‘중국 북경에 있는 나비의 날개짓이 미국 텍사스에 토네이도를 만든다.’ 카오스 이론(복잡계 이론)을 설명하는 대표적인 문장이다. 사실 복잡계 과학은 기후현상을 설명하기 위해 만들어진 것이다. 복잡계 과학의 대표문장처럼 최근 한미 공동연구팀이 적도 인도양에서의 폭우가 지구 반대편인 미국에 폭염을 불러일으킨다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. APCC기후센터 이윤영 박사와 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 리처드 그로쳔 교수 공동연구팀은 ‘매든-줄리안 진동’(MJO)으로 형성된 적도 인도양의 대기순환과 미국 캘리포니아에서 발생한 폭염 사이에 밀접한 관련이 있다는 것을 규명했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기후학 분야 국제학술지 ‘어드밴시즈 인 애트모스피어 사이언스’ 6월호에 실리게 된다. MJO는 인도양 적도지역에서 대기 대류로 형성된 강한 비구름대가 30~90일 정도에 걸쳐 태평양에 도달하는 과정이 주기적으로 반복되는 현상이다. 가장 큰 특징은 적도인도양과 태평양에 강한 비구름을 만들어 폭우를 내리게 하는 것이다. 뿐만 아니라 한반도를 포함한 중위도 지역의 기온, 바람, 강수에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다. MJO가 적도지역 뿐만 아니라 이외 지역의 기후에도 영향을 준다는 사실은 잘 알려져 있지만 지구 반대편 지역인 미국 캘리포니아 지역에까지 영향을 미친다는 사실은 이번에 처음 알려지게 됐다.연구팀은 캘리포니아 중앙 계곡에 있는 15개국 기후데이터센터 지소에서 수집된 1979~2010년 기후데이터 중 6~9월 사이에 나타난 폭염 사례를 집중 분석했다. 이를 통해 연구팀은 24개의 폭염 사례를 찾아냈고 이와 MJO와 연관성을 분석했다. 그 결과 MJO에 의해 인도양, 동남아시아, 동태평양에 강한 대류현상이 나타난 뒤 4~16일 이내에 캘리포니아 중앙 계곡에서 기온이 38도까지 오르는 폭염이 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 적도인도양에서 MJO로 인한 대규모 대류활동 때문에 전 지구적 대기순환장이 변화되고 결국 캘리포니아 지역에 하강기류를 만들어 낸다고 설명했다. 하강기류로 인해 맑은 날씨가 지속되면서 캘리포니아 연안 지역에 강한 일사가 유지되면서 기록적인 폭염이 발생한다는 설명이다. 이윤영 APCC기후센터 박사는 “캘리포니아 중앙 계곡은 미국 과일, 견과류 수확량과 낙농제품 절반이 생산되고 있는 지역으로 폭염은 이들 지역의 경제에 막대한 타격을 입힌다”라며 “이번 연구를 통해 캘리포니아 지역 뿐만 아니라 폭염발생 메커니즘에 대한 이해를 높여 폭염을 사전에 예측해 피해를 최소화하는데 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경기도 지역협력연구센터(GRRC)인 한국항공대학교 영상음향공간 융합기술 연구센터가 지난 18일 한국항공대학교 중소벤처육성지원센터 대강당에서 ‘산학협력 공동 세미나 및 2차연도 성과발표회’를 했다고 23일 밝혔다. 이날 행사에는 경기도의회 경제과학기술위원회 소속 고은정·오지혜·심민자 의원 등 경기도·고양시 관계자와 연구진, 참여업체 관계자 등 100여명이 참석해 GRRC 사업 연구 성과를 공유하고 산학공동연구를 활성화하는 자리를 가졌다. 고은정 의원은 격려사를 통해 “4차 산업 관련 일자리 창출을 위해 한국항공대학교 경기도 지역협력연구센터가 큰 역할을 해줄 것을 기대한다”고 말했다. 경기도 과학기술과 김평원 과장은 이환실 팀장이 대신한 격려사에서 “참여업체와의 협력 연구를 통해 애로 기술을 개발하고 매출 증대와 고용 창출로 이어질 수 있도록 노력해달라”고 당부했다. 한국항공대 영상음향공간 융합기술 연구센터는 2017년 6월 경기도 지역협력연구센터로 선정됐으며 총 6년간 사업을 해오고 있다. 경기북부 지역 특화산업인 영상음향산업의 발전을 위해 한국항공대 중소기업산학협력센터·창업지원센터, 고양시·고양지식정보산업진흥원과 협력해 영상음향공간 융합기술을 개발한다. 영상음향공간 융합기술은 영상과 음향을 사용자의 위치, 움직임, 제스처와 같은 공간정보와 융합해 더욱 현장감 있는 사용자 참여형 상음향 콘텐츠를 제작하는 기술이다. 최근 주목받고 있는 가상현실(VR), 입체음향, 공간정보기술 분야와도 관련이 있다. 서울비즈 biz@seoul.co.kr

DGIST(총장 국양)는 스마트섬유융합연구실 최창순 선임연구원팀이 에너지 발전과 저장을 동시에 활용할 수 있는 투명한 박막형 에너지 소자를 개발했다고 23일 밝혔다. 최창순 선임연구원팀은 투명한 소자 개발을 위해 ‘단일층 그래핀 필름’을 전극으로 활용했다. 단일층 그래핀 그래핀은 탄소원자로 만들어진 원자크기의 벌집 형태 구조를 가진 소재이다. 두께가 0.2nm로 얇아서 투명성이 높고, 상온에서 구리보다 100배 많은 전류를 실리콘보다 100배 빨리 전달할 수 있다. 필름은 우수한 전기전도성을 지니는 것이 특징으로, 얇고 가벼워 배터리가 필요한 전자제품에 안성맞춤이다. 여기에 최창순 선임연구원팀은 투명도를 높이고자 반고체 전해질을 함유한 고분자 나노매트를 분리막으로 사용해 풍경과 글자를 선명하게 볼 수 있을 만큼의 투명도(최대 77.4%)를 구현하는데 성공했다. 최창순 선임연구원팀은 에너지 소자가 자체적으로 에너지를 생성, 저장할 수 있게끔 구조를 설계해 에너지 소자 상층부에 에너지 저장패널, 하층부에 에너지 전환패널을 넣었다. 여기에 터치센서를 상층부 에너지 저장패널 바로 아래에 추가해 터치까지 가능한 에너지 소자를 제작하는데 성공했다. 최창순 선임연구원은 “영화에 등장한 투명 휴대폰이 너무 멋져서 관련 연구를 시작하게 됐다”며 “제작단가가 비싸 현재 상용화에는 한계가 있지만, 가시적인 연구 실적이 없던 투명 에너지 저장 매체 분야에서 거둔 성공인 만큼 앞으로 계속해서 발전시켜 나갈 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다. 이번 연구는 DGIST 최창순 선임연구원과 손원경 연구원, 성균관대학교 천성우 연구원이 주도했다. 또한 연세대학교, 한양대학교, 한국생산기술원 등 여러 연구팀과의 공동연구로 진행됐으며, 재료 및 계면 분야저널인 ‘에이씨에스 어플라이드 머티리얼 & 인터페이스’(ACS Applied Materials & Interfaces) 온라인판에 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

