프렉탈 지표
장재범 교수 연구팀은 현재 상용화돼 있는 형광 분자가 표지된 항체를 사용해, 추가적인 최적화 과정이 필요 없는 신호 증폭 기술에 주목했고 결과적으로 연구팀은 `프랙탈(FRACTAL, Fluorescence signal amplification via repetitive labeling of target molecules)'이라는 새로운 신호 증폭 기술을 개발했다. 프랙탈 기술은 항체 기반의 염색 방법으로, 신호 증폭 과정이 매우 간단하다는 특징이 있다. 이 기술은 신호 증폭을 위해 특수한 화학 물질을 필요로 하지 않으며, 형광 분자가 표지된 2차 항체의 반복적인 염색을 통해 형광 신호를 증폭시킨다.
우리 대학 신소재공학과 장재범 교수 연구팀이 암 진단에 프렉탈 지표 필요한 새로운 형광 신호 증폭 기술을 개발했다고 17 일 밝혔다 . 연구 결과는 국제 학술지인 영국왕립화학회 ( Royal Society of Chemistry) 의 ` 나노스케일 (Nanoscale) ' 誌 11 월 13 일 字 에 게재됐다 . ( 논문명 : FRACTAL: Signal amplification of immunofluorescence via cyclic staining of target molecules )
※ 저자 정보 : 조예린 (신소재공학과 학사과정 학생 , 제 1 저자 ), 서준영 (신소재공학과 박사과정 학생 , 제 2 저자 ), 장재범 교수 ( 교신저자 ) 등 총 8 명
최근 3D 전체 조직 영상화 ( 이미징 ) 를 가능하게 하는 생체조직 * 팽창 기술 (ExM) 및 투명화 기술 (CLARITY, 3DISCO, CUBIC) 은 복잡한 세포 간 상호작용 및 역할을 밝혀내는 핵심적인 역할을 하고 있다 . 하지만 큰 부피 내부의 세포 변화를 관찰하기 위해서는 약한 형광 신호를 증폭해 높은 이미지 처리량을 갖는 기술이 필요하다 .
※ 팽창 현미경 (Expansion Microscopy): 조직을 팽창시켜 일반 현미경으로 초고해상도를 얻을 수 있는 기술
※ 조직 투명화 기술 (Tissue Clearing System): 빛의 산란을 최소화하고 투과도를 극대화하여 3D 전체 조직을 이미징하는 기술
지금까지 신호 증폭 기술은 다양한 화학 반응으로 개발돼왔는데 , 이들 중 많은 기술은 단일 화학 반응을 이용하기 때문에 다중 표지 신호 증폭 영상화를 위해서는 단일 신호 증폭과 비활성화 과정을 채널별로 반복해야 하는 단점이 있고 , 유전자 (DNA) 기반의 신호 증폭 기법은 서로 다른 항체에 대한 유전 물질 분자 프렉탈 지표 결합의 최적화 과정이 필요하므로 일반적인 생물 실험실에서 사용이 어렵다 .
장재범 교수 연구팀은 이러한 문제점 개선을 위해 현재 상용화돼 있는 형광 분자가 표지된 항체를 사용해 , 추가적인 최적화 과정이 필요 없는 신호 증폭 기술에 주목했다 .
결과적으로 연구팀은 ` 프랙탈 (FRACTAL, Fluorescence signal amplification via repetitive 프렉탈 지표 labeling of target molecules) ' 이라는 새로운 신호 증폭 기술을 개발했다 . 프랙탈 기술은 항체 기반의 염색 방법으로 , 신호 증폭 과정이 매우 간단하다는 특징이 있다 . 이 기술은 신호 증폭을 위해 특수한 화학 물질을 필요로 하지 않으며 , 형광 분자가 표지된 2 차 항체의 반복적인 염색을 통해 형광 신호를 증폭시킨다 .
이 기술은 한 종류의 1 차 항체 , 두 종류의 2 차 항체 , 총 세 종류의 항체를 이용하는 아주 간단한 기술이다 . 신호 증폭 과정은 표적 단백질에 대한 1 차 항체 및 첫 번째 2 차 항체 염색으로 시작되며 , 그다음으로 첫 번째 2 차 항체에 결합하는 두 번째 2 차 항체의 염색이 이뤄진다 . 두 번째 2 차 항체의 숙주 (host) 와 1 차 항체의 숙주 (host) 는 같으며 , 그다음 염색은 다시 두 번째 2 차 항체에 결합하는 첫 번째 2 차 항체의 염색으로 이어진다 .
