يحاول فريق صغير من الباحثين المستقلين ملء "الرابط الشمي" المفقود منذ فترة طويلة للواقع الافتراضي. ومع ذلك، فإن المسار الذي اختاروه لم يكن إطلاق الروائح في الهواء، بل "كتابة" إدراك الرائحة مباشرة في الدماغ. يستخدم النموذج الأولي للجهاز الذي طوره الفريق الموجات فوق الصوتية المركزة لتحفيز البصلة الشمية المسؤولة عن معالجة المعلومات الشمية بدقة دون الحاجة إلى أي مواد كيميائية أو صناديق روائح أو أجهزة حقن. إذا كان التحقق اللاحق ممكنًا، فمن المتوقع أن يجلب تجربة غامرة جديدة للواقع الافتراضي والمعزز.
يدور النظام الغامر الحالي بشكل أساسي حول الرؤية والسمع، وقد تم إحراز بعض التقدم في ردود الفعل اللمسية. ومع ذلك، فإن حاسة الشم، التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالذاكرة والعاطفة، لا تزال غائبة تقريبًا. من الناحية البيولوجية، ستدخل الإشارات الشمية مباشرة إلى الجهاز الحوفي، بما في ذلك الحصين، دون المرور أولاً عبر معالجة قشرية عالية المستوى. يعتبر هذا المسار الخاص هو الآلية الرئيسية لـ "الرائحة تعيد الذكريات" وهو أيضًا تأثير يصعب تكراره باستخدام الواقع الافتراضي الحالي.
قرر أعضاء فريق البحث ليف تشيزوف، وألبرت يان هوانغ، وتوماس ريبيرو، وآيوش غوبتا التخلي عن المسار التقليدي لإعادة بناء الروائح في الهواء وبدلاً من ذلك تحفيز منطقة البصلة الشمية في الدماغ بشكل مباشر من خلال الموجات فوق الصوتية. وقالوا إن هناك محاولات قليلة سابقة لاستخدام الموجات فوق الصوتية للحث مباشرة على إدراك الرائحة في الأجسام الحية، حتى في النماذج الحيوانية، لذا فإن هذا الاتجاه استكشافي تمامًا من حيث التكنولوجيا.
تقع البصلة الشمية فوق تجويف الأنف، وهي عميقة، ومغلفة بالعظام والأنسجة الرخوة. ليس من السهل الوصول إليها من خارج الرأس. وفي الوقت نفسه، تنتشر الموجات فوق الصوتية بشكل سيئ في الهواء، مما يجعل الاستهداف الدقيق أكثر صعوبة. وللقيام بذلك، قام الباحثون بتثبيت محول الموجات فوق الصوتية على الجبهة، باستخدام ما وصفوه بـ "وسادة صلبة تشبه الهلام" لتوفير الدعم والراحة، ثم قاموا بإمالة شعاع الموجات فوق الصوتية نحو الأسفل نحو المنطقة المستهدفة.
استخدم الفريق بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) من أحد الباحثين لتقدير الإحداثيات التقريبية وعمق البصلة الشمية لتحديد موقع تركيز الموجات فوق الصوتية. وعلى هذا الأساس، قاموا بتعديل تردد الموجات فوق الصوتية وتوقيت النبض بشكل متكرر للعثور على مجموعة من المعلمات التي يمكنها اختراق الجمجمة وتركيز الطاقة على العمق المستهدف للحصول على ردود فعل ذاتية مستقرة نسبيًا.
خلال التجربة، أبلغ الأشخاص عن مجموعة من التجارب التي تراوحت بين الروائح الواضحة والأحاسيس الغامضة، بما في ذلك الهواء النقي والأوزون والخشب المحترق والمواد العضوية المتحللة. لاحظ الباحثون أن هناك فرقًا واضحًا نسبيًا بين "الشم" و"الشعور": فالأول له مخطط أكثر وضوحًا ويبدو أن لديه نقطة مصدر محددة، كما لو كان الاتجاه يمكن قفله عن طريق "الشم"؛ هذا الأخير أضعف وأبطأ، ويوصف في الغالب على أنه انطباع غامض وليس رائحة محددة يمكن التعرف عليها.
