인도네시아 술라웨시 마로스 무나섬의 한 동굴에 사냥하는 인간의 모습을 묘사한 벽화가 그려져 있다. 막심 오버트 호주 그리피스대 교수는 이 벽화가 최소 6만 7800년 전에 그려진 것으로, 현생 인류의 직계 조상인 호모 사피엔스가 그린 동굴 벽화보다 1만 6600년 앞선 것이라고 22일 국제 학술지 네이처에 발표했다. 마로스 AP 뉴시스

체중 증가와 당뇨병의 주범으로 낙인찍혀 온 흰 빵·파스타·쌀밥. 냉동실에 넣었다가 다시 꺼내 먹으면 건강 피해를 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 냉동 과정에서 생기는 ‘저항성 전분’이 혈당 상승을 막고 포만감을 높여 체중 감량을 돕는다는 설명이다. 20일(현지시간) 데일리메일에 따르면 빵과 파스타, 쌀밥 등을 냉동실에 넣기만 해도 혈당 상승과 체중 증가를 억제하는 데 도움이 된다는 사실이 밝혀졌다. 흰 빵은 파스타, 쌀밥과 함께 정제 탄수화물로 가득하다. 정제 탄수화물은 식이섬유 같은 필수 영양소를 제거하는 초가공 과정을 거친 탄수화물이다. 정제 탄수화물은 혈당을 급격히 높여 췌장에 부담을 주고 인슐린을 과다 분비하게 만들어 결국 당뇨병으로 이어질 수 있다. 식이섬유가 없는 흰 빵과 다른 정제 곡물은 소화기관을 빠르게 통과한다. 이 때문에 포만감이 오래가지 않고 짧은 시간 안에 다시 배가 고파진다. 하지만 빵을 냉동하면 ‘역행성’이라는 과정이 시작된다. 이 과정에서 빵 속 탄수화물인 전분 분자가 단단해지고 소화가 어려워진다. 몸에서 흡수되기 어려운 ‘저항성 전분’이 생기기 때문이다. 이렇게 만들어진 저항성 전분은 정제 탄수화물과 달리 포도당으로 쉽게 분해되지 않아 혈당 수치를 크게 높이지 않는다. 식이섬유처럼 포만감을 높여 하루 종일 먹는 양을 줄여준다. 특히 저항성 전분은 체중 감량에 효과적이다. 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’에 실린 2024년 연구에서는 약 8주간 저항성 전분을 섭취한 사람들이 그렇지 않은 사람들보다 2.7㎏을 더 감량했다. 유럽 임상의학 저널에 실린 소규모 연구도 같은 결과를 보였다. 빵을 냉동했다 해동한 뒤 구우면 그냥 구운 것보다 혈당이 덜 올랐다. 연구진은 냉동 과정에서 저항성 전분이 만들어졌기 때문으로 분석했다. 전문가들은 빵을 최소 12~24시간 냉동하라고 권장한다. 냉동 상태로 3~6개월까지 보관 가능하다. 이런 효과는 빵에만 국한되지 않는다. 2022년 한 연구에서는 식혔다 데운 쌀밥의 혈당 상승률이 갓 지은 밥보다 30% 낮았다. 다만 전문가들은 정제 탄수화물을 적당히 먹고, 가능하면 통곡물을 선택하라고 권한다. 저항성 전분이 도움이 되지만 과식을 정당화할 만큼은 아니라서 적당량을 섭취하는 것이 여전히 중요하기 때문이다.

국내 과학자가 주도한 국제 공동 연구팀이 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 밝혀냈다. 이정은 서울대 교수팀은 미국, 중국, 캐나다, 일본, 네덜란드 6개국 과학자들과 함께 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 관측하는 데 성공하고, 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 1월 22일 자에 발표했다. 지구 지각을 구성하는 물질 중 약 90%를 차지하는 규산염은 지구형(암석형) 행성과 혜성을 구성하는 핵심 성분이다. 규산염의 결정질 형태는 600도 이상 고온에서만 형성된다. 문제는 결정질 규산염이 극도로 차가운 태양계 외곽에서 형성된 혜성에서도 흔히 발견됐다는 점이다. 최근 연구들에서 별 형성은 연속적 과정이 아닌 폭발적 질량 유입이 반복되는 방식으로 진행되며, 이 과정에서 원반을 고온으로 가열해 규산염 결정화를 유도할 가능성이 제기됐다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 탑재된 중적외선 분광기(MIRI)로 뱀자리 성운에 있는 태아별 ‘EC 53’을 관찰했다. EC 53은 18개월 주기로 반복적으로 밝아지는 별로, 폭발기와 휴지기를 명확히 구분할 수 있는 천체다. 관측 결과 폭발 단계에서만 약 10㎛(마이크로미터) 대역에서 결정질 감람석과 결정질 휘석의 특징적 스펙트럼을 검출했다. 반면 상대적으로 낮은 온도를 추적하는 18㎛ 대역에서는 결정질 성분 스펙트럼을 볼 수 없었다. 이는 규산염 결정화가 태아별에 가까운 뜨거운 원반 안쪽에서 새롭게 형성된다는 점을 의미한다. 또 원반풍이 고온의 안쪽 원반 표면에서 형성된 결정질 규산염을 들어 올려 차가운 원반 외곽으로 운반할 수 있는 물리적 경로도 확인했다. 원반풍은 새로 탄생한 별 주위를 둘러싸고 있는 가스와 먼지로 이뤄진 회전 원반에서 불어 나오는 바람을 말한다. 연구를 이끈 이정은 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 연구는 별 형성의 초기 단계에서 발생하는 폭발적 질량 유입이 규산염을 결정화하고, 형성된 결정질 규산염이 원반 외곽으로 이동할 수 있음을 관측으로 처음 입증했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다”고 설명했다.

국내 과학자들이 주도한 국제 공동 연구팀이 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 밝혀냈다. 서울대, 한국천문연구원, 미국 우주망원경 과학연구소(STSI), 캘리포니아공과대(캘텍) 제트추진연구소(JPL), 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터, 아메리카 가톨릭대, 중국 베이징대 천문학·천체물리학 연구소, 캐나다 빅토리아대, 일본 도쿄대, 이화학연구소(리켄) 개척연구소, 네덜란드 라이덴대, 라드바우드대 공동 연구팀은 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 관측하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 22일 자에 실렸다. 지구 지각을 구성하는 물질 중 약 90%를 차지하는 규산염은 지구형(암석형) 행성과 혜성을 구성하는 핵심 성분이다. 규산염의 결정질 형태는 600도 이상 고온에서만 형성되는 것으로 알려졌다. 문제는 결정질 규산염이 극도로 차가운 태양계 외곽에서 형성된 혜성에서도 흔히 발견됐다는 점이다. 이에 태양계 형성 초기 물질이 어떤 과정을 거쳐 외곽까지 이동했는지는 과학계의 수수께끼 중 하나로 남았다. 난류 혼합, 대규모 물질 수송, 국지적 가열 현상 등 가설이 제기됐지만, 실제 별이 형성되는 현장에서 규산염이 언제, 어디서 결정화되고 이동하는지를 직접적으로 보여주는 관측 증거는 부족했다. 별 형성 초기인 태아별 단계에서는 두꺼운 가스와 먼지층 때문에 관측이 어려워 규산염의 광물적 진화를 밝혀내기 쉽지 않았다. 최근 연구들에서 별 형성이 연속적 과정이 아닌 폭발적 질량 유입이 반복되는 방식으로 진행되며, 이 과정에서 원반을 고온으로 가열해 규산염 결정화를 유도할 가능성이 제기됐다. 이에 연구팀은 폭발적 질량 유입이 규산염 결정화를 일으키는지, 형성된 결정질 규산염이 혜성 영역까지 이동할 수 있는지 주목했다. 연구팀은 2021년 12월 25일 발사된 나사의 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 탑재된 중적외선 분광기(MIRI)를 이용해 뱀자리 성운에 있는 태아별 ‘EC 53’을 관찰했다. EC 53은 18개월 주기로 반복적으로 밝아지는 태아별로, 폭발기와 휴지기를 명확히 구분할 수 있는 천체다. 이런 주기성 덕분에 같은 천체를 서로 다른 물리적 상태에서 직접 비교 관측할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 JWST의 MIRI로 EC 53을 휴지기와 폭발기에 각각 관측했다. 그 결과 폭발 단계에서만 약 10㎛(마이크로미터) 대역에서 결정질 감람석과 결정질 휘석의 특징적 스펙트럼을 검출했다. 반면 상대적으로 낮은 온도를 추적하는 18㎛ 대역에서는 결정질 성분 스펙트럼을 볼 수 없었다. 이는 규산염 결정화가 태아별에 가까운 뜨거운 원반 안쪽에서 새롭게 형성된다는 점을 보여준다. 또 원반풍이 고온의 안쪽 원반 표면에서 형성된 결정질 규산염을 들어 올려 차가운 원반 외곽으로 운반할 수 있는 물리적 경로를 제공한다고 밝혔다. 원반풍은 새로 탄생한 별 주위를 둘러싸고 있는 가스와 먼지로 이뤄진 회전 원반에서 불어 나오는 바람을 말한다. 연구를 이끈 이정은 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 연구는 별 형성의 초기 단계에서 발생하는 폭발적 질량 유입이 규산염을 결정화하고, 형성된 결정질 규산염이 원반 외곽으로 이동할 수 있음을 관측으로 처음 입증했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다”며 “이번에 활용한 연구 방법은 태양계뿐 아니라 다른 항성 주위의 행성계 형성 과정에도 보편적으로 적용될 수 있으며, JWST를 활용한 시계열 관측 연구의 중요한 기준점이 될 것”이라고 설명했다.

