Snuffelende mens is een echte reuk-kampioen

Neurowetenschap

Dat mensen slechter ruiken dan muizen of honden is een 19-de eeuwse mythe, betoogt de Amerikaanse neurowetenschapper John McGann. Zo is de mensenreuk prima bij wijn in een glas en chocola in het gras.

Het menselijk reukvermogen doet niet onder voor dat van andere zoogdieren. Foto's istock

Het menselijk reukvermogen doet niet onder voor dat van muizen, ratten of honden. Dat schrijft neurowetenschapper John McGann deze week in een review in Science. Ja, honden kunnen inderdaad beter onderscheid maken tussen urine van verschillende collega-honden op een brandkraan, maar mensen zijn toch echt beter dan honden in bijvoorbeeld het onderscheiden van subtiele aroma’s in wijn. Het verschil in reukvermogen is niet zozeer kwantitatief, maar vooral kwalitatief, aldus McGann.

Dat de menselijke reukzin relatief onderontwikkeld of gedegenereerd is, is een negentiende-eeuwse mythe, zegt McGann. Die ontstond bij de beroemde Franse neuroanatoom Paul Broca. In 1879 publiceerde Broca een verhandeling over de bulbi olfactori (reukbollen). Deze hersenkernen zijn twee druifvormige verdikkingen vooraan de onderzijde van de grote hersenen. Ze dienen als ‘schakelkast’ voor de binnenkomende informatie uit de reukzenuwen. Van daaruit lopen olfactorische banen en andere zenuwverbindingen dieper het brein in.

De Franse neuroanatoom Paul Broca, rond 1860. Foto Wellcome Library

Broca verdeelde de zoogdieren in twee categorieën: osmatische dieren, die hun reukvermogen als belangrijkste zintuig gebruiken en hun gedrag erdoor laten leiden, en de anosmatische dieren, waartoe Broca walvissen en dolfijnen rekende, evenals de mens. Broca baseerde zich op de anatomie en op de invloed van geur op gedrag; hij sprak zich feitelijk niet uit over wel of niet goed kunnen ruiken.

Opvolgers van Broca maakten het misverstand geleidelijk aan groter. De impliciete aanname dat menselijke neus inferieur was aan die van andere dieren schoot diep wortel. Sigmund Freud droeg daar ook aan bij. De Oostenrijkse grondlegger van de psychoanalyse stelde dat geuren bij dieren instinctief seksueel gedrag oproepen, en dat de verloren reukzin van mensen de ongeremde seksualiteit in toom houdt. De behoefte van kinderen en geesteszieken om aan dingen te ruiken zag Freud als primitief en dierlijk. Met andere woorden: een slechte neus bracht de mens beschaving.

In lijn daarmee zagen wetenschappers dat de mens vrij kleine reukbollen heeft. Ook dat was een zinsbegoocheling die het verkeerde idee bevestigde, analyseert McGann. Ja, ten opzichte van de rest van het hersenvolume van de mens zijn ze klein, maar vergeleken met die van de rat zijn ze twee keer zo groot en wel zes keer zo groot als die van een muis.

Zenuwcellen in bulbus olfactorius

Overigens zegt verschil in grootte van deze hersenkernen eigenlijk ook niks over een betere of slechtere reukzin, betoogt McGann. Je kunt beter het aantal zenuwcellen tellen in de bulbus olfactorius, en dan blijkt dat het getal voor verschillende zoogdiersoorten opvallend constant is. De agouti (een knaagdier) heeft er 58 miljoen en de marmoset (een klauwaapje) 2 miljoen. Alle onderzochte zoogdieren vallen binnen die bandbreedte, inclusief de mens. Een man scoort wat aantal reukneuronen betreft net iets lager dan de muis. maar een vrouw zit al hoger dan een cavia, die er meer heeft dan de muis. En met de oppervlakte van het reukepitheel in de neus valt de mens met 5 vierkante centimeter ook tussen die van muis en rat in (1,4 cm2 en 6,9 cm2).

