콘돔과 정관수술에 의존해 온 남성 피임 분야에서 획기적인 전기가 마련됐다. 존 호르몬 조절 방식의 한계로 지목됐던 성욕 감퇴 등 부작용 없이, 정자 생성만을 선택적으로 차단하는 기술이 동물실험을 통해 입증됐다. 10일 학계와 주요 외신에 따르면 미국 코넬대 유전학 연구팀은 신체의 호르몬 체계를 건드리지 않고 정자 생성을 가역적으로 중단시키는 기전을 발견했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘미국 국립과학원 회보’(PNAS)에 발표됐다. 지금까지 남성용 피임약 상용화의 최대 걸림돌은 호르몬 부작용이었다. 남성 호르몬인 ‘테스토스테론’ 수치를 인위적으로 조절하면 여드름 발생, 체중 증가, 감정 기복은 물론 성욕 감퇴와 같은 부작용이 뒤따랐기 때문이다. 이에 폴라 코언 교수 연구팀은 약 6년에 걸친 연구 끝에 호르몬 대신 생식세포 생성 과정인 ‘감수분열’ 단계에 주목했다. 연구팀은 저분자 화합물인 ‘JQ1’을 활용해 정자 형성에 필수적인 특정 단백질 복합체를 선택적으로 억제했다. 이를 통해 정자가 성숙 단계에 이르지 못하도록 유도함으로써 신체 전반의 호르몬 균형을 유지하면서도 피임 효과를 거두는 데 성공했다. 동물실험 결과는 매우 고무적이었다. 약물을 투여받은 수컷 쥐는 암컷과의 교배 뒤에도 임신이 일어나지 않았다. 특히 약물 투여를 중단하면 약 6주 후부터 정상적인 정자가 다시 생성되는 현상이 확인됐다. 이후 진행된 번식 실험에서도 태어난 새끼 쥐들에게서 신체적·행동적 이상은 발견되지 않았으며, 차세대 번식 능력 또한 정상적인 것으로 나타났다. 연구팀은 이 방식이 매일 복용해야 하는 번거로움을 줄이기 위해 일정 기간 효과가 지속되는 주사제나 피부 부착형 패치 형태로 개발될 가능성이 높다고 내다봤다. 이는 사용자 편의성을 높이는 동시에 복용 망각으로 인한 피임 실패율을 낮추는 이점이 있다. 다만 이번 연구는 동물 실험으로, 연구 초기 단계인 만큼 인간에 대한 임상시험이 추후 이뤄줘야 할 것으로 보인다. 코언 교수는 “이번 연구는 남성이 스스로 가임력을 조절할 수 있는 안전한 가역적 방법의 가능성을 열어준 것”이라며 “호르몬 부작용이라는 거대한 장벽을 넘어선 새로운 피임의 방향을 제시했다”고 설명했다. 연구팀은 향후 2년 내 인체 임상시험 진입을 목표로 바이오 스타트업을 설립하고 후속 연구와 투자 유치에 속도를 낼 방침이다.

문어가 서로를 눈으로 확인하지 않아도, 일정 거리 안에서 다리만 닿으면 짝짓기가 가능하다는 사실이 밝혀졌다. 수컷 문어의 ‘짝짓기 전용 다리’가 암컷을 화학적으로 구별할 수 있기 때문이라는 설명이다. 미국 하버드대와 UC샌디에이고 공동 연구진은 문어가 다리의 감각만으로 짝을 인지하고 교미까지 이어갈 수 있다는 점을 확인하고, 연구 결과를 지난 2일(현지시간) 국제학술지 ‘사이언스’에 발표했다. 문어를 비롯한 두족류 수컷은 8개의 다리 가운데 하나가 ‘헥토코틸러스’(hectocotylus)라고 불리는 번식용 기관으로 발달해 있다. 수컷의 몸통에서 생성된 정자낭은 이 다리 끝으로 이동하며, 교미 시 헥토코틸러스를 암컷의 몸속에 넣어 난관을 찾아 정자낭을 전달하는 방식이다. 연구진은 수컷이 이 다리를 평소 탐색이나 먹이 활동에 거의 사용하지 않음에도 불구하고, 다른 다리와 유사한 감각세포를 갖고 있다는 점에 주목했다. 일반적으로 수컷 문어는 헥토코틸러스를 몸 가까이 말아 둔 채 생활한다. 이를 확인하기 위해 연구진은 수조 안에 검은 칸막이를 설치하고, 양쪽에 각각 수컷과 암컷 캘리포니아 두점문어를 배치했다. 칸막이에는 다리 하나가 통과할 수 있을 정도의 작은 구멍을 만들었다. 실험 결과, 수컷 문어는 칸막이 너머로 다리를 뻗어 암컷의 위치를 찾아냈고, 헥토코틸러스 끝을 암컷의 생식기관에 삽입해 짝짓기를 마쳤다. 암컷은 수컷의 다리가 닿지 않는 위치로 이동할 수 있었지만, 다리로 전달되는 신호에 반응하며 교미에 응한 것으로 나타났다. 연구진은 “문어가 칸막이를 사이에 둔 상태에서도 교미에 성공했다”며 “정자낭이 전달되는 동안 암수 모두 한 시간 이상 움직임을 멈추기도 했다”고 설명했다. 조명을 완전히 차단한 환경에서도 동일한 결과가 확인됐다. 반면 칸막이 양쪽에 모두 수컷을 배치했을 경우, 짝짓기 행동은 나타나지 않았다. 연구진은 암컷 생식기관 조직을 분석한 결과, 스테로이드 호르몬인 프로게스테론이 이러한 반응을 유도하는 핵심 요인이라고 판단했다. 실제로 교미 직전 암컷 대신 프로게스테론을 입힌 튜브를 넣자, 수컷은 이를 암컷처럼 인식하고 탐색 행동을 보였다. 그러나 다른 화학 물질이 묻은 경우에는 반응하지 않았다. 또한 헥토코틸러스는 몸에서 분리된 이후에도 프로게스테론에 노출되면 활발히 움직이는 모습을 보였다. 다리 끝 빨판에 존재하는 감각세포의 CRT1 수용체가 이 호르몬에만 선택적으로 반응하며, 이 신호가 있어야 정자낭 방출까지 이어졌다. 연구진은 “문어가 시각이 아닌 화학적 감각만으로 상대를 인식하고, 몸 전체가 접촉하지 않은 상태에서도 교미가 가능하다는 명확한 증거가 확인됐다”고 밝혔다.

