<国際電気通信基礎技術研究所>
（１）個別化最適治療を実現する診断・状態・層別マーカのアルゴリズム
状態マーカ探索のために、頑健性の高い臨床指標を開発した。非正規分布データに対する直交制約非負値分解アルゴリズムを約700名の大規模HAMDデータに適用することにより、ロバストで解釈性の高い4つの症候サブスケールの同定に成功した。また、階層的FC-認知/症候マッピングのための統計的枠組みとして、動的機能結合に基づく結合パーセレーション法を開発した。
<国際電気通信基礎技術研究所>
（２）認知的レジリエンス向上を促進する生成AIに基づくNF
2024年度における我々のニューロフィードバックプロジェクトのマイルストーンは、以下の2点であった。 (a) 第2世代MDD/SCZ状態マーカーを用いたCOACDBRCT-NF実験を疾患傾向の高い健常者7名と患者3名を対象に実施、第2世代ニューロフィードバック実験デザインの解析および検証、(b) CLIP（静止画）やSORA（動画）などの最新モデルを活用して、画像を用いた生成・敵対的AIソフトウェアを検討。
研究項目(a)においては、我々のプロジェクトのすべての機関におけるニューロフィードバック実験の倫理申請を統合・調整するために多くの時間を費やした。これにより、倫理審査の進行に時間を要し、我々ではコントロールできない要因でデータ取得が大幅に遅れてしまったが、この統一されたアプローチは、複数の精神疾患に対するCOACDBRCT-NFの多施設介入研究から得られる結果の信頼性を大きく高めると確信する。実際に、各機関で統一された倫理体制が整備されたことで、デジタル脳開発の中核拠点に対し、有用なデータを提供するという当初の目標を達成できる見込みが立った。同時に、精神疾患の脳回路バイオマーカーを標的とするFCNef実験に関して、全参加グループで共有できる「解析・検証のためのガイドライン」も新たに作成した。従来は各グループが異なるローカル仕様でFCNef実験を実施していたため、一般化可能な結論を導くことが困難であったため、これは大きな前進である。この結果、すべての実験用ソフトウェアツールの動作確認を完了し、フィードバック計算、1セッションあたりの試行数の範囲、参加者の募集および選定基準など、コアとなる実験パラメータの共通セットにも合意した。
研究項目(b)では、自然な画像生成に関する生成AIモデルの文献レビューを実施した。提案書で述べた通り、柔軟性が高く、実験目的に応じて操作可能な埋め込みベクトルが利用可能であるという理由から、今後はCLIPモデルの使用を継続する方針とした。次に、感情や生理状態を制御するための人工刺激生成に関する文献のレビューを行った。感情（たとえば恐怖）に関連する研究の文脈では、動物の写真（ヘビ、ゴキブリ、クジラなど）に対する参加者の評価に基づいて、AI生成による人工刺激のセットを作成した。具体的には、CLIPの事前学習済みモデルを用いて、自然画像の埋め込み（意味的・高次情報を表す抽象空間内のベクトル表現）を抽出した。次に、これらの埋め込みに対して主成分分析（PCA）を行い、感情情報を保持するために必要な最小次元数を評価した。最後に、PCA空間上で変換された埋め込みをunCLIPという逆生成モデルに入力し、特定の（恐怖）感情軸上の位置に対応する新たな合成画像を生成した。この方法の有効性を検証するため、参加者に新たに生成された画像の感情強度を連続的に評価してもらったところ、期待通りの方向で感情強度が増加することが確認できた。一方で、同じ手法で生成されたコントロール画像では、感情強度の増加は見られなかった。この初期研究は、2025年度の研究の基盤となる予定である。
<国立大学法人京都大学>
（３）診断境界を越える脳機能結合マーカ開発およびそれに基づくNF
脳機能結合マーカ開発については、UCSCB-MRIデータ収集の体制を準備し、令和７年２月より実際のデータ収集を開始した。健常者７名、統合失調症を有する患者３名分が完了している。引き続き症例数を増やしていくとともに、第３世代診断マーカの解析を進めていく予定である。統合失調症、ならびにうつ病を有する患者に対するNFに関しては、多施設共同での特定臨床研究の倫理審査に向けて関係機関との調整および事務手続きを行った。京大での臨床研究審査委員会が令和７年６月９日に予定されている。多施設で実施条件を揃えるなど、細かい点の調整に時間を要したため、予定より大幅に遅れているが、承認・実施許可が下り次第すぐに開始できるよう、実施に向けての下準備を進める。
