Bonn: Experte geht dem Geruchssinn auf den Grund

31.10.2023

Der 39-Jährige untersucht am Geruchssinn der Maus, wie das Gehirn relevante Informationen aus einer sich stets wandelnden Außenwelt extrahiert. Dazu nutzt er jüngste methodische Fortschritte unter anderem bei der Aufzeichnung neuronaler Aktivität im Gehirn.

Für seine Forschung wird Prof. Ackels von der Europäischen Union mit einem ERC Starting Grant bis 2028 gefördert. Jetzt kommt er vom Francis Crick Institute in London. An dem renommierten Forschungsinstitut für Biomedizin war er insgesamt sieben Jahre tätig.

Für die sensorische Wahrnehmung interessierte sich Prof. Ackels schon in seiner Zeit an der RWTH Aachen. So konzentrierte sich der Biologe in seiner Doktorarbeit vor allem auf Signalmechanismen im Geruchssystem. „Mäuse verlassen sich im Gegensatz zum Menschen vor allem auf ihren Geruchssinn. Dieser hat unter anderem Einfluss auf das Sozialverhalten, beispielsweise bei der Reviermarkierung und dem sozialen Status“, sagt Prof. Ackels. Daher ging er der Frage nach, wie Gerüche in der Nase detektiert und anschließend verarbeitet werden, um eine Reaktion auszulösen.

Natürliche Düfte bewegen sich in Zeit und Raum

Derzeit legt er sein Augenmerk auf natürliche Gerüche, die sich durch Wind in einem ständigen Wandel befinden und dadurch räumlich-zeitlich komplexe Geruchsfahnen bilden. Dass Säugetiere die räumlichen Informationen reflektieren können, die in der Zeitstruktur der Gerüche enthalten sind, ist von hoher Relevanz für ihr Verhalten. Denn die Ortsbestimmung spielt beispielsweise eine Rolle bei der Nahrungssuche, aber auch bei der Flucht aufgrund von Gefahr. „Doch wie das Geruchssystem von Mäusen Informationen über den Raum aus der zeitlichen Geruchsdynamik verarbeitet, ist noch nicht gut verstanden“, sagt Prof. Ackels. Daher will er die dazugehörigen Mechanismen auf der Ebene von Zellen beziehungsweise Zellnetzwerken im Mausmodell erforschen. Auch erhofft er sich Hinweise darauf, wie die Geruchsdynamik zu einem entsprechenden Verhalten führt. Dazu baut er im Labor das Equipment für Versuchsreihen mit lebenden Mäusen auf. Beispielsweise entwickelt er eine Methode zur kontrollierten Stimulation mit Duftstoffen: „Dazu kann man nicht einfach auf einen Knopf drücken“, sagt der Neurowissenschaftler. Anschließend betrachtet er unter anderem mittels Zwei-Photonen-Bildgebung, einer Technik der Fluoreszenzmikroskopie, die neuronale Aktivität.