熱力学的分岐の理論

分岐神経細胞の幾何学は、歴史的に二つの漸近的物理限界によって括られています：インピーダンスマッチングのためのラルの法則（α = 1.5）と流体輸送のためのマレーの法則（α = 3.0）。我々は、分岐指数αが統一ポテンシャルを最小化することによって決定される動的変数である熱力学的分岐の大統一理論を提示します。我々の枠組みは、四つの基本的な発見を生み出します：（1）エントロピーの起源：皮質エネルギー予算（η ≈ 0.8）は、シャノン情報理論により初めから導出され、ジュール当たりビットの最適値に一致します。（2）相転移：「運動ニューロン異常」（α ≈ 1.5）は、飽和による相転移（V → Vmax）として説明されます。（3）熱力学的可塑性：神経の発達は、エントロピー最小値へのシステムの緩和として導出されます（τ·dα/dt = −∇ℒ）。（4）生物物理的頑健性：我々は、このスケーリング法則がグリア代謝結合、スパインネックインピーダンス、および細胞骨格ヒステリシスの下で不変であることを示します。これは、構造、機能、学習をエントロピー最小化の単一の原則の下で統一します。