예를 들어 토끼의 1 차 항체를 사용하고 당나귀의 항 - 토끼 2 차 항체를 첫 번째 2 차 항 체로 사용했다면 토끼의 항 - 당나귀 2 차 항체를 두 번째 2 차 항체로 사용하게 된다 . 그러면 두 번째 2 차 항체에는 첫 번째 2 차 항체가 결합하게 되고 그 반대의 경우로도 결합해 염색을 이어나가게 된다 .
이 과정의 반복을 통해 연구팀은 기존 형광 신호를 9 배 이상 증폭시켰으며 , 이는 같은 밝기를 얻는 데 필요한 영상화 시간을 9 배 이상 줄일 수 있다는 결과를 얻었다 . 연구팀은 초고해상도 현미경 (STORM) 분석을 통해 염색 횟수에 따라 항체가 균일한 결합 층을 형성하며 형광 신호를 증폭시키는 현상을 확인했다 .
연구팀은 이 기술을 서로 다른 종으로부터 유래된 직교적인 (orthogonal) 항체 쌍에 적용해 , 동시 다중 표지 신호 증폭 영상화를 구현했으며 , 팽창 현미경에도 적용해 팽창 후에도 높은 형광의 강도를 갖는 형광 신호 증폭 기술을 구현했다 .
이 기술은 간단한 항체 - 항원 반응에 기반해 형광 신호를 증폭시키는 기술로 , 영상을 통한 생체조직의 분석 및 치료기술 개발 , 다지표 검사 , 의료 및 신약 개발 분야에 이바지할 것으로 연구진은 기대하고 있다 .
제 1 저자인 조예린 학생은 " 높은 이미지 처리량을 가진 이 기술은 디지털 병리 분야의 발전에 중추적인 영향을 미칠 것 ˮ 이며 , " 생체 내 다중지표에 대한 정보를 정밀하게 제공해 현대 의약 분야의 의약품 분석 및 치료 시스템에 직접적으로 응용될 수 있다 ˮ 라고 말했다 .
장재범 교수도 “ 이 기술은 환자 생체 검사 조직 내부에서 매우 중요하지만 낮은 수준으로 발현되는 바이오마커들을 정확하게 이미징 할 수 있게 해주기 때문에 , 암 진단 및 면역 항암제 반응률 예측 등에 큰 프렉탈 지표 도움이 될 것으로 기대된다 .” 라고 강조했다
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 뇌과학원천기술개발 과제와 KAIST 학부연구생프로그램 (URP) 의 지원을 받아 수행됐다 .
[해외] 작품에 투영된 화가의 뇌질환
"작품 구조 변화는 뇌질환 때문일 수도 있다"
기사입력시간 17-01-06 16:27
최종업데이트 17-01-06 16:27
예술가의 작품이 진행중인 뇌 질환을 암시하는 초기 지표(sign)가 될 수 있다는 연구결과가 나왔다.
예술가들의 작품 속에서 나타나는 프랙탈 차원의 연령에 따른 변화를 보고 특정한 인지 저하를 예측할 수 있을까?
이번 연구는 이 질문에 대답하기 위한 것으로, 영국 리버풀대학 심리학과 알렉스 포사이드(Alex Forsythe) 박사 연구팀이 진행했다.
프랙탈(fractal)은 자기반복 패턴의 수학적 특성으로, 종종 '자연의 지문(fingerprint of nature)'이라고 묘사된다. 구름, 눈송이, 나무, 강, 산과 같은 자연 현상에서 볼 수 있는데, 이 분석법(fractal analyses)은 주요 예술 작품의 진정성을 결정하는 데도 사용된다.
화가는 다른 스타일이나 장르에서 작업을 하더라도 그들이 미치는 프랙탈 차원은 비슷해야 한다. 쉽게 말해, 한 사람이 나이가 들거나 헤어스타일을 바꾸더라도 지문(fingerprint)이 변하지 않는 것처럼.
그래서 진품과 가짜를 구별해 내는데 프랙탈 분석을 이용하기도 한다.
연구팀은 정상적인 노화와 신경퇴행성 장애를 경험 한 7명의 저명한 예술가들의 작품 2092점을 보고 프랙탈 차원에서 연령관련 변화를 분석했다.
