{"id":2104,"date":"2016-03-18T09:48:05","date_gmt":"2016-03-18T08:48:05","guid":{"rendered":"http:\/\/www3.unifr.ch\/alma-georges\/?p=2104"},"modified":"2016-04-14T16:33:25","modified_gmt":"2016-04-14T15:33:25","slug":"ueber-geschmack-laesst-sich-forschen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.unifr.ch\/alma-georges\/articles\/2016\/ueber-geschmack-laesst-sich-forschen","title":{"rendered":"\u00dcber Geschmack l\u00e4sst sich forschen"},"content":{"rendered":"

Tests an der Taufliegenlarve zeigen: Geschmackszellen k\u00f6nnen verschiedene Stimuli gleichzeitig wahrnehmen. Die revolution\u00e4re Entdeckung des Teams um Prof. Simon Sprecher st\u00f6sst ein Dogma um und \u00f6ffnet neue Wege in der Hirnforschung.<\/strong><\/h4>\n
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Ein stiller Moment an einem Kindergeburtstag: Jungen und M\u00e4dchen mit verbundenen Augen testen sich durch verschiedene Geschm\u00e4cker. Wer am meisten Nahrungsmittel richtig \u00aberschmeckt\u00bb, der gewinnt. Ein Kinderspiel, k\u00f6nnte man denken. Tats\u00e4chlich ist es aber auch im Erwachsenenalter nicht einfach, ohne die Hilfe unserer anderen Sinne einen Geschmack zu erraten. Das Gehirn benutzt zu einer ersten Einsch\u00e4tzung von Geschmackstr\u00e4gern sogenannt spezialisierte Geschmacksneuronen. Wer sich jetzt eine klar in \u00abs\u00fcss\u00bb, \u00ab<\/span><\/span>sauer\u00bb, \u00absalzig\u00bb oder auch \u00abbitter\u00bbunterteilte Kompanie an Nervenzellen vorstellt, der liegt, nach neuesten Erkenntnissen, wohl falsch.<\/p>\n

Dem Geschmack auf der Spur<\/strong><\/p>\n

Geschmacksrezeptoren haben die (\u00fcberlebens-) wichtige Aufgabe, uns zu informieren, ob ein Lebensmittel vertr\u00e4glich ist, wie dessen chemische Zusammensetzung aussieht oder ob es etwa gar giftig sein k\u00f6nnte. Doch wie funktioniert die Wahrnehmung von Geschmack? Das Team um Prof. Simon Sprecher, Molekularbiologe und Gehirnforscher an der Universit\u00e4t Freiburg, wollte genau dies herausfinden und benutzte daf\u00fcr die Larve der Taufliege (Drosophila melanogaster<\/em>), die mit ihren rund 30 Geschmacksrezeptoren am Vorderkopf ein handliches Modell liefert. F\u00fcr einen ersten Versuch entwickelten die Forschenden einen sogenannten Mikrofluidik-Chip von der Gr\u00f6sse eines Mikroskop-Objekttr\u00e4gers. Er besteht aus einem Rohr, in dessen Mitte Forschende den Kopf der Drosophila einf\u00fchren, um anschliessend Fl\u00fcssigkeit auf der einen Seite des Rohrs einzufl\u00f6ssen. Das Wasser fliesst so am Kopf der Larve vorbei und wird auf der anderen Seite des Rohrs wieder abgezogen. Die Forschenden testeten auf diese Weise alle f\u00fcnf Geschmacksrichtungen, die auch der Mensch erkennt: \u00absalzig\u00bb, \u00abs\u00fcss\u00bb, \u00abbitter\u00bb, \u00absauer\u00bb und \u00abumami\u00bb \u2013 Letzteres ist das, was wir als schmackhaft empfinden.<\/p>\n

Unerwartetes Resultat<\/strong><\/p>\n

Je nach Stimulus, der von den Forschenden dem Wasser beigef\u00fcgt wurde, reagierte das Hirn der Larve durch Aufleuchten des markierten Rezeptors. \u00dcberraschend dabei: Die Rezeptoren, hier insbesondere das C7-Neuron, haben nicht nur bei einem Geschmack angezeigt, sondern bei verschiedenen. Wider erwarten leuchtete das C7-Neuron bei Stimuli aus allen Geschmacksrichtung erstaunlich spezifisch und konsistent. Gleichzeitig unterschied die Nervenzelle aber zwischen s\u00fcss und s\u00fcss: Saccharose und Glycerose verzeichneten eine hohe neuronale Aktivit\u00e4t, auf Fruktose und Glukose beispielsweise reagierte C7 \u00fcberhaupt nicht. Dasselbe gilt f\u00fcr salzige oder bittere Chemikalien wie Denatonium und Chinin, die eine hohe Aktivit\u00e4t ausl\u00f6sten. In einem weiteren Schritt wurden unspezifische Reaktionen aufgrund von pH-Wert oder Osmolarit\u00e4t ausgeschlossen. So wurde beispielsweise Saccharose mit einem pH-Wert von 4, 6 und 9 getestet \u2013 mit gleichbleibendem Resultat.<\/p>\n

