유퀴즈 카이스트 수리과학과 교수 김재경 수리생물학 피보나치수열 생체시계

수학계 노벨상 필즈상 수상한 허준이 교수님과 친구입니다. 미시간대에서 같이 공부했던 사이 라고 합니다. 지금 수리생물학을 연구를 하고 있다고 합니다. 허준이 교수님은 수학을 통해 난제를 해결한다면 , 김재경 교수님은 수학을 잘 이용해서 생명을 연구하는 사람입니다. 한눈에 수리생물학을 이해할 수 있는 수학 법칙이 있다고 합니다. 예능에서도 문제로 종종 나오는 피보나치수열도 많이 나옵니다.

피보나치수열

잘 이어진 숫자의 법칙은 바로 앞숫자와 뒷숫자를 더하는겁니다. 그래서 물음표에 들어갈 숫자는 21입니다. 이렇게 피보나치수열이 생명과 어떤 관련이 있을까요?

토끼로 에를 들면 힘드니까 이것을 숫자로 정리해서 보면 훨씬 쉽게 규칙들이 보인답니다. 생물적 현상을 숫자로 표현한 것이 수리 생물학입니다. 특히 , 생명과 밀접하게 맞닿아 있는 피보나치수열입니다. 그러나 숫자가 높아질수록 예측이 어렵습니다. 그런데 컴퓨터를 이용하면 쉽게 계산할 수 있고 , 어떻게 증가할지 예측도 가능합니다.

요즘 또 연구하고 있는 분야가 생채 시계라고 합니다. 예를 들어서 나는 매번 자는 시간에 자는데 , 만약에 시계가 없는 깜깜한 동굴에 갇혔다고 한다면 어제 잤던 시간이랑 비슷하게 잠을 잡니다. 한달동안 그게 유지가 된다고 합니다. 수면을 유도하는 "멜라토닌" 이 일정한 시간에 분비됩니다.

생체 시계

시교차 상핵에 있는 생체 시계입니다. 생체 시계를 통해서 일정 시간에 멜라토닌이 분비됩니다. 생체 시계가 빠르면 아침형 인간, 생체 시계가 느리면 저녁형 인간입니다. 고정이 되는 것은 아니라 나이에 따라서 바뀐다고 합니다. 사춘기가 되는 순간 저녁형으로 바뀐다고 합니다. 그래서 캘리포니아 , 십 대 생체 리듬 변화에 맞춰 학교 시작 시간을 조정한다고 합니다.

[월요일이 유독 피곤한 이유]

- 생체 시계를 건강하게 유지할 수 있는 원리는 간단합니다. 해가 떠 있을 땐 빛을 보고 , 해가 없을 땐 빛을 안 보기

눈으로 들어온 빛 정보가 생체 시계로 들어가는데 , 들어오는 빛 패턴이 바뀌면 생체 시계 조절 버튼이 움직이고 , 그렇게 시차가 생긴다고 합니다. 평일에는 어쩔 수 없이 규칙적으로 생활하는데 , 금요일 밤이 되는 순간 갑자기 늦게 자고 , 늦잠을 자고 , 평소보다 3~4시간 늦게 자고 늦게 일어나는 게 어떤 행위냐면 북경에 간 것이랑 똑같다고 합니다. 주말 동안 시차를 만들었다고 보면 됩니다. 결국 바뀐 시차 때문에 월요일이 힘든 겁니다.

교대근무 하시는 분들은 잠드는 시간도 매번 다르고 , 수면했던 기록들이 복잡하기 때문에 4~5시간 자도 충분한 날도 있고 , 어떤 날은 8~9시간 자야 되는 날이 있습니다. 김재경 교수님은 이런 분들을 위해 수면 패턴을 매일 분석해서 , 얼마나 자면 되는지 연구를 해서 앱 개발을 마쳤다고 합니다. (갤럭시 워치에 들어가면 참 좋을 텐데 말이죠.) 학교 이름으로 나오는 무료 앱이라고 합니다.

평소 수면 정보와 활동 정보를 입력하면 패턴을 분석해서 적절한 취침 시간을 제공한다고 합니다. 완전 a.i스럽게 나오니까 신기합니다.

아마존 창립자가 알토스 랩(Altos Labs)이라는 연구소를 만들었는데 수학자를 많이 고용했다고 합니다. 그 연구에 대한 논문이 나왔는데 어떻게 하면 사람의 수명을 예측하고 , 관리를 하느냐에 따라 실시간으로 수명이 바뀌기도 합니다. 그리고 그 연구소에서 오래 사는 생명체와 , 오래 살지 못하는 생명체의 차이를 연구한다고 합니다.

차이를 발견하면 오래 사는 원리를 알 수 있습니다. 평균 수명을 예측해 주는 인공지능 알고리즘을 개발 중이라고 합니다. 그것을 사람에게 적용 시 수명을 예측할 수 있는 것입니다.

아플 때 먹는 약은 오후가 좋다고 합니다. 예를 들어 오후에 치료받은 여성환자는 2% 사망했고 , 오전에 치료받은 사람은 25%가 사망했다고 합니다. 다만 여성은 차이가 있는데 , 남성은 차이가 없다고 합니다. 면역 기능을 수행하는 백혈구는 골수에서 나옵니다. 골수가 백혈구를 만들어내는 시간이 아침에 백혈구를 만들어 낸다고 합니다.

아침에 백혈구를 만들어낼 때 항암제가 들어오게 되면 몸에서 부작용 반응이 나옵니다. 그러면 항암제를 적게 써야 하는데 , 치료 효과가 약해진다고 합니다. 정말 이런 연구와 논문이 점점 더 궁금해집니다.