Haben Sie nach Covid keinen Geruchssinn mehr? Eine bionische Nase könnte die Lösung sein

Leiden Sie an Anosmie? Anosmie ist die Unfähigkeit zu riechen, ein Zustand, der seit der Covid-19-Pandemie immer häufiger auftritt.

Covid ist jedoch nicht die einzige Ursache: Alzheimer, Tumore, Hirnverletzungen und verschiedene Viruserkrankungen können dazu führen, dass Menschen ihren Geruchssinn verlieren. In naher Zukunft könnte eine bionische Nase die Lösung für Menschen sein, die unter Anosmie leiden.

Nach Angaben der Washington Post haben 1-2 % der Amerikaner Schwierigkeiten mit ihrem Geruchssinn, ein Zustand, der sich mit zunehmendem Alter verschlimmert.

Laut dem Deutschen Berufsverband der Hals-Nasen-Ohrenärzte e.V. fehlen in Deutschland "Genaue Angaben über die Zahl der Patienten mit Riechstörungen [...] bislang. Man nimmt jedoch an, dass etwa 5 % der Bundesbürger an einer Anosmie leiden.".

Foto von Petra auf Pixabay

Die Zeitungen weisen auch darauf hin, dass weltweit 15 Millionen Erwachsene aufgrund von Covid an einem Verlust ihres Geruchssinns leiden.

Die derzeitige Behandlung für Menschen, die an einer Covid-induzierten Anosmie leiden, ist begrenzt, und es gibt nur drei Möglichkeiten:

1. Abwarten und hoffen, dass sich der Geruchssinn von selbst wieder einstellt.
2. Verschreibung von Steroidmedikamenten, um die Entzündung zu verringern und die Genesung zu beschleunigen.
3. Teilnahme an einer Geruchsrehabilitation, bei der die Patienten täglich vertrauten Gerüchen ausgesetzt werden, in der Hoffnung, dass die Nerven zwischen Nase und Gehirn wiederhergestellt werden.

Zwei Männer haben jedoch möglicherweise eine Lösung gefunden, die Patienten, die an Anosmie leiden, neue Hoffnung geben könnte.

Dr. Richard Costanzo, Professor für Physiologie und Biophysik an der Virginia Commonwealth University, und Dr. Daniel Coelho, Facharzt für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde, hoffen, dass ihre neue Neuroprothese, die sie als "bionische Nase" bezeichnen, Menschen auf der ganzen Welt mit diesem Problem helfen kann.

Bild: By Genia Brodsky and Noam Sobel (The Weizmann Institute) - (2010) PLoS Computational Biology Issue Image, Vol. 6(4) April 2010. PLoS Comput Biol 6(4): ev06.i04. doi:10.1371/image.pcbi.v06.i04, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16938376

Dr. Costanzo (im Bild) hat viel Erfahrung in der Hilfe für Menschen mit Geruchs- und Geschmacksproblemen. Er war Mitbegründer des Zentrums für Geruchs- und Geschmacksstörungen an der Virginia Commonwealth University, das in den 1980er Jahren als erstes in den Vereinigten Staaten eingerichtet wurde.

Foto: Virginia Commonwealth University

Laut IEEE Spectrum beschloss Dr. Costanzo in den 1990er Jahren, nach jahrelanger Forschung zum Thema Geruchsverlust und der Erforschung möglicher Lösungen, mit der Erforschung einer Hardware-Lösung zu beginnen, um Patienten mit Geruchsmangel zu helfen.

Costanzo beschloss, mit Dr. Coelho (Bild) zusammenzuarbeiten, da er viel Erfahrung mit der Unterstützung von Menschen mit Hörverlust durch den Einsatz eines Cochlea-Implantats hat.

Foto: Virginia Commonwealth University

Costanzo erklärte gegenüber der Washington Post, dass das Geruchsimplantat, an dem das Duo arbeitet, auf demselben Konzept basiert wie das Cochlea-Implantat, das tauben Patienten das Hören ermöglicht.

Wie IEEE Spectrum berichtet, begann das Duo 2011 mit Gesprächen über das Projekt und kam zu dem Schluss, dass eine Geruchsprothese einem Cochlea-Implantat sehr ähnlich sein könnte.

Coelho sagte in der Publikation: "Es geht darum, etwas aus der physischen Welt zu nehmen und es in elektrische Signale zu übersetzen, die strategisch auf das Gehirn ausgerichtet sind."

