바쁜 일상을 사는 많은 현대인은 불면에 시달린다. 밤잠을 제대로 못 자는 것은 여러 가지 문제를 일으키곤 한다. 그래서 수면제를 사용하거나 정신건강의학과나 수면클리닉에서 인지행동치료를 받기도 한다. 수면제 같은 약물은 장시간 사용하면 의존성과 부작용에 시달리게 되고 인지행동치료는 따로 시간을 내서 치료에 참여해야 하고 비용 문제도 고민거리다. 이런 가운데 국내 연구진이 머리에 근적외선을 비추는 것으로 불면을 해결할 수도 있다는 가능성을 제시해 눈길을 끈다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 연구팀은 머리에 근적외선을 비춰 수면을 돕는 ‘경두개 광생체조절’(tPBM) 기술이 불면 증상 개선에 도움이 된다는 사실을 확인했다고 23일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘분자 정신의학’ 9월 15일 자에 실렸다. 깨어 있는 시간이 길어질수록 뇌는 잠을 자려는 ‘수면압력’이 높아진다. 이 과정에 관여하는 대표적인 물질이 ‘아데노신’이다. 연구팀은 두피와 머리뼈 일부를 통과해 뇌 조직까지 도달할 수 있으며 뇌세포의 에너지 생산을 담당하는 미토콘드리아 활동에 영향을 미치는 것으로 알려진 근적외선에 주목했다. 연구팀은 근적외선이 미토콘드리아의 에너지 대사를 촉진하면 세포의 에너지원인 ‘아데노신삼인산’(ATP) 생성이 늘어나고 이후 ATP가 분해되는 과정에서 아데노신이 증가해 잠이 들기 쉬운 ‘수면압력’이 높아진 상태를 유도할 것이라고 예측했다. 우선 연구팀은 뇌를 구성하는 여러 종류의 세포에 근적외선을 비춰 ATP가 증가한다는 것을 확인했다. 이어 생쥐 머리에 근적외선을 비추자 깨어 있는 시간은 줄고 얕은 잠부터 깊은 잠까지 포함하는 비렘수면 시간은 늘어났다. 특히 생쥐 뇌에서 아데노신 농도가 높아졌고 깊은 수면과 관련된 델타파도 증가했으며 이런 변화는 근적외선 자극이 끝난 뒤 최대 3시간까지 이어졌다. 연구팀은 불면 증상이 있는 성인 남녀 40명을 대상으로 예비 임상시험을 진행했다. 두 집단으로 나눠 1주일 동안 매일 밤 잠들기 전 1시간씩 머리띠 형태의 기기를 착용하도록 했다. 한쪽은 근적외선이 나오지 않고, 다른 쪽은 근적외선이 나오도록 했다. 실험 결과 근적외선 자극을 받은 참가자들은 주관적으로 평가한 불면 증상과 수면의 질이 이전보다 뚜렷하게 개선되는 것이 관찰됐다. 잠들기 어려움이나 수면 유지 등 불면 증상의 정도를 평가하는 ‘불면증 심각도 지수’(ISI)가 26% 감소했고, 전반적인 수면의 질을 평가하는 ‘피츠버그 수면의 질 지수’(PSQI)도 29.6% 감소했다. 김재관 교수는 “정밀한 광자극과 수면 측정 기술을 접목하면 개인의 수면 상태와 생체리듬을 고려한 맞춤형 기술로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

미국 매사추세츠공과대(MIT), 하버드대 의대 부설 브리검 여성병원, MIT-하버드 브로드 연구소 공동 연구팀은 몸속 의료기기에 전기를 공급한 뒤 용도가 끝나면 분해돼 사라지는 ‘먹는 종이 배터리’를 개발했다고 밝혔다. 이는 국제 학술지 ‘네이처 화학공학’ 9월 22일 자에 실렸다. 연구팀은 음극(-)에 마그네슘 합금, 양극(+)에 삼산화몰리브데넘과 셀룰로스 나노섬유, 활성탄을 7 대 2 대 1로 섞은 종이 형태의 복합체를 만들었다. 셀룰로스 나노섬유는 효소로 체내에서 쉽게 분해된다. 전해질은 생분해성 이온성 액체를 젤라틴 겔에 섞어 굳혔고 전체를 밀랍으로 감싸 위산에 너무 빨리 녹지 않도록 했다. 크기는 지름 7.5㎜ 원형, 6×24㎜ 대면적 두 가지로 만들어 캡슐에 넣었다. 연구팀이 위장 구조가 사람과 비슷한 요크셔종 돼지에 내시경으로 캡슐을 넣고 사흘간 관찰한 결과 캡슐은 장으로 바로 넘어가지 않고 위에 머물렀다. 1주일을 넘기면 겔 전해질이 마르고 마그네슘이 부식되며 성능이 급격히 떨어진 뒤 수 주 내에 녹아 사라졌다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 기술은 복약 순응도를 추적하는 배터리 보조형 RFID 태그, 위 전기 자극 치료 캡슐로 사용될 수 있다. 기존 수동형 태그는 판독기를 목이나 허리에 붙여야 했지만 종이 배터리 태그는 4m 이내까지 안정적으로 신호를 보낼 수 있기 때문에 따로 수신기가 필요 없다. 또 위가 제대로 비워지지 않는 위마비 치료에 쓰이는 위 전기 자극 치료는 현재는 복강경 수술로 전극을 위 근육에 고정 삽입해야 한다. 그러나 종이 배터리를 캡슐에 넣어 삽입하면 최대 7일 정도 자극 치료가 가능하다. 종이 배터리를 장착한 장치를 넣고 돼지 위를 20분 정도 자극하자 식욕 촉진 호르몬인 그렐린이 최대 50%, 평균 36.3% 늘었고 조직 손상은 관찰되지 않았다.

부산 북항 친수공원 수로에 깜짝 등장한 상어를 보려고 추석 연휴에 인파가 몰릴 것으로 예상되면서 관계 기관이 안전대책 수립에 나섰다. 수로가 상어가 장기 서식할 수 없는 환경이어서 바다로 돌려보낼 방법을 마련해야 한다는 의견도 나온다. 부산시는 22일 오후 4시부터 북항 친수공원에 있는 상어와 관련한 관계기관 대책회의를 연다고 밝혔다. 회의에는 부산시와 관할 지자체인 동구, 친수공원을 관리하는 부산시설공단, 부산항만공사, 해양경찰, 국립수산과학연구원 등이 참석한다. 시 관계자는 “상어가 나타난 뒤로 친수공원에 평소의 4~5배 많은 인파가 몰리고 있다. 연휴가 시작되면 더 많은 인파가 몰릴 것으로 예상돼 안전 대책을 점검하려는 것”이라고 말했다. 그러면서 “상어를 이대로 둬도 되는지 외해로 유도해야 하는지에 대한 전문가 의견도 들어볼 것”이라고 밝혔다. 상어가 나타나면서 북항 친수공원에는 주말이었던 지난 18일 8800명, 19일 1만명 등 2만명에 가까운 인파가 몰렸다. 평소 주말 일평균 방문객 수인 2000명의 4~5배가 몰린 셈이다. 평일인 지난 21일에도 8000여명이 다녀갔다. 사람이 몰리자 부산시설공단과 부산항만공사는 안전요원을 배치했다. 상어를 가까이 보려다 물에 빠지는 등 안전사고가 일어날 우려가 있어서다. 현장에 “안전사고 예방을 위해 관람구역 내 체류시간을 30분 이내로 해달라”는 안내판도 설치했다. 상어는 바다와 연결된 북항 친수공원 수로에서 지난 18일 발견됐다. 해경은 상어를 바다로 돌려보내려고 했으나 무리하면 공격성을 자극할 수 있다는 국립수산과학원의 권고에 따라 철수했다. 이후 닷새째 상어가 모습을 드러내자 전국에서 상어를 보려는 사람이 모여 친수공원이 북새통을 이루고 있다. 무태상어 또는 흑상어로 추정되는 이 상어가 수로에 들어와 나가지 않는 이유에 대해서는 여러 의견이 나온다. 먹잇감을 따라 들어왔다가 끝이 좁은 수로의 구조 때문에 바다로 나가는 길을 찾지 못한 것으로 추측하는 전문가가 있는가 하면 몸을 다쳤거나 출산을 앞둔 상황 등을 이유로 일부러 머물고 있을 가능성을 제기하는 전문가도 있다. 다만, 수로 환경이 상어가 오래 머물기에 적합하지 않다는 데에는 의견이 모인다. 국립수산과학원 관계자는 “수로에 먹잇감이 될 만한 숭어, 망상어가 있고 수심도 3~4m 정도여서 서식하지 못할 정도는 아니지만, 넓은 범위를 이동하는 상어에게 좁은 수로가 오래 머물 수 있는 곳은 아니다”고 말했다. 이어 “개체마다 생존력이 다르기 때문에 얼마나 더 머물 수 있을지는 알 수 없다. 상태를 계속 관찰 중이며 이상이 있다면 바다로 돌려보내야 할 것”이라고 말했다.

