Авторы нового проекта — инженеры и исследователи, работающие с неинвазивной ультразвуковой стимуляцией — создали систему, которая может проникать через лобную кость и воздействовать на области мозга, отвечающие за запахи. Результат оказался удивительно точным: сдвиг фокуса всего на несколько миллиметров давал разные запаховые ощущения, а воспроизводимость подтвердили «вслепую».
Будем нюхать интернет! Ароматы можно передать в мозг через ультразвук
Группа исследователей впервые смогла вызывать у людей ощущения запахов — от «свежего воздуха» до «мусора» и «жженых дров» — с помощью сфокусированного ультразвука, направленного на обонятельную луковицу. Эксперимент открыл неожиданные перспективы для нейромодуляции и будущих интерфейсов «значения», которые можно будет буквально ощущать.
writetobrain.com
Ученые считают, что это может стать началом совершенно нового канала передачи информации напрямую в мозг.
Новый способ стимуляции мозга с помощью ультразвука
Ольфакторная луковица — область мозга, расположенная за верхней частью носа. Доступ к ней осложнен формой черепа и воздушными полостями, через которые ультразвуку трудно проходить.
- Команда ученых обошла это, размещая излучатель на лбу и направляя волну под углом 50–55°.
- Они использовали низкую частоту 300 кГц и фокусировку на глубине около 39 мм.
- Первые эффекты удалось получить вручную, но затем специалисты собрали импровизированную гарнитуру с фиксированной опорой, чтобы стабилизировать луч и уменьшить артефакты.
Система работала безопасно: измерения мощности показали механический индекс около 0,4 — значительно ниже уровней, применяемых в известных методах трансчерепной стимуляции.
Отдельно исследователи контролировали, чтобы луч не затрагивал зрительный нерв, удерживая угол смещения в пределах 15°.
Необычный эксперимент
В результате удалось спровоцировать четыре устойчивые категории ощущений:
- «свежий воздух»;
- «озоновая нота»;
- «гниющая органика»;
- «дым от костра».
Ощущения возникали синхронно с легким вдохом и могли быть яркими: один из участников описал, что запах мусора ударил так резко, что он открыл глаза, решив, что рядом проехала мусоровозка.
Разные запахи определялись микросдвигами фокальной точки примерно на 3,5 мм — значительно точнее, чем предполагает сама дифракционная зона ультразвука.
- Авторы называют это «суперразрешением стимуляции»: чтобы вызвать уникальный запаховой паттерн, не нужно воздействовать на отдельные нейроны — достаточно управлять кластерами рецепторных комбинаций.
Новая гипотеза
Наиболее амбициозная часть гипотезы касается будущего интерфейсов.
- В обонятельной системе около 400 типов рецепторов, и комбинации их активации фактически образуют высокоразмерное пространство признаков.
- Ученые предполагают, что управляемая стимуляция могла бы превратить это пространство в канал передачи абстрактных значений.
- Человек со временем научился бы «чувствовать» смысл структур, подобно тому, как синестеты ощущают цвета или звуки в других модальностях.
Это все еще спекуляция, но первые эксперименты показывают, что управляемая запись в этот канал реальна.
Пока специалистам удалось освоить едва ли 1% потенциального «пространства запахов», но они уверены: повышение частоты, точности фокуса и стабильности гарнитуры расширит диапазон передаваемых ощущений и сделает систему инструментом для будущих нейроинтерфейсов.