최근에는 스마트폰이 컴퓨터, 디지털카메라는 물론 오디오 기능까지 수행하는 등 그야말로 만능 스마트기기로 활용되고 있다. 스마트폰에서 운용되는 기능들이 늘어나면서 배터리 용량도 커지고 있다. 그렇지만 배터리 용량에는 한계가 있기 때문에 스마트폰을 사용하지 않는 경우는 충분히 충전이 돼야할 필요가 있다. 더군다나 5G통신, 사물인터넷(IoT) 등으로 인해 언제 어디서든 충전이 필요한 상황에서는 무선 충전의 중요성이 커지고 있다. 국내 연구진이 언제 어디서든 빠르게 무선충전이 가능하며 여러 개의 전자기기를 동시에 무선 충전할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 전기전자컴퓨터공학부 변영재 교수팀은 여러 개의 스마트기기를 동시에 무선 충전할 수 있을 뿐만 아니라 무선충전대에 정확히 거치시키지 않아도 충전이 가능한 대면적 자율배치 무선충전기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 트랜쟁션 온 파워 일렉트로닉스’에 실렸다. 스마트 기기의 무선충전은 전류가 자기장을 일으키기도 하고 자기장이 전류를 발생시키는 원리를 이용하고 있다. 전원장치의 전류에서 발생된 자기장을 전자기기가 받아 다시 전류로 바꾸는 것이다. 기존 무선충전 기술을 자기장을 보내는 매질로 공기를 이용하는데 전자기기와 무선충전기가 정확히 일치하는 위치에 놓이지 않으면 충전효율이 급격히 떨어지거나 충전이 중단된다. 이에 연구팀은 자기장을 전달하는 매질을 ‘페라이트’라는 물질로 바꾼 것이다. 페라이트를 이용할 경우 공기로 자기장이 전달될 때보다 전송효율이 1000배 가량 좋아진다. 연구팀은 이와 함께 전원장치에서 자기장을 발생시키는 코일을 감는 방식도 다르게 해 전송효율을 높였다. 평평한 판형 구조의 페라이트에 코일을 위 아래로 감으면 판을 기준으로 위와 아래의 전류방향이 반대가 되면서 자기장이 상쇄된다. 그렇지만 코일을 비스듬하게 감으면 자기장 상쇄현상을 줄일 수 있게 된다. 변영재 교수는 “공기보다 자기저항이 낮은 페라이트를 이용함으로써 충전범위도 넓힘으로써 충전하고자 하는 휴대기기를 자유롭게 배치할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 기술이 상용화될 경우 책상, 탁자, 벽, 바닥 등 원하는 부분에 무선충전장치를 설치해 어디서든지 간편하게 충전할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 소화기내과 의사 222명 중 143명 (64.4%)에서 번아웃(소진, Burnout) 증상이 관찰되는 등 증상이 심각한 수준인 것으로 나타났다. 번아웃은 의욕적으로 일에 몰두하던 사람이 지속적인 업무와 스트레스로 인해 신체적·정신적 피로감을 호소하고 무기력해지는 증상이다. 김나영,장은선 분당서울대병원 소화기내과 교수팀은 소화기내과 의사들을 대상으로 일과 삶의 불균형 정도, 그리고 그것이 의사들의 건강에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 연구를 진행했다. 이번 연구는 한국여성과학기술단체총연합회에서 연구비 지원과 한국여자의사회 주관으로 진행됐으며 국제학술지(Digestive Disease and Science) 온라인판에 게재됐다. 의사들은 진료, 시술, 연구 등 업무를 담당하는데 업무가 연속되다 보면 스트레스나 근골격계 질환은 물론 심혈관계와 소화기계 질환 등 다양한 건강 문제로 연결될 수 있다. 연구팀은 2018년 4월부터 10월까지 국내 44개 기관에서 내시경 검사 및 진료를 하는 222명의 소화기내과 의사를 대상으로 설문조사를 했다. 특히, 실제 본인의 업무와 일상생활 등 삶의 패턴을 2주 이상 매일 기입하도록 했다. 응답지를 분석한 결과 2차와 3차 의료기관에서 근무하는 국내 소화기내과 의사들은 평균 주당 71.5시간 동안 업무를 하고 있는 것으로 나타났다. 남녀 간에 큰 차이는 없었다. 가사와 육아 등 가정과 관련된 일에는 주당 16.6시간을 사용했는데 여성은 20.7시간, 남성은 14.3시간으로 여성이 가정에서 일하는 시간이 많은 것으로 확인됐다. 건강 상태에 대한 조사에서는 대상자 중 89.6%가 근골격계 통증을 경험한 적이 있으며 소화기계 증상은 53.6% 우울과 불안과 같은 정신적 증상은 68.9%에서 나타났다. 중요한 점은 근골격계 통증이 심하거나 내시경 시술을 많이 할수록(주당 60건 이상) 일상생활에 영향을 미칠 수 있는 심각한 정신적 증상의 유병 비율이 높은 것으로 나타났다. 222명 중 143명(64.4%)에서는 번아웃 증상이 관찰됐는데, 여성에서는 70.4%로 남성의 59.7%에 비해 많았고. 30대 여성에서는 심한 번아웃 증상인 이인감(depersonalization) 증상까지 나타나기도 했다. 이인감은 자기 자신이 낯설게 느껴지거나 자기로부터 분리·소외된 느낌을 경험하는 것으로 사회생활 또는 대인관계에도 문제가 발생할 수 있어 스트레스를 적절하게 관리하는 것이 중요하다. 이러한 증상들은 직업 만족도 저하로 이어졌다. 특히 여성 의사들은 다시 직업을 선택한다면 의사가 되겠다고 답한 비율이 남성에 비해 상대적으로 낮았고 의사가 되더라도 소화기내과를 택하겠다고 응답한 비율도 낮았다. 김나영 교수는 “소화기내과 의사, 특히 40대 이하 여의사들의 번아웃 증상이 심각하다는 사회적 문제를 밝혀냈다는 점에 의미가 있다”며 “의사들의 신체적·정신적 건강 문제는 환자의 건강까지 위협할 할 수 있는 만큼, 근무 형태를 개선하고 여의사의 활동을 지원할 수 있도록 하는 제도 마련이 시급하다”고 주장했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

밤샘근무하거나 시험을 앞두고 며칠 동안 잠잘 시간을 줄여가며 밤새워 공부를 한 다음에는 머릿 속에서는 달콤한 도넛이나 달달한 음료가 간절하게 생각난다. 그러나 이처럼 ‘수면이 부족하면 단 음식에 대한 유혹이 커진다’는 생각은 착각일 뿐이라는 이야기도 있었다. 그렇지만 수면부족이 인체 대사기능에 영향을 미쳐 실제로 기름지고 달콤한 음식에 대한 갈망을 높인다는 연구결과가 나왔다. 미국 노스웨스턴대 의대 신경학과, 정신의학 및 행동과학과, 심리학과, 샌디에고주립대 보건복지학부, 펜실베니아대 의대 신경학과, 심리학과 공동연구팀은 수면부족 현상은 후각처리 신경경로에 영향을 미쳐 단 음식을 먹고 싶어하는 충동을 자극한다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘e라이프’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 수면 부족이 체내 엔도카나비노이드 시스템(endocannabinoid system, ECS)에 영향을 미친다는 기존 연구에 착안했다. ECS는 두려움, 걱정 같은 감정 조절에 관여할 뿐만 아니라 혈압, 수면, 식욕, 칼로리 연소, 체내 염증 제어 같은 수많은 대사과정에 관여함으로써 신체 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 특히 식욕을 불러일으키는 중요한 요소인 후각 기능에 ECS가 중요한 역할을 한다. 연구팀은 41명의 건강한 성인남녀를 선발했다. 