몸속 의료기기에 전기를 공급한 뒤 용도가 끝나면 분해돼 사라지는 ‘먹는 종이 배터리’가 개발돼 눈길을 끈다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 기계공학과, 전기공학·컴퓨터과학과, 미디어 아트 및 과학 프로그램, 데이비드 코흐 통합 암 연구센터, 비교 의학 연구부, 하버드대 의대 부설 브리검 여성병원, MIT-하버드 브로드 연구소 공동 연구팀은 마그네슘과 삼산화몰리브데넘으로 만든 생체흡수성 종이 배터리를 개발하고 돼지 실험으로 안전성을 확인했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 화학공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 화학공학’ 9월 22일 자에 실렸다. 삼키거나 몸에 심는 전자기기는 실시간 건강 모니터링과 전기 자극 치료의 폭을 넓히고 있지만 전원 공급이 항상 문제였다. 알칼리·리튬 이온 전지는 포장이 손상되면 전해질이 새어 체내 조직을 손상할 수 있고 분해되지 않는 케이스는 그대로 몸속 전자 폐기물이 된다. 단추처럼 작은 전지를 잘못 삼키면 식도 천공이나 누공, 심할 경우 사망에 이르는 사례만 봐도 알 수 있다. 연구팀은 음극(-)에 마그네슘 합금, 양극(+)에 삼산화몰리브데넘과 셀룰로스 나노섬유, 활성탄을 7대 2대 1로 섞은 종이 형태의 복합체를 만들었다. 셀룰로스 나노섬유는 효소로 체내에서 쉽게 분해된다. 전해질은 콜린 염화물과 젖산을 녹여 만든 생분해성 이온성 액체를 젤라틴 겔에 섞어 굳혔고 전체를 밀랍으로 약 300㎛(마이크로미터) 두께로 감싸 위산에 너무 빨리 녹지 않도록 했다. 크기는 지름 7.5㎜ 원형, 6×24㎜ 대면적 두 가지로 만들어 캡슐에 넣었다. 종이 배터리의 개방 회로 전압은 1.84V(볼트)로 일반적으로 쓰는 아연 전지 1.4V나 산화은 전지 1.55V보다 높았다. 면적당 용량은 2.43㎃h/㎠, 에너지 밀도는 4.13㎃h/㎠였고 계속 방전시켜도 하루 동안 1.6V 안팎을 유지했다. 연구팀은 위장 구조가 사람과 비슷한 요크셔종 돼지에 내시경으로 캡슐을 넣고 사흘간 관찰한 결과 엑스선 영상에서 캡슐은 장으로 넘어가지 않고 위에 머물렀다. 전압은 1.8V에서 1일 차 1.6V, 3일 차 1.45V로 서서히 떨어졌다. 1주일을 넘기면 겔 전해질이 마르고 마그네슘이 부식되며 성능이 급격히 떨어지는 것이 관찰됐다. 연구팀은 모의 위액으로 분해 실험도 진행했다. 그 결과 종이 배터리는 수 주 내에 부서졌고 캡슐은 40일 안에 대부분 녹았다. 체내에 완전히 노출되더라도 용출되는 마그네슘은 최대 3.4㎎, 몰리브데넘은 하루 1㎎ 미만으로 일일 섭취 기준(각 420㎎, 2㎎)을 크게 밑돈다. 두 금속 모두 체내 흡수와 신장 배설 경로가 알려진 필수 미량원소다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 기술은 복약 순응도를 추적하는 배터리 보조형 RFID 태그, 위 전기자극 치료 캡슐로 사용될 수 있다. 기존 수동형 태그는 판독기를 목이나 허리에 붙여야 했지만 종이 배터리 태그는 4m 이내까지 안정적으로 신호를 보낼 수 있다. 실제로 살아 있는 돼지 식도에 넣고 1.5m 떨어진 곳에서 측정하자 신호 세기가 삼키기 전보다 약 10㏈(데시벨) 떨어져 제대로 약을 삼켰다는 것을 알 수 있었다. 또 위가 제대로 비워지지 않는 위마비 치료에 쓰이는 위 전기자극 치료는 현재는 복강경 수술로 전극을 위 근육에 꿰매야 한다. 연구팀은 종이 배터리를 캡슐에 넣어 삽입하면 최대 7일 정도 자극을 이어갔다. 실제로 돼지 위를 20분 정도 자극하자 식욕 촉진 호르몬인 그렐린이 최대 50%, 평균 36.3% 늘었고 조직 손상은 관찰되지 않았다. 연구를 이끈 지오반니 트라베르소 MIT 교수는 “이번 연구는 ‘먹는 전자기기’의 가장 약한 고리였던 전원 문제를 생체흡수성 재료만으로 풀어낸 첫 사례”라며 “회수 절차를 없애고 기기가 몸에 남을 위험과 위장관 내 전자 폐기물을 함께 줄인다는 점에서 지속 가능하고 환자 친화적인 생체전자 의학으로 가는 중요한 단계”라고 평가했다.

단국대학교(총장 안순철)는 고분자시스템공학부 김세영 교수 연구팀이 물의 표면장력에 의해 수면 위 나노입자가 변형되는 현상을 세계 최초로 실험적으로 규명했다고 21일 밝혔다. 연구팀은 실험에서 나노입자 강성과 표면장력에 따른 구조 변화를 실시간으로 측정해 두 요소가 나노입자를 최대 75%까지 변형시킨다는 사실을 밝혀냈다. 물과 기름처럼 서로 섞이지 않는 경계면의 표면장력을 낮추는 ‘계면활성 나노입자’는 기존 계면활성제를 대체할 차세대 소재로 꼽힌다. 화장품·의약품·친환경 코팅공정 등에서 경계면을 안정화하는 유화 효과가 뛰어나 핵심 성분을 보호할 수 있기 때문이다. 나노입자의 모양은 경계면의 안정화와 유화 성능에 영향을 미치는 중요한 요소다. 그러나 나노입자는 크기가 매우 작아 수면 위에서 일어나는 변형을 직접 관찰하고 정량적으로 측정하기 어려웠다. 학계에서는 나노 크기에서는 물의 표면장력이 입자를 변형시킬 만큼 강하게 작용할 것으로 예상해 왔지만, 실제 변형 과정을 실시간으로 측정해 이를 입증한 사례는 없었다. 연구팀은 강성을 조절할 수 있는 구형 고분자 나노입자를 활용해 수면 위 입자 구조 변화를 실시간·비파괴적으로 측정하는 중성자반사율(neutron reflectivity) 실험을 진행했다. 표면장력을 조절할 수 있는 랭뮤어 수조(Langmuir trough)를 활용해 변형률을 측정한 결과, 표면장력과 나노입자의 강성 정도에 따라 변형률이 최대 75%에 이르는 현상을 확인했다. 이를 통해 탄성체가 표면장력에 의해 변형되는 ‘탄성모세관(elastocapillary) 현상’을 실험적으로 입증했다. 김세영 교수는 “향후 고계면적 화공소재와 생체계면 조절 약물 등 차세대 계면활성 나노입자를 설계하는 기반 기술로 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 연구는 미국 퍼듀대학교(Purdue University), 일본 J-PARC 연구소와의 국제공동연구로 수행됐으며, 한국연구재단 지원을 받았다. 김상윤 석사와 진신저 석사(이상 고분자공학과)가 공동 제1저자로 참여했다. 연구 성과는 미국화학회(ACS)가 발행하는 나노과학 분야 국제 저명학술지 ‘Nano Letters’(IF 9.1)에 게재됐다. 논문명은 ‘Elastocapillary Deformation of “Glassy” Polymer Micelles at an Air–Water Interface’이다.

국내가 아닌 해외 장비나 무기에 대한 정보는 거의 전적으로 인터넷이나 업체가 제공한 자료에 의존할 수밖에 없다. 그런 이유로 현장에서 직접 시연하는 장면을 보는 것은 연구자에게 매우 중요한 기회다. 특히, 드론에 대응할 수 있는 재머의 시연은 국내에서는 할 수 있는 곳이 별로 없고, 시연도 하고 싶을 때 할 수 없다. 필자는 지난 5일부터 7일까지 ‘창끝전투’ 연구진들과 함께 이스라엘을 방문, 두 곳의 대드론 업체에서 직접 시연할 기회를 얻었다. 그중 한 곳은 우리나라에는 아직 진출하지 않았지만, 이스라엘군에 널리 쓰이고 있고 다른 해외 시장에도 적극 진출한 ‘네트라인 커뮤니케이션 테크놀로지스’(이하 네트라인)이었다. 텔아비브의 이스라엘 육군본부와 인접한 위치에 있는 네트라인은 원래 무인항공기와 IED(급조폭발물) 대응 장비를 만들던 업체였지만, 최근에는 드론 대응 재머 개발에 더 많은 투자를 하고 있었다. 시연은 오전에는 음향 탐지 기술, 오후에는 재밍 기술을 선보였다. 네트라인이 시연한 재머는 보병 부대를 위한 백팩형 장비로 탐지부와 재밍부를 분리할 수 있도록 설계되었다. 네트라인의 재머 기술은 한마디로 탐지할 수 있는 모든 대역을 동시에 탐지한다. 상대방 드론이 재밍을 당할 경우 취할 수 있는 대응 방법인 주파수 호핑이 이루어진 후에는 대응이 늦다는 교훈을 반영해 목표 드론이 사용할 수 있는 주파수 대역을 모두 감시하고, 실시간 대응을 한다는 의미다. 창끝전투 연구진은 한 팀은 재머 위치에, 한 팀은 목표 드론 위치로 분산돼 관찰했다. 네트라인 담당자들은 자신들이 탐지할 수 있는 주파수 대역 전체를 보여주는 장비와 함께 스마트폰에 탑재된 재머용 컨트롤러를 보여줬다. 이어 드론 주파수가 감지되었고, 휴대용 컨트롤러에 재밍 여부를 묻는 스위치가 보였다. 스위치를 클릭하자 드론은 바로 작동 불능이 됐다. 오후 시연이 벌어진 장소는 연구진 모두를 놀라게 했다. 특별히 정해진 시험장이 아니라, 수확이 끝난 농장이었고, 바로 위로 벤구리온 공항을 오가는 여객기들이 지나는 항로 바로 아래였기 때문이다. 네트라인 관계자들에게 질문하니 GPS 교란만 아니면 여러 지역에 걸쳐 시험이 가능하다는 답변을 들으면서, 어떻게 빠르게 실전적 데이터를 쌓고, 시험할 수 있는지 이해했다. 오전에 시연한 음향 탐지 장비인 소닉 스캔은 네트라인이 얼마나 전장의 현실을 잘 인식하고 있음을 보여주는 사례였다. 네트라인은 FPV 드론 등 기존 전파 탐지 장비로는 탐지할 수 없는 새로운 위협의 등장에 대한 대책을 고민했고, 소닉 스캔을 개발한 회사를 인수했고, 여기에 지속해서 투자하고 있다. 오후 시연이 끝난 후, 회사로 돌아와 창끝전투 연구진은 네트라인 임원 및 연구진들에게 다양한 질문을 했다. 군 출신 개발자들이 많은 이유와 왜 군 본부와 인접해 있는가에 대한 질문에 네트라인은 군은 중요한 파트너이기 때문에 즉각적인 소통이 필요하며, 실제로 잦은 왕래가 이뤄진다고 했다. 군 출신 개발자가 많은 것은 그들이 군에 있으면서 느낀 부족함을 업체에서 해결할 수 있기 때문이라 답변했다. 그 밖에도 네트라인은 자신들이 개발한 재머가 상당한 수준의 전자파를 방출하기 때문에 운용자의 건강에 미칠 영향에 대해서 우려하고 있으며, 효과는 유지하면서 인체에 미칠 영향을 줄이는 방법을 연구하고 있다고 밝혔다. 이는 그동안 무기 자체의 성능에만 신경 써 왔던 필자를 포함한 연구진에게 신선한 충격을 안겨주었다. 네트라인에서 얻은 경험이 국내에도 널리 전파돼 국내 대드론 산업의 발전으로 이어지길 바란다.

