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  • “20분 만에 100%”…전립선암, 소변검사만으로 진단한다

    “20분 만에 100%”…전립선암, 소변검사만으로 진단한다

    전립선암은 남성에게서 가장 많이 발생하는 암 중 하나이다. 혈액검사를 통해 전립선암 위험군이라고 분류되면 조직검사를 받은 뒤 암 발병 여부를 판단하는데 조직검사는 번거롭고 통증과 출혈 때문에 불편하다. 국내 연구진이 인공지능과 초정밀 바이오센서 기술을 이용해 소변검사만으로 전립선암 여부를 정확히 진단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구센터, 서울아산병원 비뇨기과 공동연구팀은 초고감도 전기신호 기반 바이오센서와 인공지능 분석법을 활용해 소변에서 전립선암을 20분 만에 100% 가까운 정확도로 진단하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 소변을 활용한 진단검사는 환자 편의성 뿐만 아니라 의료자원을 줄일 수도 있다는 장점이 있지만 소변에서 암 관련 생물학적 지표인 암인자의 농도가 낮아 정밀진단에는 한계가 있었다. 연구팀은 한 종류의 암 인자가 아닌 서로 다른 종류의 암 인자를 동시에 활용해 진단 정확도를 높이는 기술을 개발했다. 연구팀은 소변에서 극미량의 4종류 암인자를 동시에 측정할 수 있는 초고감도 반도체 센서 시스템을 개발했다. 연구팀은 초고감도 반도체 센서를 통해 얻은 네 종류의 암 인자와 전립선암 사이의 상관관계를 인공지능에 기계학습 시키고, 얻어진 검출신호들의 복잡한 패턴에 따라 암 여부를 진단할 수 있는 알고리즘도 개발했다. 이 같은 인공지능 암 분석법을 활용해 정상인과 전립선암환자의 소변으로 암 여부를 진단한 결과 전립선암 환자를 95.5%로 진단하는데 성공했다. 이관희 KIST 박사는 “소변만으로 100% 가깝게 전립선암을 진단할 수 있는 기술은 소변을 활용한 다른 암의 정밀 진단에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 공동연구를 진행한 정인갑 서울아산병원 교수는 “수술이나 치료가 필요한 환자를 소변만으로 정확하게 선별함으로써 불필요한 조직검사와 치료를 최소화할 수 있다는 장점이 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 44㎞ 거리를 신뢰도 90% 이상으로…美 연구진 ‘양자 전송’ 실험 성공

    44㎞ 거리를 신뢰도 90% 이상으로…美 연구진 ‘양자 전송’ 실험 성공

    과학자들이 처음으로 지속적이고 신뢰도가 매우 높은 ‘양자 전송’ 실험에 성공했다. 이는 양자계의 정보 단위인 큐비트의 순간 이동을 실현했다는 것. 미국항공우주국 제트추진연구소(NASA JPL)와 캘리포니아공대(캘텍) 그리고 페르미국립가속기연구소(페르미랩) 등 공동연구진은 큐비트 정보를 첨단 단일광자 감지기와 기존 장비를 사용한 광섬유 네트워크를 통해 약 44㎞ 떨어진 곳까지 빛의 속도보다 빨리 90% 이상의 신뢰도로 전송했다고 밝혔다. 이는 언젠가 양자 인터넷 서비스가 상용화하는 등 컴퓨터와 통신 기술에 혁명을 일으킬 수 있다는 말이다. 이런 양자 전송 기술을 사용한 통신 시스템은 해킹될 수 있는 컴퓨터 코드 대신 광자를 사용하므로 일반적인 네트워크보다 빠르고 안전하다.양자 인터넷에서 큐비트 상태로 저장된 정보는 양자 얽힘이라는 현상 덕분에 먼 거리까지 즉시 전송될 수 있다. 이는 얽힘 상태에 있는 두 입자가 하나의 정보를 실시간으로 공유하는 현상 때문인데 각 입자의 양자 상태는 아무리 멀리 떨어져 있어도 서로 즉각적으로 영향을 준다. 따라서 양자 전송은 한 위치에서 다른 위치로 양자의 ‘상태’를 전송한다. 다만 양자 얽힘은 양자 전송의 품질인 신뢰도를 쉽게 떨어뜨릴 수 있는 환경 간섭에 매우 민감하므로 실제 이론을 증명하는 것은 기술적으로 어려운 일이었다.그렇지만 이번 실험에서 연구진은 무려 44㎞ 정도 떨어진 두 실험실에 각각 양자 전송 시스템을 구축했다. 캘텍 양자 네트워크(CQNET)와 페르미랩 양자 네트워크(FQNET)으로 각각 불리는 두 시스템은 서로 상호 작용해 일련의 큐비트를 주고 받을 수 있었다. 즉 큐비트는 한 곳에서 다른 곳으로 신호를 즉시 전달한다. 실험 결과, 큐비트 신호는 빛의 속도보다 빠르게 90% 이상의 신뢰도로 전송됐다. 신뢰도는 결과로 나온 큐비트 신호가 원래 전송한 메시지와 얼마나 가까운지를 측정하는 데 쓰인다. 이에 대해 연구에 참여한 마리아 스피로풀루 캘텍 교수는 “이런 높은 신뢰도는 특히 양자 감지기를 포함한 첨단 양자 장치를 연결하도록 설계한 양자 네트워크 구축 사례에서 중요하다”고 말했다. 이번 결과는 과학자들이 양자 영역에 관한 지식의 경계를 넓히고 미래의 양자 인터넷 상용화의 가능성에 희망을 주는 것이다. 이 기술이 나오려면 아직 멀었지만, 미국에서는 이미 양자 네트워크를 적용할 계획을 세워놓고 있는 것으로 전해졌다. 한 예로 미 에너지부는 미 전역에 있는 연구소들 사이에 양자 네트워크 구축을 고려하고 있다. 양자 인터넷상에서 구현되는 양자 컴퓨터의 능력은 현재 전 세계에서 가장 빠른 슈퍼 컴퓨터의 속도를 약 100조 배 능가할 것으로 예상된다. 이에 대해 스피로풀루 교수는 “SNS 사용자들은 물론 농담이겠지만 양자 인터넷 업체에 가입해야 하느냐고 묻는다”면서 “우리는 더 많은 연구개발(R&D) 작업이 필요하다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 암, 노화 일으키는 핵심원인은 세포 속 ‘이것’에 있었다

    암, 노화 일으키는 핵심원인은 세포 속 ‘이것’에 있었다

    세포 내 수분양을 조절하는 삼투압조절 단백질이 암이나 노화 발생과 억제에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단 공동연구팀은 ‘톤이비피’(TonEBP)라는 세포 삼투압 조절 단백질이 DNA가 RNA를 합성하는 과정에 관여해 암 발생이나 노화 현상에도 깊이 관여한다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산연구’(Nucleic Acids Research)에 실렸다. 톤이비피 단백질은 유전체(DNA) 이상 구조렐 제거해 유전체 전체 안정성을 유지시켜준다. 특히 톤이비피 단백질은 R루프를 제거하는데 관여하는데 R루프는 DNA를 틀로 RNA를 합성하는 전사 과정에서 DNA 이중나선 구조가 일시적으로 갈라지면서 만들어지는 고리모양 구조체로 R루프가 제 때 제거되지 않고 축적될 경우 DNA 복제에 이상이 생겨 암이나 노화현상이 촉진되는 것으로 알려졌다. 연구팀은 R루프가 만들어지는 곳에 톤이비피 단백질이 있다는 것에 착안하고 DNA 위를 이동하는 단백질 움직임을 실시간으로 관찰할 수 있는 ‘DNA 특수기법’을 이용해 둘 간 상관관계를 관찰했다. 톤이비피 단백질은 세포 삼투압 조절 단백질로 알려져 있지만 최근에는 당뇨성 신장병, 간암, 면역대사질환에도 깊이 관여하는 것으로 알려졌다. 분석에 따르면 톤이비피 단백질은 DNA에 형성된 R루프를 인식해 찾고 RNA 제거효소를 끌어와 제거한다는 것이다. 또 톤이비피 단백질은 R루프에 바로 결합하거나 DNA 가닥을 타고 이동하다가 R루프를 빠르게 찾아 결합한다는 것도 확인했다. 권혁무 UNIST 교수는 “이번 연구는 톤이비피 단백질이 유전체 내에 형성된 이상물질을 인지해 제거함으로써 유전체 불안정성을 줄인다는 사실을 밝혀냄으로써 신개념 항암제, 항노화 치료제 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 미세플라스틱의 습격…엄마 태반에서 처음 발견 “발육 악영향” 우려도

