과학자들은 다양한 진동을 비교하기 위한 새롭고 일반적인 프레임워크를 개발하여 신경학 및 심장 과학에 대한 중요한 통찰력을 제공했습니다. 발진기를 비교하는 문제를 선형 대수학 문제로 변환함으로써 팀은 이제 심장 및 뇌 진동 이해에서 고층 건물의 흔들림 분석에 이르기까지 다양한 응용 분야를 통해 이전에 다른 속성을 가지고 있다고 생각되었던 발진기를 비교하고 이해할 수 있습니다.
국제 연구팀이 "진동"을 설명하기 위한 보편적인 구조를 제안했습니다.
최면에 걸린 반딧불이의 깜박임, 그네를 타는 아이의 앞뒤로 흔들리는 소리, 인간 심장의 꾸준한 "팝팝"의 미묘한 변화에 이르기까지 인생의 무작위적인 리듬이 우리를 둘러싸고 있습니다.
그러나 과학자들은 확률론적 또는 확률론적 진동으로 알려진 이러한 패턴을 진정으로 이해하는 방법을 아직 모릅니다. 뇌파와 심장 박동을 분석하는 데 어느 정도 진전이 있었음에도 불구하고 연구자와 임상의는 여전히 수많은 변화와 원인을 비교하거나 목록화할 수 없습니다.
케이스웨스턴리저브대학교 응용수학 교수인 피터 토마스(Peter Thomas)는 “진동의 근본적인 원인을 더 깊이 이해할 수 있다면 신경과학, 심장과학 및 다양한 분야에서 발전을 이룰 수 있다”고 말했습니다.
Thomas는 기본 메커니즘에 관계없이 진동을 비교하고 대조하기 위한 새롭고 일반적인 프레임워크를 개발했다고 말하는 국제 연구원 팀의 일원입니다. 이는 언젠가 진동을 완전히 이해하는 데 중요한 단계가 될 수 있습니다.
그들의 연구 결과는 최근 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재되었습니다.
"우리는 발진기를 비교하는 문제를 선형 대수학 문제로 전환했습니다"라고 Thomas는 말했습니다. 우리가 한 일은 이전 연구보다 훨씬 더 정확했습니다. 이는 큰 개념적 발전입니다. "
다른 사람들은 이전에 완전히 다른 속성을 가지고 있다고 생각되었던 발진기를 이제 비교하고, 더 잘 이해하고, 심지어 조작할 수도 있다고 연구원들은 말합니다.
예를 들어, 심장 세포가 동기화되지 않으면 심방세동으로 사망할 수 있습니다. 그러나 뇌 세포가 너무 동기화되면 뇌의 동기화 위치에 따라 파킨슨병이나 간질이 발생할 수 있습니다. 우리의 새로운 프레임워크를 사용함으로써 심장 또는 뇌 과학자들은 진동이 무엇을 의미하는지, 시간이 지남에 따라 심장 또는 뇌가 어떻게 작동하거나 변화하는지 더 잘 이해할 수 있습니다.
Thomas는 프랑스, 독일, 스페인 대학의 공동 연구자를 포함한 연구자들이 발진기의 타이밍과 그 "잡음" 또는 부정확한 타이밍을 설명하기 위해 복소수를 사용하는 새로운 방법을 발견했다고 말했습니다. 대부분의 진동은 어느 정도 불규칙합니다. 예를 들어, 심장 박동은 100% 규칙적이지 않습니다. 심장박동의 5~10%의 자연적인 변화는 건강한 것으로 간주됩니다. 진동자를 비교하는 문제는 뇌 리듬과 흔들리는 고층 건물이라는 두 가지 뚜렷한 예로 설명할 수 있습니다.
"샌프란시스코에서는 현대식 고층 건물이 바람에 흔들리고 무작위로 변화하는 기류에 흔들리고 있습니다. 수직에서 약간 밀려나지만 구조의 기계적 특성으로 인해 뒤로 당겨집니다."라고 그는 말했습니다. "이러한 유연성과 탄력성의 조합은 고층 건물이 지진 발생 시 흔들림을 견디는 데 도움이 됩니다. 이 과정을 뇌파와 비교할 수 없다고 생각하겠지만 우리의 새로운 프레임워크를 통해 그렇게 할 수 있습니다."
그들의 발견이 기계공학과 신경과학이라는 두 분야에 어떻게 도움이 될지는 아직 불분명할 수 있습니다. 그는 이러한 개념적 발전을 갈릴레오가 목성의 궤도를 도는 위성을 발견한 것에 비유했습니다.
그는 "갈릴레오가 깨달은 것은 새로운 관점이었습니다. 비록 우리의 발견이 갈릴레오의 것만큼 광범위하지는 않지만 여전히 관점의 변화입니다. 우리가 논문에서 보고하는 것은 확률론적 발진기에 대한 완전히 새로운 관점입니다."라고 말했습니다.