최근 라식 수술을 받기 위해 상담차 병원에 들른 A(28)씨는 뜻밖의 진단을 받았다. ‘망막박리’가 상당 부분 진행됐다는 것이다. 요즘 눈앞에 날파리 같은 검은 물체가 떠다녔지만 별다른 통증이 없어 대수롭지 않게 넘겼던 A씨는 이날 급히 수술받았다. “조금만 늦게 발견했으면 실명까지 이어질 뻔했다”는 의사의 말에 A씨는 놀란 가슴을 쓸어내렸다. 망막박리란 안구의 가장 안쪽 벽에 붙어 있는 망막이 제 위치에서 떨어지는 경우를 말한다. 눈의 필름 역할을 하는 망막이 안구 벽에서 떨어지면 영양 공급이 제대로 되지 않아 시각세포의 기능이 떨어진다. 이 상태가 이어지면 영구적인 시력 손실을 가져올 수도 있다. 망막박리는 해마다 1만 명에 한 명꼴로 발생하는 흔한 질환이지만 증상이 뚜렷하지 않아 알아차리기 쉽지 않다. 그러면서 망막박리 환자 수는 2010년 5만 3148명에서 2021년 10만 6855명으로 약 두 배 증가했다. 과거엔 주로 노화로 인한 망막박리 환자가 많았다면 최근에는 스마트폰 같은 전자기기 사용이 일상화되면서 A씨처럼 젊은 나이에 망막박리를 겪는 사람들이 늘어나고 있다. 우세준 분당서울대병원 안과 교수는 20일 “최근 연구를 보면 고도 근시로 20~30대에서도 망막박리 환자가 늘어나는 추세”라고 설명했다. 근시 환자 수는 2020년을 제외하곤 최근 5년간 120만명 수준을 유지할 정도로 발병률이 높다. 망막이 떨어지는 가장 흔한 원인은 ‘열공(구멍) 망막박리’다. 망막이 찢어지거나 구멍이 났다는 의미다. 눈에는 젤리 같은 ‘유리체’가 내부를 가득 채우고 있는데 노화나 고도 근시로 유리체가 액화하면 빈 곳이 생기거나 망막을 끌어당겨 찢어지게 된다. 이외에 견인막이 수축하면서 망막이 떨어지는 ‘견인 망막박리’와 망막이나 맥락막의 염증 때문에 생긴 삼출물이 고여 망막을 박리시키는 ‘삼출 망막박리’ 등이 있다. 윤제문 삼성서울병원 안과 교수는 “열공 망막박리는 나이가 많거나 근시가 심한 사람, 가족력을 가진 사람이나 눈 속 수술을 받은 적이 있는 사람에게서 흔히 발생한다”면서 “견인 망막박리는 당뇨 환자에서 발생하는 경우가 많다”고 말했다. 특히 근시가 있다면 더 조심해야 한다. 신용운 한양대구리병원 안과 교수는 “단순히 멀리 있는 사람이나 물체가 보이지 않는 질환으로 생각하는 근시는 사실 다수의 망막 질환을 동반하는 질환”이라면서 “망막박리 환자는 고도 근시 비율이 일반인과 비교하면 8배에 이른다”고 했다. 문제는 망막박리 증세가 있더라도 통증이 없어 초기 발견이 어렵다는 점이다. 흔히 ‘눈앞에 날파리가 떠다닌다’고 표현하는 비문증(날파리증)이 망막박리의 대표 증상이다. 비문증은 눈 속 유리체에 부유물질이 생기는 것으로 그 형태는 곤충 모양, 점 모양, 실오라기 같은 줄 모양 등으로 수시로 변할 수 있다. 또 다른 증상으로는 눈을 좌우로 움직일 때 번쩍이는 불빛이 보이는 광시증이 있다. 이외에도 갑작스럽게 시력이 감퇴했다고 느껴지면 주저하지 말고 안과 전문의를 찾아가는 편이 좋다. 망막박리는 조기 진단이 무엇보다 중요하다. 신 교수는 “망막박리가 망막의 중심부인 황반부를 침범하기 전에 수술해 망막을 붙이면 정상 시력을 유지할 수 있다”면서도 “대부분의 환자가 증상을 느낄 때면 이미 황반부까지 망막박리가 진행된 경우가 많아 의심이 들면 바로 검사를 받아보는 게 좋다”고 말했다. 이어 “국내 통계에 따르면 반대편 눈에도 망막박리가 발생하는 비율이 10% 내외로 아예 없지 않아 양쪽 눈 모두 세밀한 검사가 필요하다”고 덧붙였다. 망막박리는 정도에 따라 치료법이 다양하다. 