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  • 뇌졸중 정확하고 빠르게 진단할 수 있는 MRI 조영제 나왔다

    뇌졸중 정확하고 빠르게 진단할 수 있는 MRI 조영제 나왔다

    뇌졸중은 뇌의 일부분에 혈액을 공급하는 혈관이 막히거나 터짐으로써 해당 부분의 뇌가 손상되는 질환이다. 뇌졸중은 물론 심근경색 같은 뇌심혈관질환은 돌연사의 주요 원인이면서 최근 30년 동안 전 세계 사망원인 1위로 꼽히고 있다. 뇌심혈관질환의 원인을 찾기 위해서는 영상의학장치가 많이 사용되는데 특히 자기공명영상(MRI)이 널리 쓰이고 있다. 많은 의과학자들이 뇌졸중을 조기에, 정확하게 진단하기 위해서 더 정밀한 영상진단기술을 개발하기 위한 연구를 하고 있다. 이 같은 상황에서 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 화학과, 연세대 의대 영상의학과 공동연구팀은 현재보다 10배 더 정밀하게 혈관 곳곳을 관찰할 수 있는 고성능 자기공명영상(MRI) 조영제를 개발하고 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 9일자에 발표했다. ‘사이오’(SAIO)라고 이름 붙여진 이번에 새로 개발된 조영제는 미세혈관 직경인 0.2~0.8㎜보다 1500배 정도 작은 5㎚(나노미터) 수준이다. 이 때문에 몸 속 모든 혈관 구석구석으로 침투해 혈관을 10배 더 자세히 관찰할 수 있다. 또 현재 MRI 촬영에는 가돌리늄 조영제가 사용되는데 만성신장질환을 앓고 있는 환자에게는 소변으로 배출되지 않아 ‘신원성전신섬유증’이라는 부작용을 일으킬 수 있다. 그런데 사이오 조영제는 가돌리늄 대신 철분을 사용해 이 같은 문제를 근본적으로 없앨 수 있다고 밝혔다.연구팀은 사이오를 이용해 생쥐의 뇌를 촬영한 결과 머리카락 굵기인 100㎛(마이크로미터)의 미세혈관까지 선명하게 볼 수 있는 3차원 정밀 MRI 뇌혈관 지도를 만드는데 성공했다. 또 MRI 촬영후 사이오는 생쥐의 방광으로 모두 모여 소변으로 배출되는 것이 확인됐다. 신장에 문제가 있는 생쥐에게서도 부작용 없이 모두 몸 밖으로 배출되는 것도 관찰했다. 천진우 IBS 나노의학연구단 단장(연세대 화학과 교수)는 “지금까지 MRI 기술이 큰 고속도로만 보여주는 수준이라면 이번에 개발한 조영제를 이용하면 좁은 동네 골목길까지 자세하게 볼 수 있는 정도”라며 “이번에 개발한 조영제는 영상의학기기의 해상도를 높이는 동시에 신체 안전성을 동시에 만족시킨다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 형광등, 백열등 빛만으로 공기 중 바이러스 박멸한다

    형광등, 백열등 빛만으로 공기 중 바이러스 박멸한다

    국내 연구진이 형광등, 백열등 같은 실내조명에서 나오는 가시광선으로 공기 중 바이러스와 박테리아 같은 병원균을 박멸할 수 있는 항균필터 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생산기술연구원 바이오메디칼생산기술센터, 세종대 기계공학과, 한국과학기술연구원(KIST), 영국 런던대(UCL) 공동연구팀은 햇빛이나 실내조명의 가사시광선을 이용해 공기 중에 떠다니는 미생물을 살균할 수 있는 필터기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 실내 공기 중에는 바이러스, 박테리아, 곰팡이 같은 각종 미생물들이 먼지와 함께 떠다닌다. 인체에 무해한 것들도 있겠지만 질병을 일으킬 수 있는 것들도 있기 때문에 기존에는 은, 산화구리, 산화아연 같은 무기물질이나 키토산 같은 천연 유기물질로 만든 항균필터로 이들을 제거했다. 문제는 항균처리된 필터 표면에 직접 접촉돼야 제거할 수 있으며 시간이 지날수록 먼지가 쌓이면서 병원균 정화기능이 떨어지게 된다는 점이다. 이산화티탄은 대표적인 광촉매로 자외선을 흡수하면 주위 산소, 물과 반응해 미생물을 살균할 수 있는 활성산소를 만들어 낸다. 일상적인 실내 공간에서는 자외선을 활용하기 어렵고 가시광선을 이용하기 위해서는 추가적인 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가시광선을 만나면 활성산소를 만드는 이산화티탄과 가시광선에 반응할 수 있는 유기염료를 결합시킨 복합나노입자를 만들고 수분 저항성, 광화학적 살균성능을 갖도록 표면처리를 했다. 이번에 개발한 항균필터는 필터 표면에 병원균들이 접촉하지 않더라도 가시광선으로 만들어진 활성산소가 필터 주변의 병원균까지 제거할 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 필터로 표피포도상구균에 대한 항균성을 실험한 결과 실내조명(2.9㎽/㎠)에서는 4시간 뒤에 99.9%, 태양광(18~21㎽/㎠)에서는 1시간 뒤 99.98%가 사라진 것을 관찰했다. 표피포도상구균은 피부에 있는 일상적인 균으로 병원성을 드러내지는 않지만 간혹 식중독이나 패혈증, 요로감염 등을 일으키기도 한다. 연구팀은 실용화를 위해 나노입자가 필터에 안정적으로 부착되는지와 활성산소 농도에 따른 인체 안전성 평가를 추가로 진행하고 있다. 최동윤 생산기술연구원 박사는 “이번 연구결과를 활용한다면 미생물 살균 뿐만 아니라 탈취, 유기물 분해 같은 다양한 오염물질 제어에 활용될 수 있을 것이며 추가 연구를 거친다면 공기청정기 필터, 보호복, 커튼 등 다양한 제품의 항균기능 나노소재에 적용할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [사이언스 브런치] 산불이 만든 미세먼지 자동차 배기가스보다 독하다

