Fragrâncias - mistério e intriga promissores - são misturadas por mestres perfumistas, suas receitas mantidas em segredo. Em um novo estudo sobre o sentido do olfato, Pesquisadores do Instituto de Ciência Weizmann conseguiram desvendar muito do mistério até mesmo de misturas complexas de odorantes, não descobrindo seus ingredientes secretos, mas registrando e mapeando como eles são percebidos. Os cientistas agora podem prever como qualquer odorante complexo cheirará apenas a partir de sua estrutura molecular. Este estudo pode não só revolucionar o mundo da perfumaria, mas, eventualmente, levam à capacidade de digitalizar e reproduzir cheiros sob comando. Uma estrutura proposta para odores, criado por neurobiologistas, Cientistas da computação, e um perfumista mestre e financiado por uma iniciativa da Comissão Europeia chamada Future and Emerging Technologies (FET) Open, foi publicado em Natureza .

"O desafio de traçar cheiros de maneira organizada e lógica foi proposto pela primeira vez por Alexander Graham Bell há mais de 100 anos, "diz o Prof. Noam Sobel do Departamento de Neurobiologia do Instituto Weizmann. Bell lançou o desafio, dizendo:"Temos muitos tipos diferentes de cheiros, desde o odor de violetas e rosas até a assa-fétida. Mas, até que você possa medir suas semelhanças e diferenças, você não pode ter nenhuma ciência do odor. "Seu desafio permaneceu insatisfeito - até agora.

Este desafio centenário destacou a dificuldade em ajustar odores em um sistema lógico, como existem milhões de receptores de odor em nossos narizes, com centenas de subtipos, cada um moldado para detectar características moleculares particulares. Nossos cérebros percebem potencialmente milhões de odores nos quais essas moléculas individuais são misturadas e combinadas em intensidades variadas; portanto, mapear essas informações tem sido um desafio. Mas o estudo do Prof. Sobel e sua equipe, liderado pelo estudante de graduação Aharon Ravia e Dr. Kobi Snitz, descobriram que há uma ordem subjacente aos odores. Eles chegaram a essa conclusão adotando o conceito de Bell - ou seja, para descrever não os próprios cheiros, mas sim as relações entre os cheiros como eles são percebidos.

No experimento inicial, os pesquisadores criaram 14 misturas aromáticas, cada um compreendendo cerca de 10 componentes moleculares, e os apresentou dois de cada vez para quase 200 voluntários. Os participantes avaliaram os pares de cheiros em quão semelhantes eles pareciam, classificando-os em uma escala que varia de 'idênticos' a 'extremamente diferentes'. Ao final do experimento, cada voluntário avaliou 95 pares.

Para traduzir o banco de dados resultante de milhares de classificações de similaridade perceptual em um layout útil, a equipe refinou uma medida físico-química que havia desenvolvido anteriormente. Neste cálculo, cada odorante foi representado por um único vetor que combina 21 medidas físicas (polaridade, peso molecular, etc.). Para comparar dois odorantes, cada um representado por um vetor, os cientistas mediram o ângulo entre os vetores para refletir a similaridade perceptiva entre eles. Os pares de odorantes com uma distância de ângulo curto entre eles foram previstos para serem semelhantes, e aqueles com distância de ângulo alto foram preditos como diferentes.

Para testar este modelo, a equipe o aplicou primeiro aos dados coletados por outros pesquisadores, principalmente um grande estudo sobre discriminação de odores por Caroline Bushdid e colegas no laboratório do Prof. Leslie Vosshall na Universidade Rockefeller em Nova York. A equipe de Weizmann descobriu que seu modelo e medidas previram com precisão os resultados de Bushdid:Odorantes com baixa distância angular entre eles eram difíceis de discriminar; aqueles com distância de ângulo alto eram simples. Encorajado pela precisão do modelo na previsão de dados coletados por outros, o grupo Sobel continuou a se testar.

A equipe inventou novos aromas e convidou um novo grupo de voluntários para cheirá-los, novamente usando seu método para prever como este conjunto de participantes classificaria os pares - a princípio 14 novas combinações e, em seguida, no próximo experimento, 100 misturas. O modelo teve um desempenho excepcionalmente bom. Na verdade, os resultados foram semelhantes aos da percepção de cores - informações sensoriais baseadas em parâmetros bem definidos. Isso foi particularmente surpreendente, considerando que cada pessoa provavelmente tem um complemento único de subtipos de receptores de cheiro, que pode variar em até 30% entre os indivíduos.

Porque o 'mapa de cheiro, 'ou métrica, prevê a semelhança de quaisquer dois odorantes, também pode ser usado para prever como um odor cheirará. Por exemplo, qualquer novo odorante que esteja dentro de 0,05 radianos (uma unidade de medida para ângulos) ou menos do odor de banana terá exatamente o cheiro de banana. À medida que o novo odorante se distancia da banana, vai cheirar a banana, e além de uma certa distância, ele vai parar de se parecer com banana.

O laboratório Sobel agora está desenvolvendo uma ferramenta baseada na web. Essas técnicas não apenas prevêem como um novo odorante cheirará, mas também pode sintetizar odorantes por design. Por exemplo, pode-se tomar qualquer perfume com um conjunto conhecido de ingredientes e, usando o mapa e a métrica, gerar um novo perfume sem componentes em comum com o perfume original, mas com exatamente o mesmo cheiro. Essas criações na visão de cores, ou seja, composições espectrais não sobrepostas que geram a mesma cor percebida - são chamadas de metâmeros de cor, e a equipe de Sobel produziu metâmeros olfativos.

Os resultados são um passo significativo em direção à concretização de uma visão do co-autor do estudo, Prof. David Harel, do Departamento de Ciência da Computação e Matemática Aplicada do Instituto Weizmann, que também atua como vice-presidente da Academia de Ciências e Humanidades de Israel:permitindo que os computadores digitalizem e reproduzam odores. Além de ser capaz de adicionar aromas realistas de flores ou mar às fotos das férias nas redes sociais, dar aos computadores a capacidade de interpretar odores da maneira que os humanos fazem pode ter um impacto no monitoramento ambiental e nas indústrias biomédica e alimentícia, para nomear alguns. Ainda, mestre perfumista Christophe Laudamiel, que também é co-autor do estudo, observa que ainda não está preocupado com sua profissão.

O Prof. Sobel diz, "Cem anos atrás, Alexander Graham Bell representou um desafio. Agora respondemos:a distância entre rosa e violeta é 0,202 radianos (eles são remotamente semelhantes), a distância entre violeta e assa-fétida é de 0,5 radianos (são muito diferentes), e a diferença entre rosa e assa-fétida é de 0,565 radianos (são ainda mais diferentes). Nós convertemos percepções de odores em números, e isso deve realmente fazer avançar a ciência do odor. "