연구 대상으로 선정된 사람들의 나이는 18~40세이고 담배를 피우지 않고 하루 7~9시간의 규칙적인 수면을 하며 체질량지수(BMI)가 18.5~24.9로 정상 수준이고 신경정신적으로 문제가 없으며 모두 오른손잡이로 사전 조건을 통일했다. 연구팀은 사전 실험을 통해 41명 중 정식실험을 위해 25명을 추려내서 두 그룹으로 나눴다.연구팀은 한 그룹은 새벽 1~5시까지 4시간만 자도록 하고 다른 그룹은 밤 11시에 잠들어 다음날 아침 7시에 일어나도록 했다. 28일 후에는 각 그룹의 수면 패턴을 바꿔서 다시 4주를 실험했다. 즉 4시간을 잤던 그룹은 8시간을, 8시간을 잤던 그룹은 4시간만 자도록 한 것이다. 이렇게 하면서 연구팀은 실험대상자들의 혈액을 채취해 검사했다. 실험이 끝나는 날에는 이들에게 뷔페식을 제공해 섭취하는 음식과 칼로리를 측정하기도 했다. 분석결과 잠을 덜 잤던 사람들은 ECS에 작용하는 단백질 수준이 높은 것으로 나타났다. 또 뷔페식사를 할 때 잠이 충분이 잔 그룹과 그렇지 않은 그룹 모두 식사량은 비슷했지만 잠을 덜 잔 사람들은 달고 기름진 음식을 선호한다는 것이 확인됐다. 연구팀은 뷔페식을 제공하기 전 다양한 냄새들을 맡게 하면서 기능성자기공명영상(fMRI)를 찍어 뇌의 움직임을 확인했다. 분석 결과 잠이 부족하게 되면 뇌에서 후각을 담당하는 조롱박피질과 음식섭취를 조절하는 뇌섬이라는 영역이 민감해지면서 달달한 음식을 더 찾게 되는 것으로 확인됐다고 연구팀은 설명했다. 토스텐 칸트 노스웨스턴대 의대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 ECS와 후각, 수면, 식욕 간 상관관계를 밝혀낸 거의 첫 연구”라며 “이번 연구는 비만을 유발하는 새로운 원인을 설명해줄 뿐만 아니라 섭식장애를 치료하는 방법을 새로 제시해줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2009년 미국 애플사에서 ‘아이폰 3GS’를 처음 내놓으면서 휴대전화 시장은 스마트폰 중심으로 재편됐다. 현재 전세계 성인 대부분이 스마트폰 1대씩은 갖고 있는 것으로 알려져 있을 정도로 등장 10년 만에 스마트폰 없는 세상은 상상할 수 없게 됐다. 스마트폰 이전의 휴대전화는 전화와 문자메시지 사용이 주요 기능이었지만 스마트폰 시대에서는 전화는 부수적인 기능으로 밀려나고 다양한 컨텐츠를 언제 어디서나 사용할 수 있도록 하는 단말기 개념이 강해졌다. 이 때문에 스마트폰으로 인한 각종 정신적, 신체적 건강 문제도 제기되고 있는 상황이다. 대표적인 것이 스마트폰 중독 증상일 것이다. 그런데 보건과학자들이 스마트폰 화면에서 나오는 블루라이트가 노화도 촉진시킬 수 있다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 오레곤주립대 통합생물학과, 오레곤보건과학대 산업보건과학연구소, 폴란드 바르사바대 동물생리학과 공동연구팀은 스마트폰, 컴퓨터, TV 화면에서 발생하는 블루라이트에 장시간 노출될 경우 시신경은 물론 뇌와 피부 세포에 심각한 손상을 일으킨다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 보건학 분야 국제학술지 ‘노화와 질병 메커니즘’ 18일자에 실렸다. 블루라이트는 우리 눈에 파란색으로 보이는 빛으로 380~500㎚(나노미터) 파장을 갖는 가시광선 영역으로 빨간색이나 노란색 같은 다른 가시광선들에 비해 파장은 짧고 에너지는 크다는 특징이 있다. 물체를 선명하게 볼 수 있게 해주는 대신 블루라이트에 오래 노출되면 불면증을 유발할 수 있고 시력손상 등의 건강상 문제가 발생할 수 있다는 주장은 꾸준히 나오고 있다. 연구팀은 질병이나 노화연구에 많이 사용하는 초파리를 이용해 스마트폰과 컴퓨터에서 나오는 블루라이트 파장대의 빛에 매일 노출될 경우 세포와 생체 변화를 관찰했다. 연구팀은 초파리를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 매일 12시간씩 블루라이트 파장대 빛에 노출시키고 나머지 초파리들은 블루라이트 파장이 걸러진 빛에 노출되도록 했다.그 결과 매일 12시간씩 블루라이트에 노출된 파리들은 그렇지 않은 파리들에 비해 같은 시기에 태어났음에도 불구하고 수명이 절반에 가까운 42%나 짧은 것으로 나타났다. 또 블루라이트에 지속적으로 노출된 초파리들은 망막 세포와 뇌 신경세포인 뉴런에 손상을 입어 벽을 쉽게 기어오르지 못하는 등 이동능력이 눈에 띄게 저하되는 것도 관찰됐다. 실험에 사용한 일부 초파리들은 태어날 때부터 눈이 발달되지 않은 상태였는데 이들도 블루라이트에 지속적으로 노출되면 뇌 손상과 운동장애 증상을 보이는 한편 수명이 짧아진 것을 연구팀은 관찰했다. 예드비가 기볼도비치 오레곤주립대 교수(통합유전학)는 “빛은 뇌파 활동, 호르몬 생성, 수면 패턴은 물론 세포 재생 같은 인체 순환리듬에 중요한 역할을 하는데 블루라이트 같은 인공광에 대한 노출이 증가하면 이런 생리적 메커니즘 전체가 무너지게 된다”라며 “이번 연구를 통해 인공광이 노화를 가속화시킨다는 사실을 밝혀낸 것은 매우 놀라운 일이며 생체에 영향을 덜 미치는 인공광 개발을 촉진시킬 것으로 기대한다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가을이 깊어지면서 많은 사람들이 산과 들, 야외를 찾아나선다. 이 때 여름만큼은 아니지만 햇볕에 얼굴이 타는 것을 피하기 위해 자외선차단제를 사용한다. 그런데 하얀 피부를 위해 자외선 차단제를 지나치게 사용할 경우 안에 포함된 나노물질이 인체 주요 장기에 축적될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소 생체유해성연구그룹 유욱준 박사팀은 이산화티타늄 나노물질이 체내에 들어가면 뇌와 간, 태반 등에 축적되기 쉽다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 독성학 분야 국제학술지 ‘파티클 앤드 파이버 톡시콜로지’에 실렸다. 나노물질은 다양한 생활용품 제조에 쓰이고 있는데 특히 이산화티타늄은 페인트, 코팅제는 물론 자외선차단제, 화장품에서 많이 사용되고 있다. 그렇지만 다른 나노물질처럼 이산화티타늄에 대한 안전성 여부는 명확히 밝혀져 있지 않은 상태이다. 더군다나 나노물질에 많이 노출될 경우 민감한 반응을 나타낼 수 있는 임산부에 대한 연구는 더 적다. 연구팀은 임신한 생쥐에게 이산화티타늄 나노물질을 투여한 뒤 안전성과 체내 주요 장기에서 나노물질이 어떻게 분포하는지 관찰했다. 그 결과 임신 중 이산화티타늄에 노출되면 간과 뇌, 태반에 축적된다는 것이 확인됐다. 그러나 특이한 독성학적 영향은 관찰되지 않았다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 주도한 유욱준 박사는 “이번 연구는 노약자나 임산부 같은 건강취약층에서 나노물질이 체내에 들어갔을 때 어떤 영향을 미치는지를 살펴본 기초적인 연구”라면서 “동물실험에서 이산화티타늄 나노물질에 대한 독성이 발견되지 않았을 뿐 이산화티타늄이 안전하다고 단정하기는 어렵고 나노물질의 다양한 물리화학적 특성을 고려할 때 사람에 대한 추가적 안전성 연구는 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구상에 사는 동물 중 가장 빠른 것은 무엇일까. 