    [사이언스 브런치] 산불이 만든 미세먼지 자동차 배기가스보다 독하다

    코로나19로 인해 자동차 배기가스나 공장 오염물질 배출이 예년보다 줄었다는 연구들이 나오고 있다. 그렇지만 지구온난화는 가속화되고 있어서 건조한 날씨가 잦아지고 길어지면서 산불 가능성이 커지고 있다. 2019년 하반기에 시작해 지난해 초까지 이어졌던 호주 대형산불도 그렇고 연례행사처럼 벌어지고 있는 미국 캘리포니아주 산불도 지구 온난화로 인한 기후변화가 원인으로 꼽히고 있다. 국내에서도 여름을 제외한 계절에는 건조한 날씨들이 잦아지고 있어 산불에 대한 우려가 커지고 있는 상황이다. 이런 상황에서 미국 캘리포니아 샌디에고(UCSD) 스크립스해양연구소, 공중보건·인간장수과학부, 해양대기관리청(NOAA) 공동연구팀은 산불 연기가 만들어 내는 초미세먼지를 포함한 각종 분진들이 자동차 배기가스와 공장에서 배출되는 미세먼지보다 사람의 호흡기에 더 치명적이라고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5일자에 실렸다. 산불 연기에는 PM2.5, 흔히 초미세먼지라고 불리는 입자들이 주를 이루고 있다. 초미세먼지는 폐에서 걸러지지 않고 호흡기를 관통해 혈류로 흘러들어가 혈관은 물론 주요 장기를 손상시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 산불로 인해 만들어지는 PM2.5와 다른 배출원에서 나오는 PM2.5를 분리하기 위해 NOAA의 배출가스 위험지도시스템의 자료와 최근 14년 동안 캘리포니아 지역에서 호흡기 질환으로 입원한 환자들의 의료 기록을 분석했다. 분석 결과 자동차 배기가스를 포함해 산불 이외의 원인으로 만들어지는 PM2.5가 대기 중 10㎍/㎥ 증가할 경우는 호흡기 질환으로 인한 병원 입원자를 1%포인트 증가시키는 것으로 확인됐지만 똑같은 양의 PM2.5가 산불로 인해 만들어지는 경우는 입원 환자가 1.3~10%포인트 증가하는 것으로 조사됐다. 연구팀은 특정 오염물질 입자의 크기가 똑같다고 해서 독성도 같다고 가정하는 것은 문제가 있으며 산불의 영향은 산불이 발생한 지역에서 멀리 떨어져 있는 사람들의 건강에까지 심각한 영향을 미칠 수 있음을 이번 연구가 보여주고 있다고 지적했다. 연구를 주도한 로산나 아길레라 UCSD 스크립스해양연구소 박사는 “이번 연구결과는 기존 실험실 실험 수준으로 확인됐던 것을 실제 모집단 수준에서 확인한 것”이라고 강조했다. 아길레라 박사는 또 “매년 캘리포니아 남부에서 발생하는 대규모 산불은 시간이 갈수록 더 잦아지고 길어질 가능성이 크다”라며 “미국 뿐만 아니라 전 세계 곳곳에서 건조한 날씨가 잦아지고 있는 만큼 산불 조기감지시스템 구축과 함께 기후변화 완화에 대한 노력을 기울여야 할 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 밤잠 못이루고 뒤척이다간 기억력 저하에 때이른 치매 위험 증가

    [달콤한 사이언스] 밤잠 못이루고 뒤척이다간 기억력 저하에 때이른 치매 위험 증가

    ‘일리아드’와 ‘오딧세이아’의 작가로 알려진 호메로스는 “잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것”이라고 말했다. ‘돈키호테’의 작가 세르반테스도 “잠은 피로한 마음의 가장 좋은 약”이라고 했다. 과학이 발달하기 전에도 사람들은 수면의 효과에 대해 어렴풋이 이해하고 있었던 것이다. 뇌과학에 따르면 잠은 깨어있는 동안 쌓인 뇌 속 노폐물을 정리해주는 역할을 한다. 뇌 속 노폐물이 제대로 제거되지 못하게 되면 알츠하이머 같은 퇴행성 뇌질환을 앓기 십상이다. 밤잠을 못 이루고 뒤척이게 되면 기억력이나 판단력이 흐려지게 된다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 토론토대 의대 연구팀은 잠을 제대로 못 자는 사람, 특히 수면 무호흡증을 가진 사람은 기억력과 판단력, 사고력이 떨어지는 인지장애나 알츠하이머를 앓게도리 가능성이 최대 2배 가까이 높다고 5일 밝혔다. 오는 4월 17~22일까지 온라인으로 열리는 ‘미국 신경학회 제73차 연례 컨퍼런스’에서 발표될 예정인 이번 연구결과는 지난 3일 사전 공개됐다. 인지장애는 뇌 손상이나 뇌 기능 이상으로 인해 기억력, 판단력, 언어능력, 시공간 파악능력 등 인지기능에 결함이 생기는 질환이다. 보통 나이가 들수록 증가하는 경향을 보이며 알츠하이머를 포함한 퇴행성 뇌질환을 앓게 되면 나타나는 대표적인 증상이다. 연구팀은 인지장애를 겪고 있는 평균 73세의 남녀 67명을 대상으로 관찰 및 설문조사를 실시했다. 연구팀은 이들에게 현재 날짜와 도시, 간단한 기억력과 판단력을 측정하는 30점 만점의 인지검사를 실시했다. 26점 이상은 정상, 18~25점은 가벼운 인지장애, 17점 이하는 심각한 인지장애 상태이다. 연구팀은 이들을 대상으로 수면무호흡증 및 수면장애 검사를 실시했다. 수면무호흡증은 말 그대로 자는 동안 숨을 쉬지 않는 증상으로 코골이와 같이 수면 중 상기도의 반복적 폐쇄로 인해 호흡이 멈추거나 호흡이 줄어 잠을 깨거나 잠을 이루지 못하게 된다. 조사 결과 실험대상자의 52%가 수면무호흡장애를 포함한 수면장애를 겪는 것으로 확인됐다. 이들은 수면장애를 갖고 있지 않는 사람들보다 인지측정에서 60% 가까이 점수가 낮게 나왔다. 수면장애를 갖고 있는 사람들의 평균 점수는 20.5점, 수면장애가 없는 사람은 평균 23.6점 정도로 측정됐다. 또 인지장애를 겪지 않는 같은 나이대의 사람들은 대부분 26점 이상 점수가 나오는 것으로 확인됐다. 수면장애를 겪는 사람들은 신경질적인 성격으로 변해 짜증, 불안감이 증가하고 타인에 대한 공격성도 높아지는 경향을 보인다고 연구팀은 덧붙였다. 연구팀은 특히 수면무호흡증이나 수면장애 상태를 치료해 증상을 개선하면 인지기능이 다소 회복되는 것도 확인했다. 연구를 이끈 마크 보울러스 토론토대 의대 교수(신경학)는 “이번 연구는 수면이 단순히 주간에 쌓인 피로를 푼다는 것을 떠나 뇌신경학적으로도 중요한 기능을 한다는 것을 다시 한 번 확인시켜주고 있다”라며 “수면장애가 오래 지속될 경우 인지장애로 이어지기 쉽기 때문에 치료를 받는 것이 필요하다”라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 타임머신 기술로 빛을 완벽하게 가둬버리는 ‘초흡수’ 현상 구현성공

    타임머신 기술로 빛을 완벽하게 가둬버리는 ‘초흡수’ 현상 구현성공

    완벽한 암흑은 문학적 표현은 가능하지만 과학적으로 구현해 내기는 쉽지 않다. 양자역학에서도 입사되는 모든 파장대의 복사에너지를 완전히 흡수하는 실제로는 존재하지 않는 이상적인 물체를 가정하고 ‘흑체’라고 부르고 있다. 국내 연구진이 흑체는 아니지만 빛을 빠르게 흡수하는 초흡수 현상을 만드는데 성공해 주목받고 있다. 서울대 물리천문학부, 성균관대, 포스텍 공동연구팀이 빛을 빠르게 방출하는 초방사 현상을 거꾸로 돌려 모든 빛을 빠르게 흡수해버리는 초흡수 현상을 실험적으로 구현하는데 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’ 2일자에 실렸다. 빛을 빠르고 완벽하게 흡수하는 초흡수 현상이 가능하다면 식물의 광합성을 좀 더 잘 이해할 수 있으며 태양전지에서 빛에너지 수확효율을 높일 수 있고 광자를 이용한 양자정보처리 효율향상이나 천체관측을 위한 미세한 광신호 감지 등이 가능하다. 그렇지만 초흡수 현상은 빛이 빠르게 방출되는 초방사 현상에 가려져 지금까지는 관측 자체가 어려웠다. 또 특정 상태의 원자들이 강한 빛을 내는 초방사현상은 이미 실험적으로 구현되기도 했다. 이에 연구팀은 초방사와 초흡수 현상이 동일한 상태 원자들에서 나타날 수 있으며 시간역행적 과정이라는 점에 착안했다. 초방사 상태의 원자들을 제어해 시간을 되돌리듯 빛을 빠르게 흡수하는 초흡수 현상을 실험적으로 유도한 것이다. 시간역행을 위해서는 원자상태의 위상을 제어하는 기술이 이용됐다. 체스판 모양의 나노구멍 격자를 통과한 일부 원자들을 초방사를 일으킬 수 있는 양자역학적 중첩상태로 만든 뒤 원자상태의 위상을 주변 빛의 위상과 반대되도록 조절해 초방사를 되돌려 초흡수현상을 유도한 것이다. 연구팀은 실제로 10개 정도의 원자로 초흡수 현상을 구현해 일반 흡수보다 10배 정도 빠르게 빛을 100% 흡수하는 것을 관측했다. 특히 빛의 세기가 약할수록 흡수속도가 빨라지는 것이 관측됐다. 안경원 서울대 교수는 “이번 기술은 에너지 하베스팅이나 양자정보처리의 효율향상, 섬세한 광신호 감지를 통한 천체관측을 위한 기초자료가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 신약 개발 돕는 세계 최고수준 전자카메라 개발됐다

