Специалисты Московского физико-технического института (МФТИ) с коллегами из Нижегородского государственного университета создали первую в мире компьютерную модель, имитирующую работу органов вкуса. Она поможет, в частности, разобраться с обстоятельствами недавней пандемии covid-19, сообщили в пресс-службе МФТИ.

«Ученые МФТИ и ННГУ имени Лобачевского создали первую в мире многоуровневую компьютерную модель вкусового рецептора, которая имитирует его работу: от момента попадания вещества на язык до формирования в мозге «нейронного отпечатка». Это открывает путь к созданию электронных устройств, способных «чувствовать» вкус как человек, и поможет лучше понять механизмы нарушений вкусового восприятия при различных заболеваниях. Исследование опубликовано в международном журнале Brain Sciences», — отметили в пресс-службе.

Система позволяет проследить весь путь вкуса целиком: от момента попадания вещества на язык до формирования в мозге специфического паттерна нервных импульсов для каждого вкуса. С ее помощью ученые намерены, прежде всего, изучить механизм потери вкуса, которая была одним из частых симптомов во время пандемии ковида 2020-2021 годов.

«Когда на вход модели подается виртуальное вещество с заданной концентрацией, рецепторы активируются, и мембрана клетки меняет электрический потенциал. При достижении порога генерируется спайк — короткий электрический импульс. Он превращается в бинарный код и передается дальше по нейронной сети. Передачу сигнала между нейронами мы смоделировали через механизм выделения глутамата и фосфорилирования AMPA-рецепторов. Это тот самый процесс, который отвечает за обучение и память в живом мозге», — рассказал ведущий научный сотрудник Сергей Стасенко.

Модель прошла обучение на двух задачах. Первая — различать приятность вкуса, где для каждого вкуса заданы оптимальные концентрации. Например, для сладкого — 15 000 условных единиц, для соленого — 100. Вторая задача — отличать чистый вкус от смешанного. В планах ученых — добавить в систему обоняние, чтобы изучать формирование целостного ощущения вкуса. Также исследователи планируют ввести в модель тормозные нейроны и обратные связи и углубить внутриклеточную сигнализацию для более точного описания работы рецепторов.