科研团队用用超声波直击嗅觉中枢 补全沉浸式VR体验

一支由独立研究者组成的小团队，正尝试为虚拟现实补上长期缺失的“嗅觉一环”，但他们选择的路径不是在空气中散发气味，而是直接在大脑中“写入”气味感知。该团队开发的原型装置利用聚焦超声精准刺激负责处理嗅觉信息的嗅球，无需任何化学药剂、气味匣或喷射装置，如果后续验证可行，有望为虚拟与增强现实带来全新的沉浸体验。

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。