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Reverse Systemology

- Mechanism of market and life -

Cat: ECO
Pub: 2004
#: 2203b

Masaru Kaneko & Tatsuhiko Kodama


Reverse Systemology


  1. Introduction:
  2. Runaway of the Central Dogma:
  3. The bundle of institutions and multiple feeback:
  4. The trap of feedforward:
  5. Diversity and adaptaion in change and evolution:
  6. How the paradigm has changed:
  7. Future tasks:
  1. 序文
  2. セントラルドグマの暴走:
  3. 制度の束と多重フィードバック
  4. フィードフォワードの罠:
  5. 変化と進化における多様性と適応:
  6. どのようにパラダイムは転換してきたか:
  7. 今後の課題:
; ; ; Capital market; Central dogma; Credit mechanism; Fallacy of composition; Feedforward; GeneChip array; Gene cluster; HLA; Homeotic gene; Housekeeping genes; Human genome; Market economy; Micro array technology; Molecular genetics; Multiple feedback; Nematode; Neo-Darwinism; Preadaptation; Regulatory control; Reverse genetics; Safety net; Selfish gene; Transcriptome; ;

>Top 0. Introduction:

  • In the latter half of 20C, reductionism was the central dogma;
    • in biology it was believed that what is right in Escherichia coli is also right in humans,
    • and in economy, the market economy can automatically adjust every imbalance (General equilibrium position theory)
  • In 1990s: since the end of the Cold War.
    • Market fundamentalism has expanded worldwide as a global standard, causing widening disparities and future uncertainties.
    • Genetic determinism has prevailed, developing more drugs for sleeping, depression, libido, hyperactivity, etc. as well as organ transplantation, gene therapy, and commercialization of genetically modified foods.
  • >Top This book claims to these trends by way of:
    • Focusing on the regulation control mechanisms as the intermediate region which connects the individual and the whole; the essence is in 'the bundle of various institutions' and 'multiple feedback', both resides in this intermediate region.
    • Reverse epistemology (derived from reverse genetics) should be a functionable methodology to demonstrate the feedback mechanisms to clarify the dynamic (or historical) internal processes of changes and evolutions.
  • There was an error in genetic determinism:
    • Most of E. coli genome were protein sequences, but in the case of humans, 98% are sequences related to regulatory mechanisms.
  • IT technology enables usage of enormous information, while there remains serious problems such as arbitrary processing or concealment of many data by the information managers, and even gene sequences are subject to patents, and sensitive data as side effects are treated confidentially in drug development.
  • We challenge the complexity of our society through the fusion of natural science and social science which have methodologies dealing historical objects.

0. 序文:

  • 20C後半は、要素還元論のセントラルドグマ時代だった。
    • 生物学では、大腸菌で正しいことは人間でも正しい。
    • 経済では、市場経済が自動調整する(一般均衡位理論)
  • 1990年代: 冷戦崩壊以降
    • 市場原理主義がグローバルスタンダードとして世界中拡大し、格差拡大と将来不安を生み出した。
    • 遺伝電子決定論が拡大し、睡眠、鬱、性欲、多動性に対する医薬品開発、臓器移植、遺伝子治療、遺伝子組み換え食品の商用化
  • この傾向に対する本書の主張:
    • 個と全体を結ぶ中間領域にある調節制御に着目し、その仕組は、'制度の束'と'多重フィードバック'にある。この中間領域にこそ市場経済と生命体の本質が宿っている。
    • これらのフィードバック機構を機能的に実証する方法論として、逆システム学によって、変化や進化の動態(歴史)の内的プロセスを明らかにする。
  • 遺伝子決定論には誤りがある。
    • 大腸菌のゲノム、ほとんどが蛋白質の配列であったが、人の場合は98%は調節制御に関わる配列。
  • ITの進歩により情報量が急拡大した一方で、情報管理者による情報共有の制限や恣意的な処理、また遺伝子配列まで特許の対象とされ、医薬品開発でも副作用などのデータは秘密扱いされるなど問題も大きい。
  • 本書は、歴史性をもつ対象を扱う自然科学と社会科学の方法論の融合を通じて、社会の複雑性に挑む。

>Top 1. Runaway of the Central Dogma:

  • Birth of Molecular Genetics:
    • 1953: James Watson and Francis Crick proposed a double helix model of DNA.
    • The Central Dogma: DNA is the blueprint of life; RNA is the purchase order of life, and proteins made by RNA are the products; thus "DNA make RNA makes proteins."
    • 1961: Françoa Jacob and Jacques Monod proposed the Operon theory as the mechanism of gene expression, and established the foundation of molecular genetics.
      • Escherichia coli has a sensor protein that senses sugar concentration; once it senses sugar concentration rises, it suppresses RNA synthesis and prevents the production of syntheses protein.
      • Thereafter, it became a gene region including the protein that controls activity of the gene. (Genes are also a part of the regulatory system)
  • Development of molecular genetics:
    • In molecular genetics based on element reductionism theory, competition for finding DNA sequences continued; then such medicines as insulin for diabetes treatment and erythropoietin for anemia treatment are commercialized.
    • While the experimental conditions of natural sciences are strictly maintained, the social values of the research are expanded and are used for research fundings and commercialization.
  • >Top The Central Dogma in economics:
    • 1954: Kenneth J. Arrow and Gerard Debrew established the General Equilibrium, in which rational and selfish individual with complete information can ply in a perfectly competitive market, where all supply and demand are available. They showed a mathematical model which supply and demand reach the consistent equilibrium.
    • This looks like the market equilibrium can be established just like an automatic machine by the selfish genes which behave in a selfish manner.
    • This theory corresponds to the Neo-Darwinist worldview which states inefficient companies and individuals could be weeded out by the market mechanism.
    • Consumers maximize their utilities in the budget contracts, and producer maximize profits within the given level of technology. (Homo Economicus)
    • Neo-Darwinism denies individual adaptation, group adaptation, and species adaption, and is said to have only natural selection of genes; does the DNA sequence on the chromosome determine all of the selection?
  • Market failure and the role of government:
    • There are public goods which have attributes of non-exlusion and non-competitiveness, such as services of lighthouse or embarrassment; these are excluded from the market mechanisms. (these are impossible to collect expenses from the users)
    • Pollutions are also regarded as externally uneconomical.
    • There is asymmetry caused by asymmetry of information; in addition, the market may be distorted by monopoly or oligopoly of suppliers.
  • Early 1970s: Paul A. Samuelson;
    • insisted on the neoclassical economics, which depends on the market mechanism during economic booms, and on Keynesian economy which needs government intervention during recessions.
  • >Top Fallacy of Composition:
    • Despite an individual takes economic rational behavior, society as a whole may lead to an irrational result.
    • Just as the interaction between genes cannot be added, the society is not made by sum of the interests of each individual.
  • Game Theory:
    • This is based on non-cooperative games, preserving the premise of neoclassical economics, introducing the concept of 'reputation'; e.g., if you denote for your own benefit to increase your reputation, such pursue of selfishness will lead to altruistic acts.
  • Control by rules:
    • To function rues in the medium to long term, it cannot be sustainable unless it is fair and justice. This cannot be ensured by market feedback by signals based on prices. It should be ensured by feedback control based on political democracy and trust of laws.
  • >Top Credit mechanism:
    • Credit is a nuisance. Starting with bank lending, credit will dramatically expand the economy because it anticipate future transactions.
    • Bank panic can occur. However, trust in banks no longer occurs as the central bank becomes a lender of the last resort to supply sufficient liquidity to banks.
    • Thus, the market economy is also driven by rules, not just by pursuing individual profits.

