사람들은 자신과 친한 친구나 처음 만난 사람인데 마음이 잘 맞을 경우 ‘주파수가 잘 맞는 사람’이라고 소개하곤 한다. 주파수가 맞는다는 것은 내가 말하지 않았는데도 똑같은 생각을 하거나 의도를 갖고 있을 때의 표현으로 ‘텔레파시가 통한다’라고도 말한다. 그런데 과학자들이 실제 자연에서 텔레파시가 통하고, 주파수가 맞는 현상을 발견해 주목받고 있다. 독일 막스플랑크 조류학연구소 행동신경생물학과, 루트비히 막시밀리안대 통합신경과학부, 남아프리카공화국 프레토리아대 동물학과 공동연구팀은 참새의 일종인 흰눈썹베짜기(White-browed sparrow-weaver) 수컷과 암컷이 함께 지저귈 때 뇌 활성화부위와 뇌신경세포 활동이 정확하게 일치한다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 13일자에 실렸다. 흰눈썹베짜기는 남부와 동부 아프리카에 폭넓게 분포하고 있는 참새의 일종으로 둥지를 짓고 지배적인 수컷 암컷 한 쌍과 함께 8마리가 함께 생활하는 것으로 알려져 있다. 흰눈썹베짜기는 천적이 다가오면 동료들과 한꺼번에 소리를 내 쫓아내는데 특히 암수 한 쌍이 정확히 같은 소리를 내 과학자들의 궁금증을 유발시켰지만 이에 대한 신경학적 메커니즘이 밝혀지지는 않았었다. 연구팀은 모바일 송수신기를 세 쌍의 암수컷의 뇌에 설치해 자연에 방사한 뒤 지저귈 때 뇌파와 음향신호를 동시에 기록했다. 새에 장치한 모바일 송수신기는 0.6g으로 배낭형태로 새에게 붙이도록 만들어졌다. 연구팀은 이 장치를 통해 세 쌍이 지저귀는 소리를 650개 파일로 저장했다. 이렇게 녹음된 소리를 분석한 결과 보통 수컷이 먼저 노래를 시작하고 암컷이 뒤따라 부르는 것으로 확인됐다. 수컷이 지저귀기 시작한 뒤 암컷이 노래를 시작하기 까지는 약 0.25초 밖에 걸리지 않은 것으로 나타났다. 정밀 장치 없이 그냥 들을 경우는 암수가 거의 동시에 지저귀는 것으로 느낄 수 있을 정도의 시간차이다.수컷이 노래를 부르기 시작하면 암컷의 대뇌 후배측면에 위치한 고차발성중추(HVC)라는 부위가 곧바로 활성화되면서 노래를 시작하게 된다고 연구팀은 설명했다. HVC는 새들의 소리학습과 생리적 반응을 관장하는 뇌 영역이다. 이 부위가 마치 두 물체의 진동수가 일치하는 공진현상처럼 한 쌍의 흰눈썹베짜기에게 HVC 부위 뇌파와 신경세포 활동이 일치한다는 것이다. 수잔나 호프만 독일 막스플랑크 조류학연구소 박사는 “이번 연구는 서로 다른 개체가 소리정보의 입력과 동시에 신경세포 활동과 음성이 동기화돼 일치한다는 것을 시각적으로 보여준 것으로 구체적인 신경학적 메커니즘은 추가 연구를 통해 규명할 계획”이라며 “사람들도 타인과 사회적 상호작용을 할 때 비슷한 형태로 작동할 것으로 보인다”라고 말했다. 호프만 박사는 “감각 정보의 입력이 제대로 되지 않을 경우나 관련 신경세포 활동이 비정상적일 때 타인과 상호작용이 어려워지는 것으로 생각된다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무분별한 벌목과 인간이 만들어 낸 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 지구에 살고 있는 생물의 터전인 숲이 사라지고 있다. 최근 영국과 스웨덴 생물학자들은 식물 멸종 속도가 포유류, 양서류, 조류 등 동물의 멸종 속도보다 2배 빠르다는 연구결과가 발표한 바 있다. 지난달 프랑스에서 열린 유엔 환경계획 산하 ‘생물다양성과 생태계를 위한 정부간 과학정책기구’(IPBES) 제7차 총회에서 채택된 ‘전지구 생물다양성 및 생태계서비스 평가에 대한 정책결정자를 위한 요약보고서’에 따르면 지난해 지구 전체에서 벨기에 면적에 버금가는 3만 6000㎢의 숲이 파괴됐다. 브라질 국립우주연구원에 따르면 지난해 파괴된 아마존 열대우림은 서울시 면적의 13배에 달하는 7900㎢이다. 