大脳皮質の局所神経回路の形成を支配するニューロン間の配線規則 (下図)と、雪崩現象の力学モデル(上図)
脳がどのように情報を処理するかは、大脳皮質の神経回路構造に大きく依存します。最近、大脳皮質の自発的活動には、きわめて多様な神経活動パターンの伝播が繰り返し見られることが明らかにされ、「神経雪崩」と名づけられました。この神経雪崩の大きな特徴は、活動パターンの規模や持続時間が、いわゆるベキ分布に従うことです。我々はこの分布が大脳皮質の局所回路のトポロジー構造を反映しているという仮設に立ち、神経雪崩にきわめて似た活動パターンを伝播する神経回路モデルの構築にはじめて成功しました。このモデルでは、大脳皮質の局所神経回路の形成を支配するニューロン間の配線規則 (下図)と、雪崩現象の力学モデル(上図)は、類似の数学的構造を持つことになります。その結果、我々のモデルは、大脳皮質は、構成ニューロンの重複を許し、お互いに作用しあう膨大な数の神経集団によって形成される、独特の局所回路構造をもつだろうと予言します。大脳皮質の局所神経回路は、今まで考えられていたよりもずっと複雑な配線構造をもつのかもしれません。