1. セントラルドグマの暴走:

  • altuistic: 利他主義の ⇔egotistic
  • 分子遺伝学の誕生:
    • 1953: James WatsonとFrancis Crickは、DNAの二重らせんモデルを提唱。
    • セントラル・ドグマ: DNAは生命の設計図、RNAはその注文書、蛋白質はその製品という考え。
      "DNA makes RNA makes Protein."
    • 1961: Françoa JacobとJacques Monodは、遺伝子の発現メカニズムとしてオペロン説を提唱し、分子遺伝学の基礎を築いた。
      • 大腸菌には糖分濃度を感知するセンサー蛋白があり、糖分濃度が上がるとRNAの合成を抑制し合成酵素蛋白質が生成されなくなる。
      • その後、活性を制御する蛋白質の結合する領域も含めて遺伝子となった。 (遺伝子も調節系の一部)
  • 分子遺伝学の発展:
    • に基づく分子遺伝学は、その後遺伝子のDNA配列競争が続き、糖尿病治療のインシュリンや貧血治療のエリスロポエチンが医薬品化する。
    • 自然科学の実験条件は厳密に保持される一方で、その研究の社会的価値は拡大されて研究費獲得や商用化に利用される。
  • 経済におけるセントラル・ドグマ:
    • 1954: Kenneth J. ArrowとGerard Debrewは一般均衡理論 (General equilibrium)を確立し、完全情報を有する合理的・利己的な個人は完全競争市場では、すべての需要と供給が一致して均衡に達する数学モデルを示した。
    • あたかも利己的な遺伝子が自分本位に振る舞うだけで、自動機械のように市場の均衡が成り立つとした。
    • これは、市場メカニズムによって非効率な企業や個人は淘汰されるというネオダーウィニズムの世界観と共通している。
    • 消費者は、予算成約の中で効用を最大化し、生産者は与えられた技術水準を前提にして利益を最大化する。 (Homo Economicus)
    • ネオダーウィニズムは、個体の適応、群の適応、種の適応を否定し、遺伝子の自然淘汰だけがあるとされる。染色体上のDNA配列が淘汰の全てを決めるのであろうか。
  • 市場の失敗と政府の役割:
    • 市場の対象外とされる公共財 (灯台、堤防) は非排除性と非競争性という製品を持つ。 (利用者による費用徴収が不可能)
    • 公害等も外部不経済。
    • 情報の非対称がもたらず非対称がある。また独占・寡占によって市場が歪められる場合もある。
  • 1970年代始め:
    • Paul A. Samuelson: 好況の時は市場に任せる新古典派経済学、不況の時は政府の介入を行うケインズ経済という使い分けを主張。
  • 合成の誤謬:
    • 個々人が経済合理的な行動をとっているにもかかわらず、社会全体では非合理な結果を導いてしまう。
    • 遺伝子間の相互作業が足し算できないよいうに、社会は一人ひとりの利益の足し算でできてはいない。
  • ゲームの理論:
    • これは新古典派経済学の前提を保ちつつ、主に非協力ゲームを基本とし、そこに評判 (Reputaion)という概念が導入される。つまり評判を高めるという自己利益のために寄付をすれば、利己心の追求が利他的行為に結びつつとされる。
  • ルールによる制御:
    • 中長期的にルールが成り立つには、それが公正と正義にかなっていなければ持続可能ではない。これは価格をシグナルとする市場のフィードバックでは確保できない。政治的な民主主義や法への信頼というフィードバック制御によって確保される。
  • 信用の仕組み:
    • 信用とは厄介である。銀行の融資を始め、信用は未来の取引を先取りするがゆえに、経済を飛躍的に拡大する。
    • 銀行パニックは起こり得る。但し、銀行への信頼は、中央銀行が銀行に十分な流動性を供給する最後の貸し手機能が形成されることでこれは発生しなくなった。
    • 市場経済もまた個々の利益追求だけではなく、ルールによる制御で動いている。

>Top 2. The bundle of institutions and multiple feedback:

  • The view of life brought by the human genome:
    • Humans have about 3 billion genomes.
    • Late 1990s: Celera Corp. (John Craig Venter, president) raised several ten billion dollars and led the competition for decoding the human genome.
    • If the genome was known, it was overstated that all human beings could be understood to collect research funds.
    • However, it was revealed that it revealed the DNA sequence only, which is far from elucidating the principle of life.
  • Gene duplication hypothesis:
    • The number of protein information which the genes have is about 4,000 for E. coli, and about 30,000 for mice and humans
    • As the number of genes increases, the genes similar to the existing ones are duplicated, (Gene duplication)
  • >Top Housekeeping genes:
    • Genes that have functions related to basic metabolism and replication of life resembles maintaining a house, whose number is estimated around 4,000 to 6,000. Two sets of these exist in nematodes, and four sets may be in vertebrates.
    • If the genes are duplicated, there will be not problem even if one of them is mutated.
    • In addition, it becomes easier to create complex new structures, and the speed of evolution of living things can be dramatically faster.
  • >Top Increasing regulatory mechanism:
    • In the case of human genome, the region where the structure of proteins is written about 2% of the total; most of the rest are the sequences related regulatory mechanism how to determine the utilization of proteins.
    • This regulatory mechanism can steadily expand adaptability to the changing environment. (Neo-Darwinism incorrectly states that genes are selected as a choice.)
    • Eg.: Red blood cell with abnormal hemoglobin are resistant to malaria infection.(Preadaptation to various changing environments)
  • >Top Reverse Genetics:
    • In the past, identification of proteins which are involved in the function of life has been important. Recherches were processed in the order of; from function to protein, then find the genes. (Forward genetics)
    • Reverse genetics analyzed hereditary disease, finding particular proteins, then clarify the function.
    • There are over 3,000 types of hereditary disease in humans.
    • If one genetic change expresses the diseases, it is rather easier to find it. But in reality, multiple genes are often involved.
    • Eg.: In the case of arteriosclerosis, persons with high cholesterol and high blood pressure, fat body, and smokers are ten times more likely to develop arteriosclerosis. (Linkage study)
      • However, the linkage study does not prove a direct hypothesis, which needs to be statistical investigated. (Mega study)
      • Such linkage studies have limits. There is a group of HLA (Human Leukocyte Antigen) genes which identify individuals in human immunity. Whether it is more convenient to marry a partner with different HLA to avoid consanguineous marriage has not yet definitive conclusion. The discussions of so-called love genes, or homosexual genes could be similar runaways.
  • >Top Market economy has evolved with regulatory controls:
    • The neoclassical general equilibrium model eliminated complex non-market institutions as much as possible. It has been regarded as the universal model which can apply to any country or society.
    • But the facts are deferent; rather, non-market institutions excluded from the model actually controls the market economy. (The market is composed of a bunch of systems.)
    • Unlike hitherto feudal system, the capitalist market economy has developed private property right as well as credit system including legal protection of lending relationships. However, in early days of the market economy, families and communities functioned as an essential premise. They have served as a pool for the unemployed and elderly people.
    • Conversely, the more the market dismantles functions of families and communities, the more complex regulatory mechanisms are needed. Without such social security systems as labor unions, unemployment insurance, pensions and health insurance, our society cannot be maintained.
