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우리 몸은 시간을 어떻게 알까요? - 마르코 소토메어(Marco A. Sotomayor)

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    1962년에 동굴 탐험가인 미셸 시프는
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    몇 달 간 지하 동굴에 격리되어
    지내는 실험을 시작했습니다.
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    빛이나 시계 없이요.
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    그는 건강 상태를 관찰하는
    전극을 몸에 부착하고
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    먹고 자는 시간도 기록했습니다.
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    마침내 시프가 동굴에서 나왔을 때
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    그의 선구적 실험의 결과는
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    그의 몸이 규칙적인 수면리듬을
    유지하고 있었던 것으로 밝혔습니다.
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    외부 신호가 없었지만
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    그는 자고
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    일어나고
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    먹기를 규칙적으로 했습니다.
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    이를 서카디언 리듬
    (생체시간 리듬)이라고 하고
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    라틴어로 "대략 하루"라는 뜻이죠.
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    이후 과학자들은 이런 생체 리듬이
    호르몬 분비에 영향을 미치고
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    소화 기능과
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    심지어 치료제 효능에도
    영향을 준다는 것을 밝혔습니다.
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    이런 변화를 연구하는 과학 분야를
    "시간 생물학" 이라고 합니다.
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    시간을 인지하는 감각은
    일어나고 자는 것에서부터
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    날아오는 공을 정확히 언제 잡아야
    하는지까지 모든 것을 가능케 합니다.
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    이 모든 능력들은 뇌에 있는 시간기록계들의
    상호연결된 시스템 덕분입니다.
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    그것은 몇 초가 흘렀는지 알려주는 스톱워치
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    하루의 시간을 재는 시계
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    그리고 계절을 알려주는 달력을 포함합니다.
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    각각 뇌의 서로 다른 영역에 존재하죠.
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    어두운 동굴에 있던 시프는 가장
    원시적인 시계에 의존했습니다.
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    뇌 시상하부의 시교차 상핵,
    즉 SCN에 위치하는 시계죠.
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    초파리와 쥐 실험으로 밝힌 작동원리는
    기본적으로 다음과 같습니다.
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    CLK(클락)이라 불리는 단백질은
    낮 동안 SCN에 축적됩니다.
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    CLK는 우리를 깨어 있도록 하는
    유전자들을 활성화함과 동시에
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    PER 이라는 또 다른
    단백질을 생성합니다.
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    PER이 충분히 축적되면
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    CLK를 만드는 유전자가 비활성화되어
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    우리는 잠들게 됩니다.
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    그러면 CLK가 줄어들고,
    PER도 따라서 줄어들면서
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    다시 CLK가 증가하게 되고
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    주기는 다시 시작됩니다.
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    다른 단백질도 연관되어 있지만
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    우리의 밤낮주기를 조절하는 것은
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    낮의 CLK와 밤의 PER 증감의
    시소 효과 때문입니다.
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    더 정확히 살펴보면
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    SCN은 외부 요인에도 의존합니다.
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    예를 들면 빛
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    음식
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    소리
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    기온 같은 것들이죠.
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    이것들을 "자이트게버"라고 합니다.
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    독일어로 "시간을 주는 자"란 뜻이죠.
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    동굴에 있던 시프에게는
    이런 외부요인이 없었지만
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    일반적으로 이들은 우리의
    일상생활을 세밀하게 조절합니다.
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    예를 들어 아침 햇살이 눈에 비치면
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    잠을 깨는 데 도움을 주죠.
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    빛 신호는 시신경을 따라
    SCN으로 전달되어
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    외부 상황을 알립니다.
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    그러면 시상하부는
    멜라토닌의 생성을 중단합니다.
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    잠을 촉진하는 호르몬이죠.
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    그와 동시에
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    뇌 전체에 바소프레신과
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    노르아드레날린의 생성을 증가시켜
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    수면주기의 조절을 돕습니다.
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    오전 10시 쯤에
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    체온이 오르면서 더 활동적이고
    정신이 맑아지도록 합니다.
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    시간이 지나 오후에는
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    우리의 근육 활동과 조정력도 좋아지죠.
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    밤에 밝은 화면을 보는 것은
    이런 신호에 혼란을 줍니다.
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    그래서 자기 전에 TV를 몰아보면
    잠들기가 힘들어지죠.
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    하지만 가끔은 시간을 더
    정확하게 알 필요가 있는데
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    이때 뇌의 내부 스탑워치가 작동합니다.
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    이에 대한 한 이론은
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    주어진 두 신경세포 사이의 소통에는
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    항상 비슷한 시간이
    걸린다는 것에 기초합니다.
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    따라서 대뇌 피질과 여러
    뇌 부위의 신경세포들이
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    정해져 있고 예측 가능한
    경로로 소통하는 것을 이용해
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    피질은 시간이 정확히 얼마나
    흘렀는지 판단할 수도 있습니다.
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    이것이 우리의 몸의
    시간 감각을 만드는 것이죠.
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    동굴에서 시프는 이에 대한
    흥미로운 발견도 했습니다.
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    그는 매일 120까지 세어 보았습니다.
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    1초에 숫자 하나씩 세어 보았죠.
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    2분 걸리던 것이 시간이 지날수록
    길게는 5분까지 걸리기 시작했습니다.
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    외롭고 어두운 동굴에서의 생활이
    시프의 시간감각을 왜곡시킨 것이죠.
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    그의 뇌는 시간을 정확히
    유지하려고 노력했지만요.
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    그렇다면 어떤 다른 것들이
    시간 감각에 영향을 줄까요?
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    그리고 만약 시간이 주관적이라면
    어떤 일이 벌어지게 될까요?
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    우리 각자가 서로 다른
    시간을 경험하게 될까요?
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    시간이 지나면 밝혀지겠죠.
Title:
우리 몸은 시간을 어떻게 알까요? - 마르코 소토메어(Marco A. Sotomayor)
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전체 강좌 보기: http://ed.ted.com/lessons/how-does-your-body-know-what-time-it-is-marco-a-sotomayor

시간 감각은 우리가 일어나고 자는 것에서부터 날아오는 공을 정확히 언제 잡을지 아는 것까지 모든 것을 도와줍니다. 이런 능력들은 우리 뇌에 있는 시간 기록계들의 상호연결된 시스템 덕분에 가능하죠. 그런데 이것들은 어떻게 작동할까요? 마르코 소토메어 씨가 사람 몸이 어떻게 자연적으로 시간을 아는지 자세히 설명해 드립니다.

레슨: 마르코 소토메어(Marco A. Sotomayor)
애니메이션: TOGETHER
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English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:09

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