우 교수는 “망막의 박리가 국소적이며 황반부를 침범하지 않았을 땐 레이저 치료만으로 해결될 수 있다”면서 “망막박리가 광범위해 이미 황반부를 침범한 경우에는 공막돌륭술(안구 대부분을 싸고 있는 공막에 실리콘 스펀지나 밴드를 대서 구멍을 막고 눈을 눌러줌으로써 안구 내벽으로부터 분리된 망막을 재유착시키는 수술)이나 유리체절제술을 해야 실명을 막을 수 있다”고 강조했다. 곽지용 강남세브란스 안과 교수는 “일차 수술로 망막이 성공적으로 붙는 경우는 80~90% 정도이고 추가 수술로 성공하는 경우는 95% 이상”이라면서 “망막 수술 후 재발이나 안내염, 유리체 출혈, 녹내장, 백내장과 같은 합병증에 유의해야 한다”고 설명했다. 수술 후 시력이 회복될 수 있을까. 곽 교수는 “시력 회복은 수술 전 망막 상태, 망막박리 정도, 망막이 떨어져 있던 기간 등과 관련있다”면서 “원래 망막이 건강하지 못하다면 수술로 다시 붙여도 시력이 많이 좋아지지는 않기에 가능한 이른 시일 내에 수술을 받는 것이 좋다”고 말했다. 우 교수는 “문제가 없으면 수술 후 1~2개월 지난 시점부터 시력이 회복된다”면서 “당뇨병이나 포도막염 등의 질환이 같이 있는 경우라면 회복이 더 힘든 경우가 많다”고 했다. 망막박리 예방법은 간단하다. 평소 생활 습관에서 조금만 주의를 기울이면 된다. 근시가 있는 사람들이라면 눈을 다칠 위험이 있는 운동을 할 땐 보안경을 사용하는 게 도움이 된다. 눈을 장시간 압박하거나 자주 비비는 행동은 망막열공을 유발할 수 있다. 머리나 눈 쪽에 가해지는 반복적인 충격은 망막박리 위험성을 높이기에 권투나 축구, 다이빙 같은 운동은 피하는 편이 좋다. 가장 효과적인 방법은 주기적으로 안과를 방문해 검진을 받는 것이다. 전문가들은 망막박리로 시력을 회복할 수 없는 수준에 이르렀을 때도 수술이 필요하다고 조언한다. 윤 교수는 “시력을 잃은 상태에서 망막박리를 그대로 둔다면 안구위축이 발생할 확률이 늘어난다”며 “안구위축이 발생하면 미용상 보기 좋지 않을 뿐 아니라 통증을 유발해 결국 눈을 제거해야 하는 순간이 올 수 있다”고 조언했다.

개와 고양이가 부분 색맹이라는 사실은 널리 알려져 있다. 18일(현지시간) 데일리메일은 미국의 한 인테리어업체 자료를 인용해 똑같은 장소를 바라보는 사람과 개와 고양이의 시각 차이를 분석했다. 동물의 망막에는 시각세포가 있고, 이 시각세포 안에는 원뿔모양의 원추세포와 막대모양의 간상세포가 있다. 원추세포는 밝은 곳에서 색을 식별할 수 있도록 돕는 역할을 하며, 막대세포는 어두운 곳에서 빛을 인지할 수 있도록 하는 역할을 한다. 그 중 적추체, 녹추체, 청추체로 구성된 원추세포 덕에 우리는 적색과 녹색, 청색을 감지할 수 있다. 하지만 개와 고양이는 원추세포 수도 적고 그 종류도 부족해 모든 색을 구별하지는 못한다.적녹색 색맹인 개는 적색과 녹색은 보지 못하고 청색과 노란색은 감지한다. 근시에 회색 계열의 음영과 밝기 차이를 구분하는 능력도 사람보다 떨어진다. 데일리메일은 개가 시각보다 후각과 기억력에 의존하는 경향이 있으므로, 가구 배치를 달리 할 때는 한 번에 가구 하나씩만 옮기는 게 좋다고 조언했다. 대신 시야가 넓다. 사람의 시야각은 190도 정도인데 비해 개는 정면을 바라보면서도 240도의 넓은 시야각을 유지한다. 견종마다 약간씩 차이가 있는데, 대체로 코가 길수록 시야각도 넓다.고양이도 적녹색 색맹이다. 적색과 녹색은 구별하지 못한다. 또 심한 근시라 멀리 있는 사물은 잘 보지 못한다. 대신 시야가 넓고 중복 시야도 충분하다. 고양이의 시야각은 200도 정도로 알려져 있다. 때문에 원근감과 입체감이 뛰어나며 사냥감과의 거리를 쉽게 파악한다. 