用超声波“写”入气味，研究员声称可通过脑部刺激诱发嗅觉感知

近日，一支由Lev Chizhov、Albert Yan-Huang等研究者组成的跨国独立科研团队宣布了一项突破性成果：无需依赖任何化学香精或喷雾耗材，仅通过聚焦超声波精准刺激大脑嗅觉中枢，就能成功诱发人体产生真实的嗅觉感知。这一创新路径绕开了传统嗅觉模拟的局限，不仅为虚拟现实（VR）、增强现实（AR）的全感官沉浸体验补齐短板，更为神经科学与脑机接口领域开辟了全新方向。

长期以来，嗅觉始终是沉浸式体验中的“缺失一环”。无论是VR游戏还是虚拟模拟场景，现有技术多依赖香氛胶囊、化学喷雾等方式模拟气味，但这类方案普遍存在致命缺陷：耗材消耗快、气味易混杂残留、香型种类有限，且设备笨重、存在安全隐患，始终无法成为行业标配。而此次研究团队另辟蹊径，选择直接作用于大脑的嗅觉核心——嗅球，彻底摆脱了对化学物质的依赖。

这项技术的核心原理的是利用经颅聚焦超声波，穿透颅骨精准刺激嗅球。嗅球作为大脑处理所有嗅觉信号的“第一站”，直接连通与记忆、情绪紧密相关的边缘系统，是嗅觉感知形成的关键结构。研究人员将一枚低频聚焦超声波发射器佩戴在受试者额头，借助类凝胶缓冲垫保证贴合稳定性，以300千赫兹（kHz）的频率发射超声波，聚焦深度精准控制在39毫米，恰好能穿透颅骨抵达鼻后上方的嗅球区域，再通过调控超声脉冲的时序模式，在神经层面直接“写入”特定的嗅觉感知。

为确保刺激的精准性与安全性，研究团队做了充分准备。他们借助磁共振成像（MRI）对受试者的嗅球位置进行个体化定位，明确超声聚焦点的坐标；同时通过水箱测试优化超声参数，将焦点压力控制在150–250千帕，机械指数最高不超过0.4，远低于经颅聚焦超声的公认安全阈值，且刻意避开视神经等敏感区域，避免对脑组织造成损伤。此外，为排除安慰剂效应，测试中受试者佩戴耳机播放高强度音乐，完全听不到超声脉冲声，操作者随机选择焦点位置，受试者仍能准确辨别对应气味，盲测结果均有视频记录佐证。

在双盲对照人体实验中，这项技术取得了显著成效：受试者成功且稳定地感知到四类截然不同的气味——清新如雨后森林的高氧空气、类似腐烂果皮的异味、近似空气净化器旁的臭氧味，以及温暖浓郁的篝火木柴燃烧味。受试者反馈，这些嗅觉感知真实可重复，部分气味轮廓清晰、具有明确指向性，仿佛能通过“嗅闻”锁定来源，部分则为弥散式感受，偶有面部轻微麻感，但无任何鼻腔刺激或化学残留。值得注意的是，仅需微米级的超声波束偏转就能改变气味类型，其中“清新感”与“燃烧感”的间距仅约3.5毫米，远低于300kHz超声在组织中的理论波长，呈现出“神经刺激超分辨率”现象。

与传统化学气味方案相比，超声波“脑控嗅觉”的优势堪称降维打击：无需任何化学耗材，实现“永不枯竭”的气味模拟；无气味残留与混杂问题，可随场景瞬时切换，响应时间达到毫秒级；理论上可编码无限多种香型，不受物理香精库的限制；长期使用几乎无额外成本，且设备有望实现小型化集成。这意味着，未来的VR场景中，玩家推开古堡木门能瞬间闻到潮湿霉味，漫步虚拟花园能感知每朵花的专属香气，全感官沉浸将从科幻走向现实。

这项技术的意义远不止于娱乐领域。在医疗康复方面，它有望帮助因新冠后遗症、头部外伤等原因丧失嗅觉的患者重新“找回”气味感知；还可用于创伤后应激障碍（PTSD）的干预，通过可控的气味刺激，帮助患者安全处理痛苦记忆，同时为神经康复训练提供新手段。从更长远来看，嗅球直接连接大脑边缘系统与海马体，这一技术路径未来可拓展为非侵入式“脑写入”接口，用于记忆调控、情绪干预，甚至推动脑机接口、神经编码等前沿领域的跨越式发展，有望实现通过嗅觉通道向大脑“写入”高维信息的可能——人类鼻子的400种气味受体，理论上可编码与大型语言模型潜在空间相当维度的信息，未来或许能让人们通过“嗅闻”理解文字含义。

目前，该技术仍处于原型验证阶段，距离消费级产品落地还有一段距离。当前的原型装置需手持固定，后续研究团队将扩大受试者样本规模，进一步验证技术的安全性与普适性；同时优化超声发射器的微型化设计，提升佩戴舒适度，推动其与VR/AR头显等可穿戴设备深度集成。尽管仍面临成本控制、体验一致性等工程挑战，但业内专家认为，这项全球首创的神经交互方案，有望彻底改写虚拟感官模拟的格局，补齐虚拟现实的最后一块感官拼图，同时为人类探索大脑与感官的关联提供全新视角。