科学家们长期以来面临研究肠道神经系统（被称为"第二大脑"）时无法避免的困境——现有研究方法具有侵入性且需要复杂手术，这严重阻碍了对肠道正常功能的研究。
"目前研究肠道神经功能的任何方法都过于粗糙。"纽约大学研究员Khalil Ramadi指出，"我们缺乏有效的研究工具。"由Ramadi团队开发的新型可吞咽设备ICOPS（Ingestible Controlled Optogenetic Stimulation）成功突破技术瓶颈，通过直接向肠道递送靶向光刺激，实现了对肠神经系统（调控肠道功能的神经网络）的无线光学刺激。
这项技术能够精确照亮肠道特定区域，激活相应神经细胞。研究人员可借此观察这些细胞如何调控消化过程，为治疗胃轻瘫（胃排空延迟）、代谢疾病及进食障碍等疾病提供新靶点。相较于需要植入光纤的侵入性传统方法，该技术展现出革命性改进。通过光遗传学技术（使特定细胞对光敏感），患者只需吞服搭载LED的智能药丸即可实现神经激活。
"我们可以先对特定细胞进行光敏感转染，随后随时吞服这种'光药丸'激活目标细胞。"Ramadi解释道。该研究团队在《Advanced Materials Technologies》发表的论文中，展示了这种非手术平台如何控制肠道神经系统。虽然光遗传学技术自2000年代初已用于脑科学研究，但这是首个针对肠道的无线光学刺激平台。
ICOPS设备采用创新的无线供电设计，通过体外发射器的磁感应获取能量。这种无电池结构使设备能微型化至适合大鼠测试。"我们的胶囊完全自主3D打印制造，无需洁净室设施。"论文第一作者Mohamed Elsherif强调，"这种可扩展的设计首次实现了可在自由活动动物体内无线操作的啮齿类动物级可吞咽胶囊。"
这项技术不仅具有重要研究价值，更可能带来新疗法。"现有促动力药/抗动力药缺乏特异性。"Ramadi指出，"我们只能整体调节肠道运动，无法靶向特定区域。"肠道特定区域的神经激活不仅能触发影响代谢的激素变化，还可能为代谢疾病和进食障碍提供新治疗路径。
设备在消化道内自然通过1-2天，其平台还可拓展至电刺激和靶向给药。尽管临床应用预计仍需十年，但这项研究为理解肠道复杂神经网络奠定了重要基础。研究团队还开发了包括FLASH（电刺激胶囊）和IMAG（磁定位胶囊）在内的系列可吞咽技术，而ICOPS通过光遗传学实现了更高精度的神经控制。
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