人类的鼻子可以很容易地区分新鲜咖啡的香气和臭鸡蛋的恶臭，但其背后的生物化学过程却很复杂。研究人员现在创建了一个嗅觉“地图”——一个分子如何结合产生各种气味的几何模型。科学家们表示，这张地图可能会启发人们预测如何感知某些气味组合，并有助于推动新香料的开发。
多年来，研究人员一直试图驯服复杂的气味分子领域。神经科学家希望更好地了解我们如何处理气味；香水和食品制造商希望找到更好的方法来合成其产品中熟悉的香气。这种新方法可能对双方都有吸引力。
早期绘制嗅觉系统图谱的一种策略是将具有相似分子结构的气味分子分组，并利用这些相似性来预测新组合的气味。但这条途径往往会走向死胡同。“具有相同化学结构的化学物质不一定会被感知为相似，”位于加利福尼亚州拉霍亚的索尔克生物研究所的神经生物学家、该研究的主要作者塔蒂亚娜·沙佩说。这项研究发表在8月份的《科学进展》杂志上。
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沙佩和她的同事分析了四种熟悉且不会混淆的气味分子：草莓、西红柿、蓝莓和老鼠尿液。研究人员计算了某些分子在这些气味中同时出现的频率和浓度。然后，他们创建了一个数学模型，其中经常一起出现的分子在空间中表示为更接近，而很少一起出现的分子则表示为更远。结果是一个“鞍形”表面——双曲几何领域的一个标志，它遵循与大多数人在学校学习的几何不同的规则。
研究人员设想了一种算法，该算法在双曲几何模型上进行训练，可以预测新气味组合的气味，甚至有助于合成它们。沙佩的合作者之一，亚利桑那州立大学的行为神经科学家布莱恩·史密斯希望使用这种方法在缺乏自然气味的地方创造嗅觉环境。
费城莫奈尔化学感官中心的嗅觉神经科学家乔尔·梅因兰表示，这种工具对科学家和气味制造商都很有用，他没有参与这项研究。梅因兰说，最终目标是充分了解气味的工作原理，以便在没有天然来源的情况下复制天然气味：“我们希望识别草莓的味道，而无需担心复制草莓中的成分。”