    미세플라스틱의 습격…엄마 태반에서 처음 발견 “발육 악영향” 우려도

    인간은 이제 가장 안전한 곳으로 여겨져온 어머니 배 속에서도 미세플라스틱의 영향을 피할 수 없는 것일지도 모르겠다. 이탈리아의 병원 및 대학 공동연구진은 출산 후 여성의 태반에서 미세플라스틱 입자를 처음으로 발견했다고 밝혔다. ANSA통신 등에 따르면, 로마 파테베네프라텔리병원과 마르케 폴리테크닉대 공동연구진은 출산 후 여성의 태반 표본을 분석하는 연구를 통해 미세플라스틱 조각의 존재를 확인했다.연구진은 산모 6명에게서 기증 받은 태반 6개 중 4개에서 5~10㎛의 미세플라스틱 조각 총 12개를 발견했다. 12개 조각 중 3개는 플라스틱 병에 흔히 쓰이는 폴리 프로필렌이고 나머지는 화장품이나 매니큐어 또는 치약에서 추출한 합성 플라스틱이다. 이번 연구에는 오직 3%의 태반만이 표본으로 쓰였기에 실제 태반 속 미세플라스틱 조각의 총량은 훨씬 더 많을 것으로 추정된다. 연구를 주도한 해당 병원의 산부인과장인 안토니오 라구사 박사는 “태반에서 미세플라스틱을 처음 봤을 때 크게 놀랐다”면서 “태반에서 무언가를 발견했다는 말은 아기에게서 무언가를 발견했다는 얘기와 같다”고 설명했다. 또 “이는 마치 사이보그 아기를 갖는 것과 같다. 더는 사람 세포로만 이뤄진 것이 아니라 생물학적 개체와 무기물 독립체의 혼합체인 것”이라면서 “몸에 플라스틱이 존재함에 따라 스스로 인식하는 면역 체계가 방해를 받아 심지어 유기적이지 않은 것까지 교란된다”고 말했다. 라구사 박사에 따르면, 태반 속 미세플라스틱 입자는 아이의 유전자 발현에 영향을 미쳐 발육 과정에 악영향을 일으킬 수 있다. 이런 입자가 어떻게 태반에 유입될 수 있었는지는 이번 연구에서 확인되지 않았지만, 산모가 먹는 음식이나 음료 또는 호흡 중에서도 가능한 것으로 전해졌다. 이에 대해 연구에 참여하지 않은 영국 ‘케어’ 난임클리닉의 임상 책임자 찰스 킹스랜드 교수는 “과학자들은 태반의 미세플라스틱이 태아에게 어떤 영향을 주는지 모르지만 이는 잠재적으로 아이에게 직접적인 독이 되거나 산소 공급을 줄일 수 있다”면서 “사산이나 저체중으로 이어질 수도 있다”고 설명했다. 이어 “이 결과는 잠재적으로 매우 무서운 시나리오다. 우리는 우리가 하는 이 잠재적 피해에 대해 훨씬 더 많이 알아야 한다”고 덧붙였다. 인공 화학물질로부터 인간과 야생동물을 보호하고자하는 영국 자선단체 ‘쳄 트러스트’의 엘리자베스 솔터그린 대표도 “아이들은 태어나기 전부터 오염에 노출되고 있다”면서 “이 연구는 비록 규모가 매우 작지만 매우 걱정스러운 우려를 나타낸다”고 지적했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘국제 환경’(Environment International) 최신호(2021년 1월호, 온라인판 12월 2일)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 체르노빌서 50㎞…‘제한구역 밖’ 농작물도 방사성 물질 ‘범벅’ (연구)

    체르노빌서 50㎞…‘제한구역 밖’ 농작물도 방사성 물질 ‘범벅’ (연구)

    역사상 최악의 원자력발전소(이하 원전) 참사로 꼽히는 우크라니아 체르노빌 원전 폭발 사고가 일어난지 30여 년이 흘렀지만, 이곳에서 무려 50㎞ 떨어진 지역에서 재배한 농작물에도 여전히 기준치 이상의 방사성 물질이 들어있다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 영국 엑서터대 그린피스연구소와 우크라이나 농업방사선학연구소 공동연구진은 체르노빌 원전에서 남쪽으로 약 50㎞ 떨어진 이반키프 지역 정착지 13곳에서 2011년부터 2019년까지 9년간 밭에서 재배한 밀과 호밀, 귀리 그리고 보리 등 곡물의 표본 116개를 분석했다고 17일(현지시간) 밝혔다.그 결과, 표본의 약 45%에서 체내에 축적되면 여러 암을 일으킬 수 있는 방사성 동위원소 스트론튬-90의 농도가 기준치 이상 들어있는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구진은 이런 상황은 적어도 10년 이상 지속할 것이라고 지적했다. 뿐만 아니라 또 다른 방사성 동위원소인 세슘-137에 대해서 조사하고 복합적인 영향을 고려했을 때 곡물 표본의 48%에서 기준치 이상의 방사성 물질이 있는 것으로 확인됐다.연구진은 또 농작물에 비료로 주는 나무 재를 만드는 데 쓰이는 나무 장작에 대해서도 스트론튬-90이 얼마나 들어있는지를 조사했다. 2015년부터 2019년까지 5년간 같은 지역의 12개소에서 수집한 목재 표본은 대부분 소나무로, 표본의 75%에서 기준치 이상의 스트론튬-90이 들어있는 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구 주저자인 그린피스연구소 소속 이리나 라분스카 박사는 “스트론튬-90은 현재 대부분 생물학적 이용 가능한 형태로 토양 속에 존재하는 것으로 알려져 있기에 이 물질에 초점을 맞췄다”면서 “이는 스트론튬-90이 식물에 의해 흡수될 수 있다는 점을 의미하기 때문”이라고 설명했다. 우크라이나 수도 키예프 출신인 라분스카 박사에 따르면, 우크라니아 정부는 7년 전인 2013년 스트론튬-90을 함유한 식품 등에 관한 검사를 중단했다. 따라서 이번 연구는 이런 검사를 재개해야 한다는 점을 시사한다. 라분스카 박사는 또 “주민들은 토양과 식물이 계속해서 오염되고 있다는 점을 인지해야 하며 가장 안전한 농업과 개선 방향에 관한 조언을 받아야 한다”면서 “우리는 나무 재에서 매우 높은 수준의 스트론튬-90을 발견했지만 많은 사람은 여전히 이를 농작물 비료로 사용한다”고 지적했다. 우크라니아 농업방사선학연구소의 발레리 카슈파로프 소장은 “이반키프 지역에서 재배되거나 자라는 곡물이나 목재의 오염은 여전히 주된 관심사라서 더 시급하게 조사해야 할 가치가 있다”고 지적했다. 이번 보고서는 이반키프 지역이 체르노빌 원전에서 반경 약 30㎞ 안에 있는 제한 구역 밖에 떨어져 있더라도 이 지역에 대한 식량과 환경 감시를 재개하고 주민을 대상으로 공교육 프로그램을 추가해야 하며 유기 비료 사용 제한과 화재시 오염 목재 제거 등의 대책을 시행해야 한다고 권고했다. 이에 대해 카슈파로프 소장은 이반키프 지역에 있는 화력 발전소 측에도 지역 주민과 환경에 미치는 영향을 조사하도록 요청했다고 밝혔다. 보고서의 공동저자로 그린피스 연구소의 데이비드 산틸로 박사는 “이 연구는 또 점점 더 많은 목재가 이 지역에서 발전용으로 쓰임에 따라 체르노빌에서 유래한 방사성 물질이 다시 더 널리 퍼질 가능성이 있다는 점을 강조한다”고 지적했다.자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘국제 환경’(Environment International) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • ‘한국어↔영어’ 음성·채팅 실시간 통역 앱 ‘H-트랜슬레이터’

    ‘한국어↔영어’ 음성·채팅 실시간 통역 앱 ‘H-트랜슬레이터’

    현대자동차그룹이 국내외 임직원 간 원활한 협업을 위해 자동차 산업에 특화된 번역 모바일 애플리케이션 ‘H-트랜슬레이터’를 개발했다고 18일 밝혔다. 인공신경망 기반의 기계번역 앱인 H-트랜슬레이터는 한국어와 영어를 빠르게 통역해 실시간 커뮤니케이션을 할 수 있도록 돕는다. 인공신경망은 인공지능(AI)의 핵심 기술로, 두뇌의 정보처리 역할을 하는 신경망 형태를 모방한 인공지능 알고리즘을 적용했다는 의미다. 현대차그룹 관계자는 “최근 해외 인재 영입이 활발해지면서 국내외 임직원 간 빠른 의사소통이 중요해져 이런 통역 앱을 개발하게 됐다”고 배경을 설명했다. H-트랜슬레이터는 현대차그룹의 AI 기술 개발을 전담하는 사내 독립 기업 ‘에어스 컴퍼니’가 개발했다. 지난 11월 사내 그룹웨어(내부통신망) 시스템에 적용됐던 업무 맞춤형 번역 시스템을 업그레이드한 버전이다. 2018년 설립된 에어스 컴퍼니는 지난 6일 현대차그룹에서 독립했다. H-트랜슬레이터는 문장, 문서, 사진뿐만 아니라 온라인 대화방에서 실시간으로 오가는 한국어와 영어로 된 대화 내용까지 모두 번역할 수 있다. 한국인이 대화 내용을 한국어로 말하거나 쓰면 외국인에게 영어로 전달되고, 외국인이 영어로 말하거나 문장을 쓰면 한국인에겐 한국어로 전달되는 방식이다. 대화방 실시간 번역 기능은 국내 최초다. H-트랜슬레이터 이외 현대차그룹이 지난해부터 개발해온 인공신경망 기반 기계번역 기술은 세계에서 품질을 인정받고 있다. 에어스 컴퍼니와 강원대 산학공동연구팀은 지난해 참가한 ‘아시아 번역 품질 평가대회’(WAT)에서 특허번역 5개 전 부문 1위를 차지했다. H-트랜슬레이터의 앞으로 번역 알고리즘은 기술, 기계, 소프트웨어, 모빌리티 용어 번역에 적용될 예정이다. 미래 자율주행 차량이나 로봇에 탑재되면 활용도가 더욱 높아질 것으로 기대된다. 현대차그룹 관계자는 “앞으로 기계번역, 음성인식, 음성합성, 문자인식 등 인공신경망 기반의 기계번역 기술을 더욱 고도화하고, 중국어(한자) 등으로 번역 가능한 언어를 확장할 뿐만 아니라, 웨어러블 디바이스에도 관련 기술을 탑재할 계획”이라고 밝혔다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr
  • 지진의 전조?…日 해안서 산갈치 산채로 발견

