AIが解く世界の難問 · 生命科学 · arXiv · 2026-10-22
弱い非対称相互作用が確率フラックスとしてヒトの脳機能を形作る
原題: Distinct weak antisymmetric interactions shape human brain functions as probability fluxes
平衡統計力学の考え方に基づく手法は全脳イメージングから脳領域間の相互作用ネットワークを推定してきたが、平衡の仮定には疑問が呈されており、平衡がない場合に脳がどのように偏った状態遷移へ機能を符号化するかが問われていた。状態遷移の不可逆性を定量化する確率フラックスが安静時および課題時の全大脳皮質活動で課題依存の固有パターンを示すことを見出し、非対称相互作用を許すIsingモデルを当てはめたところ、脳領域間の対称相互作用は強く課題非依存である一方、非対称相互作用は弱く課題依存であり、このモデルは多くの課題で観測されたフラックスを再現した。ヒトの脳は領域間相互作用の非対称成分をわずかに修飾することで機能計算を行っており、類似の相互作用ネットワークが多様な脳機能を支えうることの新しい説明を与える。