국내 연구진이 생체 속 효소와 비슷한 형태의 촉매를 만들어 수소생산 효율을 50% 이상 향상시킬 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단, 서울대 재료공학부, 카이스트 화학과 공동연구팀은 몸 속 효소처럼 주변 환경변화에 따라 최적화되는 불균일 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 23일자에 실렸다. 에너지 산업 분야에서 다양한 촉매가 사용되고 있는데 현재는 대부분 균일촉매를 사용하고 있다. 균일촉매는 효율은 높지만 재활용이 어렵고 비용이 많이 들며 환경친화적이지 못하다는 단점이 있다. 반면 불균일촉매는 재활용이 가능하고 저렴하지만 효율이 낮다는 문제가 있다. 연구팀은 균일촉매와 불균일촉매의 장점을 결합한 새로운 촉매를 개발하기 위해 생체내 효소의 작동원리를 모방한 불균일촉매를 개발했다. 빛을 받으면 촉매작용을 하는 이산화티타늄 나노입자에 구리입자를 올려 효소처럼 단원자 구리-이산화티타늄 촉매를 만든 것이다. 이번에 개발한 촉매는 생체내 효소처럼 구리와 이산화티타늄이 전자를 주고 받는 상호작용을 통해 구조를 변화시켜 효소와 유사하게 촉매반응에 참여한다는 것을 밝혀냈다. 보통 효소는 주변 단백질과 수소를 주고받는 상호작용을 통해 주변환경과 반응하기 적합한 형태로 자신의 구조를 바꿔 촉매반응에 참여한다는 특징이 있다.연구팀은 이번에 개발한 촉매로 햇빛을 이용해 물을 수소로 생산하는 반응에 적용시킨 결과 전달받은 빛의 40% 이상을 수소전환반응에 사용하는 뛰어난 수소생산성능을 확인했다. 이는 현재 가장 성능이 우수하다는 평가를 받는 백금, 이산화티타늄 광촉매와 비슷한 성능을 보였다. 더군다나 촉매 사용후 다시 회수해 재활용할 수 있어 폐촉매로 인한 환경오염 문제도 해결해줄 수 있는 것으로 분석됐다. 연구책임자인 IBS 나노입자연구단 현택환 단장은 “이번 연구는 불균열촉매의 작동원리를 원자적 수준에서 규명하고 생체효소와 비슷한 형태로 만들어 냈다는데 의미가 있다“며 “이번에 개발한 촉매를 이용하면 상용화의 걸림돌인 낮은 효율 문제를 해결해 수소 같은 친환경 에너지를 값싸고 효율적으로 이용할 수 있는 길이 열릴 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미세먼지가 자욱한 날이 아니더라도 도로 가까이를 지나다보면 매연과 각종 먼지가 날리며 목이 칼칼할 때가 많다. 최근 의학자와 환경 연구자들은 도로 가까이에 거주할 경우 각종 오염물질 때문에 어린이들의 정신적, 신체적 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 연구결과를 밝혔다. 미국 국립보건원(NIH)과 캘리포니아 머시드대(UC머시드) 공동연구팀은 주요 고속도로나 간선도로 등 도로와 가까운 곳에 사는 어린이들이 도로와 멀리 떨어져 사는 아이들에 비해 의사소통 능력이 절반 수준에 불과하다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경분야 국제학술지 ‘인바이러먼탈 리서치‘ 최신호에 실렸다. 이번 연구결과에 따르면 초미세먼지와 오존 같은 교통관련 오염물질에 노출된 임산부에게서 태어난 아이들은 그렇지 않은 아이들보다 영유아기 때 발달지연 가능성이 높다는 연구결과가 나오기도 했다. 지금까지 연구들은 일반 대기오염물질에 대한 노출이 저출산, 조기출산, 사산 가능성에 미치는 영향을 분석하는데 그쳤다. 또 몇몇 연구들은 고속도로 인근에 사는 아이들이 인지기능이 낮고 자폐증 발병확률이 높다는 것을 보이기도 했지만 태아기와 영유아기에 오염된 공기에 노출되는 것이 발달과 성장에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구는 많지 않았다. 연구팀은 2008년 미국 뉴욕 북부에서 태어난 아기들의 발달상태를 생후 4개월부터 3세까지 주기적으로 관찰한 ‘업스테이트 키즈’ 데이터를 분석했다. 연구팀은 5825명의 아이들 집주소와 가장 가까운 도로들과의 거리를 계산했다. 또 출생 전 태아시절과 출산 직후 대기오염 노출 정도를 파악하기 위해 임신 중 엄마의 집주소, 회사주소, 탁아소 주소 등과도 비교분석했다. 또 생후 8~36개월까지 아이들에 대해 4~6개월 간격으로 소근육 운동능력, 대근육 운동능력, 의사소통, 사회적기능, 문제해결능력 5개 아동발달 영역을 평가했다.그 결과 주요 도로에서 0.5마일(약 800m) 떨어진 곳에 살고 있는 아이들과 164피트~0.3마일(49~400m) 떨어져 있는 곳에 사는 아이들은 의사소통 부분 평가 점수가 두 배 이상 차이를 보였다. 연구팀은 차들이 내뿜는 대표적인 대기오염물질인 오존과 초미세먼지(PM2.5)에 대한 노출 영향도 평가했다. 초미세먼지는 사람의 머리카락 폭의 30분의 1 수준으로 작아 폐속에 직접 침투하고 혈액 속에 흡수되기도 하는 것으로 알려져 있다. 태아시절 초미세먼지에 노출되면 발달장애 발생 위험은 1.6~2.7% 높아지고 오존에 노출되면 0.7~1.7% 높아지는 것으로 조사됐다. 태어난 다음에 오존에 과다하게 노출될 경우만 따져 본다면 생후 8개월 이내에 발달 장애를 겪을 위험도는 3.3%, 9~24개월까지는 17.7%, 25~30개월에는 7.6% 높아지는 것으로 나타났다.은 것으로 나타났다. 이번 연구를 주도한 UC머시드 공중보건학과 샌디 하 박사는 “대기오염물질에 어린 시절 노출되는 것이 태아시절 노출되는 것보다 발달 장애 가능성을 더욱 높인다는 것을 보여준 연구”라며 “이는 임신 중에는 엄마 뱃속에서 한 번 걸러지지만 어린 시절에는 오염물질이 직접 아이들의 몸 속에 침투하기 때문으로 분석되는 만큼 아이들의 두뇌발달을 위해 임신기와 영유아기 때 대기오염에 대한 노출을 최소화하는 것이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“마흔이 넘으면 그 사람의 인생이 얼굴에 그대로 드러난다”는 말이 있다. 100년도 못 사는 인간 개개인의 삶이 얼굴로 표출된다는 말이다. 그런데 나무에서 내려와 두 발로 걷기 시작한 인류 조상 때부터 현대인에 이르기까지 400만~500만년의 긴 진화의 역사도 얼굴에 그대로 남아있다는 연구결과가 나왔다. 국제 공동연구팀은 인간의 신체 중에서 유인원들과 가장 특징적으로 다르게 진화된 것은 서로를 인식하고 구분하며 먹고, 숨쉬고 보고 의사소통할 수 있는 얼굴이라고 18일 밝혔다. 미국 뉴욕대 치의대, 애리조나주립대 인간진화및사회변화학부, 조지워싱턴대 고인류학 고등연구센터, 영국 자연사박물관 인간진화센터, 요크대 의대, 독일 튀빙겐 베버하르트 칼스대 고등연구센터, 스페인 인간진화및행동연구센터가 참여한 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 16일자에 실렸다. 연구팀의 분석에 따르면 약 450만년 전 현재와 같은 이족 보행의 기능적 구조를 갖추게 된 이후 계속 진화한 부분은 턱, 치아, 얼굴의 형태로 먹는 것이 가장 큰 영향을 미쳤다. 특히 두개골과 치아 형태는 진화의 과정을 추적할 수 있는 가장 좋은 데이터베이스라고 연구팀은 설명했다. 초기 인류의 조상들은 현재 유인원들처럼 질긴 식물성 음식을 섭취해야 했기 때문에 턱 주변 근육이 잘 발달해 얼굴이 넓고 깊었다. 이후 200만년이 지나면서 환경의 변화와 불의 사용으로 식생활이 변화했고, 음식을 좀 더 쉽게 분해할 수 있게 되면서 턱 근육이 이전보다 쇠퇴했다. 이는 얼굴을 더 작아지게 만들었다. 연구팀은 인류의 얼굴 변화가 단순히 씹는다는 기계적 요인 뿐만 아니라 사회적 상호작용, 의사소통을 위해 언어와 표정을 통한 비언어적 수단을 사용하면서 턱 근육 이외 얼굴 근육이 발달하게 됐다고 밝혔다. 또 크고 돌출된 눈썹 부분의 융기형태는 현재는 멸종된 다른 인간종들에게서 나타난 두드러진 특징이다. 서양인들의 경우 눈썹 윗 부분이 융기된 형태를 여전히 갖고 있다. 이런 부분은 현생인류종이 다른 인류종들과도 활발한 교류를 가졌다는 것을 보여주는 사례라고 연구팀은 설명했다. 로드리고 라크루즈 뉴욕대 치의대 교수는 “인간을 포함한 모든 생물체는 과거의 산물”이라며 “이번 연구는 얼굴 뼈대의 주요 특징을 분석하면 현대 인류로 진화하는 과정에서 빠진 부분을 설명하는 데 도움을 줄 수 있다는 것을 보여줬다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

