科研团队用用超声波直击嗅觉中枢 补全沉浸式VR体验

目前的沉浸式系统主要围绕视觉与听觉展开，在触觉反馈方面也已有一定进展，但与记忆和情绪联系最紧密的嗅觉几乎仍然缺位。从生物学上看，嗅觉信号会直接进入边缘系统，包括海马体，而不必先经过更高层次的皮层加工，这一特殊通路被认为是“闻到就勾起回忆”的关键机制，也是现有VR难以复制的效果。

研究团队成员Lev Chizhov、Albert Yan-Huang、Thomas Ribeiro和Aayush Gupta决定放弃在空气中重建气味这一传统路线，转而通过超声波直接刺激大脑中的嗅球区域。他们表示，此前甚至在动物模型中，利用超声在活体中直接诱发气味感知的尝试都鲜有先例，因此这一方向在技术路径上颇具探索意味。

嗅球位于鼻腔上方，位置较深且被骨骼与软组织包裹，从头部外部接触并不容易；同时，超声在空气中传播性能很差，这让精确靶向变得更具挑战。为此，研究人员将超声换能器固定在额头位置，并使用他们形容为“固态、类似果冻的垫片”提供支撑和舒适度，再将超声波束向下倾斜对准目标区域。

团队使用其中一名研究者的核磁共振成像（MRI）数据来估算嗅球的大致坐标和深度，从而确定超声聚焦点的位置。在此基础上，他们反复调整超声频率与脉冲时序，寻找既能穿透颅骨又能在目标深度聚焦能量的参数组合，以获得相对稳定的主观反馈。

在实验过程中，受试者报告了一系列介于清晰气味与模糊感受之间的体验，包括新鲜空气、臭氧、燃烧木头以及腐败有机物等。研究人员注意到，“气味”和“感觉”存在相对明确的差别：前者轮廓更清晰，似乎有具体来源点，仿佛可以通过“嗅一嗅”锁定方向；后者则更弱、更缓慢，多被描述为若有若无的印象，而非可辨识的具体气味。

部分受试者还报告了轻微的身体感觉，例如面部有细微刺痒或酥麻感，这提示超声刺激不仅在嗅觉通路上起作用，也可能牵涉周边感受。呼吸方式同样影响体验强度：轻轻吸气往往会放大这种嗅觉或感知，因此实验中会要求参与者在将设备贴在额头时配合轻微“闻嗅”。

在一些试次里，相关感觉会随着数次呼吸逐渐累积，而在另一些情况下则几乎是突然出现。有受试者在体验到类似垃圾腐烂的气味时，下意识地将之视为环境中真实存在的异味，表现出近似“误把虚拟当现实”的直觉反应。

从工程角度看，这仍是一台早期原型机：装置形式勉强可以算作“头戴式”，但目前必须由手来固定在额头上。若要实现实际应用，设备需要进一步小型化，并与VR/AR头显等可穿戴硬件深度集成，以满足长期佩戴、移动使用和安全性的要求。

这项研究的潜在意义可能不止于“虚拟气味”。它指向一个更广泛的方向：在无需开颅或植入电极的前提下，通过非侵入式技术“向大脑写入信号”，而不仅仅是读取脑电或血流变化等被动信息。目前这一前景仍然高度推测，但从理论上讲，类似的方法或许可以扩展到嗅觉之外的其他感官和感知通路。

就可预见的中短期应用而言，沉浸式媒体是最直接的落地点：如果头显能够在不依赖消耗性药剂与气味匣的前提下生成“脑内嗅觉”，将消除虚拟场景设计中长期存在的一项限制。当然，要真正进入消费级市场，还面临成本控制、体积重量、安全监管以及体验一致性等多重工程挑战，因而更有可能先在企业级训练、专业模拟和科研平台上落地。

更深层次来看，这种绕过物理空气和化学分子、直接触达嗅觉中枢的路径，改变了人们对“数字气味”的传统想象。它不是在现实空间中再造各种香味或臭味，而是试图在神经层面触发大脑对“闻到某种气味”的主观感知，这种思路一旦成熟，或许会在感知计算和人机交互领域开启一条全新的技术路线。