מכון וייצמן בפיתוח חדשני: מחקר ישראלי חדש מתפרסם היום (רביעי) בכתב-העת המדעי Nature מציג שיטה המאפשרת למדוד במדויק את מידת הדמיון בין ריחות שונים על בסיס "המרחק התפיסתי" בין הריחות. תוצאות המחקר מאפשרות לחזות מה יהיה הריח של כל תרכובת ריח, עשירה ומורכבת ככל שתהיה, על בסיס המבנה המולקולרי שלה.
לעדכונים נוספים ושליחת הסיפורים שלכם - היכנסו לעמוד הפייסבוק של החדשות
בתחום הראייה ידוע כי ההבדל בין כחול וצהוב כפול, בערך, מההבדל שבין כחול וירוק. בתחום השמיעה, ההבדל בין הצלילים "רה" ו"דו" זהה תמיד להבדל שבין "רה" ו"מי". אבל לחוקרי חוש הריח לא היה, עד כה, כלי אמין למדידת ההבדל שבין שני ריחות. הסיבה לכך קשורה בין היתר לאופי המאתגר של חוש הריח: באף ישנם מיליוני קולטני ריח, המתחלקים למאות תתי-סוגים, שכל אחד מהם מעוצב כדי לזהות מאפיינים מולקולריים מסוימים.
כתוצאה מכך, המוח שלנו מסוגל לקלוט מיליוני ריחות המורכבים ממולקולות ריח רבות המשולבות יחדיו בעוצמות ובמינונים שונים. במחקר החדש שיצא ממעבדתו של פרופ' נעם סובל מהמחלקה לנוירוביולוגיה, בהובלת תלמיד המחקר אהרן רביע וד"ר קובי סניץ, גילו החוקרים איך אפשר להשליט סדר בבליל הריחות.
בסיוע רוקח הבשמים הצרפתי כריסטוף לאודמיאל, שיצר בשמים עבור מותגים בין-לאומיים כמו קליניק, טומי הילפיגר וראלף לורן וכן ריחות למרככי כביסה של פרוקטר אנד גמבל, יצרו החוקרים 14 תערובות ריח שכל אחת מהן הורכבה מכ-10 רכיבים מולקולריים. לאחר מכן, בסדרת ניסויים, הציגו החוקרים בפני 200 מתנדבים צמדים של תערובות אלה וביקשו מהם לדרג עד כמה הריחות בכל צמד דומים זה לזה.
ניסויים אלה הניבו מסד נתונים שבו אלפי דירוגים של מידת הדמיון בין תערובות הריח, כפי שזו נתפסה על-ידי הנסיינים. החוקרים השתמשו בנתונים אלה כדי לכייל מפת ריח רב-ממדית שיצרו בעבר על בסיס תכונות פיסיקליות וכימיות. במפה שיצרו, כל חומר ריח מיוצג באמצעות וקטור המשלב 21 מדדים כאשר המרחק הזוויתי בין כל שני וקטורים משקף את מידת הדמיון התפיסתי ביניהם – ככל שהמרחק גדול יותר, כך הריחות שונים יותר זה מזה.
כדי להעמיד במבחן את "מפת הריח", פנו החוקרים לנתונים שנאספו במחקר רחב היקף במעבדתה של פרופ' לסלי ווסהאל במכון רוקפלר בניו-יורק שבדקה את יכולתם של נסיינים להבחין בין ריחות. החוקרים ממעבדתו של פרופ' סובל גילו כי מפת הריח מנבאת במדויק את התוצאות שהתקבלו במחקר: ככל שהמרחק הזוויתי בין הריחות היה קטן יותר, כך הנסיינים התקשו להבחין ביניהם – ולהפך. מעודדים מכך שהמודל חזה במדויק ממצאים שנאספו על-ידי אחרים, הצוות המשיך לשלב הבא: להעמיד את המודל למבחן בעצמם.
לשם כך רקחו החוקרים יותר מ-100 תערובות ריח וזימנו נסיינים חדשים להריחן. המודל הוכיח עצמו בצורה יוצאת דופן: למעשה, התוצאות היו מקבילות לתוצאות המקובלות בניסויים הבודקים תפיסה חושית שידועה כמבוססת על פרמטרים מוגדרים היטב – ראיית צבע. זה היה מפתיע במיוחד בהתחשב בכך שלכל אדם הרכב ייחודי של תתי-סוגים של קולטני ריח, עם שונות של עד כ-30% בין אדם לאדם.
באמצעות שיטה זו יכולים כעת החוקרים לא רק לחזות מה יהיה הריח של כל תרכובת ריח, אלא גם לתכנן ריחות: כך למשל ביכולתם לקחת בושם המכיל קבוצת מרכיבים ידועה, וליצור בושם חדש ללא אף אחד מהרכיבים שבבושם המקורי, אך עם אותו ריח בדיוק.
סגן נשיאת האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים, פרופ' דוד הראל, מהמחלקה למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית במכון ויצמן, שהיה שותף למחקר אמר: "החזון הוא לאפשר למחשבים לבצע דיגיטציה ושעתוק של ריחות. מלבד היכולת להוסיף ניחוח פרחים או ארומת ים לתמונות מהחופשה האחרונה, יכולת ממוחשבת לפרש ריחות בדומה לחוש הריח שלנו, יכולה לחולל מהפכות בשורה של תחומים מניטור הסביבה ועד תעשיות הביו-רפואה והמזון".
לסיכום אמר פרופ' סובל: "הצלחנו להפוך תפיסות של ריח למספרים וזה אכן אמור לקדם מאוד את מדע הריח".