Rusia: crean un modelo informático de la sensación del gusto

Fue desarrollado por especialistas del Instituto de Física y Tecnología de Moscú junto con colegas de la Universidad Estatal de Nizhni Nóvgorod

Especialistas del Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MFTI), junto con colegas de la Universidad Estatal de Nizhni Nóvgorod, crearon el primer modelo informático del mundo que imita el funcionamiento de los órganos del gusto. Este desarrollo ayudará, entre otras cosas, a comprender las circunstancias de la reciente pandemia de COVID-19, informaron desde el servicio de prensa del MFTI.

“Científicos del MFTI y de la Universidad Lobachevski de Nizhni Nóvgorod crearon el primer modelo informático multinivel del mundo de un receptor gustativo, que imita su funcionamiento: desde el momento en que una sustancia llega a la lengua hasta la formación de una ‘huella neuronal’ en el cerebro. Esto abre el camino a la creación de dispositivos electrónicos capaces de ‘percibir’ el sabor como lo hace el ser humano, y ayudará a comprender mejor los mecanismos de los trastornos del gusto en diversas enfermedades. El estudio fue publicado en la revista internacional Brain Sciences”, señalaron desde el servicio de prensa.

El sistema permite rastrear todo el recorrido del sabor: desde el momento en que una sustancia entra en contacto con la lengua hasta la formación en el cerebro de un patrón específico de impulsos nerviosos para cada sabor. Con su ayuda, los científicos planean, en primer lugar, estudiar el mecanismo de la pérdida del gusto, que fue uno de los síntomas frecuentes durante la pandemia de COVID-19 en 2020-2021.

“Cuando se introduce en el modelo una sustancia virtual con una concentración determinada, los receptores se activan y la membrana celular cambia su potencial eléctrico. Al alcanzar el umbral, se genera un ‘spike’ —un breve impulso eléctrico—. Este se convierte en un código binario y se transmite a través de la red neuronal. La transmisión de la señal entre neuronas la modelamos mediante el mecanismo de liberación de glutamato y la fosforilación de los receptores AMPA. Este es precisamente el proceso responsable del aprendizaje y la memoria en el cerebro vivo”, explicó el investigador principal Serguéi Stasenko.

El modelo fue entrenado en dos tareas. La primera consiste en distinguir el grado de agrado del sabor, donde para cada tipo se establecen concentraciones óptimas (por ejemplo, para lo dulce: 15.000 unidades условales; para lo salado: 100). La segunda tarea es diferenciar un sabor puro de uno mezclado.

En el futuro, los científicos planean incorporar el olfato al sistema para estudiar la formación de la percepción integral del sabor. También prevén introducir neuronas inhibitorias y mecanismos de retroalimentación, así como profundizar en la señalización intracelular para lograr una descripción más precisa del funcionamiento de los receptores.