活体系统中的自由能和推断
摘要：自组织、非平衡系统是通过自发对称破缺和发生具有破坏详细平衡的代谢循环的过程而进行的。热力学自由能原理将生物体的稳态描述为通过物理自由能成本约束的生化工作调节。相比之下，最近在神经科学和理论生物学领域的研究通过信息自由能解释了高等生物体的稳态和异稳态作为贝叶斯推断的结果。作为对生命系统的一种综合方法，本研究提出了一个超越热力学和神经科学自由能原理的自由能最小化理论。我们的结果揭示了动物的感知和行动是大脑中的自由能最小化所导致的主动推断，而大脑则以朗道机器的形式进行神经力学，最小化感觉的不确定性。一个简化的模型表明，贝叶斯大脑在神经流形中发展出最佳轨迹，并在主动推断过程中引起神经吸引子之间的动态分叉。
作者：Chang Sub Kim
论文ID：2203.14194
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2022-11-24