Come riconoscere gli odori senza annusare

Si può capire che odore avrà una sostanza solo dalla sua forma? Come il nostro naso interpreterà l’aroma di una data molecola è molto difficile, quasi impossibile da sapere in anticipo: molecole con strutture molto simili appaiono diverse all’olfatto umano, e viceversa altre con strutture assai differenti producono odori simili.

Per indagare su questo dilemma olfattivo, un team di scienziati del Centro di ricerca Watson (IBM) ha organizzato una competizione internazionale, la DREAM Olfaction Prediction Challenge (gennaio-maggio 2015): vinceva chi riusciva a produrre la migliore previsione di quale sarebbe stato l’odore di una certa molecola. A cimentarsi sono state 22 squadre.

Annusatori volontari. Prima della sfida, il terreno è stato preparato con uno studio condotto da Leslie Vosshall (Rockefeller University, New York). Una cinquantina di volontari hanno annusato 476 fialette di odori, classificando ciascuno in base a 19 descrizioni: “di aglio”, “di pesce”, “di pipì”, “di bruciato”, “dolce”, “floreale”, “di erba”, “di muschio” e così via. Di ciascun aroma è stata valutata anche la piacevolezza e l’intensità. Da queste prove è stato ricavato un archivio con oltre un milione di dati.

Previsioni non facili. A questo punto i partecipanti alla sfida si sono cimentati nel tentativo di predire, guidati da un software, quale sensazione olfattiva poteva corrispondere alle varie molecole, per ognuna delle quali era stata fornita una descrizione dettagliata della struttura chimica e fisica.

Alla fine, combinando le soluzioni emerse nei vari gruppi (due in particolare sono stati particolarmente bravi), si è arrivati a una previsione che, anche se non è risultata azzeccata al 100 per cento, ha di molto migliorato i tentativi precedenti. Gli odori più facili da prevedere sono risultati quelli di pesce e di aglio, legato quest’ultimo alle molecole contenenti zolfo. Mentre quelle con una struttura chimica simile alla vanillina profumano di solito “di forno”.

Algoritmi in profumeria. Lo studio, pubblicato su Science, potrebbe migliorare la comprensione del funzionamento del sistema olfattivo, il senso forse più “complesso”: i ricercatori hanno scoperto oltre 400 distinti recettori per gli odori e oggi nessuno è in grado di dire che cosa succede esattamente quando le molecole degli aromi entrano nel naso e vengono convertite in segnali elettrici. Benché non ancora perfetto il modello apre la strada a molteplici applicazioni, a partire dalla possibile definizione di un'intera nuova gamma di fragranze per il mercato dei profumi.