Kopfsch\u00fctteln gibt\u2019s nicht<\/strong><\/p>\n

Durch das genetische Einf\u00e4rben einer spezifischen Geschmackszelle konnten die Forschenden also beobachten, wie verschiedene Fl\u00fcssigkeiten vom immer gleichen Rezeptor aufgenommen wurden. Dass ein einziges Neuron \u2013 jenes, das Capsaicin im Pfeffer codiert \u2013 sowohl f\u00fcr Hitze wie f\u00fcr Sch\u00e4rfe verantwortlich zeichnet, war schon bekannt. Dass ein Neuron aber gleichzeitig beispielsweise die Geschmacksrichtungen\u00abs\u00fcss\u00bb und \u00abbitter\u00bb wahrnehmen kann ist revolution\u00e4r. Die Ergebnisse legen nahe, dass auch beim S\u00e4ugetier oder sogar beim Menschen bisher unerwartete Geschmackszellen existieren k\u00f6nnten. Diese Art der Geschmacksempfindung wiederum stellt die Frage, wie eine solche multimodale Information vom Gehirn verarbeitet wird, da so ein Neuron vermutlich nicht zwischen \u00abbitter\u00bb und \u00abs\u00fcss\u00bb unterscheiden kann.<\/p>\n

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\"Tasting\"<\/a>\u00a9Thinkstock<\/em><\/h6>\n

Lebenserhaltende Wirkung<\/strong><\/p>\n

In einem zweiten Schritt wollte das Forschungsteam herausfinden, was den Larven schmeckt. Da diese nicht einfach den Kopf sch\u00fctteln oder nicken k\u00f6nnen, testeten die Forschenden, ob die k\u00fcnstliche Deaktivierung des C7-Neurons die Larven zu einer bestimmten Geschmacksrichtung hinzieht \u2013 oder eben nicht. Die Drosophila-Larven kamen in Petrischalen, deren eine H\u00e4lfte Agarose mit Geschmack enthielt und die andere Agarose ohne Geschmack. Schnell wurde ersichtlich, dass die Aktivierung oder Deaktivierung von C7 einen Einfluss auf die Wahrnehmung und Vermeidung von Bitterstoffen wie Denatonium und Chinin hat. Bei der Wahrnehmung und dem entsprechenden Verhalten gegen\u00fcber Saccharose \u00e4ndert sich nach einer Deaktivierung des Rezeptors nichts. Eine k\u00fcnstliche Aktivierung des C7 l\u00e4sst also vermuten, dass dieses Neuron Information vermittelt, die zu einem vermeidenden Verhalten f\u00fchren kann. Da Bitterstoffe in Nahrungsmitteln im nat\u00fcrlichen Umfeld in der Regel auf eine Gefahr hindeuten, schliessen die Forschenden auf eine lebenserhaltende Wirkung des C7-Neurons. Inwiefern dies auch auf die Menschen zutrifft, ist noch nicht klar.<\/p>\n

Einfach und fortpflanzungswillig<\/strong><\/p>\n

Die Larve der Drosophila dient der Hirnforschung als einfacher Organismus, um die komplexen Interaktionen zwischen Neuronen besser zu verstehen. Sie verf\u00fcgt \u00fcber rund 30 Geschmackszellen, was im Vergleich zu den Millionen von Zellen beim Menschen sehr \u00fcberschaubar ist. Von ausgewachsenen Drosophila wissen wir \u00fcberdies, dass sie mehr Geschm\u00e4cker unterscheiden als wir Menschen. Neben den f\u00fcnf f\u00fcr Menschen geltenden Geschmacksrichtungen nehmen die Fliegen zus\u00e4tzlich den Wassergehalt von Nahrungsmitteln wahr.<\/p>\n

Die Komplexit\u00e4t des Menschlichen Gehirns ist gleichzeitig eine der gr\u00f6ssten H\u00fcrden, um dieses zu verstehen. Mit \u00fcber 100 Milliarden Zellen und bis zu 1000 Mal mehr Verbindungen wird es in den kommenden Jahrzehnten kaum m\u00f6glich sein, es vollst\u00e4ndig zu erforschen. Das Gehirn der Fruchtfliege oder deren Larve ist um ein vielfaches einfacher, kann aber unglaublich komplizierte Aufgaben l\u00f6sen. Mit nur etwa 2000 Neuronen ist man derzeit daran, alle Neuronen und deren Verbindungen zu identifizieren. Zusammen mit der M\u00f6glichkeit einzelne Zellen genetisch zu untersuchen ergibt sich eine realistische Chance, ein komplettes Gehirn zu verstehen. Da grunds\u00e4tzlich die meisten Prozesse in der Fliege und dem Menschen identisch oder sehr \u00e4hnlich ablaufen, werden wir dank der Forschung an der Fliege viel \u00fcber uns selbst erfahren.<\/p>\n

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Simon Sprecher <\/a>ist Professor am Departement f\u00fcr Biologie.<\/p>\n

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