육상에서는 치타(시속 120㎞), 바다에서는 돛새치(시속 112㎞), 하늘에서는 군함조(시속 400㎞)가 가장 빠른 것으로 알려져 있다. 현재 지구상에 존재하는 동식물을 통틀어 가장 많은 종(種) 숫자를 자랑하는 것은 바로 곤충이다. 곤충은 종류가 많다 보니 아직까지 어느 것이 가장 빠른지는 명확히 밝혀져 있지 않다. 이 같은 상황에서 독일 울름대 신경생물학연구소, 프라이부르크대 생물학연구소 공동연구팀은 우리가 일상에서 가장 흔히 볼 수 있는 곤충인 개미 중에서는 아프리카 사하라 사막에서 사는 ‘사하라은색개미’가 가장 빠르다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘실험생물학’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 사막개미를 연구하기 위해 튀니지 쪽 사하라 사막을 조사하던 중 친척뻘인 사하라은색개미가 모래언덕에 집을 짓고 살고 있는 것을 발견했다. 또 사막개미보다 몸집이 작은 사하라은색개미들이 더 빨리 움직인다는 것도 알게 됐다. 이에 연구팀은 사하라은색개미의 거주지와 이동모습을 촬영한 다음 정밀분석했다. 그 결과 사하라은색개미들은 초당 0.855m로 이동하는 것으로 밝혀져 현존하는 개미 중 가장 빨리 움직이는 것으로 확인됐다. 보통 곤충의 이동속도는 몸길이(체장)의 몇 배로 움직이는지로 표시하기도 하는데 사하라은색개미는 초당 체장의 108배 속도로 이동하는 것으로 분석됐다. 반면 친척인 사막개미는 사하라은색개미보다 다리가 20% 정도 더 길지만 이동속도는 초속 0.62m이며 체장속도도 절반 수준인 50배에 불과한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 사하라은색개미들은 4.3~6.8㎜의 다리를 초속 1.3m의 속도로 움직이는데 이는 사막개미보다 30% 정도 더 빠른 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　지구상에 사는 생물체 중 가장 빠른 것은 무엇일까. 땅에 뿌리박고 사는 식물은 당연히 제외될 것이고 육상에서는 치타(시속 120㎞), 바다에서는 돛새치(시속 112㎞), 하늘에서는 군함조(시속 400㎞)가 가장 빨리 움직이는 것으로 알려져 있다. 현재 지구에 사는 생물체 중 가장 많은 종(種) 숫자를 자랑하는 것은 동식물 통틀어 바로 곤충이다. 곤충의 종이 많다보니 어느 것이 가장 빠른지는 아직 명확히 밝혀져 있지 않은 상태다. 　이 같은 상황에서 독일 울름대 신경생물학연구소, 프라이부르크대 생물학연구소 공동연구팀은 우리가 흔히 볼 수 있는 곤충인 개미 중 아프리카 사하라 사막에서 사는 ‘사하라 은개미’가 가장 빠르다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘실험생물학 저널’ 17일자에 발표했다. 　연구팀은 사막개미를 연구하기 위해 튀니지 쪽 사하라 사막을 조사하던 중 사하라 은개미가 모래언덕에 집을 짓고 살고 있는 것을 발견했다. 그런데 사하라 은개미들의 이동속도가 다른 개미들보다 빠르게 움직인다는 것에 주목했다.　연구팀은 사하라 은개미의 집과 개미들의 이동모습을 촬영한 뒤 정밀분석한 결과 초당 0.855m로 이동하는 것으로 나타나 현존하는 개미 중 가장 빨리 움직인다는 것을 확인했다. 보통 곤충 이동속도는 몸길이(체장)의 몇 배로 움직이는지 표시하는데 사하라 은개미는 초당 108배로 이동하는 것으로 확인됐다. 반면 사하라 은개미의 친척뻘인 사막개미는 다리가 20% 정도 더 길지만 이동속도는 초속 0.62m이고 체장속도는 절반 수준인 50배에 불과하다. 　사하라 은개미들은 4.3~6.8㎜의 다리를 초속 1.3m의 속도로 움직이는데 이는 사막개미보다 30% 정도 더 빠른 초당 47걸음의 속도로 움직인다고 연구팀은 설명했다. 또 연평균 온도가 60도에 육박하는 사막온도와는 달리 10도까지 낮춘 실험실에서 사하라 은개미의 이동속도는 초속 0.057m까지 떨어지는 것으로 관찰됐다. 　연구를 주도한 사라 엘리자베스 푀퍼 울름대 박사(응용신경행동학)는 “이번 연구를 통해 사하라 은개미들의 이동속도는 부드러운 모래라는 거주지 특성과 기후에 좌우된다는 것을 알게됐다”라고 말했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

모든 공룡이 비강 이용해 열 식힌 게 아닌 몸집 크기 따라 다른 체온냉각 체계 가져 거대 공룡은 코·입 모두 사용해 과열 막아6500만년 전 중생대 백악기 말 전체 생물의 75%가 사라진 ‘제5차 대멸종’이 찾아오기 전까지 지구의 지배자는 공룡이었다. 사람 크기만 한 공룡도 있었고 심지어는 닭보다 작은 육식 공룡도 살았지만 ‘공룡’이라는 단어를 들으면 많은 사람들이 ‘쥬라기 월드’를 비롯한 많은 영화에 등장했던 브라키오사우루스, 티라노사우루스 같은 거대한 몸집을 떠올린다. 사실 공룡이 살았던 중생대는 극지방에도 거의 얼음이 얼지 않았고 여름과 겨울의 기온차도 거의 없을 정도로 덥고 습했던 것으로 알려져 있다. 이런 환경 때문에 식물들이 하늘 높은 줄 모르고 자라게 되고 이를 먹이로 하는 초식 공룡들이 덩달아 커지면서 초식 공룡을 잡아먹는 육식 공룡의 덩치까지 커지는 일종의 ‘진화론적 군비경쟁’이 이뤄졌다. 동물은 움직이면 필연적으로 체온이 오를 수밖에 없다. 사람이나 새 같은 항온동물은 체온을 일정하게 유지할 수 있는 대사 시스템을 갖추고 있지만 변온과 항온동물 중간 단계인 공룡들이 뜨거워지는 몸을 어떻게 식혔을까 하는 점은 여전히 과학자들이 궁금하게 여기는 부분이다. 미국 오하이오대 의생명과학과, 오하이오 생태·진화학연구센터 공동연구팀은 유체역학과 컴퓨터 3차원(3D) 이미지 기술을 활용해 더운 기후 속에 살았던 공룡들이 열사병과 싸우기 위해 어떻게 몸을 냉각시켰는지에 대한 새로운 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 미국 해부학회에서 발간하는 국제학술지 ‘애너토미컬 레코드’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 이에 앞서 지난해 12월 말 초식 공룡인 안킬로사우루스의 머리뼈를 분석한 결과 비강이라고 불리는 콧속 공간이 거대한 몸집에서 발생하는 열을 조절하는 에어컨 역할을 한다는 사실을 밝혀내기도 했다. 연구팀은 공룡 화석과 동물원, 야생 등에서 자연사한 파충류와 조류의 사체들을 컴퓨터단층촬영(CT)해 컴퓨터 이미징 기술로 재현한 다음 유체역학 분석으로 체온냉각 시스템을 재현해 냈다. 연구 결과 연구팀은 포유동물이 더울 때 땀을 흘려 증발시킴으로써 체온을 낮추는 것처럼 반(半)변온동물인 공룡은 공기와 피를 동시에 순환시켜 열을 낮췄을 것이라는 점을 밝혀냈다. 또 지금까지 알려진 바와는 달리 모든 공룡이 코(비강)를 이용해 열을 식혔던 것이 아니라 몸집에 따라 다른 체온냉각 체계를 갖고 있었다고 연구팀은 주장했다.사람의 몸집과 비슷하거나 작은 공룡들은 항온동물들처럼 피부와 혈액순환으로 체온을 일정하게 유지했다. 반면 몸집이 큰 거대 공룡들은 혈액순환 속도가 작은 공룡에 비해 느렸기 때문에 뇌나 눈 같은 중요 신체부위를 보호하기 위해 코와 입까지 활용해 열을 식히는 일종의 공냉식 체온 조절 전략을 구사했다고 연구팀은 설명했다. 디플로도쿠스나 카마라사우루스처럼 몸 크기가 15~20m에 가까운 거대 초식 공룡은 코와 입을 모두 사용해 체온을 유지했지만 안킬로사우루스처럼 몸 크기가 10m가 안 되는 중간 크기의 공룡은 비강에 공기를 빨아들여 체온을 유지했다는 것이다. 또 육식 공룡들은 코와 입은 물론 턱을 계속 움직여 부채처럼 공기를 펌프질해 머리 쪽으로 열이 오르는 것을 막았다. 루거 포터 오하이오대 교수(인간해부학)는 “이번 연구는 공룡들이 뇌를 포함한 중요한 신체 부위가 있는 머리 부분의 과열현상을 막기 위해 다양한 방법을 활용했으며 그에 맞게 진화했음을 보여 주고 있다”며 “추가 연구로 공룡에 따라 다른 체온 유지 기능이 서식지 선택에 어떤 영향을 미쳤는지를 탐구할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