알츠하이머병 치료제 ‘레카네맙(제품명 레켐비)’을 한국인 실제 임상 현장에 적용한 결과, 발생한 주요 이상반응의 대부분이 경증이거나 무증상으로 철저한 관리를 통해 안전하게 다룰 수 있는 수준인 것으로 확인됐다. 고려대 구로병원 신경과 강성훈 교수 연구팀(고려대 구로병원 신경과 강성훈 교수/알츠하이머 예방센터장·신재민 전공의, 영상의학과 서상일 교수, 핵의학과 어재선 교수)은 국내 알츠하이머병 환자를 대상으로 레카네맙의 실제 임상 적용 경험과 안전성을 체계적으로 분석한 연구 결과를 발표했다. 그동안 레카네맙의 효과와 안전성은 글로벌 임상시험을 통해 입증되었으나, 아시아 환자를 대상으로 실제 진료 환경에서의 안전성과 이상반응 양상을 심층 분석한 자료는 상대적으로 부족했던 상황이다. 연구팀은 지난 2024년 12월부터 2025년 10월까지 고려대 구로병원 알츠하이머예방센터에서 레카네맙 치료를 시작한 환자 127명을 대상으로 주입 관련 반응(Infusion-Related Reaction), 아밀로이드 관련 영상 이상(ARIA), ARIA 위험요인 및 초기 인지기능 변화를 면밀히 추적 조사했다. 조사 결과, 발열과 전신 쇠약감, 두통 등을 동반하는 주입 관련 반응은 전체 환자의 21.3%에서 발생했으나 대부분 첫 번째 투여 중이거나 직후에 나타났다. 또한 투약 후 추적 MRI 검사를 시행한 환자 102명 가운데 아밀로이드 관련 영상 이상은 8.8%에서 확인되었으며, 대다수가 영상학적으로 경미하거나 임상 증상이 전혀 없는 상태였다. 치료 시작 후 6개월까지 간이정신상태검사(MMSE)로 측정한 인지기능 점수 역시 전반적으로 안정적으로 유지된 것으로 나타났다. 다만, 치료 전 뇌 미세출혈이 많거나 백질변성이 심한 환자의 경우 ARIA 발생 위험이 다소 증가하는 경향을 보였다. 이는 투약 전 환자별 맞춤형 위험도 평가와 치료 중 정기적인 MRI 모니터링이 얼마나 중요한지 시사하는 대목이다. 연구팀은 초기 논문 발표 이후에도 실제 임상에서 레카네맙 치료 환자군을 총 233명까지 확대하여 후속 관찰을 지속했다. 확대된 환자군을 분석한 결과, 주입 관련 반응은 25.3%, 뇌부종이나 삼출을 동반하는 ARIA-E는 4.0%, 뇌 미세출혈 등을 뜻하는 ARIA-H는 8.5%에서 관찰되었다. 이는 앞서 보고된 초기 결과와 전반적으로 유사한 안전성 양상이다. 실제 임상 경험이 축적되고 치료 대상 폭이 넓어졌음에도 새로운 안전성 우려 사항은 나타나지 않았으며, 대다수의 이상반응은 경증이거나 무증상에 그쳐 충분히 관리 가능한 수준임이 거듭 입증됐다. 이번 연구는 표준화된 방법으로 환자의 임상 경과, 혈액 바이오마커, MRI, 아밀로이드 PET 및 인지기능 변화를 장기간 추적하는 연구 코호트인 ‘K-LEARN(Korean Lecanemab Real-world Evidence and Response Network)’을 기반으로 수행됐다. 연구를 총괄한 강성훈 교수는 “이번 성과는 임상시험이 아닌 국내 실제 진료 환경에서 레카네맙을 투여받은 환자들의 치료 경과를 가감 없이 분석했다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “치료 전 뇌 MRI를 통한 면밀한 위험도 평가와 정기적인 모니터링이 뒷받침된다면 실제 진료 현장에서도 보다 안전하고 효과적으로 치료를 적용할 수 있을 것”이라고 강조했다. 한편, 이번 분석 결과가 담긴 논문은 ‘한국인 환자를 대상으로 한 레카네맙의 실제 임상 적용: 안전성, ARIA 위험도 및 초기 치료 양상 분석(Real-world implementation of lecanemab in Korean patients at a tertiary memory clinic: Safety, ARIA risk, and early treatment patterns)’이라는 제목으로 알츠하이머협회 국제학술지인 ‘Alzheimer’s ＆ Dementia: Diagnosis, Assessment ＆ Disease Monitoring’에 게재되며 학계의 주목을 받고 있다.

지난 5일 27년 동안 중증 자폐스펙트럼장애(ASD) 아들을 헌신적 사랑으로 돌봐 많은 사람의 눈시울을 붉히게 만든 ‘피터팬 아빠’ 전경철 작가가 세상을 떠났다. 전 작가의 생전 활동이 여러 방송 프로그램에 의해 알려지면서 자폐에 대한 우리 사회에 대한 관심이 높아지고 있다. 자폐는 사회적 의사소통과 상호작용에 어려움을 겪고 제한적이고 반복적인 행동을 특징으로 하는 대표적인 신경 발달 장애다. 다양한 유전적 원인이 보고됐지만 어떤 공통적인 생물학적 원리 때문에 질환이 발생하는지에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 이런 상황에서 국내 연구진이 원인 유전자만 1200개가 넘는 자폐 스팩트럼 장애의 공통된 분자적 특징을 밝혀내고 복잡한 유전적 다양성을 하나의 분자 지도 위에서 이해할 수 있는 길을 열었다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 디지털바이오컴퓨팅연구단 공동 연구팀은 자폐 스펙트럼 장애 위험 유전자 돌연변이를 가진 세계 최대 규모의 생쥐 모델을 분석한 결과, 다양한 유전자 변이를 두 가지 유전자 활성 상태(전사체)로 설명할 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 9월 18일 자에 실렸다. 연구팀은 시냅스 기능, 유전자 발현 조절, 세포 내 신호 전달 등 서로 다른 생물학적 기능에 관여하는 자폐 위험 유전자 17종을 선정해 각 유전자에 돌연변이가 있는 생쥐 모델을 구축했다. 그 다음 총 1008개의 뇌 전전두엽 RNA 시퀀싱 데이터를 분석해 뇌 전체 유전자 발현 양상을 종합적으로 비교했다. 분석 결과 서로 다른 유전자 변이를 가진 생쥐들은 변이 유전자 종류에 관계없이 두 가지 공통된 전사체 상태로 수렴됐다. 그룹1 모델은 신경세포 간 신호 전달을 담당하는 시냅스 유전자 발현은 감소했지만 유전자 발현 조절 유전자와 RNA 가공 유전자 발현은 늘어났다. 반대로 그룹2 모델은 시냅스 유전자 발현이 증가하고 유전자 발현 조절과 RNA 가공 관련 유전자 발현은 줄었다. 연구팀에 따르면 발병 원인이 되는 유전자는 다르지만 분자 수준에서는 유전자 발현이 두 가지 일정한 패턴으로 나타났다. 두 그룹은 약물 반응성에서도 차이를 보였는데 항우울제인 플루옥세틴과 기분안정제인 리튬을 각각 투여한 결과 그룹1은 약물 투여 후 여러 유전자의 분자적 이상이 일관되게 회복됐다. 그러나 그룹2는 유전자마다 반응이 달라 같은 약물에도 회복성 반응이 나타나지 않았다. 환자의 유전자 분자 상태에 따라 같은 치료제를 투여해도 반응이 다르게 나타날 수 있다는 것이다. 이는 환자 맞춤형 정밀 치료 연구의 기반이 될 것으로 기대된다. 연구팀은 단일핵 RNA 시퀀싱 기술과 유전자 상호 연관성 분석을 통해 추가 검증했다. 그 결과 동일한 분자 패턴이 일관되게 확인됐고 자폐 생쥐모델과 실제 자폐인의 뇌 전사체 데이터에서도 유사한 분자패턴이 관찰됐다. 김은준 IBS 연구단장은 “자폐는 원인 유전자가 매우 다양해 개별 유전자 연구만으로는 공통의 발병 원리를 이해하는 데 한계가 있었는데 이번 연구는 다양한 유전적 원인을 공통된 분자적 특징으로 해석하는 새로운 연구 틀이 제시했다는 데 의미가 있다”며 “자폐 치료 후보 물질에 대한 비교 및 평가 연구가 보다 체계화될 것으로 기대한다”고 말했다.

