电刺激可以引起神经细胞膜电位的去极化，进而引发幅度较大的动作电位。研究表明电刺激可以产生味觉，这种情况被称为电味觉测试法（electrogustometry）。人们认为电刺激嗅觉感受器同样可以产生气味感知。这篇文章描述的研究是基于鼻腔电刺激产生的气味感觉实验，主要目的是开发一种可控和可复现的数字技术，以产生无化学物质引发的嗅觉。鼻腔电刺激的方法如图1所示。

图1  弱电脉冲刺激鼻腔示意图

图2 电子电动嗅觉原型设备

        为确定参与者的嗅觉能力，随机向参与者提供5种已知气味物质（橙、肉桂、香蕉、菠萝和薄荷）。参与者按住左鼻或右鼻，依次嗅闻每种气味，识别气味类型，并对香气强度进行评分。参与者每次先嗅闻水，再对气味进行嗅闻，5种气味物质均重复该过程。
        ►电刺激鼻部

        使用8种不同的电流和频率组合（1 mA/2 Hz、1 mA/10 Hz、1 mA/70 Hz、1 mA/180 Hz、2 mA/10 Hz、2 mA/70 Hz、2 mA/180 Hz和4 mA/70 Hz）作为刺激参数，刺激参数组合顺序在不同参与者中遵循随机原则。

        （1）在一个封闭舒适的房间里，参与者坐在可调节的椅子上并蒙上眼罩，鼻腔两侧使用阿糖胞苷鼻喷雾剂预防打喷嚏。在内窥镜摄像机引导下，将引发刺激用的银电极轻轻插入鼻腔，并逐渐与靶区接触，如图3所示。随后，电刺激与鼻腔呼吸同时进行，就像正常嗅闻一样。

        （2）电刺激持续时间固定为10秒，刺激间隔为60秒。

        （3）实验间隔期间，让参与者填写回答表，记录每次刺激期间和刺激后感知到的感觉类型，并使用从0（无）到10（最强）的强度标度，对电刺激前后的气味强度进行评分。参与者需要完成8个实验的回答表。

图3 电动嗅觉装置刺激参与者的鼻腔

        8个电刺激参数中，1 mA/10 Hz以及1 mA/70 Hz的气味响应较强。图4结果表明，1 mA/70 Hz电刺激下。27%参与者感知到了化合物气味和芳香气味。同时，1 mA/70 Hz电刺激下其他气味感知及其比例如下：水果气味20%、甜气味20%、烘烤坚果气味17%、薄荷气味10%和木气味13%。1 mA/10 Hz电刺激下，气味感知的人群比例为芳香气味17%、甜气味27%、化合物气味10%、木气味10%。4 mA/70 Hz电刺激下，有82%的参与者表示有疼痛感（疼痛的平均强度值为2.95±0.85），64%的参与者感知到压力。

        图4给出了不同电刺激参数下每种气味的平均强度值，采用10点标度（0=无，10=最强）。参与者表示，他们感到剧烈疼痛和刺痛感的电刺激参数是1 mA/180 Hz和4 mA/70 Hz。同时，有2位参与者在此刺激下报告了视觉闪光情况。前期有研究表明使用0.45mA/10Hz的电刺激也产生了视觉闪光情况。因此，电刺激产生非嗅觉感觉的潜在因素需进一步研究。

图4 不同电刺激下10种基本气味感知及强度

        ►电刺激对嗅闻能力的影响

        对电刺激前后参与者嗅闻能力进行测试，比较了电刺激前后参与者对气味强度的感知。如表1所示，所有气味剂在刺激前后的强度几乎相同。但是，大部分参与者口头报告中指出，电刺激后气味剂闻起来会有所不同。

表1 电刺激前后气味强度感知结果

        ►消费者对未来数字嗅觉设备的看法

        采用调查和开放式问题相结合的方法，调查了人们对该数字嗅觉设备预期效果、个人安全以及未来应用的看法。样本包括91名参与者（35名女性，年龄在20岁以上），参与者通过电子邮件收到了调查链接。在回答问卷之前，参与者先看一段3分钟6秒长的项目介绍视频，这段视频简要概述了本项目研究内容，包括电刺激的概念、目标、刺激程序、研究结果和未来研究方向。

        图5给出了参与者中给出4分（同意）或5分（强烈同意）的人群百分比。分别有69.2%、75.8%和79.2%的受访者认为数字嗅觉设备具有娱乐性、趣味性和愉悦性。56.1%和38.5%的受访者认为该设备可以提高他们生活的生产率和效率。在个人安全上，分别有59.4%和55%的受访者认为，如果黑客进入设备，他们的个人隐私可能会受到威胁。使用意向上，分别有52.8%和72.6%的受访者希望或期待数字嗅觉设备便于操作。此外，48.4%的受访者希望成为第一批尝试使用该设备的人，但只有28.6%的人希望在日常生活中使用该设备，51.7%的人表示，如果他们有财力，他们愿意购买。这意味着当人们开始使用数字嗅觉设备时，更多的人将在日常生活中购买和使用该设备。

图5 在量表中评分为4（同意）或5（强烈同意）参与者的百分比