    • Furthermore, deterioration of income distribution worsens the security of society, reduces consumption, and exacerbates the recession. Various income redistribution systems such as tax system and income subsidy are formed. Activities of NPOs and NGOs also serve in the market as a safety net.
    • Such safety net does not exist outside the market, but rather functions to adjust and control the market economy.
    • Mid-1980s: financial liberalization caused surplus money to flow into the land and housing market, causing the bubble economy and its collapse. Germany having strong city planning regulation, and introduction of interest tax could escape from the bubble.
    • Even in the labor market, when unstable employment and non-regular employment increase without creating new employment rules, drastic consumption cannot be expected due to employment insecurity.
  • Market economy is maintained by multiple feedback:
    • The regulatory mechanism has been developed with great depression; Keynesian economics has justified abandonment of the gold standard, function of the central bank as the last resort, as well as agile interest rate policies, payoff schemes, and operation of the open market.
    • To remove inefficient companies and banks from the market may cause side effects; if a company goes bankrupt without sufficient allowance for bad debts, the losses will affect the lending bank's capita. So-called credit crunches occur, further exacerbating the recession.
    • It is possible to prevent sudden collapse of the financial system for the time being by such financial operations through public works investment, public funding, government bond buying by the central bank, etc., but these measures cannot restore the functioning of the market; instead slow panic will proceed.
    • Simple privatization and deregulation policies will fail because which may break multiple feedback systems by replacing them with a single feedback function based on price as the single signal. Political democracy to keep the market being fair is also an important feedback function.
  • >Top Transcriptome:
    • If DNA is the design document for life, RNA is the purchase order, which corresponds to the accounting books of a company. The corporate audit cannot check all products (=proteins), so they check the accounting book (=RNA).
    • Affymetrix, Inc. (now Applied Biosystems) developed GeneChip array , which is a method to measure how much RNA were made on the chip. This array is a chip attached 30,000 DNA sequences. By taking RNA from a sample such as white blood cells and measuring the amount of bound RNA, it is possible to know how much RNA of 30,000 genes were produced. Such RNA produced by activating a gene is called transcript. (Transciprtome) [Two techniques are used: DNA microarray and RNA-seq]
    • Eg.: In the case of liver cancer, we can see the gene with increase of particular RNA. We can measure the protein increased in blood of the cancer patient; thus we can screen early cancer possibility with a single drop of blood. Making an antibody which recognizes and attack this protein will be an epoch-making therapeutic drug killing cancer cells.
  • >Top Michael B. Eisen's Cluster Theory:
    • A stimulus activated many genes over time (Gene cluster)
    • Eg.: In the case of cholesterol cluster: There re proteins which control cholesterol levels, inducing genes involved in cholesterol synthesis. Cholesterol deficiency provides multiple feedback functions, whether it is synthesized, reduce in breakdown, or supply from the blood.
  • The system becomes visible from the cluster:
    • In developing a new anti-inflammatory drug, when a gene is activated, which produces a protein, then which activates the next gene group like a chain reaction. The effect of the anti-inflammatory agent is expected by adding a protein synthesis inhibitor which suppresses this chain reaction.
    • As a result, it was found that this drug stopped the second stage inflammatory chain reaction, but rather strengthened the first stage reaction. In other words, this drug could be a new drug different from conventional steroid hormones, which suppress only chronic gene activation without suppressing the acute phase of inflammation.
    • Until now, the development style has been drug →regulation of proteins involved in inflammation →activation of gene cluster in inflammation (Proactive systemology). However, through comprehensive analysis of heredity, it becomes possible to find a gene cluster changed by the addition of a drug → estimation of regulatory mechanism →protein on which the drug acts (Reverse systemology like development)
    • Rather than one regulatory protein controls one gene, many proteins control many genes. By systematic analysis of the activation of entire genes, it is possible to infer which control system is now working. It is possible to raise prediction system by observing complex objects which basically cannot be observed, neither by models nor simulations, by intervening with paying attention to when and where occurs.
  • Transplantation of institutions between different economic systems:
    • The issue of introducing the global standard; in particular the regulation of capital adequacy ration of banks, international accounting standard, current value accounting, and obligation to disclose pension debt, etc.; which caused tremendous deflationary pressure on Japanese economy.
    • Game theory is adopted in economics based-on non-cooperative games (Nash equilibrium); but which cannot adequately depict social symbiosis and income redistribution which are the elements of regulatory control mechanisms.
    • While acknowledging that there is a limit of human economic rationality, we assume super-rational human beings; that is, each person pursues selfish purpose, which eventually leads to altruistic act by self=purposed acts to raise own reputation.
    • The government is responsible for pensions and employment insurance schemes to avoid cream skimming due to asymmetric information.