깜깜한 밤에도 물체 구별에 능할 만큼 야간 시력 역시 뛰어나다. 망막 뒤쪽에 있는 ‘타페텀’이 반사판과 같은 역할을 하기 때문에 어두운 곳에서도 약한 불빛을 잘 감지한다. 이는 개도 마찬가지다.번외로 금붕어는 적색, 녹색, 청색은 물론 근자외선까지 인식한다. 시야각이 320도로 넓어 등 바로 뒤를 제외하고는 모든 범위를 한눈에 볼 수 있다. 특히 물 속에서는 동체 시력이 인간의 수십 배 수준이다. 시력이 떨어져 초점은 희미해도 눈앞에 움직이는 미끼나 먹잇감은 놓치지 않고 빠르게 잡아챈다는 게 전문가들 설명이다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

미국 과학자들이 피부세포로 시각세포를 만들어 앞을 보지 못하는 생쥐들에게 이식해 사물을 인지할 수 있게 하는데 성공했다. 미국 노스텍사스대 의대 시각연구소, 국립보건원(NIH) 산하 국립안(眼)연구소, 노스캐롤라이나 채플힐대 의대 안과, 바이오기업인 나노스코프 테크놀로지, 아이CRO, CIRC테라퓨틱스 공동연구팀은 피부줄기세포로 알려진 섬유아세포를 화학적으로 재구성해 시력과 관련된 광(光)수용체 세포를 만들 수 있다는 것을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 노인성 황반변성, 당뇨망막병증 같은 다양한 망막질환은 빛을 감지하는 광수용체 세포가 사라지면서 회복시킬 수 없기 때문에 심할 경우는 시력을 잃을 수 있다. 이 때문에 광수용체를 재생시키는 방법을 찾는 것은 과학계의 중요한 과제 중 하나였다. 그동안 광수용체 재생을 위해 사용한 방법은 피부나 혈액세포를 이용해 줄기세포를 만든 다음 줄기세포를 광수용체로 분화되도록 유도해 이식하는 것이었다. 그런데 연구팀은 줄기세포를 만들어 분화를 유도하는 과정을 건너 뛰고 섬유아세포를 직접 광수용체 중 막대세포로 재프로그래밍한 것이다. 생물학에서 재프로그래밍 또는 리프로그래밍(reprogramming)은 특정 세포를 완전히 새로운 종류의 세포로 바꾸는 것으로 체세포 핵을 치환하거나 유도만능줄기세포(iPS), 세포융합 방법으로 만든다. 유도만능줄기세포는 성인의 세포를 이용해 모든 종류의 세포나 조직으로 분화시킬 수 있지만 이식 준비가 되기까지는 6개월이나 걸린다. 그렇지만 이번에 개발한 재프로그래밍 기술을 활용하면 피부세포를 10일 만에 이식 가능한 광수용체로 만들 수 있다. 광수용체는 막대세포와 원뿔세포 두 종류로 나뉘는데 더 많은 것이 막대세포이다. 막대세포는 빛에 민감해 어두운 곳에서 빛을 인식하는 구실을 하고 망막 주변부에 더 많이 분포한다. 막대세포가 손상되면 빛이 적은 어두운 곳에서는 아예 앞이 보이지 않는 야맹증이 나타나게 된다. 연구팀은 생쥐의 섬유아세포를 유도 광수용체 막대세포(CiPCs)로 전환시킬 수 있는 5종류의 화합물을 만들었다. 연구팀은 이들 화합물을 이용해 만든 CiPCs를 분석한 결과 실제 광수용체 막대세포와 유사하다는 것을 확인했다.연구팀은 망막변성이 일어나 시력을 거의 잃은 14마리의 생쥐의 눈에 CiPCs를 이식한 뒤 빛에 대한 동공반사와 시력을 조사했다. 그 결과 3~4주 뒤 6마리의 생쥐에게서 빛이 약한 환경에서도 동공반응이 개선됐음을 확인했다. 또 시각기능 회복 여부를 알아보기 위해 회피시험을 실시했다. 그 결과 장애물도 쉽게 피하는 것을 확인했다. 또 이식 3개월 뒤에는 광수용체들이 망막 안쪽 뉴런과 시냅스 연결이 된 것도 관찰됐다. 화학적 리프로그래밍으로 만들어 낸 세포가 실제 시각 회복에 도움이 됐다는 것을 보여준 것이다. 