부산대 고분자공학과 김일 교수팀은 벤젠, 나프탈렌과 같은 비교적 값싼 원료를 이용해 균일한 다공성 유기 나노소재와 탄소 나노소재를 만들 수 있는 기술을 확보했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 제올라이트나 실리카겔 같은 다공성 나노물질은 균일한 구멍과 넓은 표면적 때문에 수(水)처리, 촉매, 가스 분리 같은 다양한 분야에서 활용되고 있지만 제작 과정이 까다롭다는 단점이 있다. 연구팀은 벤젠과 나프탈렌으로 중고등학교 과학시간에 배우는 간단한 화학반응인 산·염기 반응을 이용해 원하는 크기와 종류의 나노캡슐, 나노튜브, 나노시트를 만드는 데 성공했다. 이번 기술을 활용하면 각종 촉매, 연료전지, 리튬이온전지, 항공우주 및 자동차용 복합재료, 바이오센서 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 다공성 나노물질을 저렴하고 간단하게 만들 수 있을 것으로 기대되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“행복이란 뭘까”라는 질문을 던지면 가족이나 친인척, 친한 친구 사이라도 대부분 ‘무슨 이런 뚱딴지같은 걸 묻지’라는 반응을 보일 것입니다. 성적, 인사고과, 차의 크기, 집값 등이 행복을 좌우한다고 생각하는 사람들도 많겠지만 ‘행복’에 대한 개념은 ‘백이면 백’ 모두 다를 정도로 주관적입니다. 그렇지만 경제정책, 복지정책을 수립해야 하는 정부로서는 ‘행복’을 객관화해야 할 필요가 있습니다. 다양한 분석 도구와 지표를 만드는 것도 이 때문입니다. 대표적인 것이 ‘국민행복지수’(GNH)와 유엔에서 발표하는 ‘세계행복보고서’입니다. 유엔 산하 자문기구인 지속가능발전해법네트워크(SDSN)는 나라별로 1000명을 대상으로 한 삶의 만족도 조사를 바탕으로 구매력 기준 국내총생산(GDP), 기대수명, 선택의 자유, 부정부패, 포용력, 사회적 지지 등 6개 변수로 행복을 정량화해 매년 발표하고 있습니다. GNH도 GDP 대신 국민들 삶의 질과 행복감을 높일 수 있는 방향으로 경제발전을 추진하기 위해 만들어진 지표입니다. 2008년부터 공식 발표되고 있는데 부탄이 거의 매년 GNH 1위 국가로 꼽히는 것으로 유명합니다. 이 지표들은 기껏해야 1970년대 중반부터 쓰였기 때문에 한 나라의 행복 개념 변화를 장기적으로 파악하기 쉽지 않다는 것입니다. 또 국민 특성, 지리적 특성들로 나타날 수 있는 행복에 대한 인식 차를 반영하지 않고 있어서 국가별 맞춤형 정책을 펴는 데 큰 도움이 되지 않는다는 목소리도 있습니다. 그래서 영국 워릭대 심리학과, 세계경제 경쟁우위연구센터(CAGE), 브리스톨대 경제학과, 앨런 튜링연구소, 독일 노동경제연구소, 뮌헨 경제연구센터(CESifo) 공동연구팀은 1820년부터 2009년까지 약 190년 동안 발간된 책과 신문, 잡지 같은 인쇄물에 실린 데이터를 사용해 국민의 행복 수준을 측정할 수 있는 새로운 지표를 만들어 생물학 및 행동과학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 15일자에 발표했습니다. 연구팀은 800만권이 넘는 책과 잡지, 문헌에 쓰인 단어를 빈도별로 묶은 말뭉치 데이터인 ‘구글 북스 코퍼스’를 활용해 미국, 영국, 독일, 이탈리아에서 쓰인 감정 관련 단어들의 사용 횟수와 시간에 따른 의미 변화를 분석했습니다. 사람들이 인식하지는 못하지만 당대에 발행된 문헌들에는 그 시대에 살았던 사람들의 감정과 인식을 그대로 드러내는 말뭉치들이 많이 쓰인다는 심리언어학적 연구 결과를 바탕으로 한 것입니다. 그 결과 연구진은 몇 가지 사실을 발견했습니다. 우선 국민소득 증가가 국민 행복도를 높이는 데 크게 도움이 되지 않는다는 것입니다. 경제발전으로 국민 행복도를 높이기 위해서는 국민소득이 큰 폭으로 상승해야만 가능하다고 연구진은 지적했습니다. 또 평균수명이 1년 증가하는 것은 GDP 4.3% 증가와 맞먹는 행복도 상승을 가져다주며 전쟁은 GDP 30% 감소와 맞먹는 행복도 저하를 가져온다고 합니다. ‘2019 세계행복보고서’에 따르면 한국의 행복지수는 전체 156개국 중 54위입니다. 중상 수준이기는 하지만 경제 규모에 비해 낮은 것은 확실합니다. 경제가 발전하면 국민들의 행복도도 높아질 것이라 생각하고 많은 사람들이 지난 세월 열심히 앞만 보고 달렸습니다. 그런데 지금 우리 사회를 보면 그리 행복한 것 같지는 않습니다. 이유가 뭘까요. 다시 한 번 질문을 던집니다. “당신은 지금 행복하십니까.” edmondy@seoul.co.kr

빛을 이용해 세포의 기능을 조절하는 광유전학 기술을 활용해 인체 면역력도 조절할 수 있는 방법을 국내연구진이 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 소속 허원도(카이스트 생명과학과) 교수팀이 항체를 빛으로 활성화시켜 특정 단백질을 억제할 수 있도록 만들 수 있는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 과학기술 분야 신기술을 다루는 국제학술지 ‘네이처 메소드’ 15일자에 실렸다.병원균이나 바이러스로부터 우리 몸을 보호하는 방어체계인 면역의 핵심은 항체이다. 항체는 알파벳 Y자 형태의 단백질로 길이가 다른데 긴 것보다 짧은 항체조각이 세포 내에서 더 잘 녹는다. 기존에 이런 항체들의 활성을 조절할 때는 화학물질을 주로 이용했는데 정밀하게 조절이 어렵다는 문제가 있었다. 연구팀은 빛을 이용해 항체 활성화를 조절할 수 있는 ‘옵토바디’ 기술을 개발했다. 녹색형광단백질을 인지하는 가장 작은 항체조각인 ‘GFP 나노바디’를 재료로 했는데 여기에 청색 빛을 쬐어주면 항체가 활성화되고 이것들이 세포이동에 관여하는 단백질을 억제하는 것을 관찰했다. GFP 나노바디에 빛을 쬐어주면 바이러스나 병원균이 다른 세포로 이동하는 것을 막을 수 있다는 의미이다. 이와 함께 연구팀은 화학물질을 이용해 항체 활성을 조절하는 ‘케모바디’ 기술도 함께 개발했다. 세포 내 신호체계와 관련된 면역억제제로 사용되는 라파마이신으로 둘로 쪼개 있던 항체 조각을 재결합시켜 활성화시키고 활성화된 항체 조각 역시 세포이동에 관여하는 단백질을 억제한다는 것을 확인한 것이다. 이번 기술은 빛을 이용해 항체 활성을 빠른 시간 내에 시공간적으로 세밀하게 조절하는 것이 가능하다는 장점이 있다. 또 빛으로 활성화된 항체가 특정 단백질을 억제했을 때 감소되는 기능을 추적하면 해당 단백질 기능을 파악할 수 있고 활성화된 항체를 단백질의 실시간 활성과 이동을 관찰할 수 있는 바이오센서로도 이용할 수 있다는 점에서 새로운 연구방법을 개발한 의미도 크다. 허원도 카이스트 교수는 “이번 연구는 항체광유전학을 새로 개발해 항체 조각이 쪼개지면 비활성화되고 재결합하면 활성화된다는 사실을 밝혔다는데 큰 의미가 있다”며 “특히 빛으로 세포 내 단백질 기능을 제어할 수 있는 다양한 연구분야에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 신개념 항체, 차세대 면역항암제 개발에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