신경을 곤두세우게 만드는 사회생활 속의 인간관계, 며칠 전부터 이유없이 머리를 조여오는 편두통, 이른 아침부터 복잡한 버스와 지하철…. 사회가 복잡해지면서 일상에서 스트레스를 일으키는 신체 내외적 요인들은 넘쳐난다. 스트레스가 개인의 역치를 넘어갈 경우 우울증이나 불안증, 타인에 대한 공격성 등 다양한 문제를 일으킨다. 그런데 최근 스트레스에 따라 몸의 반응을 조절하는 물질을 실시간 추적할 수 있는 기술을 나와 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과와 미국 뉴욕대 의대 공동연구팀은 스트레스에 따라 몸의 반응을 조절하는 일명 ‘스트레스 세포’(CRF세포)의 새로운 역할과 이를 실시간으로 추적할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌·신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 4월호에 실렸다. 동물은 천적을 만나거나 위험한 상황이 되면 긴장하고 대응을 생각하느라 긴장상태에 빠지게 된다. 또 좋아하는 음식이나 상황을 맞으면 자연스럽게 다가서는 반응을 보인다. 이런 본능적 행동은 특정 자극을 부정적, 긍정적으로 판단하는 두뇌에 의해 결정된다. 이런 역할은 시상하부-뇌하수체-부신으로 이어지는 축에서 담당한다. 이 축을 조절하는 것은 부신피질 자극 호르몬 방출인자(CRF)로 스트레스 조절인자로도 불린다. 이전에는 CRF세포가 활성화되면 부정적 감정이 커진다고 알려져 있었지만 측정이 어렵고 실제로 어떻게 반응하는지가 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 시상하부 영역의 CRF세포의 활성도를 실시간으로 측정할 수 있는 파이버포토메트리라는 기술을 이용해 다양한 자극에 노출된 생쥐의 뇌를 측정했다. 그 결과 물에 빠지거나 독수리가 날아오는 시각적 자극, 천적의 냄새 등에 노출시키면 CRF가 빠르게 활성화되고 좋아하는 음식이나 암컷 쥐가 가까이오면 CRF 활성도가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. 연구팀은 이번 연구가 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절할 수 있는 광유전학의 하나인 칼슘이미징 기술을 활용함으로써 CRF 측정의 한계를 넘어선 것이라고 평가했다. 또 지금까지 CRF의 기능이 호르몬 방출을 통해 시상하부-뇌하수체-부신 축을 조절한다는 정도로만 알려져 있었지만 이번 연구로 다양한 감각적 자극에 대한 적절한 행동 반응을 조절하는 역할을 한다는 것을 알게 됐다. 서성배 카이스트 교수는 “우울증, 불안증, 외상후 스트레스장애(PTSD) 등 정신장애는 스트레스와 관련이 깊은 만큼 CRF 세포 활성도를 실시간 측정할 수 있게 됨에 따라 관련 질환들의 새로운 치료법도 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대구보건대학교는 (주)명문덴탈로부터 고가의 디지털 치과기공 실습 장비를 받았다고 18일 밝혔다. 명문덴탈이 기증한 장비는 2000만원 상당의 헵시바D200 3D프린트다. 대구보건대학교와 명문덴탈은 최근 대학본관 총장실에서 남성희 대구보건대 총장, 장상문 대외부총장, 최일경 대표 등 양 기관 관계자 10명이 참석한 가운데 치과기공장비 기증식을 가졌다. 최일경 대표는 “치과기공분야에 디지털 장비가 급속하게 보급되고 있는 이때에 관련분야에서 국내 최고의 명문대학인 대구보건대학교에 장비를 기증하게 됐다“ 며 ”향후 국내외 치과기공 산업을 이끌어 나갈 학생들에게 조그마한 보탬이 되기를 바란다“고 밝혔다. 남성희 총장은 ”(주)명문덴탈은 그동안 대구보건대학교 학생들을 많이 채용하고 교수들과 공동연구 과제를 수행하는 등 산학협력의 모범이 되어 준 기업“ 이라며 ”기증 받은 실습장비로 우수한 인재를 양성 하는데 최선을 다 하겠다“고 감사의 뜻을 전했다. 대구연구개발특구 의료R&D지구 입주에 위치하고 있는 명문덴탈은 치과보철물, 델타전용 디지털 3D프린트 및 재료, 메탈디스크, 절삭공구 등을 생산하는 치과용 의료기기 전문기업이다. 국내외 특허 20여건을 보유하고 있으며 대구시로부터 프리스타기업으로 선정된 유망 벤처기업이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

인식·지각 등 고차원적 기능은 못 살려 ‘몸과 분리된 뇌’ 등 윤리적인 논란도“창조주여, 제가 부탁했습니까? 진흙에서 저를 빚어 사람으로 만들어 달라고? 제가 애원했습니까? 어둠에서 절 끌어내 달라고?” 200여년 전인 1818년 영국 작가 메리 셸리(1797~1851)가 쓴 괴기소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로메테우스’ 서문에 실린 ‘실낙원’의 한 구절이다. 무생물에 생명을 부여할 수 있는 방법을 알아낸 스위스 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사는 시체를 이용해 8피트(약 244㎝)의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣는다. 이렇게 만들어진 괴물은 인간 이상의 힘을 발휘하고 자신과 똑같은 형태의 신부까지 요구했다. 그렇지만 새로운 인종이 나와 인간을 멸망시킬까 두려웠던 프랑켄슈타인 박사는 괴물의 요구를 거부했다가 살해당한다. 셸리는 소설을 쓰면서 영국 화학자 험프리 데이비의 전기분해 기술, 찰스 다윈의 할아버지 에라스무스 다윈이 수행한 자연발생 실험 같은 당대 최고 수준의 과학기술을 활용했지만 사람과 똑같은 형태와 기능을 갖춘 인조인간을 만든다는 생각은 공상에 불과했다. 그런데 최근 생물학과 생체공학 기술이 발달하면서 ‘프랑켄슈타인’ 몬스터 기술이 현실화되는 것 아니냐는 지적이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 미국 예일대 의대, 코네티컷 재향군인의료시스템 재활연구센터, 보스턴대 의대, 피츠버그대 신경학과, 이탈리아 파비아대 생물학·생명공학과 공동연구팀은 죽은 지 몇 시간이 지난 돼지의 뇌를 다시 살려내는 실험 일부를 성공하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 18일자에 발표했다. 이번 연구 결과는 완벽하지는 않지만 죽은 생명체의 뇌 기능 일부를 다시 회복시켰다는 점에서 전 세계 과학계와 윤리학계에 충격을 안겨 주고 있다.