11月13日【今日は何の日?】中立説でAI進化を予見した木村資生博士

11月13日【今日は何の日?】中立説でAI進化を予見した木村資生博士 - innovaTopia - (イノベトピア)

1924年11月13日、のちに世界の生物学を揺るがすことになる一人の科学者が日本に生を受けました。その名は木村資生(きむら もとお)。

彼が提唱した「分子進化の中立説」は、ダーウィンの「自然選択説」が君臨していた進化論の常識に一石を投じ、現代のAI開発や創薬研究にまで、その思想的な影響を及ぼしています 。

本日は、木村資生の再評価を試み、その革新的な理論が現代テクノロジーとどう結びついているのかを探ります。

ダーウィニズムへの挑戦状:「分子進化の中立説」

木村資生が1968年に提唱した「分子進化の中立説」は、生物の進化の原動力は、生存に有利な形質が選ばれる「自然選択」だけではない、と主張するものです 。むしろ、DNAレベルで起きる突然変異の多くは、生存に有利でも不利でもない「中立」なものであり、それらが偶然によって集団内に広まる「遺伝的浮動」こそが進化の主要因である、と木村は考えました 。

これは、「適者生存」を原則とする従来のダーウィニズムへの真っ向からの挑戦であり、発表当初は激しい論争を巻き起こしました 。しかし、その後のゲノム解析技術の発展により、DNAには機能しているか不明な「中立」に見える領域が多数存在することが判明し、中立説の正しさが裏付けられていきました 。

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偶然性を力に:AIの進化計算と中立説

一見、生物学の理論である中立説が、なぜAI開発に関係するのでしょうか。その答えは、AIの分野の一つである「進化計算」、特に「遺伝的アルゴリズム(GA)」にあります 。遺伝的アルゴリズムは、生物の進化の仕組みを模倣して、複雑な問題の最適解を探索する技術です 。

従来の単純なアルゴリズムでは、最も「優秀」な解だけを残していくため、局所的な最適解(局所最適解)に陥りやすいという課題がありました。しかし、木村の中立説の考え方を取り入れ、意図的に「中立」な(=評価が良くも悪くもない)解を一定数残すことで、探索の多様性を維持し、より大域的な最適解を見つけ出せる可能性が高まることが分かってきたのです 。いわば、進化の過程における「遊び」や「冗長性」が、結果として大きな飛躍を生むという中立説の洞察が、AIの探索能力向上に応用されています 。

創薬から遺伝子解析まで:広がる中立説の応用

中立説のインパクトは、AI分野に留まりません 。例えば、創薬研究においても、その考え方は応用されています 。ウイルスの進化を考える際、薬剤耐性を持つ変異だけでなく、多くの「中立」な変異が蓄積していく過程を追跡することで、より効果的な抗ウイルス薬の開発に繋がる可能性があります 。

また、漢方薬などに使われる薬用植物の基原種を遺伝子レベルで特定する際にも、中立説に基づいた分子系統学の手法が役立てられています 。どの遺伝子領域に変異が起きやすいか(=中立的な変異が蓄積しやすいか)を分析することで、種の同定や品質評価の精度を高めることができるのです 。

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偶然性が拓く未来

木村資生の「分子進化の中立説」は、生物の進化における「偶然」の役割を解き明かした、20世紀の科学における金字塔の一つです 。そしてその思想は、分野を超えて現代のAIやヘルスケアテクノロジーに新たな視座を提供しています 。生存競争の厳しさだけでなく、偶然の揺らぎや多様性の重要性を説いた木村の理論は、複雑化する未来の課題を解決するためのヒントを、今なお私たちに与え続けているのかもしれません。

【Information】

国立遺伝学研究所(National Institute of Genetics)(外部)
木村資生博士が約40年間にわたり研究活動を行った日本を代表する遺伝学研究機関です。
1949年に入所し、教授・名誉教授を歴任。現在も分子進化や集団遺伝学の研究拠点として高い評価を受けています。
2024年には木村博士の生誕100周年を記念し、公開講演会および特別展示が開催されました。

進化計算学会(Japanese Society for Evolutionary Computation)(外部)
進化計算に関する研究の推進および知識の普及を目的として、2010年4月に設立された学術団体です。
遺伝的アルゴリズムや進化戦略などの理論と応用を対象とし、毎年12月に「進化計算シンポジウム」を開催、論文誌『進化計算学会論文誌』をオンラインで発行しています。

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TaTsu
『デジタルの窓口』代表。名前の通り、テクノロジーに関するあらゆる相談の”最初の窓口”になることが私の役割です。未来技術がもたらす「期待」と、情報セキュリティという「不安」の両方に寄り添い、誰もが安心して新しい一歩を踏み出せるような道しるべを発信します。 ブロックチェーンやスペーステクノロジーといったワクワクする未来の話から、サイバー攻撃から身を守る実践的な知識まで、幅広くカバー。ハイブリッド異業種交流会『クロストーク』のファウンダーとしての顔も持つ。未来を語り合う場を創っていきたいです。

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