하얀 반달 모양의 손톱 밑동 부분, 이른바 손톱반달의 색이 흔한 만성질환의 조기 단서가 될 수 있다는 검토 연구 결과가 나왔다. 미국 럿거스 뉴저지 의과대학 연구진은 미국의학과학저널(The American Journal of the Medical Sciences)에 발표한 사례 연구 검토에서 손톱반달이 흰색에서 붉은색으로 변하는 현상과 심부전, 간경변, 류머티즘관절염 등 여러 질환 사이에 연관성이 나타난다고 밝혔다. 손톱반달은 손톱이 자라나는 공장에 해당한다. 케라틴이라는 단백질로 새 세포를 만들어 앞으로 밀어내면서 손톱이 자란다. 대체로 엄지에서 가장 잘 보이는 편이다. 보통 손톱반달은 흰색으로 인식되는데 엄밀히 살펴보면 옅은 분홍빛이다. 다만 주변 손톱과 피부가 더 붉어서 상대적으로 하얗게 보인다. 손톱반달과 만성질환 연관성 사례 보고 종합연구이번 연구는 직접 참가자들의 손톱반달 모양과 건강 상태를 살펴본 대규모 역학조사가 아니라 기존 사례 보고를 모아 정리한 연구다. 따라서 손톱반달 모양과 질환 사이에 상관관계가 왜 나타나는지 규명하진 못했다. 그러나 두 요소 사이에 상관관계를 본격적으로 정리한 1954년 이후 수많은 사례가 추가로 밝혀졌으며, 특히 심혈관계, 간, 혈액, 피부 및 류머티즘 질환과의 연관성이 있다고 연구진은 밝혔다. 1954년 영국 성바르톨로뮤 병원은 붉은 손톱반달이 나타난 환자 23명의 질환을 정리해 보고했다. 붉은 손톱반달이 나타난 환자 23명 중 14명(61%)이 심부전이었고, 나머지는 폐기종, 만성기관지염, 진성적혈구증가증, 영양실조, 간경변, 골수성백혈병 등이었다. 같은 논문은 건강한 젊은 여성 150명을 검사했더니 붉은 손톱반달 사례는 거의 없었다고 기록했다. 이후 70년간 보고된 연관 질환은 다음과 같았다. ●심혈관계: 심부전, 고혈압, 협심증, 심근경색 ●간: 간경변 ●자가면역·류머티즘: 전신홍반루푸스(SLE·온몸의 여러 장기를 면역세포가 공격하는 자가면역 질환), 류머티즘관절염, 피부근염, 원발성 쇼그렌증후군 ●피부: 원형탈모증, 백반증, 20조갑이영양증(손발톱 20개가 모두 거칠어지는 병) ●폐: 만성폐쇄성폐질환(담배 등으로 기관지가 좁아지는 병) ●기타: 일산화탄소 중독, 성병성 림프육아종 2014년 결합조직질환 환자 39명을 대상으로 한 연구에서는 69%에서 손톱 변화가 관찰됐다. 포함된 루푸스 환자 14명 중 1명은 붉은 손톱반달이 질환의 첫 징후였다. 임상의를 위한 감별 기준 제시 연구진은 손톱 아래 모세혈관이 확장돼 혈류가 늘고, 그 붉은색이 엷고 투명한 조직을 통해 비치면서 나타나는 현상으로 추정한다. 다만 정확한 기전은 아직 규명되지 않았다고 논문은 명시했다. 논문은 임상의가 손톱반달을 살펴볼 때 몇 가지 감별 기준도 제시했다. 여러 손톱에 좌우 대칭으로, 특히 엄지에 뚜렷하게 붉은색 손톱반달이 나타나면 전신 질환 가능성이 높다. 손톱 하나만 변색된 경우에는 일반적으로 손톱 아래 종양이나 출혈, 감염 등 국소적인 문제일 확률이 높았다. 눌러봤을 때 하얘지면 혈관 확장이 원인이라는 뜻으로, 혈관계 쪽을 살펴볼 필요가 있다. 다만 손톱반달 경계를 넘어선 변색을 붉은색의 손톱반달로 진단해서는 안 된다고 연구진은 강조했다. 유의할 점은 결합조직 질환 환자라고 해서 다 붉은 손톱반달이 있던 것이 아니고, 붉은 손톱반달이 있다고 해서 다 질환이 있는 것도 아니라는 점이다. 그렇더라도 손톱반달에 붉은색 징후가 나타난 사람들을 대상으로 다른 질환이 있는지 확인하기 위해 전반적인 진찰을 해볼 가치가 있다는 것이 연구진의 결론이다. 손톱반달의 변색이 흔한 만성질환의 단서가 될 수 있는데도 임상의가 놓칠 수 있으니 꼼꼼히 챙겨보는 편이 좋다는 의미다. 연구진은 “손톱반달의 붉은색 변색이 드물게 나타나는 탓에 진찰 과정에서 곧잘 지나치게 된다”면서 “이 미묘한 임상 징후가 전신 질환의 조기 발견에 도움이 될 수 있다”라고 밝혔다.

20~30년 전까지만 해도 ‘독서’가 취미라고 이야기하면 “학생한테 책 읽기가 어떻게 취미가 될 수 있냐”며 타박을 받곤 했다. 스마트폰과 소셜 미디어(SNS)로 인해 책 읽는 사람이 줄어들면서 좋아하는 분야, 흥미를 느끼며 읽을 수 있는 책으로 재미를 붙여 보라는 조언도 나오고 있지만 독서율을 높이기에는 역부족이다. 학부모들은 자녀가 책 읽는다고 하면 입시에 도움이 되는 고전 같은 책 읽기를 권하다 보니 아이들이 책 읽기에 의무감을 느껴 오히려 책을 더 멀리하게 된다는 지적도 나오고 있다. 실제로 그래픽 노블이든 만화든 웹소설이든 간에 재미로 읽는 독서가 뇌 구조를 바꿔 치매 위험까지 낮춰준다는 조사 결과가 나와 눈길을 끈다. 영국 케임브리지대 정신의학과, 행동 및 임상 신경과학 연구소와 카밀라 왕비가 설립한 독서 자선단체 ‘퀸스 리딩 룸’ 공동 연구팀은 독서가 뇌를 건강하게 유지해 인지 기능과 정신 건강에 긍정적 영향을 미친다고 17일 밝혔다. 단, 의무감에 하는 독서가 아닌 재미를 느끼는 자발적 독서일 때만 나타나는 현상이다. 이 연구 결과는 정신의학 분야 국제 학술지 ‘정신보건 의학’ 9월 16일 자에 실렸다. 연구팀은 설문조사, 종단 연구, 뇌영상 촬영, 행동 실험 등 다양한 방식으로 수행된 기존 연구들을 한데 모아 비교했다. 방법론이 다른 연구들이 같은 방향을 가리키는지 확인하기 위해서였다. 즐기는 독서의 강력한 힘을 보여주는 가장 확실한 근거는 연구팀이 중국 푸단대와 함께 수행한 연구로 미국 청소년 뇌인지발달(ABCD) 연구에 참여한 9~11세 청소년 1만 243명을 2년 이상 추적한 분석 결과였다. 실험 대상자 중 절반이 넘는 51.8%가 3~10세 사이에 재미로 책을 읽기 시작했는데 이들은 책을 읽지 않은 아이들보다 주의력, 억제 조절 능력, 작업 기억, 일화 기억에서 더 나은 성적을 보였고 학업 성취도도 높은 것으로 나타났다. 또 정신 건강 문제와 주의 산만 증상은 적었고 수면 시간은 길고 스크린 사용 시간은 짧았다. 독서의 효과 모든 연령대에서 나타나뇌 자기공명영상(MRI) 촬영에서는 구조적 차이가 확인됐다. 조기 독서 집단은 언어와 인지, 정서 조절을 담당하는 상측두이랑, 좌측 각이랑, 안와전두피질, 시상 등의 피질 면적과 부피가 더 컸다. 이런 차이는 나이와 성별, 사춘기 진행 정도, 인종, 가족 구조는 물론 부모의 학력과 가구 소득까지 모두 통제한 뒤에도 그대로 유지됐다. 독서 효과가 가정의 경제적 지위나 부모의 교육 수준과는 상관없다는 의미다. 노년기 독서 효과는 더 뚜렷하게 나타났다. 55세 이상 5437명을 5년간 추적한 연구에서 독서를 자주 한 사람은 인지 장애가 생길 확률이 유의하게 낮았다. 65세 이상 801명을 평균 4.5년간 추적한 연구에서도 신문, 잡지, 책을 읽는 습관이 알츠하이머병 발병 위험을 33% 낮췄고 75세 이상 469명을 평균 5.1년간 추적한 연구에서도 독서가 치매 위험을 35% 낮추는 것으로 확인됐다. 64세 이상 1962명을 14년간 관찰한 연구에서는 주 1회 이상 책을 읽는 습관이 학력 수준과 관계없이 인지 기능 저하를 늦췄다. 독서가 뇌를 바꾼다는 직접적인 단서도 있다. 7~11세 난독증 아동 11명에게 8주간 글자와 단어를 떠올리고 소리 내 읽고 따라 쓰게 하는 훈련을 시켰더니 읽기 능력이 향상됐고 좌측 방추이랑과 해마, 쐐기앞소엽의 회백질 부피가 함께 늘었으며 이 변화는 훈련 이후에도 계속 유지됐다. 특히 소설 읽기는 타인을 이해하는 능력에 영향을 미쳤다. 19~26세 26명이 문학 작품을 읽는 동안 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 관찰한 결과 사회적 내용이 풍부한 대목에서 배내측 전전두피질이 활발해졌다. 실제로 소설을 자주 읽는 사람일수록 사회 인지 능력이 뛰어난 것으로 조사됐다. 성인에겐 스트레스 완화아이들에겐 학업성적 향상“만화책을 읽는 것도 좋아”성인에게 즐기는 독서는 스트레스 완화 효과가 컸다. 한 조사에서 성인 5명 중 2명꼴로 책이 긴장을 푸는 최고의 방법으로 나타났다. 책으로 위안을 찾는다는 응답(35%)이 와인(31%), 목욕(10%)보다 훨씬 컸다. 퀸스 리딩 룸이 2024년 의뢰한 신경과학 조사에서는 소설을 단 5분만 읽어도 스트레스가 최대 20% 줄고 집중력과 문제 해결 능력이 향상되는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 바버라 사하키안 영국 케임브리지대 교수는 “독서는 뇌 건강을 지키고 중요한 인지 능력을 키우며 웰빙을 높이는 훌륭한 방법으로 어린 시절부터 권장하는 것이 좋지만 시작하기에 너무 늦은 나이란 없고 노년까지 평생에 걸쳐 이득을 준다”고 설명했다. 사하키안 교수는 “무엇을 읽는지는 중요하지 않다”며 “아이들이 정말 재미있어할 소재를 찾는 것이 중요한 만큼 TV 프로그램이나 게임이 통로가 될 수 있고 만화책과 그래픽 노블은 소설보다 덜 부담스러워 훌륭한 입문서가 된다”고 덧붙였다.

과학기술 발전에도 불구하고 아직 암을 정복하지는 못하고 있다. 국내 사망률 1위가 여전히 암이라는 사실만 봐도 알 수 있다. 암으로 인한 사망 상당수는 원발 종양 때문이 아닌 다른 장기로의 전이 때문이다. 그래서 암 전이에 대한 연구는 활발하지만 암이 원래 발생한 조직에서 벗어나 낯선 장기에 도달한 다음 어떻게 적응하고 정착하는지는 여전히 명확히 알려져 있지 않다. 이런 상황에서 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 연구팀은 장기별 주변 조직을 재현한 배양 시스템을 만들어 대장암 세포의 전이 초기 적응 과정과 간 전이 대장암의 취약점을 규명했다고 17일 밝혔다. 이 연구 결과는 생체재료 분야 국제 학술지 ‘바이오액티브 머티리얼즈’에 실렸다. 연구팀은 장기에서 세포를 제거하고 세포외기질만 남겨 만든 하이드로젤에 환자에게서 추출한 대장암 세포를 넣어 배양 시스템을 만들었다. 세포외기질은 세포를 둘러싸 지탱하고 세포 표면의 수용체와 상호작용해 세포 성장과 생존에 영향을 주는 물질이다. 장기마다 세포외기질이 다르기 때문에 사람과 조직 성분이 유사하고 충분한 양을 확보할 수 있는 돼지의 대장, 간, 폐, 뇌로 4종의 배양 재료를 만들었다. 연구팀은 동일한 암세포가 서로 다른 장기에서 어떤 변화가 나타나는지 확인했다. 연구 결과 배양 재료에 따라 종양 덩어리의 형성 정도와 유전자 작동을 조절하는 ‘후성유전적 변화’가 다르게 나타났다. 암세포가 주변 조직에 따라 어떤 유전자를 활성화할지 조절하며 적응해 간다는 뜻이다. 특히 간 조직 배양 재료에서는 유전자 작동을 조절하는 단백질 생성이 늘었고 이를 억제하자 종양 덩어리가 형성되는 비율이 줄어드는 것이 확인됐다. 실제로 암세포의 생존 신호 수신기 역할을 하는 단백질을 차단하는 약물을 주입하자 암세포 생존율은 크게 줄어드는 것이 관찰됐다. 조승우 교수는 “이번 연구는 다양한 암종으로 확대해 환자의 암이 특정 장기로 전이됐을 때의 취약점을 파고드는 맞춤형 치료 개발에 도움이 될 것”이라며 “면역세포까지 함께 배양되는 시스템을 만들어 장기별 암세포와 면역세포의 상호작용을 살펴보고 면역항암제의 효과와 독성을 평가하는 데 활용할 계획”이라고 밝혔다.

오는 2060년 한국이 세계에서 가장 고령화된 국가가 될 것이라는 전망이 나왔다. 미국 인구조사국이 최근 발표한 ‘고령화 세계: 2025’ 보고서에 따르면 한국의 65세 이상 인구 비중은 2025년 20.3%에서 2060년 41%까지 증가할 것으로 예상됐다. 같은 기간 중위연령도 46세에서 59.2세로 높아진다. 인구 고령화가 지금보다 훨씬 빠르게 진행될 것이라는 의미다. 이처럼 고령인구가 빠르게 늘어나는 사회에서는 얼마나 오래 사느냐 뿐 아니라 얼마나 건강하게 움직이며 살아가느냐가 중요해진다. 인천자생한방병원 우인 병원장은 “나이가 들어서도 일상적인 활동을 스스로 이어가려면 근육은 물론 척추·관절 건강을 꾸준히 관리해야 한다. 특히 신체 기능이 떨어지기 시작하는 노년기에는 통증이나 움직임의 제한이 일상생활과 삶의 질에 직접적인 영향을 미칠 수 있다”며 “그러나 나이가 들수록 이러한 일상적인 활동을 어렵게 만드는 척추질환도 늘어나기 마련인데, 대표적인 것이 척추관협착증”이라고 설명했다. 실제로 건강보험심사평가원에 따르면 척추관협착증으로 병원을 찾은 환자 수는 2025년 약 186만 명으로, 전체 환자 중 50대 이상이 96% 이상을 차지했다. 이는 척추관협착증이 중·노년층의 건강을 위협하는 대표 질환임을 보여준다. 척추관협착증은 척추 주변의 인대와 관절 등에 퇴행성 변화가 생기면서 신경이 지나가는 척추관이 좁아지고 신경을 압박해 통증과 저림 등을 일으키는 질환이다. 특징적인 증상은 오래 걷거나 서 있을 때 엉덩이와 다리가 아프고 저리는 ‘신경인성 파행’이다. 걷다가 통증이 심해져 잠시 앉아 쉬거나 허리를 앞으로 숙이면 증상이 완화되고, 다시 걸으면 통증이 나타나는 양상을 보인다. 이 때문에 자연스럽게 걸을 수 있는 거리가 짧아지고 외출이나 신체활동이 제한되기도 한다. 따라서 걸을 때 다리가 반복적으로 저리거나 통증이 나타나고, 이전보다 걸을 수 있는 거리가 눈에 띄게 짧아졌다면 정확한 진단을 받아보는 것이 좋다. 만약 척추관협착증으로 진단됐다면 증상 정도와 환자 상태에 따라 적절한 치료 방법을 선택하는 것이 중요하다. 이와 함께 증상이 심하지 않거나 수술이 필요하지 않은 경우에는 보존적 치료를 통해 증상 호전을 기대할 수 있다. 한의학에서는 침·약침, 추나요법, 한약 처방 등을 활용한 한의통합치료로 증상을 개선한다. 우인 병원장은 “침 치료는 척추 주변 근육의 과긴장을 해소하고 혈액순환을 촉진한다. 약침은 염증과 통증을 빠르게 개선하고 손상된 신경 조직의 회복을 돕는다. 추나요법은 척추와 주변 조직의 부정렬을 교정하고 척추와 신경에 가해지는 압력을 줄여줄 수 있다”면서 “여기에 한약을 처방받아 복용하면 뼈와 인대의 영양 공급과 염증 완화 등 치료 효과를 높이는 데 도움이 된다”고 말했다. 실제 척추관협착증 환자 대상 한의통합치료의 유효성은 여러 연구를 통해서도 확인됐다. 그중 SCI(E)급 국제학술지 ‘임상의학저널(Journal of Clinical Medicine)’에 게재된 자생한방병원의 ‘척추관협착증 한의통합치료 장기추적관찰 연구’에 따르면, 입원 당시 평균 5.73이었던 환자들의 허리통증 NRS(통증숫자평가척도; 0~10)는 퇴원 시 3.66, 3년 후 3.53으로 개선됐다. 또한 다리통증 NRS는 4.78에서 퇴원 시 3.33, 3년 후 2.51로 개선돼 장기적인 치료 효과를 보였다. 기능 회복도 뚜렷했다. 환자들의 평균 ODI(허리기능 장애지수; 0~100)는 치료 전 평균 45.72에서 퇴원 시 33.94, 3년 후에는 28.41로 크게 개선됐다. 나이가 들면서 허리와 다리에 불편함이 생기는 것은 자연스러운 변화일 수 있지만, 이를 당연한 노화의 과정으로만 받아들일 필요는 없다. 특히 통증이나 저림으로 활동량이 줄어들기 시작했다면 현재의 증상을 정확히 살피고 적절한 치료를 통해 악화를 막는 것이 중요하다. 치료 역시 무조건적인 수술이나 단순한 통증 완화에만 초점을 맞추기보다 환자의 상태와 생활환경을 고려해 장기적인 기능 회복을 목표로 접근할 필요가 있다. 결국 척추 건강을 지킨다는 것은 통증을 없애는 데 그치지 않고, 자신의 몸을 오래도록 건강하게 사용할 수 있는 기반을 마련하는 일이다.

성인 인간의 뇌는 약 1.4㎏으로 체중의 2%에 불과하지만 섭취하는 에너지의 약 20%를 소모한다. 약 860억개의 신경세포가 시냅스를 통해 100조개 이상의 방대한 연결망을 형성하고 새로운 것을 배우거나 경험할 때마다 신경세포 간 연결이 새로 생성되거나 물리적으로 강화되는 신경가소성까지 갖추고 있다. 그래서 인간의 뇌는 우주에서 가장 복잡한 구조물로 불리기도 한다. 이런 작은 ‘소우주’인 사람의 뇌를 직접 실험할 수가 없기 때문에 인간과 생물학적으로 비슷해 뇌를 자유자재로 조작하고 관찰하기도 쉬운 생쥐로 실험하는 경우가 많다. 미국 스탠퍼드대 정신의학·행동과학과, 생명공학과, 심리학과, 의대 신경외과, 병리학과, 스탠퍼드 신경과학 연구소 및 바이오-X, 스페인 바스크 인지·뇌·언어 연구센터, 바스크 과학 재단 공동 연구팀은 뇌의 절반 이상이 제거된 생쥐에게 인간 세포로 키운 3차원 뇌 유사 조직 ‘뇌 오가노이드’를 이식하자 대뇌 피질의 90% 이상이 인간 뇌 세포로 채워지는 것을 확인했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 9월 17일 자에 실렸다. 인간 뇌 발달 연구는 살아 있는 사람의 뇌 조직에 직접 접근하기 어렵다는 근본적 한계가 있다. 그래서 줄기세포를 이용한 뇌 오가노이드를 생쥐에 이식함으로써 인간 신경세포가 실제 생체 안에서 어떻게 작동하는지 탐구할 수 있고 관련 질환과 잠재적 치료법을 연구할 수 있다. 문제는 머리뼈 안 공간이 작고 숙주인 생쥐의 뇌 신경세포가 이식된 인간 뇌 세포에 대해 면역 반응을 일으킬 수 있다는 점이다. 이런 상황에서 연구팀은 발생 초기에 대뇌피질을 이루는 세포만 골라서 제거해 신피질과 해마가 대부분 사라지고 인간 세포를 이식했을 때도 거부 반응 없이 자랄 수 있는 면역결핍·대뇌피질 결손 생쥐 29마리를 만들었다. 이 생쥐들의 뇌는 일반 생쥐 뇌의 절반 이하 수준이었다. 생후 5~17일 된 면역결핍·대뇌피질 결손 생쥐에게 인간 유도만능줄기세포로 30~60일 키운 인간 대뇌피질 오가노이드를 이식했다. 이후 자기공명영상(MRI), 단일핵 RNA 시퀀싱, 칼슘 이미징, 공간전사체 분석으로 이식 조직 전체의 신경 활동을 측정했다. 또 인공지능 기반 자발 행동 분석, 보행 분석, Y자 미로 작업기억 과제, 공포 조건화, 사회성 및 감각 검사도 실시했다. 그 결과, 이식 조직은 29마리 중 86.2%에서 살아남았고 이식 3개월 뒤에는 생쥐 대뇌피질 조직의 91.9%를 인간 뇌 조직이 차지한 것이 확인됐다. 생쥐 뇌 곳곳에 연결됐고 척수까지 신경 돌기를 뻗었고 이식 조직에서는 임신 2분기 후반 태아 수준의 다양한 피질 세포가 나타났다. 특히 기존 이식법보다 ‘5층 투사 신경세포’가 3배 이상 많았고 ‘폰 에코노모 신경세포’와 유사한 세포도 발견됐다. 행동 검사에서 이식된 뇌 세포는 Y자 미로 작업기억 과제를 상당한 수준으로 수행했지만 공포 조건화 학습 능력은 떨어지는 것으로 확인됐다. 조직에 산소가 충분히 공급되지 않는 저산소 손상 뒤 일반 생쥐와 달리 이식 생쥐는 걸음걸이가 달라지는 현상이 관찰됐다. 연구를 이끈 세르지우 파슈카 스탠퍼드대 교수는 “소두증이나 발달 초기의 심각한 허혈성 손상에 대한 치료 방법 및 치료제 개발에도 도움이 될 것으로 기대한다”고 설명했다.