미국 항공우주국(NASA)의 큐리오시티와 퍼서비어런스 로버는 화성 표면을 누비는 ‘이동식 실험실’로서 인류의 화성 탐사에 수많은 과학적 성과를 안겨줬다. 800kg 넘는 무게와 큰 차체 덕분에 다양한 과학 실험 장비를 탑재한 덕분이다. 하지만 너무 느린 속도가 약점으로 지적된다. 화성은 넓은데 로버의 이동 거리는 매우 짧기 때문입니다. 화성 로버들의 이동 속도가 느린 이유는 여러 가지다. 로버의 무게 대비 동력원인 원자력 전지(RTG)의 출력이 낮은 데다, 지구에서 직접 통제를 받다 보니 통신 지연 시간이 발생합니다. 지구와 화성 사이의 거리에 따라 신호를 주고받는 데만 짧게는 4분에서 길게는 22분 이상(왕복 기준 최대 44분 이상) 소요돼 즉각적인 대응이 불가능합니다. 여기에 바퀴를 이용해 이동하는 특성상 화성의 거친 암석 지형을 지날 때 전복이나 파손을 막기 위해 극도로 신중하게 움직여야 한다. 한 번 고장 나면 수리가 불가능하니 최대한 조심해서 조금씩 움직일 수밖에 없는 것입니다. 이러한 기존 탐사 방식의 한계를 극복하기 위해 가브리엘라 리게자 박사(유럽우주국 ESA 박사후 연구원)가 이끄는 연구팀은 새로운 대안을 제시했다. 화성의 험난한 지형을 자유롭게 돌파할 수 있는 ‘사족보행 반자율 로봇’을 이용하는 것입니다. 연구팀은 취리히 연방 공과대학교(ETH Zurich) 로봇 시스템 연구소 및 ETH Zurich Space, 취리히 대학교, 베른 대학교와 협력해 이미 산업계에서 그 성능이 검증된 사족보행 로봇 ‘애니멀(ANYmal)’을 기반으로 한 화성 탐사 모델을 개발하고 있습니다. 최근 발표한 연구에서 애니멀은 미세 현미경 이미지 센서인 ‘MICRO’와 ESA-ESRIC 우주 자원 챌린지를 위해 특수 제작된 ‘휴대용 라만 분광기’를 탑재한 로봇 팔을 장착하고 테스트를 진행했습니다. 연구팀은 바젤 대학교 내에 조성된 모의 화성 환경인 ‘마스레이버(Marslabor)’에서 이 사족보행 로봇을 테스트했습니다. 이 로봇이 네 다리를 이용해 울퉁불퉁한 지형을 쉽고 안전하게 이동할 수 있는지 검증하는 것과 함께 연구팀의 중요한 목표는 인간의 지시를 기다리지 않고 스스로 탐사했을 때 진짜 속도가 더 빠르고 충분한 과학적 성과를 거둘 수 있는지입니다. 연구팀은 전문가가 실시간으로 개입하는 ‘전통적 단일 목표 탐색 방식’과 로봇이 스스로 판단해 여러 지점을 순차적으로 탐사하는 ‘반자율 다중 목표 전략’을 비교했습니다. 연구 결과 반자율 임무의 속도가 훨씬 빠른 것으로 나타났습니다. 인간이 대략적인 목표 영역만 지정해 주면 로봇이 스스로 임무를 수행하는 반자율 방식은 완료까지 약 12~23분이 소요된 반면, 사람이 모든 과정을 직접 조종했을 때는 유사한 임무에 41분이 걸렸습니다. 속도는 두 배 이상 빨라졌지만, 과학적 분석의 정확도와 성공률은 높은 수준을 유지했습니다. 좀 더 구체적으로 설명하면 애니멀은 자율적으로 목표물을 선정해 접근한 뒤, 로봇 팔을 이용해 장비를 배치하고 분석된 이미지와 스펙트럼 데이터를 전송하는 데 성공했습니다. 특히 탄산염암이나 현무암뿐 아니라 행성 탐사에서 핵심 자원으로 꼽히는 감람석, 사장석 등 다양한 암석 유형을 정확히 구분해냈습니다. 또 로봇이 탐사한 루틸과 같은 산화물이나 달의 구성 성분과 유사한 사장석 등은 향후 우주 거주지 건설이나 자원 확보 임무에서 매우 유용한 정보가 될 수 있습니다. 이번 연구는 미래 화성 및 달 탐사에서 인공지능(AI) 기반의 자율 혹은 반자율 로봇이 탐사 기간을 단축하거나 같은 기간에 더 많은 성과를 거둘 수 있음을 보여줬습니다. 물론 아직은 연구 단계로 바로 인공지능 로봇을 화성에 투입하는 것은 아니지만, 미래 화성 탐사에서 상당히 유망한 신기술이 될 가능성이 높아졌습니다. 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘우주 기술 프런티어(Frontiers in Space Technologies)’ 2026년 최신호에 게재됐습니다.

아침은 여전히 쌀쌀하지만 낮이 되면 완연한 봄이 느껴집니다. 날씨가 풀리면서 점심시간에는 가까운 공원이나 천변을 걷는 사람도 많이 보입니다. 실제로 봄이 되면 겨울보다 야외 활동에 나설 가능성이 40% 이상 증가한다는 연구 결과도 있습니다. 미국 웨스트버지니아대, 녹스빌 테네시대, 세인트루이스 워싱턴대, 샌디에이고 주립대, 미네소타 콘코디아대, 오리건 보건과학대, 샌디에이고 내셔널대, 메릴랜드 솔즈버리대, 메인대, 베일러대 공동 연구팀은 미국인들도 여가 시간에 하는 신체 활동 중 걷기를 가장 선호한다고 밝혔습니다. 그러나, 걷기가 보건 당국에서 권장하는 ‘충분한 신체 활동’ 기준을 만족하기는 어렵다고 지적했습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 4월 1일 자에 실렸습니다. 연구팀은 2019년 미국 성인 남녀 39만 6261명을 대상으로 한 건강 관련 설문조사 데이터를 분석했습니다. 그 결과 75종의 여가 신체 활동 항목 중 걷기는 도시와 농촌 지역 모두에서 가장 인기 있는 활동이었으며, 응답자의 44.1%가 걷기에 많은 시간을 투자하는 것으로 나타났습니다. 그러나, 걷기를 주된 여가 신체 활동으로 하는 사람 중에 보건 당국이 제시한 유산소 운동과 근력 강화 운동 기준을 모두 충족하는 사람은 4명 중 1명에 불과했습니다. 걷기를 제외한 다른 신체 활동의 인기도는 거주 환경에 따라 뚜렷하게 갈렸습니다. 농촌 거주자는 정원 가꾸기, 낚시, 농장 작업 등을 꼽았고, 도시민들은 달리기, 근력운동, 자전거 타기 등을 선호하는 것으로 나타났습니다. 전반적으로 농촌 거주 성인들이 신체적으로 비활동 경향이 강했고 건강을 위한 유산소 운동이나 근력 강화 운동 기준을 충족하는 비율도 낮았습니다. 농장 작업이나 정원 가꾸기처럼 몸을 움직이는 활동을 하더라도 공식 기준상 ‘신체 활동 부족’으로 분류될 수 있다는 것입니다. 연구를 이끈 크리스티안 아빌소 웨스트버지니아대 교수는 “지금까지 미국 질병통제예방센터(CDC)나 세계보건기구(WHO) 등에서는 걷기를 가장 접근하기 쉬운 신체 활동으로 규정하고 권장해왔다”면서 “그러나 이번 연구는 걷기를 열심히 하는 사람이라도 추가적인 유산소 운동이나 근력 강화 운동을 할 필요가 있다는 것을 보여준다. 쉽게 말하면 ‘걷기만으로는 부족하다’는 것”이라고 설명했습니다.

상상 때 뇌활동 비교 분석해 보니단순한 외부 자극 처리 활동 아닌감각 변환하는 고차원 연합 영역조현병·PTSD 환자 치료 등 기대 “지식보다 중요한 것은 상상력이다. 논리는 당신을 A에서 Z로 데려다줄 것이고, 상상력은 당신을 어디든 데려다 줄 것이다.” 20세기 최고의 과학자로 꼽히는 알베르트 아인슈타인의 말이다. 아인슈타인이 말한 것처럼 상상력은 지식의 한계를 넘어 새로운 아이디어와 혁신을 만드는 창의적 사고의 핵심이다. 상상력 덕분에 직접 경험하지 않고도 배우고, 계획하며 위험을 피할 수 있다. 그래서 뇌과학은 상상력이야말로 인간 뇌가 할 수 있는 가장 강력한 작업 능력이라고 본다. 사람들은 사과를 떠올릴 때 머릿속에서 사과 이미지를 ‘보고’, 좋아하는 노래를 생각하면 그 노래 리듬이 ‘들린다’. 이처럼 왜 상상에 심상(心象)이 동반되는가는 뇌과학의 오랜 수수께끼다. 지금까지 심상은 ‘감각 재활성화’에 의존하는 것으로 여겨졌다. 감각 재활성화 이론은 눈을 감고 귀를 막아 외부 입력이 없는 상태에서 뇌가 시각, 청각 피질 같은 감각 영역을 다시 켜는 것이 심상이라는 설명이다. 미국 노스웨스턴대 의대 연구팀은 심상은 지금까지 알려진 것처럼 단순히 순수한 감각 현상이 아니라 지각을 해석하고 조직하는 고차원 인지 기능과 밀접하게 연관돼 있다고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 3월 31일 자에 실렸다. 연구팀은 남녀 실험 참가자 8명을 대상으로 어린이 생일 파티, 언덕 위의 성 같은 8가지 다양한 시나리오를 제시하고 상상하게 한 다음, 정밀 기능성 자기공명영상(fMRI)을 찍어 총 60시간 이상의 데이터를 확보했다. 이어 참가자의 감각 네트워크와 연합 네트워크를 매핑하고, 상상할 때 뇌 활동과 실제 지각 중 뇌 활동을 비교 분석했다. 감각 네트워크는 시각, 청각, 후각, 미각 등 외부 자극을 직접 처리하는 뇌 영역이고 연합 네트워크는 감각 입력을 의미, 맥락, 개념으로 변환하는 고차원 처리 영역이다. 분석 결과, 상상 상태에서 뇌 활동은 순수한 감각 영역이 아닌 고차원 연합 영역에서 활성화되는 것으로 확인됐다. 상상이 단순히 감각의 복사본이 아니라는 의미다. 상상은 원시 감각 입력 단계가 아닌 장면, 단어, 사건, 아이디어 등 정보를 통합 처리하는 후반 단계에서 나타난다는 것이다. 이번 연구는 감각 없이 감각적 경험을 만드는 뇌 메커니즘을 규명했다는 점에서 조현병 환자의 환각, 외상후스트레스장애(PTSD) 환자의 플래시백 현상, 사고력은 정상이지만 머릿속으로 전혀 상상할 수 없는 인지장애인 아판타시아 환자 연구와 치료에 도움을 줄 것으로 기대된다. 연구를 이끈 로드리고 브래가 노스웨스턴대 의대 교수는 “어린이 생일파티에서 날 수 있는 소리를 상상하라고 하면 사람들은 소리만 떠올리는 것이 아니라 자동으로 장면 전체를 그려낸다”고 설명했다. 브래가 교수는 “이번 연구는 외부 자극이 없거나 과거, 미래를 떠올릴 때 활성화되는 디폴트 네트워크가 상상할 때 전반적으로 활성화하는 동시에 무엇을 상상하느냐에 따라 서로 다른 대규모 뇌 네트워크가 통합 활성화된다는 사실을 확인했다”고 덧붙였다.