사이 샤발라 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “이번 연구는 직접적이고 화학적인 재프로그래밍을 통해 망막과 같은 세포를 만들어 낼 수 있음을 보여주는 첫 번째 성과”라며 “이번 기술을 활용하면 중간 단계를 거치지 않기 때문에 세포치료제를 개발하는데 걸리는 시간을 상당히 단축시킬 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“이제 눈 주사 그만 맞을 거야. 돈도 돈이지만 살면 내가 얼마나 더 살겠어?.” 이달 초 서울의 한 대형 안과전문 병원 복도. 치료를 포기하겠다는 70대 할아버지와 이를 말리는 자녀의 실랑이가 한창이다. 노인은 결심을 굳힌 듯했다. 결국 병원 문을 박차고 나선다. 이를 지켜보는 이들은 말이 없다. 왜 노인이 저런 반응을 보이는지, 왜 자녀들에게 화를 내는 건지 이해하는 듯한 표정이다. 망막 병동에서 어렵잖게 목격할 수 있는 일상인 탓이다. 병원 관계자는 “안타깝지만 저렇게 병원에서 사라지는 노인들은 결국 실명에 이르는 일이 많다”고 귀띔했다. 노인의 병명은 ‘황반변성’이다. 망막 중심부 대부분 시각세포가 모여 있는 황반이라고 하는 신경조직이 변해 생기는 질환이다. 당뇨병성 망막증, 녹내장과 함께 후천적 실명을 일으키는 3대 질환으로, 대표적인 노인성 질환에 속한다. 지난해 이 병으로 병원을 찾은 사람은 14만 5000여명. 이 중 83%가 60대 이상 노년층이었다. 최근 4년간 환자 수는 50%나 증가했다. 통상 건성과 습성으로 나뉘는데 습성인 경우 심하면 수개월에서 2년 내 실명에 이르기도 한다. 다행히도 요즘은 눈 속에 넣는 주사제 등이 개발돼 적극적으로 치료를 받으면 더이상 병이 진행되는 것을 막을 수 있다. 문제는 돈이다. 환자들에겐 필수적인 주사제지만 총 14회까지만 건강보험이 적용된다. 한쪽 눈을 치료받는 환자는 약 1년 반, 양쪽 눈일 경우 10개월도 채 못 버틴다. 15회째부터는 주사 한 번에 100만원이 넘는 치료비를 모두 본인이 부담해야 한다. 하지만 노인 환자 중에는 그만한 경제력을 지닌 이가 극히 드물다. 결국 본인이 감당할 수도 없고 자녀에게 경제적인 부담을 주는 것이 미안한 노인들은 스스로 치료를 중단하는 경우가 많다. 의료계에 따르면 국가 의료보험 체계를 갖춘 나라 중 황반변성 치료제의 투여 횟수를 제한하는 곳은 한국과 대만이 유일하다. 가까운 일본만 해도 투여 횟수의 제한이 없고, 나이에 따라 10~30%만 환자가 부담하면 된다. 현재 실명 위기에 처해 있는 황반변성 국내 노인은 수천명. 그렇게 다수 노인이 사회적으로 실명을 강요받는 셈이다. 생각해 보면 황반변성 환자는 건강보험이라는 한정된 재원 속 충분한 지원을 누리지 못하는 여러 환자 중 하나일 뿐이다. 무조건 황반변성 환자만 최우선적으로 지원하라고 주장할 수 없는 이유다. 결국 정부가 역학 조사와 실태 파악, 환자와 가족들에게 미치는 파급력 등을 조사해 우선순위를 정할 일이다. 그 결과에 따라 노인성 실명보다는 암이, 암보다는 치매가 더 급한 문제일 수도 있다. 그러나 누구도 이런 큰 그림을 그리려 하는 이는 없다. 당장 대선판에는 약속이 넘쳐난다. 틀니와 임플란트, 보청기를 해 주겠다는 공약부터 치매 노인을 위한 요양보험제도를 획기적으로 바꾸겠다는 약속까지 말잔치가 난무한다. 선거나 정권이 바뀔 때마다 다양한 보장성 확대 공약이 발표되지만, 정확한 수요나 건강보험의 지출 규모 등을 예측한 사례는 없다. 일단 표를 의식해 질러 놓고 정부 예산이 소요돼야 할 부분을 건강보험 재정에 부담하도록 하는 일도 반복됐다. 늘 그렇게 우린 눈앞의 한 표만 급했다. 오늘도 망막 병원에서는 15번째 치료를 앞둔 또 다른 노인이 위로의 말 한마디 없이 실명을 강요받는다. 누군가는 이해할 만한 숫자로 도움을 끊는 이유를 설명해 줘야 한다. 그게 최소한의 도리다. whoami@seoul.co.kr

