Обучение на обонянието

Поръчвате вино в изискан ресторант и сомелиерът ви описва аромата му като нотки на цитруси, тропически плодове или цветя. И все пак, когато поемете дъх, може просто да ви мирише на … вино. Как ценителите на виното могат да разберат толкова аромати?

Двама изследователи може да са намерили отговора.

Доцент Сакет Навлаха (Saket Navlakha) от Лабораторията Cold Spring Harbor (CSHL) и изследователят от Института "Солк" Шям Шринивасан (Shyam Srinivasan) са открили, че определени неврони позволяват на плодовите мушици и мишките да различават различните миризми. Екипът също така забелязва, че с натрупания опит друга група неврони помага на животните да различават много сходни миризми.

Проучването е вдъхновено от изследване на професор Глен Търнър (Glenn Turner) в CSHL. Преди години Търнър забелязва нещо странно. Когато са изложени на една и съща миризма, някои неврони на плодовите мушици се задействат постоянно, докато други варират от опит до опит. По това време много изследователи отхвърлят тези разлики като продукт на фоновия шум. Но Навлакха и Шринивасан се питат "Откъде идва тази променливост? И полезна ли е за нещо?"

За да отговори на тези въпроси, екипът създава нов дигитален модел на обонянието, базиран на данни за мозъка на плодова муха. Моделът показа, че променливостта идва от по-дълбока верига на мозъка, отколкото се смяташе досега. Това предполага, че вариациите са наистина смислени.

След това екипът забелязва, че някои неврони реагират по различен начин на две много различни миризми, но еднакво на подобни миризми.

Изследователите наричат тези неврони "надеждни клетки". Тази малка група клетки помага на мухите бързо да различават различните миризми. Друга много по-голяма група от неврони реагира непредвидимо, когато е изложена на подобни миризми. Тези неврони, които изследователите наричат ​​"ненадеждни клетки", могат да ни помогнат да се научим да идентифицираме специфични аромати в чаша вино например.

"Моделът, който разработихме, показва, че тези ненадеждни клетки са полезни", коментира Шринивасан. "Но това изисква много обучение, за да се възползвате от тях."

Мозък на мишка, изобразен от Саймън Дасте и Александър Флайшман от университета Браун. Невроните, които реагират на миризма, са ярко осветени. Кредит: Navlakha lab/Cold Spring Harbor Laboratory

Разбира се, това изследване не е само за пиещите вино. Шринивасан казва, че резултатите могат да помогнат да се обясни как се научаваме да правим разлика между сходните сигнали от други сетива, и как да вземаме решения въз основа на тези сензорни данни. Констатациите могат да доведат и до по-добри модели за машинно обучение. За разлика от невроните на плодовата муха и мишката, компютрите обикновено реагират по един и същи начин на едни и същи входни данни.

"Може би не винаги е полезно моделът на машинно обучение да представя един и същ вход по един и същи начин всеки пъ", обяснява Навлаха. "В по-непрекъснатите системи за обучение променливостта може да бъде полезна."

Това означава, че това изследване може някой ден да помогне да направим AI по-проницателен и надежден.

Справка: Effects of stochastic coding on olfactory discrimination in flies and mice
Shyam Srinivasan ,Simon Daste,Mehrab N. Modi,Glenn C. Turner,Alexander Fleischmann,Saket Navlakha
PLoS Biology; Published: October 31, 2023 https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002206 

Източник: Smells like learning, ЕurekАlert

Още по темата

11/10/2023

Човекът

Нашето обоняние променя цветовете, които виждаме

18/07/2023

Медицина

Болестта може да се помирише: Ароматните знаци на болестите за ранна диагностика

08/04/2016

Човекът

Не вярвайте на дегустатори, вкусовите ни сетива лесно се лъжат (видео)

02/09/2015

Скептик

Органик храните са по-полезни и по-вкусни или как лъжем сами себе си