단종·세조·안평대군 관료 인맥 분석쿠데타 후 차츰 인재 등용 체계 붕괴 1500만을 훌쩍 넘어 1600만 관객을 향해 달려가고 있는 영화 ‘왕과 사는 남자’는 수양대군(세조)의 왕위 찬탈 첫 단계인 ‘계유정난’(1453년)과 단종의 죽음을 배경으로 한다. 계유정난 이후 조선의 엘리트집단의 운명은 어떻게 변했을까. 카이스트 문화기술대학원, 홍콩침례대, 홍콩대 공동 연구팀은 조선왕조실록과 과거 급제자 명단인 ‘문과방목’(文科榜目)을 디지털 인문학과 복잡계 방법론으로 분석해 조선 관료 1만 4600여명의 경력 패턴을 규명했다고 1일 밝혔다. 조선 관료 사회의 성공과 몰락의 법칙을 과학적으로 규명한 이번 연구 결과는 통계 물리학 분야 국제 학술지 ‘물리학 A: 통계적 메커니즘과 그 응용’ 4월호에 실렸다. 조선왕조실록은 600년 넘는 기간 동안 국가 운영 기록을 자세히 담고 있어 당시 정치·사회 구조를 정밀하게 복원할 수 있는 방대한 데이터 분석이 가능하다. 연구팀은 우선 조선 초기 권력 구조가 극적으로 변동한 사건인 ‘계유정난’을 정량 분석했다. 실록 기록을 바탕으로 단종, 수양대군, 안평대군과 교류한 관료들의 관계망을 구축한 결과 수양대군과 가까웠던 인물들은 공신으로 부상하고 안평대군 측 인물들은 숙청되는 등 권력 변화가 데이터로 명확하게 나타났다. 연구팀은 ‘총성공지표’를 개발해 개별 관료가 어떤 지위에서 얼마나 오래 활동했는지 정량적으로 측정했다. 분석 결과 조선 건국 이후 약 400년 동안은 일정 수준의 공정성과 사회적 이동성이 유지됐다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 조선 후기로 갈수록 안동 김씨, 풍양 조씨 등 특정 가문이 경쟁이 아닌 권세를 통해 과거에 급제하고 고위 관직을 독차지하면서 관료 사회의 불평등이 급격히 심해졌다. 이는 공정한 인재 등용 시스템의 붕괴를 의미하며, 실력 본위의 등용 시스템이 무너진 구조적 변동을 해결하지 못하면서 조선이 쇠퇴와 멸망의 길을 걷게 됐다는 것을 보여준다. 연구를 이끈 박주용 카이스트 교수는 “국가의 흥망성쇠에 개인과 집단의 행위가 미치는 영향을 보여줌으로써 현대 사회의 공정성과 인재 등용 문제에도 중요한 시사점을 준다”고 밝혔다.

최근 과학자들은 인간의 장 속에 살아가는 수많은 장내 미생물에 주목하고 있다. 이들은 인간이 소화하지 못하는 식이섬유를 분해해 에너지를 얻고 숙주에게도 영양분의 일부를 제공한다. 나아가 나쁜 세균과 바이러스의 증식을 막고 공동 운명체인 숙주의 건강을 지키는 역할도 한다. 식이섬유가 건강에 좋은 이유 중 하나는 이처럼 장내 미생물과 연관이 있기 때문이다. 그런데 과학자들은 식이섬유가 장내 미생물뿐 아니라 ‘기생충’에게도 필요하다는 사실을 발견했다. 30일 학계에 따르면 최근 체코과학원 생물학센터 기생충학 연구소의 카테리나 지르쿠와 동료들은 장내 기생충 역시 식이섬유에 상당히 의존할 수 있다는 연구 결과를 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다. 기생충은 숙주의 영양분을 가로채고 각종 질병을 유발하는 유해 생물로 여겨졌다. 위생 환경 개선과 의학 발전을 통해 기생충을 박멸하는 데 많은 노력을 기울인 결과 선진국에서는 기생충이 거의 사라졌지만, 모든 질병이 해결된 것은 아니었다. 기생충 감염률이 떨어진 선진국에서는 오히려 자가면역 질환과 염증성 장 질환이 증가했다. 이후 과학자들은 이 현상이 우연이 아니라는 사실을 발견하고 ‘위생 가설’을 제시했다. 기생충이 면역 반응을 억제하는 역할을 했고 인체는 이를 감안해 강력한 면역 반응을 유지했는데, 기생충이 사라지자 면역 반응이 과도하게 나타났다는 분석이다. 과학자들은 이를 바탕으로 병원성이 낮은 기생충을 이용한 치료법도 시도했지만 효과는 일관되지 않았다. 기생충이 과도한 면역 반응을 억제하는 경우도 있었지만 별다른 효과가 없는 사례도 확인됐다. 연구팀은 그 이유가 식이섬유와 이를 분해하는 미생물과 연관이 있을 가능성에 주목했다. 연구팀은 실험동물로 흔히 사용되는 쥐에 감염되는 기생충인 ‘쥐촌충’(Hymenolepis diminuta)을 이용해 이 가설을 검증했다. 연구 결과 예상대로 식이섬유가 풍부한 식단을 먹은 쥐의 장내에서는 기생충이 정상적으로 성장하고 번식해 숙주의 강한 면역을 억제했다. 반면 식이섬유가 부족한 서구식 식단을 섭취한 쥐의 기생충은 에너지를 절약하는 휴면 상태에 들어갔고 면역 억제 효과도 사라졌다. 실제로 저섬유 식단을 섭취한 쥐에서는 기생충의 크기와 성숙도, 번식 능력이 모두 크게 떨어졌고 관련 유전자 발현 역시 전반적으로 억제됐다. 이 차이는 장내 미생물 변화와 맞물려 있었다. 식이섬유가 충분하면 미생물 다양성이 증가하고 이들이 섬유질을 분해해 생성하는 짧은 사슬 지방산 같은 대사산물이 늘어난다. 이러한 물질은 숙주의 면역을 조절하는 동시에 기생충의 에너지원으로도 활용된다. 결국 식이섬유가 장내 미생물을 거쳐 기생충, 그리고 면역 반응까지 이어지는 하나의 연결고리를 형성하는 셈이다. 이번 연구는 기생충 치료의 효과가 일정하지 않았던 이유를 설명해 준다. 치료 목적으로 단순히 기생충을 투여하는 것만으로는 충분하지 않으며 장내 미생물 환경, 특히 식이섬유 섭취가 함께 고려돼야 할 가능성을 시사한다. 장내 생태계를 하나의 시스템으로 바라봐야 한다는 점에서 이번 연구는 앞으로 기생충을 이용한 치료는 물론 장내 면역 환경 치료의 새로운 패러다임을 제시하고 있다.