루이소체치매는 알츠하이머병 다음으로 흔한 퇴행성 치매 중 하나로 환시, 렘수면행동장애, 인지기능 변동 등이 나타난다. 같은 루이소체치매라도 나타나는 증상과 질병의 진행 경과가 크게 다르다는 특징이 있다. 루이소체치매 환자의 뇌에서는 기저핵의 도파민 결핍, 대뇌 기능 저하, 베타아밀로이드 축적 등이 관찰된다. 하지만 이러한 변화가 어떤 순서로 발생하고 진행하는지에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았다. 이런가운데 환자마다 증상과 진행 경과가 크게 달랐던 루이소체치매가 서로 다른 두 가지 경로로 진행한다는 연구 결과가 나왔다. 세브란스병원 신경과 정석종, 연세대 의과대학 생리학교실 박찬욱 교수 연구팀은 루이소체치매가 아밀로이드 축적과 도파민 신경계 퇴행 중 무엇이 먼저 나타나는지에 따라 두 가지 진행 유형으로 나뉜다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인(Brain, IF 12.6)’에 게재됐다. 연구팀은 루이소체치매 환자 83명의 아밀로이드 양전자방출단층촬영(PET)과 도파민 운송체 PET 영상에서 아밀로이드 축적, 뇌관류, 기저핵 도파민 결핍 정도를 분석했다. 이어 인공지능 분석기법을 활용해 이러한 뇌 변화가 어떤 순서로 나타나는지 살펴 질병의 진행 경로를 추정했다. 루이소체치매의 진행 과정은 크게 두 가지 유형으로 구분됐다. 첫 번째 유형은 아밀로이드 축적이 먼저 나타난 뒤 뇌관류가 감소하고 기저핵의 도파민 결핍이 이어지는 경로였다. 두 번째 유형은 기저핵 도파민 결핍이 먼저 발생한 뒤 뇌관류 저하와 아밀로이드 축적이 뒤따르는 경로였다. 두 유형은 질병의 진행 순서뿐 아니라 임상 증상과 뇌영상에서도 뚜렷한 차이를 보였다. 아밀로이드 축적이 먼저 시작된 환자군은 알츠하이머병과 유사한 형태의 뇌위축과 높은 아밀로이드 축적을 보였다. 반면 도파민 결핍이 먼저 시작된 환자군에서는 렘수면행동장애와 환시가 더 흔했으며, 특히 뇌의 특정 영역이 상대적으로 보존되는 루이소체치매의 전형적인 영상 특징이 더 뚜렷하게 나타났다. 정석종 교수는 “이번 연구를 통해 루이소체치매가 아밀로이드 병리가 먼저 진행하는 유형과 도파민 신경계 퇴행이 먼저 진행하는 유형으로 구분될 수 있다는 것을 확인했다”며 “환자마다 다른 증상과 진행 경과를 이해하는 데 중요한 근거가 될 뿐만 아니라 향후 환자의 병리적 특성을 고려한 맞춤형 치료와 임상시험 설계에도 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

상처에는 빠르게 달라붙어 효과적으로 지혈을 하고 유리나 플라스틱에 코팅하면 물방울이 맺히지 않고 빠르게 퍼지게 하는 바이오소재가 개발돼 눈길을 끈다. 접착과 물방울 퍼짐이라는 달라 보이는 두 기능을 천연 원료 하나에 담은 것이라 더 주목된다. 이해신 카이스트 화학과 석좌교수팀은 갑각류 껍데기에서 얻는 천연 고분자 키토산과 바이오매스에서 얻는 폴리페놀 ‘1,2,4-벤젠트리올’(BTO)을 결합해 다기능 바이오접착 소재 ‘CHI-B’를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘머티리얼스 호라이즌스’에 실렸다. 폴리페놀은 식물에 포함된 물질로 여러 종류의 표면과 상호작용해 잘 달라붙는 성질을 지닌다. 바닷물 속에서도 바위에 단단히 붙어 있는 홍합의 접착 단백질이 대표적인 사례다. 그래서 의료용 접착제와 표면 코팅 소재 연구에서 오래 주목받아 왔다. 연구팀이 이번에 개발한 물질인 CHI-B은 하나의 소재가 두 가지 일을 한다는 점이다. 출혈 부위에서는 빠르게 달라붙어 상처를 물리적으로 막고 유리나 플라스틱에 코팅하면 ‘초친수성’ 표면을 만든다. 초친수성은 물방울이 동그랗게 맺히지 않고 닿자마자 넓게 퍼져 표면을 적시는 성질이다. 자동차 유리에 적용하면 빗물이 시야를 가리지 않고 욕실 거울에는 김이 서리지 않게 한다. 연구팀은 CHI-B에 100만분의 10 수준인 10ppm의 요소를 함께 쓰는 것만으로 초친수성 표면을 구현하고 코팅 가능한 대상도 넓혔다. 테플론으로 알려진 불소계 고분자 PTFE, 음료병에 쓰이는 PET, 포장재용 PS, 광촉매 소재인 이산화티타늄 등 성질이 제각각인 표면에 고르게 코팅됐다. 반복적으로 세척한 뒤에도 코팅은 유지됐고 1년이 지난 표면에서도 물이 잘 퍼지는 특성이 그대로 남았다. 지금까지 키토산과 폴리페놀을 붙이기 위해서는 화학 결합제가 필요했다. 시약값이 비싼 데다 반응 뒤 남은 물질을 제거하기 위해 여러 단계의 정제와 긴 투석 과정이 복잡해 생산량을 늘리기 쉽지 않았다. 연구팀은 BTO가 공기 중 산소를 만나면 저절로 산화된다는 점에 주목했다. 산화된 BTO는 ‘파라-퀴논’이라는 반응성 높은 구조로 바뀌는데 이것이 키토산에 붙어 있는 아민기와 곧바로 결합한다. 공기가 화학 결합제 역할을 하도록 함으로써 별도 시약이나 가열 없이 상온에서 30분 안에 합성을 끝낼 수 있었다. 연구팀은 실험실에서 수십ℓ 규모까지 생산을 확대해 대량생산 가능성도 확인했다. 동결건조로 만든 CHI-B 스펀지는 물에 닿은 지 15초 만에 완전히 녹았고, 산성뿐 아니라 인체와 비슷한 중성 환경에서도 높은 용해도를 유지하는 것이 관찰됐다. 또 세포 독성 평가에서 CHI-B는 생체 조직과 세포에 해로운 영향을 거의 주지 않았다. 간 출혈 부위에 CHI-B 스펀지를 얹은 생쥐가 다른 지혈 소재를 사용한 생쥐보다 출혈량이 크게 줄었다. 이해신 교수는 “이번 연구는 하나의 바이오소재로 강한 접착성과 물이 빠르게 퍼지는 초친수성 표면 특성을 함께 구현했다는 데 의미가 있다”며 “제조 과정이 단순하고 생산 규모를 확대할 가능성까지 확인한 만큼 지혈 소재부터 의료기기·바이오센서, 기능성 표면처리까지 다양한 분야에 활용될 것으로 기대한다”고 설명했다.