    지진의 전조?…日 해안서 산갈치 산채로 발견

    일본에서 ‘지진의 전조’로 불리는 심해어인 대왕산갈치가 살아있는 모습으로 발견돼 화제가 되고 있다. 16일 일본 닛테레 뉴스24 등 현지매체 보도에 따르면, 이 산갈치는 지난 15일 시즈오카현 누마즈시 앞바다에서 발견됐다. 산갈치는 이날 오전 누마즈시 내포에 있는 아와시마 마린파크 선착장 근처의 얕은 여울을 헤엄치고 있었다.마린파크 측에 따르면, 산갈치의 몸길이는 약 50㎝로 아직 어린 개체로 보이지만 살아서 헤엄치는 모습을 보는 사례는 매우 드물다. 이토 유타카 마린파크 관장은 “헤엄치는 모습이 이상해서 자세히 보니 꼬리지느러미와 등지느러미가 얽혀 있었다”면서 “건져 올려서 풀어냈다”고 밝혔다. 이어 “반짝이는 모습이 너무 예뻤다. 평생 동안 살아있는 산갈치를 만나는 사례는 흔하지 않다”면서 “흥이 난다”고 덧붙였다. 이토 관장에 따르면, 지난 14일부터 강풍이 불어 바닷물이 뒤섞이면서 산갈치가 얕은 여울로 흘러들어온 것으로 추정된다.마린파크 측은 또 산갈치는 안타깝게도 점심이 되기 전 죽었다고 밝히면서도 앞으로 표본으로 만드는 등 아직 잘 알려지지 않은 생태를 밝히는 데 도움이 되길 바란다고 전했다. 누마즈시 앞바다에서는 1년 전인 지난해 12월에도 산갈치가 산채로 발견됐었다. 당시 산갈치의 길이는 약 5㎝로 태어난 지 얼마 안 된 치어였다고 아사히신문이 전한 바 있다.일본에서는 산갈치가 지진이나 쓰나미(지진해일)가 임박했다는 점을 사람들에게 알려주기 위해 용왕이 보냈다는 미신이 있다. 따라서 산갈치는 일본에서 ‘용궁의 사자’라는 뜻의 ‘류구노쓰카이’로 흔히 불린다. 일부 네티즌은 지난 2010년 일본 북부 해안가에서 이런 산갈치 10여 마리가 발견된 뒤 이듬해인 2011년 3월 동일본대지진이 발생했다고 주장했었다. 당시 한 네티즌은 “이는 분명히 지진의 전조이며 이것이 난카이 해구와 관련이 있다면 대지진이 발생할 가능성이 있다”는 글을 트위터에 올린 바 있다. 난카이 해구는 일본 시코쿠 남쪽 해저부터 태평양에 접한 시즈오카현 앞바다까지 약 750㎞에 걸쳐 있는 해구로, 여기서 대지진이 발생할 수 있다는 우려가 제기돼 왔다. 하지만 전문가들은 산갈치의 출현이 지진 발생과 관련 있다는 과학적 근거가 없다며 섣부른 억측을 해서는 안 된다고 지적한다. 실제로 지난해 일본 도카이대와 시즈오카현립대 공동연구진이 미국 학회지에 발표한 연구논문에 따르면, 1992년부터 2011년까지 20년간 일본 근해에서 산갈치 등 심해어가 목격된 뒤 30일 이내에 지진이 발생하는지 관련성을 조사한 결과 장소가 일치하는 경우는 단 8%에 불과했다.한편 산갈치(학명 Regalecus glesne)는 수심 200~1000m 사이에 서식하는 몸길이 최고 17m에 이르는 심해어이지만, 먹이인 크릴을 쫓아 해수면 근처까지 오면서 연안에 모습을 드러내는 사례가 드물게 있는 것으로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡]지구 생태계 진화, 기후변화 속도 못 따라간다

    [유용하 기자의 사이언스 톡]지구 생태계 진화, 기후변화 속도 못 따라간다

    올 한 해는 코로나19로 인해 사람들의 이동은 물론 산업활동이 줄면서 오염물질 배출도 적어졌다고 합니다. 평소 맑은 하늘을 보기 어려운 중국과 인도에서 푸른 하늘을 찍은 사진이 화제가 됐던 적도 있습니다. 그렇지만 세계기상기구(WMO)의 ‘2020년 지구기후 잠정 보고서’에 따르면 코로나19에도 불구하고 대기 중 이산화탄소 농도는 계속 상승했으며 올해는 역대 가장 따뜻한 3년 중 하나가 될 것이라고 합니다. 몇 년 전부터 여름 폭염과 겨울 혹한이라는 극한 날씨가 반복되고 있습니다. 바닷물 온도도 높아지면서 태풍, 허리케인 같은 열대저기압 강도는 점점 세지고 발생 횟수도 많아지고 있습니다. 대형 산불과 홍수도 일상화되고 있습니다. 모든 것이 지구온난화 때문입니다. 40도에 육박하는 무더위와 영하 20도 가까이 내려가는 강추위가 지구온난화 때문이라고 말하면 “사람이나 동식물 모두 변하는 환경에 적응해 살아남을 것”이라는 근거 없는 낙관론을 펼치는 이들이 있습니다. 과연 지구에 사는 생물들이 현재와 같은 기후변화 속도에 적응해 살아남을 수 있을까요. 노르웨이 국립과학기술대 생물학과, 생물다양성역학연구센터 공동연구팀이 그에 대한 해답을 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 15일자에 발표했습니다. 결론부터 말하자면 “지구 생태계의 진화는 현재 기후변화 속도를 따라가지 못한다”고 합니다. 연구팀은 생물학 관련 다양한 연구에 많이 사용되는 제브라피시를 이용해 온도적응성과 진화에 대한 실험을 실시했습니다. 제브라피시는 성체가 5㎝ 정도의 열대어로 유전체가 완전히 해독돼 있으며 사람과 70~80% 정도의 연관성을 가진 것으로 밝혀져 환경생태학, 독성학, 동물행동학 등 분야 연구에서 활용되고 있습니다. 연구팀은 4년 동안 6세대에 걸쳐 약 2만 마리의 제브라피시를 키우면서 고온 적응력을 갖게 되는지를 관찰했습니다. 이번 연구는 온도 저항성에 초점을 맞춰 척추동물을 대상으로 한 가장 큰 규모의 인공진화실험입니다. 연구팀은 수온 상승에 잘 견디는 제브라피시를 만들어 수온상승에 대한 진화 적응력을 측정했는데 한 세대당 수온상승 적응한계는 0.04도에 불과한 것으로 나타났습니다. 연구팀에 따르면 현재 지구 온도 상승속도가 지나치게 빨라 한 세대가 3개월 정도인 제브라피시도 적응하지 못하는 상황이라고 지적했습니다. 진화는 주어진 환경에 가장 잘 적응한 개체가 그렇지 못한 개체보다 더 많이 번식하고 세대를 거듭해 나가면서 유전 특성이 변화하는 것을 말합니다. 세대가 짧은 동물도 기후변화에 적응하지 못하는 상황에서 30년이라는 비교적 긴 세대기간을 가진 인간이 기후변화에 적응해 진화한다는 것은 더욱 어려울 수 있다고 해석할 수 있을 것입니다. 현재는 코로나19 대응에 모든 사람의 관심이 쏠려 있습니다. 인류가 당면한 가장 시급한 문제이기 때문에 당연한 일입니다. 백신 접종도 시작되고 치료제까지 나오면 코로나19와의 전투에서 인류는 승리할 것입니다. 그렇지만, 지구온난화라는 더 큰 전쟁이 우리 앞에 있습니다. 지금 당장 행동에 나서지 않으면 전투에서는 이기고 전쟁에서는 패배해 인류가 지구상에서 사라지는 미래가 현실이 되지 않을 것이라고 누가 장담할 수 있을까요. edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스]“‘친구 따라 강남간다’는 말 맞네”…좋은 친구가 필요한 이유

