嗅覺嘅秘密：點解我哋聞到嘢？

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學一件離譜的事

想像一下，就算你嘅鼻哥壞晒，都可以用電腦直接喺你腦度「撳掣」製造出咖啡香或者桂花味，呢個就係神經電子鼻嘅神奇世界！

學習路徑

第一課：嗅覺嘅秘密：點解我哋聞到嘢？
第二課：腦內「電子鼻」：點樣用電擊「畫」出氣味？
第三課：未來嘅氣味：醫療奇蹟定係潘朵拉魔盒？

第一課：嗅覺嘅秘密：點解我哋聞到嘢？

阿Sir/阿Miss，今日我哋就由鼻哥講起，睇下我哋點樣「聞」到世界！你哋有冇諗過，點解一陣咖啡香，可以立刻令你諗起屋企嘅早晨？其實嗅覺係一個非常之複雜嘅編碼遊戲。

首先，當氣味分子飄入你嘅鼻哥，會黏喺鼻頂一塊叫做「嗅上皮」嘅地方，上面有千幾萬個「嗅覺感受器」。呢啲感受器好似把萬能鎖匙，雖然只得約400種唔同類型，但佢哋唔係一對一咁對應氣味。相反，一個氣味分子，例如「柑橘香」，可以同時打開幾種唔同嘅感受器鎖；而一種感受器亦都可以被好多種唔同嘅氣味分子激活。

想像一下，你係個DJ，你面前有400粒唔同顏色嘅推子（就係嗰啲感受器）。每一種氣味，就係一首獨一無二嘅歌。要播放「咖啡香」呢首歌，你唔係淨係撳一個掣，而係要將特定嘅幾粒推子，用特定嘅力度同順序推上去。呢個由「邊啲推子被推高」、「推高幾多」、「同時間定係輪流」等等組合而成嘅「混音譜」，就係氣味嘅神經編碼。

呢個「混音譜」會沿住神經線，傳送到大腦深處嘅「嗅球」進行第一次處理，然後再送到「梨狀皮質」呢個大腦嘅「氣味辨識中心」。最特別嘅係，梨狀皮質同負責記憶同情感嘅「海馬體」同「杏仁核」好近。所以，氣味先會咁易觸發我哋嘅童年回憶同強烈情感。

總結嚟講，嗅覺唔係好似視覺咁，紅色對應紅色光波。嗅覺係一種「組合碼」，靠一大群細胞嘅時空放電模式嚟「寫低」每一種氣味。呢個概念好重要，因為接下我哋要講嘅「神經電子鼻」，就係要模仿呢個複雜嘅「混音」過程！

思考題: 如果你嘅鼻哥入面嗰400種嗅覺感受器全部都壞晒，但係你嘅大腦（嗅球、梨狀皮質）係好正常嘅，你仲可以聞到嘢咩？點解呢？

第二課：腦內「電子鼻」：點樣用電擊「畫」出氣味？

上堂我哋知嗅覺係一場複雜嘅「神經DJ秀」。咁如果個DJ（鼻哥入面嘅感受器）唔見咗，我哋點樣可以繼續聽到音樂（聞到氣味）呢？呢個就係「神經義體嗅覺重建」要解決嘅問題。

呢個技術嘅核心，就係一種植入式嘅「腦機介面」。你可以將佢想像成一個超微型、超精密嘅音樂盒，我哋直接將佢植入大腦負責處理氣味嘅地方——主要係「嗅球」或者「梨狀皮質」。呢個音樂盒唔係發出聲，而係發出非常精確嘅微電流，去「唱返」嗰首氣味嘅「神經歌曲」。

點樣「唱」呢？記得我哋之前講嘅400個推子（感受器）同「混音譜」嗎？科學家首先要做嘅，就係「破解」呢個混音譜。佢哋會用電極，喺動物或者病人嘅嗅覺皮質度，一粒粒推子咁樣去刺激，然後問對方：「你聞到啲乜？係唔係有啲燒焦味？定係花香？」透過不斷嘅試驗，佢哋就可以畫出一張「地圖」，知道刺激邊個位置、用幾強嘅電流、刺激幾耐，大概會對應到邊種基本嘅氣味元素。

