Gibt es ein RGB-Äquivalent für Gerüche?

Durch Mischen von Rot, Grün und Blau – dem RGB-Farbsystem – können Millionen von Farben im sichtbaren Spektrum erzeugt werden. Gibt es eine Basisgruppe von Gerüchen, die, wenn sie gemischt werden, alle oder fast alle wahrnehmbaren Gerüche ergeben können?

Es wäre so cool, wenn dies in Videospielen verwendet werden könnte. Als ob der Spieler diesen Raum betritt, machen Sie den Geruch gleich x . Aber ich denke, wir müssen lange warten, bis das möglich wird, haha.
Keine Antwort, aber anstelle eines Systems im RGB-Stil (mit 200 Rezeptoren) mischen einige der experimentelleren Systeme gemeinsame Signale, um einen neuen Geruch zu erhalten. Es gibt ein paar "Geschickte", die eine große Auswahl an künstlichen Gerüchen in unseren Speisen und Düften ausmachen.
Tatsächlich kann RGB nicht das gesamte sichtbare Spektrum wiedergeben. Wenn Sie neugierig sind, informieren Sie sich über das Farbdreieck . Das Überwältigende für mich ist, dass die Auswahl der Primärfarben etwas willkürlich ist, aber sie entsprechen dem, wo jeder Kegeltyp (wir haben drei Typen) am besten reagiert.
Die Frage war, ob es eine Kombination von Grundgerüchen gibt, die es uns ermöglichen würden, das Äquivalent eines „Geruchsregenbogens“ zu erleben. Ich glaube, darauf hat noch niemand geantwortet
Es ist wahrscheinlich auch erwähnenswert, dass es keine einheitliche Theorie darüber gibt, was Geruch eigentlich ist - dh Alternativen wie die Vibrationstheorie, die Dinge beschreiben können, die die Formtheorie nicht kann (aber auch umgekehrt). Sobald bekannt ist, wie es tatsächlich funktioniert, kann es in seine Grundkomponenten zerlegt und in das resultierende "menschliche Wahrnehmungsspektrum" eingeordnet werden, wie es RGB für Licht tut.
In gewisser Weise lautet die Antwort auf Ihre Frage "Wir haben keine Ahnung" - es ist verlockend, sich das vorzustellen, aber unser Geruchssinn ist viel persönlicher als unser visuelles System, und zwischen Individuen gibt es wirklich minimale Ähnlichkeiten in der Aktivität im Piriform Kortex (zum Beispiel), wo Gerüche nach anfänglicher Dekodierung interpretiert werden, im Vergleich zum visuellen Kortex.
@Kevin du machst mich nostalgisch. Im Jahr 2001 (damals war ich 10) waren Computerzeitschriften verrückt nach der Reproduktion von Düften für Filme, Web-Parfumkataloge, Web-Touren (klicken Sie auf eine Tür, warten Sie 10 Sekunden, um sie herunterzuladen, wiederholen Sie). Ich erinnere mich, dass sie bemerkten, dass audiovisuelles Geschichtenerzählen gewünschte Reaktionen hervorrufen wird (Berge rufen Ehrfurcht hervor), Gerüche jedoch nicht (verrottetes Holz kann Nostalgie hervorrufen, anstatt den beabsichtigten Ekel). Hier ist ein Link aus dieser Zeit: wired.com/1999/11/digiscent

Antworten (3)

Es gibt etwa 100 (Purves, 2001) bis 400 (Zozulya et al ., 2001) funktionelle Geruchsrezeptoren im Menschen. Während die Gesamtzahl der olfaktorischen Rezeptorgene 1000 übersteigt, sind mehr als die Hälfte davon inaktive Pseudogene . Die kombinierte Aktivität der exprimierten funktionellen Rezeptoren erklärt die Anzahl der unterschiedlichen Gerüche, die vom menschlichen Geruchssystem unterschieden werden können, die auf etwa 10.000 geschätzt wird (Purves, 2001) .

Verschiedene Rezeptoren reagieren empfindlich auf Untergruppen von Chemikalien, die eine „ Abstimmkurve “ definieren . Abhängig von den jeweiligen Geruchsrezeptormolekülen, die sie enthalten, zeigen einige Geruchsrezeptorneuronen eine ausgeprägte Selektivität gegenüber bestimmten chemischen Stimuli, während andere durch eine Reihe verschiedener Geruchsmoleküle aktiviert werden. Darüber hinaus können olfaktorische Rezeptorneuronen unterschiedliche Schwellenwerte für einen bestimmten Geruchsstoff aufweisen. Wie diese olfaktorischen Reaktionen einen bestimmten Geruchsstoff codieren, ist ein komplexes Thema, das wahrscheinlich nicht auf der Ebene der primären Neuronen erklärt werden kann (Purves, 2001) .

In gewisser Weise lautet die Antwort auf Ihre Frage ja, da es ungefähr 100 bis 400 Geruchsrezeptoren gibt. Genau wie die Photorezeptoren im visuellen System exprimiert jedes sensorische Neuron im olfaktorischen Epithel der Nase nur ein einziges Rezeptorgen ( Kimball ). Im visuellen System für das Farbsehen gibt es nur drei Arten von sensorischen Neuronen (rote, grüne und blaue Zapfen – RGB), daher ist es beim Geruchssinn etwas komplizierter.