    [달콤한 사이언스]“‘친구 따라 강남간다’는 말 맞네”…좋은 친구가 필요한 이유

    우리 속담에 “친구 따라 강남간다”는 우리 속담이 있다. 자기는 하고 싶지 않지만 친한 사람이나 주변 사람들에게 끌려 덩달아 하게 되는 경우를 일컫는다. 요즘 부모들은 자녀가 공부를 잘하는 것에만 관심을 갖고 있을 뿐 친구 관계에는 무관심한 경우가 많다. 청소년심리학에 따르면 청소년기에는 부모보다 또래 친구에 더 많은 영향을 받다. 또래 집단과 비슷한 행동을 하도록 하는 보이지 않는 ‘또래 압력’이라고 한다. 지금까지 또래 압력은 음주, 가출 같은 청소년 비행을 부추기는 부정적 요소로 알려져 있다. 그런데 국내 연구진이 또래 압력이 긍정적 효과를 나타낼 수도 있다는 것을 밝혀냈다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 미국 버지니아공대(버지니아텍) 공동연구팀은 사회적 가치 판단을 하는 뇌 영역이 또래 친구들의 위험기피 선택을 볼 때 활성화된다는 사실을 발견했다고 16일 밝혔다. 친구의 위험기피 선택을 보고 더 높은 사회적 가치를 부여하고 이를 모방할 가능성이 높다는 설명이다. 위험을 피하는 친구의 행동을 따라할 가능성이 높다는 것이다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 절반은 비행행동 경험이 없는 청소년, 나머지 절반은 음주, 흡연, 마리화나 같은 불법 약물을 사용한 경험이 있는 청소년으로 모두 78명의 실험대상자를 뽑았다. 연구팀은 이들에게 기능적 자기공명영상장치(MRI)에서 위험 기피와 위험 선호 중 하나를 고르는 간단한 도박실험을 했다. 위험기피 선택지를 고르면 확실히 25달러를 받을 수 있고 위험선호 선택지를 고르면 50%의 확률로 55달러를 받던지 1달러만 받게 했다. 일부 선택을 하기 전 또래들이 두 옵션 중 어떤 것을 선택했는지 볼 수 있도록 했다. 실험 결과 일반 청소년 그룹은 비행 청소년 그룹과 달리 다른 참가자들의 위험기피 선택을 보고 본인도 위험기피 선택을 하는 경우가 많았으며 뇌의 복내측 전전두엽이 활성화되는 것이 관찰됐다. 반면 비행 청소년들은 위험선호 선택을 많이 했고 다른 참가자들의 위험 기피 결정에도 영향을 받지 않았다. 비행행동을 보인 적 없었던 청소년들의 뇌는 또래의 안전한 선택을 봤을 때 더 크게 반응하고 또래의 선택에 더 큰 가치를 부여한다는 설명이다. 안전함을 선호하거나 위험기피 성향을 가진 또래들이 청소년 위험행동의 보호요인으로 작용할 수 있다는 것이다. 이 때문에 청소년기에 비행행동에 빠지지 않도록 돕는 것이 필요하며 청소년기에 비행행동을 한 사람은 성인이 된 뒤 알콜 중독 등 각종 중독환자가 될 확률이 높은 것으로 알려졌다. 정동일 UNIST 교수는 “지금까지는 또래 압력이 부정적 영향을 미치는 것으로만 알려져 있었지만 이번 연구는 또래 압력이 청소년을 위험행동으로부터 지키는 긍정적 역할을 할 수도 있다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 정 교수는 “또래 압력이 뇌신경발달이 활발하게 일어나는 청소년기에 위험행동이 어떻게 일어나는지, 어떻게 습관이 형성되는지 이해할 수 있게 해준다”라며 “약물중독, 비행 같은 사회문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법을 찾는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘전자파 男성기능장애 유발’ 확인가능한 인간모델 만들었다

    ‘전자파 男성기능장애 유발’ 확인가능한 인간모델 만들었다

    휴대전화 전자파의 유해성에 대한 논란은 여전히 진행형이다. 이 때문에 많은 과학자들이 전자파 유해성 여부를 확인하기 위해 연구를 하고 있지만 생쥐와 같은 설치류를 이용해 실험하는 경우가 많아 사람에게 적용하기 어려운 경우가 많다. 이에 국내 연구진이 전자파가 인체에 미치는 영향과 보호 대책을 연구할 수 있도록 도와주는 기술을 개발했다. 한국전자통신연구원(ETRI) 통신미디어연구소, 동국대 의대 해부학교실 공동연구팀은 전자파가 생체에 미치는 영향에 대한 가상 임상시험이 가능한 인체모델을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 공공데이터 포털인 데이터 댐(www.data.go.kr)에 공개됐다. 연구팀이 이번에 개방한 데이터는 성인 남녀 전신모델, 연령별 머리모델, 영장류인 붉은털 원숭이 모델 3종이다. 남성과 여성 전신모델은 각각 100여개의 신체기관과 조직으로 구성돼 있어서 전자파에 노출될 때 신체 부위별 체온 변화, 전자파 흡수율을 관찰할 수 있다. 특히 1㎜ 이하 간격으로 인체를 정밀 해보하는 영상을 기반으로 모델링 돼 있어서 인체에 미치는 영향을 보다 자세히 파악할 수 있다. 머리 모델은 남성 6, 9, 15세와 20~24세 4개 집단별 각 50명의 자기공명영상(MRI) 자료를 바탕으로 표준화해 재현했다. 머리둘레, 뇌머리뼈, 얼굴뼈 등 머리를 구성하는 30개의 치수를 측정해 얻은 평균치로 70개 구조물을 모델링했다.또 연구팀은 4.3㎏의 암컷 붉은털원숭이의 해부영상과 MRI 영상을 기반으로 180여개 구조물로 이뤄진 영장류 모델을 만들었다. 연구팀이 공개한 모델을 활용하면 휴대전화, TV 등 전자기기 이외에 송전선, 이동통신 기지국, 방송국 송신소, 레이더 등 광범위한 전자파 노출 환경에 대해 노출량을 3차원적으로 수치화할 수 있다. 뿐만 아니라 방사능 같은 다른 분야의 노출평가를 위한 가상 생체실험 등에도 활용할 수 있다. 특히 원숭이 모델은 실제 전자파 노출 실험과 함께 컴퓨터 가상실험을 할 수 있어 실험검증은 물론 비용절감 효과까지 노릴 수 있다. 최형도 ETRI 책임연구원은 “이번에 공개된 데이터는 인체를 대상으로 수행하는 임상연구의 어려움과 한계를 다소 해소할 수 있을 것”이라며 “공공연구결과의 대중화, 디지털 의료 시장을 창출하고 선량 평가의 기반 구축에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “가덕신공항, 국가의 미래 위해 꼭 필요… 동남권 경제 이끌 것”

    “가덕신공항, 국가의 미래 위해 꼭 필요… 동남권 경제 이끌 것”

    “정치적인 논리로 신공항 문제를 바라보는 것은 타당하지 않습니다. 가덕신공항은 국가의 미래를 위해 꼭 필요한 사업이기 때문에 의도적으로 왜곡된 주장에 대해서는 단호히 대응하겠습니다.” 변성완(55) 부산시장 권한대행은 14일 서울신문과의 인터뷰에서 “권한대행으로서의 역할에 소홀함이 없도록 최선을 다하겠다“며 이같이 밝혔다. 변 시장 권한대행은 또 “민선 7기가 시민들에게 약속한 각종 공약과 현안 사업의 차질 없는 추진을 위해 노력하고 있다”고 강조했다. 그는 지난 4월 23일 오거돈 전 부산시장이 불미스러운 일로 시장직에서 물러나자 권한대행직을 맡아 부산시정을 이끌고 있다. 그는 특유의 추진력을 발휘, 선출직 못지않게 지역의 굵직굵직한 현안사업에서 기대 이상의 성과를 속속 올리고 있다. 가덕신공항 유치, 사상 최대 규모의 내년도 국비 예산 확보, 2030부산월드엑스포 공식 유치 등등. 이러한 성과에 힘입어 내년 4월 치러지는 부산시장 보궐선거에서 여권 후보로도 이름이 오르내리고 있다. 출마 여부에 대해서는 그는 “깊은 고민 중”이라며 즉답을 피했다. 변 권한대행은 부산 출신으로 1994년 공직에 입문(행정고시 37회)해 안전행정부 기획조정실 정책평가 담당관, 부산시 기획관리실장, 행정안전부 대변인 등을 역임하고 지난해 1월 부산시 행정부시장으로 부임했다. 변 대행으로부터 지난 8개월간의 시정 운영과 소감, 향후 계획 등을 들어봤다.-시정을 무난히 이끈다는 평을 듣고 있다. “지난 4월 23일 시장 사퇴라는 불미스러운 일이 있었지만, 민선 7기가 시민들께 약속드린 각종 공약과 현안사업의 흔들림 없는 추진을 위해 온 정성을 쏟고 있다. 대행업무를 맡은 뒤 많은 일이 있었지만, 가장 큰 화두는 코로나19였다. 코로나19 발생 후 ‘방역·경제·재정’ 스리 트랙 비상대응 체계를 가동하는 등 지역사회 총력 대응 체계를 구축했다. 최근 재확산으로 다시 힘든 시간을 보내고 있지만, 시민과 함께 슬기롭게 잘 극복해 나가도록 하겠다. 부산의 숙원사업인 가덕도 신공항 건설을 위해서도 심혈을 기울였다. 제대로 된 동남권 관문공항을 만들도록 힘쓰겠다. 시민이 체감할 정도의 삶의 질 개선이 다소 미흡했다는 점은 아쉽다. 부산지역 고용지표가 개선되는 가운데 코로나19라는 위기를 맞아 지역경제 위축과 관광산업이 위기를 맞아 매우 안타깝다. 여러 가지 어려운 상황 속에서도 부산시 발전을 위해 노력하고 있다.” -시장 권한대행으로서의 어려움과 보람된 점은. “처음에는 권한대행 역할이 몸에 안 맞는 옷처럼 다소 어색했다. 권한대행을 오래하다 보니 정치권에서 이제는 시장에 따르는 예우를 해주는 것 같다. 많은 분이 도와준 덕분에 역할에 충실할 수 있었다. 단체장이라는 자리가 정치가와 행정가 역할을 겸하기에 정무적 부분에서 제약을 받는 부분이 있었다. 무엇보다도 정부와 국회를 상대하는 데 힘들었다. 이들 기관이 민선 자치단체장과 행정관료인 권한대행을 대하는 태도는 다를 수밖에 없다. 하지만, 이런 어려움 속에서도 지난해보다 6465억원이나 증가한 7조 7220억원의 규모의 국비를 확보하는 등 성과를 냈다. 김해 신공항 백지화를 이끌어내 가덕신공항 건설을 위한 새로운 전환점도 마련했다. 2030부산월드엑스포 유치를 공식화한 것도 또 다른 결실이다. 많은 분들이 권한대행 체제에 대해 우려가 컸는데 한발 더 뛰고 노력한 결과다. 지역정치권과 동료에게 감사드린다.”-동남권 신공항으로 사실상 가덕도가 결정됐지만, 반대여론도 적지 않다. “가덕신공항은 경제 문제이지 정치 문제가 아니다. 정치적인 논리로 신공항 문제를 바라보는 것은 타당하지 않다. 김해공항은 인천공항에 이어 두 번째로 여객 수가 많은 공항이다. 2018년에는 지역공항 처음으로 국제선 여객 1000만명을 돌파한 대표적인 흑자공항이다. 그동안 부울경 지역민들은 신공항 문제로 많은 상처를 받았다. 어려운 여건에도 부울경 800만 시도민의 단결된 힘으로 결과물을 창출했다. 가덕신공항 특별법 제정, 패스트트랙(신속처리안건) 지정 추진 등 여전히 남은 과제들이 있지만, 가덕신공항 건설을 위해 최선을 다할 방침이다. 특히 가덕신공항을 ‘멸치 말리는 공항’ 등이라는 비하 발언은 동남권의 역량과 미래발전 가능성을 무시하는 처사다. 가덕신공항이 국가의 미래를 위해 꼭 필요한 사업인 만큼 이해와 설득을 구하는 한편, 의도적으로 왜곡된 주장에 대해서는 단호히 대응할 방침이다. 또다시 반복되는 불필요한 사회적 갈등을 막기 위해서라도 ‘가덕신공항 건설 특별법’이 조속히 제정돼 부울경 지역민의 염원인 가덕신공항이 하루빨리 건설돼야 한다.” -정부가 2030부산월드엑스포 유치 의향을 공식 표명했는데. “이달 초 2030부산세계박람회 유치기획단이 유치 의향을 공식 표명했다. 행사 기간 동안 5000만명 이상의 국내외 관람객이 찾을 것으로 예상한다. 현재 마스터플랜 수립 용역 중이며 유치 전략 수립을 위해 정부와 긴밀히 협력하고 있다. 내년에 중앙유치위원회가 구성된다. 범국민적 유치 분위기 조성을 위해 단계별 전략을 마련 추진해 나갈 계획이다. 엑스포 유치와 행사를 성공적으로 치르려면 가덕신공항이 2029년까지 건설돼야 한다.” -내년 4월 치러지는 부산시장 보궐선거 후보로 거론되고 있다. “포스트 코로나 대책, 부산 대개조 사업인 북항재개발·경부선 지하화 사업 등 시급한 일이 많다. 정치에 집중할 상황이 아니다. 출마 여부에 대해서는 여러 얘기를 듣고 있으며 깊은 고민 중이다. 열심히 일하면서 고민을 하고 있다. 아직은 권한대행으로서 소홀함이 없도록 맡은 바 업무에 최선을 다한다는 생각이다.” -내년도 예산은 어떤 점에 중점을 두고 편성했나. “내년도 예산 편성 기본방향은 우선 코로나19 장기화로 피폐해진 경제를 살리고 시민 안전·보호 등 사각지대가 없는 촘촘한 복지정책에 중점을 뒀다. 고통 분담 차원에서 업무추진비를 50% 삭감하는 등 공공부문 경비를 줄이는 등 지출 구조를 조정해 재정안정성을 꾀하도록 했다. 내년이 제일 중요한 시기라고 생각한다. 포스트 코로나 이후에 지역 경제 살리는 방안에 역점을 두고 일관성 있는 시정을 펴나갈 계획이다.” -동남권 메가시티 추진도 관심을 받고 있다. “동남권 메가시티가 실효성을 가지려면 하나의 생활권을 형성하는 게 중요하다. 먼저 광역교통망 구축과 제도적 기반 마련을 중점 추진하고 있다. 광역교통망 구축은 철도나 고속도로 등으로 울산~부산~경남을 1시간 이내 생활권으로 구축하는 것이다. 지난 9일 지방자치법 개정안이 통과됨에 따라 특별지자체 시범실시를 준비하고 있다. 부산~마산 간 전동열차사업도 국가 사업으로 확정되는 등 메가시티 추진에 탄력이 붙고 있다. 지난 3월부터 동남권 메가시티 구축을 위한 공동연구를 시작했는데 내년 3월이면 가시적인 실행 계획이 나올 것으로 보인다.” -국제금융센터(BIFC)에 외국 금융기업을 유치했다. “부산이 금융중심지로 지정된 지 10년 만에 4개 국가 총 6개의 외국계 금융기업을 유치하는 쾌거를 이뤘다. 부산으로 이전을 희망하는 기업들의 문의가 이어지고 있어 유치기업이 더욱 늘어날 전망이다. 부산을 아시아 제1의 해양·파생·디지털금융 허브로 도약시킬 발판을 마련했다는 데 의미를 부여하고 싶다. 아울러 부산의 산업구조도 금융을 기반으로 하는 고부가가치 산업생태계가 조성되는 등 부산 지역 경제 활성화에도 도움이 될 것으로 본다.” 부산 김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr
  • 일본 품종 밀어낸 국산 ‘미니 사과’, 교배종으로 ‘토종벌 에이즈’ 차단

    일본 품종 밀어낸 국산 ‘미니 사과’, 교배종으로 ‘토종벌 에이즈’ 차단

    1인 가구가 대세인 시대를 맞아 ‘국민 과일’ 사과는 몸집을 줄이려는 노력을 하고 있다. 배달시키기 쉽고, 저장 공간이 적고, 음식물 쓰레기(껍질)가 나오지 않는 미니 사과가 점차 인기를 끌고 있기 때문이다. 우리나라에서 유통되는 미니 사과는 ‘알프스오토메’라는 일본 품종이 유일했다. 하지만 농촌진흥청이 개발한 ‘루비에스’가 알프스오토메를 밀어내고 국산의 자존심을 되찾았다. 탁구공 크기의 루비에스는 알프스오토메(7일)보다 7배 이상 긴 50일간 보관이 가능한 데다 당도를 비롯해 맛도 좋아 농가와 소비자 모두 선호도가 높다. 농업이 과학과 결합하면 우리 삶을 한층 풍성하고 윤택하게 할 수 있다. 과학기술정보통신부는 해마다 ‘국가연구개발 우수성과 100선’을 선정하는데, 올해는 농촌진흥청에서 개발에 성공한 기술 7개가 포함됐다. 권순일 국립원예특작과학원 연구관과 공동연구진이 개발한 루비에스 등도 우수한 사과 품종 개발과 보급 성과를 인정받아 이름을 올렸다.토종벌은 2010년 이후 ‘토종벌 에이즈’라고 불리는 낭충봉아부패병이 전국으로 확산되면서 70% 이상 폐사하는 위기에 처했다. 이에 최용수 국립농업과학원 꿀벌육종연구실장과 연구진은 낭충봉아부패병에 저항성을 지닌 교배종을 개발했고, 전국에 확대 보급하고 있다. 최혜선 국립식량과학원 연구사와 연구진은 장 건강에 도움되는 우리 쌀 유산 발효물을 개발했다. ‘우리 쌀 요구르트’인 셈이다. 이 발효물은 우유 유산 발효물에 비해 항산화 효과는 37배, 항염증 효과는 4배 높은 것으로 확인됐다. 기후변화에 따른 이상 기상으로 전 세계적으로 재해 발생이 급증하고 있다. 우리나라도 지난여름 혹독한 수해를 입었다. 시군구 단위로 기상재해 위험과 대응 조치를 알려주긴 하지만 포괄적일 뿐 구체적이지 못하다. 이에 심교문 농업과학원 연구관 등은 ‘농장 단위의 작물별 맞춤형 기상·재해 예측 조기경보서비스’를 개발했다. 기온과 강우량 등 10가지 기상요소와 가뭄, 서리해 등 15가지 기상재해를 농장 단위(30~270m 구획)로 제공한다. 작물 생육단계별 맞춤형 대책도 온라인과 스마트폰 앱을 통해 전달한다. 부산시 기장의 오골계는 천연기념물 제135호로 지정됐지만 1981년 질병으로 절멸하고 말았다. 조류 인플루엔자(AI)와 구제역, 아프리카돼지열병 등으로 이런 일이 재현될 가능성이 높다. 김성우 국립축산과학원 연구사 등은 가축의 절멸을 막기 위해 정자와 수정란 동결 보존 기술을 개발했다. 문화재청, 제주축산진흥원과 함께 천연기념물 축양동물 모든 계통(5축종 7품종)의 동결 정액을 생산해 총 1162점을 보존했다. 김민영 농업과학원 연구사와 연구진은 세계 최초로 ‘인공지능 스마트 관개 시스템’을 개발했다. 농작물은 수분이 부족해 스트레스를 받으면 세포 기공이 닫히게 되고 잎의 온도가 올라간다. 작물의 이런 생체반응을 통해 수분이 필요한 시점을 자동으로 인지하고 관개하는 시스템이다. 닭은 땀샘이 없고 몸이 깃털로 덮여 있어 고온에 취약하다. 박종은 축산과학원 연구사 등은 닭의 고온 스트레스에 관여하는 유전자를 찾아내고 2편의 국제 논문과 2건의 특허를 발표했다. 이 연구 성과는 닭의 고온 적응성을 향상시키고 폐사를 줄여 닭고기와 달걀 등의 안정적인 공급에 도움이 될 전망이다. 세종 임주형 기자 hermes@seoul.co.kr
  • [사이언스 브런치] “내가 왕이 될 상인가”…얼굴로 DNA 이상 파악한다

