2026/08/19 更新

イノウエ マサヨ
井上 雅世
INOUE Masayo
Scopus 論文情報
総論文数: 14 総Citation: 92 h-index: 6

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研究キーワード

  • 生物物理学

  • 理論生物学

  • 機械学習, ニューラルネットワークモデル

  • 複雑系

研究分野

  • 自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理

  • ライフサイエンス / 生物物理学

  • 情報通信 / 生命、健康、医療情報学

取得学位

  • 東京大学  -  博士(学術)   2010年03月

所属学会・委員会

  •   日本物理学会   日本国

  •   日本生物物理学会   日本国

論文

  • Modeling time to visual insight in Mooney image recognition with a chaotic recurrent neural network 査読有り 国際誌

    Kimura M., Matsushita Y., Inoue M., Seno S., Murata T., Ohzawa I., Yanagida T., Kaneko K., Hosoda K.

    Cognitive Neurodynamics   20 ( 1 )   2026年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Insight is often described as a sudden shift in, or formation of, a conceptual representation, enabling humans to restructure existing knowledge and solve problems beyond conventional analytical approaches. Although prior computational studies have modeled aspects of insight using deep neural networks (DNNs) or reinforcement learning, few have captured the dynamic emergence of insight through autonomous neural computation. Here, we present a neural network model that simulates the time required to reach visual insight in the Mooney image recognition task, a widely used paradigm for studying visual insight and perceptual reorganization. The model couples a DNN module for perceptual feature extraction with a recurrent neural network (RNN) that implements a chaotic search process for recognition. The RNN is formulated as a continuous-time dynamical system, autonomously explores internal states, and stabilizes when the missing visual features required for recognition are internally reconstructed. Using the same image set as in human psychophysical experiments, the model reproduces key statistical properties of human search times (STs), including (i) lognormal-like ST distributions across participants for each image, (ii) a proportional relationship between the log-scale mean and standard deviation estimated from lognormal fits across images, and (iii) discrete levels of the fitted log-scale mean across images (a proxy for image difficulty). Importantly, these properties emerge without assuming any lognormal distribution for participant-to-participant variability, whereas previous models reproduced similar signatures by positing lognormal-distributed individual differences. We further show that lognormal-like signatures can arise from exponential search dynamics when combined with both standard experimental preprocessing and finite observation windows, highlighting the need to distinguish generative processes from measurement and analysis effects. Together, these results support a candidate generative dynamical account linking intrinsic chaotic dynamics to insight-related search and provide a computational framework for implementing insight in artificial systems.

    DOI: 10.1007/s11571-026-10480-w

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  • Quantitative analysis of the Hermann grid illusion using a minimal deep neural network with orientation-specific edge detectio 国際誌

    Masayo Inoue, Izumi Ohzawa, Kazufumi Hosoda

    SSRN ( Elsevier )   2025年04月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)

  • The Oosawa Lectures on DIY Statistical Mechanics Chapter 8: Brownian Motion 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S066 - S075   2024年05月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s010

  • The Oosawa lectures on DIY Statistical Mechanics Appendix 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S076 - S080   2024年05月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s011

  • The Oosawa Lectures on DIY Statistical Mechanics Chapter 7: Local Temperature 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S056 - S065   2024年02月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/BIOPHYSICO.BPPB-V18.S009

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  • The Oosawa Lectures on DIY Statistical Mechanics Part II. Application of Statistical Mechanics in Biological Phenomena / Chapter 6: Energy Exchange and Required Time 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S044 - S055   2023年09月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s008

  • The Oosawa Lectures on DIY Statistical Mechanics Chapter 4: Always “Now” is the Peak Moment 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S035 - S040   2023年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s006

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  • The Oosawa Lectures on DIY Statistical Mechanics Chapter 5: Summary of Part I 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S041 - S043   2023年01月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s007

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s007

  • The Oosawa Lectures on DIY Statistical Mechanics Chapter 3: Changing the Rules 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S025 - S034   2022年08月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s005

  • The Oosawa Lectures on DIY Statistical Mechanics Chapter 2: Consumption Tax in the World of Molecules 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S012 - S024   2022年04月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s004

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  • The Oosawa Lectures on DIY Statistical Mechanics Part I. Experiencing the basics of statistical mechanics using your hands / Chapter 1: Starting Rules 査読有り 国際誌

    Masayo Inoue, Noritaka Masaki, Kiyoshi Ohnuma, Masako Ohtaki, Taro Toyota

    Biophysics and Physicobiology ( 一般社団法人 日本生物物理学会 )   18   S008 - S011   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v18.s003

  • Entangled gene regulatory networks with cooperative expression endow robust adaptive responses to unforeseen environmental changes 査読有り 国際誌

    Inoue M., Kaneko K.