Referenzen
- Purves et al ., Neuroscience , 2. Aufl . Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2001
– Zozulya et al ., Genome Biol (2001); 2 (6): Forschung0018.1–0018.12

Quellen
- Kimballs Biologieseiten

Es ist faszinierend. Gibt es Leute, die das 200-Parameter-RGB-Geruchsgegenstück ungefähr bewerten können? Haben Hunde mehr als 200 oder wird ihre Geruchsüberlegenheit durch etwas anderes verursacht?
@LubošMotl - Hunde haben eine höhere Empfindlichkeit, dh mehr Rezeptoren in Bezug auf die schiere Anzahl. Ihr olfaktorisches Spektrum unterscheidet sich afaik gar nicht so sehr von unserem
Vielen Dank! Vielleicht sind sie auch weniger anmaßend. Ich denke, wenn ein Mann keine Schmerzen hätte, könnte er ziemlich viele Details über viele Dinge und auch andere Menschen riechen. ;-)
Außerdem bekommen Hunde schon in jungen Jahren viel mehr Übung. Obwohl sich herausstellt, dass Menschen nicht allzu schlecht darin sind, wenn sie es wirklich versuchen. Lesen Sie Sicherlich machen Sie Witze über Herrn Feynman , um Einzelheiten zu erfahren.
Der zweite Absatz von @LubošMotl AliceD spielt auf die Tatsache an, dass die olfaktorischen Reaktionen keine große Übereinstimmung mit der chemischen Struktur haben ... Es gibt sicherlich Unterschiede in der Geruchsempfindlichkeit und Unterscheidung zwischen Menschen, aber es ist überhaupt nicht klar, dass die 200 "Geruchsmotive" haben individuell eine bestimmte Bedeutung. Dies scheint ein Unterschied zu RGB zu sein, wo es eine Wahrnehmung der einzelnen Farben gibt, aber vielleicht auch nicht: Zum Beispiel scheint es aus Sicht der Wahrnehmung albern zu sagen, dass Weiß "roter" als Schwarz ist, obwohl dies in RGB klar ist oder physikalische Begriffe.
ich denke, die idee eines grundsatzes von geruchsstoffen, wie rot, grün und blau, ist fehlerhaft, obwohl dies eine schöne zusammenfassung dessen ist, wie olfaktorik funktioniert
@dblyons - Die Antwort von Overmind unten scheint ebenfalls unterstützend zu sein
Die Informationen in Purves weichen erheblich von den Daten der aktuellen Fachliteratur ab. Der olfaktorische Code ist immer noch nicht ausgearbeitet, obwohl er wahrscheinlich kombinatorisch ist. Es gibt auch Löscheffekte. Nach einem bestimmten Punkt werden ORs von der Oberfläche des OSN abgenommen, und die Fähigkeit, diese flüchtige Chemikalie zu erkennen, nimmt ab.
@AMR - lange nicht gesehen! ja, natürlich gibt es Anpassung; wie im visuellen System. Die Sinne sind kompliziert.
Können diese inaktiven Pseudogene verwendet werden, um Informationen über Gerüche zu senden?!? Nein, ich glaube nicht an Regierungsverschwörungen, warum fragen Sie?
Wenn es gibt 100 Arten von Rezeptoren sollte es zumindest 2 100 unterscheidbare Düfte. Wie kann es nur sein 10000 ?

Es gibt viel, viel mehr Parameter als 200! Betrachten Sie als Beispiel das Nomenklatursystem für olfaktorische Rezeptoren (ORnXm).

  • "OR" ist der Stammname (Überfamilie der Geruchsrezeptoren)
  • n = eine ganze Zahl, die eine Familie darstellt (z. B. 1–56), deren Mitglieder mehr als 40 % Sequenzidentität aufweisen,
  • X = ein einzelner Buchstabe (A, B, C, ...), der eine Unterfamilie bezeichnet (> 60 % Sequenzidentität),
  • m = eine ganze Zahl, die ein einzelnes Familienmitglied darstellt (Isoform)

Mitglieder, die zu derselben Unterfamilie von Geruchsrezeptoren gehören (> 60 % Sequenzidentität), erkennen wahrscheinlich strukturell ähnliche Geruchsmoleküle.

Wenn wir also 56 Familien haben und jede Familie 26 mögliche Unterfamilien hat, die jeweils einen bestimmten Bereich von Molekülen erkennen können, dann haben Sie ein „Alphabet“ mit 1456 Zeichen, um alle möglichen Gerüche zu beschreiben. Jetzt haben Menschen mehr oder weniger von jedem Typ, einige Typen werden nicht vorhanden sein, aber in Hunden vorhanden sein usw. Wenn Sie nun einen tatsächlichen Geruch nehmen (komplexe Moleküle mit mehreren Geruchsstoffen), wird er durch eine beliebige Anzahl von dargestellt spezifische Rezeptoren, die gleichzeitig ablaufen. Wenn wir also eine Grenze von 100 Rezeptoren festlegen, die gleichzeitig pro Hauch aktiviert werden (imaginär, keine Ahnung, was die wirkliche Zahl ist), gibt es 1456 ^ 100 mögliche Kombinationen von Rezeptoraktivierungen für jeden 100-Duft.

