2022年02月10日

北大、細胞などの要素間の相互作用 関係性解明

【カテゴリー】：ファインケミカル 【関連企業・団体】：北海道大学

北海道大学電子科学研究所の小松崎民樹教授らの研究グループは10日、カリフォルニア大学デービス校などと共同で、人間や鳥、魚、細胞などの要素間の多体の相互作用の因果関係について、従来法に比して主従関係をより正しく評価でき、また2つの要素の軌跡データだけを用いて分析する方法を見出したと発表した。 　ある細胞と別の細胞の主従関係を推定する場合、それら2つの細胞の軌跡データなどを用いて評価する方法が一般的だった。つまり、主従関係を理解する際にはすべての細胞対の軌跡データを調べることになる。だが、2つの細胞の振る舞いを決める因子が、その2つの細胞以外にも、第3の細胞が介在する状況なども考えられ、主従関係や因果関係における「原因」と「結果」を解析するためには、単純な対の組み合わせで表現できない、多体の相互作用から成り立っている。 　 　そのため、多体のあいだの因果関係を推定することは要素間の組み合わせの数が膨大になり，データ科学における難問だった。研究グループは、情報理論において因果関係を推定する移動エントロピーと呼ばれる量を細分化した新しい情報量に着眼し、生物等の集団運動を模倣する数理モデルに基づいてこの問題を考察した。さらに、移動エントロピーに含まれる相乗情報量の振る舞いを解析することで、要素間の多体の相互作用が推定できる可能性を示した。 　本研究成果により、従来の移動エントロピーよりも、背後の因果関係をより正しく評価が可能となり、系の振る舞いを評価する式自身が非自明な複雑な要素間の多体の相互作用を分析する有力なデータ駆動型手法として期待される。同研究成果は2月9日公開の「Science Advances」誌に掲載された。 ニュースリリース参照 https://www.hokudai.ac.jp/news/pdf/220210_pr.pdf