연구팀은 보통 동물실험을 할 때 사용하는 실험용 무균돼지가 아닌 식재료 가공시설에서 얻은 생후 6~8개월 된 집돼지의 뇌 32개를 가지고 실험했다. 실험에 사용된 돼지의 뇌는 죽은 뒤 4시간이 지난 것들이었다. 보통 포유류의 뇌는 산소 공급에 매우 민감하기 때문에 짧은 시간 동안만 혈류가 중단되더라도 산소와 에너지 공급이 끊겨 회복 불가능한 뇌 손상을 일으키는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 분리된 돼지의 뇌를 자체 개발한 ‘브레인 엑스’라는 장치에 넣은 다음 보호제와 안정제 등을 섞은 특수 용액을 혈액 대신 뇌 혈관에 주입해 영양과 산소를 공급하며 뇌 변화를 관찰했다. 그 결과 뇌세포 구조, 뇌혈관 구조가 정상적으로 회복되고 신경과 세포를 파괴하는 염증 반응이 줄어드는 한편 시냅스에서 자발적인 움직임을 보이는 것이 관찰됐다. 그렇지만 인식과 지각 같은 고차원적 뇌 기능을 위해 필요한 전기적 활동은 관찰되지 않았다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구는 2013년 미국 버락 오바마 정부가 3조 5000억원을 투자해 진행 중인 뇌연구 프로젝트인 ‘브레인 이니셔티브’의 지원을 받아 진행됐다. 연구를 주도한 네나드 세스탄 예일대 의대(신경과학) 교수는 “이번 연구는 아직 초보적인 수준이지만 혈관의 촘촘한 연결 네트워크를 통해 뇌에 보호제를 공급하면 심각한 외상후 생존율을 높이고 신경학적 결손을 줄여 뇌사의 가능성을 획기적으로 줄일 수 있음을 보여 준 것”이라고 설명했다. 이번 연구 결과에 대해 생명윤리학자인 현인수 미국 케이스웨스턴리저브대 의대 교수는 “죽은 돼지의 뇌를 사실상 살려낸 이번 연구는 포유류의 뇌에 혈액 공급이 중단되면 몇 분 안에 사망한다는 기존의 생각을 뒤집는 것”이라며 “몸과 분리됐지만 살아 있는 뇌를 인격체로 보아야 하는지, 이런 연구에 대한 가이드라인을 어떻게 설정해야 하는지 등 논란거리들을 남겼다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

걸핏 하면 쌈박질하는 정치인들, 상상도 할 수 없는 범죄들, 전쟁과 기아에 시달리는 사람들. 미디어를 통해 흔히 접하는 세상의 단면입니다. 뉴스만 본다면 과연 이 세상은 ‘사람이 안심하고 살 수 있는 곳일까’라는 생각이 들기도 합니다. 북미 지역 연구자들이 미디어가 사람들에게 미치는 영향에 대해 분석한 논문을 잇따라 발표했습니다. 캐나다 앨버타대, 맥매스터대, 매니토바대, 토론토대, 브리티시 컬럼비아대의 의학자, 심리학자, 통계학자들은 총기난사 같은 참사나 대형 자연재해같이 충격적인 사건에 대한 언론 보도에 반복적으로 노출될 경우 평범한 뉴스에 대해서도 감정적으로 반응하게 되며 미래에 대한 불안함과 사회에 대한 불신이 과도하게 나타날 가능성이 높다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관이 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 18일자에 실렸습니다. 연구팀은 미국 성인 남녀 4165명을 대상으로 2013년 보스턴 마라톤대회 폭탄 테러와 2016년 올랜도나이트클럽 총기난사 사건의 첫 번째 보도와 이후 보도들이 어떤 영향을 미쳤는지에 대해 3년 동안 정밀 추적 조사했습니다. 분석 결과 24시간 뉴스보도 시스템과 모바일기기의 발달로 다양한 형태로 지나치게 상세한 보도가 끊임없이 반복되면서 미래와 사회에 대한 불안을 가중시키고 집단 트라우마를 불러일으킬 수 있다고 연구팀은 설명했습니다. 특히 이전에 폭력을 경험했거나 정신 건강이 취약한 사람들은 더욱 심각한 상황에 빠질 수 있다고 지적하기도 했습니다. 한편 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 심리과학과, 간호학부, 의학·공중보건대, 프린스턴대 심리학과 공동연구팀은 미취학 아동들의 미디어 사용시간이 하루 30분을 넘어갈 경우 청소년기 행동 장애로 이어질 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 18일자에 발표했습니다. 연구팀은 캐나다 출생집단 연구인 ‘차일드 코흐트’ 연구데이터를 이용해 3455명의 어린이를 대상으로 분석했습니다. 차일드 코흐트에는 영유아부터 청소년기까지 아이들의 하루 TV, DVD 시청 시간은 물론 컴퓨터, 비디오게임, 스마트폰, 태블릿 사용 시간 등 생활정보와 불안, 우울, 공격성 같은 정서적 반응과 수면시간, 학습 집중 정도 등에 대한 정보까지 포함돼 있습니다. 분석 결과 3살 아이들은 하루 평균 1.5시간, 5세 아이들은 하루 평균 1.4시간의 미디어를 사용한 것으로 나타났다고 합니다. 이는 캐나다 권장 미디어 사용 가이드라인인 30분을 훨씬 초과하는 수준입니다. 또 하루 30분 미만으로 미디어에 노출되는 아이들과 하루 1.5~2시간 노출되는 아이들을 비교한 결과 미디어 과다 노출 아동은 주의력결핍 증상을 보일 가능성이 7배 이상, 행동 장애를 보일 가능성은 5배 이상 높다고 합니다. 새로 등장한 미디어들은 사람이 눈을 다른 곳으로 돌릴 수 없도록 만든다는 특징이 있습니다. 결국 사람들이 자기만의 눈으로 세상을 볼 수 없게 만듭니다. 가끔은 파란 하늘을 올려다보고 서점이나 도서관에 들러 서가 사이를 산책하면서 미디어의 홍수를 피해 보는 것만으로도 세상을 보는 새로운 눈이 뜨이지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

영국 해양생물협회 시타델연구소, 플리머스대 생물학·해양과학부 공동연구팀은 1957~2016년의 해양 플라스틱 발생 관련 데이터를 분석한 결과 1990년대 이후 바다에 유입된 플라스틱의 양이 급격히 증가했다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 연구용 선박이나 상선에 매달아 플랑크톤을 연속적으로 채집할 수 있는 장비인 ‘연속 플랑크톤 기록계’(CPR)를 이용해 1957년부터 북대서양과 인접해역 650만 해리에서 수집된 자료를 정밀 분석했다. 그 결과 1950년대부터 CPR에 플라스틱이 얽혀 들기 시작했으며 1990년대를 기점으로 공해상에서 플라스틱의 양이 급격히 늘어난 것이 확인됐다. 대양으로 흘러든 플라스틱은 그물을 포함해 대부분 어업과 관련된 것들로 조사됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

