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AIが線虫のレーザー刺激応答行動を予測、「アイザック・ニュートン」アルゴリズムで生物動力学をモデル化

アリゾナ州立大とトロント大の生物物理学者たちが、線虫(C. elegans)のレーザー刺激への逃避行動を機械学習で予測する「Sir Isaac」アルゴリズムを開発。ニュートンの運動方程式が力学系を記述するように、生体系の動力学を数理モデル化します。

実験と成果

線虫の頭部にレーザー照射、前進中断への反応(一時停止・後退等)を計測。初期数秒の運動データから以降の運動を予測、変動の90%を生物学的に説明可能。302個のニューロン、限定された動作レパートリーを持つモデル生物で、感覚処理・神経活動・筋活性化を含む複雑な過程を簡潔な数式で記述しました。

長期ビジョン

定量的仮説生成・実験検証の科学プロセスをAIで加速することが最終目標。より複雑な生体系への適用可能性を示唆しています。

参考文献: PNAS | doi:10.1073/pnas.1816531116 | Emory Health Sciences

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