科研團隊用用超聲波直擊嗅覺中樞 補全沉浸式VR體驗

一支由獨立研究者組成的小團隊，正嘗試為虛擬現實補上長期缺失的“嗅覺一環”，但他們選擇的路徑不是在空氣中散發氣味，而是直接在大腦中“寫入”氣味感知。該團隊開發的原型裝置利用聚焦超聲精準刺激負責處理嗅覺信息的嗅球，無需任何化學藥劑、氣味匣或噴射裝置，如果后續驗證可行，有望為虛擬與增強現實帶來全新的沉浸體驗。

目前的沉浸式系統主要圍繞視覺與聽覺展開，在觸覺反饋方面也已有一定進展，但與記憶和情緒聯系最緊密的嗅覺幾乎仍然缺位。從生物學上看，嗅覺信號會直接進入邊緣系統，包括海馬體，而不必先經過更高層次的皮層加工，這一特殊通路被認為是“聞到就勾起回憶”的關鍵機制，也是現有VR難以復制的效果。

研究團隊成員Lev Chizhov、Albert Yan-Huang、Thomas Ribeiro和Aayush Gupta決定放棄在空氣中重建氣味這一傳統路線，轉而通過超聲波直接刺激大腦中的嗅球區域。他們表示，此前甚至在動物模型中，利用超聲在活體中直接誘發氣味感知的嘗試都鮮有先例，因此這一方向在技術路徑上頗具探索意味。

嗅球位于鼻腔上方，位置較深且被骨骼與軟組織包裹，從頭部外部接觸并不容易；同時，超聲在空氣中傳播性能很差，這讓精確靶向變得更具挑戰。為此，研究人員將超聲換能器固定在額頭位置，并使用他們形容為“固態、類似果凍的墊片”提供支撐和舒適度，再將超聲波束向下傾斜對準目標區域。

團隊使用其中一名研究者的核磁共振成像（MRI）數據來估算嗅球的大致坐標和深度，從而確定超聲聚焦點的位置。在此基礎上，他們反復調整超聲頻率與脈沖時序，尋找既能穿透顱骨又能在目標深度聚焦能量的參數組合，以獲得相對穩定的主觀反饋。

在實驗過程中，受試者報告了一系列介于清晰氣味與模糊感受之間的體驗，包括新鮮空氣、臭氧、燃燒木頭以及腐敗有機物等。研究人員注意到，“氣味”和“感覺”存在相對明確的差別：前者輪廓更清晰，似乎有具體來源點，仿佛可以通過“嗅一嗅”鎖定方向；后者則更弱、更緩慢，多被描述為若有若無的印象，而非可辨識的具體氣味。

部分受試者還報告了輕微的身體感覺，例如面部有細微刺癢或酥麻感，這提示超聲刺激不僅在嗅覺通路上起作用，也可能牽涉周邊感受。呼吸方式同樣影響體驗強度：輕輕吸氣往往會放大這種嗅覺或感知，因此實驗中會要求參與者在將設備貼在額頭時配合輕微“聞嗅”。

在一些試次里，相關感覺會隨著數次呼吸逐漸累積，而在另一些情況下則幾乎是突然出現。有受試者在體驗到類似垃圾腐爛的氣味時，下意識地將之視為環境中真實存在的異味，表現出近似“誤把虛擬當現實”的直覺反應。

從工程角度看，這仍是一臺早期原型機：裝置形式勉強可以算作“頭戴式”，但目前必須由手來固定在額頭上。若要實現實際應用，設備需要進一步小型化，并與VR/AR頭顯等可穿戴硬件深度集成，以滿足長期佩戴、移動使用和安全性的要求。

這項研究的潛在意義可能不止于“虛擬氣味”。它指向一個更廣泛的方向：在無需開顱或植入電極的前提下，通過非侵入式技術“向大腦寫入信號”，而不僅僅是讀取腦電或血流變化等被動信息。目前這一前景仍然高度推測，但從理論上講，類似的方法或許可以擴展到嗅覺之外的其他感官和感知通路。

就可預見的中短期應用而言，沉浸式媒體是最直接的落地點：如果頭顯能夠在不依賴消耗性藥劑與氣味匣的前提下生成“腦內嗅覺”，將消除虛擬場景設計中長期存在的一項限制。當然，要真正進入消費級市場，還面臨成本控制、體積重量、安全監管以及體驗一致性等多重工程挑戰，因而更有可能先在企業級訓練、專業模擬和科研平臺上落地。

更深層次來看，這種繞過物理空氣和化學分子、直接觸達嗅覺中樞的路徑，改變了人們對“數字氣味”的傳統想象。它不是在現實空間中再造各種香味或臭味，而是試圖在神經層面觸發大腦對“聞到某種氣味”的主觀感知，這種思路一旦成熟，或許會在感知計算和人機交互領域開啟一條全新的技術路線。