도마뱀이나 도롱뇽은 꼬리를 잡히면 끊어버리고 어느새 달아난다. 초등학교 과학수업시간에 편형동물인 플라나리아의 꼬리를 잘라 재생능력을 실험해본 적도 있을 것이다. 이들 몇몇 동물들 이외에는 재생능력이 없는 것으로 알려져 있다. 그런데 최근 의과학자들이 사람에게도 도롱뇽 같은 재생능력이 있음을 밝혀내 주목받고 있다. 미국 듀크대 의대 분자생리학 연구소, 정형외과, 약학과, 스웨덴 룬드대 임상과학과 공동연구팀은 사람의 관절에 있는 흔히 물렁뼈라고 하는 연골에 도룡뇽이나 제브라피쉬 같은 동물들이 사용하는 것과 같은 유사한 과정을 통해 스스로 치유할 수 있는 재생능력이 있다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초 과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 10일자에 실렸다. 연구팀은 인체 조직에서 새로 생성된 단백질과 오래된 단백질에 대해 질량 분광법으로 단백질의 나이는 물론 재생능력을 분석했다. 그 결과 신체 위치에 따라 연골의 나이나 재생능력에 차이가 있다는 사실을 확인했다. 발목 부위의 연골 나이가 가장 어리고 그 다음은 무릎, 엉덩이 부위 연골은 사람으로 치면 노년에 해당될 정도로 오래되고 재생능력이 사실상 없는 것으로 조사됐다. 이 때문에 발목 부위가 다쳤을 때보다 엉덩이 부분이 다쳤을 때 치료시간이 더 오래걸린다는 설명이다. 연구팀에 따르면 신체 중심부에서 멀리 떨어진 부분인 손목, 발목 같은 부위의 연골 재생능력이 더 우수하다. 연구팀은 연골 재생과정에서 마이크로RNA가 중요한 역할을 한다는 사실도 확인했다. 실제로 마이크로RNA는 도룡룡이나 제브라피쉬, 도마뱀 같은 재생능력이 우수한 동물에게서 활발하게 작동한다. 이 때문에 연골에 위치한 마이크로RNA를 활용하면 관절 질환을 예방하거나 진행속도를 늦추고 치료도 가능할 것으로 보고 있다. 버지니아 클라우스 듀크대 의대 교수는 “이번 연구는 사람의 인체에도 도마뱀과 같은 재생능력이 있으며 그에 대한 새로운 메커니즘을 밝혀냄으로써 기계적으로 말하자면 인체를 수리하는 새로운 접근법을 제공할 수 있을 것”이라며 “이번 발견으로 전 세계적으로 가장 많은 관절 장애로 꼽히는 관절염은 물론 골다공증도 완치가 가능해질 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공자의 제자 중 뛰어난 70명 중 하나이자 증자는 공자 사후 가장 충실한 공자사상의 계승자로 꼽힌다. 증자는 약속을 중시했는데 ‘한비자’에 재미있는 일화가 있다. 하루는 증자의 아내가 장을 보러 나섰는데 어린 아들이 따라 나서겠다고 떼를 쓰자 증자의 부인은 “집에서 착하게 있으면 시장 다녀와서 돼지를 잡아서 맛있는 반찬해줄께”라고 하고 나섰다. 아들이 울음을 그치고 부인은 시장에 다녀왔는데 증자가 마당에서 돼지를 잡고 있어 깜짝 놀라 왜 돼지를 잡냐고 소리를 질렀다. 이에 증자는 “아무리 아이라고 거짓말을 해서는 안되오, 아이는 부모가 하는대로 따라 배우는 법인데 약속을 지키지 않으면 아이가 뭘 배우겠소”라고 이야기하며 태연히 돼지를 잡았다. 약속의 중요성을 드러내는 사례이지만 아동심리학에 있어서도 중요한 함의를 갖는다. 요즘도 많은 부모들은 어린 아이들에게 “얌전히 굴지 않으면 저쪽 무섭게 생긴 아저씨가 혼낼거야”라든지 “말 잘들으면 오늘 말고 다음번에 꼭 사줄께”같은 부모들의 악의 없는 ‘하얀 거짓말’을 한다. 아동심리학자와 실험심리학자들은 증자의 부인처럼 이런 악의없는 거짓말이 아이에게 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 싱가포르 난양공대 사회과학대 실험심리학과, 캐나다 토론토대 아동학연구소, 미국 캘리포니아 샌디에고대 심리학과, 중국 절강사범대 심리학과 공동연구팀은 거짓말을 자주하는 부모들에게서 자란 아이들은 성인이 된 뒤 거짓말을 더 쉽게 하고 충동적이고 이기적인 삶을 살기 쉽게 된다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 익스페리먼털 차일드 사이컬로지’(실험아동심리학 저널)에 실렸다. 연구팀은 싱가폴에 거주하는 성인남녀 379명을 대상으로 4가지의 설문조사를 실시했다. 부모의 양육방식, 어린 시절 부모가 거짓말을 했는지, 했다면 어떤 거짓말을 얼마나 자주했는지, 그리고 현재 자신이 부모나 다른 사람들에게 하는 거짓말의 빈도에 대한 것인데 우선 첫 번째 설문지는 “빨리 먹지 않으면 놓고 갈거야”라든지 “오늘은 지갑을 안 가져왔으니까 다른 날 돈을 가져와서 사줄께” 같이 식습관이나 용돈지급, 돈의 사용법에 대해 부모들이 어떤 거짓말을 했는지 묻는 것이었다. 두 번째 설문지는 성인이 된 현재 부모에게 거짓말을 하는 비율, 세 번째와 네 번째 설문조사는 일반적인 심리검사 문항지였다.분석 결과 부모가 자신들에게 거짓말을 많이 했다고 답변한 사람들은 성인이 된 뒤 부모나 다른 사람에게 거짓말을 하는 비율이 높았으며 대인관계나 다른 사회적 문제에 부딪쳤을 때 어려움을 겪는 경우가 많다고 답했다. 이렇게 어려서부터 부모에게 거짓말을 듣고 자란 사람들은 수치심과 죄책감을 쉽게 느끼며 그럼에도 불구하고 이기적이며 타인을 이용하려는 행동을 하는 경향이 강하다고 연구팀은 설명했다. 또 부모와 자녀간의 신뢰감이나 연대감이 취약한 것으로도 조사됐다. 페이페이 세토 싱가포르 난양공대 교수(심리학)는 “부모들이 아이들에게 거짓말을 하는 것은 아이들의 행동을 이끌어 낼 수 있는 가장 쉽고 빠른 방법이기 때문”이라면서도 “‘정직은 삶의 가장 중요한 덕목’이라고 가르치면서 다른 한편으로는 거짓말로 양육을 하는 것은 아이들에게 무의식적으로 부정직함을 조장하고 사회나 타인에 대한 신뢰감을 잃게 만들 수 있다”고 지적했다. 세토 교수는 “부모들이 당장은 답답하고 힘들더라도 자녀들의 감정을 이해하고 적절히 대응하는 것이 아이들의 문제해결능력을 키워주고 건강한 행동을 만들어주는 한편 부모들과 관계도 긍정적으로 만들어 줄 수 있을 것”이라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학과 의학의 발달로 과거 불치병이었던 ‘암’도 서서히 관리 가능한 질환으로 인식돼 가고 있다. 암을 치료하기 위해서는 다양한 항암제, 방사능치료, 외과수술 등의 방법이 쓰이고 있다. 