味觉主要依赖于舌头上的味蕾开云(中国)Kaiyun·体育官方网站-登录入口，它们好像感知甜、酸、苦、咸、鲜等不同滋味。然而，关于接纳过手术的舌癌患者来说，味觉可能会受到严重影响。这是因为手术通常会移除部分舌头，而移植的组织通常来自身体的其他部位，这些组织不具备味蕾的功能，因此也就无法尝出不同的滋味。

味觉能感知到的滋味（图片开始：veer图库）

近日，咱们团队——中国科学院上海微系统与信息期蜿蜒洽所陶虎、周志涛团队与上海交通大学医学院附庸第九东谈主民病院张志愿、杨驰、白果团队妥洽，开发出一种“电子舌头”，为因舌癌而无法尝出不同滋味的患者带来了新的但愿！

舌癌是如何让患者失去味觉的？

东谈主类的味觉感知依赖于舌头上的味蕾，它们如同微型“感应器”，挑升用来检测食物的滋味。味蕾都集散播在舌头名义的味蕾乳突中，每个味蕾内包含味觉感受细胞。当咱们进食时，食物中的化学分子会熔解在唾液中，并战斗到味蕾内的感受细胞。这些细胞好像识别甜、酸、咸、苦、鲜五种基本味觉。

随后，味觉感受细胞将这些味觉信号传递给舌头上的神经，最终通过神经通路将信息传递到大脑。大脑矜重解码这些信号，将其滚动为具体的味觉体验，举例“这个蛋糕很甜”或“这个柠檬很酸”。恰是这种高度复杂的味觉感知机制，为味觉识别的期间发展带来了更高的门槛。

味蕾（图片开始：Wikiwand）

在影响味觉的诸多要素中，舌癌过头救援对味觉的阻碍尤为奏凯且不行逆。舌癌的救援通常触及舌瓣切除和移植手术，而被切除的部分通常包含大都味蕾，这奏凯松开了患者的味觉感知才能。

此外，用于设置舌头的移植组织通常来自手臂或腿部的皮肤，这些组织不具备味蕾功能，因此无法感知味觉。

对舌癌患者而言，味觉的丧失不仅影响饮食体验，还严重损伤生涯质地和花样现象。为了处理这一问题，遥远以来，琢磨东谈主员一直都在奋发于开发一种“电子舌头”，匡助患者在术后再行“尝”到滋味。

AI早已具备视觉与听觉，味觉的开发为何缓不救急？

味觉与视觉、听觉都是东谈主类感知和探索宇宙的蹙迫感官。在东谈主工智能的感官识别琢磨中，视觉与听觉的期间发展遥遥起始，而味觉识别则显著逾期。

转头AI在视觉识别范畴的证据，最早的碎裂来自图像识别期间，通过录像头捕捉图像并用算法分析物体、征象等的格式、样式和其他特征。跟着深度学习的兴起，视觉识别的才能达成了质的飞跃，比如好像精确地进行东谈主脸识别。

而在听觉识别方面，AI不异起步较早，从早期能识别东谈主类声息并作出浮浅回答的语音助手，到如今好像在复杂配景噪声中明晰别离东谈主声，听觉识别期间也取得了显耀证据。

比拟之下，味觉识别的发展却显著滞后。尽管已有一些化学传感器好像检测液体中的特定物资，但这些期间主要应用于食物检测或药品性量纵容范畴。

为何味觉识别的证据远不足视觉和听觉？这主要与数据收罗的难易进程议论。图像和音频数据的收罗相对浮浅，且数据量丰富，十分合适用于AI的老师和操办。而味觉信息的得回则依赖好像贴附于舌头上的特定传感器，不仅收罗经过复杂，而况味觉感知机制万般化，信号的复杂进程远高于图像、视频和音频。因此，从这些复杂信号中领略出灵验信息的经过更具挑战性，导致味觉识别的发展依次慢慢。

这次研发的“电子舌头”可收效模拟东谈主舌部分功能！

受到东谈主类味觉系统结构和功能的启发，咱们团队——中国科学院上海微系统与信息期蜿蜒洽所陶虎、周志涛团队盘算并研制了一种高通谈、好像与舌头名义都备贴合的柔性电极。这种电极不错安全、无创地记载患者移植舌瓣的电生理信号，并具有高期间和空间别离率。同期，团队鸠集脑机接口期间，通过多模态电生理特征交融算法，从患者味觉搅扰侧的舌瓣中解码出甜、酸、咸、苦、鲜五种基本味觉。

“电子舌头”表现图（左）；“电子舌头”与脑机接口期间鸠集达成跨被试高鲁棒性的味觉解码（右）（图片开始：作家提供）

不同于东谈主类舌头通过味蕾奏凯经受食物的滋味信息，“电子舌头”通过收罗舌癌患者移植自身体其他部位的重建舌瓣的电信号，并愚弄东谈主工智能（AI）期间对信号进行解码，从中提真金不怕火出患者自己无法感知的滋味信息。

琢磨东谈主员将五位舌癌患者收罗的信号数据鸠集起来老师模子，使“电子舌头”的“尝”味准确度达到了97.8%，接近东谈主类舌头的精确水平。

当今，“电子舌头”的应用场景主要都集在舌癌的会诊和救援范畴，不仅好像匡助术后舌癌患者重建味觉功能，还不错为因其他原因导致味觉丧失的东谈主群提供处理决策。通过收罗味觉刺激激励的电信号，它还好像赞成大夫定位舌癌病灶的中心部位，为术前切除安全缘的权术提供安全、无创、无放射的电生理新参考，琢磨恶果已发表于《当然·通信》。

此外，关于已完成舌瓣切除和重建手术的患者，“电子舌头”比拟传统的目视不雅察法子，好像更客不雅灵验地监测重建舌瓣与确实舌头的交融进程，匡助评估手术收效用和患者的康复情况，从而为术后照顾提供科学依据。

异日，“电子舌头”还将陆续升级

尽管“电子舌头”依然展现出浩瀚的后劲，但当今它仅具备单向收罗才能。且与东谈主类舌头比拟，东谈主类舌头不仅不错尝滋味，还能鸠集感觉、质地、温度等多种信息，变成复杂而私有的味觉体验，而这一详细感知当今仍是“电子舌头”无法都备复制的范畴。

异日，琢磨东谈主员但愿为其赋予及时期析与即时响应的功能，鸠集更先进的东谈主工智能算法，达成及时味觉解码，并通过电刺激响应匡助患者达成味觉感知的仿生重建。

不仅如斯，“电子舌头”的应用出路还远不啻于医疗范畴。在健康不休方面，它可用于味觉健康的早期筛查与搅扰；在文娱和元天地范畴，它不错鸠集捏造试验期间，让东谈主们汉典体验不同地区的好意思食滋味。

要达成这些愿景，“电子舌头”需要在硬件、算法和应用场景等多方面进行期间迭代。举例，开发无线收罗系统，股东开导微型化和可衣着化，以晋升便携性和空隙肠；优化东谈主工智能算法，提高数据处理速率和分析精度，从而嘱托更复杂的场景需求。通过赓续的期间逾越，“电子舌头”将变得愈加智能、高效，为医疗、健康和文娱范畴带来久了的影响。

作家：周志涛 王馨儿

作家单元：中国科学院上海微系统与信息期蜿蜒洽所开云(中国)Kaiyun·体育官方网站-登录入口