<学校法人昭和大学>
（４）発達障害の脳回路マーカとNFの開発
成人自閉スペクトラム症(ASD)の診断マーカーに関する論文を発表するとともに、新しい脳回路マーカーの開発を開始した。成人ASDの安静時機能的結合データの収集を開始し、当事者５名のデータを蓄積した。
<国立大学法人東京科学大学>
（５）統合失調症のニューロフィードバック介入法の
戦略的国際脳科学研究推進プログラムより開発を進めてきた統合失調症の第2世代状態マーカでは、陽性症状や陰性症状を予測することが可能で可能であることを示した。その結果を、論文にまとめて、投稿中である。また、戦略的国際脳科学研究推進プログラムより開発を進めてきた統合失調症患者を対象に、ワーキングメモリーの障害を改善することを目的に、左の前頭頭頂ネットワークの機能結合を強化するリアルタイムfMRIを用いたニューロフィードバックの結果をまとめた。対照群と比べて介入群ではワーキングメモリーが改善し、改善の程度とニューロフィードバックによってもたらされた前頭頭頂ネットワークの機能結合の変化とか相関することを示した。現在、論文にまとめ、改訂版を投稿中であり、2025年度前半には受理見込みである。今後は、第2世代状態マーカを用いて、介入対象となる症状をターゲットにした介入群とアクティブコントロール群を設定したrandomized controlled trialを開始する。これには昭和大学との緊密な協力のもとでニューロフィードバック実験を実施する。現在、東京科学大学臨床研究審査委員会で一括審査中であり、2025年度の早い段階で承認を受ける見込みである。
<国立大学法人広島大学>
（６）うつ病第三世代脳回路マーカの開発と状態マーカーを用いたニューロフィードバック
うつ病第三世代脳回路マーカの開発 に関しては、倫理審査を完了してデータ収集を開始 、うつ病および双極性障害の患者群の安静時fMRIデータ・臨床評価・認知機能データを 、予定通り50例集積した。また、状態マーカーを用いたニューロフィードバックのクロスオーバ・アクティブコントロール二重盲検ランダム化比較試験に関して、特定臨床研究の倫理申請を完了した。
<国立大学法人東京大学>
（７）神経フィードバックのメカニズム：ラボラトリー動物を用いたニューロフィードバック操作
げっ歯類における記憶力向上に関連したニューロフィード バック (NF)プラットフォームを2種類開発した。
1つ目は海馬rippleの発生頻度を高め空間記憶を向上させることを目的としたものである。Rippleは安静時や睡眠時に海馬で生じる130–230 Hzの一過的な脳波イベントのことで記憶の固定化に寄与する。本実験系ではラットを用い、ripple検出直後に報酬系である内側前脳束（MFB）を電気刺激する閉ループNFシステムにより、rippleの発生頻度を高め、その後の新奇物体位置認識試験における空間記憶成績の向上を確認した。
2つ目は海馬シータ波の人為的増強を目的としたものである。 海⾺で生じるシータ波は4–8 Hzの脳波のことで学習や記憶に関わることが知られている。特にシータ波を介した海⾺ネットワークの同期は、情報の符号化過程を最適化する機能を有することが⽰唆されている。本実験系では運動を制限したマウスを用い、海馬CA1野の脳波と筋電位をリアルタイム測定し、脳波のシータ帯域の強度が高くかつ筋電図の強度が低い場合にのみ、報酬系であるMFBを刺激する閉ループNFシステムを構築した。MFB刺激群と対照群（無刺激、ランダム刺激）を比較した結果、MFB刺激群でのみシータ帯域の強度が有意に上昇した一方で、筋電図の強度には変化が見られなかった。これらの結果は、報酬系へのNFによって動物自身の運動状態とは独立して、目標とする海馬の神経振動を選択的に強化できることを示している。
本実験では、NFのためにMFBを刺激しているが、MFBの刺激は同時にドパミンの濃度の上昇を伴う可能性がある。ドパミン濃度の上昇は統合失調症様の病態を併発する恐れがあるため、統合失調症治療薬が記憶機能に与える影響も並行して検討している。現在までにアリピプラゾールの記憶機能に対する効果を検討している。