將現實世界的物體和過程在計算機上進行建模的「數字孿生」的實用化正在取得進展。建模對象涉及工業機械和飛機等諸多領域，近期，人類器官的數字孿生也已應用於循環器官治療及術前模擬。由於精神與神經疾病的個體差異較大，數字孿生雖然被期待用於個性化治療中，但開發具有複雜結構與功能的大腦的數字孿生技術，還被認為存在困難。
創建三個層級中表示潛在腦活動的模型，將模型生成的ECoG與獼猴體內觀測到的ECoG的誤差即時反饋至模型，從而實現了感覺缺失狀態與清醒狀態的高精度模擬。
國立研究開發法人國立精神與神經醫療研究中心的高橋雄太室長等人組成的研究團隊，開發出了可即時模擬靈長類動物獼猴腦活動、並精準監測清醒狀態的「數字孿生腦模擬器」。模擬器會對大腦三個層級中的潛在活動進行建模，預測並生成大腦皮層內產生的電活動——「皮質腦電（ECoG）」信號，進而運用基於預測-觀測誤差、即時推測潛在狀態並更新預測的「數據同化技術」，實現了能夠反映當前大腦狀態的高精度模擬。
研究團隊在感覺缺失過程中引發潛伏狀態變化的藥物施用模擬中，確認模型生成的ECoG信號充分呈現了感覺缺失與覺醒狀態的特徵，並進一步發現了在清醒度變化中起重要作用的腦功能網路。未來，研究團隊計劃對腦活動與感覺信號進行綜合建模，推進全面再現精神神經疾病中資訊處理異常的研究，從而助力闡明精神與神經疾病的病理並開發出個性化的治療方法。（TEXT：中條將典）
原文：JSTnews 2025年5月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：npj digital medicine
論文：Digital Twin Brain Simulator for Real-Time Consciousness Monitoring and Virtual Intervention Using Primate Electrocorticogram Data
DOI：10.1038/s41746-025-01444-1
