Исследователи не намерены останавливаться на достигнутом.
Специалисты Московского физико-технического института и Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского создали многоуровневую систему, которая имитирует путь сигнала от попадания вещества на язык до формирования «нейронного отпечатка» в головном мозге. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Brain Sciences.
— 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, — пояснил ТАСС ведущий научный сотрудник Сергей Стасенко.
В ходе тестирования модель успешно справилась с двумя задачами. Сначала систему обучили оценивать привлекательность вкуса на основе концентрации вещества (например, 100 условных единиц для соленого и 15 000 для сладкого). Затем она научилась отличать чистый вкус от смеси нескольких компонентов.
Разработка имеет важное прикладное значение. В первую очередь авторы планируют использовать ее для изучения механизмов нарушения вкусового восприятия, что стало особенно актуально после пандемии COVID-19. Понимание того, как именно болезни блокируют рецепторы или нейронные пути, поможет найти способы восстановления этой функции. Кроме того, проект закладывает фундамент для создания электронного устройства, которое способно распознавать вкусы так же точно, как человек.
Исследователи не намерены останавливаться на достигнутом. В перспективе систему дополнят моделью обоняния, чтобы воссоздать целостное гастрономическое ощущение. Ученые также планируют усложнить структуру нейросети, добавив в нее тормозные нейроны и обратные связи для максимально точного воспроизведения работы живых систем.