두 명(Salvador Dali, Norval Morrisseau)은 파킨슨병을, 두 명(James Brooks, Willem de Kooning)은 알츠하이머병을 앓았고, 다른 세 명(Marc Chagall, Pablo Picasso, Claude Monet)은 알려진 신경퇴행성장애(neurodegenerative disorders)가 없었다.
연구팀은 각 회화의 붓질(brushstrokes)에 대해 프랙탈 분석을 적용해 복잡한 기하학적 패턴을 식별하는 방법으로 분석했다.
분석 결과, 신경손상을 겪은 예술가들을 정상적인 노화집단으로부터 구별해낼 프렉탈 지표 수 있었다.
이번 연구의 의의는, ▲ 프랙탈 분석이 그림의 출처(provenance)를 결정할 가능성이 있다는 연구를 뒷받침한다는 점 ▲ 예술가의 작품 구조에 나타나는 전형적인 변화의 식별이 가능할 수 있다는 점; 그리고 그 변화는 신경학적 손상의 초기 징후일 수 있다는 점이다.
한편, 이번 연구결과는 미국 신경심리학(Neuropsychology) 저널에 12월 29일자로 게재됐다(Neuropsychology, Vol 31(1), Jan 2017, 1-10. http://dx.doi.org/10.1037/neu0000303).
프랙탈(fractal)이란?
작은 구조가 전체 구조와 비슷한 형태로 끝없이 되풀이되는 구조를 말한다.
만델브롯(Mandelbrot, 1924- )은 "브리테인 섬의 해안선은 얼마나 긴가? 통계적 자기닮음성과 프랙탈 차원"이라는 논문을 발표, 자기닮음성을 가진 도형에 관한 프랙탈 기하학의 시조가 됐다.
그 보다 앞서 1920년대의 파토우(Fatou, 1878-1929)와 줄리아(Julia, 1893-1978)가 연구하기 시작한 복합동력계의 어떤 구조를, 1970~80년대에 발달한 컴퓨터 그래픽의 덕으로, 만델브롯 등이 알아볼 수 있게 된 것이 그 동기가 됐다.
이러한 연구에서 나타난 놀랄 만큼 아름다운 그림들은 그 자체로서도 예술적인 가치가 있다. 줄리아 집합과 만델브롯 집합으로 알려진 환상적인 수학적 대상은 프랙탈의 한 예이다.
프랙탈 이론은 수학뿐 아니라 물리학, 생물학, 지구과학, 컴퓨터과학, 여러 공학에 응용되며, 복잡한 집단을 분석하는 금융수학, 경영학, 심리학, 사회학의 이론에도 응용된다. 일정한 규칙을 반복해 새로운 이미지를 만드는 컴퓨터 예술이나 애니메이션과 무늬 디자인 등에도 쓰인다.
[네이버 지식백과] 1967년 프랙탈 기하학 (수학의 세계, 2006. 9. 10., 서울대학교출판문화원)
사람은 누구나 나이를 먹으면서 늙어간다. 나이를 먹을수록 점점 세상의 이치를 더 깨우치게 되고 인격이 완성되어 가는 등 긍정적 변화도 물론 있다. 하지만, 아무래도 노화가 가져오는 부정적인 변화가 너무나 분명하기 때문에 사람들은 이왕이면 오래 젊음을 유지하려 하고 심지어 진시황처럼 프렉탈 지표 영생을 얻고자 부질없는 노력도 해왔을 것이다. 노화가 가져오는 부정적인 변화 중 대표적인 것이 뇌의 인지기능 하락이다. 노화가 진행될수록 뇌의 표면 부분이자 인지기능을 담당하는 대뇌피질의 두께가 감소하고 치매 환자는 정상인보다 그런 감소 속도가 크다는 사실은 이제 건강상식이라고 할 만큼 널리 알려져 있다. 1
그런데 이와 관련하여 불과 몇 주 전인 2020년 7월 22일 한 인터넷 영자신문에서 제법 중요한 보도가 있었다. 2 호주 뉴사우스웨일즈 대학교 소속 ‘뇌 프렉탈 지표 노화 연구소(CHeBA)’ 등의 연구결과에 따르면, 노화 그리고 치매, 알츠하이머 같은 질병에 따른 뇌의 부정적인 변화를 가장 잘 드러내는 지표는 대뇌피질의 두께 감소 및 그에 따른 대뇌피질 총량의 감소가 아님이 밝혀졌다고 한다. 대뇌피질의 주름이 만드는 전체 표면적의 감소가 그런 부정적 변화를 가장 프렉탈 지표 잘 드러내는 지표라는 것이다. 뒤집어서 말하자면, 노화 혹은 치매・알츠하이머에 따른 문제점을 효과적으로 미리 예측하거나 진행경과를 잘 관찰하려면 대뇌피질의 두께가 감소했는지가 아니라 대뇌피질의 주름이 만드는 전체 표면적이 감소했는지를 측정해야 더 정확하다는 것이다.
