5강 / 20강

베이슨 — 16가지 세포를 전부 굴려 운명 지도를 그린다

전수 조사가 주는 것

이제 진짜 디지털 트윈다운 일을 합니다. 가능한 모든 세포를 만들어서 전부 끝까지 관찰합니다.

실험실에서는 불가능합니다. 유전자 넷의 켜짐/꺼짐 조합 16가지를 각각 만들어 관찰하려면 몇 달이 걸리겠죠. 컴퓨터 안에서는 0.01초입니다.

같은 어트랙터로 흘러드는 초기 상태들의 모임을 베이슨(basin of attraction, 유인 영역) 이라고 합니다. 우리말로는 흘러드는 골짜기 정도예요.

베이슨의 크기가 곧 그 운명의 흔함입니다. 베이슨이 크면 웬만한 데서 출발해도 거기로 가고, 작으면 잘 안 갑니다.

고등학생16가지 세포를 전부 굴려 본다

유전자 4개짜리 모형이면 상태가 16가지 다. 전부 다 굴려 볼 수 있다.

각 상태에 대해	기록할 것
어느 어트랙터로 가나	운명
몇 걸음 걸리나	—

이것이 전수 조사다

표본을 뽑는 것이 아니라 모든 경우 를 본다. 그러면 확실한 답 이 나온다.

가능성이 유한하면 전부 확인할 수 있다 — 통계가 필요 없어진다

네 개의 어트랙터가 나왔고, 그중 하나만 암입니다.

Python 브라우저에서 실행

import bn

net = bn.mini()
land = net.landscape()           # 16가지를 전부 굴린다
land.summary()

초기 상태 16가지 중 운명을 정하는 것은 두 자리뿐입니다.

Python 브라우저에서 실행

import bn

net = bn.mini()
land = net.landscape()

print("어떤 초기 상태가 암으로 가는가")
print("-" * 46)
for s in land.states_with("암"):
    print("  ", net.show(s))

print()
print("공통점이 보이나요?  DDX54=1 이고 p53=0 인 것만 모였습니다.")
print("CD47 과 Cancer_Growth 의 초기값은 결과에 아무 영향이 없습니다 —")
print("규칙이 곧 덮어쓰기 때문입니다.")

고등학생베이슨 — 운명의 유역

같은 어트랙터로 가는 상태들의 집합을 베이슨 이라 한다. "유역" 이라는 뜻이다.

비유가 맞다

강의 유역은 같은 강으로 흘러드는 땅 이다. 어디에 빗방울이 떨어지든 같은 강 으로 간다.

지리	불 모형
유역	베이슨
강	어트랙터
분수령	베이슨의 경계

시작이 달라도 같은 곳으로 간다 — 그것이 안정성의 뜻이다

이 25% 라는 기준선을 기억해 두세요.

Python 브라우저에서 실행

import bn

net = bn.mini()
land = net.landscape()

n = land.total
for name, cnt in land.phenotypes().items():
    bar = "█" * round(cnt / n * 40)
    print(f"{name:<4} {cnt:>3}/{n}  ({cnt/n*100:5.1f}%)  {bar}")

print()
print(f"암으로 가는 상태 {land.count('암')}개 — 이것이 치료 전 기준선입니다.")
print("11강부터 이 숫자를 바꾸는 것이 목표가 됩니다.")

🎮 운명 지도

16칸이 각각 초기 상태 하나입니다. 칸을 누르면 그 세포가 어디로 흘러가는지 보여 줍니다.

고등학생베이슨 크기가 뜻하는 것

베이슨이 크면	베이슨이 작으면
많은 상태가 그리로 감	특정 조건에서만
안정적 · 흔함	드묾 · 불안정
되돌리기 어려움	쉽게 벗어남

암세포의 베이슨이 크면

많은 시작 상태가 암으로 수렴한다. 그러면 되돌리기 어렵다.

9강에서 이 이야기를 다시 한다 — 왜 암세포는 스스로 돌아오지 않나.

치료의 목표를 베이슨으로 말하면

정상 상태의 베이슨을 넓히거나, 암 상태의 베이슨을 좁히는 것이다.

치료란 지형을 바꿔 공이 다른 골짜기로 가게 만드는 일이다

고등학생전수 조사가 곧 불가능해진다

유전자 수	상태 수	전수 조사
4	16	즉시
8	256	즉시
20	100만	몇 초
30	10억	몇 시간
40	1조	불가능

14강과 17강에서 이 문제를 다룬다

전수 조사가 안 되면 표본을 뽑아야 한다. 그러면 통계가 다시 들어온다.

그리고 드문 어트랙터를 놓칠 수 있다.

지수적 폭발이 확실한 답을 확률적 답으로 바꾼다

🤔 확인 문제

베이슨(basin of attraction)이란?

🤔 확인 문제

미니 회로에서 CD47 의 초기값이 최종 운명에 영향을 주지 않는 이유는?

🤔 확인 문제

'베이슨이 25% 다' 를 '암이 될 확률이 25% 다' 로 읽으면 안 되는 이유는?