지난주 중증 자폐스펙트럼장애(ASD) 아들을 향한 헌신적 사랑으로 많은 사람의 눈시울을 붉히게 만든 ‘피터팬 아빠’ 전경철 작가가 세상을 떠났다. 전 작가의 별세로 자폐스펙트럼장애에 대한 우리 사회의 관심이 높아지고 있다. 자폐스펙트럼장애를 가진 사람은 남들이 놓치는 세부적 사안에 집착한다든지 얼굴보다 특정 패턴에 집중하기도 하고 감각이 지나치게 예민하거나 무뎌지기도 한다. 그러나 그 이면의 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았다. 복잡한 지시문을 듣고 따라야 하는 기존 실험으로는 말을 거의 하지 않거나 지적장애를 동반한 중증 자폐스펙트럼증후군을 가진 사람들이 연구에서 빠져 있었기 때문이다. 미국 보스턴대 정신의학 및 뇌과학과, 대학원 신경과학과, 시스템 신경과학 연구센터 공동 연구팀은 생쥐 실험에서 쓰던 행동 과제를 온라인 비디오게임으로 바꿔 중증 자폐인까지 측정하는 데 성공했다고 14일 밝혔다. 이를 통해 자폐인들은 정보가 많아질수록 통합 잡음이라는 메커니즘 때문에 지각에 이상이 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 9월 11일 자에 실렸다. 연구팀은 ‘지오드’라고 이름 붙인 보석 찾기 게임을 만들었다. 화면 가운데 아바타를 누르면 좌우 양쪽에서 보석 모양의 빛이 2.5~3초 동안 짧게 깜박인다. 더 많이 반짝인 쪽을 고르면 보석은 가방 속으로 들어가고 틀리면 보석이 바위 속으로 사라지도록 했다. 핵심은 이 규칙을 실험에 참가하는 자폐인들에게 알려주지 않는다는 것이다. 생쥐 실험에서처럼 참가자들은 성공과 실패라는 피드백을 통해 규칙을 스스로 알아내게 했다. 총 200회 시행 중 처음 10회는 좌우 차이가 10대 0 또는 9대 1로 뚜렷하게 나타났고 이후 190회에서는 평균 7대 3 비율로 난이도를 높였다. 컴퓨터 마우스 조작이 쉽지 않은 자폐인들을 위해 태블릿 터치스크린으로도 할 수 있게 했다. 연구팀은 11~17세 청소년 308명을 화상으로 연결해 각자의 집에서 게임을 하게 했다. 이 중 212명은 자폐 진단자, 96명은 자폐가 없는 그들의 형제자매였다. 보호자는 사회적반응척도(SRS-2), 바인랜드 적응행동척도(VABS-3) 등 4종 설문에 응답하도록 했다. 200회 실험을 모두 마치고 정확도 61.6% 이상을 달성하는 기준을 통과한 비율을 살펴봤다. 그 결과, 비자폐 형제자매 92.9%, 적응행동 점수가 높은 자폐 청소년 90.6%, 적응행동 점수가 낮은(VABS-3 75점 미만) 자폐 청소년도 75.8%였다. 여기에는 VABS-3 50점 미만인 ‘중증 자폐’ 범위에 드는 이들도 포함된 것으로 나타났다. 눈에 띄는 것은 쉬운 연습 구간에서는 일반인과 자폐인 사이에서 차이가 없었으나 본 자극으로 넘어가는 순간 정확도가 급락한 뒤 회복되는 과정에서 자폐 참가자는 회복이 느렸고 최고 정확도 도달 비율도 낮았다. 연구팀은 이 같은 결과를 신호탐지이론에 기반한 계산 모델로 분석했다. 그 결과 ‘통합 잡음’ 값이 비자폐군 0.072, 고적응 자폐군 0.101, 저적응 자폐군 0.138로 나타났다. 이에 대해 연구팀은 빛을 감지하는 능력 자체가 떨어지는 것이 아니라 여러 신호를 보고 하나의 판단으로 묶는 단계에서 오차가 커진다는 뜻이라고 설명했다. 섬광 수가 적을 때는 티가 나지 않다가 정보가 쏟아질수록 판단이 급격히 흐트러진다는 것이다. 연구팀은 장단기기억 구조의 인공신경망에 같은 게임을 학습시키고 가우스 잡음을 주입하고 관찰했다. 인공신경망은 잡음이 없을 때는 11번째 시행에서 85.5% 정확도에 도달했지만 잡음을 키우자 학습 속도와 최종 성적이 함께 떨어지며 자폐 참가자의 학습 곡선과 똑같아졌다. 연구를 이끈 벤저민 스콧 보스턴대 교수는 “이번 연구는 말이 없거나 지적장애를 동반해 그동안 연구에서 배제됐던 자폐인까지 참여시켜 자폐 메커니즘을 탐구했다는 점에서 의미가 크다”며 “자폐의 지각 이상은 감각을 못 느껴서가 아니라 정보를 시간에 걸쳐 합산하는 단계의 잡음 때문이며 그 잡음은 적응기능 손상 정도를 잘 반영한다”고 설명했다.

최근 몇 년 사이 성장호르몬 치료에 대한 사회적 관심이 급증하고 있다. 미디어와 인터넷 학부모 커뮤니티에서는 일명 ‘키 크는 주사’라는 단어가 단골 소재로 등장하며, 외모와 키를 하나의 경쟁력으로 여기는 사회적 분위기 속에서 부모들의 조바심도 커지고 있다. 그러나 전문가들은 키가 작다고 해서 모든 아이가 의학적 치료를 받아야 하는 것은 아니며, 아이의 성장 패턴을 올바르게 이해하는 것이 우선이라고 입을 모은다. 아동 성장은 일정한 주기를 따른다. 출생 후 2세까지 폭발적으로 자란 뒤, 사춘기 전까지는 연간 4~7cm의 일정한 속도를 유지한다. 사춘기에 접어들면 여아는 연 8cm, 남아는 연 10cm 이상 급성장기를 경험하게 된다. 가톨릭대 서울성모병원 소아청소년 내분비분과 안문배 교수는 부모들이 흔히 범하는 오류로 ‘현재 키의 절대적 수치에만 집착하는 것’을 꼽았다. 안 교수는 “실제 의학적으로 더 중요한 지표는 성장속도”라며 “또래보다 조금 작더라도 매년 정상적인 속도로 꾸준히 자라고 있다면 성인이 되었을 때 정상 범위의 키에 도달할 가능성이 높다”고 설명했다. 다만, 같은 성별과 연령대에서 키가 하위 3백분위수(하위 3%) 미만이거나, 1년에 자라는 키가 4cm 미만에 불과하다면 의학적 저신장 기준에 해당하므로 체질적 문제인지 질환에 의한 것인지 전문적인 평가를 받아볼 필요가 있다. 중요한 점은 저신장 아동의 대다수가 ‘질병’을 앓고 있는 것이 아니라는 사실이다. 부모의 키가 작은 유전적 요인이거나, 또래보다 사춘기가 늦게 찾아오는 체질적 성장 지연인 경우가 대부분이다. 체질적 지연은 당장은 키가 작아 보여도 결국 정상 범위의 성인 키로 자란다. 따라서 단지 또래보다 작다는 이유만으로 성급하게 검사나 성장에 개입하기보다 장기적 관점에서 관찰하는 태도가 요구된다. 성장호르몬 치료 역시 ‘모든 아이에게 효과적인 만병통치약’이나 ‘부모가 주는 선물’로 여겨져서는 안 된다. 의학적 성장호르몬 치료는 결핍으로 인한 합병증을 예방하고 질환을 치료하기 위한 목적으로 시행된다. 성장호르몬 결핍증, 터너 증후군, 프래더 윌리 증후군, 만성 신부전, 부당 경량아(자궁 내 성장 지연)로 태어나 따라잡기 성장에 실패한 경우, 그리고 특발성 저신장증 등이 주요 대상이다. 안문배 교수는 “가장 흔한 성장호르몬 결핍증은 단순 키 백분위 뿐만 아니라 성장속도, 골연령, 혈액검사 등을 종합해 진단한다”며 “치료가 꼭 필요한 질환을 가진 환아에게는 확실한 효과가 입증되어 있지만, 질환 없이 건강하게 자라는 아이에게 치료를 적용한다고 해서 최종 성인 키의 증가를 확정적으로 보장해 주는 것은 아니다”라고 강조했다. 그렇다면 아이 성장을 돕기 위해 부모가 해야 할 최선은 무엇일까. 안 교수는 “특별한 비법을 찾기보다 기본적이고 건강한 생활습관을 지키는 것이 핵심”이라고 제언한다. 성장호르몬 분비가 왕성해지는 깊은 수면 시간을 확보할 수 있도록 규칙적인 수면 습관을 만들어 주고, 뼈와 근육을 자극하는 활동적인 운동을 지속해야 한다. 또한 고칼로리 음식을 피하고 균형 잡힌 식단을 제공하는 것이 성장의 밑거름이 된다. 실제로 진료 현장에서는 생활습관 교정만으로도 성장속도를 정상 범위로 회복하는 아이들을 흔히 볼 수 있다. 시중에 범람하는 ‘키 크는 식품’이나 건강기능식품에 대한 과도한 기대도 경계해야 한다. 특정 성분이 키 성장에 명확한 효과가 있다고 인정받으려면 오랜 기간 대규모 임상 연구와 과학적 검증을 거쳐 의학 지침에 포함되어야 한다. 과학적으로 엄밀하게 입증되지 않은 보조식품이 바른 생활습관보다 더 큰 효과를 낼 수는 없다는 것이 전문의들의 공통된 의견이다. 아이들은 저마다 다른 속도로 자란다. 또래보다 조금 작거나 크다고 해서 곧바로 문제가 되는 것은 아니다. 아이의 키와 체중 수치 자체에 연연하며 과도한 불안을 느끼기보다는 아이가 규칙적이고 건강한 환경에서 자신만의 속도로 자랄 수 있도록 따뜻한 관심과 관찰을 기울이는 지혜가 필요하다.

