
2025 年 11 月 26 日,《科學進展》雜誌發表了一項研究,報告了一種人工鼻子技術,該技術可以提醒失去嗅覺的人注意氣味的存在。
法國國家科學研究中心 (CNRS) 與電子鼻新創公司 Aryballe 合作,將氣味偵測感測器與電刺激鼻腔三叉神經的裝置結合,以測試嗅覺障礙患者是否能夠區分特定氣味。該系統被設計為一種感覺替代技術,它將氣味訊息傳遞到“不同的神經迴路”,而不是直接修復嗅神經或嗅球。
在實驗中,包括嗅覺正常者和嗅覺喪失者在內的所有參與者,都接受了鼻腔內不同的電刺激模式,每種模式都對應著一種由艾瑞巴勒感測器檢測到的、類似紫丁香或覆盆子的複合氣味。許多參與者能夠感知到刺激本身,有些參與者甚至能夠區分對應兩種或多種氣味的刺激模式。這證實了即使是喪失嗅覺的人,仍然能夠傳遞「存在不同氣味」的訊息。
研究人員希望探索未來的訓練(復健)是否可以利用大腦可塑性來幫助使用者學習將這些電刺激模式與現實世界的氣味聯繫起來,從而提高識別準確性。
從:
人工「鼻子」可以告訴人們何時存在某些氣味。
【社論】
這種人工鼻子並非完全恢復嗅覺的裝置,而是一種感覺替代療法,透過刺激三叉神經來取代氣味訊息。與直接刺激嗅球和嗅神經的植入物相比,這種結構侵入性較小,同時至少能夠傳遞氣味的存在與否以及不同氣味類型的差異。
一個特別值得關注的領域是這項技術在多大程度上可以作為「危險檢測基礎設施」。如果我們把目標縮小到非常有限的幾種重要氣味,例如天然氣、煙霧或化學物質洩漏,我們可以設想這樣一個世界:嗅覺障礙者只需在鼻腔內佩戴一個小型設備,就能即時檢測危險。
然而,目前的感測器尚不足以取代人類的嗅覺,因為它們只能偵測有限種類的氣味,而且對溫度、濕度和濃度的變化非常敏感。研究團隊坦誠地承認,目前還沒有任何氣味感測器能夠像麥克風那樣“捕捉到任何氣味”,而且也存在著巨大的化學挑戰。
同時,我們也必須考慮隨著技術進步而可能出現的風險和挑戰。醫療器材與穿戴式裝置交叉領域出現的問題包括:長期對三叉神經施加電刺激的安全性、假陽性或假陰性結果的責任歸屬,以及收集「氣味日誌」引發的隱私問題。
然而,這項研究的重要意義在於,它在實踐層面驗證了「將喪失的感覺路徑轉移到另一個健康的感覺通道」這一理念。我們相信,這可以成為推動「重組人類感覺結構」這個方法應用於各種感覺障礙的催化劑,不僅包括嗅覺障礙,還包括視覺、聽覺、平衡障礙以及其他感覺障礙。
[術語]
嗅球
這是大腦的前部結構,來自鼻子的嗅覺神經在此匯聚,並進行氣味訊息的主要處理,因此它是嗅覺植入的目標部位。
嗅覺功能障礙/嗅覺喪失
這是一個醫學術語,指的是由於頭部受傷、病毒感染或其他疾病導致的嗅覺部分或完全喪失。
電子鼻/化學感測器(電子鼻)
這是一個通用術語,指的是結合了多個化學感測器和數位訊號處理技術來檢測和分類空氣中氣味分子模式的設備。
[參考連結]
科學進展:三叉神經系統(外在)取代人類嗅覺
研究的主要論文頁面詳細介紹了使用三叉神經刺激的嗅覺替代裝置的實驗設計和結果。
Aryballe 數位嗅覺(外在)
這家法國公司提供電子鼻和數位嗅覺解決方案,並概述了本研究中使用的氣味感測器技術。
史丹佛耳鼻喉頭頸外科(外部)
Zara Patel 工作的耳鼻喉頭頸外科頁面提供有關嗅覺障礙和鼻科學的臨床和研究資訊。
麻省眼耳醫院(外部)
這家專科醫院是埃里克·霍爾布魯克進行嗅球刺激和嗅覺障礙治療研究的地方,也是獲取與嗅覺相關的臨床和研究資訊的門戶。
法國國家科學研究中心(外部)
這是法國國家科學研究中心,穆斯塔法·本薩菲、哈利娜·史丹利和這項研究的其他主要成員都隸屬於該研究機構。
[參考文章]
原型設備透過訓練大腦感知氣味(外部)來恢復喪失的嗅覺。
一篇新聞文章介紹了三叉神經刺激裝置,稱其為“一種使大腦感知氣味的訓練裝置”,並總結了其在危險檢測方面的用途及其目前的局限性。
三叉神經系統(PMC)(外在)取代人類嗅覺
《科學進展》論文的開放獲取版本總結了定量結果,例如受試者數量和識別準確率,以及作為感覺替代設備的設計理念。
電刺激三叉神經可改善嗅覺(外在)
2022 年的一項研究表明,三叉神經刺激可以增強現有的嗅覺功能,這項技術有助於理解選擇三叉神經背後的原因。
維吉尼亞聯邦大學的研究人員正在開發一種可以恢復人們嗅覺(外部)的設備。
我們將介紹一種可植入裝置的發展,該裝置可直接刺激嗅球,並將其與目前透過三叉神經的方法進行對比,以了解二者之間的差異。
[編者註]
您如何看待這種利用其他途徑彌補嗅覺喪失的嘗試?試想失去嗅覺的感受——無法察覺瓦斯外洩、煙霧或食物變質的焦慮,以及失去「享受氣味本身」的體驗——這項技術無疑會對任何人產生影響。
我很樂意與您一起探討這種人造鼻子的實用性以及它還有哪些不足之處。