Die über die Zunge wahrgenommenen Geschmackssignale zählen zu den ersten neuronalen Informationen, die zum Gesamtgeschmackseindruck beitragen. Das Repertoire der menschlichen Wahrnehmung umfasst mindestens fünf Geschmacksqualitäten: salzig, süß, umami, sauer und bitter.
Sobald ein Geschmacksstoff an einen Geschmacksrezeptor im Mund bindet und diesen aktiviert, leitet er ein Signal über Nervenbahnen an das Gehirn weiter. Dabei ist jedem Rezeptor jeweils eine der fünf Geschmacksqualitäten zugeordnet. Bislang war weitgehend unbekannt, wie das menschliche zentrale Nervensystem diese Signale aus der Peripherie verarbeitet und wie es die Grundgeschmacksarten kodiert.
Um diese Frage zu beantworten, haben die Forscher mittels Elektroenzephalografie (EEG) Hirnströme gemessen – winzige elektrische Signale, die von Milliarden von Nervenzellen des menschlichen Großhirns produziert werden. Die Hypothese war, dass die verschiedenen Geschmacksrichtungen im Gehirn durch unverwechselbare neuronale Aktivitätsmuster mit einer charakteristischen räumlichen Verteilung repräsentiert werden.
Computer „liest Gedanken" der Probanden
Tatsächlich erzeugen die Geschmacksqualitäten bereits etwa 175 Millisekunden nach einem entsprechenden Geschmacksreiz, geschmacksspezifische Aktivitätsmuster. Demnach lösen Geschmacksreize im Gehirn sehr viel schneller eine Antwort aus, als ursprünglich angenommen. Zudem konnten die Forscher ein Computerprogramm darauf trainieren, diese Muster zu erkennen und vorherzusagen, welche Geschmackslösung ein Studienteilnehmer gerade verkostet.
Diese Form des „Gedankenlesens" funktionierte laut dem DIfE so zuverlässig, dass die Forscher sogar die subjektive Wahrnehmung der Probanden vorhersagen konnten: Geschmacksrichtungen, die von den Probanden häufig verwechselt wurden (z. B. salzig und sauer) waren auch für das Computerprogramm schwierig zu differenzieren. Dieses Ergebnis legt nahe, dass die Forscher in dieser Analyse den Code dechiffrieren konnten, in dem das menschliche Großhirn subjektives Geschmacksempfinden speichert.
Das Forscherteam aus Potsdam will mit seiner Arbeit dazu beizutragen, die an der Geschmackswahrnehmung beteiligten neuronalen Abläufe im menschlichen Gehirn besser zu verstehen. Ziel sei es außerdem, Ansätze für neue Strategien zu entwickeln, die einem ungesunden Ernährungsverhalten entgegenwirken.
„Die Fähigkeit zu schmecken ist für die Nahrungsauswahl und das Entstehen von Nahrungsvorlieben entscheidend. Dabei kann eine gestörte Wahrnehmung oder Bewertung des Geschmacks ein gestörtes Essverhalten fördern, das wiederum eine Fehl- oder Überernährung begünstigt“, erklärt Kathrin Ohla, die am DIfE die Nachwuchsgruppe Psychophysiologie der Nahrungswahrnehmung leitet.
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