    신약 개발 돕는 세계 최고수준 전자카메라 개발됐다

    국내 연구진이 태양광 소자나 첨단 신약 개발에 도움을 줄 수 있는 세계 최고 수준의 전자카메라 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국원자력연구원 초고속방사선연구실, 카이스트 기계공학과 공동연구팀은 극초단파 전자펄스의 타이밍을 100조분의 1초(10펨토초) 수준으로 측정하고 제어하는 기술을 개발하고 이를 초고속 전자카메라에 접목시켜 성능을 향상시키는데 성공했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘레이저 앤드 포토닉스 리뷰스’에 실렸다. 극초단 전자펄스를 이용한 회절분석기법은 전자펄스의 짧은 펄스폭과 광속의 99.2%에 도달하는 속도를 활용해 차세대 전기, 전자소재 개발 등 다양한 첨단 산업연구에 활용되고 있다. 그렇지만 이같은 특성을 장시간 안정화하지 못하는 한계점이 있다. 연구팀은 이 같은 한계점을 극복하기 위해 ‘테라헤르츠파 스트리킹 기술’을 활용해 전자 펄스의 타이밍을 측정하고 제어하는 시스템을 구현했다. 테라헤르츠파 스트리킹 기술은 테라헤르츠파의 전기장에 전자 펄스를 가해서 진행방향을 바꾸는 것이다. 테라헤르츠파 스트리킹 기술 선결조건으로는 먼저 전자 펄스를 발생시키는데 필요한 레이저와 마이크로파 신호들의 정밀한 측정과 제어가 이뤄져야 한다. 연구팀은 이를 위해 레이저와 마이크로파간 정밀 동기화 시스템, 광펄스의 모니터링 시스템, 자석 기반 전자펄스 압축 시스템 등 레이저와 마이크로파, 전자빔 안정화 장치들을 구현하고 최적화했다. 그 결과 세계 처음으로 전자 펄스의 타이밍을 5.5펨토초를 4600초 동안 안정화하는데 성공했다. 기존 세계 최고 성능보다 4배나 향상된 시간 안정도 수준이다. 김정원 카이스트 교수는 “이번 기술을 활용하면 그래핀을 포함한 2차원 물질과 같은 첨단 물질들의 새로운 성질을 손쉽게 규명할 수 있어 다양한 태양광 소재개발은 물론 전자구름 관측, 신약 개발 등 기초과학과 산업연구에 모두 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 토요일 강원 영동에 또 최대 15cm 이상 폭설

    토요일 강원 영동에 또 최대 15cm 이상 폭설

    개구리가 잠에서 깬다는 경칩인 오늘 낮 기온은 전날보다 4~5도 가량 높은 12~20도 분포를 보여 4월 하순의 날씨를 보이겠다. 토요일인 6일에는 강원 영동에 또 다시 봄눈이 많이 내리겠다. 기상청은 “중국 북동지방에 위치한 고기압의 영향으로 6일 강원 영동과 경북북동산지, 경북북부동해안에는 동풍이 유입되면서 눈이 내리겠으며 많은 곳은 15㎝ 폭설이 내리겠다”고 5일 예보했다. 이번 눈은 비로 시작됐다가 새벽부터 눈으로 바뀌어 내리면서 쌓일 것으로 기상청은 전망했다. 예상 적설은 강원 영동중·북부는 5~10㎝, 많은 곳은 15㎝ 이상이 되겠으며 강원 영동 남부는 3~8㎝, 경북 북동산지, 경북 북부동해안 1~3㎝가 되겠다. 이번 주초 이미 많은 눈이 내려 쌓여있는 상태에서 추가로 폭설이 내리면서 눈 피해가 발생할 수 있을 것으로 예상되는 만큼 교통 안전에 각별한 유의가 필요하다고 기상청은 알렸다. 6일 전국의 낮 기온은 백두대간 서쪽지역은 10~15도 분포를 보이겠지만 동쪽지역은 차가운 동풍의 영향으로 5도 이하로 쌀쌀하겠으며 강원 산지는 영햐의 기온으로 추울 것으로 전망됐다. 6일 토요일 전국의 아침 최저기온은 0~8도, 낮 최고기온은 0~16도 분포가 되겠다. 일요일인 7일 아침 최저기온은 영하 5도~영상 5도, 낮 최고기온은 5~12도 분포를 보일 것으로 예상됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [데스크 시각] 파스퇴르, 백신, 그리고 기다림의 미학/유용하 사회부 차장

