Las fragancias, misterio prometedor, intriga y emociones prohibidas, son mezcladas por maestros perfumistas y sus recetas se mantienen en secreto. En un nuevo estudio sobre el sentido del olfato, los investigadores del Instituto de Ciencias Weizmann han logrado despojar gran parte del misterio de inclusomezclas complejas de odorantes, no descubriendo sus ingredientes secretos, sino registrando y mapeando cómo se perciben. Los científicos ahora pueden predecir cómo olerá cualquier odorante complejo solo a partir de su estructura molecular. Este estudio puede no solo revolucionar el mundo cerrado de la perfumería, pero eventualmente conducen a la capacidad de digitalizar y reproducir olores a voluntad. El marco propuesto para los olores, creado por neurobiólogos, informáticos y un maestro perfumista, y financiado por una iniciativa europea para las tecnologías emergentes del futuro FET-OPEN,fue publicado en Naturaleza .
"El desafío de trazar olores de una manera organizada y lógica fue propuesto por primera vez por Alexander Graham Bell hace más de 100 años", dice el profesor Noam Sobel del Departamento de Neurobiología del Instituto. Bell arrojó el guante: "Tenemos muchostipos de olores, desde el olor de violetas y rosas hasta asafétida. Pero hasta que no puedas medir sus semejanzas y diferencias, no podrás tener ciencia del olor ". Este desafío había permanecido sin resolver hasta ahora.
Este desafío centenario de hecho destacó la dificultad de encajar los olores en un sistema lógico: hay millones de receptores de olores en nuestras narices, que constan de cientos de subtipos diferentes, cada uno con forma para detectar características moleculares particulares. Nuestros cerebros perciben potencialmente millones de oloresen el que estas moléculas individuales se mezclan y combinan a diferentes intensidades. Por lo tanto, mapear esta información ha sido un desafío. Pero Sobel y sus colegas, dirigidos por el estudiante graduado Aharon Ravia y el Dr. Kobi Snitz, encontraron que hay un orden subyacente en los olores.Llegaron a esta conclusión adoptando el concepto de Bell, es decir, para describir no los olores en sí mismos, sino las relaciones entre los olores tal como se perciben.
En una serie de experimentos, el equipo presentó a los participantes voluntarios pares de olores y les pidió que calificaran estos olores según la similitud de los dos entre sí, clasificando los pares en una escala de similitud que va desde "idénticos" a "extremadamente diferentes. "En el experimento inicial, el equipo creó 14 mezclas aromáticas, cada una hecha de aproximadamente 10 componentes moleculares, y las presentó de dos en dos a casi 200 voluntarios, de modo que al final del experimento cada voluntario había evaluado 95 pares.
Para traducir la base de datos resultante de miles de calificaciones de similitud perceptiva informadas en un diseño útil, el equipo refinó una medida fisicoquímica que habían desarrollado previamente. En este cálculo, cada odorante está representado por un solo vector que combina 21 medidas físicas polaridad,peso molecular, etc.. Para comparar dos odorantes, cada uno representado por un vector, se toma el ángulo entre los vectores para reflejar la similitud perceptual entre ellos. Un par de odorantes con una distancia de ángulo baja entre ellos se predice similar, aquellos conLa distancia de ángulo alto entre ellos se predice diferente.
Para probar este modelo, el equipo lo aplicó primero a los datos recopilados por otros, principalmente un gran estudio sobre discriminación de olores realizado por Bushdid y sus colegas del laboratorio de la profesora Leslie Vosshall en el Instituto Rockefeller de Nueva York. El equipo de Weizmann descubrió queSu modelo y sus mediciones predijeron con precisión los resultados de Bushdid: los olores con una distancia de ángulo baja entre ellos eran difíciles de discriminar; los olores con una distancia de ángulo alta entre ellos eran fáciles de discriminar. Animado por el modelo que predice con precisión los datos recopilados por otros, el equipo continuó probandopara ellos mismos.
El equipo inventó nuevos aromas e invitó a un nuevo grupo de voluntarios a olerlos, nuevamente usando su método para predecir cómo este grupo de participantes calificaría a los pares: al principio 14 nuevas mezclas y luego, en el siguiente experimento, 100 mezclas. El modelo funcionó excepcionalmente bien. De hecho, los resultados estuvieron en el mismo estadio que los de la percepción del color: información sensorial que se basa en parámetros bien definidos. Esto fue especialmente sorprendente considerando que cada individuo probablemente tiene un complemento único de receptor de olorsubtipos, que pueden variar hasta en un 30% entre individuos.
Debido a que el "mapa de olores" o "métrica" predice la similitud de dos odorantes cualesquiera, también se puede usar para predecir cómo odorizará finalmente un odorizante. Por ejemplo, cualquier odorante nuevo que esté dentro de 0.05 radianes o menos de plátanoolerá exactamente a plátano. A medida que el nuevo olor se aleje del plátano, olerá a plátano y, más allá de cierta distancia, dejará de parecerse al plátano.
El equipo ahora está desarrollando una herramienta basada en la web. Este conjunto de herramientas no solo predice cómo olerá un nuevo olor, sino que también puede sintetizar los odorantes por diseño. Por ejemplo, uno puede tomar cualquier perfume con un conjunto conocido de ingredientes,y utilizando el mapa y la métrica, generar un nuevo perfume sin componentes en común con el perfume original, pero con exactamente el mismo olor. Estas creaciones en la visión del color, es decir, composiciones espectrales que no se superponen y generan el mismo color percibido, se denominan colormetamers, y aquí el equipo generó metamers olfativos.
Los hallazgos del estudio son un paso significativo hacia la realización de una visión del profesor David Harel del Departamento de Computación y Matemáticas Aplicadas, quien también se desempeña como Vicepresidente de la Academia de Ciencias y Humanidades de Israel y quien fue coautor del estudio.: Permitir que las computadoras digitalicen y reproduzcan olores. Además, por supuesto, de poder agregar aromas realistas de flores o mar a las fotos de sus vacaciones en las redes sociales, lo que brinda a las computadoras la capacidad de interpretar los olores de la forma en que lo hacen los humanos podría tener un impactosobre monitoreo ambiental y las industrias biomédica y alimentaria, por nombrar algunos. Sin embargo, el maestro perfumista Christophe Laudamiel, quien también es coautor del estudio, comenta que aún no está preocupado por su profesión.
Sobel concluye: "Hace 100 años, Alexander Graham Bell planteó un desafío. Ahora lo hemos respondido: la distancia entre rosa y violeta es 0,202 radianes son remotamente similares, la distancia entre violeta y asafétida es 0,5 radianes son muy diferentes, y la diferencia entre la rosa y la asafétida es de 0,565 radianes son incluso más diferentes. Hemos convertido las percepciones del olor en números, y esto debería hacer avanzar la ciencia del olor ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Weizmann . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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