플라세보는 치료 효과가 없는 약이나 치료법이라도 환자가 신뢰하면 실제 치료에 도움이 된다는 현상으로, 환자의 신뢰를 통해 효과가 나타난다. 플라세보 효과의 정확한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았으나 도파민 같은 신경전달물질의 증가, 감정과 관련 있는 뇌 부위의 활성화, 감정적 반응 등이 연관돼 있다고 추정된다. 그런데 실제로 긍정적 생각을 강화하는 뇌 훈련이 면역력을 높일 수 있다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 이스라엘 텔아비브대 심리과학부·생명과학부·인공지능(AI)·데이터과학 연구센터, 텔아비브대 의대 부설 메디컬센터 병리학과, 뇌과학 연구소, 이스라엘 기술연구소(IIT), 미국 예일대 심리학과, 프린스턴대 신경과학 연구소 공동 연구팀은 보상과 긍정적 기대와 연관된 뇌 영역을 활성화하도록 훈련해 백신에 대한 신체 면역 반응을 높일 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 의학’ 1월 20일 자에 실렸다. 복측선조체(VTA)는 동기 부여와 기대를 조절하는 뇌의 보상 체계 일부다. 동물 연구에서 해당 부위가 면역에 영향을 미칠 수 있다는 사실이 확인됐지만, 인간에게도 적용되는지는 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI) 기록을 바탕으로 VTA를 포함한 보상 중변연계 경로(reward mesolimbic pathway) 활동을 의도적으로 증가시킬 수 있는 새로운 신경 영상 기반 피드백 접근법을 개발해 성인 남녀 85명을 훈련했다. 연구팀은 참가자에게 여행을 떠올리는 등 과거 즐거웠던 기억을 상기하게 하면서 fMRI로 중변연계 경로 활동을 촬영했다. 이어 참가자를 두 집단으로 나눠 한쪽에만 신경 영상 기반 피드백 접근법을 훈련해 중변연계 활동을 높일 수 있도록 했다. 4번 훈련을 시킨 뒤 모든 참가자에게 B형 간염 백신을 접종했다. 연구팀은 두 집단을 대상으로 백신 접종 전후 최대 4주까지 채취한 혈액으로 면역학적 평가를 했다. 그 결과 높은 VTA 활동을 유지하는 법을 배운 사람들은 혈장 내 백신에 대한 보호 항체 수치가 그렇지 않은 집단보다 훨씬 많이 증가한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 참가자들은 높은 VTA 활동을 유지하기 위해 긍정적 기대를 포함한 정신적 전략을 사용했다. 이는 플라세보와 같은 효과다. 니찬 루비아니커 예일대 박사는 “이번 연구 결과는 특정 뇌 경로의 활동과 면역 체계 간 잠재적 연관성을 보여준다”며 “긍정적 기대가 치료 효과를 높인다는 플라세보 효과의 기저 경로에 대한 중요한 통찰을 제공하는 동시에 백신 효과를 높이는 새로운 방법을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다.

새해가 되면서 “또 이렇게 나이가 드는구나”하는 생각하는 이들이 있다. 그런데, 한 살 더 먹을 때마다 체력이 예전 같지 않다는 느낌을 받기도 한다. 실제로 나이가 면역 반응에도 상당한 영향을 미친다는 연구가 나왔다. 미국 소크 생물학 연구소 분자·시스템 생리학 연구실, 하워드 휴스 의학 연구소, 통합 유전학·바이오인포메틱스 실험실, 시애틀 워싱턴대 의대 비교의학과 공동 연구팀은 나이에 따라 동물이 감염에 반응하는 방식을 바꾼다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 15일 자에 실렸다. 면역 체계는 감염에 대한 신체의 첫 번째 방어선이다. 신체는 최소한의 손상으로 감염과 싸우기 위해 면역 반응을 조절하기도 한다. 그러나, 생애 초기에는 잠재적으로 유익한 염증 반응도 나이가 들수록 만성 염증, 자가 면역 질환, 조직 손상을 유발할 수 있다. 이를 ‘적대적 다중 반응’(antagonistic pleiotropy)이라고 부른다. 연구팀은 나이가 질병 내성에 미치는 영향을 이해하기 위해 젊은 생쥐와 나이 든 생쥐에게 인간 패혈증의 주요 원인균인 두 가지 세균으로 감염시키는 다중 미생물 패혈증 실험을 했다. 그 결과, 같은 감염량을 투여했음에도 생쥐들은 나이에 따라 서로 다른 질병 경로를 보였다. 젊은 쥐는 심장 비대, 다기관 울혈 증상이 많이 나타났지만, 나이 든 생쥐는 반대 현상을 나타내며 심장이 더 작아지는 증상이 나타났다. 분자 분석 결과, 젊은 생쥐에서 심장을 패혈증 유발 손상으로부터 보호하는 단백질인 ‘FoxO1’과 ‘MuRF1’이 나이 든 생쥐에게서는 오히려 결과를 악화시키는 것으로 나타났다. 연구팀이 해당 단백질들을 차단하자 노령 생쥐의 생존율은 향상됐지만 젊은 생쥐들에게는 건강을 악화시키는 요인으로 작용했다. 연구를 이끈 자넬 아이레스 소크 생물학 연구소 교수는 “이번 연구는 인체 면역 시스템이 나이별로 복잡하게 반응한다는 사실을 보여준다”며 “현재 패혈증 치료는 주로 면역 활성 억제를 목표로 하고 있는데, 이는 노년층 환자에게는 이점이 될 수 있지만 젊은 층에는 해로울 수도 있는 만큼 새로운 나이 맞춤형 치료법을 개발할 필요가 있다”고 말했다.