    [데스크 시각] 파스퇴르, 백신, 그리고 기다림의 미학/유용하 사회부 차장

    ‘서당 개 삼 년에 풍월을 한다’는 옛말이 있다. 천성이 게으르고 머리가 둔하기는 하지만 20년 가까이 과학계 주변을 기웃거리다 보니 학창 시절 배웠던 미적분이나 물리, 화학 공식을 까먹지 않고 최신 과학계 동향까지 귀동냥할 수 있어서 애들 공부를 가르치거나 지인들 앞에서 잘난 척하는 수준은 되는 듯싶다. 문제는 주워 듣고 보는 게 많아지니 동네 어르신 장기판 옆에서 훈수 두듯 잔소리가 많아지고 참견하고 싶어진다는 점이다. 최근 ‘백신’으로 대표되는 바이오 분야에 대해서도 마찬가지다. 최초의 백신은 18세기 말 영국의 제너가 만든 천연두 백신이다. 그렇지만 지금처럼 ‘감염병 예방을 위한 접종’이라는 개념으로 확장시켜 다양한 백신을 개발한 것은 프랑스의 파스퇴르다. 미생물학자인 파스퇴르는 연구 초기부터 동식물 감염병 치료라는 실질적 문제 해결을 위한 연구에 적극적이었으며, 결국 면역이라는 개념을 바탕으로 탄저병, 광견병, 닭콜레라 백신을 개발했다. 이런 연구 성향 때문에 과학정책에서도 파스퇴르의 이름은 자주 언급된다. 미국 과학기술정책학자 도널드 스토크스가 만든 ‘파스퇴르 4분면 모델’이 대표적이다. 파스퇴르 4분면 모델은 함수 그래프처럼 성과 활용 여부와 연구 성격을 X축과 Y축으로 해 4개의 면으로 나눠 과학 연구의 특성을 설명한다. 1사분면은 파스퇴르 같은 응용지향적 기초연구, 2사분면은 아인슈타인 같은 순수기초연구, 4사분면은 에디슨처럼 완전 응용연구로 구분된다. 국내에서도 이를 바탕으로 정부 연구개발 지원 정책의 초점을 어디에 두어야 하는가라는 논의가 활발했던 적이 있었다. 당시 논의의 결론은 한국의 특성상 바로 산업 현장과 접목시킬 수 있는 파스퇴르식 기초연구에 집중해야 한다는 것이었다. 그 때문이었는지는 모르겠지만 2000년대 들어 미래 먹을거리로 바이오 분야에 집중하기 위한 다양한 국가적 프로젝트들이 시작됐다. 지난 4일에도 정부는 연매출 1조원 이상 글로벌 신약을 개발하기 위해 10년 동안 약 2조원 이상의 연구비를 투입하고 정부 연구개발 역량을 총집결하는 ‘국가신약개발사업’의 본격적인 닻을 올렸다는 보도자료를 냈다. 문득 지난 20년간 바이오 분야 경쟁력 확보를 위해 닻인지, 돛인지를 올렸던 수많은 사업들이 항구를 떠나기는 했는지, 출항과 동시에 가라앉았는지 알 수 없는 경우가 대부분이라는 점이 떠올랐다. 현재 국내 바이오 분야 글로벌 경쟁력을 생각한다면 바늘 없는 나침반을 갖고 출발했다가 버뮤다 삼각지대에서 헤매고 있는 것 아닌가 하는 생각도 든다. 실제로 글로벌 이슈가 있을 때마다 반짝하고 시작됐다가 그 이후를 알 수 없는 연구개발 사업들이 많았던 것이 사실이다. 떴다방 같은 반짝 지원이 아니라 지속적인 관심과 투자가 있었다면 국내 코로나19 백신 개발 속도는 더 빨라졌을 수도 있었을 것이다. 대통령비서실 경제과학특별보좌관인 이정동 서울대 공대 교수가 이야기한 것처럼 과학에는 ‘축적의 시간’이 필요하다. 백신 개발을 포함한 바이오 분야에서는 더욱 그렇다. 충분한 지원과 연구의 연속성, 기다림의 시간이 필요하다. 맛있는 돌솥밥을 만들기 위해서도 충분한 화력과 뜸 들이는 시간은 필수다. 쌀이 익을 시간이 되지도 않았는데 뚜껑을 열었다 닫았다 해서는 설익은 밥이 되기 십상이다. 애매한 화력으로 불을 껐다 켰다 하면서도 ‘연료를 잔뜩 투입해 화력이 좋은데도 왜 밥맛이 없냐’고 타박한다든가 ‘벌써 밥이 됐을 시간인데 아직도 안 됐냐’며 수시로 뚜껑을 열어 보는 분위기만 바뀐다면 우리도 K백신, K과학을 자랑할 수 있는 수준에 오를 것이다. edmondy@seoul.co.kr
  • 시속 80㎞ 턱으로 먹이 붙잡는 개미… 4살 아이보다도 참을성 많은 오징어

    시속 80㎞ 턱으로 먹이 붙잡는 개미… 4살 아이보다도 참을성 많은 오징어

    시속 80㎞ 턱으로 먹이 잡아채는 덫개미 시각 훈련 통해 보상 기다리는 갑오징어척추동물 외에서 학습성·통제력 첫 발견 “진화 위해 같은 행동양식 보인 극단 형태”내셔널지오그래픽이나 디스커버리 같은 다큐멘터리 채널에서는 우리가 알지 못하는 동물들의 행동이나 생활 환경을 그대로 보여 주는 ‘동물의 왕국’류의 프로그램들을 쉽게 볼 수 있다. 신기한 동물 세계를 넋 놓고 보면서 감탄하는 경우도 많다. 동물학자들이 이번에는 번개처럼 먹이를 빠르게 낚아채는 개미의 턱과 갑오징어 지능에 대한 비밀을 풀어냈다. 일본 오키나와 과학기술대학원대학교, 미국 캘리포니아로스앤젤레스대(UCLA), 시카고 필드자연사박물관, 조지아 자연사박물관, 일리노이대 고등과학기술연구소, 유타대, 캘리포니아 과학아카데미, 멕시코 국립생태분석종합연구원, 체코 국립과학아카데미 생물학연구소, 호주 오스트레일리언국립대 공동연구팀은 시속 80㎞의 속도로 먹잇감을 잡는 덫개미의 턱이 다름 아닌 독특한 진화의 산물이라는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 3월 3일자에 실렸다. 열대 지역과 아열대 지역에서 사는 덫개미는 자신의 머리보다 1.5배 길고 날카로운 가시가 돋아 있는 턱을 가지고 있다. 덫개미는 턱을 벌리고 다니다가 먹잇감을 포착하면 시속 80㎞ 속도로 턱을 닫아 붙잡는다. 사람이 눈 깜박하는 속도의 700분의1 수준이며 호랑이나 사자가 먹잇감을 향해 달릴 때 속도와 같다. 동물들 중에 가장 빠른 공격 무기를 가진 덫개미의 턱은 걸쇠, 스프링, 방아쇠로 구성된 권총과 비슷한 구조로 돼 있는 것으로 알려져 있다. 평소 걸쇠가 위턱을 벌리도록 고정하고 있다가 먹이를 포착하면 방아쇠가 당겨지면서 스프링이 튕겨지면서 턱이 빠르게 닫히는 것이다. 연구팀은 덫개미 900여종 중 470여종의 DNA를 추출·분석해 종들의 진화적 관계를 보여 주는 ‘진화의 나무’를 구성하고 엑스선 마이크로 단층촬영 기술로 종별 3차원 이미지 모델을 만들어 고속 비디오 촬영으로 턱의 작동 메커니즘을 분석했다. 그 결과 덫개미들은 지역별로 다양한 턱의 길이와 넓이를 보였지만 턱을 빠르게 닫아 먹잇감을 사냥하는 방식으로 공통 진화된 것으로 확인됐다. 지역별 교류 없이 독립적으로 진화를 했는데 똑같은 방식으로 변했다는 것이다.한편 미국 시카고대 해양생물연구소, 영국 케임브리지대 공동연구팀은 갑오징어가 훈련을 통해 ‘마시멜로실험’ 같은 자제력 측정을 통과할 수 있다는 연구 결과를 영국왕립학회에서 발간하는 ‘왕립학회연보B’ 3월 3일자에 발표했다. 사람이나 침팬지 같은 영장류가 아닌 동물 종에서 자기통제가 가능하는 것을 발견한 것은 이번이 처음이다. 마시멜로실험은 미국 스탠퍼드대 심리학과 연구팀이 4살 아이들을 대상으로 눈앞에 놓인 마시멜로를 먹지 않고 더 큰 보상을 위해 참을 수 있는지를 측정한 실험이다. 어려서 인내심이 성장 후 성공과 연관돼 있다는 결론으로 유명해졌지만 이후 많은 연구를 통해 초기 연구 결과가 뒤집힌 것으로도 유명하다. 연구팀은 갑오징어에게 시각 신호와 먹이 보상을 연결시켜 반응할 수 있도록 훈련시켰다. 그다음 마시멜로실험과 비슷한 상황을 만들어 실험한 결과 침팬지, 까마귀, 앵무새 같은 척추동물과 비슷하게 보상을 위해 눈앞의 이익을 50~130초까지 참을 수 있다는 것을 확인했다. 행동생태학자인 알렉산드라 슈넬 케임브리지대 박사는 “척추동물 이외의 종에서 자기통제와 학습성의 연관성을 발견한 것은 이번이 처음”이라며 “완전히 다르게 진화한 동물들이 비슷한 인지적 특징을 보이는 수렴 진화의 극단적 형태”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금] 체온으로 전기 만들어 웨어러블 충전

