自発的行動の秩序

脳は通常、入出力システムとして説明されます：感覚入力を運動出力に変換します。しかし、脳の運動出力（行動）は、同じ感覚条件下でも著しく変動します。この行動の変動性が、こうした決定論的システムにおける外的ランダムノイズによる残余の偏差を反映したものなのか、それとも内的な適応的決定不確実性の特性なのかという問いは、脳機能の基本的理解において重要です。ランダムノイズの代わりに、私たちはテザーされたショウジョウバエの自発的飛行操縦の時間構造にフラクタル秩序（レヴィ飛行に似た）を見出しました。レヴィのような確率的行動パターンは進化的に保存されており、自発的行動の背後にある一般的な神経メカニズムを示唆しています。ショウジョウバエは外部の手がかりなしにこれらのパターンを内因的に生成できます。ハエの行動は、平衡から遠く外れた不安定なダイナミクスを持つ非線形システムとして機能する脳回路によって制御されています。これらの発見は、脳機能の一般モデルと自律エージェントの両方が、生物学的に関連する非線形の内因的な行動開始メカニズムを含むべきであることを示唆しており、生物学的脳を現実的にシミュレートしたり、他のエージェントに対抗したりする場合に重要です。