Verweise:

G. Glusman, A. Bahar, D. Sharon, Y. Pilpel, J. White, D. Lancet (November 2000). "Die Überfamilie der olfaktorischen Rezeptorgene: Data Mining, Klassifizierung und Nomenklatur". Säugetiergenom. 11 (11): 1016–23. doi:10.1007/s003350010196. PMID 11063259.

Malnic B, Godfrey PA, Buck LB (Februar 2004). "Die Genfamilie der menschlichen Geruchsrezeptoren". Proceedings of the National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika. 101 (8): 2584–9. Bibcode:2004PNAS..101.2584M. doi:10.1073/pnas.0307882100. PMC 356993 Frei zugänglich. PMID 14983052.

Glusman G, Yanai I, Rubin I, Lancet D (Mai 2001). "Das vollständige menschliche olfaktorische Subgenom". Genomforschung. 11 (5): 685–702. doi:10.1101/gr.171001. PMID 11337468.

Dies braucht ernsthaft ein oder zwei Referenzen.
Ich habe drei hinzugefügt...
Die Möglichkeit, eine so große Anzahl von Genen in einer Familie zu benennen, bedeutet nicht wirklich, dass es so viele Gene gibt. Ihre erste Referenz sagt uns, dass es 330 menschliche Geruchsrezeptoren gibt (statt 1456), also lesen Sie bitte diese Referenzen.
Wenn Sie die Antwort noch einmal lesen, ist klar, dass die 1456 ein Maximum ist. Ich habe die Antwort auch nicht auf Menschen beschränkt. Bei 26 möglichen Unterfamilien sind es 1456. Auch wenn der Mensch nur 330 Rezeptoren hat, kommt es darauf an, in wie viele verschiedene Familien und Unterfamilien er sich aufteilt. Nehmen wir nur als Übung an, dass diese 330 Rezeptoren Teil von 330 Unterfamilien sind (jeweils 1). Nehmen wir an, ein typischer Geruch hat etwa 20 Geruchsmoleküle. Das sind 330 ^ 20 mögliche Kombinationen der Rezeptoraktivierung.
Die meisten olfaktorischen Gene sind Pseudogene.
Trotzdem habe ich meine Zahlen in meiner Antwort aktualisiert. Vielen Dank. +1
Dies scheint eher darauf abzuzielen, wie viele Gerüche es geben kann, als auf wie viele Äxte . Vergleichen Sie: Bei RGB gibt es drei Achsen, aber wir codieren Farben oft mit einem Level von 0 (schwarz) bis 255 (sehr hell) auf jeder Achse, was 256^3 Farben ergibt. Im Vergleich dazu sagen Sie, dass eine Möglichkeit, sich Geruch vorzustellen, ein 330-Achsen-Ding mit nur den Ebenen 0 (nicht vorhanden) und 1 (vorhanden) ist, was 2 ^ 330 mögliche Gerüche ergeben würde, aber dann auf höchstens 20 beschränkt wäre Achsen sind jeweils 1, was den Platz auf 330 reduziert, wählen Sie 20 (nicht ganz so groß wie Ihre 330 ^ 20). Aber das bedeutet nicht, dass es 330 gibt, die 20 Achsen wählen!
@DanielWagner - tatsächlich kann der Mensch Millionen von Farben erkennen
Wo ist Ihr Beweis dafür, dass es 26 mögliche Unterfamilien gibt - von den 26 Buchstaben im Alphabet? Es tut mir furchtbar leid, aber Biologie funktioniert nicht so.
@AliceD Die Fähigkeit des Menschen, Millionen von Farben zu erkennen, hängt ein wenig von den Umständen ab ... Die Studien, in denen berichtet wird, dass Menschen Millionen von Farben bestimmen können, sprechen wirklich von Kontrastempfindlichkeit. Die Zahl geht weit nach unten, wenn Sie stattdessen Farben nacheinander präsentieren würden. Selbst die Lackfarben in einem Baumarkt lassen sich nicht zuverlässig unterscheiden, wenn sie nicht zusammengehalten werden.

Ja, das ist es auf jeden Fall. Aber ich kann nicht garantieren, dass alle korrekt ermittelt wurden.

Dazu müssten wir die grundlegenden eindeutigen Werte finden (wie Rot, Grün und Blau im Fall von Farben).

Derzeit haben wir 10 einzigartige, vom Menschen wahrnehmbare Gerüche: Der holzartige Geruch, der blumige/duftende, kein Zitrus, chemisch, scharf (knoblauchartig), süß, Menthol, erdnussartig, Zitrone und verwesend/totartig (diese werden von Forschern als W1 bis W10 bezeichnet). Eine Referenz des 10 .

Ihre RGB-ähnlichen Werte für den Geruch sollten in etwa so sein.

Gibt es ein RGB-Äquivalent für Gerüche?
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