    [과학계는 지금] 체온으로 전기 만들어 웨어러블 충전

    한국과학기술연구원(KIST) 복합소재기술연구소 연구팀은 각설탕과 실리콘을 이용해 체온만으로 전기를 만들어 웨어러블 기기를 작동시킬 수 있는 기술을 만들었다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 3월호에 실렸다. 연구팀은 각설탕에 액체 상태의 실리콘 화합물을 부어 굳힌 다음 설탕을 물에 녹여 실리콘 화합물만 남도록 하는 방식으로 스펀지 형태의 고분자 소재를 만들었다. 설탕이 있던 자리는 미세한 공기방울들이 채워져 열 차단 능력이 기존 소재 대비 50% 높아졌고 소자의 온도 차를 이용해 전기를 생산하는 효율도 20% 이상 우수하다는 것이 확인됐다. 연구팀은 이번에 개발한 유연소자를 이용해 체온으로 LED를 점등하는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 뱃살의 저항… 끝까지 살아 있는 너란 놈

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 뱃살의 저항… 끝까지 살아 있는 너란 놈

    지난해부터 계속되는 코로나19로 인해 외부 활동이 줄면서 운동량은 감소했는데, 먹는 양은 줄지 않아 몸무게가 늘었다며 한숨을 쉬는 이들이 많습니다. 봄기운이 물씬 풍기는 날씨가 이어지면서 옷차림들도 점점 가벼워지고 있습니다. 거울 속에 비치는 본인의 모습 때문에 자괴감을 느끼고 옷맵시를 살려 보겠다는 일념으로 확찐 살을 빼고자 홈트레이닝을 시작하거나 다이어트를 결심하는 사람들도 하나둘씩 눈에 띕니다. 연예인들은 다이어트나 운동을 하면 금세 11자 복근이나 식스팩이 생기고 살이 쏙 빠지는 것 같은데 뱃살이 빠지기는커녕 얼굴 살만 빠지면서 ‘왜 이렇게 늙었냐’는 말을 듣고 좌절하는 이들도 있습니다. 강도 높은 다이어트로도 뱃살이 쉽게 빠지지 않는 이유는 뭘까요. ●뱃살 구성 내장지방… 다이어트에 내성 호주 시드니대 연구팀은 간헐적 단식을 하는 동안 체내 지방의 변화를 관찰한 결과 뱃살을 만드는 내장지방은 시간이 지날수록 지방 소모에 저항하는 상태로 변한다는 사실을 확인했습니다. 다이어트에 내성이 생긴다는 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 3월 3일자에 실렸습니다. 연구팀은 과체중, 비만을 유발한 생쥐에게 열흘 동안 간헐적 단식을 실시하면서 내장지방과 피하지방 속 8500여종의 단백질을 분석해 변화를 관찰했습니다. 분석 결과 지방 조직들은 단식하는 동안 지방을 태워 몸에 에너지를 공급하는데 그 와중에도 내장지방은 에너지를 지방으로 저장하는 능력을 높이고 있다는 것이 확인됐습니다. 내장지방은 단식 기간에도 지방 분해를 최대한 억제하고 다시 식사를 재개하면 가장 먼저 지방과 에너지를 축적한다는 것입니다. 이런 내장지방의 대응 방식 때문에 다이어트로 뱃살을 빼는 것은 특히 어려울 뿐만 아니라 다이어트 이후 원래 체중으로 되돌아가는 경우가 많은 것이라고 연구팀은 설명했습니다. 또 체중 감량을 위한 잦은 다이어트는 내장지방의 에너지 소모에 대한 내성을 만들어 원하는 효과를 점점 얻기 어려워진다고도 덧붙였습니다. ●건강 위해 과일·야채 하루 5번 이상 먹어야 한편 미국 하버드대 의대, 공중보건대, 브리검여성병원 공동연구팀은 장수와 건강을 위해서는 과일과 채소를 세 끼 식사 때를 포함해 하루에 다섯 번 이상 섭취하는 것이 중요하다는 연구 결과를 미국심장협회에서 발간하는 국제학술지 ‘순환’ 3월 2일자에 발표했습니다. 연구팀은 북미, 남미, 유럽, 아시아, 아프리카, 호주 6대주 29개 국가에서 30년 이상 190만명 이상 성인을 대상으로 과일, 채소 섭취와 사망률에 관한 26개의 연구를 메타분석했습니다. 분석 결과 과일과 채소를 하루 다섯 번 이상 섭취하는 사람들은 두 번 이하로 섭취하는 사람들에 비해 심혈관질환으로 사망할 위험은 12% 포인트, 암으로 인한 사망 위험은 10% 포인트, 천식이나 만성폐쇄성폐질환 같은 호흡기질환으로 사망할 위험은 35% 포인트나 낮은 것으로 조사됐습니다. 옥수수, 감자 같은 녹말 채소나 갈아 만든 과일·채소 주스보다는 양상추, 케일 같은 녹색 잎채소, 감귤류, 베리류, 당근처럼 베타카로틴과 비타민C가 풍부한 과일과 채소를 직접 섭취하는 것이 도움이 된다고 합니다. 코로나19 백신 접종이 시작됐다고는 하지만 올해도 사회적 거리두기는 계속될 것으로 보입니다. 집콕에 확찐자가 되지 않기 위해 슬기로운 식생활과 건강 유지가 필요할 때입니다. edmondy@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 다이어트, 운동으로도 빠지지 않는 뱃살의 비밀

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 다이어트, 운동으로도 빠지지 않는 뱃살의 비밀

    지난해부터 계속 되고 있는 코로나19로 인해 외부활동이 줄면서 운동량은 감소했는데 먹는 양은 줄지 않아 몸무게가 늘었다며 한숨을 쉬는 이들이 많습니다. 봄기운이 물씬 풍기는 날씨가 이어지면서 옷차림들도 점점 가벼워지고 있습니다. 거울 속에 비치는 본인의 모습 때문에 자괴감을 느끼고 옷맵시를 살려보겠다는 일념으로 확찐 살을 빼기 위해 홈트레이닝을 시작하거나 다이어트를 결심하는 사람들도 하나 둘씩 눈에 띕니다. 연예인들은 다이어트나 운동을 하면 금새 11자 복근이나 식스팩이 생기고 살이 쏙 빠지는 것 같은데 뱃살이 빠지기는 커녕 얼굴 살만 빠지면서 ‘왜 이렇게 늙었냐’는 말을 듣고 좌절하는 이들도 있습니다. 강도높은 다이어트로도 뱃살이 쉽게 빠지지 않는 이유는 뭘까요. 호주 시드니대 연구팀은 간헐적 단식을 하는 동안 체내 지방의 변화를 관찰한 결과 뱃살을 만드는 내장지방은 시간이 지날수록 지방 소모에 저항하는 상태로 변한다는 사실을 확인했습니다. 다이어트에 내성이 생긴다는 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 3일자에 실렸습니다. 연구팀은 과체중, 비만을 유발시킨 생쥐에게 10일 동안 간헐적 단식을 실시하면서 내장지방과 피하지방 속 8500여 종의 단백질을 분석해 변화를 관찰했습니다. 분석 결과 지방조직들은 단식하는 동안 지방을 태워 몸에 에너지를 공급하는데 그 와중에도 내장지방은 에너지를 지방으로 저장하는 능력을 높이고 있다는 것이 확인됐습니다. 내장지방은 단식기간 동안에도 지방 분해를 최대한 억제하고 다시 식사를 재개하면 가장 먼저 지방과 에너지를 축적한다는 것입니다. 이런 내장지방의 대응방식 때문에 다이어트로 뱃살을 빼는 것은 특히 어려울 뿐만 아니라 다이어트 이후 원래 체중으로 되돌아가는 경우가 많은 것이라고 연구팀은 설명했습니다. 또 체중 감량을 위한 잦은 다이어트는 내장지방의 에너지 소모에 대한 내성을 만들어 원하는 효과를 점점 얻기 힘들어진다고도 덧붙였습니다. 한편 미국 하버드대 의대, 공중보건대, 브리검여성병원 공동연구팀은 장수와 건강을 위해서는 과일과 채소를 세끼 식사 때를 포함해 하루에 5번 이상(5 servings per day) 섭취하는 것이 중요하다는 연구결과를 미국심장협회에서 발간하는 국제학술지 ‘순환’ 2일자에 발표했습니다.연구팀은 북미, 남미, 유럽, 아시아, 아프리카, 호주 6대주 29개 국가에서 30년 이상 190만명 이상 성인을 대상으로 과일, 야채 섭취와 사망률에 관한 26개의 연구를 메타분석했습니다. 분석 결과 과일과 채소를 하루 5번 이상 섭취하는 사람들은 2번 이하로 섭취하는 사람들에 비해 심혈관질환으로 사망할 위험은 12%포인트, 암으로 인한 사망위험은 10%포인트, 천식이나 만성폐쇄성폐질환 같은 호흡기 질환으로 사망할 위험은 35%포인트나 낮은 것으로 조사됐습니다. 옥수수, 감자 같은 녹말 채소나 갈아만든 과일·채소 주스보다는 양상추, 케일 같은 녹색 잎채소, 감귤류, 베리류, 당근처럼 베타카로틴과 비타민C가 풍부한 과일과 채소를 직접 섭취하는 것이 도움이 된다고 합니다. 코로나19 백신접종이 시작됐다고는 하지만 올해도 사회적 거리두기는 계속 될 것으로 보입니다. 집콕에 확찐자가 되지 않기 위해서 슬기로운 식생활과 건강유지가 필요할 때입니다. edmondy@seoul.co.kr
  • 융합연구로 과학난제 푼다?…과학난제도전 온라인 컨퍼런스 개최

