在糖尿病患者的體內(nèi)植入一種含有胰島素產(chǎn)生細(xì)胞（即產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞）和電子控制單元的裝置。一旦患者吃了東西，血糖就會(huì)升高，他們就可以使用智能上的應(yīng)用程序觸發(fā)電信號(hào)，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(huì)自動(dòng)觸發(fā)電信號(hào)。過(guò)了一會(huì)兒，這些細(xì)胞就會(huì)釋放出必要數(shù)量的胰島素來(lái)調(diào)節(jié)患者的血糖水平。

這可能聽起來(lái)像是科幻小說(shuō)，但很快就可能成為現(xiàn)實(shí)。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院、巴塞爾大學(xué)、中國(guó)華東師范大學(xué)和西湖大學(xué)等研究機(jī)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(hào)直接激活和調(diào)節(jié)基因表達(dá)的。當(dāng)在小鼠身上測(cè)試他們的方法時(shí)，他們證實(shí)它非常有效。
 

這些研究人員在開發(fā)對(duì)血脂水平過(guò)高或血糖水平過(guò)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(yàn)。雖然此類基因網(wǎng)絡(luò)會(huì)對(duì)生化刺激做出反應(yīng)，但是它們也可以通過(guò)替代性的、外來(lái)的因素（比如光線）來(lái)加以控制。Fussenegger說(shuō)，“我們想用電直接控制基因表達(dá)已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間了；如今我們終于成功了。”

電路板和細(xì)胞容器是關(guān)鍵

這些研究人員設(shè)計(jì)出的植入物由幾個(gè)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(gè)裝有人細(xì)胞的膠囊。將PCB與這種細(xì)胞容器連接在一起的是一根細(xì)小的電纜。

來(lái)自體外的無(wú)線電信號(hào)會(huì)激活這種植入物中的電子控制單元，然后將電信號(hào)直接傳輸給這種植入物中的人細(xì)胞。這些電信號(hào)刺激鈣和鉀通道的特殊組合；反過(guò)來(lái)，這又會(huì)觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)控制胰島素基因的信號(hào)級(jí)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(hào)導(dǎo)致這些囊泡與細(xì)胞膜融合，從而在幾分鐘內(nèi)將胰島素釋放到細(xì)胞外。

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

Fussenegger看到了這一進(jìn)展的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。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(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。Fussenegger說(shuō)，“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(xiǎn)時(shí)，他采取了一個(gè)冷靜的觀點(diǎn)：“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(hù)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(lái)看，他認(rèn)為大的挑戰(zhàn)是在基因方面。為了確保不對(duì)細(xì)胞和基因造成損害，他和他的研究團(tuán)隊(duì)還需要進(jìn)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(xì)胞之間的連接。

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

不過(guò)，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(cè)試