图片来源：timsa/Getty

许多疾病都可能导致人们味觉的部分或完全丧失。而现在，一种将石墨烯衍生材料与机器学习相结合的设备能够“品尝”出酸甜苦辣，未来或能帮助神经系统疾病患者恢复丧失的味觉。该研究成果于7月7日发表于美国《国家科学院院刊》。

这一系统基于此前利用原子级薄层碳材料检测味道的研究而构建。与早期模型不同，它能够在类似人口腔的湿润环境中工作，如同一条“石墨烯舌头”。尽管该设备在临床应用前仍需进一步研究，但意大利那不勒斯佩加索大学神经伦理学家Andrea Lavazza表示：“如果能够让患者重获一些味觉体验，那将是一个巨大的成功。”

石墨烯作为化学传感器的潜力早已为科学家们所知。这种材料由排列成六边形晶体结构的二维碳原子层构成，对不同分子具有不同的电导率与灵敏度。

在这项最新研究中，研究人员利用氧化石墨烯层构建了一种味觉传感器。氧化石墨烯是一种源自石墨烯的材料，其表面积大，能在与不同化学物质相互作用时表现出电导率的变化。这些变化经测量后由机器学习解读，从而使设备能够区分味道、建立味觉“记忆”。这与人类大脑处理舌头味觉受体被不同化学物质触发产生的神经信号原理相同。

研究人员使用几种样品化学物质来“训练”该设备，包括咸味的氯化钠和苦味的硫酸镁等，使设备感知与特定化学结构相关的味道。而后，该设备便能够在其他未接触过的化学物质中识别出这些味道，准确率接近90%。设备甚至还能被训练于识别更复杂的味道，例如咖啡和可乐。

Lavazza表示，这项进展是帮助神经系统疾病患者恢复味觉“非常非常重要的一步”，但他同时强调，真实的味觉感知是一种受嗅觉和口感影响的复杂感觉。

研究团队旨在使设备更简练，确保所用材料对人体无害，并试图找到一种能连接大脑、接入味觉相关通路的路径。Lavazza指出：“他们需要开发一种安全、稳定且精准的神经接口。”

他同时强调，对于这类设备而言，伦理考量至关重要，包括对可使用人群的公开透明。他表示：“如果把透明度视作一项伦理要求，那这项技术将大有前景。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2413060122