일반인보다 100배 민감한 시력을 가져 흔히 볼 수 없는 자세한 색까지 관찰할 수 있는 여성 화가가 화제를 모으고 있다. 미국 디자인·IT·과학전문매체 디자인&트렌드(Design&Trend)는 평범한 사람이 볼 수 없는 신비한 수천만 가지 숨겨진 색상을 관찰해내는 여성화가 콘세타 안티코의 사연을 최근 소개했다. 보통 사람이 인식할 수 있는 색상은 평균 100만개로 대부분 해당 수치에서 크게 벗어나기 힘들다. 하지만 안티코의 눈은 남다르다. 그녀는 무려 9900만개의 색을 구분할 수 있는 초능력에 가까운 민감 시력을 갖고 있다. 예를 들어, 우리가 장미꽃을 보고 그저 ‘빨갛다’라고 인식할 때, 안티코는 꽃 내부부터 가장자리에 감춰져있는 수백 개의 각기 다른 색상을 하나하나 세부적으로 관찰할 수 있다. 이유는 그녀가 사색형 색각(Tetrachromacy)이기 때문이다. 시각세포의 일종으로 색깔을 구분하는데 사용하는 추체(錐體)가 보통 사람들이 3가지인데 반해, 이들은 1가지가 더 추가된 4가지의 추체(錐體)를 소유하고 있다. 따라서 흔히 7가지로 알고 있는 무지개 색을 이들은 10가지로 인식하며 종합적으로는 평균보다 100배에 달하는 색을 추가로 인식해낸다. 사색형 색각이 나타나는 이유는 정확하지 않으나, 유전학자들은 인간 성염색체 중 하나인 X염색체의 돌연변이가 주요 원인인 것으로 추정 중이다. 현재 캘리포니아 샌디에이고에 살고 있는 안티코는 화가로 활동하며 그녀만이 볼 수 있는 광대한 색의 세계를 작품에 투영해 일반인들도 이를 체험할 수 있도록 하고 있다. 그녀가 그린 호랑이, 공작새 등의 작품을 보면 우리가 보고 있는 색이 얼마나 한정적인지 알 수 있을 정도로 방대한 색깔들의 향연을 만끽할 수 있다. 안티코는 “사람들은 누구나 숨겨진 색상을 볼 수 있는 잠재력이 있지만 도시에 특화된 삶의 방식이 이를 가로막고 있다”며 “회색 바위에서 초록색을 찾아내 듯 다양한 색의 세상을 사람들에게 교육하고 있다”고 설명했다. 그녀는 현대 유전학에서 찾기 힘든 희귀한 사색형 색각 사례로 2012년부터 캘리포니아 대학 어바인 캠퍼스 연구진들에 의해 연구되고 있다. 특히 색맹치료법에 대한 실마리를 그녀를 통해서 찾을 수 있을 것이라 연구진들은 보고 있다. 안티코 또한 색맹인 12살 딸을 키우고 있으며 그 원인이 자신의 유전적 돌연변이 때문일 것으로 추정한다. 그녀는 많은 전문가들이 자신의 사례를 활용해 많은 색맹인들의 도움이 되어주기를 희망하고 있다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

보통사람보다 100배 민감한 시력을 가져 흔히 볼 수 없는 자세한 색까지 관찰할 수 있는 여성 화가가 화제를 모으고 있다. 미국 디자인·IT·과학전문매체 디자인&트렌드(Design&Trend)는 평범한 사람이 볼 수 없는 신비한 수천만 가지 숨겨진 색상을 관찰해내는 여성화가 콘세타 안티코의 사연을 최근 소개했다. 보통 사람이 인식할 수 있는 색상은 평균 100만개로 대부분 해당 수치에서 크게 벗어나기 힘들다. 하지만 안티코의 눈은 남다르다. 그녀는 무려 9900만개의 색을 구분할 수 있는 초능력에 가까운 민감 시력을 갖고 있다. 예를 들어, 우리가 장미꽃을 보고 그저 ‘빨갛다’라고 인식할 때, 안티코는 꽃 내부부터 가장자리에 감춰져있는 수백 개의 각기 다른 색상을 하나하나 세부적으로 관찰할 수 있다. 