    Physical Review Research   3 ( 3 )   2021年09月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Living organisms must respond to environmental changes. Generally, accurate and rapid responses are provided by simple, unidirectional networks that connect inputs with outputs. Besides accuracy and speed, however, biological responses should also be robust to environmental or intracellular noise and mutations. Furthermore, cells must also respond to unforeseen environmental changes that have not previously been experienced, to avoid extinction prior to the evolutionary rewiring of their networks, which takes numerous generations. To address the question of how cells can make robust adaptation even to unforeseen challenges, we have investigated gene regulatory networks that mutually activate or inhibit, and we have demonstrated that complex entangled networks can make appropriate input-output relationships that satisfy such adaptive responses. Such entangled networks function when the expression of each gene shows sloppy and unreliable responses with low Hill coefficient reactions. To compensate for such sloppiness, several detours in the regulatory network exist. By taking advantage of the averaging over such detours, the network shows a higher robustness to environmental and intracellular noise as well as to mutations in the network, when compared to simple unidirectional circuits. Furthermore, it is demonstrated that the appropriate response to unforeseen environmental changes, allowing for functional outputs, is achieved as many genes exhibit similar dynamic expression responses, irrespective of inputs including unforeseen inputs. The similarity of the responses is statistically confirmed by applying dynamic time warping and dynamic mode decomposition methods. As complex entangled networks are commonly observed in the data in gene regulatory networks whereas global gene expression responses are measured in transcriptome analysis in microbial experiments, the present results give an answer to how cells make adaptive responses and also provide a different design principle for cellular networks.

    DOI: 10.1103/PhysRevResearch.3.033183

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  • Cooperative reliable response from sloppy gene-expression dynamics 査読有り 国際誌

    Inoue M., Kaneko K.

    EPL   124 ( 3 )   2018年01月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Gene expression dynamics satisfying given input-output relationships were investigated by evolving the networks for an optimal response. We found three types of networks and corresponding dynamics, depending on the sensitivity of the gene expression dynamics: direct response with straight paths, amplified response by a feed-forward network, and cooperative response with a complex network. When the sensitivity of each gene's response is low and expression dynamics is sloppy, the last type is selected, in which many genes respond collectively to inputs, with local-excitation and global-inhibition structures. Robustness to noise is also demonstrated. The result provides an insight into how a reliable response is achieved with unreliable units, and on why complex networks are adopted in cells.

    DOI: 10.1209/0295-5075/124/38002

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  • Relationship between regulatory pattern of gene expression level and gene function 査読有り 国際誌

    Inoue M., Horimoto K.

    PLoS ONE   12 ( 5 )   2017年05月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)

    Regulation of gene expression levels is essential for all living systems and transcription factors (TFs) are the main regulators of gene expression through their ability to repress or induce transcription. A balance between synthesis and degradation rates controls gene expression levels. To determine which rate is dominant, we analyzed the correlation between expression levels of a TF and its regulated gene based on a mathematical model. We selected about 280,000 expression patterns of 355 TFs and 647 regulated genes using DNA microarray data from the Gene Expression Omnibus (GEO) data repository. Based on our model, correlation between the expressions of TF±regulated gene pairs corresponds to tuning of the synthesis rate, whereas no correlation indicates excessive synthesis and requires tuning of the degradation rate. The gene expression relationships between TF± regulated gene pairs were classified into four types that correspond to different gene regulatory mechanisms. It was surprising that fewer than 20% of these genes were governed by the familiar regulatory mechanism, i.e., through the synthesis rate. Moreover, we performed pathway analysis and found that each classification type corresponded to distinct gene functions: cellular regulation pathways were dominant in the type with synthesis rate regulation and terms associated with diseases such as cancer, Parkinson's disease, and Alzheimer's disease were dominant in the type with degradation rate regulation. Interestingly, these diseases are caused by the accumulation of proteins. These results indicated that gene expression is regulated structurally, not arbitrarily, according to the gene function. This funding is indicative of a systematic control of transcription processes at the whole-cell level.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0177430

