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Maschinelles Lernen Duftstoff oder Stinkbombe? Wie Forschende unseren Geruchssinn mit KI analysieren

  • von Reinhard Breuer
Der Aufbau eines Moleküls bestimmt, was wir riechen, sobald es uns in die Nase steigt. Doch welche chemische Struktur löst welche Wahrnehmung aus? Das ergründen Forschende nun mithilfe Künstlicher Intelligenz. Der Algorithmus weiß sogar, welcher Geruch Stechmücken davonjagt
Stinktier riecht an Rosenstrauß
Thiole und Thioacetate, Schwefelverbindungen, verleihen Stinktiersekret seinen Ekelfaktor. Zum Duftbouquet von Rosen trägt unter anderem Geraniol bei
© Catherine Ledner Photography Inc. / Getty Images

Unsere Nase ist ein Wunderwerk. Während die Zunge nur fünf (womöglich sechs) Geschmacks­richtungen wahrnehmen kann und dem Auge drei Arten von Fotorezeptoren für das Farbsehen reichen, arbeitet unsere Riechschleimhaut mit etwa 400 verschiedenen Typen von Riechzellen. Von jedem Zelltyp existieren rund 50.000 Exemplare. Gemeinsam können sie mehr als eine Billion Duftnoten unterscheiden – zu dieser Schätzung kamen Forschende im Jahr 2014.

Im Geruchszentrum des Gehirns erzeugen sie damit eine Landkarte der Gerüche. Diese funktioniert ähnlich wie ein Farbenkreis: So wie Orange zwischen Gelb und Rot auftaucht, landet der Duft von Äpfeln zwischen dem von Kirschen und Bananen. Dagegen riecht Essig eben ganz anders als Lavendel.

Der Mechanismus, über den das Gehirn Gerüche wahrnimmt, ist bekannt: Alle Riechzellen besitzen Rezeptoren, die nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip funktionieren. Trifft ein Duftmolekül auf einen passenden Geruchsrezeptor, klinkt es sich dort ein. Sofort schickt die zugehörige Riechzelle Signale an die Glomeruli olfactorii, kugelförmige Nervenstrukturen im Riechgehirn.