그렇지만, 대뇌피질의 주름 표면적을 측정하는 것이 과연 간단한 문제일까? 대뇌피질의 주름은 무한하게 반복되는 복잡한 형태의 주름 모양을 가지고 있다. 마치 리아스식 해안(rias coast, 리아시스식 해안)이 그 해안선 중 특정 부분만 크게 확대하더라도 프렉탈 지표 여전히 리아스식 해안의 모습을 띠고 있고 계속 확대해도 이런 양상을 무한하게 반복하는 것과 엇비슷하게, 우리 뇌의 주름 역시 무한 반복의 주름 모양을 가지고 있다. 그 표면적을 측정하는 것 자체가 불가능하게 느껴질 수도 있었을 것이다. 초기 연구자들이 겪었을 이런 어려움을 해결해준 것이 다름 아니라 수학자 만델브로트(Mandelbrot)가 고안한 프랙탈 이론이었다. 그의 이론에 따라 프랙탈 차원(fractal dimension)의 값을 계산하면, 어떤 도형에서 그 일부를 확대했을 때도 그 도형의 전체적 모습이 여전히 그대로 반복되는 패턴을 가진 도형의 여러 가지 속성을 어렵지 않게 파악할 수 있다. 3 앞서 언급했던 호주 뇌노화 연구소(CHeBA)의 연구결과에서도 MRI 스캔결과를 자료로 삼아 다름 아니라 프랙탈 차원성 기준의 색인화 방법으로 연구를 수행하였음을 알 수 있다.
가장 추상적인 이론이지만 그런 추상성 때문에 사실상 모든 사물에 응용할 수 있다는 점이 수학의 특징이다. 이런 특징 설명은 프랙탈 이론에도 그대로 타당하다. 즉 우리 몸에서 프랙탈 이론으로 분석해볼 수 있는 것은 비단 뇌의 주름에 그치지 않고 무궁무진하다. 우리가 인간의 몸에 대해 어느 정도의 지식을 미리 가지고 있다면 프랙탈 이론을 응용해볼 수 있는 다른 대상을 찾을 수 있는 것이다. 가령 우리 눈의 망막 혈관은 마치 나무줄기에서 미세한 가지가 뻗어 나오는 것처럼 가지 모양이 무한 반복되는 모습을 가지고 있다는 사실, 한편 당뇨병 환자의 망막 미세혈관이 손상되어 실명에 이르는 당뇨망막병증에서는 그런 가지 모양의 복잡성이 정상인보다 증가한다는 사실을 각각 알고 있다면 위 2가지 사실을 서로 연결하여 당뇨병 환자의 망막혈관의 프랙탈 차원성을 프렉탈 지표 잘 관찰함으로써 당뇨망막병증을 예측할 수도 있겠다는 추론을 도출할 수 있다. 4
프랙탈 이론을 도구로 삼아 치매・알츠하이머 환자의 병증을 정상인의 뇌와 비교하는 연구, 그리고 프랙탈 차원 값을 기준으로 망막혈관 발생을 관찰하는 연구를 통하여 필자는 생명과학 연구 수행에 있어서도 수학적 사고가 아주 중요하다는 사실을 분명히 느낄 수 있었다. 난해한 미적분 문제를 풀다가 ‘나는 생명과학에 관심이 있을 뿐, 수학에는 그렇지 않아!’라고 생각해 행여나 수학을 등한시할 독자가 있다면 프랙탈 이론의 응용사례는 수학의 중요성을 나타내는 빙산의 일각에 불과하다는 사실을 깨달았으면 좋겠다.