개인 연구 시대 끝… ‘팀’ 성과 많아‘K과학인재 아카데미’ 플랫폼 중요 리시연 고려대 바이오시스템의과학부 교수가 26일 “미래의 글로벌 과학 인재는 잘 짜인 온실이 아닌 복잡하고 예측 불가능한 ‘위키드’(Wicked) 환경 속에서 스스로 질문하고 살아남는 사람”이라고 강조했다. 리 교수는 이날 서울 중구 신라호텔 다이너스티홀에서 열린 ‘K-과학인재 아카데미 비전선포식’에서 ‘미래 인재를 위한 지원과 글로벌 동향’을 주제로 한 강연을 통해 이같이 밝혔다. 그는 현대 과학 연구의 패러다임이 ‘개인’에서 ‘팀’으로 넘어갔다고 역설했다. 학제 간 융합과 글로벌 협력이 중시되는 시대라는 것이다. 리 교수는 “혼자서 연구해 개인의 성과만 돋보이는 시대는 지났다. 노벨상 수상자 연구의 54% 이상이 학제 간 배경을 가진 연구자들로 구성되며, 네이처나 셀 등 세계적인 학술지의 주요 논문 중 단일 저자는 거의 없다”고 말했다. 리 교수는 글로벌 장학재단들이 요구하는 핵심 인재상도 소개했다. 그는 “골드워터나 허츠 재단 등은 단순한 객관적 스펙보다 학생이 스스로 질문할 수 있고 독립성이 있는지, 불확실성 속에서 문제를 해결할 수 있는지를 중점적으로 평가한다”며 “어려움과 마주칠 때 포기하지 않고 우회할 수 있는 능력이 높은 점수를 얻는다”고 설명했다. 반면 한국의 교육 현실은 ‘수능’으로 대표되는 고정된 체계에 맞춰 성장하다 보니 스스로 질문하거나 남들이 하지 않는 것에 도전할 기회가 없다며 안타까워했다. 리 교수는 이러한 한계를 극복하기 위해 학생들에게 다소 거칠고 예측 불가한 ‘위키드’ 환경을 제공해 자극을 줘야 한다고 제안했다. 또 이날 행사장을 찾은 고등학생 등을 보며 주니어 과학자를 위한 지원 프로그램이 필요하다고 강조했다. 리 교수는 “호반사이언스 브리지(K-과학인재 아카데미)와 같은 여러 플랫폼을 통해 ‘안테암불로’(Anteambulo·선구자) 정신을 가지고, 현재 과학자들과 미래 과학자들이 같은 공간에서 이야기를 나누는 과정이 계속돼야 한다”고 강조했다.

“전쟁 중에 기억하는 여느 저녁 식사들과 비슷했다. 와인이 넘쳐흘렀고…… 와인 기운 속에서 나는 혐오감을 잃었고 행복해졌다. 그들 모두가 참 좋은 사람들처럼 느껴졌다.” 어니스트 헤밍웨이의 장편 소설 ‘태양은 다시 떠오른다’ 속 문장입니다. 와인은 많은 문학작품에서 기쁨과 고통, 신성과 세속, 망각과 각성의 경계를 드러내는 상징으로 등장합니다. 와인이 작품의 소재로 자주 등장하는 것은 어쩌면 인류 역사상 가장 역사가 오래 된 술 가운데 하나이기 때문일지도 모릅니다. 프랑스 툴루즈대, 몽펠리에대, 보르도대, 고고 동·식물학회, 국립 고고학 연구소, 클레르몽 오베르뉴대 등 22개 대학과 연구기관으로 구성된 공동 연구팀은 포도씨에 대한 고대 DNA 분석으로 프랑스 지역에서 발굴되고 재배되는 포도의 숨겨진 비밀을 새롭게 밝혀냈습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 25일 자에 실렸습니다. 많은 분이 ‘와인’ 하면 프랑스를 떠올립니다. 프랑스는 세계 최고의 와인 생산국 중 하나로 오랜 포도 재배와 와인 양조의 역사를 자랑합니다. 그렇지만 고고학적 증거 부족으로 포도 재배와 포도주 양조가 언제부터 시작됐는지 명확히 규명되지 않았습니다. 이에 연구팀은 프랑스 일대에서 발굴된 고대 포도씨 시료 54점으로 전장 유전체 분석을 했습니다. 이번 연구에 활용된 포도씨들은 청동기 시대인 기원전 6000년 무렵부터 중세 말기인 서기 1500년경까지의 것들입니다. 분석 결과, 2800~2400년 전부터 야생 포도나무와 재배종 포도나무가 공존했다는 사실이 확인됐습니다. 여기서는 이스라엘, 레바논, 시리아, 요르단 등 동지중해 연안(레반트) 지역은 물론 코카서스 지역과 연관된 유전적 변이가 발견됐습니다. 이와 함께 기원전 625~400년에 해당하는 중기 철기 시대부터 꺾꽂이나 줄기 삽목 같은 방식으로 수백 ㎞에 걸쳐 재배 품종이 교역됐음을 알아냈습니다. 프랑스 북부 발랑시엔 지역에서 출토된 중세 시대 시료 중 하나는 현대 피노 누아 포도와 유전적으로 정확하게 일치하는 것으로 확인됐습니다. 이를 근거로 피노 누아는 적어도 1400~1500년 경부터 재배가 시작돼 현재까지 유전적 연속성을 유지해왔다고 연구팀은 설명했습니다.

국내 연구진이 기존 탈모 치료제들에서 나타나는 부작용을 최소화한 탈모 치료 후보 물질을 개발해 눈길을 끈다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과, 뉴바이올로지학과, 경북대 의대 공동 연구팀은 컴퓨터 모델링으로 기존 약물의 부작용 없이 모발 성장을 촉진하는 신규 펩타이드 MLPH를 개발했다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 약리학 분야 국제 학술지 ‘생의학 및 약물치료학’에 실렸다. 현재 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 탈모 치료제는 미녹시딜과 피나스테리드 2종이다. 바르는 약인 미녹시딜은 피부 자극을 유발할 수 있고, 먹는 약인 피나스테리드는 남성 호르몬을 조절함으로써 탈모를 막는 방식이라 남성에게는 성기능 장애를 유발할 수 있고, 가임기 여성에게는 사용이 제한된다는 치명적 단점이 있다. 이에 연구팀은 첨단 컴퓨터 모델링을 이용한 구조 기반 설계 기법을 도입해 EPO 부작용을 극복할 수 있는 방법을 찾았다. 연구팀은 EPO 단백질 구조에서 부작용을 일으키는 부분은 제외하고, 발모를 유도하는 핵심 부위만 정밀하게 추출하고 최적화해 ‘MLPH’라는 새로운 펩타이드를 설계했다. 연구팀은 인간 모낭 조직과 쥐를 이용한 실험 결과, MLPH 펩타이드가 모발 성장의 핵심 인자(IGF-1) 분비를 크게 늘리는 것을 확인했다. 특히 쥐에게 MLPH를 투여하면 털의 성장이 멈춘 휴지기를 모발이 자라는 성장기로 성공적으로 전환해 기존 치료제인 미녹시딜과 동등한 수준의 발모 효과를 내는 것으로 확인됐다. 