Im Jahr 2016 hatten Coelho und Costanzo endlich ein US-Patent für ihr Geruchsimplantat-System. Sie haben mit einigen talentierten Mitarbeitern zusammengearbeitet, um diesen Traum zu verwirklichen (der mit der Zunahme der Fälle von Geruchsverlust aufgrund von Covid immer dringlicher geworden ist).

Laut IEE Spectrum gehören dem Team "ein Experte für elektronische Nasen in England, mehrere Kliniker in Boston und ein Geschäftsmann in Indiana" an.

Obwohl ein "Dreamteam" an dem Projekt arbeitet, gibt Costanzo zu bedenken, dass dieses Gerät noch einen langen Weg vor sich hat, der Prozess des Riechens komplex ist und es Zeit braucht, bis das Gerät richtig funktioniert.

Costanzo erklärte der Washington Post, wie unser Geruchssinn funktioniert. Er erklärte, dass wir aufgrund spezialisierter Geruchsrezeptorzellen im oberen Teil der Nase riechen können, die chemische Dämpfe in der Luft erkennen können.

Diese Geruchsinformationen werden dann von den Zellen durch Nervenfasern weitergeleitet, die durch Öffnungen in der Schädelbasis verlaufen und dann mit dem Riechkolben in unserem Gehirn verbunden sind.

Foto: By Patrick J. Lynch, medical illustrator - Patrick J. Lynch, medical illustratorFile:Head_olfactory_nerve.jpg, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=68370471

"Der Riechkolben gibt diese Informationen an den Rest des Gehirns weiter, wodurch die Geruchswahrnehmung entsteht, z. B. der Duft einer Orange oder der Duft einer Rose", so Costanzo gegenüber der Washington Post.

Costanzo erklärte gegenüber der Washington Post, dass die Duplizierung dieses sensorischen Prozesses eine besondere Herausforderung darstellt. "Das Problem bei Gerüchen ist, dass wir nicht wissen, welche physikalischen Eigenschaften chemischer Gerüche für die Kodierung all der verschiedenen Gerüche, die es gibt, wichtig sind", sagte Costanzo.

Elektronische Nasen oder E-Nasen gibt es bereits, und wahrscheinlich haben Sie sie in Ihrem Haus. Ein Kohlenmonoxiddetektor ist ein gängiges Beispiel für eine einfache E-Nase.

Das Problem bei diesen Geräten ist jedoch, dass sie nicht sehr viele Gerüche unterscheiden oder erkennen können, bei weitem nicht das, was der Mensch mit seinem Riechorgan erfassen kann.

Costanzo und Coelho haben daher beschlossen, die geschädigten Riechzellen in ihrem Prototyp ganz zu umgehen und stattdessen das Gehirn einfach direkt mit einem implantierten Elektrodenfeld zu stimulieren.

Eine Kombination aus Mikroelektronik, Computerverarbeitung und künstlicher Intelligenz wurde in ihrer bionischen Nase eingesetzt, um dies zu erreichen.

Costanzo erklärte der Washington Post, wie ein winziges, externes Geruchserkennungsstück Signale an einen Mikroprozessorchip sendet, der "einzigartige digitale Fingerabdrücke für verschiedene Gerüche" erzeugt.

Dann werden die Informationen vom Chip über spezielle Radiowellenfrequenzen an einen Empfänger im Schädel der Person gesendet, der die Bereiche des Gehirns stimuliert, die "ein bestimmtes Geruchsempfinden oder eine bestimmte Wahrnehmung" erzeugen.

Die Vorstellung, dass eine bionische Nase Menschen mit Geruchsverlust helfen könnte, ist sehr aufregend. Costanzo möchte jedoch nicht, dass die Menschen glauben, dass sie in naher Zukunft Zugang zu dieser Technologie haben werden, da es sich um ein komplexes Gerät handelt, dessen Entwicklung mehr Zeit in Anspruch nehmen wird.

"Ich denke, wir sind noch einige Jahre davon entfernt, diese Nüsse zu knacken, aber ich denke, es ist machbar", sagte Costanzo gegenüber IEEE Spectrum. Es gibt jedoch Pläne, bald einen klinischen Prototyp zu bauen. "Es gibt Hoffnung", sagte Coelho der Washington Post. "Es gibt ein paar wichtige Dinge, die wir in die Wege leiten müssen, aber es gibt wenig Grund zu der Annahme, dass dieses Gerät nicht funktionieren sollte."