這項工作有助於理解為什麼有的疾病如帕金森會讓人失去嗅覺。
利用數學建模,研究人員能夠根據氣味分子的出現頻率來繪製氣味組合圖。
從玫瑰花的香味到燒烤的煙火氣、再到辛辣的魚湯,你聞到的每一個味道,都是由各種氣味分子與鼻子內蛋白質受體結合混合而成的。科學家們一直在努力想搞清楚為什麼人們一聞到某種味道就知道那是蘋果、那是辣條,或是嘗試著從氣味分子的結構方面來預測物體的味道,聞起來是令人愉悅的、有毒的、還是無味的。
這次,來自索爾克生物研究所以及亞利桑那州立大學的研究人員發現了一種新方法,根據氣味在自然界中的頻率來組織氣味分子,而那正是我們的嗅覺進化的基礎背景。然後通過這些數據的繪製,找出讓人類最快樂的氣味組合,為食品工程開創了一條新道路。
該研究的主要作者、來自薩克研究所計算神經生物學實驗室的Tatyana Sharpee副教授說道:「我們用高頻和低頻來區分聲音,用顏色和波長的光譜來定義視覺,但嗅覺一直都沒有一種統一的規整方法。」
此前,曾有研究人員試圖根據氣味分子的化學結構對其進行嚴格的分類。而Sharpee 表示:「然而事實證明,有的分子雖然結構相似,但聞起來迥然不同。」
利用現有的草莓、西紅柿、藍莓和老鼠尿中的氣味分子的數據,研究人員用統計學的方法,基於它們在四組樣品中同時出現的頻率,把氣味分子畫在了圖上。
那些經常聚在一起的分子就放得靠近一些。
Sharpee解釋道:「繪製城市地圖就會發現,如果地球表面不是彎曲而是平的,那從芝加哥到墨爾本的距離就不是現在這樣了。氣味圖也是如此。」
圓圈表示球形正面,方塊表示背面。 來源:Salk Institute.
用這個方法,研究人員發現氣味分子在三個維度上會相似的映射到曲面上。不是地球這樣的球體,而是像薯片一樣的形狀,即數學家口中的雙曲面。
而當他們對氣味分子如何聚集進行研究時,發現氣味組合有愉悅的、難聞的、與酸度有關的、或是會蒸發消失的偏向性。這些結果讓工程人員構建令人愉悅的氣味混合物變得更容易了。
研究人員之一、行為神經學家Brian Smith補充道:「通過揭示氣味分子與大腦之間的相互作用,這項工作有助於理解為什麼有的疾病如帕金森會讓人失去嗅覺。」
蝌蚪五線譜編譯自neurosciencenews,譯者 狗格格,轉載須授權