De mythe van de slecht ruikende mens leeft voort in het moderne onderzoek, zegt McGann. Genetische studies toonden aan dat de mens in zijn DNA weliswaar duizend genen heeft voor geurreceptoren, maar ook dat er daarvan maar 390 actief zijn. De muis daarentegen heeft wel 1.100 actieve geurreceptorgenen plus nog eens 200 pseudogenen. Dat zou het bewijs zijn dat het onderscheiden van geuren in de menselijke evolutie van ondergeschikt belang is geweest. Sommige onderzoekers gingen zelfs zo ver dat zij stelden dat de ontwikkeling van het kleurenzien van menselijke voorouders uiteindelijk de degeneratie van de neus inluidde. Maar breder onderzoek met een groter aantal diersoorten kon dat later niet onderbouwen.

Mens ruikt met twee neusgaten en vormt zich zo in stereo een ruimtelijk beeld van geurspoor

Om te achterhalen of de mens echt slecht ruikt, zijn vergelijkende proeven met dieren nodig. Maar die zijn schaars en het is lastig om er algemene conclusies uit te trekken, omdat diersoorten verschillen in hun gevoeligheid voor bepaalde geurstoffen. Maar zeker is dat het menselijk reukvermogen soms anderen overtreft. McGann wijst op een publicatie uit 1953 waarin de Britse neurofysioloog Edgar Adrian bij konijnen de elektrische reactie in de bulbus olfactorius op diverse geurstoffen mat. En passant schrijft Adrian dat de geurdrempel van konijnen voor vluchtige stoffen vaak weinig verschilde van die van de wetenschappers die de proef uitvoerden.

Maagdelijk onderzoeksterrein

In 2013 testte het laboratorium van Matthias Laska van de universiteit van Linköping zes zwavelhoudende geurstoffen uit urine van roofdieren in laboratoriummuizen, slingerapen en mensen. Mensen bleken het gevoeligst voor twee van de zes geuren en muizen voor vier van de zes. Echter één stof, 3-mercapto-3-methylbutyl-formiaat, roken de twaalf menselijke proefpersonen bij een concentratie duizend keer lager dan de vijf muizen en vijf apen in de test. Recent onderzoek van Laska’s lab liet zien dat mensen gevoeliger zijn dan muizen voor trans-4,5-epoxy-(E)-2-decenal, een geurstof die kenmerkend is voor zoogdierbloed. Dit is nog een maagdelijk onderzoeksterrein.

En nog zoiets: speurhonden mogen dan de naam hebben, maar mensen zijn óók in staat een geurspoor in een grasveld te volgen. Dat bleek tien jaar geleden in een opvallend experiment dat aan de University of California in Berkeley werd uitgevoerd (Nature Neuroscience, januari 2007). Studenten konden na een beetje oefening geblinddoekt en met een geluiddempende koptelefoon op inderdaad een onzichtbaar spoor van chocoladegeur in het gazon volgen. Ze deden dat precies als een hond, op handen en voeten en met de neus vlak boven de grond, zigzaggend en al bijsturend als ze te ver van het spoor verwijderd raakten en de geur zwakker werd. Belangrijk bleek daarbij wel dat ze konden ruiken met twee neusgaten, waardoor ze zich in stereo een ruimtelijk beeld van het geurspoor konden vormen.

In een recenter onderzoek van een ander team aan de University of Berkeley (PLOS ONE, 17 juni 2015) bleek dat geblinddoekte proefpersonen beter in staat zijn om een exacte plaats in een leeg leslokaal terug te vinden als ze bij de oriëntatie gebruik mogen maken van hun neus. Met twee geurgradiënten van essentiële oliën (van suikerberk, anijs of kruidnagel; geuren die ook gebruikt worden om honden te trainen), kwamen ze dichter bij de bedoelde plek dan zonder die informatie.

Het gaat volgens McGann niet zozeer om het aantal neuronen of het aantal geurreceptoren. Het detail van de menselijke waarneming zit hem waarschijnlijk in de verdere verwerking van de geurinformatie. Net zoals de hersenschors van mensen extra betekenis kan geven aan visuele en auditieve informatie (denk aan lezen, begrijpen van spraak), geldt dat wellicht ook voor olfactorische informatie.

De menselijke ogen halen het niet bij die van een valk en zijn oren pikken lang niet zoveel geluidsfrequenties op als die van een muis. Maar dat gebrek wordt ruimschoots gecompenseerd door de intelligente verwerking van de binnenkomende signalen, waardoor er effectief herinneringen en emoties aan gekoppeld worden. Dat gebeurt grotendeels onbewust. Daar moeten we ons maar een bewust van worden, zegt McGann.