    융합연구로 과학난제 푼다?…과학난제도전 온라인 컨퍼런스 개최

    과학기술계에서 반드시 필요한 것이지만 풀리지 않아 많은 과학자들이 골머리를 앓고 있는 문제를 해결하기 위한 온라인 컨퍼런스가 열린다. 과학기술정보통신부와 한국과학기술한림원, 국가과학난제도전협력지원단은 연구자들의 과학난재 발굴과 소통창구 마련을 위해 ‘2021년 한국 과학난제도전 온라인 컨퍼런스’를 개최한다고 2일 밝혔다. 과학난제도전 사업은 그동안 해결하지 못한 과학분야 난제에 대해 기초과학과 공학의 융합연구를 통해 창의적, 혁신적 아이디어로 연구개발을 할 수 있도록 지원하는 것이다. 올해는 ▲지속 가능한 지구 ▲새로운 미래를 위한 과학기술 ▲건강한 삶이라는 세 가지 영역에 대한 연구주제에 대해 접수를 받았다. 각각 청정 에너지와 탄소 순배출제로를 위한 과학기술적 해법, 다가올 새로운 미래를 위한 기존에 시도되지 않았던 기초과학 기반 융합연구, 인류 건강수명 증대를 위한 과학기술에 대한 내용들이다. 구체적으로는 바닷물에서 수소에너지를 생산하는 플랜트를 개발할 수 있는가, 반도체 내 개별 원자에 직접 정보를 저장할 수 있는가, 노화시계를 거꾸로 돌려 건강수명을 연장할 수 있을까 등이다. 과기부는 이들 주제에 대해 총 56개 과제를 접수받은 뒤 원로 과학기술인들로 구성된 평가단의 블라인드 심사를 받아 32개 팀을 선정했다. 이번에 선정된 팀들은 3~4일 이틀에 걸쳐 각각 오전 9시 45분부터 오후 5시까지 ‘과학난제도전 협력지원단’ 유튜브 채널을 통해 중계되는 공개세미나를 실시하게 된다. 연구자가 관련 연구에 대해 발표를 하면 관련 분야 연구자들이 온라인 청중으로 참여해 아이디어에 대한 상호 평가를 실시하는 동시에 난제해결에 관심있는 연구자들끼리 협력연구를 할 수 있는 기회도 만들게 된다. 이 같은 과정을 거쳐 3개 연구팀을 선정하고 이들 연구팀은 오는 7월부터 연구를 시작하게 된다. 김봉수 과기부 기초원천연구정책관은 “기존 연구에서 풀지 못하였거나 시도하지 못한 과학난제들을 해결하기 위해서는 기초과학과 공학간 융합연구가 필요하다”라며 “이번 공개세미나를 통해 연구자들이 난제 해결의 실마리를 도출하고, 융합연구를 통해 국내 연구개발 패러다임 전환을 이룰 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 강원 산지 70cm 넘는 폭설...목요일 오전까지 봄 시샘하는 ‘꽃샘추위’

    강원 산지 70cm 넘는 폭설...목요일 오전까지 봄 시샘하는 ‘꽃샘추위’

    3월 첫 날 강원영동 지역을 중심으로 많은 눈이 내리고 전국적으로 비를 내리게 한 기압골을 따라 유입된 차가운 공기 때문에 목요일 오전까지 ‘꽃샘추위’가 있겠다. 또 강원 영동과 산지는 3월 첫 날 많은 눈이 내려 쌓였다. 2일 오전 6시 기준으로 강원도 미시령 77.6㎝, 진부령 68.6㎝, 북강릉 36.3㎝, 양양 27.6㎝ 등의 적설을 기록했다. 기상청은 “1일 밤부터 북서쪽에서 차가운 공기가 남하하면서 기온이 낮아져 3일 화요일 아침 기온은 전날보다 더 떨어져 경기북부 및 동부지역, 강원내륙과 산지는 영하 10도 내외, 그 밖의 지역에서는 영하 5도 내외의 추운 날씨를 보이겠다”고 2일 예보했다. 이 같은 추위는 목요일인 4일까지 이어지겠으며, 아침과 밤은 영하의 춥다가 낮에는 영상권을 회복하는 날씨가 반복되면서 일교차가 10~20도로 크게 나는 곳이 많을 것으로 전망됐다. 3일 전국의 예상 아침 최저기온은 영하 10도~영상 2도, 낮 최고기온은 7~12도가 되겠으며 4일 목요일은 아침 최저기온이 영하 4도~영상 6도, 낮 최고기온은 10~15도 분포를 보이겠다. 이번 추위는 목요일 오후부터 풀리기 시작해 낮 기온은 4~18도 분포의 다소 포근한 봄날씨를 보일 것으로 기상청은 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [고든 정의 TECH+] 외과 의사 위한 증강현실?…수술 중 환자 장기 정보 보여준다

    [고든 정의 TECH+] 외과 의사 위한 증강현실?…수술 중 환자 장기 정보 보여준다

    현실에 실제로 존재하는 사물에 가상의 정보와 이미지를 보여주는 증강현실은 실생활에서 점점 활용범위가 늘어나고 있습니다. 예를 들어 가구를 실제 사지 않고도 집에 가상으로 배치하거나 차량 내비게이션 시스템이 자동차 앞 유리에 가상의 화살표로 목적지를 표시해주는 것 등이 대표적인 사례입니다. 증강현실의 응용이 주목받았던 장소 중 하나는 병원입니다. 미래의 증강현실 기기로 주목받았던 구글 글래스(Google Glass)의 경우 2013년에서 2014년 사이 몇몇 의료 기관에서 테스트 됐습니다. 하지만 구글 글래스의 여러 가지 문제점이 부각되면서 처음 기대와는 달리 현재까지도 의료 현장에서 널리 사용되지는 않고 있습니다. 이후 한동안 소식이 끊겼던 구글 글래스는 2017년 기업용 버전인 구글 글래스 엔터프라이즈로 다시 부활했습니다. 2019년에 업데이트한 구글 글래스 엔터프라이즈2는 기업뿐 아니라 의료 분야에서도 적용 범위를 늘리기 위해 노력하고 있습니다. 그런데 증강현실 분야에서 우리에게 다소 생소한 기업인 파나소닉이 새로운 개념의 의료용 증강현실 장치를 선보였습니다. 환자 몸에 염색약을 주입한다고 하면 의료 사고처럼 들리겠지만, 사실 병변이나 조직을 더 잘 보기 위해 사용하는 조영제나 각종 색소는 의료 현장에서 없어서는 안 될 중요한 도구입니다. 인도시아닌 그린(indocyanine green), 약자로 ICG는 혈관에 주입하는 인공색소 중 하나로 핏속의 알부민과 재빨리 결합해 혈관을 타고 돌아다니다 간세포에 의해 흡수됩니다. 그리고 대사되지 않은 본래 형태로 담즙으로 배설됩니다. ICG는 안전한 약물일 뿐 아니라 혈관에 주입하면 거의 간을 거쳐 배출되는 특징 때문에 간기능 검사에 유용하게 사용됩니다. 그리고 최근에는 간 수술 중 간 구조와 병변을 확인하는 용도로도 사용됩니다. 수술 중 ICG를 혈관을 통해 투여한 후 살아 있는 간을 염색하면 정확한 수술 범위와 건드리지 말아야 할 부분을 더 확실하게 알 수 있습니다. 그런데 여기에는 한 가지 문제가 있습니다. 간 수술에 사용되는 ICG 형광 이미징 기술(ICG fluorescence imaging techniques)이 사람 눈에 보이지 않는 적외선 영역을 사용한다는 것입니다. 따라서 외과 의사는 수술 중 적외선 카메라 모니터를 수시로 바라봐야 합니다. 당연히 수술 집중도가 떨어지고 수술 시간이 더 걸리게 됩니다. 일본의 파나소닉, 교토 대학, 미타카 코키(의료기기 제조사)는 새로운 대안을 제시했습니다. 바로 적외선 카메라와 프로젝터를 연동해 수술 중 적외선 카메라 이미지를 실제 장기 위에 보여주는 것입니다. 연구팀은 이 기술에 MIPS(Medical Imaging Projection System)라는 명칭을 붙였습니다. 파나소닉은 증강현실(AR)이라는 표현을 사용하지는 않았지만, 실제 현실의 사물 위에 가상 이미지를 더해 새로운 정보를 보여준다는 데서 증강현실의 정의에 부합되는 기술이라고 할 수 있습니다. 참고로 지연 시간은 0.2초 정도인데 수술 중 장기가 빠른 속도로 움직이는 경우는 드물다는 점을 생각하면 충분한 수준으로 보입니다. 현재 MIPS는 임상 전 테스트 단계로 실제 수술 환경에서 기대한 만큼 성과를 거둘 수 있을지는 더 검증이 필요합니다. 이론적으로는 그럴듯하지만, 실제 현장에서 기대한 성과가 나오지 않을 수도 있기 때문입니다. 만약 기대만큼 효과가 있는 것으로 밝혀지면 ICG 형광 이미징 기술이 사용되는 심장이나 눈 수술 등 다른 분야에서도 활용이 가능할 것으로 기대됩니다. 다른 분야와 마찬가지로 의료 영역에서도 증강현실, 가상현실 기술 적용은 시작단계입니다. 기술 초장기에 과도한 기대와 기술적 미숙함으로 생각처럼 성과를 거두지 못하고 실패하는 경우도 있겠지만, 결국 실패를 바탕으로 문제점을 개선하고 새로운 적용 사례를 개발하면서 발전할 것으로 예상됩니다. 현재 우리가 사용하는 수많은 문명의 도구들이 사실 많은 실패와 좌절 끝에 개발 된 것처럼 증강현실 역시 여러 차례의 시행착오를 거쳐 의료 분야에서 자리 잡을 것으로 예상합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 
  • [유용하의 사이언스 브런치] 기후변화가 알레르기 환자 더 힘들게 만든다

    [유용하의 사이언스 브런치] 기후변화가 알레르기 환자 더 힘들게 만든다

    2021년의 시작이 엊그제 같은데 벌써 3월이 됐다. 코로나19로 지난해부터 전 세계는 ‘빼앗긴 들’이 돼 ‘봄’이라는 계절을 만끽할 여유를 느끼지 못하는 상황이 계속되고 있다. 그래도 계절이라는 거대한 자연법칙은 막을 수 없는 법이다. 모두가 기다리고 반기는 봄을 가장 먼저 그리고 고통스럽게 느끼는 이들이 있다. 다름 아닌 알레르기 환자들이다. 그런데 알레르기 환자들을 더욱 우울하게 만드는 연구 결과가 나왔다. 독일 뮌헨공과대(TUM) 생명과학부, 고등과학연구소 공동연구팀은 기후변화로 인해 알레르기를 유발시키는 꽃가루가 날리는 시기가 빨라졌고 더 오래간다는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘최신 알러지학’ 2월 26일자에 발표했다.기관지 점막이나 코 점막이 예민한 호흡기 알레르기 환자들은 자신도 모르게 콧물이 주르륵 흘러나온다든지 잇따른 재채기를 하는 경우가 많다. 호흡기 알레르기를 일으키는 원인은 동물의 털, 진드기, 계절이 변화하면서 갑자기 찬바람이 불거나 기온이 올라가는 것 등 다양하다. 그중 미세먼지나 꽃가루가 원인이 되는 경우가 특히 많다. 꽃가루 알레르기는 꽃가루가 많이 날리는 봄철에 발생하거나 악화된다는 특성이 있다. 벚나무, 개나리, 진달래, 목련 같은 충매화는 공기 중에 잘 날리지 않고 알레르기를 일으키지 않는데 버드나무, 사시나무, 오리나무, 플라타너스 등의 풍매화에는 바람에 씨가 멀리까지 잘 날아가도록 털이 붙어 있다. 흔히 이 털이 알레르기를 일으키는 것으로 알고 있는데 씨와 함께 나오는 우리 눈엔 잘 보이지 않는 꽃가루들이 알레르기를 일으킨다. 연구팀은 알레르기를 일으키는 꽃가루가 언제부터 날리기 시작하고 얼마나 오래 지속되는지 알아보기 위해 독일 뮌헨과 밤베르크 등 바이에른주 지역 6곳을 지정해 1987년부터 2017년까지 30년 동안 꽃가루와 관련한 자료를 분석했다. 미국이나 캐나다의 경우 봄철 꽃가루 영향을 받는 기간이 지난 30년 동안 20일가량 증가했다는 연구 결과가 나오기도 했다. 그런데 이번 독일 연구팀의 분석에 따르면 꽃가루 영향을 받는 시기는 이보다 훨씬 빠르고 길어졌다. 연구팀의 분석 결과 풍매화 중 개암나무나 오리나무는 꽃가루를 날리는 시기가 매년 최대 2일씩 빨라지면서 30년 전보다 두 달가량 앞당겨졌다. 꽃가루가 영향을 주는 기간이 상대적으로 길어지지 않았다고 하는 자작나무, 물푸레나무 등도 30년 전보다 보름가량 빨라졌다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 이 같은 현상에 대해 너무도 당연한 일이라고 지적한다. 이산화탄소 증가로 지구가 더워지고 그로 인한 기후변화 때문에 꽃이 피는 시기가 점점 빨라지고 꽃가루가 날리는 기간도 길어지게 된다는 것이다. 또 대기 중 이산화탄소 수치가 높아지면 알레르기 환자를 고통스럽게 만드는 꽃가루도 더 많이 만들어진다는 설명이다. 이번 연구를 이끈 아네트 멘젤 뮌헨공과대 교수(생태기후학)는 “이번 연구는 지구온난화가 먼 이야기가 아닌 바로 자신의 이야기라는 것을 보여 준다”며 “시민과학자들이 자신이 사는 지역을 관찰하고 관련 데이터를 수집함으로써 꽃가루와 지구온난화에 관한 연구를 더욱 풍성하게 하고 그에 대한 대응책도 만들어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 코로나19 확산으로 인해 지난해부터 마스크 착용이 필수가 되면서 꽃가루 알레르기로 인한 고통이 줄었다고는 하지만 언제까지 마스크에만 의존할 수는 없는 일이다. 한국에서도 지난 26일부터 코로나19 백신 접종이 시작됐다. 언젠가 다가올 코로나19 종식은 기쁜 일이지만 또 다른 문제가 인류를 기다리고 있기 때문에 좋아할 수만은 없는 상황이다. 기후변화 문제가 바로 그것이다. 코로나19도 그렇고 알레르기 환자들을 고통스럽게 하는 꽃가루 문제도 모두 인간의 욕심이 만들어 낸 기후변화가 원인이다. ‘기후변화 만능설’이라 해도 어쩔 수 없는 상황이다. 인간이 뿌린 불행의 씨앗이니 인간이 다시 거둬들여야 한다.
  • 봄 재촉하는 묵직한 빗줄기… 강원엔 50㎝ 폭설

