高通量超柔性味覺神經界面助力患者重建味覺功能

新京報訊 據中國科學院消息，近日，中國科學院上海微系統與信息技術研究所陶虎、周志濤團隊，聯合上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院張志願、楊馳團隊，開發出高通量超柔性味覺神經界面。這一界面使皮膚能夠感知“味覺”，幫助舌癌患者等舌瓣重建術後味覺失能患者重建味覺功能。10月17日，相關研究成果以Gustatory interface for operative assessment and taste decoding in patients with tongue cancer爲題，發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

味覺是最重要的生理感覺之一，能夠幫助人類鑑別食物的營養價值與潛在毒性，從而選擇合適的食物以滿足能量與營養需求，並避免攝入有毒有害物質。因此，味覺對人類的生存與進化至關重要。舌癌是惡性腫瘤，近年來發病率呈現逐年攀升的趨勢。舌癌病竈直接侵犯舌頭的味覺感受區域，而放化療等治療方式可能損傷口腔組織。研究發現，遊離組織皮瓣修復重建舌癌術造成的組織缺損，使得患者味覺減退甚至完全喪失味覺功能，影響患者整體生活質量。當前，對於味覺失能缺少有效的臨牀干預治療手段。

研發團隊開發了味覺神經界面。科研人員基於高密度、高貼服柔性舌電界面實現了安全無創、高時空分辨率的電生理記錄，揭示了與味覺感知相關的電生理信號。研究利用高分辨率的全舌電生理信號圖譜，解析舌癌病竈及其周圍正常組織、真實與重建舌瓣部位的電生理圖譜及其時空演變過程，實現舌癌術前的病竈定位與術後結構恢復的監測。進一步，結合腦機接口技術，研究通過雙模態電生理特徵融合算法實現跨被試、高準確率與高魯棒的味覺解碼。

研究工作得到科技創新2030-“新一代人工智能”重大項目、中國科學院青年創新促進會優秀會員項目、中國科學院上海分院基礎研究特區計劃、上海市“科技創新行動計劃”啓明星項目等的支持。

編輯 張牽