أبلغ بعض الأشخاص أيضًا عن أحاسيس جسدية خفيفة، مثل حكة خفيفة أو إحساس بالوخز في الوجه، مما يشير إلى أن التحفيز بالموجات فوق الصوتية لا يعمل فقط على المسار الشمي ولكن قد يشمل أيضًا أحاسيس محيطية. تؤثر طريقة التنفس أيضًا على شدة التجربة: يميل الشهيق اللطيف إلى تضخيم حاسة الشم أو الإدراك، لذلك طُلب من المشاركين "الشم" قليلاً أثناء حمل الجهاز على جبهتهم.
في بعض التجارب، تراكمت الأحاسيس المرتبطة بها تدريجيًا على مدار عدة أنفاس، بينما ظهرت في تجارب أخرى فجأة تقريبًا. عندما واجه بعض الأشخاص رائحة مشابهة للقمامة المتعفنة، اعتبروها دون وعي رائحة حقيقية في البيئة، مما يظهر رد فعل بديهيًا مشابهًا لـ "الخلط بين الواقعية والواقع".
من وجهة نظر هندسية، لا يزال هذا نموذجًا أوليًا مبكرًا: الجهاز بالكاد يمكن اعتباره جهازًا "مثبتًا على الرأس"، ولكن حاليًا يجب تثبيته على الجبهة يدويًا. ولتحقيق التطبيقات العملية، يحتاج الجهاز إلى مزيد من التصغير والتكامل العميق مع الأجهزة القابلة للارتداء مثل سماعات الواقع الافتراضي/الواقع المعزز لتلبية متطلبات الاستخدام طويل الأمد والاستخدام المحمول والسلامة.
قد تتجاوز الآثار المحتملة لهذا البحث "الروائح الافتراضية". ويشير إلى اتجاه أوسع: "كتابة الإشارات إلى الدماغ" من خلال تكنولوجيا غير جراحية دون الحاجة إلى حج القحف أو أقطاب كهربائية مزروعة، بدلا من مجرد قراءة المعلومات السلبية مثل كهرباء الدماغ أو تغيرات تدفق الدم. لا يزال هذا الاحتمال تخمينيًا إلى حد كبير في هذا الوقت، ولكن من الناحية النظرية، قد يتم توسيع أساليب مماثلة لتشمل الحواس الأخرى والمسارات الإدراكية بما يتجاوز الرائحة.
فيما يتعلق بالتطبيقات المتوقعة على المدى القصير والمتوسط، فإن الوسائط الغامرة هي المكان الأكثر مباشرة: إذا تمكنت سماعات الرأس من توليد "حاسة الشم داخل الدماغ" دون الاعتماد على المواد الكيميائية القابلة للاستهلاك وخراطيش الرائحة، فإنها ستزيل قيودًا طويلة الأمد في تصميم المشهد الافتراضي. وبطبيعة الحال، لدخول السوق الاستهلاكية حقًا، ما زلنا نواجه تحديات هندسية متعددة مثل التحكم في التكلفة والحجم والوزن والإشراف على السلامة واتساق الخبرة. لذلك، من المرجح أن يتم تنفيذه على مستوى التدريب على مستوى المؤسسة، والمحاكاة المهنية، ومنصات البحث العلمي أولاً.
وبالنظر إلى مستوى أعمق، فإن هذا المسار الذي يتجاوز الهواء المادي والجزيئات الكيميائية ويصل مباشرة إلى مركز الشم قد غيّر خيال الناس التقليدي عن "الرائحة الرقمية". إنه لا يعيد خلق العديد من العطور أو الروائح في الفضاء الحقيقي، ولكنه يحاول تحفيز الإدراك الذاتي للدماغ "لشم رائحة معينة" على المستوى العصبي. وبمجرد نضوج هذه الفكرة، فإنها قد تفتح طريقًا تقنيًا جديدًا في مجالات الحوسبة الإدراكية والتفاعل بين الإنسان والحاسوب.