    봄 재촉하는 묵직한 빗줄기… 강원엔 50㎝ 폭설

    3월의 첫날이자 102주년 3·1절인 1일엔 전국적으로 봄을 재촉하는 비가 다소 많이 내리겠다. 중부지방에 내려졌던 건조특보도 해제된다. 기상청은 “서해상 저기압의 영향으로 1일 새벽 중부지방과 제주도부터 비가 오기 시작해 오전에 전라권과 경상 서부 등을 시작으로 전국적인 비가 내릴 것”이라고 28일 예보했다. 비는 2일 오전 그치겠지만 강원 영동 지역에는 오후까지 내릴 것으로 기상청은 전망했다. 예상 강수량은 서울, 경기, 강원 영서, 경북 북부 30~80㎜, 강원 영동, 충청권, 남부지방, 제주도 10~60㎜다. 강원 영동과 경기 일부 지역 산지 등엔 눈이 내리는 곳도 있을 것으로 보인다. 예상 적설량은 강원 산지 50㎝ 이상, 강원 영동 5~40㎝, 강원 영서 3~10㎝, 경기 북부, 동부, 경북 북부 1~5㎝가 되겠다. 따뜻한 남풍의 영향으로 1일 아침 기온은 전날보다 크게 올라 중부지방과 경북권, 경남 내륙은 5도 내외, 전라권과 경남권 해안은 10도 내외가 되겠다. 1일 전국의 예상 아침 최저기온은 3~12도, 낮 최고기온은 6~17도가 되겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 속출하는 수포자·과포자, AI 선생님이 도와 드려요

    속출하는 수포자·과포자, AI 선생님이 도와 드려요

    코로나19로 인해 등교수업이 줄면서 수포자(수학포기자)·과포자(과학포기자)가 이전보다 더 늘었다는 목소리가 나오고 있다. 이 같은 상황에서 정부가 개인 맞춤형 인공지능 과외교사 시스템을 만들어 수포자, 과포자가 나오는 것을 막겠다고 나섰다. 과학기술정보통신부는 이 같은 내용이 포함된 ‘제4차 과학기술인재육성지원 기본계획’이 25일 국가과학기술자문회의 심의회의를 거쳐 확정됐다고 밝혔다. 이번 계획에 따르면 수학과 과학에 대한 흥미를 유발시키고 학습능력까지 높이기 위해 ‘인공지능(AI) 기반 수학학습 지원체계’, 일종의 ‘AI 수학 과외교사’ 시스템을 내년까지 구축해 2023년부터 운영할 계획이다. 학생들이 온라인상에서 ‘AI 수학학습지원 시스템’에 접속하면 학생별 학업성취도 수준을 진단한 뒤 맞춤형 학습을 받을 수 있게 되는 것이다. AI를 이용하면 초등학생의 경우 분수, 중고등학생은 함수나 기하학, 미적분학같이 어려워하는 개념들을 시각화하고 다양한 방식의 학습 컨텐츠를 통해 학생 수준에 맞춰 적절한 공부법을 제시하고 알기 쉽게 가르쳐 줌으로써 자기주도 학습이 가능하게 해준다. 정택렬 과기부 미래인재정책과장은 “미래 불확실성을 돌파하기 위해서는 수학과 과학 기본기가 탄탄한 인재양성이 무엇보다 중요한 만큼 이번 계획은 초·중등학생들의 수학, 과학에 대한 흥미와 역량을 끌어올리려는데 초점을 맞췄다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 美 캘리포니아·뉴욕 변이… 백신 효과 약해질까 우려

    美 캘리포니아·뉴욕 변이… 백신 효과 약해질까 우려

    과학저널 ‘사이언스’는 최근 캘리포니아 남부 지역을 중심으로 발견된 일명 ‘캘리포니아 변이 바이러스’가 감염력과 중증 증상 유발 가능성이 높고 심지어 백신을 무력화시킬 가능성도 큰 최악의 변이 바이러스라고 25일 전했다. 또 미국 뉴욕에서도 백신의 효력을 약화할 수 있는 신종 코로나 변이가 퍼지고 있다는 보도가 나왔다. 캘리포니아 변이를 연구한 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 연구팀은 지난해 9월 1일부터 지난 1월 29일까지 캘리포니아 44개 지역에서 수집한 4000여개의 검체에서 2172개의 유전체, 코로나19 입원 환자 324명의 의료기록을 분석했다. 그 결과 ‘B.1.427’과 ‘B.1.429’로 이름 붙여진 새로운 변이 감염자들이 코로나19 감염 환자에 비해 중환자실에 입원할 가능성이 4.8배 높고, 사망 가능성은 11배 이상인 것으로 조사됐다. 미국 동부에서도 컬럼비아대 메디컬센터 연구팀이 ‘B.1.526’으로 명명된 새로운 바이러스를 지난해 11월 뉴욕에서 채취한 표본에서 발견했다고 CNN이 24일(현지시간) 보도했다. 뉴욕 변이는 백신 저항력이 강한 남아프리카공화국 변이와 비슷한 특징을 보이는 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr
  • “美 캘리포니아 변이 바이러스, 중증 유발 가능성 4.8배 높아”

    “美 캘리포니아 변이 바이러스, 중증 유발 가능성 4.8배 높아”

    과학저널 ‘사이언스’는 최근 캘리포니아 남부 지역을 중심으로 발견된 일명 ‘캘리포니아 변이 바이러스’가 감염력과 중증 증상 유발 가능성이 높고 심지어 백신을 무력화시킬 가능성도 큰 최악의 변이 바이러스라고 25일 전했다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 연구팀은 2020년 9월 1일부터 지난 1월 29일까지 캘리포니아 44개 지역에서 수집한 4000여개의 검체에서 2172개의 유전체를 분석했다. 또 UCSF 부속병원에서 치료를 받거나 입원한 코로나19 환자 324명의 의료기록을 분석했다. 그 결과 ‘B.1.427’과 ‘B.1.429’로 이름 붙여진 새로운 변이 코로나바이러스에 감염된 사람들은 다른 코로나19 바이러스 감염 환자보다 중환자실에 입원할 가능성이 4.8배 높았으며 사망 가능성은 11배 이상인 것으로 조사됐다. 또 변이 바이러스에 감염된 사람들은 호흡기 속 바이러스 양이 다른 코로나 감염환자보다 2배 이상 많아 다른 사람을 더 쉽게 감염시킬 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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