在糖尿病患者的體內(nèi)植入一種含有胰島素產(chǎn)生細胞（即產(chǎn)生胰島素的細胞）和電子控制單元的裝置。一旦患者吃了東西，血糖就會升高，他們就可以使用智能上的應(yīng)用程序觸發(fā)電信號，或者他們可以預(yù)先配置應(yīng)用程序，如果提前吃了食物，那么這種應(yīng)用成就會自動觸發(fā)電信號。過了一會兒，這些細胞就會釋放出必要數(shù)量的胰島素來調(diào)節(jié)患者的血糖水平。

這可能聽起來像是科幻小說，但很快就可能成為現(xiàn)實。如今，在一項新的研究中，來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院、巴塞爾大學(xué)、中國華東師范大學(xué)和西湖大學(xué)等研究機構(gòu)的研究人員介紹了他們開發(fā)的這種植入物的原型。他們的研究是*研究如何利用電信號直接激活和調(diào)節(jié)基因表達的。當(dāng)在小鼠身上測試他們的方法時，他們證實它非常有效。
 

這些研究人員在開發(fā)對血脂水平過高或血糖水平過低等特定的身體生理狀態(tài)作出反應(yīng)的基因網(wǎng)絡(luò)和植入物方面有著豐富的經(jīng)驗。雖然此類基因網(wǎng)絡(luò)會對生化刺激做出反應(yīng)，但是它們也可以通過替代性的、外來的因素（比如光線）來加以控制。Fussenegger說，“我們想用電直接控制基因表達已經(jīng)有很長時間了；如今我們終于成功了。”

電路板和細胞容器是關(guān)鍵

這些研究人員設(shè)計出的植入物由幾個部分組成。它的一側(cè)有一塊印刷電路板（PCB），可容納接收器和電子控制單元；另一側(cè)是一個裝有人細胞的膠囊。將PCB與這種細胞容器連接在一起的是一根細小的電纜。

來自體外的無線電信號會激活這種植入物中的電子控制單元，然后將電信號直接傳輸給這種植入物中的人細胞。這些電信號刺激鈣和鉀通道的特殊組合；反過來，這又會觸發(fā)細胞內(nèi)控制胰島素基因的信號級聯(lián)反應(yīng)。隨后，所產(chǎn)生的胰島素被裝入到囊泡中，這些電信號導(dǎo)致這些囊泡與細胞膜融合，從而在幾分鐘內(nèi)將胰島素釋放到細胞外。

身體互聯(lián)網(wǎng)（Internet of the Body）即將到來

Fussenegger看到了這一進展的幾個優(yōu)勢。他解釋道，“我們開發(fā)出的植入物可能能夠連接到網(wǎng)絡(luò)世界。”醫(yī)生或患者可能使用一款應(yīng)用程序直接干預(yù)并觸發(fā)胰島素分泌，一旦植入物傳輸了必要的生理數(shù)據(jù)，他們也可能通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程操作。Fussenegger說，“這類設(shè)備將使得人們*融入數(shù)字世界，成為物聯(lián)網(wǎng)甚至是身體互聯(lián)網(wǎng)的一部分。”

當(dāng)談及黑客攻擊的潛在風(fēng)險時，他采取了一個冷靜的觀點：“人們已經(jīng)佩戴理論上很容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的，但這些設(shè)備有足夠的保護措施。這也是我們必須在植入物中加入的東西。” 

就目前的情況來看，他認為大的挑戰(zhàn)是在基因方面。為了確保不對細胞和基因造成損害，他和他的研究團隊還需要進一步研究可以使用的大電流。他們還必須優(yōu)化電子控制元件和這些細胞之間的連接。

后一個需要克服的障礙是找到一種新的、更容易、更方便的方法來更換植入物中所使用的細胞，而這一工作大約每隔三周就必須進行一次。為了進行實驗，F(xiàn)ussenegger和他的研究團隊將兩個加注頸口（filler neck）連接到他們的原型上，以便更換細胞；他們希望找到一個更實用的解決方案。

不過，在他們的系統(tǒng)可以在人類身上使用之前，還必須開展一系列的臨床測試