컴퓨터를 활용하여 과학적인 상식들을 해결해 나가는 사람들이 있었습니다. 일반적인 계산법으로 생각하기 힘든 일들을 컴퓨터는 계산해 낼 수 있었기 때문입니다. 이런 장점을 활용해서 어떤 일이 있었는지 한번 알아보도록 하겠습니다.
이탈리아의 실내 장식가 스테파니 폴리니
이탈리아의 실내 장식가 스테파니 폴리니 씨는 이 동굴에서 130일 동안 하루를 44시간으로 변화시기 생활했다. 현재 익숙해져 있는 24시간 리듬을 벗어나서도 정상적으로 생활할 수 있을까? 어떤 과정을 거치면 이런 일이 가능할까?
컴퓨터에는 클럭기능이라는 것이 있어 시스템 내의 다른 회로나 장치들을 감시하고 측정하면서 스스로 컴퓨터 내부를 체크해 주고 있다. 바로 이런 기능을 이용하면 사람도 원하는 대로 자기 생활 리듬을 조절할 수 있는데 이 기능이 바로 생리시계가 맡고 있는 역할이다. 이 기능은 사람에게뿐 아니라 동식물에도 존재한다고 하는데 어떨지 알아보자.
당연하지만 신비로운 기능이나 체내 시계
생리시계는 Biological Clock이라고 하며 체내 시계라고도 한다. 이 생리시계에 대한 관심은 지구의 생물체가 가지고 있는 당연하고도 신비로운 기능을 새롭게 인식하면서 급속도로 확산되었다. 1989년 5월 23일 뉴 멕시코에서 행해진 실험은 생리시계에 대한 관심을 더욱 높여 주었다. 이탈리아의 스테파니 폴리니 씨는 130일 동안 빛과 외부사회가 차단된 동굴에서 지내며 지금까지와 전혀 다른 환경에서 정상적으로 새로운 생활리듬에 적응할 수 있는가를 측정하는 실험의 모르모트 역할을 자처했다. 그녀가 접할 수 있는 정보라고는 연구자들이 컴퓨터를 통해 불규칙하게 전하는 메시지뿐이었다. 그녀는 지하에서의 생활이 몸에 어떤 영향을 끼쳤느냐는 질문에 어떤 영향을 끼쳤느냐는 질문에 처음 두 달은 고생스러웠지만 그 후부터는 땅 위에서 햇빛을 쪼이면 지낼 때와 별다를 것이 없었다면서 하루를 24시간이 아니라 위 시간으로 확장하여 30시간은 활동하고 14시간을 취침 시간으로 조정해서 살아갔는데 편안했다고 전했다. 체내시계가 환경에 맞게 조절되었기 때문이다.
태양을 쬐는 시간을 조절하면 우리의 체내 리듬도 조절 가능
수면 연구가인 찰스 차이슬러의 최근 연구에 의하면 2에서 3일 동안만 밖에 나가 빛을 쪼이면 그 태양의 시간에 따라 생리시계의 시간도 조절하면 된다고 한다. 차이슬러와 그의 동료들은 보통 체온이 가장 낮아지는 시간인 새벽 5시경 사람들에게 의도적으로 햇빛을 쪼이도록 하는 실험을 했다. 빛에 노출된 지 2시간에서 3시간 후에 사람들의 체내 시계는 12시간이 빨라져서 체온이 최저 온도가 되어야 할 시간에 빛을 쬐게 되므로 체내 시계는 오후 5시와 같은 상태로 변화되었다. 이처럼 시계를 새로 맞추는 것은 빛을 쬐는 타이밍에 달려 있다. 빛이 우리 눈에 처음 비추게 되는 순간 빛에 대한 신호는 뇌의 사상이라고 불리는 간뇌의 대부분을 차지하는 큰 회백질 덩어리 안에 자리 잡고 있는 세포로 전달된다. 이렇게 전달된 신호로 인해서 잠자고 일어나는 주기의 운영뿐 아니라 체온의 상승과 하락에 대한 정보도 체내에서 습득 외부 환경에 맞게 몸의 상태가 변화되는 것이다.
식물과 동물들도 스스로 시간 측정하는 능력 보유
식물과 동물에게도 생리시계는 존재하는데 이 시계는 태엽으로 시간을 고치는 것이 아니라 생물체 내에 있는 리셋팅 메커니즘이라고 불리는 기능이 있다. 생리시계는 보통 시계보다 다소 빨리 또는 다소 느리게 22시간이나 25시간을 주기로 돌아가는데 사람의 체내시계도 동일한 방법으로 시간을 조정한다. 식물의 생리시계에 대한 확인은 분자생물학자인 카이 씨의 실험을 통해 대략 가 3개의 유전자 내에 존재하고 있을 것이라고 생각하는 정도다. 카이 씨는 캡이라는 단백질을 발견했는데 이 유전인자는 시계의 한 부분이긴 하지만 중요한 핵심 부분은 아니었다. 캡을 제거해도 식물 내의 주기적인 일들은 계속되고 있음을 미루어 보아서도 알 수 있다. 캡 유전자의 역할은 자전거 바퀴와 기어 체인을 연결하는 최종 톱니바퀴 중 하나 정도다.
생체시계 연구는 동물이 한 단계 앞서 있다. 동물에는 퍼라는 유전인자의 변화로 인해 시계 속도가 느려지거나 빨라지고 혹은 시간의 의미를 잃어버리기도 하는 여러 가지 과정이 유발된다. 퍼는 캡보다 광범위한 효과를 가지고 있어 생물학자들은 캡보다 퍼가 시계의 중앙 통제 지역에 근접해 있다고 생각한다. 그럼 생리시계에 대한 연구가 이렇게 각광을 받고 있는 이유는 무엇인가? 이는 생리시계의 특징을 올바로 파악하게 되면 진화과정을 알 수도 있고 실생활에서 직접 활용할 수 있기 때문이기도 하다. 해외로 여행을 할 경우 시차 적응이 힘든 사람들은 가려고 하는 나라의 해 뜨는 동일한 시간에 맞춰 2일에서 3일 동안 같은 시간에 매일같이 햇빛 쪼이기를 되풀이한다. 이렇게 함으로써 그는 여행으로 인해 느끼게 될 시간의 갭을 미리 줄이고 해결할 수 있다. 그러나 해를 쬐든 안 쬐든 간에 생리시계는 스스로 새로운 환경에 맞게 조절하는 능력을 가지고 있어 신비롭다. 첨단과학의 발달로 달에 가는 일은 평범한 일이 된 지금도 우리는 몸에서 일어나고 있는 아주 당연한 일에 대해서는 확실한 원인을 규명하지 못하는 재미난 세계에 살고 있다.
이런 주기를 계산하고 분석하는 데 사용되는 컴퓨터로 인해 기존의 어려웠던 가설들을 검증해 나가곤 했습니다. 그리고 지금은 그보다 더 많은 일들을 하고 있습니다. 이처럼 과학과 컴퓨터는 떼려야 뗄 수 없는 관계인 것 같습니다.
