, viel höher sein kann. "Ich bin sicher, dass die untere Grenze mehr als eine Million mal mehr als eine Billion beträgt", sagte er. "Ich arbeite gerade an einer Studie, die darauf abzielt, eine Obergrenze zu schätzen. "

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Keine zwei Nasen sind gleich

Warum ist der menschliche Geruchssinn so wichtig? Der stärkste menschliche Sinn ist die Vision, die mehr als ein Fünftel der Verarbeitungsleistung des Gehirns ausnutzt. Im Vergleich dazu machen unsere Riechkolben - winzige Noppen, in denen der Geruch verarbeitet wird - weniger als 1 Prozent des Hirnvolumens aus.

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Keller hat eine Theorie. "Stellen Sie sich vor, dass das Essen langsam verdirbt", sagte er. "In der Lage zu sein, den sehr kleinen Unterschied zwischen noch-OK-Essen und bereits verdorbenem Essen zu unterscheiden, ist der Unterschied zwischen einer nahrhaften Mahlzeit und einer Lebensmittelvergiftung. Ich kann mir keine vergleichbare Situation vorstellen, in der die Unterscheidung zwischen einem Farbton von Orange und einem sehr ähnlichen Farbton von Orange zu einem gleichen Fitnessunterschied führen würde. "

Es gibt auch große individuelle Unterschiede darin, wie empfindlich der Geruchssinn einer Person ist. Ein Thema in der Studie konnte den Unterschied in weniger als 10 Millionen Gerüchen erkennen, während ein anderes Thema den Unterschied zwischen eindrucksvollen 10 octillion Gerüchen, einem vollen Zehntel aller möglichen Kombinationen in Kellers Studie, ausmachen konnte.

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"Jeder Mensch (außer eineiige Zwillinge) riecht die olfaktorische Umgebung mit einem anderen Satz von Rezeptoren", sagte Keller. "So riecht die olfaktorische Umgebung anders als jedes Individuum. "

Woher wissen Sie, ob Sie einen gestörten Geruchssinn haben? »