생쥐, 햄스터 같은 설치류는 유난히 앞니가 크고 계속 자란다. 딱딱한 표면에 이빨을 규칙적으로 갈아내지 못하면 이빨이 커져 제자리를 벗어나고 먹이 섭취에 지장을 주며, 심할 경우 사망에 이르게 할 수도 있다. 생물학자들은 설치류들의 갉아먹는 행동이 눈 깜빡임처럼 자동적 반사작용의 형태일 수 있다고 여겨왔다. 미국 미시간대 분자·세포·발달 생물학과, 치과대 생체재료학과, 생명과학 연구소, 분자·통합 생리학과, 기계공학과 공동 연구팀은 생쥐 같은 설치류가 계속 갉아먹는 이유가 단순히 이빨을 최상의 상태로 유지하기 위한 것이 아니라 쾌감을 느끼기 위해서일 수 있다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 3월 11일 자에 실렸다. 연구팀은 실험용 생쥐 중 일부가 다른 생쥐들과 똑같은 먹이를 먹었음에도 유독 앞니가 긴 것을 발견하고 궁금증을 품었다. 이들은 신경계의 문제 때문에 갉아먹는 행동을 하지 않게 됐을 것이라고 보고 신경계 특정 부위가 독소에 취약하게 유전적으로 변형한 생쥐로 실험했다. 이어 특정 신경세포만 정확하게 파괴되는 독소로 신경세포를 하나씩 차단하면서 그 영향을 관찰했다. 그 결과, 생쥐 치아에 있는 촉각에 민감한 신경세포(뉴런)가 두 종류의 신경 회로와 연결돼 있다는 것을 발견했다. 하나는 턱을 정렬하고 닫는 데 관여하고, 다른 하나는 도파민을 분비하는 뇌의 일부와 연결돼 있다. 도파민은 잘 알려져 있다시피 쾌감을 주는 화학물질로, 특정 행동에 즐거움을 부여하고 동기를 조절하는 역할을 한다. 연구팀에 따르면 생쥐가 뭔가 갉아먹을 때 느껴지는 감각은 이빨에서 뇌로 전달돼 뇌의 도파민 중추를 자극한다. 이 회로를 차단하면 생쥐는 갉아먹는 행동을 멈추면서 이빨이 길어지는 것이 확인됐다. 이를 통해 설치류의 갉아먹는 행동은 쾌감이라는 긍정적 보상을 만들어 반복하게 한다는 설명이다. 사람은 불안, 우울증, 자폐 스펙트럼 장애 등 도파민 회로와 연관된 신경정신질환이 있는 사람들이 일반인보다 이갈이 같은 반복적 구강 행동을 자주 보이고, 턱 장애, 치아 부정교합 등이 더 많은 것으로 알려졌다. 연구를 이끈 보 듀안 미시간대 교수는 “인간의 구강 행동이나 생쥐의 갉아먹기 행동은 치아와 뇌를 연결하는 도파민 기반 회로의 교란으로 인해 발생하는 것으로 보이는 만큼 동물의 반복적 구강 행동 동기를 파악하기 위한 추가 연구를 할 것”이라고 밝혔다.

지구 생명체는 어디서 유래했을까. 지구 생명체의 기원이 지구 내부가 아니라 우주 공간 어딘가에서 시작돼 소행성, 운석, 혜성 등을 타고 지구로 전달됐을 것이라는 ‘범종설’을 지지하는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 일본 해양연구개발기구(JAMSTEC) 생물지구화학 연구센터, 홋카이도대, 게이오대, 규슈대 등이 참여한 공동 연구팀은 일본의 소행성 탐사선 하야부사 2호가 소행성 ‘류구’에서 채취해 보내온 표본에서 지구 생물체의 DNA와 RNA를 구성하는 핵염기인 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 5종을 모두 검출했다고 발표했다. 이번 발견은 초기 태양계 형성 과정에서 화학적 특성과 생명 탄생에 대한 새로운 통찰을 제공한다는 측면에서 매우 중요하다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 3월 17일 자에 실렸다. 핵염기는 지구 생명체의 근간이 되는 DNA와 RNA의 필수 구성 요소다. 지구 환경에 오염되지 않은 외계 물질에서 핵염기를 검출하면 생명체가 존재하지 않는 환경에서 이런 화합물이 어떻게 형성되고 태양계로 운반될 수 있는지 이해하는 데 도움이 된다. 기존에 진행된 소행성 류구의 시료 분석에서 우라실의 존재가 보고된 바 있고, 운석이나 근지구 소행성인 ‘베누’의 시료에서는 이보다 더 다양한 종류의 염기들이 발견되기도 했다. 연구팀은 하야부사 2호가 수집한 류구 시료 2개를 분석한 결과, 양쪽 샘플 모두에서 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 5종의 표준 핵염기를 모두 검출했다. 이어 이 결과를 기존 머치슨 운석, 오르게유 운석, 소행성 베누에서 회수한 시료들과 비교 분석했다. 그 결과, 핵염기의 상대적 함량에서 유의미한 차이가 나타났다. 류구에는 퓨린 계열 핵염기인 아데닌, 구아닌과 피리미딘 계열의 핵염기인 사이토신, 티민, 우라실이 거의 비슷한 비율로 포함돼 있었다. 반면 머치슨 운석은 퓨린 계열이 더 많았고, 베누와 오르게유 샘플에서는 피리미딘 계열이 더 풍부한 것으로 나타났다. 이런 차이는 각 모(母)천체가 거쳐온 서로 다른 화학적, 환경적, 진화적 역사를 반영하는 것으로 해석된다. 박윤수 한국천문연구원 은하진화연구센터 선임연구원은 “이번 연구는 태양계 외곽에서 유입된 얼음 물질에 포함된 암모니아가 태양계 내에서 생명 기원 물질이 화학적으로 형성되는 데에 큰 영향을 줄 수 있다는 의미”라고 설명했다.

반려견이나 반려묘와 눈이 마주쳤을 때 절로 미소가 지어지거나, 동물원에서 원숭이나 침팬지가 이를 드러내며 웃는 모습을 보고 함께 웃어 본 경험이 한 번쯤 있을 것이다. 그런데 그것이 단순히 순간적 기분 탓이 아니라는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. ●인간의 자발적 감정 모방 확인 공감은 단순히 다른 사람의 감정을 공유하는 동감과는 달리 상대의 입장에서 마음을 읽고 이해하며 동조하는 인지적, 정서적 소통 방식이다. 공감은 뇌의 여러 부위가 네트워크를 이루면서 작동하는데, 거울 뉴런이 대표적이다. 거울 세포는 사람이 직접 어떤 행동을 할 때 활성화되는 신경세포로, 다른 사람이 같은 행동을 하는 것을 보기만 해도 똑같이 활성화된다. 다른 개체의 감정적 행동을 따라 하거나 모방하는 현상은 인간과 비인간 영장류를 포함한 다양한 종에서 널리 관찰된다. 감정적 모방은 인간 공감 능력의 핵심 요소다. 선행 연구들에서 영·유아기 비인간 영장류는 혀 내밀기나 입술 핥기 같은 인간의 얼굴 동작을 자발적으로 따라 하며, 인간과 침팬지 역시 서로 행동을 의도적으로 모방한다는 사실이 확인된 바 있다. 그렇지만 인간이 동물의 감정 표현을 자발적으로 모방하는지는 명확하지 않았다. ●영장류의 표정 따라 하고 감정 파악 독일 베를린 훔볼트대, 라이프니츠대, 영국 포츠머스대, 이탈리아 피사대 공동 연구팀은 인간은 비인간 영장류가 보이는 감정 표현을 인식하고 자발적으로 모방한다는 것을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 3월 12일 자에 실렸다. 연구팀은 실험 참가자 212명에게 원숭이와 침팬지 같은 유인원이 다양한 표정을 짓는 영상을 보여줬다. 영상은 놀이를 하는 표정, 위협하는 표정, 무덤덤한 중립 표정으로 구성됐다. 연구팀은 참가자들이 영상을 시청하는 동안 웹캠으로 그들의 표정을 촬영했다. 동시에 인공지능(AI) 기술로 얼굴 근육 움직임을 추적해 참가자들의 감정 모방 정도를 측정했다. 각 영상 시청 후 실험 참가자들은 영상 속 표정의 긍정·부정 정도, 분노·혐오·공포·행복·슬픔·놀라움 등 다양한 감정의 수준을 평가하도록 했고, 비인간 영장류에 대해 느끼는 심리적 친밀감과 호감도를 평가했다. ●“다른 종의 동물로 공감 능력 확장” 연구 결과 인간은 비인간 영장류의 긍정적·부정적 표현을 인식하고 각 표정에 구체적 감정의 이름표를 붙였다. 또 실험 참가자들은 영상을 보면서 영장류의 표정들을 자발적으로 모방했다. 모방 강도는 영장류의 표정에 대한 해석 방식과 해당 영장류에 대해 느끼는 심리적 친밀감 등에 따라 달라졌다. 특히 참가자들은 긍정적 표정을 짓는 영장류에 대해 더 큰 호감과 친밀감을 나타냈으며, 친밀감이 높을수록 긍정적 표정을 더 많이 따라 하는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 우르줄라 헤스 훔볼트대 교수는 “이번 연구는 인간이 비인간 동물의 감정 상태를 인식하고 이에 공명할 수 있다는 것을 보여준다”면서 “이 발견은 공감과 감정 모방 능력이 인간끼리만 작동하는 것이 아니라 다른 종의 동물에게도 확장된다는 것을 실험으로 처음 보여준 것”이라고 밝혔다. 그는 “오랫동안 지속돼 온 인간 중심적 패러다임에 의문을 제기하고 인간과 동물의 관계를 새롭게 재개념화하는 데 이바지할 것”이라고 덧붙였다.

