두 번째 뇌: 위장관에는 "장 신경계"(ENS)로 알려진 1억 개 이상의 신경이 늘어서 있다. 이 시스템은 너무 복잡해서 "두 번째 두뇌"라는 별명이 붙었다.

ENS가 소화를 자율적으로 제어하는 동안 실제 뇌의 입력 없이 이 둘은 "장-뇌 축"으로 알려진 화학적 및 전기적 신호 네트워크를 사용하여 서로 통신할 수 있다.

예를 들어, 위가 비어 있을 때 ENS의 내분비 세포는 호르몬 그렐린을 방출하기 시작하고, 그 다음 혈류를 통해 뇌로 이동하여 배가 고프다는 신호를 보낸다.

그러나 장-뇌 축은 배고픔과 소화 이상에 관여한다. 연구에 따르면 당뇨병, 기분 장애, 인지 등과 관련이 있다.

전자 알약: MIT 연구원들은 현재 위의 내분비 세포를 전기적으로 자극하여 그렐린의 방출을 유발하는 알약을 개발하고 있다. 이 알약은 암이나 식욕 부진과 같은 메스꺼움이나 식욕 부진을 유발하는 건강 문제가 있는 사람들을 잠재적으로 도울 수 있다.

그들은 이미 돼지에게 전자 알약을 테스트했으며 섭취 후 20분 이내에 동물의 혈중 그렐린 수치가 높아졌다. 알약은 약 하루 후에 돼지의 뱃속을 떠났고 부작용 없이 2주 이내에 배설되었다.

"우리가 아는 한, 이것은 그렐린과 같은 신체의 내인성 호르몬 수치를 증가시키기 위해 섭취 가능한 장치를 통해 전기 자극을 사용하는 첫 번째 예이다."라고 공동 저자인 칼릴 라마디(Khalil Ramadi)가 말했다.

작동 방식: MIT의 전자 알약에는 표면의 작은 전극을 통해 전류를 보내는 1달러짜리 배터리(다른 섭취 가능한 장치에 사용하도록 이미 FDA의 승인을 받음)가 포함되어 있다.

위 조직과의 적절한 접촉을 보장하기 위해 연구자들은 알약의 표면에 홈을 추가하여 전극에서 액체를 끌어당겼다. 이 디자인은 실제로 호주 가시 악마 도마뱀에서 영감을 얻었다.

"그 표면은 잠재적으로 전극이 위장의 조직에 닿는 것을 방지할 수 있는 유체를 관리할 수 있으므로 안정적으로 전기 자극을 전달할 수 있다."라고 공동 저자인 제임스 맥레이(James McRae)가 말했다.

전망: 현재 MIT의 전자 알약은 계속 작동하지만 연구원들은 향후 버전을 무선으로 켜거나 끌 수 있다고 말한다. 그들은 또한 비만과 당뇨병과 같은 장-뇌 축과 관련된 다른 문제를 해결하기 위해 알약을 조정하는 것이 가능할 수 있다고 생각한다.

"우리는 우리가 어떻게 위 점막과 관계를 맺고 호르몬을 방출할 수 있는지에 대한 한 가지 예를 보여 주며, 이것이 우리가 여기에서 탐구하지 않은 위장관의 다른 부위에서 사용될 수 있을 것으로 기대한다."라고 수석 저자인 조반니 트라베르소(Giovanni Traverso)가 말했다.

트라베르소에 따르면 이 장치는 "상대적으로 단순"하기 때문에 임상 시험 승인을 확보하는 데 오래 걸리지 않을 것이다. MIT 팀은 3년 이내에 인간에 대한 테스트가 시작될 수 있기를 희망한다.