המתמטיקה של הריח

 

תחושת ריח מתחוללת כאשר מולקולה של חומר כלשהו ("ריחן") חודרת לאף ומתקשרת לקולטן חלבוני המוצג על קרומיהם של תאי העצב של חוש הריח. כתוצאה מההתקשרות הזאת, תא העצב משגר אות אל המוח, שמעבד את האות ויוצר את תחושת הריח. התקשרותה של מולקולת הריחן לקולטן מבוססת על התאמה מבנית ביניהם, הדומה להתאמה שקיימת בין מפתח למנעול. אבל האם כל מפתח פותח רק מנעול אחד? כלומר, האם לכל ריחן יש קולטן מיוחד המתאים אך ורק לו? הריבוי העצום של הריחות שולל את האפשרות הזאת.

 

כיצד אם כן נוצרות תחושות הריח השונות? פרופ' לנצט מציע, שקולטני הריח ניחנים ב"סובלנות" וביכולת "להשלים עם התאמות בלתי מושלמות" בינם לבין ה"ריחנים" השונים. כך, כל מולקולה של "ריחן" מסוגלת להתקשר למספר סוגים של קולטנים, כאשר עוצמת ההתקשרות משתנה על פי מידת ההתאמה ביניהם. למשל, מולקולות של "ריחן" מסוים יכולות להתקשר לקולטן אחד בעוצמה רבה, לקולטן אחר בעוצמה בינונית ולקולטן שלישי בעוצמה מעטה. השילוב של התקשרויות, בעוצמות השונות, יוצר מעין "דפוס הכרה" מורכב ייחודי של אותות הנשלחים מתאי העצב אל המוח. כל "דפוס הכרה" כזה יוצר ריח מוגדר, השונה מהריחות שנוצרים כתוצאה מהיווצרותם של "דפוסי הכרה" אחרים. כך אפשר, באמצעות מעט סוגי קולטנים, להכיר מספר כמעט בלתי מוגבל של ריחות שונים.

 

על בסיס התפיסה הזאת מפתחים עכשיו הראל ולנצט סדרה של אלגוריתמים שתהיה מסוגלת לנתח את מאפייניו של ריח מסוים ולחשב את הדרך היעילה ביותר לחקות אותו. תוצאות הניתוח המתמטי ישוגרו ברשתות מחשבים או ישודרו אל מקלטי הטלוויזיה הביתיים, שבהם יותקן אולפקטומטר משוכלל, שישחרר לחלל האוויר הרכב מסוים של חומרים שייצור חיקוי טוב למדי של הריח המקורי, על אף שלמעשה לא יהיה בהכרח דמיון כימי בין החומרים שיצרו את הריח המקורי לאלה שיצרו את הריח המשוחזר.

 

המדענים עוסקים עכשיו בפיתוח שיטה שעשויה לאפשר בחירה של 150 או 200 חומרי ריח בסיסיים בלבד שייכללו באולפקטומטר, וששילובים מורכבים ביניהם יוכלו ליצור את כל הריחות הדרושים ליישומים הרלוונטיים. פעילות הפיתוח מבוצעת בחברת "סנס-איט", שמנהלה, אלי פיש, יזם את שיתוף הפעולה בין לנצט להראל. "סנס איט" קיבלה רשיון לפיתוח המוצרים מחברת "ידע" של המכון, המקדמת יישומים של פירות מחקריהם של מדעני המכון.