미디어가 무자녀 가정을 어떻게 묘사하느냐에 따라 사회적 낙인이 형성되거나 제거된다는 연구결과가 나왔다. 스웨덴 우메오대, 룬드대, 한국 서울대·고려대, 인도 뭄바이 국제 인구과학 연구소, 탄자니아 음줌베대, 음줌베 발전 연구소 공동 연구팀은 ‘정상’ 또는 ‘특이’로 나눌 수 있는 서사 형성에 미디어가 어떤 역할을 하는지 주목한 연구를 발표했다. 이 연구 결과는 보건학 분야 국제 학술지 ‘플로스 국제 공중보건학’ 3월 12일 자에 실렸다. 연구팀은 2015년부터 2025년까지 86개국에서 13개 언어로 작성된 101개 매체에 실린 무자녀 관련 뉴스 기사 131건을 분석했다. 분석 대상에는 한국도 포함됐다. 분석 결과, 기사들은 부정적, 긍정적 2가지 프레임으로 나뉘었으며, ▲국가에 대한 의무 위반 ▲이기적이고 비도덕적 선택 ▲노년의 후회와 고독 ▲개인의 정당한 선택 ▲기후·경제 위기에 대한 합리적 반응 등 다섯 가지 카테고리로 분류됐다. 국가에 대한 의무 위반은 여성에게 애국적 의무로 출산을 촉구하고 모성을 전통적 성 역할과 연결 짓는 내용이었고, 이기적·비도덕적 선택은 자발적 무자녀 가정, 특히 여성을 이기적이고 비도덕적이고 부자연스러운 것으로 묘사했다. 노년의 후회와 고독 프레임은 후회, 외로움, 불확실성 등 노년기의 사회적, 정서적 취약성을 보여주는 내용이었다. 개인의 정당한 선택은 부모가 된다는 것 이외에서 삶의 충족감과 행복을 재정의하며 지배적 서사에 저항하는 개인의 목소리를 담았으며, 외부 위기에 대한 합리적 반응은 기후변화, 전쟁, 경제적 불안정, 젠더 불평등 같은 불안 요소들이 출산 결정에 영향을 미치는 등 생식 결정에서 개인적 주체성을 강조하는 내용이었다. 한국 미디어는 무자녀 선택에 대해 ‘외부 위기에 대한 합리적 반응’으로 해석하는 경향을 보였다. 연구를 이끈 율리아 슈뢰더스 우메오대 교수는 “이번 연구는 미디어가 인구 정책 현실을 반영하기보다는 특정 견해에 대한 여론을 형성하고 구조적 불균형과 사회적 배제를 영속시킬 수 있는 서사를 구성하기도 한다는 점을 보여준다”고 지적했다.

기후변화로 멸종 위기에 처한 ‘가문비나무’ 복원이 가능할 전망이다. 산림청 국립산림과학원은 전남대 안영상 교수 연구팀과 공동으로 기후변화로 개체수가 급감하고 있는 가문비나무 묘목의 고사 원인균을 국내에서 처음으로 구명했다고 10일 밝혔다. 연구진은 가문비나무 복원을 위한 양묘 과정에서 어린나무 생존율이 낮은 원인으로 곰팡이성 병원균인 ‘잎마름병균’을 확인했다. 가문비나무는 기후변화에 따른 ‘7대 멸종 위기 침엽수종’ 중 가장 높은 지대에서 자라는 교목성 수종으로, 계방산·지리산·덕유산 등 해발 1500m 이상 고산 지대에 제한적으로 분포하고 있다. 최근 기후변화 영향으로 쇠퇴가 가속화하면서 2050년이면 국내 자생지가 사라질 것으로 예측되는 상황이다. 연구진이 해당 균을 건강한 어린나무에 접종해 병원성을 검증한 결과 잎이 마르는 증상이 뚜렷했고, 심하면 한달 이내 고사했다. 이는 가문비나무 묘목을 고사시키는 특정 병균을 국내 처음으로 밝혀낸 사례로, 안정적인 양묘를 통한 복원 가능성을 높였다는 점에서 의미가 크다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘플랜트 디지즈’ 2월호에 게재됐다. 국립산림과학원 산림생명정보연구과 임효인 박사는 “고사 원인 병원균 연구 및 방제 기술 개발을 확대해 가문비나무 숲 회복의 토대를 마련할 계획”이라고 밝혔다.

국내 연구진이 뇌의 전전두엽 내 특정 억제성 신경세포가 마약 중독 행동을 조절한다는 사실을 규명했다. 한국과학기술원(카이스트)은 9일 뇌인지과학과 백세범(왼쪽) 석좌교수와 미국 캘리포니아주립샌디에이고대학(UCSD) 임병국(오른쪽) 교수팀이 파발부민(PV) 신경세포가 뇌의 흥분 신호를 조절하는 ‘브레이크 게이트’ 임무를 수행하는 것을 처음 확인했다고 밝혔다. 마약 중독은 재발 위험이 매우 큰데, 그동안 충동을 조절하는 전전두엽 피질(PFC)의 기능 저하 때문으로 인식됐다. 연구팀이 쥐를 대상으로 코카인 투여 실험을 한 결과, PFC 내 억제성 신경세포의 60∼70%를 차지하는 PV 세포는 쥐가 코카인을 찾으려 할 때 활발하게 작동했다. 그러나 약물을 찾지 않도록 ‘소거 훈련’을 진행하자 세포 활동은 확연하게 감소했다. 이는 PV 세포 활동이 중독에 의해 고정되는 것이 아니라 소거 과정을 거쳐 조절될 수 있음을 보여준다. 이런 효과는 설탕물과 같은 일반적인 보상에는 나타나지 않았으며 마약 중독 행동에서만 특이적으로 관찰됐다.연구팀은 약물 중독을 유발하는 신경세포와 하위 신경 회로 확인으로 정밀 표적 치료가 가능할 것으로 기대했다. 연구 결과는 신경과학 분야 최고 권위 학술지인 뉴런(Neuron)에 지난달 26일 온라인 게재됐다.