2. 制度の束と多重フィードバック:

  • elucidate: make clear
  • nematode: 線虫
  • regulatory mechanism: 調節機構
  • prognosis: an opinion of the likely course of a medical condtion; 予知, 予断
  • ヒトゲノム解読がもたらした生命観:
    • 人間は約30億個のゲノムを持つ。
    • 1990年代後半: セレーラ社 (クレイグベンター社長)は、ベンチャー市場から数百億円を集め、ヒトゲノムに解読競争の先頭に立った。
    • ゲノムがわかれば人間の全てがわかると過大宣伝され研究費が集められた。
    • しかし、ゲノム解読で明らかになった場合はDNA配列であり、これは生命原理の解明にはほど遠い。
  • 遺伝子重複仮説:
    • 個々の蛋白質情報をもっている遺伝子数は、大腸菌で4千、ネズミや人間で3万程度。
    • 遺伝子数が増えるにつれて、前からある遺伝子と似た遺伝子が重複してくいる。(遺伝子重複)
    • ハウスキーピング遺伝子: 家を維持するのの同様に生命の基本的な代謝や複製にかかわる6機能の遺伝子をいう。これは4〜6千あると推定される。これが二セットになったのが線虫で、四セットになったのが脊椎動物かも知れない。
    • 遺伝子が重複していれば、片方に変異がおこっても問題ない。
    • さらに、重複進化の場合は、複雑な新しい構造を作りやすいことになり、生物の進化のスピードも飛躍的に早くなる。
  • 増加する調節領域:
    • ヒトゲノムの場合、蛋白質の構造が書かれている領域は全体の約2%で、残りの多くはその蛋白質の利用を決める調節制御に関わる配列である。
    • この調節制御によって環境変化に適応できる範囲がどんどん広がることである。(ネオダーウィニズムは、遺伝子が選択淘汰されるとした誤り)
    • 例: 異常ヘモグロビンをもつ赤血球はマラリアの感染に抵抗力がある。(さまざまな環境変化に対し予め前適応している。)
  • 逆遺伝学 (Reverse genetics):
    • 従来は、生命の機能を担う蛋白質を同定して、その遺伝子を決めていた。機能→蛋白→遺伝子の順で研究する。(Forward genetics)
    • 逆遺伝学は、遺伝性病気→蛋白→機能を解析する。
    • 人間には3000種類を超える遺伝性の病気がある。
    • 一個の遺伝子変化が病気を発現する場合はやりやすい。実際には複数の遺伝子が関与してことが多い。
    • 例:動脈硬化の患者の場合は、コレステロールや血圧が高く、太っていて、喫煙者は動脈硬化の危険率は10倍以上になる。(リンケージ・スタディ)
      • 但し、リンケージ・スタディは直接的な仮説を証明しないので、多くの人について統計的に調査する必要がある。 (メガ・スタディ)
      • リンケージ・スタディにも限界がある。人間の免疫における個体識別をするHLA遺伝子群がる。このHLAが異なる相手と結婚した方が近親結婚を避けるのに都合がよいかということだがまだ結論をい出せるほどの確定的な調査ができていない。恋愛の遺伝子、同性愛の遺伝子の議論も同様の暴走と言える。
  • 市場経済は調節制御と共に進化:
    • 新古典派の一般均衡モデルは、複雑な非市場的制度をなるべく排除してできている。それはどの国や社会にも当てはまる普遍的なモデルとされてきた。
    • しかし、事実はまったく異なる。むしろモデルから排除された非市場的諸制度が市場経済を制御している。(市場は制度の束)
    • 資本主義市場経済は、それ以前の封建制度と違って、私的所有権、貸借関係が法的に保護された信用システムが発達して来た。しかし、市場経済の初期ほど、家族や共同体を不可欠の前提としていた。それらが失業者や高齢者のプールの機能を果たしてきた。
    • 逆に言えば、市場が家族や共同体を解体していけばいくほど、市場はより複雑な調整制御の仕組みを必要をする。労働組合、失業保険、年金、健康保険などの社会保障制度がないと社会を維持できなくなる。
    • さらに所得分配の悪化は、社会の治安を悪化させ、消費を減少させ不況を深刻化させる。税制や所得補助などさまざまな所得再分配制度が形成されてくる。NPOやNGOの活動もセーフティネットとして市場に参加してくる。
    • セーフティネットは、市場の外部にあるのではなく、むしろ市場経済の調整制御の機能を担う。
    • 1980年代半ば: 金融自由化によって余剰マネーが土地住宅市場に流れてバブル経済とその破綻を起こした。都市計画規制が強く、利子税導入が問題になったドイツでは例外的にバブルを免れた。
    • 労働市場でも、新たな雇用ルールを作らないまま雇用リストラや非正規雇用を増加させると雇用不安から思い切った消費ができなくなる。
  • 市場経済は多重フィードバックで維持:
    • 大恐慌を景気として調節制御の仕組みが発達してくる。金本位制の放棄、最後の貸し手としての中央銀行、機動的な金利政策、ペイオフ制度、公開市場操作などを正当化してきたのがケインズ経済学である。
    • 非効率な企業や銀行を市場から排除する課程では、副作用が起こる。十分な貸倒引当金を積まないままk魚が倒産すると損失が表面化して銀行の自己資本を蚕食する。いわゆる貸し渋りや貸し剥がしが起こり、不況をさらに悪化させる。
    • 公共事業政策による景気対策、公的資金投入、日銀により国際買いオペなど多重うな調整制御によって当面の金融システム破綻を防ぐことはできるが、市場の機能を本格的に回復される訳ではない。代わりにスローパニック、ゆっくりとパニックが起きるようになる。
    • 素朴な民営化や規制緩和政策は、多重なフィードバック制度を寸断して、価格をシグナルとする一つのフィードバック機能に置き換えようとするので失敗する。それを公正に保つ政治的民主主義も一つの重要なフィードバック機能である。
  • トランスクリプトーム (Transcriptome):
    • DNAが生命の設計書とすると、RNAは生命の注文書である。いわば企業の会計帳簿に匹敵する。企業監査は、製品(=蛋白質)の全てをチェックできないので、会計帳簿(=RNA)をチェックする。
    • アフィメトリックス社: 半導体基板上にRNAがどれだけ作られたかを測定する方法を開発した。このDNAチップは、30,000のDNAの配列を貼り付けたチップである。白血球などのサンプルからRNAを取り出して結合した量を測定することで、30,000の遺伝子のRNAがどれだけ作られたがわかる。遺伝子が活性化されて作られるRNAはTranscriptという。( Transcriptome)
    • 例: 肝臓癌で最もRNAが増えている遺伝子がわかる。この蛋白の量を血液中で測定すると癌の患者で上昇するとで、癌の早期検診が血液1滴で可能となった。この蛋白を認識して攻撃する抗体を作るとがん細胞を殺す画期的な治療薬となる。
  • M.B.アイゼンのクラスター論:
    • ある刺激を与えると、時間とともに沢山の遺伝子が活性化される。(遺伝子クラスター)
    • 例: コレステロールクラスター: コレステロール濃度を管理する蛋白があり、それによってコレステロール合成に関わる遺伝子が誘導される。コレステロールが不足すると、合成するのか、分解を減らすのか、血液中から取り込むのかの多重的なフィードバック機能が行われる。
  • クラスターからシステムが見える:
    • 新しい炎症を抑える薬のメカニズムに関して、遺伝子が活性化されると蛋白が作られて、これが連鎖的に次の遺伝子群を活性化する。この連鎖反応を抑える蛋白合成阻害剤を加えて、抗炎症剤の効果を見た。
    • その結果、この薬は、炎症の連鎖反応の第二弾会は止めるが、第一段階の反応はむしろさらに強化していまうことがわかった。つまりこの薬は、炎症の急性期は抑えないで、慢性の遺伝子活性化だけを抑えるステロイドホルモンとは異なる新薬であった。
    • いままでの開発スタイルは、薬→炎症に関わる蛋白の調整→炎症での遺伝子クラスターの活性化 (前向きシステム学) だった。だが、遺伝に発現が網羅的に解析されると、薬を加えて変化する遺伝子クラスター→調節制御の推定→薬の作用する蛋白というような逆システム学的な開発が可能となる。
    • 一つの制御蛋白が一つの遺伝子を制御するのではなく、数多くの蛋白が沢山の遺伝子を制御している。遺伝子全体の活性化の様子を系統的に解析すると、どの制御系が働いているかを推測することが可能となる。いわば観察不可能な複雑な対象に、モデルやシミュレーションではなく、何らかの介入することでいつどこでに注目しながら観察することで予測の制度を上げることができる。
  • 異なる経済システム間の制度移植:
    • グローバルスタンダード導入問題: 特に、銀行の自己資本比率規制、国際会計基準採用、時価会計、年金債務の開示義務などは、日本経済に猛烈なデフレ圧力をもたらした。
    • 今日、経済学で採用されているゲーム理論は、非協力ゲーム(ナッシュ均衡)を基盤としているが、調節制御の要素である共生や所得の再分配を十分に描けていない。
    • 人間の経済合理性には限界があることを認めながらも、超合理的な人間を想定している。(各人の利己目的追求が評判を上げるという自己目的行為によって利他的行為につながる。)
    • 政府が年金や雇用保険のを担うのは、情報を非対称によるクリームスキミングを避けるため。

>Top Re: <Science Alert>

  • Clustering methods for statistical analysis of genome databases;
    • Clustering techniques find interesting and previously unknown patterns in large-scale data embedded in a large multi dimensional space and are applied to a wide variety of problems like customer segmentation, biology, machine learning and geographical information systems. Clustering algorithms are used efficiently to scale up with the dimensionality of the data sets and the data base size.
    • Hierarchical clustering methods in particular are widely used to find patterns in multi dimensional data. Since clustering is an unsupervised learning technique, fewer or greater numbers of clusters may be desired. A key step in the analysis of gene expression data is the identification of groups of genes that are similar in nature.
    • The developments of micro array technologies provide a powerful tool by which the expression patterns of thousands of genes can be monitored simultaneously. In this research, we study some of the major statistical approaches in hierarchical clustering and compare the linkage methods that are used in gene expression data which can assist us to know functions of many genes for which information is not available currently.

<Science Alert記事>

  • ゲノムデータベースの統計分析のためのクラスター手法:
    • クラスタリング手法は、多次元空間に埋め込まれた大規模データから興味深いパターンを見つけるために適応さえる。顧客の分類、生物学、機械学習、地理情報などの問題分析に応用できる。
    • 階層的クラスタリング手法は、多次元データのパターンを見つけるために利用される。クラスタリングは教師なしの学習手法なので、クラスター数を増減させながら行うことになる。遺伝子発現データ分析における重要なステップは、性質が似ている遺伝子グループを特定することである。
    • マイクロアレイ技術の開発は、何千もの遺伝子発現パターンを同時に分析できる強力なツールを提供する。この研究では、主要な統計的アプローチを研究によって、現在まだ利用できていない多くの遺伝子の機能を知るのに役立つ遺伝子発現データで使用されるリンケージ法によって比較する。

>Top 3. The trap of feed-forward:

  • Three elements of regulatory control:
    1. Sensors which detect information
    2. Signal transduction system which conveys the information to genes.
    3. Regulatory control system which activated the genes (regulatory protein)
  • Humans consist of about 60 trillion cells; on the surface of those cells there are about 1000 sensors which can detect light, vibration, odor, and taste of proteins secreted by other cells.
    • The drug works effectively because which binds to these sensor proteins and activate the regulatory system.
    • But there are many sensors which we do no know what they are sensing. (called orphan receptors)
    • There are 48 sensor proteins such as steroid hormones in the cell; these sensors acts strongly because which bind to the nuclear receptors and directly control genes, recognizing sex hormones, adrenocorticotropic hormones, cholesterol, and endocrine disrupters, etc.
    • Nuclear receptors affect the works of other nuclear receptors; when one receptor mobilizes proteins required for synthesis of many RNAs, other receptors work poorly.
    • Analysis by the inverse systemology considers activation of many genes related to the regulatory system rather than just focus at a particular gene.
  • The limit of economics of information:
    • Improvements on the production site are mostly limited to minor issues. In addition, the skill of field worker is overestimated.; actually over middle-aged workers having higher intellectual skills tend to be first target in the case of employment restructuring.
    • In Japan, the site supervisors are union members as well as lower administration staff, which makes difficult to settle union negotiations between labor and management on conflicting interests.
    • It is needed such cross-company social rules as German Meister system, or French professional grading system.
    • It is also ambiguous in the information sharing between affiliated companies (suppliers); the designing cost is usually borne by subsidiary companies. (This may cause leakage of design information due to overseas expansion.)
    • It is unclear that which are senors and which are regulatory systems, and responsibilities in each particular domains.
      • Corporate performance is reflected in the accounting, which is audited by the certified accountant as a sensor. Analysts use it as a signal to the stock market and affect investors.
      • Banks also act as monitors to make loan decisions and intervene in business decisions.
      • If there is fraudulent accounting, the prosecution acts as a transmission system and the court acts as the regulatory system to prevent recurrence.
      • Political parties and journalism act as transmission systems and move the regulatory system of the government.
      • The central bank and government statistics departments act as sensors to drive government decision-making. In this way, the regulatory system has a hierarchical structure.
  • >Top Sydney Brenner's study on nematodes:
    • a nematode grows from one cell to 600 cells in 7 hours. In the following three days, the cells specialize in muscles, nerves, and gastrointestinal tracts to become adult having 959 cells. It is an organism whose function of gene is clearly understood.
    • Of the 959 cells, there are 302 nerve cells; of which 105 cells will die during development (called apoptosis)
  • >Top Feedforward mechanism tends to create a vicious cycle of activation oneself and making endless proteins. To prevent this, there is a regulatory system with multiple feedback mechanisms
    • In the case of red blood cells, which are specialized to make hemoglobin, carry oxygen circulating in the body as cells without nuclei to die.
    • In the economy, incentives are effective in the shorter term, but instability increases in the long term and often go bankrupt.
    • Hormones are signal transmission substances between cells. For example, the human pancreas senses nutrients in the foods taken and secretes hormones such as insulin.
    • As cells differentiate, functions of the cells are separated accordingly, which makes autonomous control difficult and requires a mutual check system.
  • >Top Gering's homeotic gene:
    • In drosophilia, more than a dozen homeotic genes are located side by side on the chromosome. In humans, there are four sets of these genes. Homeotic genes determine when and where the small structure programs will activate.
    • As shaping of a body is delicate, it is done in the womb of the mother in mammals and in the egg in insects and birds, which has less external influence from the environment. When it is born and goes out to the external environment, the multiple feedback mechanisms become the center of regulatory system.
  • Reverse systemology of illness:
    • Adult diseases (adult lifestyle diseases) usually happens from weak feedback.
    • In later 20C, three major cause of dearth are cancer, heart disease, and cerebrovasular disease. Due to the changes in lifestyle, the causes of disease have changed from those which are easily reduced by factors such as undernutirtion and bacterial infection to diseased caused by overgrowth, overnutrition, and overimmunity.
    • What happens in the cancerous cells is that another piece of DNA has lost its function due to UV rays, chemical stimuli, and viral infections. There are two types of genes which play brake functions; 1) genes of growth control system, and 2) genes of remedy of abnormal chemical structures in DNA.
    • Many drug-resistant cancer cells survive when anticancer drugs are used. The treatment policy is determined by how much the patient can tolerate particular drugs.
    • Regarding to the regulatory system, the basic metabolic rate decreases with aging of the body. Elderly people tend to take excess calories, cholesterol and other nutrients. Similarly, weight control and excessive therapy are also needed from the viewpoint of multiple feedback.
    • The immune system is a mechanism that does not attack own cells, however which is often fragile and connective tissue diseases is a typical example of such autoimmune disease. Such excessive reaction to foreign substances caused diseases of atopy or asthma.
  • The regulatory system of blood vessel:
    • the first principle is to keep blood pressure to circulate blood in the body.
    • the second principle is to solidify the blood when it bleeds. This mechanism caused myocardial infarction or cerebral infarction in the case of adult diseases.
    • the third principle is that there is a mechanism which prevents blood from clotting in blood vessels. However, the blood-smooth medicine does not stop bleeding even with a small injury and can be fatal.
    • In considering these principles, it is needed to control the regulation of blood pressure.
  • >Top Market economy also breaks from weaker feedback:
    • The weakest market economy is the most important factor in keeping the market economy. The three primary elements are labor, land, and capital which require more complex feedback.
    • These primary factors of production are the weakest parts of the market economy and are the most unfamiliar goods as private properties which are traded in the market.
    • Labor Market:
      • conflicts between employers and employees over labor ownership. Thus the labor market requires complicated feedback such as labor standards laws and various labor agreements.
    • Education and HRD:
      • in neoclassical economics, education and career advancement are regarded as investments, which is considered to enhance the ability to earn income. This creates a tendency of widening disparity depending on the parents' assets; so there are various social security systems are required.
    • Land Market:
      • Land is limited in supply and its liquidity. It is also a non-tradable good, and is not applicable to the law of one price. Since land is durable unlike other goods, it tends to be a target of speculation.
      • In the case of agriculture, is is greatly affected by nature, and blind development caused environmental destruction.
      • thus, the land market also needs complicated regulatory feedback mechanisms.
    • >Top Capital Market:
      • Capital has traditionally referred to capital goods such as equipment.
      • As heavy and chemical industries progress, scale economy begins to work.
      • Since it needs more investment to dispose of the huge capital investment, the latest developing countries can enjoy the latecomer effect by introducing the latest equipment.
      • The government begins regulatory intervention to prevent overinvestment in its national economy. (Convoy system)
      • During recession, production adjustment will be made by lowering the operating rate (availability rate) of equipment rather than lowering prices.
      • In the central countries of the world, it will transform into financial or monetary economy by using accumulated funds and strong hard currency. Financial markets are more fragile because they are credit-based economy. (Bubble economy and its collapse) Thus financial markets require to have the most complicated regulatory mechanisms.
    • >Top Need for a safety net:
      • Establishing private ownership and leave it to the market mechanism, while safety nets mechanisms are incorporated to prevent dysfunction of the market economy. (Risk should be shared by society as a whole.)
      • Incentive theory drives people in one direction by strengthening their motivation in a particular direction. However, safety nets allow for drastic competition by sharing risks. Thus, competition and cooperation, self-determination and social communality function as complementary.
      • The safety net is not located outside the market model, but is a regulatory mechanism and controls of the market mechanism to function and maintain itself.

3. フィードフォワードの罠:

  • 調節制御の3要素:
    1. 情報を感知するセンサー
    2. 情報を遺伝子に伝えるシグナル伝達系
    3. 遺伝子を活性化する制御系(制御蛋白)
  • 人間は約60兆個の細胞から成るが、その細胞の表面で、光、振動、匂い、味など他の細胞が分泌した蛋白を感知するセンサーが約1000個ある。
    • 薬が効果的に作用するのは、このセンサー蛋白に結合して調節系を動かすからである。
    • 何を感知しているのか不明なセンサーも多い (孤児受容体)
    • 細胞内にもステロイドホルモンなどのセンサー蛋白が48個もある。このセンサーは核内受容体に結合して遺伝子を直接制御するので強烈に作用する。性ホルモンや副腎皮質ステロイドホルモン、コレステロール、環境ホルモンなどを認識している。
    • 核内受容体は、他の核内受容体の働きに影響する。ある受容体が沢山のRNAの合成に必要な蛋白を動員すると、他の受容体の働きが悪くなる。
    • 逆システム学による解析は、単に1個の遺伝子を見るのではなく沢山の遺伝子の活性化という制御を見る。
  • 情報の経済学の限界:
    • 生産現場での 改善はマイナーな問題に限られる。また現場労働者の熟練が過大評価されている。(実際には知的熟練が高いはずの中高年人材が真っ先に雇用リストラの対象となる。)
    • 日本では、現場監督者は組合員(組合のセンサー)であると同時に経営学(制御系) の末端機構でもある。(組合交渉の形骸化)。交渉モデルでは、相反する利益を持つ者同士が交渉したいと均衡に達しない。
    • ドイツのマイスター制度やフランスの熟練等級制度や労使協約のような企業横断的な社会的ルールが必要。
    • 系列企業(サプライヤー)との情報共有もあいまい。多くの場合、設計図を作るコストは系列企業持ち。(海外進出にともなう設計情報の流出)
    • 何かセンサーで何が制御系なのか、範囲の権限が不明確である。
      • 企業業績は会計に反映し、それを公認会計士がセンサーとして監査する。アナリストはそれをシグナルとして株式市場に伝え投資家を動かす。
      • 銀行もモニターとして融資決定や事業決定への介入を行う。
      • 不正会計があれば検察が伝達系となって裁判所が制御系となって再発を防止する。
      • 新たな法律は、政党やジャーナリズムが伝達系となり政府の制御系を動かす。
      • また中央銀行や政府の統計部門がセンサーとなり政府の意思決定を動かす。このように調節制御は階層構造をもっている。
  • シドニー・ブレンナーの線虫研究:
    • 線虫は 1個の細胞が7時間で600個に増殖する。その後3日間で、細胞が筋肉、神経、消化管に特殊化して959個の細胞からなる成虫になる。遺伝子の支配がはっきりわかる生物である。
    • 959個の細胞の内、神経細胞は302個ある。発生の途中で、105個の細胞が細胞死 (アポトーシス )してしまう。
  • フィードフォワードは、自分で自分を活性化し続け蛋白を際限なく作るという悪循環になりやすい。これに対しては、多重なフィードバックによる調節機能がある。
    • 赤血球の場合も、ヘモグロビンを作り酸素を運び機能に特殊化し、核のない細胞として体を循環して死滅していく。
    • 経済でも、インセンティブは短期的には有効だが、長期的には不安定性が増加し、破綻することが多い。
    • ホルモンとは、細胞間のシグナル伝達物質である。
      例: 人間の膵臓は食べたものの栄養分を感知しインシュリンなどのホルモンを分泌する。
    • 細胞が分化するについて、細胞の機能が別れていくので、自律的な制御は難しくなり、相互のチェックシステムが必要となる。
  • ゲーリングのホメオ遺伝子:
    • 昆虫は体節に構造の繰り返しから出来ている。ショウホメオ遺伝子は、ジョウバエでは、十数個が並んで染色体上にある。人間では、この十数個が4セットある。ホメオ遺伝子は、小構造のプログラムをいつどこで動かすかを決めている。
    • 形作りはデリケートなので、哺乳類では母親の子宮の中で、昆虫や鳥では卵の中で行われ、外部環境の影響を少なくして行われる。出生して外部環境へ出ていくと多重なフィードバックが制御の中心になる。
  • 病気の逆システム学:
    • フィードバックの弱いところから成人病が起こる 。
    • 20C後半以降の3大死因は、癌、心臓病、脳血管障害である。生活スタイの変化によって、病気の原因がそれまでの栄養不足や細菌感染という要素還元しやすいものから、増殖過剰、栄養過剰、免疫過剰へてと変化してきている。
    • 癌になった細胞に起こっているのは、もう1個のDNAが、紫外線や化学物質の刺激、ウイルス感染などで機能を失うことによる。癌で壊れるブレーキ役の遺伝子には2種類ある。1) 増殖の制御系の遺伝子と、2) DNAに起こる化学構造の異常を修復するシステムである。
    • 制癌剤を使うと薬剤耐性のがん細胞が多く生き残る。患者がどの薬にどの程度耐えられるかによって治療方針を定める。
    • 体の調節制御は、高齢化とともに基礎代謝量も落ちてくる。高齢者は、カロリー過剰、コレステロール、その他栄養の摂取過剰に陥りやすい。同様に、体重の抑制、運動療法も多重フィードバックの面から必要である。
    • 免疫系は、自己細胞は攻撃しない仕組みだが、しばしば破綻しやすく膠原病などは自己免疫疾患の例である。また異物への過剰反応は、アトピーや喘息などの病気になる。
  • 血管の調節機能:
    • 第一の原理は、血圧をかけて血液を循環させる。
    • 第二の原理は、出血しても血液を固化させる。この仕組は、成人疾患の場合は、心筋梗塞や脳梗塞を引き起こす。
    • 第三の原理は、血管の中では血液を固まらせない仕組みがある。但し、血液さらさらの薬は、小さな怪我でも出血が止まらず致命傷になる。
    • これを考慮した血圧の調節制御が必要となる。
  • 市場経済は弱いフィードバックから壊れる:
    • 市場経済も最も弱い市場が、市場経済を成り立たせる上で最も重要である。労働、年、資本の本源的正三要素は、より複雑なフィードバックを必要とする。
    • これらの本源的生産要素は、市場経済の最も弱い部分であり、そもそも私的所有権を設定して市場で取引するのに最もなじまない財である。
    • 労働市場:
      • 労働に関して、労働力の所有権を巡って、雇い主と被用者の間で衝突する。そこで労働市場には労働基準法や労働協約など複雑なフィードバックを必要とする。
      • 教育・人材育成: 新古典派経済学では、教育やキャリアップを投資と取られ、投資によって所得の獲得の能力を高めると考える。これは親の資産の多寡によって格差が拡大する傾向を生むので、様々な社会保障制度が必要となる。
    • 土地市場:
      • 土地は、供給に制約があり、流動性に限界がある。また非貿易財で、一物一価ではない。他の財とことなり耐久性があるので投機の対象となりやすい。
      • 土地利用の農業の場合、自然に大きく影響され、やみくもな開発は環境破壊を引き起こす。
      • このように土地市場も複雑な調整制御のフィードバックを必要とする。
    • 資本市場:
      • 資本は、従来は、設備のような資本財を指していた。
      • 重化学工業化が進むと、資本財には規模の経済性が働く。巨大な設備投資を廃棄するには投資の調整費用がかかるので、後発国が最新鋭の設備を投入することで後発効果を享受できる。
      • 政府が規制的介入をすることで過剰投資を防ぐようになる。 (護送船団方式)
      • 不況期になると、価格を下げるより設備の稼働率を下げて生産調整を行う。
      • 世界の中心国では、蓄積した資金と基軸通過を利用して金融で稼ぐ経済に変わる。金融市場は信用に基づくので一層脆い側面を持つ。 (バブルとその崩壊) 金融市場は最も複雑な調節制御のしくみが求められる。
    • セーフティネットの必要性:
      • 私的所有権を設定して市場に任せると同時に、セーフティネットの仕組みを組み込んで本源的資産要素市場の機能不全を防ぐ。 (リスクを社会全体でシェアする。)
      • インセンティブ理論は、ある特定の方向への動機づけを強めることで、人々を一方向に駆り立てる。一方でセーフティネットは、リスクを共有することで思い切った競争を可能にする。競争と協力、自己決定権と社会的共同性は相補関係にある。
      • セーフティネットは、市場モデルの外部にあるのではなく、本源的生産要素市場の調節制御の仕組みであり、市場経済を機能するために必須のメカニズムである。

>Top 4. Diversity and adaptation in change and evolution:

  • When the system switches:
    • Human body system switched between the period of fetal, birth, growth, maturity, and old age in the lifetime.
      • The switching to old age does not show clear break. Multiple feedback during maturity does not have wide range of autonomous adjustment, which is mostly influence by its lifestyle, such as overnutrition and lace of exercise. We need to incorporate appropriate sensors and feedback mechanisms in our daily life.
      • Human lifespan is characterized by its ability to maintain long-term period of growth as well as aging. Throughout life, genes can be activated by different regulatory controls, and can perform different functions.
    • There are many rules responsible for the activation of individual genes:
      • Genes can be amplified by doubling, but proteins are difficult to amplify, which limit the sample size. In the future, research and development of intracellular protein interactions will be important.
      • How to maintain maturity period is to solved aging problem; such phenomena as cell replication, metabolic control, and waste disposal are aging-related problems.
      • Mutations in genes related DNA replication and its repair show rapid decline in its function, Accumulation of waste products around and inside cells causes loss of cell replication accuracy.
  • Changing world economy:
    • In the field of economy as well, the system created during high-growth period has become dysfunctional during the maturity period, particularly in such fields as finance, pension system, decentralization, etc. It is urged to pursue the system reform based on replacement of the safety net.
    • In particular, the modern service industry is featured that the one who holds OS and network (=platform) shows winer-takes-all situation.
    • Financial derivatives were originally considered to avoid instability in financial market, but when financial transactions far exceed physical transactions, they tend to overshoot in one direction when unexpected collapses occur and to accelerate the crash. (Financial derivatives resembles to Viagra.)
  • Real GDP of G7 is declining: about 4% in 1970s, 3% in 1980s, and 2% in 1990s, which indicate the aging process.
    • Inn 1990s, secularization and globalization progressed, causing intermittent currency and financial crises.
    • US twin deficits (fiscal and trade deficits) create a distortion that the currency of the world's largest debtor is used as international settlement currency. [Russian SPFS, Chinese CIPS, Eu's TARGET or SEPA are alternatively challenged.]
  • Economics with bubble cycles (like aging phenomenon):
    • Since later 1980s, asset prices has moved the real economy, stimulating more "bubble aspirations", causing monetary policy to control asset valued.
    • When the bubble bursts, repetition of policies to lower the interest rate to prevent further falling of prices. (called Greenspan myth)
    • By burst of the bubble economy, such scenario is usually taken as to maintain consumption and to restore corporate profits by reducing employment, and eventually to recover capital investment.
  • Side effects of the financial big ban:
    • Japan transplanted a part of US system as a global standard; but which caused serious side effect as if it were an organ transplant.
    • Since 1999, Japan adopted the international accounting standard, including consolidated cash flow, current value accounting, tax effect accounting, and obligations to disclose pension debts in financial statements.
    • Consolidated Cash Flow statement; requires flexible employment for (to curb labor cost) to respond fluctuations of sales amount. In japan capital investment was reduced except the area where generation of profits in shorter term is expected.
    • Current value accounting has affected to reduce cross-shareholding tradition, causing further fall of stock prices.
    • Tax effect accounting also affected to enforce to secure the bottom line to be able to pay taxes in excess of differed tax asset, which eventually accelerate to inflate the capital adequacy ration.
    • Obligation to disclose pension debts has promoted non-regular employment whom the company need not bear the burden of a part of pension according to the corporate pension investment profits decline.
  • Ensuring diversity is important:
    • Diversity enhances adaptability to the environmental changes. Thus a so-called double standard is allowed to maintain diversity. (the case of SMB)
    • Eg.: A fast-paced lion can prey on many zebras. However, competitive selection does not depend on one ability in the long run. Ecosystems need comprehensive feedback, including their ability to coexist with other organisms, resistance to infection by microorganisms, wide range of food adaptability, and restrictions on cannibalism within species.
    • Germ cell recombination, unlike somatic cells for one generation, is inherited throughout the species and can lead to loss of diversity.
    • In the evolution of living creatures, the mechanism itself of how to leave offspring has evolved. In human-involved operation, such controlling mechanism has not yet considered.
  • Driving force of biological evolution:
    • In initial stage, gene mutation s and natural selection were the main theme, but afterwards duplication and regulatory control became the main focus.
    • The driving forced of evolution has changes in such that the change of system possesses many mutation possibilities as "hidden effect" which activate various regulatory controls according to the environmental changes.
  • Renewal of safety net:
    • It is needed to have wider strategy to divide the function of modern nation-state (which has been the center of multiple feedback of adjustment control) into upper (regional level) and lower level (local community level).
    • The initial stage should to start common defensive actions against currency speculation, then increase cross-shareholdings of currencies, and aiming to transfer currency issuance rights to the regional level like EU.
    • IMF will also need to be reformed to limit its ability to settle transactions between regional currencies. [AIIB in 2015 is a kind of challenge]
    • Concurrently, as the national budget deficit is becoming more serious and the fiscal policy function is being paralyzed, it is needed to decentralize authority and public fiance in order to regain the autonomous circulation of the local economy.
    • It is essential to replace the safety net in the direction of regeneration multiple feedback mechanisms lost in the current crises.

4. 変化と進化における多様性と適応:

  • システムが切り替わるとき:
    • 人は、一生の間に胎児・出生・成長期・成熟・老年期と、体のシステムは入れ替わる。
      • 老年期へのシステムの切替は、はっきりした区切りがない中で進行する。成熟期の多重フィードバックは自律的な調節幅は広くないので、生活習慣の影響を強く受ける。特に、栄養過剰と運動不足である。適切なセンサーとフィードバックの仕組みを生活の中に組み込む必要がある。
      • 人間の寿命は、成長期と老年期を長期的に維持できる特徴を持っている。一生の間、遺伝子は異なった調節制御を受けて異なった機能を担うことができる。
    • 個々の遺伝子の活性化を担うルールがそれぞれ多数存在する。
      • 遺伝子は、倍々で増幅可能だが、蛋白を増幅するのは難しいので、サンプル量が限られる。今後は、細胞内での蛋白の相互作用の研究開発が重要となる。
      • 成熟期の維持は、老化の問題でもある。細胞複製、代謝制御、老廃物処理が老化に関連した問題である。
      • DNAの複製と修復に関わる遺伝子に変異が起こると機能が急速に低下する。また細胞周囲または細胞内に老廃物が蓄積すると細胞の複製の正確さが失われる。
  • 変質する世界経済:
    • 経済の分野でも、高度成長期に作られた仕組みは、成熟期に機能不全に陥り、金融・年金制度・地方分権などの分野で、セーフティネットの張替えに基づく制度改革が必要になっている。 
      • 特に、現代のサービス産業は、OSとネットワークを握った物が一人勝ちする性質をもっている。
      • 金融デリバティブも、本来は金融市場の不安定性を回避するための仕組みであったが、実物取引を遥かに上回る金融取引が行われると、予想を超える暴落が起きると一方向に向かってオーバーシュートをもたらし暴落を加速化してしまう。 (金融デリバティブはバイアグラに似ている。)
  • G7諸国の実質経済成長率は、1970年代の約4%、80年代には3%、90年代には2%と低落傾向、即ち老化プロセスにある。
    • 1990年代には、証券化とグローバル化が進行し、間断的に通貨・金融危機を引き起こした。
    • 米国の双子の赤字 (財政赤字+貿易赤字)は、世界一の債務国の通貨が国際決済通貨に使われるという歪を生んでいる。 (米国主導のSWIFTの代替としてロシアのSPFS、中国のCIPS、EUのTARGETやSEPAがある)
  • バブルをつなぐ経済体質=経済の老化現象:
    • 特に、1980年代後半以降、資産価格が実体経済を動かすようになり、"バブル願望"を刺激し、資産価値を制御しようとする金融政策を行うようになる。
    • バブルが崩壊すると、金利を下げて価格の下落を防ぐ政策を繰り返してきた。 (グリーンスパンの神話)
    • バブルの崩壊によって消費を維持し、その間に雇用削減によって企業収益を回復させ、やがて設備投資の回復につなげるというシナリオである。
  • 金融ビッグバンの副作用:
    • グローバルスタンダードとして、米国の制度の一部分をあたかも臓器移植のように制度移植した副作用が出てきている。
    • 1999以降: 日本は、国際会計基準の導入、連結CF、時価会計、税効果会計、年金債務の債務諸表への開示義務などを導入した。
    • 連結CF計算書の導入によって、売上高の変動に対応できるように雇用の流動化 (人件費抑制)の雇用形態が進行した。日本の場合は、短期的に利益を見込めない投資を中心に設備投資を縮小させた。
    • 時価会計主義は、企業間も持ち合い株式放出圧力が生じて、株価下落を引き起こした。
    • 税効果会計も、繰延税金資産を上回る税金を支払える状態は、自己資本比率の水増しに悪用された。
    • 年金債務の開示義務は、企業年金運用利益の低下にともなって、厚生年金の拠出負担を負わない非正規労働者の雇用を促してきた。
  • 多様性の確保が重要:
    • 多様性が環境変化に対する適応能力を高める。このため、多様性を高めるにはダブルスタンダードでよい。
    • 例: 足の早いライオンはシマウマを沢山捕食できる。但し、競争的淘汰は、長期的には一つの能力に`依存しない。生態系においては、他生物と共存する能力、微生物への感染抵抗力、食物になるエサの幅広さ、種内部の共食いの制限など総合的フィードバックが必要である。
    • 生殖細胞の遺伝子組み換えは、一代限りの体細胞と異なり、種全体に遺伝していくので多様性を失う可能性がある。
    • 生物の進化においては、どのように子孫を残すかという仕組み自体が進化してきた。人為的操作では、そのような制御の仕組みは考えられていない。
  • 生物進化の原動力:
    • 初期には、遺伝子変異と自然淘汰が中心であったが、やがて重複と調節制御が中心になる。
    • 様々な調節制御の変異を"隠れた効果"として多数保有し、環境変化において新たな調節制御のしくみを生み出しうるシステムの変化へと生物進化の原動力は変化してきている。
  • セーフティネットの張替え:
    • これまで調節制御の多重フィードバックの中心となったきた近代国民国家の機能を、上下のレベルに分けていく戦略が必要。
    • 通貨投機を防衛に始まって、通貨の相互持ち合いを下から積み上げ、やがてはEUのように通貨発行権をリージョナル・レベルへ移すこともあり得る。
    • リージョナルな通貨間の債権・債務を決済する機能に限定するようにIMFの改革も必要になる。 (2015設立のAIIBもその一つ)
    • その一方で、国家財政の赤字が深刻化し、財政政策機能が麻痺しつつある中では、地域経済の自律的循環を取り戻すために、権限と財政を大胆に地方分権化することも必要になる。
    • 現在の危機的状況の下で失われた多重フィードバックを再生する方向で、セーフティネットを張り替えることが重要である。

>Top 5. How the paradigm has changed:

  • Opportunities for new discovery:
    • When market-based policies are implemented in lower economic countries, the contradictions appear in a primitive form.
      • In Japan, the policy of "deregulation without exception" has been promoted to deal with economic impasse after burst of the bubble economy, aiming price destruction by deregulation would benefit consumers.
    • The aim of political reform was trivialized to the electoral system reform; the single-seat constituency system has changed the Diet as a means of eliminating minority opinions and securing vested interests. In addition, continuous accounting fraud of banks and special corporations was left alone and such irresponsible system became more serious.
      • Essence of the market economy resides in the ability to adjust by a bundle of institutions.
    • Through my research on "thing blood vessels," I began to analyzed many-to-many related control systems which cannot be explained by simple element reductionism.
      • It is correct to analyze the elements as a scientific methodology, because it reveals demonstrable conditions and enables reproducibility.
    • Organisms evolve the mechanism of evolution itself.
      • Compared to E. coli genome, in human genome the protein sequence is less than 2% and more parts are regulatory sequences.
      • Less diversified organisms are vulnerable to environmental changes.
  • Relationships between elements:
    • When there are many elements, it is needed to empirically analyzed the relationships and interactions of such elements as well. The concept of multiple feedback having a hierarchy was born, which could not be derived from conventional element reduction theory.
    • The global standard arouse competitions for monopoly of the rule. It is a big social issue how to share the system and rule among competitors.
    • When targeting organisms or market which have historical background, we have to assume a kind of "unknowableness".
    • Those who do not accept shift to the new paradigm tend to understand the facts in the old paradigm, no matter how many mistakes they made.
      • Conflicts within the old framework are repeated, such as small government vs. big government, or market focus vs. government intervention.
      • Whenever discussion on the old paradigm is rampant, institutional instability and regulatory mechanisms collapse proceed.
    • Modern economics only asserts that the world is dominated by centralized values of "price mechanism" and "efficiency", which lost the framework on which democracy and diversity are based.

5. どのようにしてパラダイムは転換してきたか:

  • 新しい発見の契機:
    • 経済力の低い国で市場原理的政策を実施すると、その矛盾がプリミティブな形で噴出する。
      • 日本でも、バブル崩壊後の経済の行き詰まりを"例外なき規制緩和"が進められ、価格破壊が消費者に利益をもたらすとされた。
    • 政治改革は、選挙制度改革に矮小化され、小選挙区制は、少数意見を排除して既得権を確保する手段に変化した。同時に、銀行・特殊法人の粉飾決算は放置され無責任体制が深刻化した。
      • 市場経済の本質は、制度の束による調整能力にこそ本質がある。
    • "考える血管"の執筆研究を通じて、単純な要素還元論では説明できない多数対多数の関係する制御系の解析を始めた。
      • 要素を分析していくのは科学の方法論としては正しい。それは実証可能な条件を明らかにし、再現性を可能にするからである。
    • 生物は進化する仕組み自体を進化させている。
      • 大腸菌のゲノムと比べて、人間では蛋白の配列は2% 以下でほとんどは調節制御の配列である。
      • 多様性のない生物ほど、環境変化に脆い生物はいない。
  • 要素間の関係性:
    • だが多数の要素がある場合には、要素の関係・相互作用も同様に実証的に解析する必要がある。従来の要素還元論ではない階層性を持った多重フィードバックという概念が生まれてきた。
    • グローバル・スタンダードは、ルールの独占を目指す競争である。如何に制度やルールを共有していくかが社会的に大きな問題となってくる。
    • 歴史性をもった生物や市場を対象とする場合、ある意味で"不可知性"を前提とせざるを得ない。
    • 新しいパラダイムの転換を受け入れない人々は、いくら失敗を積み重ねても、事実を古いパラダイムの中に押し込めようとする。
      • 小さな政府vs. 大きな政府、市場重視vs. 政府介入という古い枠内での対立が繰り返される。
      • 古いパラダイムの議論が横行するたびに制度不安と調節制御の破綻が進行する。
    • 現代の経済学は、"価格メカニズム"と"効率性"という一元的価値に支配される世界となり、民主主義と多様性を根拠付ける枠組みを失ってしまった。

>Top 6. Future tasks:

  • Analysis of the most integrated neural and brain systems of regulatory control mechanisms should be a topic for the future.
  • On the other hand, trend of the movement to manipulate human consciousness and senses is increasing.
    • While it is difficult to produce a silver bullet for cancer and dementia, the development of drugs related to mood such as libido, sleep, and a sense of well-being is progressing at a rapid pace.
    • The media is pursuing to stimulate effects on human senses and desires; the market economy is becoming more bubbly thinking by manipulating expectations, and populism is becoming dominant in the fields of politics.
    • From now on, analyses by inverse system science must be promoted empirically as well as learning from various failures.

6. 今後の課題:

  • 調節制御の仕組みの最も集積された神経と脳のシステムの解析はこれからの課題である。
  • その一方で、人間の意識や感覚を操作しようとする動きは強まっている。
    • 癌や痴呆の特効薬は、なかなか生み出せない一方で、性欲・睡眠・幸福感など気分に関わる薬の開発は急ピッチで進んでいる。
    • マスコミは、人間の感覚や欲望への刺激効果を追求し、市場経済は期待操作によるバブル思考が強まり、政治の分野でもポピュリズムが支配的になりつつある。
    • 今後も逆システム学による解析が、失敗に学びつつ実証的に行われなければならない。
  • This book was written before the Lehman Shock (2008), the Fukushima Nuclear Accident (2011), and the Coronavirus (2020-22), which describes a breakthrough methodology for analyzing the turmoil in recent world.
  • 本書は、リーマンショック(2008)、福島原発事故(2011)、およびコロナウイルス(2020-22)以前に書かれたが、これらの世界の混乱状況を分析する上でも画期的な方法論である。

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