    [사이언스 브런치] “내가 왕이 될 상인가”…얼굴로 DNA 이상 파악한다

    “어서 말해보시게. 내가 왕이 될 상인가.” 2013년 영화 ‘관상’에서 수양대군(이정재 분)이 당대 천재 관상가 내경(송강호 분)과 만났을 때 건낸 유명한 대사이다. 관상은 얼굴의 상(相)을 보고 길흉화복과 운명을 읽는 점술의 일종이다. 서양에서도 18세기 프랑스 해부학자 프란츠 조셉 갈이 두개골의 크기와 형태 같은 상을 보고 성격과 심리적 특성 등을 읽을 수 있다는 골상학을 만들었다. 코난 도일의 셜록 홈즈 시리즈에도 등장할 정도로 서양인들에게는 20세기 초까지도 유행하기도 했다. 골상학이나 관상 같지는 않지만 현대 의학에서도 의사들이 환자를 진료할 때 얼굴 상태를 보고 1차적으로 건강상태를 파악하고 있기도 하다. 그런데 미국 펜실베니아주립대 인류학과, 스탠포드대 의대 화학시스템생물학과, 유전학과, 발달생물학과, 하워드 휴즈 의학연구소, 퍼듀대 생물학과, 피츠버그대 의대 구강생물학과, 인간유전학과, 인류학과, 웨이크포레스트의대 분자의학부, 정밀의학센터, 신시내티대 인류학과, 벨기에 루벵 가톨릭대(KU 루벵) 전기공학과, 인간유전학과, 신경과학과, 루벵대학병원(UZ 루벵) 영상의학연구센터, 영국 카디프대 치과대, 호주 머독 아동연구소 공동연구팀이 특정 유전적 신호가 얼굴의 특정 영역에서 그대로 나타난다고 12일 밝혔다. 얼굴을 관찰함으로써 유전적 결함을 파악할 수 있다는 것으로 일종의 ‘현대판 골상학’이라고도 할 수 있을 것이다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 유전학’ 9일자에 실렸다. 연구팀은 1991~1992년 영국 에이번 지역 임산부와 그들로부터 태어난 아이들 3566명에 대한 집단 장기추적조사인 ‘에이번 종단 코흐트연구’(Avon Longitudinal Study of Parents and Children) 자료와 4680명의 미국인에 대한 자료를 활용했다.연구팀은 자료로 확보된 피실험자들의 세밀한 얼굴 사진을 디지털화해 얼굴을 63개 부분으로 나누고 7000개 이상의 지점을 정한 다음 인공지능기술을 활용해 얼굴 형태와 유전자를 조합 분석한 결과 특정 유전자와 연관된 얼굴 부위가 203개라는 것을 찾아냈다. 또 신체 기형과 관련된 유전자가 표현되는 곳도 61개 부위가 있다는 것이 새로 확인됐다. 특정 유전적 신호가 얼굴의 특정 영역에 그대로 표현되는 만큼 인공지능 기술로 얼굴을 인식해 질병을 사전에 파악할 수 있게 된다는 것이다. 또 태아 얼굴로 출생 후 나타날 수 있는 안면이나 신체 이상을 사전에 파악할 수도 있을 것으로 보인다. 연구팀은 이와 함께 이번 연구를 조금 더 발달시키면 범죄 용의자의 DNA 일부만으로도 얼굴을 재구성하는 과학적 몽타주 기법도 가능할 것으로 전망하고 있다. 이번 연구를 이끈 페터 클라스 벨기에 KU루벵 교수(임상유전학)는 “이번 연구는 DNA가 얼굴 발달에 중요한 역할을 한다는 점에서 시작해 실제로 유전자와 얼굴 형태를 1대 1로 대조할 수 있는 기술을 개발해 질병여부나 신체이상 여부를 사전에 빠르게 파악할 수 있도록 도움을 받을 수 있을 것으로 보인다”라며 두개골 발달과 관련된 유전자와 신체 이상과 관련된 유전자가 밀접하게 연관돼 있으며 얼굴 구조의 유전학을 통해 얼굴의 진화도 이해할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 점심메뉴도 못 고르는 ‘결정장애’ 원인 알고보니…이것이 문제?

    [달콤한 사이언스] 점심메뉴도 못 고르는 ‘결정장애’ 원인 알고보니…이것이 문제?

    점심 식사를 하러 식당에 들어갔다가 메뉴판을 보고 뭘 먹을지 고르지 못하는 이들이 의외로 우리 주변에 많다. 이런 사람들은 요즘 같이 사회적 거리두기 상황에서 음식을 배달시키려고 할 때도 한참 동안이나 고민에 빠지거나 여행을 떠나려고 할 때 어디를 가야할지 망설이는 경우도 있다. 이렇게 결정을 제대로 내리지 못하는 사람들을 ‘결정장애’가 있다고 말한다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 행동경제학과 연구팀은 결정장애는 지나치게 많은 선택지 때문에 뇌가 과부하에 걸리기 때문에 나타나는 현상이라는 연구결과를 내놓은 바 있다. 이번에는 뇌신경과학자들이 결정장애가 뇌 특정 신경망 활성이 낮아지면서 나타나는 현상이라는 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 스페인 카잘 연구소, 미국 뉴욕대 랑곤의료센터 신경과학연구소, 독일 프리드리히 알렉산더대 생리학·병리학연구소, 하인리히 하이네대 의대 의료심리학교실, 라이프치히 분자약학연구소 신경치료교실 공동연구팀은 의사결정은 별세포라고도 불리는 성상세포와 뉴런간 연결이 약하기 때문에 나타나는 현상이라고 11일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 8일자에 실렸다. 심리학자와 뇌과학자들은 목표지향적 행동에 있어서 의사결정(decision-making)은 최적의 선택을 위해 모든 조건의 장단점을 고려해 결정을 내리는 행위로 다양한 뇌 영역이 관여하는 것으로 보고 있다. 의사결정은 전두엽 피질에서 관여하고 있는데 별세포가 주요 역할을 하는 것으로 알려졌다. 그렇지만 성상세포와 다른 뇌 신경세포가 어떻게 의사결정에 관여하는지 정확한 작동방법은 파악하지 못하고 있다. 피라미드 세포로 불리는 흥분신경세포와 다른 신경활동을 억제하는 역할을 하는 억제 중개신경세포 활성을 조절해 의사결정에 관여하는 것으로 추정하고 있었다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용핸 생쥐 행동실험을 실시했다. 별세포를 자극하거나 억제하면서 길찾기 같은 특정 상황에서 생쥐가 어떤 행동을 보이는가를 관찰한 것이다. 그 결과 내측 전두엽 피질의 별세포가 신경망의 억제와 흥분을 조절해 의사결정에 관여한다는 사실을 확인했다. 특히 별세포의 억제성 신경전달물질인 ‘가바’(GABA)가 전두엽 피질에서 감마파의 활동을 조절함으로써 작업기억을 비롯한 인지기능과 의사결정에 영향을 미친다는 설명이다. 실제로 생쥐의 뇌에 빛을 쬐어 가바의 활성이 높여 감마파 발생을 낮출 경우 미로에서 길 찾기를 어려워하고 갈래길에서 결정을 못내리는 것으로 확인됐다. 뇌 속 별세포의 활성을 조절함으로써 결정장애를 개선할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 거트루드 페루아 스페인 카잘 연구소 교수는 “이번 연구는 결정장애라는 행동을 유발시키는 근본 원인을 파악함으로써 뇌의 인지기능에 대한 이해도를 한층 높였다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘무지개빛 광택’ 신종 뱀, 베트남서 발견…“반짝이는 비늘이 특징”

    ‘무지개빛 광택’ 신종 뱀, 베트남서 발견…“반짝이는 비늘이 특징”

    베트남에서 무지개빛 광택을 내는 신종 뱀이 발견됐다. 9일(현지시간) 미국 CNN 보도에 따르면, 신종 뱀은 지난해 베트남 산악지대에서 미국 스미스소니언 박물관과 베트남 과학기술원 공동연구진이 생물 다양성 연구를 위한 조사 도중 우연히 발견됐다.신종 뱀은 어두운 몸빛에 무지개색으로 빛나고 비늘은 빛의 가감에 따라 파랑색이나 녹색으로 반짝인다. 비늘은 작고 울퉁불퉁해 기묘한 무늬를 만든다. 이에 따라 조사 경험이 풍부한 연구진도 처음에는 이 뱀의 정체를 짐작조차 못했지만 곧 신종임을 알아챈 것으로 전해졌다. 연구에 참여한 스미스소니언 국립자연사박물관의 아리 밀러 박사과정연구원은 “정말 신나는 순간이었다”면서 “너무 특이한 외모여서 즉시 정체를 알아챌 수 없었다”고 회상했다.연구진은 신종 뱀을 중국과 국경을 맞대고 있는 베트남 북부 하장성에서 발견했다. 이 신비한 뱀의 모습에는 몇 가지 물리적 단서가 있다. 특히 눈에는 광수용체가 없어 이 뱀은 지하나 낙엽 아래로 파고 들어 살아가는 것을 시사한다. 즉 이 뱀은 땅 밑이 서식지라서 특히 발견하기가 더 어렵다는 것이다. 연구진은 또 얼마 뒤 이 뱀이 아칼리누스(Achalinus)에 속하는 극히 보기 드문 뱀이라는 사실을 알아냈다. 아칼리누스 속 중에서 세상에 존재가 알려진 종은 단 13종뿐이며 이중 6종은 베트남에서 서식한다. 연구진은 스미스소니언 박물관의 은퇴한 한 큐레이터를 기리고 그의 공백을 메울 수 있기를 바라면서 신종 뱀에게 아칼리누스 주고룸(Achalinus zugorum)이라고 명명했다. 아칼리누스 속은 진화 초기 단계에서 다른 집단에서 갈라져 나왔기에 다른 대부분의 뱀과는 외모나 행동이 크게 다르다. 따라서 뱀의 진화에 관한 중요한 정보를 얻을 수 있으리라 연구진은 기대하고 있다. 자세한 연구 결과는 미국 파충류·어류학회가 발행하는 전문 학술지 ‘코피아’(Copeia) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 고통스러운 항암치료 과정 간편하게 빛으로 대신한다

    고통스러운 항암치료 과정 간편하게 빛으로 대신한다

    표적치료나 면역증강치료 등 다양한 항암치료 기술이 개발되고 있지만 여전히 외과수술과 이후 화학적 항암치료가 많이 활용되고 있다. 문제는 항암치료 과정에서 환자들의 고통과 불편함이 심하다는 것이다. 국내 연구진이 항암치료의 고통을 줄이고 효율성을 높이면서 치료 후 부작용까지 최소화시킬 수 있는 빛치료 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구센터, 서울대 화학생물공학부, 고려대 화공생명공학과 공동연구팀이 주사를 한 번만 맞고 여러 차례 빛치료로 부작용 없이 암을 제거할 수 있는 암 표적성 광치료제를 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 빛치료 기술은 암세포를 파괴하는 광민감제를 주사해 암 조직에만 축적시킨 뒤 레이저 같은 빛을 쬐어 선택적으로 암세포만 파괴할 수 있는 치료법이다. 광민감제는 체내 투여후 레이저 광선을 쏘면 체내 산소와 결합해 암 세포를 파괴하는 물질로 방사선 치료나 일반 화학적 암치료법보다 부작용이 적다는 장점이 있다. 문제는 광민감제는 1회 사용만 가능하기 때문에 시술할 때마다 투여해야 하며 치료 후 몸 속에 남아있는 광민감제는 피부나 눈에 쉽게 축적되면서 부작용을 일으키기 때문에 환자들은 일정기간 햇빛이나 실내조명을 피하는 격리생활을 해야 한다. 이에 연구팀은 암 조직으로만 이동해 스스로 조립되는 펩타이드 물질을 활용했다. 연구팀은 고리형 펩타이드를 골격으로 하고 광민감제와 빛에 대한 활성을 조절하는 소광제를 적절히 결합시켜 암 조직에서만 반응하는 펩타이드 기반 광민감제를 개발했다. 이번에 개발한 광민감제는 암세포 주변에 저장된 뒤 암세포만을 표적으로 오랜 기간 천천히 방출되도록 설계됐다. 이 때문에 광민감제를 한 번만 주사 맞고 부작용 없이 오랜 동안 레이저를 이용한 항암 빛치료가 가능해지는 것이다. 연구팀은 암을 일으킨 생쥐를 대상으로 실험한 결과 광민감제 한 번 주사만으로 2~4주 동안 지속적으로 방출되면서 종양이 파괴되는 것이 관찰됐다. 또 반복적인 빛 노출에도 정상 조직이나 주요 장기에 문제가 생기는 독성이 발견되지 않았으며 반복적 시술로 암 조직이 완벽히 제거되는 것이 관찰됐다. 김세훈 KIST 센터장은 “이번 기술은 암 주변에 주사 한 번으로 추가적인 보조제 없이 독성 없이 장기간 반복적인 광치료로 암을 완벽하게 제거할 수 있다는 점에서 주목할만하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [2000자 인터뷰 48]이석우 “서해5도 평화정착, 교류협력 위한 기본법 시급”

    [2000자 인터뷰 48]이석우 “서해5도 평화정착, 교류협력 위한 기본법 시급”

    서해5도는 남북과 중국 간 관할권 충돌 위험이 상존하는 곳 각자 국내법으로 관할하지만 변화하는 국제정세에 대응 못해 기존 서해5도 지원특별법은 주민들의 권익 제약하는 한계 있어 평화수역 전제로 한 남북교류, 주민 권익보장의 새 틀 필요해“연평해전(1999년, 2002년)부터 연평도 포격(2010년), 해수부 공무원 피격 사건(2020년 9월)에서 보듯 서해5도는 충돌과 갈등에 늘 노출돼 있다. 서해5도를 갈등의 바다에서 평화의 바다로 만들기 위한 입법 차원의 노력이 절실하다.” 이석우 인하대 법학전문대학원 교수는 서울신문사 평화연구소, 한국해양과학기술원 해양정책연구소 등과 공동으로 서해5도의 평화정착과 남북교류 활성화, 주민 권익보장을 종합적으로 다루는 기본법 제정 작업에 몰두하고 있다. 그는 “초안을 완성한 뒤 통일부와 국회 등에 취지를 설명할 계획”이라면서 “서해5도 평화정착과 교류 활성화를 위해 노력하는 연구자, 시민단체 등과 함께 서해5도 관련 연구자료를 종합하는 백서사업도 추진하려 한다”고 밝혔다. 다음은 이 교수와의 일문일답 내용. Q. 서해5도에 주목하는 이유는. A. 서해5도 수역은 북방한계선(NLL)을 포함해 남북한과 중국의 수역이 겹쳐 국제법상 그 지위를 둘러싸고 논란과 함께 관할권 충돌의 위험이 상존하는 지역이다. 남북 간 군사적 충돌과 대립을 수차례 겪었으며 중국의 불법어업도 빈번하다. 다자간 복잡다기한 쟁점들을 안고 있고 각자의 국내법들이 해당 지역을 관할하고 있으나 동북아의 변화하는 국제정세나 국내적 수요에 적절하게 대응하지 못하고 있다. Q. 기존 서해5도 특별법으론 부족하나. A. 이들 지역에 상주하는 국민의 안전과 보호, 생업을 보호하기 위한 여러 조치들이 서해5도 지원 특별법이란 형태로 존재하고 있다. 특별법은 서해5도 수역을 분쟁수역으로 인정하고 안보를 이유로 한 권익 제약을 전제한 상태에서 보상을 추진한 법률이라 할 수 있다. 앞으로는 서해5도를 평화수역으로 만들어서 권익 제약 자체를 해소해야 한다. 정전협정에 부합하면서 10·4 선언 및 판문점 선언의 실행을 위해 서해5도 수역의 평화 정착, 남북 교류와 협력의 활성화, 지역 주민들의 권익 보장을 목적으로 하는 기본법이 필요한 때가 됐다. Q. 만들고 있는 법안의 내용은. A. 남북의 법적 구속력이 있는 합의를 전제로 한 ‘서해5도 수역 평화기본법’과 법적 구속력이 있는 합의가 없는 현 상황에서 남한이 남한 관할권 내에서 단독으로 추진할 수 있는 ‘서해5도 수역 관리기본법’, 두 개의 축으로 진행되고 있다. 두 법안은 본질적으론 내용은 동일하지만 관리기본법은 남북관계의 변수에 상관없이 독립적으로 바로 집행할 수 있도록 했다. 사단법인 아시아국제법발전연구회(DILA-KOREA)의 ‘한국 접경해역 해양법 현안 연구단’을 중심으로 한국해양과학기술원(KIOST) 해양정책연구소, 서울신문사 평화연구소, 인하대 경기씨그랜트센터 등과 공동으로 법안 작업을 진행 중이다. Q. 향후 계획은. A. 오는 16일 인하대에서 전문가 워크샵을 열어 기본법안을 확정한 뒤 연구자, 시민단체 등과 함께 입법화를 위한 작업을 진행한다. 워크샵에는 김민배 인하대 법전원 교수, 양희철 한국해양과학기술원 해양정책연구소장, 오승진 단국대 법대 교수, 정태욱 인하대 법전원 교수, 정태헌 남북역사학자협의회 이사장, 조현근 서해5도평화운동본부 정책위원장 등을 포함해 20여명의 전문가들이 참석한다. 아울러 산재해 있는 서해5도 및 북방한계선 관련 연구자료들을 통합하여 데이터베이스를 구축하는 서해5도 백서사업도 병행하게 된다. Q. 서해5도 뿐 아니라 한국 주변 해역에 잠재적인 갈등요소가 잠복해 있다고 하는데. A. 안일하게 생각해선 안된다. 서해5도 문제가 지역의 현안이라는 사실에는 이론의 여지가 없지만, 지역 내 현안의 지위를 벗어나 국가적 현안의 하나로 자리매김하는 것이 중요하다. 동북아시아는 미중 지역패권 다툼으로 바다를 중심으로 한 지역분쟁 가능성도 높아졌다. 독도, 동해, 이어도, 서해, 북방한계선(NLL), 남부대륙붕(JDZ) 등 한반도 주변해역과 접경수역은 북극해와 남중국해, 태평양으로 이어지는 핵심 해로(SLOC)이자 군사활동 요충지로 변화하고 있다.  이석우 교수는 해양법 전문가로 인하대학교 법학전문대학원 국제법 교수로 재직 중이다. 영토분쟁, 해양법, 아시아지역 국제법 국가관행을 주 연구분야로 하고 있다. 사단법인 아시아국제법발전연구회(DILA-KOREA)를 통한 해당 분야의 국제공동연구 및 해외출판 사업도 하고 있다.
  • [기고] 북극의 눈물을 닦기 위한 노력/문성혁 해양수산부 장관