명상 방식의 깊은 호흡 훈련이 남성의 관계 지속 시간을 늘리는 데 도움을 줄 수 있다는 연구가 관심을 끌고 있다. 최근 미국 건강 매체 맨스저널은 튀르키예 연구를 인용해 명상식 심호흡을 꾸준히 하면 관계 시간이 평균 5분 가까이 늘어날 수 있다고 보도했다. 튀르키예 루멜리대 우밋 에르쿠트 박사팀은 관련 연구를 국제학술지 ‘성의학저널’(Journal of Sexual Medicine) 2025년 6월 22일 자에 발표했다. 연구팀은 조루 증상이 있는 성인 남성 59명을 대상으로 8주간 임상시험을 진행했다. 참가자들은 모두 상담 치료와 골반저근 운동(케겔운동)을 실시했고 이 가운데 절반은 하루 두 차례 명상 방식의 깊은 호흡 훈련을 추가로 수행했다. 그 결과 심호흡을 병행한 그룹의 관계 지속 시간은 평균 4분 43초 늘었다. 반면 호흡 훈련을 하지 않은 그룹은 3분 26초 증가하는 데 그쳤다. 1년 뒤 추적 관찰에서도 차이는 유지됐다. 호흡 훈련을 하지 않은 그룹은 시간이 지나면서 초기 개선 효과가 줄어든 반면, 심호흡을 병행한 그룹은 늘어난 지속 시간이 비교적 안정적으로 유지됐다. 연구팀은 이러한 차이가 골반저근과 횡격막의 기능적 연동과 관련 있을 가능성이 있다고 분석했다. 폐 아래에 있는 횡격막은 골반저근과 연결돼 있어 깊은 호흡을 하면 두 근육이 함께 움직인다. 이 과정이 음경 주변 신경의 과도한 흥분을 완화해 사정 반사를 조절하는 데 도움을 줄 수 있다는 설명이다. 또한 천천히 깊게 호흡하면 자율신경계가 안정되면서 심박수와 혈압이 낮아지고 스트레스 호르몬인 코르티솔 수치도 줄어들 수 있다. 이러한 생리적 변화가 신경 긴장을 완화해 사정 조절 능력 향상에 영향을 줄 가능성이 있다는 분석이다. 미국 국가 건강·사회생활실태조사(NHSLS)에 따르면 성인 남성 30%가량이 조루 문제를 경험하는 것으로 나타났다. 조루는 의학적으로도 성인 남성의 20~30%에서 나타나는 흔한 성기능 장애로 알려져 있다. 연구팀은 “심호흡을 행동 치료와 골반저근 운동에 함께 적용하면 8주 치료뿐 아니라 1년 추적 관찰에서도 더 좋은 결과를 보였다”며 “다만 표본 규모가 제한적인 만큼 추가 연구가 필요하다”고 밝혔다. 한편 연구에서 사용한 명상식 호흡은 특별한 수행 기법이라기보다 천천히 깊게 숨을 쉬는 복식호흡이다. 복식호흡은 폐 아래에 있는 횡격막을 적극적으로 사용하는 호흡법으로 숨을 들이마실 때 가슴보다 배가 먼저 부풀고, 내쉴 때 배가 자연스럽게 들어가는 것이 특징이다. 방법은 간단하다. 코로 천천히 숨을 들이마시며 4~5초 유지하고 이때 배가 자연스럽게 팽창하도록 해 횡격막을 충분히 내려가게 한다. 이후 6~8초에 걸쳐 숨을 천천히 내쉬며 호흡 리듬에 집중하고 긴장을 풀면 된다. 연구에서는 이러한 호흡을 하루 두 차례 꾸준히 실시하도록 했다. 또 전문가들은 호흡 훈련과 함께 케겔운동을 병행하면 도움이 될 수 있다고 설명한다. 케겔운동은 골반 아래쪽 근육인 골반저근을 반복적으로 수축했다가 이완하는 운동으로 배뇨를 참을 때처럼 근육을 안쪽으로 조이듯 3~5초간 수축한 뒤 천천히 풀어주는 동작을 반복하는 방식이다. 이러한 운동은 골반저근을 강화해 사정 조절 능력을 높이고 성기능 개선에도 도움을 줄 수 있는 것으로 알려져 있다.

많은 사람이 살을 빼기 위해 피나는 노력을 하지만, 다른 쪽에서는 맛있는 음식과 관련 광고가 넘쳐나 건강한 체중을 유지하기 어렵게 한다. 이런 상황에서 음식과 관련한 재미있는 연구들이 잇따라 나와 눈길을 끈다. 네덜란드 라드바우드대 뇌·인지·행동 연구소, 영국 옥스퍼드대 계산 정신의학과, 케임브리지대 공동 연구팀은 인공 감미료에 대한 기대가 실제 맛을 느끼는 데도 영향을 미친다고 4일 밝혔다. 무엇을 먹느냐만큼 무엇을 먹는다고 생각하느냐가 뇌의 보상 체계에 강한 영향을 미친다는 것을 보여주는 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘신경과학 저널’ 3월 3일 자에 실렸다. 연구팀은 평균 24세의 건강한 성인 남녀 99명을 대상으로 설탕과 인공 감미료에 대해 실험했다. 실험 참가자들은 인공 감미료보다 설탕을 선호한다고 보고했지만, 연구팀이 사람들의 기대를 조작함으로써 음료의 선호도가 달라지는 것을 확인했다. 참가자들에게 설탕물을 제공하면서 인공 감미료가 함유된 음료를 마시고 있다고 믿게 하자, 음료에 대한 만족도는 낮아졌다. 반면 인공 감미료가 포함된 음료를 제공하면서 설탕이 들어있다고 믿게 하자 만족도가 급격히 높아졌다. 이때 뇌의 보상 관련 영역인 중뇌 도파민 신경계가 활성화된다는 것이 발견됐다. 마거릿 웨스트워터 영국 옥스퍼드대 연구원은 “이번 연구 결과는 우리 뇌는 혀에서 느껴지는 단맛에만 반응하는 것이 아니라 곧 칼로리가 들어올 것이라는 기대감에 반응해 보상 신호를 보낸다는 것을 보여준다”고 설명했다. 영국 이스트앵글리아대, 플리머스대 심리학과 공동 연구팀은 배가 불러도 달콤한 음식에 손이 가는 이유는 뇌가 의지와는 상관없이 맛있는 음식 선호에 대해 계속 반응하기 때문이라고 4일 밝혔다. 이 연구 결과는 식품학 분야 국제 학술지 ‘식욕’(Appetite) 2월 28일 자에 실렸다. 연구팀은 남녀 대학생 76명을 대상으로 사탕, 초콜릿, 팝콘 같은 음식을 이용한 보상 기반 학습 게임을 수행하는 동안 뇌파검사(EEG)로 뇌 활동을 살펴봤다. 연구팀은 실험 참가자들이 게임을 수행하는 동안 해당 음식 중 하나를 더는 먹고 싶지 않다고 느낄 때까지 제공했다. 참가자들은 음식을 많이 먹어 포만감을 느끼면서 식욕이 많이 감소했다고 보고했고, 실제 행동에서도 해당 음식에 관해 관심이 떨어지는 것으로 나타났다. 그렇지만 음식에 대한 뇌의 반응은 포만감이나 의식적 평가와 관계없이 음식을 먹기 전과 크게 변하지 않은 것으로 나타났다. EEG 결과 보상 관련 뇌 영역의 전기적 활동은 실험 참가자들이 배가 불러 더 이상 못 먹겠다고 밝힌 상황에서도 먹기 전과 똑같이 강한 반응을 나타냈다. 연구팀에 따르면 음식 신호에 반응하는 방식은 습관처럼 작동하며, 특정 음식과 즐거움을 오랜 기간 반복적으로 연결 지으며 학습된 반응이 자동으로 나타난다. 토머스 샘브룩 이스트앵글리아대 교수는 “이번 연구 결과는 야식이나 단 음식에 대한 유혹에 쉽게 빠지는 것은 의지의 문제가 아니라 뇌에 내장된 신경회로 때문”이라고 설명했다.