외과수술 이후 항암제를 이용한 치료가 가장 널리 활용되고 있는데 항암제는 화학물질을 이용한 화학항암제, 암세포만 선택적으로 공격하도록 설계된 표적항암제, 인체 면역세포를 활성화시켜 암세포를 제거하는 면역항암제가 있다. 최근에는 환자에게 부담이 덜한 면역항암제가 주목받고 있는데 화학항암제만큼 효과가 크지 않다는 단점이 있다. 성균관대 나노공학과 연구진은 화학항암제와 면역제어물질을 함께 담은 생체이식형 전달체를 개발해 암세포 주변 미세환경을 바꿔 종양을 빠르게 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 우리 인체에는 암 성장을 억제하는 면역세포도 있지만 암을 키우고 다른 조직으로 전이를 촉진시키는 면역세포도 있기 때문에 면역항암제는 일부 암종(種)이나 암환자에게만 효과를 보인다. 연구팀은 정상조직에도 영향을 미치는 단점이 있지만 여전히 효과가 큰 화학항암제와 암 성장촉진 면역세포를 억제할 수 있는 면역제어물질을 탑재한 전달체를 만들었다. 화학항암제가 정상조직에도 영향을 미칠 수 있는 만큼 종양부위에만 필요한 만큼의 항암제를 전달할 수 있는 동시에 암의 면역세포를 억제할 수 있도록 해 효과를 극대화시킨 것이다. 연구팀은 히알루론산처럼 생체적합형 소재로 지름 5~10㎜ 크기의 알약모양 전달체를 만든 뒤 그 안에 화학항암제 독소루비신과 면역제어물질을 담는데 성공했다. 이렇게 만든 ‘항암제+면역억제제’ 알약을 유방암과 자궁경부암을 유발시킨 생쥐에게 투여한 결과 암세포 성장이 억제되는 것이 관찰됐다. 실험에 활용된 암 생쥐모델은 면역항암제에 효과를 보지 못한 것들이었다. 또 생쥐들에게 종양을 제거하는 외과수술을 실시한 다음 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 항암제+면역억제제 알약을 투여하고 나머지 그룹은 면역항암제만 투여하고 관찰했다. 그 결과 이번 기술로 만들어진 알약을 투여받은 생쥐들은 수술 후 55일이 지난 뒤에도 대부분이 생존했지만 면역항암제만 투여한 생쥐들은 한 달 정도 지난 뒤 모두 사망했다. 임용택 성균관대 교수는 “이번 기술을 활용하면 환자마다 다른 종양미세환경에 맞는 면역억제인자를 분석한 뒤 환자맞춤형 약물을 탑재해 치료함으로써 그 효과를 극대화시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

충분하지 못한 수면이 치매 및 각종 질병의 원인이 된다는 사실은 익히 알려져 있다. 그러나 과도한 수면 역시 알츠하이머와 치매의 위험을 높인다는 연구결과가 나왔다. 미국 밀러의과대학 연구진은 평균 7년간 45~75세 히스패닉계(스페인어를 쓰는 중남미계 미국 이주민) 성인 5247명을 대상으로 주의력과 기억력, 언어능력과 반응시간 등 인지능력 및 수면시간 등과 관련한 추적관찰을 실시했다. 참가자들은 연구 시작과 종료 시점에 신경인지 검사를 받았으며, 주 단위로 수면 습관에 대한 설문지를 작성했다. 그 결과 참가자의 15%가 매일 평균 9시간 동안 수면을 취했으며, 이 그룹은 관찰이 끝나는 시점에서 잠을 더 적게 잔 그룹에 비해 인지능력이 떨어진 사실이 확인됐다. 기억력은 13%, 언어(단어) 유창성은 20% 감소한 것으로 나타났다. 기억력과 언어능력의 감소는 치매의 대표적인 초기 증상이다. 물론 6시간 미만의 수면을 취한 사람들에게서도 치매 발병 위험이 높아진 것이 확인됐다. 연구진은 “불면증과 장기 수면은 알츠하이머나 다른 치매의 발병에 앞서 나타날 수 있는 신경인지기능 저하와 관련이 있는 것으로 보인다”면서 “우리는 장기간의 수면과 만성 불면증이 기억력과 정보처리 속도의 감소를 초래한다는 것을 확인했다”고 설명했다. 연구진은 지나치게 많은 수면이 백질(white matter)의 병변과 관련이 있으며, 이것이 뇌의 혈류 감소로 인해 인지능력 저하 및 치매와 뇌졸중의 위험을 높이는 것으로 추측하고 있다. 전문가들은 이상적인 수면시간은 7~8시간 정도이며, 수면과 치매 발생 사이의 연관관계는 여전히 확실하지 않지만 수면 부족뿐만 아니라 과다 수면 역시 알츠하이머와 치매의 위험을 높일 수 있다고 말한다. 연구진은 “미국의 히스패닉 또는 라틴계를 표본 데이터로 한 수면 장애 연구가 많지 않다”면서 “이번 발견은 특히 히스패닉계 환자의 수면장애가 신경인지적 감소와 관련이 있을 수 있다는 전문 의료진의 인식 구축에도 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 자세한 연구결과는 국제학술지인 ‘알츠하이머병과 치매’(Alzheimer’s & Dementia) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

최근들어 1인 가구가 늘면서 반려견이나 반려묘 등 반려동물을 키우는 사람들이 늘고 있다. 실제 한 조사에 따르면 국내에서 반려동물을 키우는 인구는 1000만명 수준이며 4가구 중 1가구는 반려견을 키우고 있다. 반려동물을 키우면 외부에서 받은 대인관계에 대한 스트레스나 우울감 같은 심리적, 정서적 문제 해결에 도움이 되기도 한다. 그런데 반려동물, 특히 반려견을 키우는 것이 심리적 도움 뿐만 아니라 신체적 건강 뿐만 아니라 장수에도 도움이 될 수 있다는 재미있는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 스웨덴 웁살라대 의대 분자역학실험실, 외과 및 정형외과, 스웨덴 농업과학대 수의학과, 미국 스탠포드대 의대 당뇨연구센터, 심혈관연구소 공동연구팀은 반려견을 키우는 것이 심장마비와 뇌졸중 발병 가능성을 낮출 수 있다고 10일 밝혔다. 뿐만 아니라 이미 심장마비나 뇌졸중을 앓았더라도 반려견을 키운다면 더 오래 살 수 있다는 연구결과도 내놨다. 이 같은 연구결과들은 의학 분야 국제학술지 ‘서큘레이션 : 카디오바스큘러 퀄러티 앤드 아웃컴스’ 8일자에 실렸다. 연구팀은 스웨덴 국립환자등록부 기록을 활용해 2001년 1월부터 2012년 12월까지 심장마비나 뇌졸중이 발생한 40~85세의 남녀 중 18만 1696명을 대상으로 반려견을 키우고 있는지 여부, 조사 기간 중 사망했다면 사망 원인은 무엇인지, 수명은 어느 정도인지를 비교분석했다. 또 연구팀은 반려견을 키우는지 여부와 사망률을 비교하거나 반려견 소유여부에 따른 심혈관 질환 발병률을 비교한 대표적인 10개의 기존 연구를 바탕으로 연구에 포함된 380만명의 환자 데이터를 모두 검토했다. 그 결과 반려견을 키우는 사람은 그렇지 않은 사람보다 전반적인 사망 위험이 24% 정도 줄어든 것이 확인됐으며 심장마비 이후 사망률도 65%, 뇌졸중과 같은 심혈관 질환 발병 이후 사망위험도 31% 정도 줄어든 것으로 나타났다. 이는 반려견을 키우면서 사람이 정서적으로 안정되는 동시에 반려견의 운동을 위해서는 사람이 함께 움직여야 하기 때문에 운동량이 반려견을 키우지 않는 사람보다 평균적으로 늘어나기 때문으로 연구팀은 설명했다. 캐롤라인 크래이머 캐나다 토론토대 교수는 “이번 연구결과는 반려견을 키우는 사람들은 신체적 활동 증가에 따라 혈압이 낮아지고 혈중 콜레스테롤이 개선된다는 기존 연구결과와 부합하는 것”이라며 “개를 키우는 것 자체가 수명연장 효과를 가져온다기 보다는 반려견이 매개가 돼 평소 부족한 운동량을 늘림으로써 심혈관계의 부담을 줄여주기 때문으로 봐야한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류의 오랜 꿈 중 하나는 미래의 일을 사전에 파악하는 것이다. 