Întâlnirea cu un apelant de 100 de ani poate duce la un miros digital

Parfumeria – un secret promițător, o conspirație și o emoție interzisă – este amestecată de maeștrii parfumieri, ale căror rețete sunt păstrate secrete. Într-un nou studiu privind percepția mirosului, cercetătorii de la Weizmann Research Institute au reușit să elimine majoritatea misterelor, chiar și din amestecurile complexe de substanțe mirositoare, prin înregistrarea și cartografierea modului în care sunt percepute, mai degrabă decât prin descoperirea componentelor ascunse ale acestora. Acum oamenii de știință pot ghici doar cum miroase orice parfum complex din structura sa moleculară. Această cercetare nu numai că ar putea revoluționa lumea parfumeriei, ci va duce în cele din urmă la capacitatea de a digitiza și de a reproduce parfumurile la comandă. Creat de neurobiologi, informaticieni și maeștri parfumieri și finanțat de inițiativa europeană Future Emerging Technologies (FET-OPEN) Natură.

„Problema desenului miroase într-un mod organizat și logic a fost propusă pentru prima oară acum 100 de ani de Alexander Graham Bell”, a spus Noam Sobel, profesor de neurobiologie la institut. Bell a aruncat centura: „Avem o varietate de parfumuri, de la parfumuri de violet și trandafir până la asafoetida”. Dar nu poți ști nimic despre miros până nu le poți măsura asemănările și diferențele. ” Această problemă nu a fost rezolvată până acum.

Această problemă de-a lungul secolelor a arătat că este foarte dificil să sistematizăm logic mirosurile: există milioane de receptori de miros în nasul nostru, fiecare constând din sute de subtipuri diferite formate pentru a detecta proprietăți moleculare specifice. Creierul nostru simte milioane de mirosuri în care aceste molecule unice sunt amestecate și amestecate la intensități diferite. Astfel, a fost dificil să cartografiez aceste informații. Dar Sobel și colegii săi, în frunte cu studentul său absolvent Aharon Ravia și dr. Kobe Snits, au descoperit că există o ordine primordială a apariției mirosurilor. Au ajuns la această concluzie adoptând conceptul lui Bell, adică să descrie relația dintre mirosuri, nu mirosurile în sine.

Într-o serie de experimente, echipa a dăruit perechi de parfumuri voluntari și le-a cerut să evalueze cât de asemănătoare erau cele două parfumuri între ele și a împărțit perechile de la „aceleași” la niveluri „extrem de diferite” pe o scară de similaritate. În experimentul inițial, echipa a creat 14 amestecuri aromatice, fiecare constând din aproximativ 10 componente moleculare, și a prezentat două dintre ele simultan la aproximativ 200 de voluntari, astfel încât la sfârșitul experimentului, fiecare voluntar a evaluat 95 de perechi.

Echipa rezultată a îmbunătățit scara fizico-chimică dezvoltată anterior pentru a face baza de date cu mii de evaluări de similitudine perceptivă un aranjament util. În acest calcul, fiecare miros este reprezentat de un singur vector care combină 21 de dimensiuni fizice (polaritate, greutate moleculară etc.). Pentru a compara două parfumuri, reprezentate fiecare de un vector, se ia un unghi între vectori pentru a reflecta similitudinea perceptivă dintre ei. Similar cu o pereche de ghidaje cu o distanță unghiulară mică între ele, cele cu o distanță mare între ele sunt asumate diferit.

Pentru a testa acest model, echipa l-a aplicat mai întâi datelor colectate de alții, în primul rând cercetărilor la scară largă privind discriminarea mirosurilor de către Bushdid și colegii din laboratorul profesorului Leslie Voschall de la Institutul Rockefeller din New York. Echipa Weizmann a constatat că modelul și măsurătorile lor au prezis cu exactitate rezultatele lui Bushdid: a fost dificil să se distingă mirosurile cu distanțe unghiulare mici între ele; era ușor să distingi mirosurile cu o distanță unghiulară mare între ele. Inspirată de un model care a prezis cu precizie datele colectate de alții, echipa a continuat să se testeze.

Echipa a evocat mirosuri noi și a invitat un nou grup de voluntari să le miroasă, din nou folosind propriile metode, ghicind cum acest set de participanți ar evalua perechile – mai întâi 14 mixuri noi, apoi 100 mixuri în următorul experiment. Modelul a funcționat foarte bine. De fapt, rezultatele au fost în același stadiu ca percepția culorii – date senzoriale bazate pe parametri clar definiți. Acest lucru a fost deosebit de surprinzător având în vedere că fiecare persoană are subtipuri specifice de receptori de miros, care pot varia până la 30% în rândul oamenilor.

