生物嗅觉系统长期以来以其无与伦比的多样性、速度和特异性而著称。这些能力使受训动物在安防、国防、医疗健康和农业等诸多领域不可或缺。然而，依赖动物意味着需要大量训练并以行为作为沟通方式，存在显著的局限。 为应对这些挑战，由纽约大学朗格尼医学中心（New York University Langone Health）的德米特里·林伯格（Dmitry Rinberg）领导的研究团队发现了一种创新方案：生物电子鼻。这项技术在发挥哺乳动物嗅觉系统能力的同时，消除了对行为输出的需求。通过直接从大脑读取嗅觉信息，这种生物电子鼻提供了一种高灵敏度、高选择性的化学检测方法。 这一方法采用脑机接口，从清醒小鼠嗅觉加工的早期阶段捕获神经元信号。通过整合机器学习技术，研究人员开发出一种稳健的化学检测器。一个栅格电极阵列被长期植入小鼠嗅球表面，系统地记录对多种气味分子及其混合物在不同浓度下的响应。 值得注意的是，这种生物电子鼻的灵敏度可与受训动物相媲美，并在变化背景气味中表现出卓越的检测能力。此外，一项新的基因工程技术通过改变特定嗅觉受体的丰度，增强了生物电子鼻对特定化学目标的灵敏度。 该系统的稳定性和稳健性十分明显，数月间的记录保持一致。而且，生物电子鼻在自由活动的动物身上同样有效工作，便于在真实环境中开展化学检测。这一装置在稳定性、特异性和通用性方面均超越现有方法，为化学检测树立了新的标杆。