4만년 넘게 시베리아 영구 동토층에 묻혀 있었던 망아지 사체에서 액체상태의 혈액이 채취됐다. 수암생명공학연구원 황우석 박사가 이끄는 한국과 러시아 공동연구팀은 16일(현지시간) 선사시대 망아지 사체에서 혈액 샘플을 채취했으며 이는 지금까지 전 세계에서 발견된 것 중 가장 오래된 피라고 발표했다.황우석 박사팀은 지난해 8월 러시아 극동부 베르호얀스크에 있는 바타가이카 분화구에서 거의 완벽한 상태의 망아지 사체를 발굴했다. 시베리아 ‘지옥의 입’이라고도 불리는 바타가이카 분화구는 1960년대 주변 숲 개간 중 토지가 가라앉으면서 형성되었으며 온난화로 눈이 녹고 홍수가 발생하면서 그 크기는 매년 더 커지고 있다. 많은 과학자들이 이곳에서 고대 매머드와 사슴의 사체 등을 발견하고 있다.황 박사팀이 발굴한 망아지 사체는 지구상에서 멸종된 말인 렌스카야 종과 유사하며 꼬리와 갈기, 말굽 등이 그대로 보존돼 있다. 생후 2주 정도에 사망한 것으로 추정되며 크기는 100cm가 채 되지 않는다. 러시아의 그리고리예프 박사는 “지금까지 발견된 고대 말의 사체는 털이 없었기에 이번 발견은 센세이션을 일으키기에 충분하다”고 설명했다. 또 망아지의 위장에서 죽기 직전 삼킨 것으로 보이는 진흙과 실타래들이 발견됐다고 덧붙였다. 연구팀은 지난해 9월 이 망아지 사체에서 근육조직 샘플도 수거했는데, 당시 황우석 박사가 러시아를 방문해 DNA 추출 과정을 직접 감독하기도 했다.액체 상태의 혈액은 지난 2월 28일 채취되었으나 비밀에 부쳐지다 16일 공식 발표로 알려지게 됐다. 시베리아타임즈는 망아지의 액체 혈액 샘플은 심장 혈관에서 채취되었으며, 시베리아 영구 동토층의 좋은 매장 조건 덕분에 4만년 넘게 액체 상태로 보존된 것으로 보인다고 보도했다. 이로써 멸종된 렌스카야 종의 복원 가능성은 한층 높아졌다.연구팀은 망아지의 혈액과 근육조직에서 얻은 DNA를 대리모의 유전자 정보가 제거된 미수정란에 넣어 복제를 시도할 계획이다. 대리모로는 렌스카야 종과 비슷한 암컷 말이 사용된다. 매머드 복제에 심혈을 기울이고 있는 황우석 박사 연구팀은 망아지 복제에 성공하면 이 기법을 활용해 코끼리를 대리모로 한 털복숭이 매머드 복제를 시도한다. 매머드는 1만 500년 전 멸종된 것으로 추정되지만 일부는 살아남아 알래스카 연안의 작은 섬에서 명맥을 유지하다 5600년 전 완전 멸종한 것으로 알려져 있다. 6년 전 마리아코프스키 섬에서 2만 8000년 전 살았던 것으로 추정되는 매머드 사체가 발굴됐지만 채취된 DNA 샘플이 충분하지 않아 복제에는 실패했다.　권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

“7번 대화 부탁해.”(Conversation number 7 please) “그래, 준비됐어? 주말에 일정 있니?(OK, are you ready? Do you have any plans this weekend?) “글쎄. 하이킹을 갈까 하는데.”(Not really, I may go for a hike) 지난 11일 서울 종로구 서울교육청에 인공지능(AI) 영어교사가 등장했다. AI 스피커가 학생과 영어 대화를 하거나 동화를 들려주고, 단어의 의미를 짚어주기도 한다. 이 ‘알파고 원어민’은 서울교육청이 지난해 실시한 정책연구의 결과물인 ‘AI 기반 영어학습 플랫폼 프로토타입(기본모델)’이다. 서울교육청은 학생들이 원어민과 대화하듯 교실과 집에서 AI 스피커와 영어로 대화하며 학습할 수 있는 시스템을 구축하기 위해 AI 영어학습 플랫폼을 연구하고 있다.정책연구 책임자인 임완철 성신여대 교수는 이날 AI 영어학습 플랫폼을 소개하고 일부 기능을 시연했다. 음성인식 AI로 아마존의 ‘알렉사’를 채택한 이 플랫폼은 영어 교과서에 수록된 대화(dialoge)를 챗봇으로 구현해 학생이 수업 시간에 배운 대화를 AI와 시연해볼 수 있다. 이야기(storybook)를 들려달라고 하면 동화 등 MP3 파일로 저장한 이야기들을 들려준다. “영화 ‘아이언 맨’에서 토니 스타크를 돕는 AI 비서의 이름은?” 같은 퀴즈도 낸다. 사전도 탑재돼 있어 학생이 단어의 의미를 AI와 대화하며 찾아볼 수도 있다. 지금까지 정보기술(IT)을 교육에 적용하는 시도가 이용자들에게 맞춤형 콘텐츠를 제공하는 데 초점이 맞춰져 있었지만, 영어학습에서는 ‘음성인식 AI와 영어로 대화한다’는 측면에서 접근할 수 있다는 게 임 교수의 설명이다. 임 교수는 “사람처럼 말하는 음성인식 AI가 늘고 있어 원어민과 영어로 대화하는 수준으로 플랫폼을 구현할 수 있겠다는 데서 착안했다”면서 “모든 학생이 일상생활에서 영어로 대화할 수 있는 경험을 제공하기 위해 개발했다”고 말했다. 임 교수의 설명처럼 학생들은 집에서 스마트폰이나 PC로, 또는 교실에 설치된 AI 스피커로 ‘AI 영어교사’와 대화할 수 있다. AI 스피커와 연결된 영어학습 플랫폼 서버에는 교사와 콘텐츠 제작사들이 만든 영어학습 콘텐츠가 저장돼 있다. AI는 학생들의 영어 실력을 파악하고 그에 맞는 학습자료들을 토대로 수업을 이어간다. 교사는 개별 학생들의 학습 현황을 확인하고 맞춤형 과제를 제시한다. 임 교수는 “학교 수업 시간에는 학생들이 말을 했는지를 일일이 살피기 어렵지만 AI 플랫폼을 통해서는 학생이 실제로 말을 했는지 쉽게 확인할 수 있다”고 말했다.현재까지 개발된 AI 스피커들이 가끔 엉뚱한 대답을 하는 것처럼 AI 기반 영어학습 플랫폼도 기술적으로는 아직 미완성 단계다. 학생이 대화를 하다 맥락에서 벗어난 말을 하거나 말문이 막혔을 때 AI가 유연하게 대응하며 대화를 바로잡아 가지는 못한다. 연구진은 데이터베이스가 충분히 쌓이면 이 같은 기능도 구현될 수 있을 것으로 보고 있다. 다만 학생이 말을 정확히 하지 못했을 때 “뭐라고? 아까 무슨 말을 했는지 이해하지 못했어”(Pardon? I couldn´t understand what you just said)와 같은 말로 대응할 수는 있다. AI 기반 영어학습 플랫폼은 학생들이 ‘알파고 원어민’과 언제 어디서든 영어로 대화하는 환경을 공교육에서 구축한다는 취지다. 학생들은 초등학교에서 고등학교까지 10년 동안 영어를 공부하지만, 학교 정규 수업에서는 영어에 노출되는 시간과 원어민과 대화하는 기회가 절대적으로 부족하다. 유아기부터 영어 사교육을 받았거나 영어권 국가 거주 경험이 있는 학생과 초등학교 3학년 때 시작하는 학교 영어수업에만 의존하는 학생 간 수준차는 공교육으로 극복하기 어려운 수준이다. 이병민 서울대 영어교육과 교수는 “초등학교에서의 영어교육은 충분한 입력(input)과 의미 있는 상호작용을 바탕으로 해야 하지만, 현실에서는 노래나 챈트(chant), 파닉스 등 외우고 따라하는 학습에 치우쳐 있다”면서 “AI가 영어수업에 도입되면 학생이 사람과 소통하듯 의미 있는 상호작용을 할 수 있을 것”이라고 평가했다. 서울교육청은 보완 작업을 거쳐 올해 하반기 10개 안팎의 초등학교에서 AI 기반 영어학습 플랫폼을 시범운영할 계획이다. 원어민 교사 배치 확대 등 관내 초등학교 영어 공교육 강화 방안의 일환이다. 이날 AI 기반 영어학습 플랫폼의 시연을 본 조선형 서울 화곡초등학교 수석교사는 “말을 하려 하지 않는 학생들과 ‘더 말하고 싶은데 말할 기회가 없다’는 학생들이 있는 등 서로 다른 수준차가 학교 영어수업에서의 가장 큰 어려움”이라면서 “AI 플랫폼을 통해 개별 수준에 맞게 말하는 기회를 줄 수 있다면 엄청난 효과가 있을 것”이라고 기대했다. ‘알파고 원어민’을 영어교육에 상용화한 사례는 아직 많지 않지만, 기술 개발 노력은 꾸준히 이어져 왔다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 2010년부터 올해까지 9년에 걸쳐 ‘대화형 영어 말하기 학습기술’을 개발, 기술을 발전시키고 있다. 음성인식 AI의 핵심 기술인 ▲자연어 음성인식 ▲대화 처리 ▲음성 합성 등이 적용돼 있어 학습자와의 자연스러운 대화와 피드백 등이 일정 정도 가능하다. 주제 기반 대화와 챗봇 대화를 결합해 학습자가 주제에 대한 대화에서 어긋난 말을 하면 챗봇이 즉각 대응해 주제 기반 대화로 이끌 수 있다. 한국인이 흔히 범하는 문법 오류들을 빅데이터로 구축해, 학습자가 잘못된 문법으로 한 말을 그대로 텍스트로 변환해 바로잡아 준다. 학습자의 발음과 억양을 원어민과 비교해 들어보며 교정하는 기능도 있다. 대화형 영어 말하기 학습기술의 공동연구기관인 한 교육콘텐츠 제작업체는 해당 기술을 학교 교실수업에 적용한 ‘인클래스’(inClass)를 개발해 지난해 서울의 중학교 2곳에서 시범서비스를 진행했다. 학생용 애플리케이션(앱)과 교사용 앱, 토론용 앱 등을 상호 연동해 학생들은 토론 수업에 사용할 단어와 문장, 표현을 집에서 미리 학습하고 수업 시간에 앱을 활용해 영어로 토론하며, 교사는 개별 학생들의 학습 내용을 평가, 관리했다. 인클래스를 활용하기 전과 후 각각 진행한 설문조사 결과, “영어 말하기를 많이 하려고 한다” “말하기 수업에 열심히 참여했다” 등의 문항에 긍정적인 응답을 한 학생의 비율이 10% 이상 증가한 것으로 나타났다. 박전규 ETRI 책임연구원은 “AI가 원어민 교사를 일부 대체해 외국어 말하기 학습이 가능해질 수 있다”면서 “과중한 사교육비와 영어격차 등의 사회적 문제를 해소할 수 있는 기술”이라고 말했다. AI를 학교 수업에 도입하는 데에는 신중한 접근이 요구된다. 마이크로소프트(MS)의 음성인식 AI ‘테이’의 ‘막말 파문’이나 개인정보 유출 등 AI의 부작용을 차단할 교육학적 연구와 기술적 설계가 전제돼야 한다. 교실에서 AI 기기를 활용할 수 있는 통신 인프라와 기기 보급도 뒷받침돼야 한다. 교사와 교육 콘텐츠 제작사 등이 영어학습 자료들을 자유롭게 서버에 등록하고 공유할 수 있는 개방성도 필수다. 임 교수는 “AI를 통해 전 세계에서 한국어를 공부하거나 국민 누구나 영어학습을 할 가능성도 무궁무진하다”면서 “민간의 AI 자원을 영어교육에 활용하는 방안에 대한 연구가 활발해지면 좋을 것”이라고 말했다. 김소라 기자 sora@seoul.co.kr

우즈베크·카자흐 개혁개방과 맞물려 文대통령 발빠른 방문으로 선점 효과 향후 대북제재 완화 대비 선제적 투자문재인 대통령이 16일 투르크메니스탄, 우즈베키스탄, 카자흐스탄 등 중앙아시아 3국 순방을 시작했다. 서울신문은 이날 이번 순방의 의미와 향후 과제를 짚어 보기 위해 주카자흐스탄 대사를 지낸 백주현 동국대 석좌교수를 동국대에서 인터뷰했다. -문 대통령이 중앙아시아 3개국을 순방 의미는. “이번 방문은 특히 중요한 타이밍에 이뤄졌다고 본다. 독립 이후 우즈베키스탄은 굉장히 폐쇄적인 정책을 폈고 카자흐스탄은 개혁개방 정책을 폈다. 카자흐스탄은 처음부터 핵무기를 버리고 경제건설을 한다는 것이 목표였기에 개방 정책을 펴고 외국인 투자를 과감하게 유도했다. 그런데 우즈베크에서 2016년 이슬람 카리모프 대통령이 숨지고 샵카트 미르지요예프 대통령이 취임하면서 개혁개방 정책을 과감하게 시행해 한국 기업들이 몰려드는 추세다. 카자흐스탄에서는 독립 후 27년간 집권하며 개혁개방을 추진했던 누르술탄 나자르바예프 대통령이 지난 3월 갑자기 사임하고 카심조마르트 토카예프 상원의장이 대통령이 됐다. 폐쇄적인 우즈베크가 개혁개방으로 나가고 카자흐스탄은 새로운 리더십이 들어서는 시점에 문 대통령이 다른 국가원수에 비해 비교적 빨리 두 국가를 방문하는 거다. 한국이 선점하는 효과가 크다.” -중앙아시아 3개국과의 경제 교류협력은 왜 중요한가. “중앙아시아 국가는 무슬림 국가지만 세속주의적 경향이 강해 이슬람 율법이 과도하게 적용되지 않는다. 한국 동포인 고려인들이 우즈베크에는 18만, 카자흐스탄에는 10만명이 거주하고 있다. 아울러 지난 30년간 한국과 중앙아시아 국가 간 연결고리가 튼튼해졌다. 중앙아시아 국가에서는 케이팝뿐만 아니라 한국어 열풍도 거세서 한국어능력시험을 치를 고사장을 구하기 어려울 정도다. 일본은 중앙아시아에 이러한 인프라가 없다. 투르크메니스탄은 폐쇄국가지만, 이곳을 뚫고 들어가 사업하는 나라는 한국밖에 없다. 중앙아시아 3개국과의 교역량이 다른 국가에 비해 낮지만 투자하고 사업하기 위한 인프라만큼은 뿌리깊고 단단한 것이다. 문 대통령이 이번 순방에서 기존의 자원개발을 넘어 정보기술(IT), 원격의료 등 협력분야를 확장한 것은 긍정적인 변화라고 본다.” -과거 핵무기를 포기한 카자흐스탄이 북한의 비핵화 모델이 될 수 있다는 평가도 있는데. “이번 순방의 의의 중 하나가 카자흐스탄과 비핵화 교류를 하는 것이다. 한국은 핵을 개발한 적이 없기에 북한 핵무기에 대해 기술적으로 파악하기 어렵다. 또 핵을 폐기하는 기술도 경험도 없다. 핵시설을 폐기한 후 오염 지역을 관리하는 기술도 부족하다. 카자흐스탄과의 공동연구를 통해 이러한 기술을 배우고 북한 비핵화 과정에 대비할 필요가 있다. 또 카자흐스탄과 미국이 핵무기와 경제 지원과 투자를 교환하며 벌인 구체적인 협상 과정과 합의도 향후 북한 비핵화 협상이 구체적 단계에 들어가면 훌륭한 참고 모델이 될 수 있다.” -문재인 정부 ‘신북방정책’의 향후 과제는. “문재인 정부가 보수·진보 프레임을 넘어 전임 정부의 정책을 계승·발전했다는 것은 북방정책이 초당파적이라는 의미가 있다. 지금은 대북 제재는 물론, 2014년 러시아의 크림반도 합병 이후 미국과 유럽연합의 대러시아 제재로 북방정책 추진에 한계가 있다. 하지만 향후 제재 완화·해제에 대비해 북한과 러시아의 배후지인 중앙아시아 국가들에 선제적으로 투자하고 관계를 강화할 필요가 있다.” 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

“정부가 하루빨리 적극적으로 나서서 남북 공동연구를 성사시켜야 한다.” 백두산 화산 연구에 있어 국내 최고권위자인 윤성효 부산대 지구과학교육과 교수가 16일 서울신문과의 전화 인터뷰에서 “‘백두산 언제 폭발하냐’고 사람들이 묻는데 우리 (남한)는 분석 가능한 정보, 원자료(Raw data)가 없다”며 남북 공동연구의 중요성을 강조했다. 윤 교수는 1991년부터 민간 차원에서 중국과 교류하며 백두산 화산을 연구했고, 지난해부터 기상청에서 추진하는 2018년도 기상·지진See-At기술개발연구 사업의 ‘지진화산 기술’ 분야에 선정돼 ‘화산특화연구센터’를 운영하고 있다. 화산특화연구센터는 기상청으로부터 향후 9년간 총 43억 원의 연구비를 지원받아 백두산 화산의 전조현상 및 분화 예측을 위한 ‘한-중 백두산 공동 관측 장기연구’를 진행한다. 다음은 윤 교수와의 전화 인터뷰 전문.-946년에 백두산 대폭발이 있었다고. 화산폭발지수(0~8단계)가 있다. 분출물의 양으로 판단한다. 당시 폭발은 규모 7에 해당하는데 화산재가 남북한 전역에 50㎝ 두께로 쌓일만큼 분출물의 양이 어마어마했다. 영국 캠브리지 대학교수인 클라이브 오펜하이머 박사는 “2000년 내 있었던 화산활동 중 가장 큰 규모의 화산활동”이라고 말하기도 했다. -2002~2005년에 지진활동이 집중적으로 관측됐다. 15년이 흘렀는데 걱정할 필요 있나. 화산을 모르고 하는 소리다. 2002~2005년 사이에 화산 위기를 맞이했는데 화산활동은 올라갔다, 내려갔다를 반복하다가 어느 순간 폭발한다. 