Acest set de instrumente nu numai că prezice modul în care va mirosi un nou parfum, dar poate sintetiza și mirosurile cu un design.

Deoarece o „hartă a mirosului” sau „metrică” prezice similitudinea oricăror două mirosuri, poate fi folosită și pentru a prezice cum va mirosi mirosul. De exemplu, orice parfum nou care se află la 0,05 radiani sau mai puțin departe de o banană este la fel ca mirosul unei banane. Când mirositorul roman se îndepărtează de banană, acesta capătă un miros asemănător bananei și nu arată ca o banană nici măcar de la o anumită distanță.

Echipa dezvoltă în prezent un instrument bazat pe web. Acest set de instrumente nu numai că prezice modul în care va mirosi un nou parfum, dar poate sintetiza și mirosurile cu un design. De exemplu, orice parfum poate fi obținut cu un set bine cunoscut de ingrediente și, folosind hărți și valori, este posibil să se producă un nou parfum care nu este comun cu parfumul original, dar cu exact același parfum. În viziunea culorilor, astfel de creații, adică compoziții spectrale care nu se suprapun, care produc aceeași culoare perceptibilă, sunt numite metamere de culoare, iar aici echipa a creat metamere cu mirosuri mirositoare.

Descoperirile reprezintă un pas important în implementarea punctelor de vedere ale lui David Harel, profesor la Departamentul de Calculatoare și Matematică Aplicată, care a servit în calitate de vicepreședinte al Academiei Israeliene de Științe și Științe Umane și a co-autorizat studiul. calculatoare pentru digitalizarea și reproducerea mirosurilor. De asemenea, poate, desigur, să adauge autenticitatea florilor sau a aromelor marine la imaginile de sărbători de pe social media, să ofere computerelor capacitatea de a interpreta mirosurile într-un mod specific omului, de a monitoriza mediul și de a influența industriile biomedicale și alimentare. , a numi câteva. Cu toate acestea, maestrul parfumier Christoph Laudamiel, de asemenea coautor al studiului, subliniază că încă nu îi pasă de profesia sa.

Sobel conchide: „Acum 100 de ani, Alexander Graham Bell a creat o provocare. Am răspuns acum: distanța dintre trandafir și violet este de 0,202 radiani (sunt asemănătoare una cu cealaltă), distanța dintre violet și violet este de 0,5 radiani (sunt foarte diferiți) și diferența dintre trandafir și movul este de 0,565 radiani (ei) diferă mai mult). Am transformat simțul mirosului în cifre, iar acest lucru ar trebui să avanseze într-adevăr știința mirosului ”.

Informații: Ahron Ravia, Kobe Snitz, Danielle Honigstein, Maya Finkel, Rotem Zirler, Ofer Perl, Lavi Secundo, Christophe Laudamiel, David Harel și Noam Sobel noiembrie, Natură.
DOI: 10.1038 / s41586-020-2891-7

Prof. Noam Sobel – șef al Institutului Național Azrieli pentru Imagistica și Cercetarea Creierului; cercetarea sa este susținută de Centrul de vizualizare a creierului uman de Norman și Helen Asher; Laboratorul Nadia Jaglom pentru Studiul Neurobiologiei Olfatiei; Fundația Rob și Cheryl Makeven pentru cercetarea creierului; și Sonia T. Marschak. Profesorul Sobel Sarah și Michael Sela, Departamentul de Neurobiologie.

Prof. Cercetările lui David Harel sunt proprietatea lui Emil Mimran. Prof. Harel este șeful departamentului de profesor de matematică William Sussman.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Materialul nou poate proteja mai bine soldații, sportivii și șoferii de șoc, impact și explozii

Soldații, sportivii și șoferii pot face viața mai sigură datorită unui nou proces care ar putea duce la o protecție mai eficientă și reutilizabilă...

A fost găsit cel mai vechi loc de înmormântare uman din Africa – un copil a fost îngropat în urmă cu 78.000 de ani

Vedere generală a zonei peșterii Panga ya Saidi. Observați săparea șanțului unde a fost deschisă înmormântarea. Credit: Muhammad Javad Shoaee Descoperirea celui mai...

Se preconizează că speciile non-native vor crește cu 36% în întreaga lume până în 2050

Gâscă egipteană (Alopochen aegyptiaca) originară din Africa și stabilită acum în Europa Centrală și de Vest. Credit: profesorul Tim Blackburn, UCL Se preconizează că...

Visele noastre pot fi ciudate

Această ilustrație reflectă supra-ipoteza creierului, care susține că calitatea redusă și halucinantă a viselor nu este o greșeală, ci o trăsătură particulară, deoarece ajută...

Newsletter

Subscribe to stay updated.