‘코스모스’를 쓴 미국의 천문학자 칼 세이건은 보이저 1호가 보내온 사진 속 지구를 보고 ‘창백한 푸른 점’이라고 말했다. 그런데, 먼 은하를 찍은 사진 속에서 보이는 ‘붉은 점’들은 생긴 지 얼마 안 되는 블랙홀일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 맨체스터대 천체물리학 센터, 벨파스트 퀸스대 천체물리학 연구센터, 서섹스대 천문학 연구센터, 덴마크 닐스 보어 연구소 초기 우주 연구센터, 코펜하겐대, 스위스 제네바대 공동 연구팀은 먼 은하에서 ‘작은 붉은 점’으로 알려진 신비한 천체가 젊은 초거대중량 블랙홀일 가능성이 크다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 15일 자에 실렸다. 초기 우주와 은하의 진화, 별의 생애, 외계행성 탐사를 목표로 발사된 제임스 웹 우주 망원경은 지금까지 다양한 영상 자료를 전송했다. 영상 자료 속 작은 붉은 점들에 대해 초거대 블랙홀이나 별 형성 징후로 여겨졌지만, 지금까지 알려진 범주에 포함되지 않아 천문학자들 사이에서 논란이 있었다. 연구팀은 시간 변화에 따른 작은 붉은 점들의 거동을 잘 파악하기 위해 개별적으로 연구된 12개 은하의 데이터와 추가로 18개 은하에서 얻은 데이터를 비교 분석했다. 연구팀은 이들 은하 중심부에서 나오는 방출 스펙트럼을 연구한 결과, 이 스펙트럼은 은하 중심의 블랙홀을 둘러싸고 있는 고밀도 가스 구름 속 전자들에 광자(光子)가 부딪혀 산란하면서 발생한 것으로 밝혀졌다. 이번에 발견된 초거대중량 블랙홀의 크기는 기존 추정치보다 100분의1 수준으로 계산됐다. 이 작은 블랙홀들은 고밀도 가스에 둘러싸여 있는 것으로 확인됐다. 블랙홀들은 발달 초기 단계에 있으며, 이 시기에는 블랙홀이 밀도 높은 물질 속에 파묻혀 있어 X선과 전파를 차단하고 그 빛을 특정한 패턴으로 재형성한다고 연구팀은 설명했다. 요리스 위트스톡 덴마크 코펜하겐대 박사는 “이번 연구 결과는 초기 우주에서 지금까지 알려지지 않은 블랙홀 성장 과정을 보여준다”고 말했다.

국내 연구진이 인공지능(AI)으로 일상 행동을 분석해 우울증을 진단하고 치료 효과를 평가하는 기술을 개발했다. 13일 카이스트에 따르면 생명과학과 허원도 석좌교수 연구팀이 동물의 자세와 움직임을 3차원으로 분석해 우울 상태에 따른 미세한 행동 변화를 자동 포착하는 AI 플랫폼 ‘클로저’를 개발했다. 연구팀은 우울증 환자의 팔다리 움직임과 자세, 표정 등 신체 양상이 일반인과 다르다는 점에 주목했다. 또 클로저를 활용해 우울증과 가장 유사한 ‘만성 예측 불가능 스트레스’(CUS)를 검증한 결과 성별과 증상 정도에 따라 신체 양상이 달라지는 점을 확인했다. 스트레스가 운동 능력 자체보다 행동의 빈도와 흐름을 바꾸는 데 더 큰 영향을 미친다는 사실도 밝혀냈다. 이번 연구는 일상적인 행동 관찰만으로도 우울증의 원인이나 성별에 따라 서로 다른 상태를 구분할 수 있음을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 이 같은 내용은 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인판에 지난해 12월 30일 게재됐다. 허 교수는 “AI 기반 일상 행동 분석 플랫폼을 접목해 우울장애의 맞춤형 진단과 치료 평가를 가능하게 하는 전임상 구조를 세계 최초로 구현한 성과”라며 “정신질환자 맞춤형 치료제 개발과 정밀 의료로 이어질 중요한 토대를 마련했다”고 말했다.

정신건강 질환 중 유병률이 가장 높다는 우울증. 주요 우울 장애를 비롯해 우울 관련 질환은 설문과 면담을 통해 진단한다. 문제는 우울감은 복합적이고 모호해서 진단이 쉽지 않다는 점이다. 이런 상황에서 국내 연구팀이 인공지능(AI)으로 일상 행동을 분석해 우울증을 객관적으로 진단하고 치료 효과를 평가하는 기술을 개발해 눈길을 끈다. 카이스트 생명과학과 허원도 석좌교수팀은 동물 모델을 이용해 일상적 행동 패턴을 분석할 수 있는 AI를 개발하고, 이를 통해 일상 행동 속에서 성별과 중증도에 따른 우울증 증상을 탐지할 수 있다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 연구팀은 우울증 환자의 팔다리 움직임, 자세, 표정 등 신체 운동 양상이 일반인과 다르다는 점에 주목했다. 이들은 감정과 정서가 행동으로 나타나는 ‘정신운동’ 현상을 파악하기 위해 생쥐를 이용해 자세와 움직임을 3차원으로 분석하고 우울 상태에 따른 미세한 행동 변화를 자동으로 포착할 수 있는 AI ‘클로저’(CLOSER, 행동 도표 표현을 위한 관찰자 없는 자발적 행동의 대조 학습 기반 분석 틀)를 개발했다. 클로저는 자기 지도 학습이라는 인공지능 알고리즘을 활용해 행동을 아주 작은 단위로 나눠 분석함으로써 사람이 인식하기 어려운 미세한 행동 변화까지 정확히 구분할 수 있다. 연구팀은 이번 기술을 활용해 사람의 우울증과 유사한 만성 예측 불가능 스트레스 생쥐 모델을 만들고, 행동만으로 일상의 우울 상태를 구별할 수 있는지 검증했다. 그 결과, 클로저는 성별과 증상의 심한 정도에 따라 달라지는 우울 상태를 정확히 구분했다. 또 스트레스는 운동 능력 자체가 아닌 행동의 빈도와 행동 패턴을 바꾸는 데 더 큰 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 특히 우울증 모델 생쥐에서 스트레스로 인한 행동 변화는 성별에 따라 뚜렷한 차이를 보였다. 수컷 생쥐는 주변을 탐색하거나 회전하는 행동이 감소했지만, 암컷 생쥐에게서는 이런 행동들이 오히려 증가했다. 이러한 일상 행동 변화는 스트레스 노출 기간이 길어질수록 더욱 두드러졌다. 연구팀은 항우울제가 우울증 행동에 미치는 영향을 분석한 결과, 스트레스로 인해 변했던 기본적 행동 단위나 행동의 흐름, 패턴이 부분적으로 회복되는 것이 관찰됐다고 밝혔다. 또 항우울제 종류별로 행동 회복 방식이 다르다는 점도 발견했다. 연구를 이끈 허원도 석좌교수는 “이번 연구 결과는 인공지능 기반 일상 행동 분석 플랫폼을 우울증 진단에 접목해 우울장애의 맞춤형 진단과 치료 평가를 가능하게 했다는 점에서 의미가 크다”며 “행동만 살펴봐도 어떤 항우울제가 필요한지 구분할 수 있는 행동 지문도 찾아낸 만큼, 앞으로 환자 맞춤형 치료 및 약물 개발에 도움을 줄 것으로 기대한다”고 설명했다.

동물의 세계에서 동성애와 양성애는 짝짓기, 구애, 성적 활동, 양육 등 매우 흔하게 관찰되는 현상이다. 동물계에서 발견된 현상을 인간 사회에 적용할 수 있을지는 여전히 논란이며, 동물 사이에서도 그 동기와 작용에 대해서는 완벽하게 알려지지 않았다. 영국 임페리얼 칼리지 런던(ICL) 생명과학과 연구팀은 비인간 영장류 491종의 동성 간 성적 행동에 대한 비교 분석 결과, 생태적 요인과 생애사, 사회 구조와 밀접한 연관이 있다는 사실을 확인했다. 이 연구 결과는 생태학 분야 국제 학술지 ‘네이처 생태와 진화’ 1월 13일자에 실렸다. 동성 간 성적 행동은 많은 동물 종에서 보고된 바 있다. 이런 행동은 유전될 수도 있고, 생활 환경 내에서 잘 적응하고 생존할 수 있는 적합도 측면에서 이점 때문일 수도 있다. 이는 생태적 요인과 연관성 여부를 비롯해 다른 진화적 측면에서는 불분명하다. 영장류에서 동성 간 성적 행동이 동맹 형성이나 긴장 완화 같은 사회적 맥락에서도 나타날 수 있어 관계 및 집단 역학 관리에 도움이 될 수 있다는 연구도 있었으나 공통된 원인을 밝혀낼 수 있는 종(種)간 분석은 많지 않았다. 연구팀은 비인간 영장류 491종의 데이터를 분석한 결과, 59종에서 동성 간 성적 행동의 증거를 발견했으며, 23종에서는 동성애 행동이 반복적으로 발생한다는 것을 확인했다. 특히 연구팀은 반복적인 동성애 행동이 어떤 다양한 맥락에서 나타나는지 분석했다. 그 결과, 동성 간 성적 행동은 바바리원숭이처럼 먹이가 제한된 가혹하거나 건조한 환경에 놓여있거나, 버벳 원숭이처럼 포식 위험이 큰 상황에 부닥친 종에서 흔하게 나타난다는 것을 밝혔다. 연구팀은 산악 고릴라에서 나타나는 것처럼 체구가 큰 종, 성별 간 크기나 외모 차이가 있는 종, 침팬지처럼 장수하는 종, 개코원숭이처럼 복잡한 사회 체계와 위계 구조를 가진 종에서도 흔하다는 점을 추가로 확인했다. 연구팀에 따르면 동성애 행동은 단순하거나 직관적으로 적응적인 것이 아니라, 내·외부적 요인 간의 복잡한 맥락과 규모 의존적 상호작용에서 비롯된다. 생애사적 특성은 환경적 요인에 의해 형성되며, 이는 사회적 복잡성을 형성하고 동성 간 성적 행동 같은 특성의 유행을 초래한다. 연구팀은 이번 연구 결과가 영장류 사회의 성적 진화에 대한 통찰을 제공한다고 설명했다. 연구를 이끈 빈센트 사볼라이넨 ICL 교수는 “연구 대상 영장류 종 전반에 걸쳐 이런 동인이 공통으로 관찰됨에 따라, 유사한 요인들이 조상 호미니드와 현대인 모두의 동성 성적 행동을 설명하는 데 관여했을 수 있다고 추정된다”며 “이번 연구 결과가 인간의 성적 지향성, 정체성 또는 실제 경험에 대한 논의가 아닌 만큼 연구 결과 해석에는 신중을 기해야 할 것”이라고 강조했다.

문어는 위장, 의사소통, 천적으로부터 방어 등 다양한 목적을 위해 피부 아래 색소 주머니와 근섬유를 이용해 신경 신호에 따라 색을 빠르게 바꾸는 ‘변신의 귀재’로 유명하다. 색소 주머니는 흑, 적, 황색 색소를 담고 있어서 근섬유가 수축하면 주머니가 커져 피부색이 변하고, 반대로 이완하면 주머니가 작아져 색이 사라진다. 최근에는 생체모방 기술을 활용해 문어의 특성을 이용한 다양한 연구가 이뤄지고 있다. 미국 스탠퍼드대 고등 물질 연구소, 재료과학과, 유전학과, 생체공학과, 샌프란시스코 챈 저커버그 바이오허브, 독일 파더보른대 광양자 시스템 연구소, 물리학과 공동 연구팀은 피부 질감과 색상을 모두 바꿀 수 있는 새로운 유형의 합성 피부를 개발했다. 위장, 소프트 로봇 공학, 첨단 디스플레이 기술 등에 활용될 것으로 기대되는 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 8일 자에 실렸다. 사물의 외관은 색상과 질감에 따라 달라지고, 다른 느낌을 준다. 지금까지 개발된 인공 피부들은 다양한 색상과 질감을 표현할 수 있지만, 필요에 따라 두 가지 특성이 변하는 표면을 만드는 것은 어려웠다. 이에 연구팀은 문어 같은 동물이 피부 외관을 변화하는 방식에 영감을 받아 질감과 색상을 변경하도록 프로그래밍할 수 있는 박막을 개발했다. 연구팀은 전자빔으로 박막에 패턴을 기록하고 색상 효과를 내는 광학층을 추가했다. 이는 색상과 질감 변화가 20초 미만의 시간에 매우 빠르게 발생하고, 성능 저하 없이 수백 번 반복 전환이 가능하다. 또 인공 피부의 한 면이 액체에 노출되는가 여부에 따라 색상과 질감을 각각 바꿀 수 있다는 장점이 있다. 처음에는 평평하고 평범해 보이지만, 물에 닿으면 팽창하면서 패턴이 변하고 색상이 달라진다. 연구를 이끈 마크 브롱거스마 스탠퍼드대 교수는 “이번에 개발한 박막은 색상과 질감을 동시에 또는 독립적으로 제어할 수 있어, 자연계에서 가장 정교한 위장 시스템을 인공적으로 만드는 데 성공했다”며 “현재는 하나의 패턴과 질감만 표현할 수 있지만 추가 연구를 통해 더 많은 패턴을 표시하고 전자적으로 제어해 더 큰 규모로 만들 것”이라고 설명했다.

인간과 유인원이 갈라진 것은 1300만~700만년 전으로 추정된다. 유인원과 생물학적으로 갈라진 뒤 인류는 아프리카에서 세계 곳곳으로 퍼져나갔다. 하지만 유인원과 갈라진 뒤 초기 수백만년 사이의 인간 화석이 아프리카에서 발견된 적이 없었고, 이 때문에 현생 인류는 아프리카가 아닌 유라시아에서 기원했다고 주장하는 학자들도 있다. 이런 상황에서 인류가 유라시아가 아니라 아프리카에서 기원했다는 사실을 명백히 보여주는 연구 결과가 과학 저널 ‘네이처’ 1월 8일 자에 실렸다. 프랑스, 독일, 이탈리아, 미국, 오스트리아, 칠레, 중국, 스페인, 모로코 등 9개국 인류학자, 고고학자, 생물학자 등으로 이뤄진 국제 공동 연구팀은 모로코 카사블랑카에서 현대인의 가장 가까운 조상일 가능성이 높은 약 77만 3000년 전 인간 화석을 발견했다. 이번에 발굴된 인류화석은 고대와 현대의 특징이 혼재돼 있어 아프리카와 유라시아 인간 계통이 분화되기 시작할 때의 것일 가능성이 크다고 연구팀은 설명했다. 인류가 현생 인류(호모 사피엔스), 네안데르탈인, 데니소바인으로 나뉘기 시작한 것은 약 76만 5000~55만년 전으로 추정된다. 그러나, 인류의 공통 조상이 어디서 처음 등장했는지는 논란이다. 1994년 스페인 북부 지역에서 발견된 ‘호모 안테세소르’는 약 120만~80만년 전에 살았던 초기 인류로, 유라시아 지역에서 발견된 가장 오래된 인류 화석이다. 비슷한 시기에 살았던 아프리카 지역의 인류 화석은 발견된 바 없고, 현생 인류와 네안데르탈인, 데니소바인의 공통 조상과 매우 가까워 유라시아 지역에서 인류 조상이 출현했다는 주장의 근거가 됐다. 이에 연구팀은 모로코의 ‘토마스 채석장 1구역’과 ‘호미니데 동굴’에서 발굴된 화석을 정밀 분석했다. 발견된 화석은 두 개의 부분적 아래턱뼈, 다수의 치아와 척추뼈였다. 연구팀은 화석 주변 퇴적물을 분석한 결과, 화석들은 지구 자기장 대역전이 발생한 시기와 가까운 약 77만 3000년 전의 것으로 확인됐다. 모로코 화석은 호모 에렉투스 같은 종에서 관찰되는 고대적 특징과 호모 사피엔스나 네안데르탈인에서 발견되는 현대적 특성까지 함께 있는 것으로 나타났다. 또, 호모 안테세소르와 형태학적으로 차이를 보였다. 예를 들어 어금니 크기는 초기 호모 사피엔스나 네안데르탈인과 유사하지만, 아래턱뼈 형태는 호모 에렉투스나 기타 아프리카의 고대 인류에 더 가까웠다. 연구를 이끈 장 자크 후블린 막스 플랑크 진화인류학 연구소 교수는 “이번 화석은 유럽과 북아프리카 간 지역적 분화가 후기 플라이스토세 말기인 약 180만년 전부터 78만년 전에 시작했음을 보여주며, 인류가 아프리카에서 시작됐음을 보여주는 것”이라고 말했다.

고대 그리스의 시인 호메로스는 “잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것”이라고 말했고, 영국의 위대한 대문호 셰익스피어는 “좋은 잠이야말로 자연이 인간에게 부여해 주는 살뜰하고 그리운 간호사다”라고 말했습니다. 과거에는 잠을 인간에게 쓸모없는 행위라고 생각한 경우도 있었지만, 뇌신경 과학이 발달하면서 잠은 신체적, 정신적 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 한다는 사실이 알려졌습니다. 이런 가운데, 이스라엘 바르일란대 연구팀은 해파리와 말미잘 같은 무척추동물의 수면 패턴이 척추동물인 인간과 유사점이 많다는 연구 결과를 내놨습니다. 연구팀은 잠이 깨어 있는 동안 발생한 DNA 손상으로부터 보호하기 위한 수단으로 광범위한 종들 사이에서 진화했을 것이라는 가설을 뒷받침한다고 설명했습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 7일 자에 실렸습니다. 잠은 동물계 전반에서 나타나는 행동입니다. 특히 뇌 신경세포(뉴런)의 DNA 손상을 줄이는 데 잠이 핵심적인 역할을 한다는 것이 속속 알려졌습니다. 신경세포는 다세포동물이 등장한 뒤 진화하면서 나타났습니다. 말미잘과 해파리는 초기에 등장한 동물군 중 하나로 꼽힙니다. 이들 동물에서 수면과 유사한 상태를 보인다는 연구가 이전에도 있었지만, 구체적인 수면 형태와 역할은 명확하지 않았습니다. 연구팀은 실험실과 자연에서 해파리의 수면 패턴을 관찰했고, 말미잘에 대해서는 실험실에서만 관찰했습니다. 두 동물 모두 하루의 3분의1 정도를 잠으로 보내는 것이 확인됐는데, 이는 인간과 비슷한 수면 시간입니다. 해파리는 주로 밤에 잠을 잤지만, 말미잘은 낮에 자는 것으로 확인됐습니다. 연구팀에 따르면 이런 수면 패턴의 차이는 해파리의 경우, 빛의 변화와 신체 내부의 수면 요구 메커니즘에 의해 수면이 제어됐지만, 말미잘은 내부 생체 시계와 수면 항상성에 의해 조절된 것으로 나타났습니다. 두 종 모두에서 수면 시간이 줄어 각성 상태가 지속될 경우 신경세포 DNA 손상이 증가됐으며, 잠은 자연적이든 수면제 같은 물질로 유도된 것이든 DNA 손상을 줄여준다는 점이 확인됐습니다.

“한국도 최근 양자 분야에 대해 투자를 늘리고 있습니다. 중국에서 돌아온 이유입니다.” 지난해 12월 29일부터 대전 기초과학연구원(IBS) 트랩이온 양자과학연구단 초대 단장직을 맡은 김기환 단장은 6일 서울신문과의 인터뷰에서 귀국 계기를 이렇게 밝혔다. 서울대 물리학과에서 학·석·박사 학위를 받고 오스트리아 인스부르크대·미국 메릴랜드대에서 박사후연구원을 거친 뒤 2011년부터 칭화대 물리학과 교수로 일한 김 단장은 양자 컴퓨터 등 다양한 양자 플랫폼 개발을 선도해 온 세계적인 연구자다. 김 단장은 “중국 과학기술 발전의 바탕에는 연구에 대한 지원과 자율성 보장이 있다”며 “한국도 과학자에 대한 대우와 인식이 나아지면 들어올 인재가 많아질 것”이라고 했다. 다음은 일문일답. -2011년 칭화대 물리학과로 간 계기는 “유럽과 미국에서 박사후연구원을 한 뒤 대학에서 일할 기회를 찾고 있었는데, 칭화대가 유일한 기회였다. 칭화대에서 양자 정보학 분야 연구센터를 만들면서 교수 자리가 생겼다. 미국과 유럽에서 많은 인재가 중국으로 유입되던 시기였다.” -중국의 연구 환경이 가진 강점은 무엇인가 “중앙정부 뿐 아니라 지방정부도 투자를 많이 한다. 분야 상관없이 기초부터 응용과학까지 연구 잘하는 학자들을 영입한다. 미국과 유럽에서 검증된 젊은 학자들이 많이 유입되면서 커뮤니티도 탄탄해졌다. 미국에선 연구 지원을 위한 초기정착금이 100만달러(약 14억원) 선으로 형성되어 있는데, 중국도 이 이상 지원한다. 장비를 구매하든 연구 인력을 고용하든 간섭이 거의 없다. 중국은 이공계를 중시하는 분위기 덕분에 훌륭한 학생도 대학에 많이 온다.” -투자가 빠른 성과로 이어졌다고 보나 “최상위 논문으로 평가하는 ‘네이처 인덱스’ 순위에서 중국이 지난해 미국을 처음 누르고 1위에 올랐다. 주요 대학에서 활발한 연구자들이 좋은 기반을 갖고 연구하기 때문에 나온 성과라고 본다. 경제가 좋지 않아도 국가를 위해 과학에 투자해야 한다는 인식이 자리 잡고 있다.” -안정적인 지위를 두고 한국에 들어오게 된 계기는 “일단 좋은 연구 환경과 기회가 됐기 때문이다. 전에는 한국에서 내 전공에 대해 아는 사람이 별로 없었는데 최근에 관심과 투자가 많아졌다. ‘양자 붐’이 오면서 내 분야에 대한 이해도 높아졌다. IBS에서 장기적으로 계획 중인 연구를 할 수 있다고 판단했다.” -한국 과학기술 인재 양성을 위해 필요한 것은 무엇인가 “좋은 환경에서 시작한 연구들이 바람직한 선례를 남기는 것이다. 이런 부분에서 책임감을 느낀다. 또 독일의 ‘막스플랑크’ 모델처럼 주변 대학들과 교류하면서 교육과 연구가 함께 이뤄질 필요도 있다. 연구뿐 아니라 학생 지도까지 연결된다면 선순환이 일어날 수 있다.”

고령화 사회로 빠르게 진입하면서 치매와 같은 퇴행성 인지 장애를 겪는 사람도 늘고 있다. 대표적인 노인성 인지 장애인 치매는 여러 원인으로 발생하지만, 가장 큰 원인은 알츠하이머다. 알츠하이머 치매의 징후가 발견되면 이미 상당히 진행된 상태로 치료와 증상 완화가 쉽지 않다. 그래서 알츠하이머 치매도 암과 마찬가지로 빠르게 진단하는 것이 필요하다. 문제는 치매 진단이 복잡하고 쉽지 않다는 점이다. 이런 상황에서 스웨덴 예테보리대 신경과학 및 생리학 연구소를 중심으로 독일, 브라질, 캐나다, 스페인, 영국, 덴마크, 이탈리아, 스위스, 미국, 프랑스, 중국, 홍콩 등 13개국 31개 연구기관과 대학으로 구성된 국제 공동 연구팀은 손가락 끝 채혈로 채취한 건조 혈액 표본만으로도 알츠하이머의 주요 징후를 측정하는 방법을 개발했다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 의학’ 1월 6일 자에 실렸다. 알츠하이머는 일반적으로 침습적이고 비용이 많이 드는 뇌 자기공명영상(MRI)이나 양전자 방출 단층 촬영(PET), 또는 척수액 검사로 진단한다. 최근에는 p-타우217 같은 생체표지자를 측정하는 혈액 검사가 알츠하이머를 정확하고 접근성 높은 도구로 검출하는 수단으로 주목받고 있다. 혈액 채취는 척수액 검사나 뇌 촬영 방법보다 훨씬 간단하지만, 검체 처리와 보관, 검체 채취를 위한 훈련된 인력 접근성 같은 문제들이 여전히 존재한다. 이에 연구팀은 손가락 끝에서 채취한 소량의 혈액을 건조해 검사하는 새로운 알츠하이머 진단 검출법을 개발했다. 연구팀은 실험에 참여한 337명에게서 알츠하이머를 포함해 기타 뇌 변화와 관련된 단백질을 찾는 데 성공했다. 연구팀은 손가락에서 채혈한 표본의 p-타우217 수치가 표준 혈액 검사 결과와 거의 유사하게 일치한 것을 발견했다. 또, 척수액 검사와 비교해서 86%의 정확도로 알츠하이머를 식별해 냈다. 또, GFAP와 NfL이라는 다른 두 가지 지표도 성공적으로 측정됐고 기존 검사와 높은 일치도를 보였다. 이번에 개발한 가장 큰 장점은 연구진의 도움 없이 실험 참가자들이 손쉽게 자기의 혈액 표본을 채취할 수 있었다는 점이다. 연구를 이끈 니콜라스 애쉬튼 스웨덴 예테보리대 교수는 “이번에 개발한 방법은 비교적 간단하고 비침습적 방법으로 알츠하이머를 빠르게 진단할 수 있다는 장점이 있다”며 “특히 알츠하이머 발병 위험이 큰 다운증후군 환자나 의료 서비스 접근성이 낮은 집단에도 적용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한국은 우수한 과학기술 인력이 해외로 빠져나가는 대표적인 ‘인재 순유출국’으로 분류돼 왔다. 그러나 최근 들어 기류가 조금씩 바뀌고 있다. 전 세계 고급 두뇌를 흡수하던 미국에서 트럼프 행정부의 강경한 이민 정책 여파로 이탈 조짐이 나타나고 있다. 인공지능(AI) 등 신산업에 사활을 건 우리 정부와 주요 기업들도 인재 유치에 적극적이다. 과학기술계 안팎에선 “바로 지금이 K두뇌 유턴의 골든타임”이라는 기대 섞인 목소리가 나온다. 재미한인과학기술자협회(KSEA) 회장인 류재현 아이다호대 교수는 지난 17일 서울신문과 만나 “트럼프의 이민 정책 영향으로 한국으로 돌아가고 싶어 하거나 돌아가야만 하는 훌륭한 인재들이 많다”며 “이들을 영입할 수 있는 최적의 기회”라고 말했다. 한국은행에 따르면 미국에서 근무하는 한국인 이공계 박사 인력 규모는 2010년 약 9000명에서 2021년 1만 8000명으로 증가했다. 세계적인 과학 학술지 ‘사이언스’는 과학 분야 예산 및 인력 축소에 직면한 미국 연구자들이 전 세계 대학과 연구 기관에 지원하는 사례가 늘고 있다고 분석했다. 실제로 영국의 과학전문지 ‘네이처’가 미국에서 연구하는 과학자 1608명을 대상으로 실시한 설문조사에서는 75.3%가 “미국을 떠나는 것을 고려하고 있다”고 답했다. 전문 인력 확보가 시급한 우리 정부는 해외 인재 유치를 위해 총력전을 펼치고 있다. 정부는 ‘브레인 투 코리아 프로젝트’라는 이름으로 리더급 연구자와 한인 박사후연구원의 국내 복귀를 지원한다. 특히 정부와 정부 출연 연구기관 관계자들은 지난 10월부터 8차례에 걸쳐 미국 실리콘밸리 등 주요 도시를 순회하며 현지 인재들에게 러브콜을 보냈다. 방문 행사에 참여한 정부 관계자는 “반응은 매우 긍정적이었다. 방문 대상 지역을 유럽으로 넓히려 한다”고 밝혔다. 이번 프로젝트에 국내 주요 기업들은 ‘원팀’으로 참여했다. 권재철 과학기술사업화진흥원 연구위원은 “미국 연구자들의 이탈 분위기와 정부의 강한 의지에 더해 기업들이 최첨단 연구개발(R＆D) 인력을 추가로 확보하겠다는 신호만 보내도 인재 유입의 3박자가 맞아떨어질 것”이라고 강조했다. 관건은 결국 적정한 임금과 처우다. 적어도 몇 배, 많게는 몇십 배에 달하는 연봉 격차는 그동안 국내 인재의 해외 유출을 부추겨 온 핵심 요인으로 지목됐다. 류 교수는 “임금이 확 낮아지면 어떤 형태로든 미국에 남고 싶어 할 것”이라며 “정부든 기업이든 한국에 왔을 때 메리트가 무엇인지 등 실질적인 혜택이 전달돼야 마음이 움직인다”고 말했다. 권 연구위원은 “연구자가 해외에서 쌓아 온 네트워크와 연구 성과를 국내에서 이어 갈 수 있도록 하는 지원이 관건”이라며 “한국에서도 충분히 자리잡을 수 있다는 신호가 시장과 현장에 분명히 전달돼야 한다”고 말했다.

체계적 이력관리와 품질 안전 시스템으로 식품 신뢰도 제고 건강식품 기업 (주)네이처가든이 식품이력추적관리 유공 표창을 수상했다. 이번 표창은 식품이력추적관리제도의 안정적 정착과 운영 활성화에 기여한 기업을 대상으로 수여되는 것으로, 네이처가든은 체계적인 이력관리와 품질 안전 관리 역량을 인정받아 수상 기업에 이름을 올렸다. 식품안전정보원(원장 이재용)은 매년 식품이력추적관리제도 발전 유공 표창 기업 및 담당자를 선정해 표창을 수여한다. 올해 수여식은 12월 10일 서울 소공동 식품안전정보원에서 개최됐다. 식품이력추적관리제도는 식품의 제조·가공·유통·판매 전 과정을 기록·관리해 소비자가 보다 안전하게 식품을 선택할 수 있도록 돕고, 위해 발생 시 원인 추적과 신속한 회수를 가능하게 하는 제도다. 이 제도는 소비자 알권리 보장과 식품 안전성 강화를 목적으로 운영되며, 국내 식품 안전 관리 체계의 핵심 제도로 평가받는다. 이번 표창은 단순한 제도 참여를 넘어, 실질적인 이력관리 운영 수준과 현장 적용 성과를 기준으로 선정됐다는 점에서 의미가 크다. 네이처가든은 제품별 이력 정보의 체계적 관리, 원료 입·출고 및 제조 이력 전산화, 유통 단계까지 연계된 관리 체계를 구축해 식품 안전성과 투명성을 지속적으로 강화해 왔다. 특히 네이처가든은 이력추적관리번호의 정확한 등록·표기, 위해 발생 시 신속한 대응이 가능한 내부 프로세스, 소비자에게 명확한 정보를 제공하는 관리 시스템을 통해 품질 리스크를 사전에 최소화하는 구조를 운영하고 있다는 점이 이번 수상의 주요 배경으로 평가된다. 네이처가든 관계자는 “이번 표창은 식품 안전과 품질 관리를 기업의 핵심 가치로 삼아온 노력이 공식적으로 인정받은 결과”라며 “앞으로도 식품이력추적관리제도의 취지에 맞게 소비자가 신뢰할 수 있는 제품 환경을 만드는 데 최선을 다하겠다”고 밝혔다. 한편, (주)네이처가든은 프리미엄 홍삼 브랜드 ‘정원삼’, 건강식품 브랜드 ‘뉴트리가든’, 가성비 영양제 브랜드 ‘뉴트리가든핏’ 등을 운영하고 있는 종합 헬스푸드 기업이다. 이 기업은 원료 관리부터 제조, 유통에 이르기까지 정직한 품질 관리와 안전 중심 경영을 바탕으로 국내외 시장에서 신뢰를 쌓아가고 있다. 이번 수상을 계기로 네이처가든은 식품 안전 관리 체계를 한층 고도화하고, 이력 기반 품질 관리 역량을 지속적으로 강화해 나갈 계획이다.

‘사이언스’가 주목한 녹색 기술 中 급성장에 美·유럽도 투자 급증태양광·풍력 등 전력원, 석탄 추월‘네이처’가 기대한 혁신적 연구는AI 과학자·지구와 화성 위성 탐사 거대 해저 시추 작업 등 7개 선정 다사다난했던 2025년 을사년이 서서히 저물고, 2026년 병오년이 다가오고 있다. 사회적으로도 많은 일이 있었지만, 과학계에서도 주목할 연구들이 쏟아진 해이기도 했다. 세계적 과학 저널 양대 산맥 ‘사이언스’와 ‘네이처’가 각각 ‘2025년 올해의 과학적 혁신’과 ‘2026년 주목해야 할 과학 이벤트’를 선정해 한 해를 정리하고, 내년을 예측했다. ‘사이언스’가 ‘2025 올해의 혁신’으로 뽑은 것은 ‘재생 에너지의 도약’이다. 특히 사이언스는 현재 중국의 재생 에너지 기술에 대해 ‘놀랍다’고 표현했다. 산업 혁명 이후 인류는 석탄과 석유, 천연가스 같은 화석 연료를 과다하게 사용하면서 지구 온난화라는 재앙을 가져왔다. 그러나 최근 태양광이나 풍력 같은 재생 에너지를 이용한 발전량이 점차 증가해, 올해 상반기 전 세계의 신규 전력 수요를 모두 충당할 수 있을 정도가 됐고 전 세계 전력 생산원으로 석탄을 추월했다. 중국은 수년간 보조금 제도를 통해 재생 에너지 분야를 집중 육성했다. 그 결과 전세계 태양전지의 80%, 풍력 터빈의 70%, 리튬 전지의 70%를 차지하고 있다. 중국의 재생 에너지 기술 급성장은 녹색 기술 수출로 이어져 전 세계를 바꾸고 있는 상황이다. 이런 변화는 중국에서 온실가스 배출량 증가가 사실상 멈췄다는 사실에서 잘 드러난다. 한국을 비롯한 이웃 나라에 유입되는 미세먼지도 눈에 띄게 줄었다. 한편 중국의 녹색 기술 약진에 위협을 느낀 미국과 유럽도 재생 에너지 확장에 나서면서, 전세계적으로 청정에너지에 대한 총투자액은 화석 연료 투자를 뛰어넘고 있다. 올해 혁신적 연구 후보로 이름을 올린 것은 ▲인공지능이 설계한 단백질 ▲알츠하이머의 숨겨진 유전적 스위치 ▲인류가 불을 다루기 시작한 기원 발견 ▲초기 우주 수수께끼를 푸는 제임스 웹 우주망원경(JWST) ▲해양 플라스틱 오염 해결책 ▲비만 치료제의 확장 등이다. ‘네이처’는 ‘2026 다가올 한 해 주목해야 할 과학’으로는 인공지능(AI) 분야 과학자의 부상, 지구와 화성 위성 탐사 임무, 거대 해저 시추 작업 등 과학적 지식의 지평을 넓힐 연구 7개를 선정했다. 과학자들도 챗GPT로 대표되는 생성형 인공지능을 많이 사용하고 있는데. 내년에는 여러 대규모 언어 모델(LLM)을 통합해 복잡하고 다단계적 프로세스를 수행하는 ‘AI 에이전트’가 과학 연구에 더 많이 사용될 것으로 전망된다. 그 중 일부는 인간의 감독과 통제를 받지 않고 작동할 것으로 예상된다. AI에 의한 최초의 중대한 과학적 진보가 나타날 수도 있을 것이라고 과학자들은 예측했다. 올해 가장 놀라운 연구로 선정되기도 했던 유전자 가위를 이용한 유전병 치료가 내년에는 더욱 확장되고 발전된 방향으로 나타날 것으로 예상됐다. 희귀 대사질환을 앓던 아기 KJ 멀둔은 특정 질병 유발 돌연변이를 교정하도록 맞춤 설계된 크리스퍼 유전자 가위 치료를 받았다. 멀둔을 치료했던 미국 필라델피아 아동병원 연구팀은 미국 식품의약국(FDA)에 더 많은 희귀 대사 질환을 앓는 아동들을 유전자 편집 치료할 수 있도록 임상 시험 승인을 요청할 계획으로 알려졌다. 치료 대상 아동들이 앓고 있는 질환은 멀둔 치료에 사용했던 것과 같은 유형의 유전자 편집으로 해결할 수 있는 7개 유전자 변이로 발생하는 것들이다. 내년에는 우주가 바쁜 한 해가 될 전망이다. 미국항공우주국(NASA)의 ‘아르테미스 2호’는 오리온 다목적 우주선에 우주비행사 4명을 태우고 달 궤도로 보내는 프로젝트다. 이르면 2026년 2월에 발사될 아르테미스 2호는 1970년대 이후 첫 유인 달 탐사 임무로 10일 동안 달 궤도를 돌면서 이후 달 착륙 임무를 준비하는 데 도움을 줄 예정이다. 중국도 내년 8월 달 탐사선 ‘창어 7호’를 암석과 크레이터가 흩어져 있어 착륙이 매우 까다로운 것으로 알려진 달의 남극 지역에 착륙하는 것을 목표로 발사한다. 착륙에 성공하면 달 남극 지역을 집중 탐사해 물과 얼음의 존재를 찾고 지속 가능한 달 기지 건설을 위한 기술을 시험할 예정이다. 과학자들은 달을 넘어 화성으로도 시선을 돌리고 있다. 일본은 화성의 위성인 포보스와 데이모스를 탐사하는 화성 위성 탐사 임무 MMX를 시작할 계획이다. 포보스 표면 표본을 채취해 2031년 지구로 귀환하는 프로젝트다. 유럽우주국(ESA)은 내년 12월 행성 사냥꾼이라는 별명을 가진 외계 행성 탐사선 ‘플라토’를 발사한다. 플라토는 카메라 26개를 장착한 탐사선으로 20만 개 이상의 태양과 비슷한 항성(별)을 탐색해 액체 상태의 물이 형성될 수 있는 온도를 가진 지구 쌍둥이 행성을 식별할 계획이다. 그런가 하면 중국의 해양 시추선 ‘멍샹’이 첫 탐사에 나선다. 멍샹은 해저 지각을 뚫고 최대 11㎞ 깊이까지 시추해 지구 맨틀 시료를 채취할 예정이다. 성공한다면 해저 지각 형성과 판 구조 운동의 원인을 규명하는 데 결정적 단서를 확보할 수 있다. 또 인도의 첫 태양 탐사선 아디티야-L1이 11년 주기의 활동 정점인 태양 극대기 동안 태양 관측에 나서고, ‘신의 입자’ 힉스 입자를 발견한 스위스 제네바에 있는 유럽 입자물리연구소(CERN)의 거대 강입자 가속기(LHC)가 내년 대규모 업그레이드를 하고 2030년부터 재가동할 예정이다. 한편 네이처는 과학 외부 환경도 내년 과학계를 규정할 중요한 변수로 지목했다. 특히 미국 도널드 트럼프 행정부가 강행하는 과학 예산 대규모 삭감과 과학자 해고, 공중보건·기후 정책 변화, 이민 규제 강화 등이 과학 연구 전반을 위축시킬 가능성이 높다고 전망했다.