인간이 ‘보석’에 관심을 갖는 이유는 무엇일까요. 스페인 도노스티아 국제 물리연구센터, 안달루시아 지구과학 연구소, 카디스대 신경과학과, 마드리드 카를로스 3세 연구소, 카디스 생물의학 연구혁신 연구소, 브라질 상파울루대 공동 연구팀은 침팬지가 별다른 용도는 없지만 반짝이는 수정에 보이는 애착 행동을 보인다고 밝혔습니다. 이를 통해 인류의 보석 사랑을 이해할 수 있다고 연구팀은 설명했습니다. 이 연구 결과를 심리학 분야 국제 학술지 ‘최신 심리학’ 3월 4일 자에 실렸습니다. 인류는 약 600~700만년 전 침팬지와 갈라졌기 때문에 유전적, 행동적으로 상당히 유사합니다. 연구팀은 보석에 대한 매혹도 그중 하나인지 알아보기 위해 침팬지로 실험했습니다. 연구팀은 첫 번째 실험에서 커다란 수정, 비슷한 크기와 모양의 일반 돌을 탁자 위에 올려놓고 침팬지 행동을 관찰했습니다. 처음에는 두 개 모두에 관심을 보였지만, 시간이 지나면서 침팬지들은 수정에만 관심을 가졌습니다. 연구팀에 따르면 수정에 관한 관심은 노출 초기에 가장 강했고, 시간이 지나면서 서서히 감소했습니다. 이는 사람이 새로운 물건을 가졌을 때 행태와 유사합니다. 두 번째 실험은 둥근 자갈 20개 사이에 비슷한 크기의 수정 구슬을 섞어 넣고 침팬지들의 행동을 관찰하는 것이었습니다. 침팬지들은 수정을 불과 몇 초 만에 찾아냈고, 수정처럼 반짝이는 물건과 섞어도 빠르게 골라냈습니다. 재미있는 점은 인간 보석상이 보석을 감정할 때처럼 수정 구슬을 눈높이까지 들어 햇빛에 비춰보는 모습을 보였다는 점입니다. 연구팀에 따르면 수정의 투명도와 기하학적 형태가 침팬지들을 유혹하는 핵심 속성이었습니다. 인류의 조상들 역시 이런 특성에 끌렸을 가능성이 높다고 합니다. 후안 마누엘 가르시아 루이즈 스페인 도노스티아 국제 물리연구센터 교수는 “직선과 평면을 가진 물체는 드물었는데, 수정은 다면체 구조를 가진 유일한 천연 고체 물질”이라며 “초기 인류가 익숙한 것과는 전혀 다른 이런 패턴에 자연스럽게 이끌렸을 수 있다”고 설명했습니다.

묻고 발견하고 창조하라… 연구현장 뛰어든 美고등학생들 “학생들은 입학하는 순간부터 비판적 사고, 문제 해결 능력, 사회적 책임감을 함양할 수 있도록 설계된 특수 교육과정을 이수합니다. 학교의 사명은 학생들이 ‘발견의 기쁨’을 느끼고 인류 공동의 이익에 이바지할 수 있도록 혁신적인 환경과 문화를 조성하는 것입니다.” 미국 영재학교 중에서도 최고로 꼽히는 버지니아주 토머스제퍼슨과학고(TJHSST)의 마이클 무카이 교장은 지난 3일(현지시간) 서울신문과의 서면 인터뷰에서 학교의 교육 비전을 이렇게 설명했다. 학생들이 ‘생각’하고 ‘탐구’하는 교육의 장을 만들고, 스스로 ‘비판’하고, 스스로 과제를 해결하는 ‘능동형 인재’로 거듭나게 한다는 것이다. 제퍼슨고의 교육은 ‘얼마나 빨리, 많이 아느냐’가 아니라 ‘어떻게 질문하고, 증명하느냐’에 초점을 맞춘다. 미국 우수 고교 평가에서 1위를 도맡는 제퍼슨고가 미 항공우주국(나사·NASA)과 실리콘밸리 등에서 활동하는 수많은 인재를 배출한 원동력이다. 무카이 교장은 “진정한 과학적 탐구는 기존의 사실을 암기하는 것에서 벗어나 독창적인 연구를 수행하고, 이 과정에서 마주하게 되는 어려움을 시뮬레이션하는 것”이라며 “학생들은 최소 180시간 동안 전문 과학자 및 엔지니어와 함께 근무하며 문제 해결 기법을 익힌다”고 말했다. 제퍼슨고 교육의 가장 큰 특징은 졸업을 위해 반드시 이수해야 하는 독창적 연구 프로젝트다. 모든 학생은 신경과학, 인공지능(AI), 양자물리학 등 14개 전문 연구실 가운데 하나를 선택해 1년 동안 연구를 수행한다. 이 과정에서 학생들은 이미 알려진 지식을 재현하는 데 그치지 않고 스스로 연구 질문을 설정하고 실험과 분석을 통해 해답을 찾아 나간다. 초등학교 3학년 때 미국으로 이주해 이 학교 졸업반(12학년)에 재학 중인 이한선군은 “중력 실험을 위해 높은 곳에서 공을 떨어뜨려 5차례 시간을 재기도 한다”고 수업 진행 방식을 설명했다. 연구 성과 중 일부는 학생들이 직접 운영하는 연간 학술지에 실린다. 학술지에 실린 연구 주제는 환경과학부터 AI, 우주공학, 생의학에 이르기까지 다양하다. 최근 연구물 중에선 머신 러닝과 다변량 통계 분석을 결합해 하천의 건강 상태를 평가한 분석이 주목받았다고 무카이 교장은 전했다. 우주 방사선이 우주 비행사의 심혈관계에 미치는 영향을 분석하고, 이를 완화하는 약물의 효능을 검증하는 연구도 눈길을 끌었다. 미국의 영재학교와 마그넷 스쿨, 연구중심 공립학교들은 서로 다른 제도와 선발 방식을 갖고 있지만 공통점이 존재한다. 시험 점수보다 ‘생각하는 힘’, 교과 내용보다 ‘탐구 경험’을 중시하는 것이다. 미국 최상위 공립고교인 일리노이주 수학과학고(IMSA)는 학생들에게 ‘탐구·연구 프로그램’(SIR) 과정을 이수하도록 한다. 학생들이 학업 시간의 20%는 인근 대학과 연구소, 기업 등에서 전문가 지도를 받아 자신이 설계한 연구를 수행하도록 하는 것이다. 또 2학년의 경우 ‘과학적 탐구’ 과목을 필수로 이수하도록 해 지식뿐만 아니라 연구 설계와 검증 방식을 배우도록 한다. 탐구 과목은 모든 수업이 별도로 마련된 연구실에서 진행된다. 스티브 천 유튜브 공동창업자, 위 판 페이팔 초기 공동 설립자 등이 이 학교의 교육을 바탕으로 탄생했다. 뉴욕의 브롱크스과학고는 ‘질문하라, 발견하라, 창조하라’라는 교훈을 통해 교육철학을 보여 준다. 브롱크스고는 1학년(미국 학제 기준 9학년) 때부터 모든 학생을 연구 수업에 참여시키며, 이후 3년은 독창적인 주제로 탐구활동을 하도록 한다. 특히 2023년에는 교내에 첨단 과학 연구 시설인 ‘맨(Manne) 연구소’를 개설해 학생들이 대학·대학원 수준의 심화 연구를 할 수 있도록 지원하고 있다. 브롱크스고 졸업생 중 노벨상 수상자가 9명이나 된다. 미국 명문대 입시에서 ‘시험 만점’은 합격 보증수표가 아니다. 수능이라 할 수 있는 SAT와 ACT에서 만점을 받아도 불합격하는 사례가 적지 않은 반면 점수가 80점대인 학생이 아이비리그에 합격하는 일이 흔하다. 수학·과학 올림피아드 1위, 전국 대회 수상 경력 역시 합격을 담보하지 못한다. 대학들이 성적보다 특별활동과 포트폴리오를 중시하고 있기 때문이다. 이에 미국 학생들은 상아탑에 입성하기 전부터 실제 연구 현장에 뛰어든다. 나사와 국립보건원(NIH) 등 연방 연구기관은 물론 주요 대학과 연구소도 고등학생을 대상으로 정식 인턴십 프로그램을 운영한다. 미국의 영재학교는 스템(STEM, 과학·기술·공학·수학) 교육뿐만 아니라 학생들의 윤리적 소양과 사회 공동체 인식을 함양하는 데도 많은 관심을 기울이고 있다. 일리노이수학과학고는 학생들이 3년간 200시간의 봉사활동을 이수하도록 하고 있다. 제퍼슨고는 ‘윤리적 리더십’ 등의 과목을 운영하며, 인문학과 음악·예술 교육을 병행해 학생들을 ‘균형 잡힌 인재’로 육성하는 것을 목표로 하고 있다. 무카이 교장은 “학생들이 과학적 방법을 통해 세상을 파악하고 복잡한 사회적, 윤리적 문제를 해결할 수 있도록 하는 게 궁극적인 교육 목표”라고 말했다.