健康產(chǎn)業(yè)即將全面升級(jí)，以后健康產(chǎn)業(yè)將提供更專業(yè)的健康咨詢以及行業(yè)新聞,，敬請(qǐng)期待,！
在你看到一種顏色之前,，你能夠僅根據(jù)光的波長(zhǎng)預(yù)測(cè)它。音樂(lè)無(wú)需親耳聽(tīng)見(jiàn)而能夠僅根據(jù)樂(lè)譜上的音符加以理解,。但是氣味不是這樣的,。辨別一種東西聞起來(lái)像是玫瑰味、松脂味,、汽油味還是海風(fēng)般清新的#^方法是聞它,。
一項(xiàng)新的研究讓我們的#!為神秘的嗅覺(jué)變得更加可預(yù)測(cè)一些。由美國(guó)洛克菲勒大學(xué)的研究人員啟動(dòng)的一個(gè)項(xiàng)目利用眾包策略設(shè)計(jì)出一種數(shù)學(xué)模型,，這種模型能夠預(yù)測(cè)一種分子產(chǎn)生的氣味,。相關(guān)研究結(jié)果于2017年2月20日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Predicting human olfactory perception from chemical features of odor molecules”,。
論文共同作者,、洛克菲勒大學(xué)神經(jīng)遺傳學(xué)與行為實(shí)驗(yàn)室主任Leslie Vosshall教授說(shuō)，“這是一個(gè)持續(xù)了幾個(gè)世紀(jì)的問(wèn)題,。人們?cè)噲D利用多種不同的方法解決它，正如當(dāng)售貨員問(wèn)‘你喜歡花香味的東西嗎,？’或‘你喜歡麝香味的東西嗎,？’時(shí)，你在百貨商店的香水廳里看到的那樣,?！?/p>
她補(bǔ)充道，“我們并沒(méi)有完全解決這個(gè)如何根據(jù)分子的化學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)它的氣味的問(wèn)題,，但是這是給出一種解釋的目標(biāo)上走得最遠(yuǎn)的,。”
好氣味,，壞氣味和無(wú)味
在這項(xiàng)新的研究中,，Vosshall研究了人類和昆蟲的氣味感知（odor perception）。作為這項(xiàng)研究的一部分,，她和來(lái)自她的實(shí)驗(yàn)室的研究員Andreas Keller著手探究分子和它們產(chǎn)生的氣味之間存在的關(guān)聯(lián),。
為了獲得他們需要的數(shù)據(jù)，他們要求49名志愿者聞一聞一組精心挑選的分子,，每種分子裝在一個(gè)小瓶子里,。可能存在的氣味數(shù)量幾乎是無(wú)止境的---盡管人類感知光線和聲音的限制是大家熟知的,，但是還沒(méi)有為氣味建立這樣的邊界,。因此，在探究我們的嗅覺(jué)的全部范圍的努力中,，Keller收集了476種不同的分子,，它們中的很多分子之前從沒(méi)有在嗅覺(jué)研究中接受過(guò)測(cè)試,。
他挑選了熟悉的芳香氣味，如香草醛的甜美溫和氣息,，以及甲硫基丁酸的臭氣,。甲硫基丁酸是一種令人厭惡的分子。他也挑選了嗅聞?wù)卟荒軌蜃R(shí)別的分子,，如2-異丙基苯酚（2-isopropylphenol）,，甚至那些被認(rèn)為是無(wú)味的分子，如水和甘油,。這49名志愿者給每種分子進(jìn)行評(píng)分,，評(píng)分的依據(jù)是他們發(fā)現(xiàn)它的氣味如何強(qiáng)烈，發(fā)現(xiàn)它的氣味如何令人愉悅,，以及它多大程度上產(chǎn)生大蒜味,、花香、尿騷味和16種其他的氣味屬性,。
總之,，這項(xiàng)研究產(chǎn)生100萬(wàn)多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。這些研究人員隨后尋求將這些氣味感知信息與200萬(wàn)多個(gè)描述這些氣味分子化學(xué)特征（如它們含有的硫原子數(shù)量）的額外數(shù)據(jù)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)在一起,。它利用眾人的智慧解決這個(gè)問(wèn)題,。
眾人的智慧
來(lái)自全世界的研究機(jī)構(gòu)和公司的22個(gè)精通計(jì)算的志愿者團(tuán)隊(duì)參加DREAM嗅覺(jué)預(yù)測(cè)挑戰(zhàn)（DREAM Olfaction Prediction Challenge）。這種DREAM挑戰(zhàn)是由美國(guó)IBM公司托馬斯-沃森研究中心主任Pablo Meyer組織的,。利用Vosshall和Keller的氣味評(píng)分,，即迄今為止收集到的#!大的數(shù)據(jù)集之一，這些團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出能夠“學(xué)著”依據(jù)一種分子的化學(xué)特征預(yù)測(cè)它的氣味屬性的算法,。
#!好的解決方法并沒(méi)有出現(xiàn)在任何單個(gè)模型中,。為了利用眾人的智慧，DREAM挑戰(zhàn)通常將每個(gè)人提交的模型合并到一個(gè)綜合模型（aggregate model）中,。這個(gè)綜合模型經(jīng)常要比任何單個(gè)模型更加強(qiáng)大,。
Meyer說(shuō)，“DREAM挑戰(zhàn)要比正常的研究項(xiàng)目更像是聚會(huì)中棒打彩飾陶罐（hit a pi?ata）,。每個(gè)人揮擺棒子,，即便你的算法（好比棒子）不能打破這個(gè)彩飾陶罐，但是你仍然為找到解決方法作出貢獻(xiàn),。利用這種方法,、一組健壯的數(shù)據(jù)和一些運(yùn)氣，我們能夠破解這個(gè)特別困難的問(wèn)題,?！?/p>
填補(bǔ)空白
在DREAM挑戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，這些研究人員利用他們擁有的對(duì)69種分子的評(píng)分測(cè)試了這種綜合模型的性能。將氣味屬性與分子匹配在一起的完美分?jǐn)?shù)是1.0,；這種綜合模型得分為0.83,，顯著好于之前為解決這個(gè)問(wèn)題作出的任何嘗試。
這種綜合模型能夠#!容易預(yù)測(cè)的氣味是大蒜味和魚腥味,，這很可能是因?yàn)楫?dāng)對(duì)氣味進(jìn)行評(píng)分時(shí),，這些嗅聞?wù)邔?duì)如何使用它們達(dá)成共識(shí)。Vosshall說(shuō),，其他的屬性,，如寒性或酸性，更是充滿挑戰(zhàn)性,，這很可能是因?yàn)檫@些屬性對(duì)氣味意味著什么并沒(méi)有取得多大的共識(shí),。
盡管這種氣味預(yù)測(cè)模型迄今為止并不完美，但是它為尋找高效地配制玫瑰香味等氣味的方法的香水化學(xué)家開(kāi)辟了新的可能性,。它也為氣味感知的非常復(fù)雜的生物學(xué)特征提供新的認(rèn)識(shí),。沒(méi)有人充分地理解當(dāng)氣味分子飄進(jìn)鼻子，轉(zhuǎn)化為傳送到大腦中的電信號(hào)時(shí),，到底發(fā)生了什么,。
Vosshall說(shuō)，“一旦你能夠?qū)⒎肿踊瘜W(xué)結(jié)構(gòu)輸入與它的氣味輸出關(guān)聯(lián)在一起,，你就能夠開(kāi)始確定在這種轉(zhuǎn)化期間,，可能發(fā)生了什么。這種模型是朝這個(gè)目標(biāo)上邁出的一個(gè)重要的初始步驟,。”