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口頭発表・ポスター発表等

  • AIは “いかに” Hermann格子錯視をみるのか

    井上雅世, 細田一史, 大澤五住

    第19回 錯覚ワークショップ  2025年03月 

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    開催期間: 2025年03月   記述言語:日本語  

  • AIは “いかに” Hermann格子錯視をみるのか

    井上雅世, 細田一史, 大澤五住

    定量生物学の会九州キャラバン  2025年01月 

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    開催期間: 2025年01月   記述言語:日本語  

  • 遺伝子発現時系列データのクープマンモード分解解析

    井上雅世

    日本物理学会 第79回年次大会  2024年09月 

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    開催期間: 2024年09月   記述言語:日本語  

  • Entangled gene regulatory networks with cooperative expression endow responses to unforeseen environmental changes

    Masayo Inoue

    IUPAB 2024 (21st International Union of Pure and Applied Biophysics Congress) 

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    開催期間: 2024年06月   記述言語:英語  

  • AIはきらめき格子錯視を視るか?

    古賀理則, 井上雅世

    第18回錯覚ワークショップ 錯覚の創作・モデリング・解明とその応用展開 

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    開催期間: 2024年03月   記述言語:日本語  

  • 遺伝子発現時系列データのモード分解解析

    井上雅世

    定量生物学の会 第11回年会 

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    開催期間: 2024年01月   記述言語:日本語  

  • Data-Driven study of gene expression time-series patterns

    Masayo Inoue

    第61回日本生物物理学会年会 

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    開催期間: 2023年11月   記述言語:英語  

  • Entangled gene regulatory networks with cooperative expression endow responses to unforeseen environmental changes

    Masayo Inoue

    STATPHYS28 Satellite Meeting: Statistical Physics and Information-Processing in Living Systems 

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    開催期間: 2023年08月   記述言語:英語  

  • Entangled gene regulatory networks with cooperative expression endow responses to unforeseen environmental changes

    Masayo Inoue

    STATPHYS28 Satellite Meeting: Collective Phenomena in complex systems: problems inspired by Ecology and Evolution 

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    開催期間: 2023年08月   記述言語:英語  

  • 遺伝子発現制御ネットワークモデルの応答ダイナミクス次元圧縮

    井上雅世

    定量生物学の会 第十回年会 

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    開催期間: 2022年12月   記述言語:日本語  

  • 遺伝子発現制御ネットワークモデルの応答ダイナミクス次元圧縮

    井上雅世, 金子邦彦

    第60回日本生物物理学会年会 

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    開催期間: 2022年09月   記述言語:英語  

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学術関係受賞

  • 第9回資生堂女性研究者サイエンスグラント

    資生堂 女性研究者サイエンスグラント事務局   2016年07月

    井上雅世

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    受賞国:日本国

担当授業科目(学内)

  • 2025年度   現象数理学特論

  • 2025年度   情報処理応用

  • 2025年度   情報処理応用

  • 2025年度   情報処理応用

  • 2025年度   情報処理基礎

  • 2025年度   情報処理基礎

  • 2025年度   知能制御応用

  • 2024年度   現象数理学特論

  • 2024年度   情報処理応用

  • 2024年度   情報処理応用

  • 2024年度   情報処理応用

  • 2024年度   情報処理基礎

  • 2024年度   情報処理基礎

  • 2024年度   知能制御応用

  • 2023年度   現象数理学特論

  • 2023年度   情報処理応用

  • 2023年度   情報処理応用

  • 2023年度   情報処理応用

  • 2023年度   情報処理基礎

  • 2023年度   情報処理基礎

  • 2023年度   知能制御応用

  • 2022年度   情報処理応用

  • 2022年度   情報処理応用

  • 2022年度   情報処理応用

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