거북이 등껍질에 칼자국을 내 벌어지는 형태나 신탁을 통해 전쟁의 승패, 국가의 길흉화복을 읽으려는 것도, 그리고 미래와 과거를 오가며 현재를 바꿀 수 있는 가상의 기계 ‘타임머신’을 꿈꾸는 이유도 그 때문이다. 영화 ‘마이너리티 리포트’는 범죄 발생을 사전에 파악해 원인을 제거하면 ‘범죄 없는 도시’라는 유토피아를 만들 수 있을 것이라는 ‘미래 예측’에 대한 상상력의 끝을 보여주고 있다. 과학기술의 발달로 태풍이나 폭염, 혹한 같은 날씨 변화는 일정부분 예측이 가능하지만 지진은 지금도 그야말로 예측 불가의 영역으로 남아있다. 또 사람이 가장 큰 변수로 작용하는 테러리즘도 예측이 쉽지 않기는 마찬가지이다. 최근 과학자들이 지진과 테러라는 예측 불가의 영역에 도전장을 내 관심을 끌고 있다. 스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich)의 연방지진정보국(SED) 연구진은 지진학에서 주로 쓰는 ‘구텐베르크-리히터 법칙’으로 특정 지역에서 큰 지진이 일어난 뒤 발생하는 여진의 횟수로 또 다른 큰 지진의 발생 가능성을 예측할 수 있는 방법을 찾아내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10일자에 발표했다. 연구팀은 이번에 개발한 방법으로 교통신호등처럼 큰 지진 발생 가능성을 빨간색(확실), 노란색(주시), 녹색(안전)으로 경고하는 방법도 고안해 피해지역 주민들과 정부, 지방정부 등이 신속하게 대응할 수 있도록 했다는 점에 특히 주목받고 있다.연구팀은 2016년 4월에 발생한 일본 구마모토 지진(규모 7.3)과 8월 이탈리아 아마트리체-노르시아 지진(규모 6.6)을 대상으로 구텐베르크-리히터 법칙 속 b값(여진의 빈도)을 분석했다. 이들 지역에서 b값은 1.2~1.3 정도로 나타나는데 큰 지진이 발생하고 나면 b값이 커진다. 여진의 발생 빈도수가 높아진다는 의미이다. 그런데 큰 지진이 발생한 뒤 b값이 오히려 비정상적으로 작아지는 경우, 즉 여진 발생 빈도가 줄어드는 경우는 뒤이어 큰 지진이 발생할 수 있음을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 여진이 갑자기 줄어드는 것은 단층끼리 꽉 맞물려 있기 때문인데 이는 지각이 안정된 상태라는 것이 아니라 더 큰 지진을 발생시킬 수 있는 응력이 쌓이고 있다는 의미이다. 연구팀은 큰 지진이 발생한 다음 b값이 평균보다 10% 이상인 경우는 큰 지진이 추가로 발생할 가능성이 낮은 안전한 상태(녹색)라고 볼 수 있지만 평균값보다 5% 정도 낮아지는 경우는 주시해야 하는 상황(노란색)이며 평균값 이하 10%로 나타날 경우는 큰 지진이 일어날 확률이 매우 높은 빨간색 상태라고 봐야 한다는 ‘지진 신호시스템’을 제시했다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “SED 연구팀의 아이디어는 과학계에서 이미 어느 정도 알려져 있지만 이미 큰 지진이 발생한 지역의 시민들에게 또 다른 큰 지진이 발생할 가능성을 신속하게 알려줄 수 있다는 측면에서 가치 있는 연구”라고 평가했다. 한편 미국 노스웨스턴대 복잡계연구소, 켈로그경영대학원 소속 수학자들로 구성된 공동연구팀은 메릴랜드대에서 운영하는 ‘국제 테러리즘 데이터베이스’(GTD)와 랜드연구소의 ‘국제 테러리즘 랜드 데이터베이스’(RDWTI)를 바탕으로 테러조직의 성장 가능성과 테러의 규모 및 강도를 사전에 판단할 수 있는 ‘테러 조기경보 모델’을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8일자에 실렸다.GTD에 따르면 2000~2015년 매년 61개의 새로운 테러집단이 생겨나 전 세계적으로 테러 공격이 20세기 말과 비교해 약 800% 늘었다. 연구팀은 알카에다, 이슬람국가(IS)처럼 잘 알려진 테러집단은 물론 인도 아삼지역 통일해방전선, 소말리아 알샤바브, 필리핀 모로 이슬람해방전선까지 1970년부터 2014년 사이에 전 세계에서 운영된 모든 테러집단을 대상으로 이들이 초기에 벌인 테러사건 10건만으로 앞으로 벌일 테러 규모나 치명성을 예측하는 모델을 만들었다. 분석 결과 미래에도 가장 위협적이고 공격적이며 파괴력이 큰 테러를 저지를 가능성이 높은 집단은 미국 도널드 트럼프 대통령이 완전히 격퇴했다고 주장한 IS로 밝혀졌다. 브라이언 우지 켈로그경영대학원 교수는 “이번 모델은 현재는 소규모이고 보잘것없지만 파괴력 큰 집단으로 커질 수 있는 조직을 사전에 파악해 대응함으로써 미래에 많은 비용과 노력을 투자하지 않아도 되도록 해줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가을이 깊어지면서 거리는 이제 곧 울긋불긋 낙엽들이 거리를 가득 채우게 될 것입니다. 낙엽이 지는 가을이 되면 코트 깃을 세우고 무작정 걷고 싶어하는 ‘추남’(秋男)들도 늘어납니다. 과학자들은 남자들이 가을을 타는 것은 일조량 감소로 인한 호르몬 불균형 때문에 나타나는 일종의 계절성 우울증, 또는 계절성 기분 장애로 판단합니다. 이런 계절성 우울증은 보통 계절이 바뀌면 회복됩니다. 우울증은 그렇지 않습니다. 우울증을 ‘마음의 감기’라고 부르며 감기처럼 누구나 한 번쯤 겪는 심리적 상태로 생각됐던 때가 있습니다. 그러나 심한 우울증 때문에 극단적 선택을 하는 경우가 늘어나면서 우울증에 대한 경각심이 높아졌습니다. 뇌과학자, 심리학자, 의학자들이 우울증의 근본 원인과 우울증 예방법을 찾는 이유도 이 때문입니다. 이런 가운데 호주 맥쿼리대 실험심리학과, 의과학과, 시드니통합병원, 시드니 쿠퍼스트리트클리닉 공동연구팀은 과일과 채소, 생선 중심의 식사가 단기적으로 우울증을 획기적으로 줄이는 데 도움이 된다는 연구결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 10일자에 발표했습니다. 연구팀은 호주에 거주하는 17~35세 남녀 중 ‘우울, 불안, 스트레스 척도-21’(DASS-21) 진단에서 중상 수준의 우울증을 앓고 있는 76명을 무작위로 선발했습니다. 연구팀은 이들을 두 개의 집단으로 나눈 뒤 3주 동안 한 그룹은 식습관 개선을 위한 교육을 실시하고 채소, 과일, 생선 중심의 건강식만 먹도록 했고 다른 그룹은 평소 식단을 그대로 유지하도록 했습니다. 연구팀은 식습관 실험 전후에 DASS-21과 학습능력, 기억력을 측정했습니다. 그 결과 채소, 과일, 생선 위주의 식사를 한 사람들 대부분이 DASS-21 점수가 정상 수준으로 떨어졌으며 학습능력과 기억력 점수는 높아진 것으로 확인됐습니다. 반면 평소 식습관을 그대로 유지한 사람들 중에서는 우울증과 불안 점수가 오히려 더 높아진 사람들이 많이 나타났습니다. 또 연구팀은 3개월 후 식습관 개선 집단에 포함됐었던 33명을 추적조사했습니다. 이 중 건강한 식습관을 그대로 유지한 사람들은 7명(21%)에 불과했는데 이들에게서는 우울 증상이 완전히 사라진 것이 관찰됐다고 합니다. 