전문가들 모두 백두산이 불안정하다는 건 인정한다. 결국 사후약방문격으로 대처할 거냐, 잠시 잠잠할 때 피해를 최소화하기 위해 준비할거냐의 문제다. 백두산의 4분의 3은 중국 영역, 나머지는 북한 영역인데 남북협력이 잘돼서 공동연구를 하면 정보를 공유할 수 있다. 북한이 돈이 없고 장비가 노후화 되지 않았나. 기술이 뛰어나고 우수한 인력이 있는 우리가 함께 해서 결과물을 축적하면 마그마가 지하 어디까지 올라왔고, 앞으로 어떻게 움직일지를 모니터링 할 수 있다. 가끔 사람들이 ‘백두산 언제 폭발하냐’고 묻는데 궁금증 해소를 위해 정확한 정보를 제공하고 싶어도 남한은 (원자료를) 모르니까 힘들다. 필리핀 피나투보 화산이 폭발하기 전에 필리핀이 미국과 함께 분석을 지속적으로 하고 예측을 해 큰 피해를 막은 게 선례다. -2015년 교수님 연구팀이 백두산 화산 폭발시 최대 피해액이 11조 1900억원이라고 밝혔는데. 재해를 막을 때는 최악의 상황을 가정해서 대비해야 한다. 그래야 그것보다 낮은 규모의 재해가 발생했을 때 대비를 잘할 수 있을 것 아닌가. 당시 화산폭발지수 규모 7의 폭발이 있을 거라고 가정한 이유다. 기상 조건도 남한에 피해를 주는 날씨 상황을 반영했다. 보통은 편서풍이 불어서 양강도를 거쳐 일본으로 화산재가 넘어가는데 바람이 남쪽으로 불었던 날을 정해서 통계에 반영했다. 그렇게 나온 직간접적 피해액이 11조 1900억원이다. -화산특화연구센터의 역할은. 중국에는 화산을 담당하는 지진국이 있다. 한국의 기상청이 지진, 화산, 날씨 등을 총괄하는 것과 다르다. 여하튼 기상청에서 2017년 지진국을 방문했는데 중국 측에서 ‘백두산 연구와 관련해 한국과 협조관계를 유지하고 싶다’고 밝혔고, 기상청이 2018년 2월 ‘한중 백두산 공동장기 관측 연구’라는 9년짜리 과제를 내놨다. 거기에 내가 지원을 했고 공개 경쟁을 통해 과제를 수주하게 됐다. 지금 중국에 협조를 얻어 공동연구를 진행 중이다. 주로 하는 것은 백두산에서 어떠한 전조현상이 나타나는가 하는 부분이다. 그런데 중국 측에서 원자료를 공유하지 않고 있어 자세한 분석은 어려운 상황이다. 이성적으로 판단해서 중국 측이 거금을 들여 백두산에 장비를 설치하고 자료를 축적했는데 우리가 달라고 하면 쉽게 주겠나. 좀 더 친밀한 관계를 쌓고 우리도 자체적으로 남북 공동 연구를 진행해야 한다. -북한도 자체적으로 연구 진행 중인 게 있나. 2013년부터 영국과 미국 전문가들이 ‘백두산 북-영-미-중 연구그룹(MPGG)’으로 활동하고 있다. 2015년에 백두산~두만강까지 지진계를 설치해서 2~3년동안 관측한 데이터를 갖고 영국학자가 중심이 된 논문 1편, 북한의 연구자가 중심이 된 논문 2편 등 총 3편을 국제학술지에 발표했다.　 -앞으로 어떻게 해야 하나. 유엔 안보리 대북제재위원회는 2017년 영국 유엔대표부가 제출한 MPGG의 백두산 화산 국제공동연구에 대해 대북제재 예외조항에 해당한다며 이례적으로 공동 연구를 허용했다. 백두산 화산 분화 문제에 대한 심각성과 인도주의적 측면이 일부 고려된 것이다. 정부가 적극적으로 나서서 유엔을 설득하고 남북 공동연구가 성사됐으면 한다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

국내 연구진이 DNA 손상을 자동 인식하고 복구시켜 질병을 피할 수 있는 물질과 메커니즘을 밝혀냈다. 성균관대 의대, 아주대 의대 공동연구팀은 생체 내 유전자 손상을 인식하고 복구할 수 있는 조절시스템을 발견했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 유전자는 다양한 환경적 요인과 생체 내부 요인 때문에 항상 손상될 위험에 노출돼 있다. 그런데 다행히 생체 내 DNA가 손상되면 이를 인식하고 복구하는 시스템이 존재한다. 손상된 유전자를 복구하지 못할 경우 암이나 각종 질병이 발생할 수 있다. 이 때문에 이 같은 메커니즘을 분자 수준에서 밝혀낸 스웨덴의 토마스 린달, 미국의 폴 모드리치, 터키 아지즈 산자르 3명은 2015년에 노벨화화학상을 공동 수상하기도 했다. 연구팀은 DNA 이중나선이 끊어졌을 때 이를 인지하고 복구시키는 ‘펠리노1’ 단백질의 작용을 밝혀냈다. 기존에는 펠리노1이 단순히 면역반응과 암 발생에 있어서 중요한 역할을 한다고만 알려져 있었는데 이번 연구를 통해 유전자 복구 과정에서 핵심적이라는 사실을 밝혀낸 것이다. 연구팀에 따르면 DNA가 손상되면 펠리노1이 손상부위로 이동하고 ATM-MRN이라는 단백질 복합체와 상호작용해 활성화돼 유전자를 복구시킨다는 것이다. 이창우 성균관대 의대 교수는 “이번 연구결과는 DNA 손상과 직접 관련된 유전질환과 면역질환은 물론 암, 대사질환 등 다양한 질병의 원인을 새로운 관점에서 이해하고 신개념 치료제를 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

백두산이 최근 실제 화산 분화 조짐을 보이고 있으며 분화 때는 2010년 아이슬란드 화산 분화량의 1000배 규모가 될 수도 있다는 분석이 나왔다. 한국지질자원연구원과 심재권·이상민 더불어민주당 의원 등은 15일 국회에서 ‘깨어나는 백두산 화산 어떻게 할 것인가’를 주제로 개최한 토론회에서 최근 백두산 화산 분화 징후에 대한 대응책을 논의했다. 연구원 지진연구센터의 지강현 교수는 “장백산화산관측소의 연구 결과에 따르면 안정기에는 한 달 평균 7건이던 지진 발생 수가 2002년~2005년에는 평균 72건으로 증가했다”며 “이 시기에 지진 크기도 커졌고 백두산 자체도 더 부풀어올랐다”고 설명했다. 연구원에 따르면 서기 946년 천지에서 발생한 ‘밀레니엄 대분화’는 남한 전체를 1m나 덮을 수 있는 엄청난 양의 분출물을 쏟아 냈으며 이는 과거 1만년 이래 지구상에서 가장 큰 규모의 분화 사건에 속한다. 이윤수 포항공대 환경공학과 교수는 “백두산의 과거 분화는 2010년 아이슬란드 화산 분화량의 1000배 이상 규모였다”고 분석했다. 윤성효 부산대 지구과학교육과 교수는 “백두산이 가까운 장래에 분화한다면 대홍수가 발생할 수 있으며 도로, 댐, 전기 등이 마비되는 등 악순환을 초래할 가능성이 있다”고 경고했다. 오창환 전북대 지구환경과학 교수는 “인도적 차원에서 백두산 남북 공동연구가 절실하다”고 강조했다. 이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr

인공지능(AI)은 이제 남성의 불임 증상 중 하나인 무정자증을 치료하는 데도 큰 도움이 될 수 있는 것으로 나타났다. 일본 요코하마국립대와 요코하라시립대 공동연구팀이 남성 불임치료에 있어 배아배양사가 시행하는 정소내 정자채취술(TESE)을 AI로 지원하는 시스템을 개발해냈다고 밝혔다. 남성 불임 중 2~16%를 차지하는 무정자증은 그 치료 방법으로 TESE가 알려져 있는데 이 방법은 한정된 시간 안에 수정 가능성이 높은 정자를 발견해 회수해야 하므로 높은 세포 식별 능력이 필요하다. 이에 따라 배양사의 부담이 매우 크며 성공률을 높이기 위해서라도 정자를 찾고 평가를 돕는 기술이 요구돼 왔다. 하마우에 토모키(濱上知樹) 교수와 동료 연구원들은 배양사의 정자 채취 영상에서 약 17만 개의 세포 표본을 선별하고 AI가 정자와 정자가 아닌 세포를 구분할 수 있도록 학습하게 했다. 그 결과, 전문가가 아니면 판별하기 어려운 정자와 다른 세포(비정자)를 AI가 높은 정확도로 신속히 판별할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 6명의 베테랑 배양사의 정자 평가와 선택 기준 등 선별 기술을 학습시키자 AI는 정자의 등급을 품질에 따라 5단계로 평가할 수 있게 됐다. 정자 판별과 5단계 평가를 병행한 결과, 고도의 지식과 경험이 필요한 정자 선택 작업은 AI 덕분에 거의 자동화된 것이다. 이에 따라 이 시스템이 실용화하면 남성 불임치료에 있어 수정률이 향상하고 환자의 비용 부담이나 배양사의 부담 역시 줄어들고 숙련된 배양사가 기술을 전승하는 등에 활용할 수 있다. 또한 앞으로는 생식보조 의료분야 중에서도 특히 정자의 선별과 탐색, 남성 불임증 검사의 고도화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 자세한 연구 성과는 일본전자정보통신학회(IEICE)가 발간하는 전자정보통신학회논문지 D(電子情報通信学会論文誌 D) 최신호에 실렸다. 사진=요코하마국립대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세월호 5주기를 맞아 개봉한 영화 ‘생일’을 본 사람들은 자신도 모르게 흐르는 눈물을 주체할 수 없었다고 입을 모은다. 그러나 진상규명을 요구하며 단식을 하고 있는 유가족들 앞에서 갖가지 음식을 사들고 가서 먹어댄 사람들이나 여전히 교통사고 운운하면서 유가족들의 아픔을 공감하지 못하는 사람들도 있다. “아프냐, 나도 아프다”라는 문장으로 대변될 수 있는 타인의 감정에 대한 공감능력이 이렇게 차이를 보이는 이유는 뭘까. 최근 과학자들이 타인의 감정과 고통에 공명하는 뇌신경을 발견해 주목받고 있다. 네덜란드 왕립신경과학연구소 소셜브레인실험실, 라이덴대 심리학연구소 인지심리학실험실, 암스테르담대 심리학과 공동연구팀은 타인의 고통을 관찰할 때 스스로 고통을 경험할 때와 똑같은 세포를 활성화시킨다는 것을 규명했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 11일자에 실렸다. 뇌과학이 발달하면서 감정에 대한 이해도 깊어지고 있다. 그렇지만 다른 사람이 슬퍼하는 것을 볼 때 함께 슬프고 친구가 손가락을 베는 것을 보면 움찔하는 느낌을 갖는 공감능력은 여전히 미지의 부분이다. 특히 대부분의 정신질환이 감정이입이나 공감 능력이 부족 때문에 나타나거나 질환이 발생할 경우 감정결핍이 결과로 나타나기도 해 이 부분에 대한 이해는 필수적이다. 연구팀은 생쥐를 이용해 공감능력을 처음 실험했다. 연구팀은 생쥐들에게 전기충격이나 날카로운 물질로 찔러 고통을 느끼도록 하면서 다른 생쥐들이 그 장면을 지켜보도록 하면서 쥐의 뇌 움직임과 행동을 관찰했다. 그 결과 쥐들은 공포감을 느끼면 얼어붙는 경우가 많은데 다른 생쥐의 고통스러움을 지켜본 생쥐들이 얼어붙는 모습이 관찰됐다. 가장 늦게 진화한 뇌 부위이자 감정을 관장하는 신피질 영역이 활성화되는 것을 확인했다. 다른 쥐가 고통스러워하는 것을 보면 신피질 부분의 뉴런이 활발히 움직인다는 것이다.연구팀은 약물을 주입해 신피질의 뉴런 활동을 억제한 뒤 똑같은 실험을 했다. 그러나 약물을 주입받은 생쥐는 타인의 고통을 보면서도 전혀 반응하지 않는 것이 확인됐다. 연구팀은 자신의 고통을 느끼고 타인의 고통을 볼 때 활성화되는 뉴런을 ‘공감 거울 뉴런’이라고 명명했다. 쥐의 뇌는 피질구조나 뉴런 형태가 인간의 뇌와 매우 유사해 쥐에게서 나타난 부분은 사람에게서도 똑같이 나타날 것이라고 연구팀은 설명했다. 크리스티앙 케이저스 왕립신경과학연구소 교수는 “이번에 발견한 공감 거울뉴런은 지금까지 해석되지 않았던 불가사의한 정신장애에 대해 어느 정도 설명해줄 뿐만 아니라 우리 진화와 깊이 관계가 있음을 보여준다”라며 “쥐 같은 동물들에게도 공감이라는 근본적 감정이 있는데 사람에게서는 왜 나타나지 않는 경우가 있는지에 대한 추가 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

주말에 아무 것도 하지 않고 방에서 뒹굴거리고 있으며 ‘청소라도 하라’는 핀잔을 듣거나 수업시간에 창 밖을 내다보고 있으면 선생님께 ‘수업에 집중하라’는 지적을 받는다. 2014년부터는 매년 ‘멍때리기 대회’라는 것도 열리고 있지만 사람들은 황당한 대회 정도로 받아들여지고 있다. 무언가에 집중하지 못하고 멍하고 있는 모습을 이상하다고 보는 시선이 많다. 그렇지만 이렇게 멍 때리며 의도적으로 생각을 차단하는 것이 창의성을 발휘하기 쉽게 만들 뿐만 아니라 새로운 것을 더 쉽게 배울 수 있게 해준다는 연구결과가 나왔다. 미국 국립신경장애·뇌졸중연구소(NINDS) 대뇌피질생리학 및 신경훈련부, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 신경과학센터, 이스라엘 텔아비브대 심리과학·신경과학과 공동연구팀은 새로운 것을 배울 때 잠깐씩 쉬면서 의도적으로 생각을 끊는 것이 새로운 분야나 기술을 더 쉽게 배울 수 있게 해준다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 최신호에 실렸다. 지금까지 일반적으로 새로운 것을 배우기 위해서는 ‘1만시간의 법칙’처럼 끊임없이 훈련해야 하며 훈련된 기억을 강화시키기 위해서는 충분한 수면과 같은 오랜 기간의 휴식이 필요하다고 알려져 있었다. 연구팀은 오른손잡이인 33명의 건강한 성인남녀에게 컴퓨터 화면에 일련의 숫자를 보여주고 10초 동안 왼손으로 가능한 많은 숫자를 타이핑하라고 요청했다. 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 짧은 쉬는 시간 없이 35번 이상 계속 연습하도록 하고 다른 그룹에게는 10초 동안 타이핑을 시킨 뒤 10초를 쉬도록 하고 35번 연습하도록 했다. 연구팀은 실험 과정 동안 뇌파를 측정해 뇌의 변화를 파악했다. 그 결과 11번째 시험까지 두 그룹 사이에서는 큰 차이가 나지 않고 오히려 쉬는 시간 없이 훈련한 그룹의 성과가 더 좋게 나타났지만 12번째부터는 잠깐씩의 휴식을 가진 그룹의 성과가 더 우수하게 나타났다. 두 번째 그룹(휴식을 가지면서 왼손을 사용한 그룹)은 하루가 지난 뒤에도 능숙하게 왼손을 사용하는 것이 관찰됐다. 실제로 학습 초기에 잠깐씩의 휴식과 짬을 가진 그룹에게서 전두엽과 두정엽을 연결하는 신경망이 활발히 움직여 뇌에 오랜 기억으로 남는 것으로 확인됐다. 연구를 주도한 레오나르도 코헨 NINDS 박사는 “새로운 분야를 공부하거나 기술을 배울 때 많은 사람들이 끊임없는 ‘훈련’과 ‘연습’이 필요하다고 생각하지만 새로운 것을 배울 때 앞서 배운 것을 뇌에 새겨넣을 수 있는 짬이 필요하다”라고 설명했다. 코헨 박사는 “피아노를 배우거나 새로운 기술을 습득할 때 뿐만 아니라 뇌졸중 환자의 재활치료를 할 때도 잠깐씩의 휴식이나 멍때리기는 중요한 역할을 한다는 것을 이번 연구를 통해 알 수 있다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr