近日，我校金晶教授课题组在视觉脑机接口实现糖尿病智能化治疗方面取得新突破，相关成果以“A visually-induced optogenetically-engineered system enables autonomous glucose homeostasis in mice”为题发表在医学领域顶刊 Journal of Controlled Release（IF 10.5）上。
随着全球人口的增长和老龄化趋势，糖尿病等慢性非传染性疾病的发病率大幅增加。为了满足日益增长的健康需求，科学家们正积极探索创新疗法。脑机接口（BCI）在医疗康复、教育娱乐和国防军事等领域具有广泛的应用前景。脑电信号能够反映与用户行为意图相关的神经活动，事件相关电位脑电信号可以揭示注意、抑制和认知控制等方面的信息，在临床方面有着重要的应用。由于其鲁棒性和易诱发等特性，基于P300的视觉脑机接口系统广泛应用于目标检测任务。
图片说明：视觉驱动的光遗传智能系统示意图
近期，金晶教授课题组受基于脑机接口中风康复系统的启发，开发了一种视觉脑机接口驱动的光遗传智能系统（VISITER），利用脑电信号控制转基因表达，评估其调节HEK-293T细胞蛋白表达的能力，为控制糖尿病小鼠的血糖水平提供了概念性验证。在在线实验过程中，研发了一个转换接口将目标指令转化为生物反应来调节细胞活性。通过控制盒输出适当时间的远红光，调节1型糖尿病（T1D）小鼠胰岛素水平，进而实现血糖稳态。该研究成功地将脑机接口控制与生物工程相结合，有效地实现了血糖自动控制，证明了VISITER在精确调节治疗药物表达方面具有重要潜力，为糖尿病的智能化治疗开辟了新路径，同时也为其他慢性病的治疗提供了潜在可能。
我校数学学院博士后李舒蕊、华东师范大学博士后周阳和孔德强为该工作的共同第一作者，金晶教授、华东师范大学叶海峰研究员和上海交通大学附属仁济医院高钢龙主任为论文的共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、2030科技创新重大专项、上海市科学技术委员会项目、上海市糖尿病重点实验室开放项目、上海市科技重大专项、中国博士后科学基金等项目资金的支持。
