神経回路シミュレーター「CogLinks」が拓く、アルゴリズム精神医学の革新

タフツ大学の研究者チームは、ドイツのボーフム・ルール大学の同僚らと共同で、画期的な計算モデル「CogLinks」を開発しました。このモデルは、神経回路のための「フライトシミュレーター」に例えられるツールであり、外部環境の変化に応じて脳が意思決定を行い、行動を修正するメカニズムを詳細に探ることを可能にします。2025年10月16日付で学術誌『Nature Communications』に掲載された論文では、CogLinksが学習、エラー修正、そして神経ネットワークにおける適応といった主要な認知機能をいかにシミュレートするかを詳述しています。

多くの人工知能システムがしばしば「ブラックボックス」として機能するのとは対照的に、CogLinksは実際のニューロンの構造と結合を正確に再現する、生物学的に根拠のあるモデルです。このモデルは、認知タスクの成功だけでなく、プロセスが破綻する瞬間をも再現できるため、精神障害の性質を理解する上で極めて重要です。このような透明性があるからこそ、脳が曖昧な状況下でどのように「判断を下す」のかを把握でき、それが柔軟な行動や意識的な選択の基盤となっているのです。

CogLinksの妥当性を検証するため、研究チームはボランティア参加者を対象に機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を用いた実験を実施しました。参加者には、ルールが突然変更された後に迅速な戦略変更を要求されるタスクに取り組んでもらいました。得られたfMRIデータは、CogLinksの予測を裏付けるものでした。すなわち、視床の内側背側核（mediodorsal thalamus）が「制御盤」のような役割を果たし、前頭前野が担う柔軟な計画立案と、線条体が制御する自動的な習慣との連携を調整していることが明確になりました。

タフツ大学の神経科学教授であるマイケル・ハラッサ氏が率いる研究グループは、この成果を「アルゴリズム精神医学」時代の幕開けと捉えています。この新しい分野では、計算シミュレーションを活用し、精神疾患の生物学的な根本原因を正確にマッピングすることで、標的を絞った治療的介入の開発を目指します。ハラッサ教授は、人間の精神をより正確に描写するために、生物学、計算科学、そして臨床実践を統合することが目標だと強調し、「脳がどのようにして標準から逸脱するのかを理解できれば、それを再調整する方法を学ぶことができる」と述べています。

本研究の筆頭著者であり、ハラッサ研究室に在籍するマサチューセッツ工科大学（MIT）の博士課程学生、ミエン・ブラビーバ・ワング博士は、CogLinksが統合失調症に関連する変異が、脳全体の受容体に影響を与え、柔軟な思考に必要な情報整理をどのように妨害するかを理解するのに役立つと指摘しました。この発見は、認知の柔軟性と機能不全を理解するための詳細かつ観察可能なメカニズムを提供し、より個別化された精神医学的ケアへの道を開くものです。