우리 학교 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀이 생명체의 동기화된 주기적 진동신호의 생성원리를 최근 규명했다.

동시다발적으로 일어나는 반딧불의 깜빡임이나 매미의 울음소리, 뇌신경세포 간의 전기신호, 세포 내 분자의 농도변화에 이르기까지 생명체는 다양한 형태의 주기적 진동신호 교환을 통해 정보를 전달한다. 이러한 신호는 정확히 동일한 위상을 이루는 ‘동기화’ 과정을 거치게 된다. 조 교수팀은 이 진동신호가 동기화되는 보편적 원리를 밝혔다.

조 교수팀은 여러 독립적인 주기적 진동신호들이 양성피드백을 통해 서로의 위상에 영향을 주어 하나의 동일한 위상으로 수렴되는 현상을 발견했으며 현존하는 현상 대부분이 이러한 원칙을 따르고 있음을 밝혀냈다. 전문가들은 이번 연구 결과가 생체 내 주기적 진동신호의 동기화가 교란될 때 발생하는 뇌질환 등 여러 질병의 원인을 새롭게 조명하는 계기가 될 것으로 보고 있다. 

조 교수는 “생명체는 복잡하게 얽혀 있는 것으로 보이는 네트워크 속에 이처럼 정교한 진화적 설계원리를 간직하고 있다”라며 “이러한 규칙들은 임의로 수많은 디지털 진동자들을 만들어 인공진화를 통해 신호의 동기화 현상을 관측했을 때에도 마찬가지로 성립된다는 흥미로운 사실을 확인했다”라고 말했다.