한편 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 사회학과, 캐롤라이나 인구센터 공동 연구팀은 청소년기에 긍정적인 가족관계를 유지했던 사람들이 중년이 넘어서까지도 우울증에 쉽게 빠지지 않는다는 연구결과를 발표하기도 했습니다. 이 같은 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 소아과학’ 8일자에 실렸습니다. 연구팀은 1만 8185명의 남녀 청소년들이 30대 후반~40대 초반이 될 때까지 장기 추적조사를 했습니다. 그 결과 가족과 많은 시간을 보내고 가족 간 응집력이 강하며 부모와의 갈등이 적었던 가정에서 자란 청소년들은 그렇지 않은 청소년들보다 성인이 된 뒤에도 우울증을 앓을 가능성이 매우 낮은 것으로 나타났습니다. 많은 사람들이 우울증과 무기력감에 빠져 있는 사회는 발전해 나가기 어렵습니다. 아무리 선진국이라도 사회적 분위기가 우울하고 침체돼 있다면 금세 뒤처지게 될 것입니다. 기본적 의식주를 해결하고 건강한 가정을 꾸려 ‘인간적인 삶’을 영위할 수 있도록 돕는 것이 사회 분위기 쇄신은 물론 국가경쟁력 확보를 위해서도 필요한 일이 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

과거에는 ‘불치병’으로 받아들여졌던 암도 이제는 과학기술이 발전하면서 점점 관리 가능한 질병으로 바뀌고 있다. 그렇지만 관리 가능하고 정복이 눈 앞으로 다가왔다지만 조기 진단을 하지 못하면 여전히 불치병일 수 밖에 없다. 최근 과학자들은 복잡한 영상장치를 사용해 진단하던 암을 비교적 간단하고 저렴하지만 정확하게 진단할 수 있는 방법들을 내놓고 있다. 국내 연구진이 풍선 모양의 봉투에 숨을 불어넣는 것만으로도 손쉽게 폐암을 조기 진단할 수 있는 기술을 내놔 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 복지·의료ICT연구단 진단치료기연구실과 분당서울대병원 흉부외과, 동국대 공동연구팀은 날숨만으로 폐암을 진단할 수 있는 ‘의료용 전자 코’를 개발하는데 성공했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 기계공학 및 전자공학 분야 국제학술지 ‘센서 앤드 액츄에이트 B: 화학’에 실렸다. 지난해 기준 한국인 사망원인은 암, 그중 폐암 사망률은 점점 높아지고 있는 상황이다. 그런데 현재 폐암진단을 위해서는 X선 검사나 컴퓨터 단층촬영(CT) 검사를 실시하는데 모두 방사선을 이용하기 때문에 방사선 노출 위험이 있을 뿐만 아니라 CT는 비용 부담이 여전히 높은 편이다. 연구진은 코가 신경세포를 통해 냄새를 맡는 것에 착안했다. 연구진은 사람이 내뱉는 날숨을 통해 폐 속 암세포가 만들어 내는 휘발성유기화합물(VOCs)를 감지하는 센서와 이를 통해 얻은 데이터로 폐암 여부를 판별할 수 있도록 돕는 인공지능 기계학습 알고리즘 기술을 개발한 것이다. 날숨이 들어오면 전자소자를 이용해 사람의 코처럼 냄새를 맡아 전기적 신호로 바꿔 질병유무를 판단해 검진할 수 있는 ‘전자코’를 만들었다. 연구진이 개발한 전자코 시스템은 데스크탑 컴퓨터 크기의 날숨 샘플링부, 금속산화물 화학센서 모듈, 데이터 신호처리부 3개 부분으로 구성돼 있다. 우선 검진 대상자가 풍선처럼 생긴 비닐 키트에 숨을 불어넣으면 여기에 탄소 막대를 넣는다. 탄소막대에는 호흡 중 배출되는 여러 가스 성분들이 붙게 되고 이것을 전자 코 시스템에 집어넣으면 가스 성분에 따라 전기 저항이 달라지게 된다. 날숨 구성성분 데이터를 알고리즘으로 분석해 폐암 유무를 판별하는 것이다.연구팀은 폐암 환자 37명과 정상인 48명의 날숨을 채취해 200회 이상 분석해 폐암환자의 숨에서만 나타나는 특징을 데이터베이스로 만들었다. 데이터베이스를 기반으로 인공지능이 진단한 폐암환자 여부 진단 정확도는 약 75% 수준으로 임상의사의 진단 정보와 결합하면 폐암환자 판정율은 매우 높아지게 된다. 연구진은 추가 연구를 통해 날숨을 활용해 위암, 대장암 등 다양한 암의 조기진단 기술을 개발할 계획이며 현재는 비만환자의 비만정도와 운동량을 정확하게 판독할 수 있는 ‘웨어러블 전자코 시스템’ 완성을 눈 앞에 두고 있다. 연구팀 관계자는 “이번 기술이 상용화될 경우 저렴하면서도 편리하게 폐암 발병 여부를 검사할 수 있어 국민들의 의료비용 절감은 물론 관련 진단시장 시장경쟁력 확보에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영국의 시인 겸 화가인 윌리엄 블레이크는 ‘부지런한 꿀벌은 슬퍼할 시간도 없다’는 말을 남겼다. 게으르고 나태함을 경계하라는 의미이지만 요즘 같은 시대에서 자신의 감정을 숨겨야 할 정도로 부지런함을 보이는 것은 일견 궁상으로 취급받기 십상이다. 그런데 과학자들은 이런 격언에서도 과학적 사실을 파헤쳐보고 싶어한다. 과연 일벌들은 슬퍼할 시간도 느끼지 못할 정도로 부지런할까. 이스라엘 헤브루대 생명과학연구소 생태·진화·행동학과 연구진은 실제로 번데기를 돌보는 일벌들은 다른 벌들보다 잠자는 시간이 훨씬 적다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 3일자에 발표했다. 사람처럼 다른 동물들, 특히 벌이나 개미 같은 곤충들도 잠을 잘 때는 전형적인 수면 자세를 갖고 동작을 멈추고 소음이나 외부 자극에 대한 반응이 느려지게 된다. 또 잠을 충분히 자지 못할 경우는 건강상 문제가 발생하거나 활동 능력에 제약이 생기는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 꿀벌들이 계층별로 어떻게 잠을 자고 잠자는 시간은 어느 정도인지 파악하기 위해 서양뒤영벌 6개 집단을 플라스틱 뚜껑을 가진 가로, 세로, 높이 각각 30, 23, 20㎝ 크기의 나무 상자에 만든 벌집에 각각 넣었다. 연구팀은 또 벌들이 활동하기 좋은 27~29도, 습도 40~60%로 환경을 조성했다. 연구팀은 6개 벌통에 24시간 중 조명을 비춰주는 시간을 각기 다르게 하면서 7일 동안 비디오 녹화, 행동분석, 수면부족 실험, 반응 속도평가 등을 실시했다.분석 결과 꽃가루 같은 식량을 구해오는 일벌들은 수면주기가 일정하고 정확한 생체시계를 갖고 있었지만 애벌레들을 돌보는 간호 일벌들은 잠을 거의 자지 않고 24시간 내내 깨어있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 번데기에서 만들어지는 특정한 물질이 간호 일벌들의 잠을 줄이는데 도움을 주는 것으로 추정했다. 연구팀에 따르면 특정 철새들이 계절 변화에 맞춰 이동 중에는 잠을 적게 자거나 몇몇 수컷 새들이나 초파리들은 짝짓기 기간 동안에는 잠을 덜 자는 것으로 알려져 있지만 이처럼 특정 임무 때문에 잠을 줄이는 경우는 찾아보기 어렵다. 가이 블로흐 헤브루대 생물학과 교수는 “주기적으로 먹이를 줄 필요가 없는 번데기 상태의 새끼를 돌보는 간호 일벌들이 수면을 포기한다는 것은 정말 놀라운 일”이라며 “추가 연구를 통해 벌들이 거의 잠들지 않으면서도 건강이나 인지능력이 손상되지 않을 수 있는 메커니즘이나 원인을 밝혀낼 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr