本研究開発項目では、生体内サイバネティック・アバター（生体内CA）に関連する競合技術、新規技術の動向を把握することを目的としています。生体内CAの動向に基づき、現行のコンセプト・計画を適切な状態にアップデートします。消化器系を対象とした生体内CAで想定していない課題が顕在化した場合、それを解決する要素技術の調査・特定、適宜コンセプト改良、実現可能性実験を行います。また、消化器系以外の循環器系・脳神経系などを対象とした生体内CAについて、それらの社会課題、要求仕様、技術的制約条件、要素技術課題の特定、課題解決のためのコンセプト設計や、消化器系を対象とした生体内CA技術とのギャップ・不足技術、競合技術・新規技術動向を整理します。異なる社会課題を想定した新規コンセプトを考案するため、必要に応じて要素技術や統合化技術の実現可能性実験を行います。例えば、高齢化に伴い、異常となるリスクが増大します。それらの予防・診断・健康維持などにも生体内CA技術は貢献できると考えられます。これらに必要な要素技術、生体内CA技術とのギャップ・不足技術を明らかにし、適宜コンセプト設計、実現可能性実験を行います。
これまで、競合技術、新規技術の動向を把握するため、最新の論文誌の精査や、学会等への参加により、調査活動を行いました。これまでの調査結果により、消化器系で起こる物理・化学反応に基づく相互作用をデジタル情報変換するインタフェースの重要性が高まりました。この基盤技術を構築する上で、人の健康維持に大きく関与するIgA抗体に着目しました。図１に示すように、IgA抗体は善玉菌と悪玉菌を見極めて悪玉菌が増えすぎないように制御します。IgA抗体は、粘膜防御の要であり、外敵の侵入しやすい粘膜を守っています。IgAがないと腸内環境が悪化（dysbiosis）し、免疫が過剰に活性化＝慢性炎症を引き起こすといわれ、IgA抗体の重要性が指摘されています。特に高齢者の腸管IgA抗体は、病原性や炎症性を起こす細菌が属しているエンテロバクテリアッセへの反応が弱いといわれています。このような理由から、IgA抗体に着目し、腸炎惹起菌の分布を可視化する研究を2024年度からスタートしました。