קשה להפריז בכוחו של האף - מחקר אומר שבני אדם יכולים להבחין יותר מאשר טריליון ריחות. זה מרשים במיוחד כשזוכרים שכל ריח בודד הוא כימיקל בעל מבנה ייחודי. מומחים ניסו להבחין בדפוסים או בהיגיון כיצד המבנה הכימי מכתיב ריח, מה שיקל הרבה יותר לשכפל ריחות סינתטיים או לגלות ריחות חדשים. אבל זה מאתגר להפליא - שני כימיקלים בעלי מבנה דומה מאוד יכולים להריח שונה לחלוטין. כאשר זיהוי ריחות הוא משימה כל כך מסובכת, מדענים שואלים: האם אנחנו יכולים לגרום למחשב לעשות זאת?
רֵיחַ נשאר מסתורי יותר למדענים מאשר חושי הראייה או השמיעה שלנו. אמנם אנו יכולים "למפות" את מה שאנו רואים כספקטרום של אורכי גל אור, ומה שאנו שומעים כטווח של גלי קול עם תדרים ומשרעות, אין לנו הבנה כזו בריח. במחקר חדש, שפורסם החודש ב היומן מַדָע, מדענים אימנו רשת עצבית עם 5,000 תרכובות משני מאגרי בישום של חומרי ריח - מולקולות שיש להן ריח - וריח מתאים תוויות כמו "פירותי" או "גביני". ה-AI אז הצליח לייצר "מפת ריחות עיקרית" שהראתה חזותית את היחסים בין שונים ריחות. וכשהחוקרים הציגו את הבינה המלאכותית שלהם למולקולה חדשה, התוכנית הצליחה לחזות באופן תיאורי איך זה יריח.
צוות המחקר ביקש אז מפאנל של 15 מבוגרים עם רקע גזעי שונה המתגוררים ליד פילדלפיה להריח ולתאר את אותו ריח. הם גילו ש"התיאורים של הרשת העצבית טובים יותר מהפאנל הממוצע, רוב הזמן", אומר אלכס ווילצ'קו, אחד ממחבריו של המאמר החדש. Wiltschko הוא מנכ"ל ומייסד שותף של Osmo, חברה שהמשימה שלה היא "לתת תחושה למחשבים של ריח" וזה שיתף פעולה עם חוקרים מגוגל ואוניברסיטאות שונות בארה"ב לשם כך עֲבוֹדָה.
"ריח הוא אישי מאוד", אומר סנדיפ רוברט דאטה, פרופסור לנוירוביולוגיה באוניברסיטת הרווארד. (דאטה שימש בעבר כיועץ נומינלי לאוסמו, אך לא היה מעורב במחקר החדש.) וכך, כל מחקר הקשור לאיך אנחנו מתארים ומתייגים ריחות צריכים לבוא עם האזהרה שהתפיסה שלנו לגבי הריחות, ואיך ריחות עשויים להתייחס זה לזה, היא שלובים עמוק בזיכרונות ובתרבות שלנו. זה מקשה לומר מהו התיאור "הטוב ביותר" של ריח, הוא מסביר. למרות כל זה, "ישנם היבטים נפוצים של תפיסת ריח שכמעט בוודאות מונעים על ידי כימיה, וזה מה שהמפה הזו לוכדת."
חשוב לציין שהצוות הזה אינו הראשון או היחיד שמשתמש במודלים ממוחשבים כדי לחקור את הקשר בין כימיה ותפיסת ריח, מוסיף דאטה. יש רשתות עצביות אחרות, ומודלים סטטיסטיים רבים אחרים, שהוכשרו להתאים מבנים כימיים לריחות. אבל העובדה שה-AI החדש הזה יצר מפת ריחות והצליח לחזות את הריחות של מולקולות חדשות היא משמעותית, הוא אומר.
[קָשׁוּר: כיצד לשפר את חושי הריח והטעם שלך]
הרשת העצבית הזו מסתכלת בקפדנות על המבנה והריח הכימיים, אבל זה לא באמת לוכד את המורכבות של האינטראקציות בין כימיקלים לקולטני הריח שלנו, אננדסנקר ריי, שלומד חוש ריח באוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד, ולא היה מעורב במחקר, כותב באימייל. בעבודתו, ריי חזה כיצד תרכובות מריחות על סמך איזו מהן כ-400 קולטני ריח אנושיים מופעלים. אנו יודעים שקולטני ריח מגיבים כאשר כימיקלים נצמדים אליהם, אך מדענים אינם יודעים בדיוק איזה מידע קולטנים אלו מעבירים למוח, או כיצד המוח מפרש את האותות הללו. חשוב ליצור מודלים חזויים תוך שמירה על ביולוגיה, הוא כתב.
בנוסף, כדי לראות באמת עד כמה המודל יכול להיות כללי, ריי מציין שהצוות היה צריך לבדוק את הרשת העצבית שלו על מערכי נתונים נוספים נפרדים מנתוני האימון. אבל עד שהם יעשו את זה, אנחנו לא יכולים לומר עד כמה המודל הזה שימושי, הוא מוסיף.
יתרה מכך, הרשת העצבית לא לוקחת בחשבון כיצד התפיסה שלנו לגבי ריח יכולה להשתנות עם ריכוזים משתנים של חומרי ריח. "דוגמה מצוינת לכך היא מרכיב של שתן חתול שנקרא MMB; זה מה שגורם לחתול להסריח" אומר דאטה". אבל בריכוזים נמוכים מאוד, זה מריח די מושך ואפילו טעים - זה נמצא בכמה סוגי קפה ויינות. יהיה מעניין לראות אם דגמים עתידיים יכולים לקחת זאת בחשבון, מוסיף דאטה.
בסך הכל, חשוב לציין שמפת הריחות העיקרית הזו "לא מסבירה את הקסם של איך האף שלנו מסנן דרך יקום של כימיקלים והמוח שלנו נדלק על מתאר", אומר דאטה. "זו נותרה תעלומה עמוקה." אבל זה יכול להקל על ניסויים שיעזרו לנו לחקור כיצד המוח תופס ריחות.
[קָשׁוּר: מסכה חדשה מוסיפה ריחות 'מציאותיים' ל-VR]
ויצ'קו ומשתפי הפעולה שלו מודעים למגבלות אחרות של המפה שלהם. "באמצעות הרשת העצבית הזו, אנחנו עושים תחזיות על מולקולה אחת בכל פעם. אבל אתה אף פעם לא מריח מולקולה אחת בכל פעם - אתה תמיד מריח תערובות של מולקולות", אומר ויצ'קו. מפרח ועד כוס קפה של בוקר, רוב ה"ריחות" הם למעשה תערובת של חומרי ריח רבים ושונים. השלב הבא של המחברים יהיה לראות אם רשתות עצביות יכולות לחזות כיצד שילובים של כימיקלים עלולים להריח.
בסופו של דבר, ווילצ'קו רואה בעיני רוחו עולם שבו ריח, כמו צליל וראייה, ניתן לדיגיטציה מלאה. בעתיד הוא מקווה שמכונות יוכלו לזהות ריחות ולתאר אותם, כמו יכולות דיבור לטקסט בסמארטפונים. או בדומה לאופן שבו אנחנו יכולים לדרוש שיר ספציפי מרמקול חכם, הם יוכלו להדיף ריחות ספציפיים לפי דרישה. אבל יש עוד מה לעשות לפני שהחזון הזה יהפוך למציאות. על המשימה לדיגיטציה של ריח, Wiltschko אומר, "זה רק הצעד הראשון."