    [기고] 북극의 눈물을 닦기 위한 노력/문성혁 해양수산부 장관

    ‘북극의 눈물’이라는 다큐멘터리를 기억하시는 분들이 많을 것이다. 기후변화로 인한 해빙으로 사냥터를 잃고 먹이를 찾아 헤매는 북극곰의 모습은 눈부시도록 하얀 설원과 묘한 대비를 이루며 안타까움을 줬다. 하지만 우리는 이것이 북극곰만의 이야기가 아니란 점을 잊곤 한다. 북극 해빙 가속화로 집중호우, 한파 등 이상기후 현상이 급증하며 우리 삶도 위협받고 있다. 북극이야말로 기후변화 영향을 가장 빨리 받으며, 기상이변을 초래하는 기후변화의 출발지이자 종착역인 것이다. 북극을 개발 대상으로만 보던 국제사회는 점차 북극에 대한 탐구와 보전 필요성에 눈떠 가고 있다. 미국, 러시아 등 북극권 8개국은 1996년 북극이사회를 설립해 북극과 관련된 국제규범을 신설하는 한편 공동연구프로그램을 운영하는 등 북극 환경보호와 개발에 나서고 있다. 우리나라도 1999년 최초의 북극탐사를 시작한 이래, 다산 북극과학기지, 아라온호 등 탄탄한 연구 인프라를 기반으로 북극 연구에 동참하고 있다. 2013년엔 북극이사회의 정식 옵서버로 가입했고, 북극 해빙이 우리나라를 비롯한 동아시아 지역의 한파와 폭설의 주요 원인이라는 점을 2015년 세계 최초로 규명하는 등 소기의 성과도 도출했다. 특히 비북극권 국가로는 유일하게 북극협력주간을 매년 개최해 국내외 북극 전문가와 함께 국제사회에 북극미래비전을 제시하는 등 그 역할을 다하고 있다. 지난 7일부터 시작된 올해 북극협력주간에는 포스트 코로나 시대에 북극의 지속가능한 발전을 위한 해법을 찾는 심도 깊은 논의의 장이 마련될 예정이다. 해양수산부는 얼마 전 수립한 ‘극지과학 미래발전 전략’을 통해 극지 연구역량을 강화하고, 실질적인 연구 성과도 창출할 계획이다. 고위도 지역 연구 선도를 위한 차세대 쇄빙선을 확보하고, 한반도 기후변화 예측 등 국민이 체감할 수 있는 연구를 확대한다. 또 북극 항로 개척 등 새로운 기회도 적극 만들 것이다. 최근 코로나19로 국가 간 교류와 협력이 위축되고 있다. 북극 연구처럼 여러 나라의 협력이 필수적인 영역까지도 그 여파가 미치고 있는 것 같아 안타깝다. 이번 북극협력주간이 코로나19라는 암초에도 불구하고, 국제사회의 활발한 극지 협력과 공동연구의 촉매제가 되길 바란다.
  • [사이언스 브런치] 킬러 고래를 죽이는 킬러의 정체 알고보니

    [사이언스 브런치] 킬러 고래를 죽이는 킬러의 정체 알고보니

    이름만 들었을 때는 무시무시한 ‘킬러고래‘(killer whale·범고래)는 전 세계 해양을 거주지로 삼고 있는 해양 포유류이다. 그런데 2000년대 들어 북미 지역을 활동무대로 하고 있는 범고래들이 잇따라 폐사하고 있어 이 일대에서는 멸종위기종 또는 멸종위협을 받고 있는 것으로 평가받고 있다. 이에 북미지역 연구자들이 처음으로 범고래의 폐사 원인에 대한 정밀분석 연구를 실시한 결과 킬러고래를 죽이는 킬러의 정체가 밝혀졌다. 캐나다 농업부 동물건강센터, 국립어업해양연구센터, 미국 코넬대, 해양대기관리청(NOAA) 국립해양어업센터, 알래스카 수의병리센터, 메릴랜드 해양포유류병리센터, 캘리포니아 데이비스대 수의학부, 워싱턴주 해양포유류관리센터, 캐스캐디아 연구소, 일리노이대 동물병리학과, 포틀랜드주립대, 오레곤주립대 공동연구팀은 북동태평양과 하와이 지역에서 살고 있는 범고래들의 잇단 폐사 주요 원인은 다름 아닌 ‘인간’의 활동 때문이라고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 2004년부터 2013년까지 북동태평양과 하와이에서 폐사하거나 이유없이 죽은 53마리의 범고래와 그 이외의 지역에서 2001~2017년 사이에 사망한 35마리의 범고래 사인에 대한 분석을 실시했다. 분석결과 사망원인을 비교적 정확하게 파악할 수 있었던 것은 북동태평양과 하와이 인근에서 죽은 범고래 53마리 중 22마리로 확인됐다. 주요 사망원인은 감염병과 선천적 기형으로 인한 것으로 나타났으며 특히 성체로 성장하기 이전에 사망한 것들은 감염병, 외상, 영양실조 때문인 것으로 나타났다. 성체 범고래의 사망원인은 폐혈증과 외상이 주요 사망원인으로 분석됐다. 예를 들면 범고래 한마리는 어망과 낚시 갈고리로 인한 부상 때문에 생긴 패혈증으로 사망했으며 또 다른 범고래 두마리는 선박에 충돌하면서 생긴 외상으로 인한 후유증으로 사망한 것으로 조사됐다. 이와 함께 사람으로 인한 직접적인 원인이라고는 할 수 없지만 지구온난화로 인해 범고래의 먹을거리인 연어나 오징어의 개체수가 감소하면서 영양실조에 걸리는 것도 주요 사망원인으로 꼽을 수 있다고 연구팀은 설명했다. 스테픈 레버티 캐나다 농업부 수석연구원(브리티시 컬럼비아대 교수)는 “이번 연구는 범고래의 생애시기와 상관없이 폐사의 근본적 원인은 사람이라는 것을 명확히 보여주고 있다”라며 “인간의 활동이 해양동물의 생존에 직접적인 영향을 미치는 만큼 늦었지만 지금이라도 해양생태계 보존을 위한 근본적 대책과 행동을 고민해야 할 때”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 어려서부터 부모와 대화 많은 아이, 머리 좋아진다

    [달콤한 사이언스] 어려서부터 부모와 대화 많은 아이, 머리 좋아진다

    아이가 막 태어나서 부모와 눈을 마주치고 옹알댈 때 많은 부모들은 아이들과 다양한 대화를 시도한다. 그렇지만 점점 시간이 갈수록 아이의 눈을 마주치고 대화하는 시간은 줄어들고 책을 읽어주는 일도 거의 없어지는 경우가 많다. 그런데 신경과학자와 심리학자로 구성된 연구팀은 영유아기와 아동기에 부모와 대화를 많이하고 언어에 많이 노출시키는 것이 뇌신경 발달에 도움이 되며 나중에 머리가 좋아질 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 스탠포드대 심리학과, 세인트루이스 워싱턴대 생물학 및 의생명과학과, 신경과학과, 밴더빌트대 심리학 및 인간발달학과 공동연구팀은 영유아시절 언어 노출이 많이 된 아이들이 뇌신경망 형성이 더 잘 발달해 언어와 정서발달에 도움이 된다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 1일자에 실렸다. 초등학교에 입학하기 전까지 아이들은 양육자와 교류를 하면서 언어를 배우게 된다. 어린이집이나 유치원에 다닌다고 하더라도 아이들은 부모와 같은 양육자들과 많은 시간을 보내며 대화를 한다. 이 때 아이들은 어른들의 말을 듣고 단순히 따라하는 것이 아니라 자신이 생각하고 말하고자 하는 것과 어른들의 말을 대조하면서 언어능력을 키워간다. 실제로 부모의 어휘 사용량이 아이들의 언어능력을 좌우한다는 연구결과들도 있었지만 언어노출이 아이들이 두뇌회로를 어떻게 형성하는지는 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 일반적으로 소리를 받아들이고 이해하는 청각처리 신경망은 뱃 속에 있을 때부터 발달하기 시작하지만 복잡한 문장과 단어의 의미를 이해하는 것은 유아기 때부터 발달하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생후 5~8개월된 영아의 가정 내 언어 노출정도를 녹음, 녹화해 기록하고 아이들이 잠자는 동안 기능성 자기공명영상(fMRI)장치를 이용해 언어 관련 뇌신경망 활동과 형성을 측정했다. 그 결과 가정에서 양육자들이 아이들과 얼마나 대화를 시도하느냐에 따라 뇌신경망 형성에 차이를 보이는 것으로 나타났다. 양육자들이 아이들과 대화를 많이 하고 책을 읽어주는 등의 시도가 많은 경우 언어와 기억에 관여하는 뇌부위의 신경망 형성이 강화되는 반면 양육자들이 아이들과 대화를 하지 않고 방치되거나 양육자와 대화보다는 TV 등 영상매체에 노출되는 경우는 언어영역 신경망 형성이 약한 것으로 확인됐다. 연구팀은 이번 연구결과에 대해 오해하지 말아야 할 점은 어려서 외국어에 노출시킨다고 해서 언어영역의 신경망 강화에 도움이 되지는 않는다고 강조했다. 영유아기나 아동기처럼 모국어에 대한 뇌신경망이 충분히 형성되지 않은 상황에서 외국어에 노출될 경우 오히려 언어기능은 물론 정서 발달에 문제가 생길 가능성이 더 크다고 지적했다. 이안 고틀립 스탠포드대 교수는 “이번 연구는 영유아기에 양육자와의 교감이 중요하다는 점을 강조하고 있다”라며 “아동의 뇌기능 발달에 있어서 초기 생활의 중요성과 주 양육자와의 관계가 중요한 만큼 가정 뿐만 아니라 지역이나 정부기관에서도 관심을 가져야 할 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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