이유는 그녀가 사색형 색각(Tetrachromacy)이기 때문이다. 시각세포의 일종으로 색깔을 구분하는데 사용하는 추체(錐體)가 보통 사람들이 3가지인데 반해, 이들은 1가지가 더 추가된 4가지의 추체(錐體)를 소유하고 있다. 따라서 흔히 7가지로 알고 있는 무지개 색을 이들은 10가지로 인식하며 종합적으로는 평균보다 100배에 달하는 색을 추가로 인식해낸다. 사색형 색각이 나타나는 이유는 정확하지 않으나, 유전학자들은 인간 성염색체 중 하나인 X염색체의 돌연변이가 주요 원인인 것으로 추정 중이다. 현재 캘리포니아 샌디에이고에 살고 있는 안티코는 화가로 활동하며 그녀만이 볼 수 있는 광대한 색의 세계를 작품에 투영해 일반인들도 이를 체험할 수 있도록 하고 있다. 그녀가 그린 호랑이, 공작새 등의 작품을 보면 우리가 보고 있는 색이 얼마나 한정적인지 알 수 있을 정도로 방대한 색깔들의 향연을 만끽할 수 있다. 안티코는 “사람들은 누구나 숨겨진 색상을 볼 수 있는 잠재력이 있지만 도시에 특화된 삶의 방식이 이를 가로막고 있다”며 “회색 바위에서 초록색을 찾아내 듯 다양한 색의 세상을 사람들에게 교육하고 있다”고 설명했다. 그녀는 현대 유전학에서 찾기 힘든 희귀한 사색형 색각 사례로 2012년부터 캘리포니아 대학 어바인 캠퍼스 연구진들에 의해 연구되고 있다. 특히 색맹치료법에 대한 실마리를 그녀를 통해서 찾을 수 있을 것이라 연구진들은 보고 있다. 안티코 또한 색맹인 12살 딸을 키우고 있으며 그 원인이 자신의 유전적 돌연변이 때문일 것으로 추정한다. 그녀는 많은 전문가들이 자신의 사례를 활용해 많은 색맹인들의 도움이 되어주기를 희망하고 있다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

스마트폰 등 화면에서 나오는 푸른 빛인 블루라이트가 우리 눈의 세포를 손상할 가능성이 크다는 연구결과가 나와 파장이 예상된다. 23일 일본 NHK방송 등 현지 언론 보도에 따르면 기후약대 하라 히데아키 교수팀이 스마트폰은 물론 TV, PC 등의 영상표시장치(VDT)에 사용되는 발광다이오드(LED)에서 나오는 파란색, 흰색, 녹색의 삼색 불빛을 각각 6시간씩 쥐의 시각세포에 직접 비춘 결과, 푸른 빛인 블루라이트를 쏘인 세포의 80%가 손상된 것으로 확인됐다. 그다음으로 백색 불빛이 70%, 녹색 불빛을 받은 세포는 별다른 변화가 없는 것으로 나타났다. 또한 이런 세포를 자세히 살펴보니 노화를 진행하는 활성산소(ROS) 수준이 상승했는데 이 역시 빛의 파장에 따라 차이를 보였다. 녹색 빛을 비춘 세포에서는 평균 1.5배, 백색은 2배, 파란색은 3배나 상승했다. 블루라이트는 기존 연구를 통해서도 눈의 기능을 떨어뜨린다고 지적되고 있었지만, 이번 연구로 이런 푸른 빛이 활성산소를 급격히 증가시켜 시각세포를 손상한다는 구조가 해명됐다고 현지 언론은 전했다. 연구를 이끈 하라 히데아키 교수는 “이번 연구로 스마트폰 등의 블루라이트에 의한 눈의 영향을 막을 대책이 마련될 것을 기대한다”고 말했다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 학술지 네이처 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최근호에 실렸다. 사진=사이언티픽 리포츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

빛은 아름다운 과학이다 빛이 없다면 아무 것도 볼 수 없다. 햇빛은 우리로 하여금 물체와 색을 보게 한다. 햇빛이 사라지고 어둠이 내리면 조명을 켜 물체를 보고, 색을 본다. 최근에는 LD,CD,DVD처럼 빛을 이용해 정보를 저장하고 재생하는 기술이 보편화됐다. 빛을 보고, 빛으로 말하는 시대가 된 것이다. ●빛이 물체에 반사돼 색깔 인식 우리가 물체를 볼 수 있는 것은 광원(태양이나 전등처럼 스스로 빛을 내는 물체)에서 나온 빛이 물체에 반사돼 우리의 눈에 들어오기 때문이다. 눈의 망막에는 빛의 자극을 받아들이는 시세포가 있는데, 원뿔 모양의 원추세포와 막대 모양의 간상세포가 있다. 원추세포는 색을 구별하고, 간상세포는 명암을 구별한다. 원추세포는 3가지 색깔의 빛에 반응을 보이는 3가지 종류의 세포가 있다. 빛을 감지하는 세 종류의 원추세포는 특정한 파장을 인식한다. 이 세포들은 빛의 삼원색인 빨강, 초록, 파랑을 감지한다. 우리 눈의 시각세포가 세 가지 색을 각각 비슷한 정도로 감지하게 되면 흰색으로 보이게 된다. 햇빛은 빨간색, 녹색, 파란색 감지세포를 같은 세기로 자극해 이에 따라 다른 빛들도 흰색으로 감지된다. 색을 감지하는 세포는 세 종류이지만 우리가 실제로 볼 수 있는 색은 다양하다. 이것은 두 종류의 세포가 동시에 감응할 수 있고, 두뇌가 이 정보를 복합된 색으로 인식하기 때문이다. 실제로 빨간색(R), 녹색(G), 파란색(B)의 세 가지 빛을 혼합하면 모든 색을 만들 수 있다. 이를 빛의 삼원색이라고 한다. ●약 400~750㎚ 파장만 보여 눈으로 볼 수 있는 빛의 파장은 약 400∼750㎚(1㎚=10억분의 1m)이다. 눈으로 볼 수 있는 빛을 가시광선이라고 하며 우리 눈에 보이는 햇빛은 가시광선이다. 그러나 햇빛을 모두 볼 수 있는 것은 아니다. 가시광선보다 파장이 길고 주파수가 낮은 적외선과 가시광선보다 파장이 짧고 주파수가 높은 자외선을 비롯, 적외선이나 자외선의 더 바깥쪽에도 눈에 보이지 않는 빛이 있다. 사람을 비롯해 열을 내보내는 물체는 보통 적외선을 방출한다. 따뜻하고 부드러운 느낌을 주는 백열등도 대부분의 에너지가 적외선 형태로 낭비된다. 햇빛 속 숨은 자외선은 피부를 검게 태우고, 피부암을 유발할 수도 있으며 인체에 해롭다. 또한 살균효과가 높기 때문에 자외선의 파장과 같도록 만들어 살균소독기에 자외선 램프를 이용하기도 한다. ●빛이 보이도록 형광물질 발라 형광등은 필라멘트를 가열하지 않고 전기가 원자를 자극해 빛이 나게 한다. 그래서 형광등은 열이 나지 않아 적외선으로 인한 손실이 없으므로 에너지 손실이 적다. 요즘은 형광등의 색깔이 여러 가지이다. 그러나 가정에서 조명으로 주로 사용하는 형광등은 흰색빛을 낸다. 왜 그럴까?이는 유리관의 안쪽에 발라진 백색 형광 물질 때문이다. 형광등은 양쪽 끝이 봉해진 좁은 유리관으로 되어 있다. 관에는 아르곤, 네온, 크립톤 가스가 대기압의 약 0.3% 정도의 압력으로 차 있다. 관에는 액체 수은 한 두 방울 정도가 들어있어 일부는 증발해 수은 증기가 된다. 관 속 가스의 약 1000분의 1을 차지하는 이 수은 가스가 빛을 내는 역할을 한다. 전류가 흐르면 관은 빛을 내게 되고 양쪽의 전극을 통해 전류가 들어오고 나간다. 수은 원자가 내는 빛은 대부분 254㎚ 파장의 자외선으로 돼있다. 이 빛은 눈에도 보이지 않기 때문에 형광등은 안에 형광 물질을 발라 자외선을 가시광선으로 바꾼다. 이처럼 형광물질을 통해 자외선을 가시광선으로 바꿔내는 것을 형광(fluorescence)이라 한다. 그런데 만일 형광등에 형광물질이 발라져 있지 않다면 어떨까?수은 방전에 의해 생성된 빛의 대부분은 파장이 350㎚ 이하로 볼 수 없는 자외선 빛이기 때문에 희미한 푸른 빛만 볼 것이다. 한은주 숭인중학교 교사

◎90년대 들어 미·일서 생물분자 이용 개발 착수/슈퍼컴퓨터보가 처리속도 100만배 빠를것/세게 생명공학자들 “2010년이면 등장할것” 새해를 맞은 세계 생명공학계의 화두는 단연 ‘DNA컴퓨터’이다. 지난 3일 전세계 과학자 5천여명이 참석한 가운데 뉴델리에서 개막한 인도과학대회에서 미국 카네기 멜런대학의 라지 레디 교수는 “컴퓨터가 인간의 두뇌를 빠른 속도로 따라 잡고 있다”면서 “2010년이면 인간의 두뇌력과 거의 맞먹는 초당 1조차례의 지시사항을 처리할 수 있는 컴퓨터가 등장할 것”이라는 꿈같은 전망을 내놓았다. 사람의 두뇌를 닮은 컴퓨터를 만들어 보려는 인간의 노력이 과연 결실을 낼수 있을 것인가. ○기가급보다 1천배 빨라 생명공학자들은 이를 위해 전혀 새로운 측면에서 접근을 하고 있다. 생물분자를 이용해 반도체를 만들어 보려는 연구가 대표적인 예다. 생명공학자들은 지구상에 존재하는 어떤 컴퓨터의 성능보다 뛰어난 세포내의 정보전달체계를 활용하면 인간의 상상을 초월하는 엄청난 용량의 반도체를 만들 수 있다고굳게 믿고 있다. 다행스럽게도 최근 분자단위의 설계 기술인 나노테크놀로지가 비약적으로 발전하면서 생물분자를 오려서 붙일 수 있는 능력을 갖게 됐다. 생물전자소자(바이오칩)는 지난 72년 미국에서 처음 개념이 제시된 이후 4반세기가 지나면서 이제는 연구소 단위의 시험 기술을 잇따라 선보이고 있다. 생물분자로 이리저리 얽어 만든 바이오칩은 분자간의 이온 및 전자 전달,광반응,효소반응 등을 통해 정보를 전달하고 저장하는 기능을 한다. 바이오칩은 기존의 실리콘 반도체소자와 달리 극미세 단위인 나노m(1억분의 1m)급의 집적화가 가능해 기가급 반도체보다 1천배이상 뛰어난정보량을 처리할 수 있을 것으로 기대된다. 일본이 80년대 후반 박테리아 세포막을 이용해 인공적으로 정보를 전달하는 방법을 개발하면서 이 분야의 가능성을 보여줬다. 90년대 들어 미국 MIT대의 코로나 박사팀과 일본 후지필름사의 미야사카 박사팀은 이를 발전시켜 상용화의 길을 제시하기 시작했다.구조가 비교적 간단한 박테이로돕신이라는 박테리아의 단백질을 활용함으로써 매우 효율성이 높은 바이오칩 시험기술을 만들어 낸 것이다. ○수백만대 동시작동 효과 90년대 초반에는 일본 미쓰미시전자 중앙연구소가 전자전달 특성을 지닌생체물질을 이용해 한방향으로 전자가 전달되는 스위칭 소자를 개발해 냈다. 이 연구소의 우에야마 박사팀은 또 지난 96년에는 미세 전압을 가함으로써 한 방향으로만 전자가 전달되는 단백질전극을 유전자조작법으로 개발,비상한 관심을 모았다. 일본 동경대 하기야 마사미박사팀은 지난 4일 인도과학대회에서 “지난 96년 시작한 DNA컴퓨터 개발을 위한 일본 전기통신대학과의 공동연구가 상당한진척을 보임에 따라 곧 독창적인 기술을 선보일 수 있을 것”이라고 밝혔다. 그는 “시험관속의 DNA는 가능한 모든 해답에 임의적으로 반응해 적절한 효소로 처리되기 때문에 DNA를 이용하면 수백만대의 컴퓨터가 동시에 작용하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다”면서 “DNA컴퓨터는 슈퍼컴퓨터보다 계산속도 1백만배,에너지 효율 10억배,공간효율은 1조배 남짓 우수하다”고 덧붙였다. ○‘분자센서’ 용어 사용될것 최근에는 동물의 시각세포속에 존재하는 단백질을 이용해 빛으로 정보를전달하는 방식도 연구되고 있다. 서강대 화공과 최정우 교수는 “기술발전추세가 이대로 계속된다면 10년 남짓 뒤에는 바이오칩을 채용한 컴퓨터가 나올 것”이라며 “분자센서,분자스위치,분자메모리,분자전선 따위의 용어가 보편적으로 사용될 날도 머잖았다”고 말했다.