비디오게임이 뇌의 노화 속도를 늦추고 인지 능력을 향상하는 데 도움이 된다는 연구 결과가 잇따라 나오고 있다. 특히 전략성과 속도감이 결합된 복잡한 게임일수록 효과가 크다는 분석이다. 미국 일간 워싱턴포스트는 21일(현지시간) 여러 연구와 전문가 견해를 인용해 비디오게임, 특히 액션 게임이 뇌 건강에 긍정적인 영향을 미친다고 보도했다. 애런 사이츠 미국 노스이스턴대 심리학과 교수는 “비디오게임은 시뮬레이션된 환경에서 복합적인 기술을 동시에 연습하게 만든다”며 “단순하게 설계된 기존의 두뇌 훈련 게임보다 전반적인 인지 능력 향상에 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 실제 연구 결과도 이를 뒷받침한다. 아일랜드 트리니티 칼리지 더블린과 칠레 아돌포 이바녜스대 연구진이 학술지 ‘뉴로이미지’(NeuroImage)에 발표한 논문에 따르면, 전략 게임 ‘스타크래프트 2’를 자주 하는 게이머들은 게임을 하지 않는 사람들보다 정보 처리 과정이 더 효율적인 것으로 나타났다. 시각적 집중력과 실행 기능에 중요한 뇌 영역의 연결성도 더 뛰어났다. 같은 연구진이 올해 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications)에 발표한 후속 연구에서는 숙련된 게이머들의 뇌 노화가 일반인보다 평균 4년가량 늦춰진다는 결과도 나왔다. 연구진은 비디오게임이 음악이나 미술 같은 창의적 취미와 마찬가지로 노화로 약해지기 쉬운 신경 연결을 보호할 가능성이 있다고 설명했다. 효과는 비교적 짧은 기간에도 확인됐다. 게임 경험이 없는 참가자들에게 3∼4주 동안 총 30시간가량 스타크래프트 2를 하도록 한 경우, 규칙이 단순하고 진행이 느린 카드 게임을 배운 집단보다 뇌 건강 지표가 더 개선된 것으로 나타났다. 다만 전문가들은 ‘적당한 이용’이 중요하다고 강조한다. 연구에 참여한 카를로스 코로넬 박사는 “비디오게임을 몇 시간씩 연속으로 하는 것이 뇌 건강에 좋다고 말할 수는 없다”며 “균형을 찾는 것이 핵심”이라고 말했다. 숀 그린 미국 위스콘신대 교수도 “게임을 과도하게 해 일상생활에 지장을 받는다면 상식적으로 뇌 건강에 도움이 될 수 없다”고 지적했다. 게임 방식에 대한 조언도 나왔다. 그린 교수는 “이미 익숙해진 게임만 반복하면 인지 능력 향상 효과가 줄어든다”며 “불편하고 어렵더라도 새로운 게임에 도전해 적절한 ‘인지 부하’를 주는 것이 뇌를 건강하게 유지하는 데 도움이 된다”고 강조했다. 전문가들은 교육, 퍼즐, 사람들과의 교류 등 다양한 인지 활동과 함께 비디오게임을 ‘적당히’ 즐길 경우 뇌 건강 관리에 긍정적인 역할을 할 수 있다고 보고 있다.

현대 산업 문명은 많은 사람들에게 편리함을 가져다주었지만, 경제가 성장하고 인구가 늘어나면서 자원에 대한 수요 역시 폭발하고 있다. 특히 최근에는 지속 가능한 성장과 친환경에 대한 요구가 커지면서 관련 자원 수요까지 늘어나고 있다. 친환경 전기차와 신재생 에너지로의 전환이 빠른 속도로 늘어남에 따라 배터리에 필요한 각종 자원에 대한 수요가 급증한 것이다. 최근 배터리 산업은 전기차, 에너지 저장 시스템 (ESS) 수요 폭증으로 핵심 광물(리튬, 니켈, 코발트 등) 확보에 집중하고 있다. 그런데 이런 자원이 부족해지면서, 깊은 바닷속 심해저의 망간단괴 등에서 이들 광물을 채굴하는 심해 채굴이 대안으로 급부상하고 있다. 하지만 이는 ‘환경을 구하기 위해 환경을 파괴한다’는 논쟁적 상황을 낳고 있다. 23일 스웨덴 예테보리대와 런던 자연사 박물관 연구팀에 따르면 이들은 시험적인 심해 광물 채굴이 심해 생태계에 미친 영향을 조사했다. 언뜻 생각하기에 망간단괴 같은 심해 광물이 널려 있는 수심 수천m의 바다 밑에는 생명체가 거의 없을 것 같지만, 과학자들은 이 극한 환경에 적응한 수많은 심해 생명체를 발견했다. 그런데 이곳에서 흡입식 장치나 견인식 장치를 통해 자원을 긁어모을 경우 이 생명체들에 미치는 영향을 클 가능성이 높다. 심해 광물 채취가 실제 생태계에 미친 영향을 파악하기 위해 연구팀은 태평양 ‘클라리온-클리퍼톤 존(CCZ)’의 4000m 심해에서 5년간 해양 생태계를 조사했다. 이 과정에서 과학자들은 788종의 생물을 발견했는데, 이들 가운데 상당수가 이전에 알려지지 않은 신종일 정도로 심해 생태계에는 생명체가 풍부했다. 하지만 채굴 장비가 지나간 곳에서 동물의 개체 수는 37%, 종 다양성은 32% 감소한 것으로 나타났다. 시험적인 수준의 심해 채굴로도 생각보다 큰 생물종 감소가 일어날 수 있음을 보여준 것이다. 이 연구는 학술지 ‘네이처 생태학 및 진화’(Nature Ecology & Evolution)에 발표됐다. 이번 연구는 심해 광물 채취에 반대하는 여론에 힘을 실을 것으로 보인다. 프랑스, 영국, 캐나다 등 선진국들은 환경에 대한 불확실성을 이유로 현재 심해 채굴을 허용하지 않거나 혹은 잠정적으로 중단한 상태이다. 심해 채굴 상업화를 허용하려 했으나 올해 채굴 면허 발급을 일시 중단하기로 한 노르웨이 역시 아직은 지켜보자는 입장이다. 다만 중국 등 심해 채굴에 공격적인 국가들도 있어 논란은 계속될 것으로 보인다. 심해 개발에 신중해야 하는 이유는 한번 오염되면 쉽게 복구할 수 없는 심해 환경과 아직 모르는 부분이 더 많은 심해 생태계 때문이다. 물론 인류의 미래를 위해 더 많은 자원이 필요하긴 하지만, 한번 파괴된 환경을 되살리기 매우 힘들다는 것을 여러 차례 경험한 지금 우리는 더 신중하게 접근할 필요가 있다.