那是什么味道?科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種理解氣味的新方法
每一種氣味,從玫瑰到冒著煙的火再到刺鼻的魚(yú),都是由一種氣味分子的混合物組成,這些氣味分子與你鼻子里的蛋白質(zhì)受體結(jié)合在一起。但科學(xué)家們一直在努力弄清楚,是什么讓每一種氣味分子的組合以它的方式散發(fā)氣味,或者從它的結(jié)構(gòu)來(lái)預(yù)測(cè)一種分子是令人愉悅的、有害的還是完全沒(méi)有氣味。
現(xiàn)在,來(lái)自索爾克研究所和亞利桑那州立大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的方法,可以根據(jù)氣味分子在自然界中共同出現(xiàn)的頻率來(lái)組織它們,這就是我們的嗅覺(jué)進(jìn)化的環(huán)境。然后他們能夠繪制這些數(shù)據(jù)圖,發(fā)現(xiàn)人類(lèi)最喜歡的氣味組合區(qū)域。這項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在8月29日的《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上,為工程嗅覺(jué)和味覺(jué)開(kāi)辟了新途徑。
我們可以根據(jù)高頻和低頻來(lái)排列聲音;Salk計(jì)算神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的副教授Tatyana Sharpee說(shuō),她是這項(xiàng)新研究的第一作者。“但在嗅覺(jué)方面,是否存在一種組織氣味的方法一直是個(gè)未解決的問(wèn)題。”
此前,科學(xué)家曾試圖嚴(yán)格按照化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)氣味分子進(jìn)行分類(lèi)。Sharpee說(shuō):“但事實(shí)證明,結(jié)構(gòu)非常相似的分子聞起來(lái)卻非常不同。”
他們利用草莓、西紅柿、藍(lán)莓和老鼠尿液中不同樣本中氣味分子的現(xiàn)有數(shù)據(jù),根據(jù)四組樣本中氣味分子同時(shí)出現(xiàn)的頻率,用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法將氣味分子繪制在地圖上。
那些發(fā)生得更頻繁的分子被放置得更靠近彼此。
這就像我告訴你芝加哥離紐約、洛杉磯和墨爾本有x英里。如果你繪制這些城市的地圖,你會(huì)發(fā)現(xiàn)地球的表面是彎曲的,而不是平坦的——否則,比如說(shuō),墨爾本到洛杉磯的距離加起來(lái)是不相等的。我們對(duì)氣味也做了同樣的事情。
通過(guò)這種方法,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)氣味分子同樣可以在三維空間中映射到曲面上。但它不是像地球那樣的球體,而是品客薯片的形狀——數(shù)學(xué)家稱(chēng)之為雙曲面。
當(dāng)研究小組觀察這些分子如何聚集在這個(gè)表面時(shí),他們發(fā)現(xiàn)有令人愉快和不愉快的方向,也有與酸度或氣味如何容易從表面蒸發(fā)相關(guān)的方向?,F(xiàn)在,這些觀察結(jié)果使得制造令人愉悅的氣味混合物,例如在人造環(huán)境(如空間站)中使用變得更加容易。
亞利桑那州立大學(xué)的行為神經(jīng)學(xué)家布萊恩·史密斯是這篇論文的共同作者,他補(bǔ)充說(shuō):“通過(guò)揭示更多關(guān)于氣味分子和大腦如何相互作用的信息,這項(xiàng)工作也可能有助于理解為什么帕金森癥等疾病患者會(huì)失去嗅覺(jué)。”
除了Sharpee和Smith,索爾克研究所的Zhou Yuansheng也是這篇新論文的作者之一。
這項(xiàng)工作和參與的研究人員得到了艾琳·安德魯基金會(huì)(Aileen Andrew Foundation)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)的資助。Sharpee和Smith獲得的兩項(xiàng)合作資助是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)“破解嗅覺(jué)密碼”新創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的一部分。
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