잠들기 직전까지 스마트폰을 놓지 못하고 쇼츠를 보거나 소셜미디어(SNS)를 하는 습관은 ‘수면의 적’으로 꼽힌다. 그런데 잠 못 들게 만드는 문제적 행동의 쓸모를 의외의 영역에서 발견했다. 한 지역 주민의 수면이 언제, 얼마나 흔들렸는지 대규모로 읽어내는 사회적 감지 신호로 사용할 수 있다는 연구가 발표된 것이다. 미국 펜실베이니아주립대, 뉴멕시코대, 덴버대, 에모리대 공동 연구팀은 코로나19 팬데믹 시기 미국인의 야간 SNS 활동을 분석해 주(州)별 수면 교란 패턴을 지도로 그렸다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 9월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 인터넷 아카이브에 보관된 트위터 자료에서 위치정보가 붙은 게시물을 골라내 코로나19 대유행 기간인 2020년 3월부터 2021년 6월까지 240만 건과 대유행 이전 2017~2018년 360만 건을 비교했다. 연구팀은 기업, 정부기관, 연예인 계정과 자동 프로그램(봇)을 걸러내고 팔로워와 팔로잉 수의 비율이 0.33~3인 계정만 남겨 일반 개인 이용자만 가려냈다. 그다음 연구팀은 밤 10시~오전 6시에 올라온 야간 게시물과 주간 게시물의 비율을 계산한 ‘야간 게시물 비율’에 초점을 맞췄다. 이 값이 같은 주, 같은 달의 대유행 이전 평균을 넘으면 교란된 밤으로 분류했다. 이렇게 만든 37개 주의 16개월치 자료를 비슷한 곡선끼리 묶는 ‘K-평균 군집분석’을 했다. 그 결과 세 가지 유형이 나타났다. 캘리포니아는 2020년 3~5월 교란된 밤 비율이 70%를 넘었다가 이후 25% 아래로 떨어지는 ‘단일 정점형’, 조지아는 2020년 4월 80%, 9월 65%, 2021년 1월 70%를 넘는 ‘다중 정점형’, 오하이오는 조사 기간 내내 35%를 밑도는 ‘완만형’이었다. 주목할 부분은 정점이 확진자 곡선과 맞지 않았다는 점이다. 야간 게시물들은 동네 소식에 민감하게 반응했다. 2020년 9월 캘리포니아에서 규모 4.6 지진이 발생했을 때 낮 시간 게시물은 11개 주에서 나왔지만 밤 시간 게시물은 캘리포니아에서만 나왔다. K팝 그룹 방탄소년단(BTS)의 2020년 5월 14일 플로리다 올랜도 공연 예정을 앞두고는 낮 시간에는 전국에서 관련 해시태그가 붙은 게시물이 올라왔지만 밤 시간 해시태그의 81.3%는 플로리다에 몰렸다. AI 언어모델을 기반으로 한 감정분석기로 5점 척도로 평가한 결과 야간 게시물은 낮 게시물보다 부정적인 것으로 나타났다. 대유행 기간에는 야간 게시물이 많은 날일수록 감정 점수가 낮았지만 대유행 이전에는 정반대였다. 관심 주제가 다양한 지역일수록 감정 점수가 높았고 복지 정책이 잘되는 지역일수록 부정적 게시물 비율은 낮았다. 연구를 이끈 시 궁 펜실베이니아주립대 교수는 “이번 연구는 SNS 사용 관찰을 통해 집단 수준 행동을 간접적으로 읽을 수 있음을 보여준다”며 “이번 분석 틀은 수면을 넘어 범죄, 재난 대응, 소요 같은 다른 야간 활동을 감시하는 데도 쓰일 수 있다”고 설명했다.

데니소바인은 유라시아 지역에 거주하는 인류 조상의 한 갈래다. 러시아 시베리아 지역 데니소바 동굴에서 발굴된 화석을 통해 처음 발견됐는데 이후 다른 지역에서 많이 발견되지 않았다. 그래서 데니소바인들의 형태학적 특징과 거주 범위를 완벽히 이해하지 못하고 있다. 유전체 데이터에 따르면 동남아시아와 오세아니아 지역 인구 집단에서 데니소바인의 유전체가 발견돼 중국 남서부 지역에서도 거주했을 것이라고 추정되고 있지만 이 가설을 뒷받침할 화석 증거는 매우 부족한 실정이다. 이런 상황에서 중국 과학원 부설 척추동물 고생물학 및 고인류학 연구소가 중심이 된 연구팀과 중국 과학원 티베트 고원 연구소를 중심으로 스페인, 프랑스, 이탈리아, 노르웨이, 덴마크, 호주 연구팀이 참석한 또 다른 연구팀은 각각 중국 남서부 한 동굴에서 데니소바인의 화석과 관련 유물을 발견해 그들이 어떤 외형을 가졌고 어떻게 진화했으며 어떤 행동 양식을 보였는지 파악할 수 있게 됐다고 11일 밝혔다. 두 개의 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 9월 10일 자에 나란히 실렸다. 첫 연구팀은 중국 남서부 윈난성의 비안푸 동굴에서 팔뼈 일부, 머리뼈 일부 2개, 치아 4개를 발견했다. 이 화석들은 동굴에서 발견된 6만 개 이상의 뼈 파편 중에서 호미닌의 것으로 식별된 7점이다. 연대 측정을 한 결과 16만 7000년에서 13만 4000년 전의 것으로 확인됐다. 연구팀은 단백질체 분석도 실시했는데 그 결과 호미닌 화석에는 데니소바인 고유의 아미노산 변이가 포함돼 있다는 것을 확인했다. 팔뼈 조각은 네안데르탈인에서 관찰되는 특징과 유사성을 보였지만 전체적인 형태 측면에서 보자면 현생 인류와 더 밀접한 것으로 확인됐다. 두 번째 연구팀은 뼈 이외에 동물 유해, 1300여 점의 석기를 포함한 고고학적 유물을 분석했다. 해당 유물들은 약 19만 년 전부터 7만 년 전까지의 시기를 포괄한다. 동물의 뼈와 꽃가루 유해를 분석한 결과 데니소바인이 거주했던 환경은 침엽수가 주를 이루는 숲 형태였던 것으로 확인됐다. 또 네안데르탈인이 사용했던 기술과 유사한 골각기와 최소한의 가공만 거친 도구들의 흔적도 발견됐다. 이를 통해 연구팀은 비안푸 동굴에 거주했던 데니소바인들은 중대형 몸집의 먹잇감을 표적으로 삼는 특화된 사냥을 하며 살았을 것이라고 추정했다. 지금까지 확인됐던 데니소바인은 북시베리아에서 동북중국, 티베트고원을 거쳐 대만해협을 건넜을 것으로 예상됐지만 정작 그 경로에 있는 서남중국이 비어 있었다. 이번 연구 결과는 동아시아-남아시아-동남아시아로 이어지는 교차 지점에서 데니소바인의 화석을 발견함으로써 그동안 비어 있던 지리적 공백을 메웠다는 의미가 크다. 또 데니소바인은 지금까지는 DNA로만 존재했던 인류였지만 이번 연구를 통해 한 유적지에서 분자적 신원과 유물이 발견됨으로써 실제 존재 양식을 파악할 수 있는 고인류로 자리잡게 됐다. 연구를 이끈 차오메이 푸 중국 척추동물 고생물학 및 고인류학 연구소 교수는 “이번 발견들은 동아시아 지역 데니소바인의 생물학적 특징, 행동 양식 및 생태에 대한 심도 있는 이해를 제공하며 그동안 공백으로 남아있던 이들의 분포 지역에 대한 기록을 채워주는 중요한 성과”라고 설명했다.

토마토 페이스트를 석달간 먹은 중년에게서 인지능력 향상이 관찰됐다는 연구 결과가 나왔다. 스페인 연구진은 최근 학술지 ‘항산화제’(Antioxidants)에 게재한 논문에서 붉은 토마토에 함유된 라이코펜이 건강한 성인의 인지능력을 향상할 수 있다고 밝혔다. 연구진은 중년(40~55세) 성인 42명에게 석달 동안 매일 토마토 페이스트 35g을 먹였다. 연구는 교차 설계로 진행돼 절반은 첫 3개월간 토마토 페이스트 35g이 포함된 하루 식단을 먹었고, 나머지 절반은 라이코펜이 적게 포함된 ‘저(低)라이코펜 식단’을 먹었다. 첫 3개월 이후 1개월의 휴지기 이후 교차로 토마토 페이스트를 먹었던 집단이 이후 3개월간 ‘저라이코펜 식단’을, 나머지 절반은 토마토 페이스트 식단을 먹었다. 휴지기 처음 3주는 평소대로 먹고, 마지막 1주는 다음 단계를 위해 다시 저라이코펜 식단으로 돌아가 초기화했다. 라이코펜은 당근의 베타카로틴처럼 식물이 생성하는 노랑~빨강 계열 색소인 카로티노이드 계열의 색소다. 특히 체내 활성산소를 제거하는 능력이 탁월한 항산화 물질로, 염증을 줄여주고 세포가 스스로 항산화 효소를 만들도록 유도한다. 특히 분자 구조상 혈액뇌장벽(뇌로 들어가는 물질을 걸러내는 혈관 장벽)을 통과할 수 있어 뇌에도 항산화 효과가 작용할 수 있을 것으로 여겨졌다. 이번 실험은 이러한 가설을 임상적으로 확인하기 위한 목적이었다. 토마토에는 라이코펜이 풍부한데, 익힌 토마토 1컵에는 약 7300마이크로그램(㎍), 생토마토에는 4600㎍이 들어 있다. 익힌 토마토에 더 풍부한 이유는 수분이 빠져 같은 용량에 더 많은 토마토가 농축되는 동시에 열이 세포벽을 무너뜨려 흡수가 쉬워지기 때문이다. 라이코펜은 지용성이라 올리브유나 아보카도처럼 지방과 함께 먹으면 체내에서 흡수가 더 빨라진다. 붉게 잘 익은 토마토에 라이코펜이 많고 덜 익거나 녹색인 토마토에는 거의 없다. 7개월의 식단 기간이 끝난 뒤 연구진은 참가자 혈액에서 뚜렷한 변화를 측정했다. 토마토 식단에서 라이코펜 농도가 눈에 띄게 높아졌다. 인지능력 검사에서는 토마토 섭취 시 집중 수행 점수, 처리 속도, 얼굴-이름 연결 등에서 점수가 향상됐다. 참가자 중 14명을 대상으로 한 뇌 영상 촬영에서도 뇌 네트워크 전반의 연결성에 변화가 관찰됐다. 다만 뇌 영상 분석은 표본이 작고 통계적 유의미성이 다소 부족했다고 연구진은 단서를 달았다. 이번 테스트가 블라인드로 진행되지 않았다는 점도 한계점으로 지적됐다. 참가자나 연구진 모두 누가 토마토 페이스트를 먹고 있는지 아는 상태에서 연구가 진행돼 인지능력 검사에 영향을 미쳤을 가능성을 논문 저자들도 배제하지 못했다. 그렇더라도 토마토에 든 라이코펜 같은 생리활성 물질이 뇌 건강에 영향을 미칠 수 있다는 가설을 소규모 임상 연구에서 어느 정도 확인했다는 데 의미가 있다. 따라서 실제로 토마토 페이스트가 뇌 건강과 인지능력 향상에 도움이 되는지 확인하기 위해서는 더 큰 규모의 임상시험과 실제 작용 원리를 규명하는 후속 연구가 필요하다.