當呢張地圖畫好之後，就到最精彩嘅部分！想像一下，我哋想令一個失嗅症患者「聞」到新鮮麵包嘅香氣。我哋嘅「電子鼻」系統，就會根據麵包香氣嘅「混音譜」，喺大腦皮質嘅對應位置上，按照特定嘅時間順序同強度，精準地放電。就好似個機械人DJ，完美咁複製咗「麵包香」呢首歌。呢個過程就係「閉環」——系統唔係亂咁刺激，而係有一個預設嘅目標（麵包香），然後透過精確控制嚟實現佢。

當然，呢個過程最大嘅挑戰，就係嗅覺嘅「高維度」同一「情感連結」。一種氣味可能需要同時激活數十個唔同嘅腦區，而且錯少少，可能激活到嘅就唔係「咖啡香」，而係一段令你難過嘅童年回憶。所以，呢個「電子鼻」唔單止要準，仲要非常之「溫柔」，確保只係重現氣味，而唔會搞亂我哋嘅記憶同情感。呢個就係目前科學家正努力攻克嘅難關。

思考題: 話說用電極去刺激大腦皮質嚟製造氣味，同我哋平時用鼻去聞氣味，喺神經訊號嘅傳遞上，有咩根本嘅相同之處同唔同之處呢？

第三課：未來嘅氣味：醫療奇蹟定係潘朵拉魔盒？

上堂我哋拆解咗「電子鼻」點樣喺腦度「唱」出氣味。聽起身好似科幻小說，但呢個技術帶嚟嘅影響，可能遠超你嘅想像。今日我哋就嚟睇下，呢個「潘朵拉魔盒」打開之後，會飛出咩天使同魔鬼。

首先，最直接、最溫暖嘅應用，就係醫療。對於因為意外、疾病（例如新冠肺炎）而永久失去嗅覺嘅人，生活係好灰暗嘅。佢哋聞唔到煤氣漏氣，有生命危險；食嘢冇味道，失去生活樂趣；甚至會因為聞唔到BB嘅氣味而影響親子關係。「神經義體嗅覺重建」對佢哋嚟講，就好似將黑暗世界重新點亮。科學家可以為佢哋植入一個「基礎版」電子鼻，至少可以分辨出幾種重要嘅警報氣味（例如煙味、煤氣味）同幾種基本味道（甜、咸、苦），大大提升佢哋嘅生活質量同安全。呢個絕對係一個醫學奇蹟。

但係，當技術成熟，我哋嘅野心會咪只係止於此？呢就帶嚟第二個可能性：感官增強。想像一下，一個調香師或者品酒師，佢嘅電子鼻可以「調校」到比任何人類鼻哥都靈敏100倍，可以分辨出幾萬種微妙嘅氣味差異。又或者，一個消防員，佢嘅電子鼻可以即時分析空氣中有害化合物嘅濃度，並將資訊直接轉化成一個「警告性」氣味。呢時，「氣味」就唔再係自然嘅饋贈，而係一種可以設計、可以升級嘅「超能力」。

而最引人深思，亦係最富爭議嘅，就係第三個層面：「合成嗅覺體驗」。既然我哋可以喺腦度「畫」出氣味，咁我可唔可以創造一個喺現實世界根本唔存在嘅味道？例如「夏日午後嘅夢想」呢種味？更進一步，由於氣味同記憶情感密切相連，我可唔可以透過發送一個特製嘅「神經氣味訊號」，去誘導一個人感到快樂、平靜，甚至觸發一段特定嘅美好回憶？呢個「氣味定製」嘅世界，聽起來好誘人，但背後嘅道德問題非常之大。誰有權利去設計你嘅情感？如果呢個技術落入壞人手上，會唔會成為一種無形嘅「精神控制」工具？

所以，「神經義體嗅覺重建」唔單止係一個科學難題，更係一個社會、倫理難題。我哋正企喺一個新時代嘅門檻，一個可以「編程」人類感官嘅時代。如何善用呢把雙面刃，確保科技為人類帶嚟福祉，而非災難，將會係我哋未來需要共同面對同思考嘅課題。