이더리움, 2022년까지 7000% 상승 가능
에이엠비크립토에 따르면,
비트코인의 55.3만 달러 행진은 이틀 만에 5%의 상승률을 부분적으로 무색하게 만들며 시장을 행복감으로 가득 채웠습니다. 최고 알트코인이 천천히 움직이는 동안, 느리고 꾸준한 랠리에 대한 기대는 시장 전반에 걸쳐 강화되었습니다.
기사 작성 당시 이더리움은 BTC의 5.73%에 비해 일일 1.23%의 상승률로 3,540달러에 거래되고 있었습니다. 그러나 역사가 반복되는 조짐이 보였습니다. 그러므로, 이더리움의 가격이 차트에서 치솟을 것 같습니다.
이더리움 프랙탈 (차원분열도형)은 가격을 상승시킬 수 있다
프랙탈은 시장에서 반전 (reversal) 지점을 식별하는 데 유용한 지표이며 종종 가격이 발전하는 방향을 식별하기 위해 사용됩니다. 흥미롭게도, 이더리움은 2017년에 이더의 가격을 7,000% 인상한 4가지 기술적 패턴을 포함하는 프랙탈 지표를 보입니다.
익명의 분석가인 Jaydee_757은 이더리움 프랙탈을 처음 발견하고 2021년에 같은 일련의 강세 지표가 다시 한번 번쩍였다고 강조했습니다.
2017년, 강세 망치 가격 구조 (bullish hammer price structure)는 이더의 월간 RSI (relative strength index)를 94 이상의 극도로 과잉 구매 지역으로 밀어 올렸습니다. 이로 인해 단기적인 측면 통합이 촉발되고 RSI 판독값이 낮아졌으며, 그 결과 확률적 RSI의 수정이 이루어졌습니다.
트레이딩뷰 /출처 : jaydee_757
그러나 2017년 말, 확률적 RSI는 크로스오버와 뒤집힌 강세 현상을 보였으며, 파란색 라인이 사프란 라인 위를 가로지르고 있습니다. %K와 %D 라인 사이의 이러한 교차는 이더의 강세 지속을 더욱 강화하여 5배 상승으로 이어졌습니다.
2018년 1월까지 이더의 가치는 500퍼센트 더 치솟아 1,200달러를 넘어섰습니다. RSI가 더블톱을 형성한 것도 같은 시기였습니다.
특히, 이더리움은 2021년 4분기에 진입했을 때 2017년 프랙탈과 동일한 움직임을 반영하는 것으로 보였습니다. 2017년과 2021년의 RSI 구조에서 섬뜩한 유사성을 볼 수 있는데, 둘 다 더블 탑을 기록하고 월별 차트에서 초과 판매되었기 때문입니다.
강세장을 찍은 후, ETH의 가격은 6개월 만에 70배나 올랐습니다. 장기적으로, 알트는 강세 확률적 RSI 크로스오버를 그린 지 16개월 만에 3,400% 상승했고 4,300달러를 기록했습니다.
측정기준에 따르면
이더리움의 NVT 비율은 10월 4일 2020년 2월 이후 최고치로 치솟았습니다. 그러한 높은 NVT 값은 네트워크 가치가 네트워크에서 전송되는 가치를 앞질러 왔다는 사실을 나타냅니다.
이는 종종 가격 거품을 의미하지만, 이더의 경우 이는 합법적인 성장 단계를 나타낼 수 있습니다.
출처 : 글래스노드
현재, 낮은 활성 주소 프렉탈 지표 수는 이더 네트워크에게 걱정스러운 통계였습니다. 그러나 글을 쓸 당시에는 같은 내용의 가벼운 회복이 좋은 징조로 보였습니다.
대체로, 특히 프랙탈이 예상대로 잘 작동한다면
, 이더리움은 큰 상승을 할것으로 보여집니다.
지표를 읽는 방법
지표의 주요 라인 인 adx는 추세의 강도를 보여줍니다. 높을수록 추세가 강해집니다 (방향에 관계없이). 20 까지의 값은 약한 추세를 나타내며, 20 에서 40 까지의 중간 추세, 40 이상의 강한 추세를 나타냅니다. 40 에서 60 까지의 값은 매우 강한 추세를 나타냅니다. 60 이상의 ADX 값은 매우 드뭅니다.
ADX 지표 (+ DI 및-DI) 의 두 반대선은 강세 또는 약세 추세를 표시합니다.
-+ DI 라인이 다른 라인보다 높으면 추세는 낙관적입니다.
-디 라인이 가장 높으면 추세는 약세입니다.
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