숲의 파괴는 사람들에게도 심각한 영향을 미치지만 직접적 삶의 터전으로 삼고 있는 동물들은 그 피해가 더 심각하다. 미국 듀크대 진화인류학과, 영장류 장내미생물 연구프로젝트(PMP), 미네소타대 컴퓨터과학공학과, 버지니아공과대(버지니아텍) 어류·야생환경보존과, 생명과학과, 에모리대 환경과학과, 스토니브룩대 인류학과, 영국 임페리얼칼리지런던 생명과학과 공동연구팀은 삶의 환경이 바뀌면 동물들의 장내미생물이 변화되면서 생존 자체를 위협할 가능성이 크고 결국 멸종 위험성을 높인다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국왕립학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 농경지와 목초지로 조성하기 위해 매년 수천 ㎢의 숲이 개간되고 있는 마다가스카르 섬에 살고 있는 12종 128마리의 여우원숭이 장내미생물의 변화를 관찰했다. 연구팀은 특히 마다가스카르에만 살고 있는 시파카 여우원숭이와 마다가스카르와 마요트에만 사는 갈색 여우원숭이에 주목했다. 갈색 여우원숭이는 주로 과일을 먹고 시파카 여우원숭이는 잎을 주식으로 삼는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 장내미생물이 건강상태를 결정하는만큼 장내미생물 상태와 분포의 변화가 종의 생존에 영향을 미친다고 가정했다. 그래서 연구팀은 이들 원숭이의 변을 채집해 장내미생물을 결정하는 것으로 알려진 ‘16S rRNA’ 유전자를 분석했다. 그 결과 서식 영역에 따라 장내 미생물이 눈에 띄게 차이가 난다는 사실을 확인했다. 특히 일부 여우원숭이들은 뻣뻣한 잎을 소화시키기 쉽게 하기 위해 다른 종에서는 발견할 수 없는 장내미생물을 갖고 있는다는 사실을 발견한 것이다. 갈색 여우원숭이는 섬의 어느 곳에 서식하든 간에 비슷한 종류의 장내미생물을 갖고 있었지만 잎을 주식으로 삼는 시파카 여우원숭이의 장내미생물은 서식지가 조금만 차이가 나더라도 확연하게 다르다는 것을 확인했다. 연구팀은 서식지가 파괴돼 섬 내 다른 곳으로 이동하더라도 적응하기 어려운 이유는 해당 지역에서 자라는 식물의 특정 섬유소를 소화시킬 수 있는 장내미생물을 갖고 있지 못하기 때문이라고 분석했다. 리디아 그린 듀크대 박사(생태학)는 “섭취하는 음식이 제한적인 동물들에게 있어서는 서식지 환경파괴는 음식물 제공이 완전히 차단되는 것과 마찬가지 상황”이라며 “무분별한 개발과 벌목으로 산림이 파괴하는 것은 해당 지역에서 사는 동물 전체의 생태계 먹이사실을 붕괴시키는 것과 마찬가지”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아직 팔팔한 청춘이라고 생각했는데 어느날 갑자기 어깨가 잘 움직이지 않는 오십견 증상이 나타나고 하루 종일 책상 앞에 앉아있다가 퇴근 후에야식으로 스트레스를 풀다가 문득 만져지는 불룩한 뱃살과 허리에 놀라곤 한다. 더군다나 노출의 계절 여름이 본격적으로 시작되면서 뒤늦게라도 운동을 해야 하나 생각을 하지만 운동을 위해 따로 시간을 내는 것은 여간한 의지로는 쉽지 않은 일이다. 그런데 발가락 하나 꼼짝하기 싫은 ‘만사 귀차니즘’에 빠진 사람의 귀를 솔깃하게 만드는 연구결과가 발표됐다. 독일 마르틴루터대 스포츠과학연구소, 훔볼트대 스포츠과학연구소, 베를린의학센터 공동연구팀은 사우나에 10~25분 가량만 앉아있더라도 가벼운 조깅이나 실내자전거를 탄 것과 똑같은 운동효과를 낸다는 연구결과를 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 대체보완의학 분야 국제학술지 ‘컴플리멘터리 테라피스 인 메디슨’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 19명의 건강한 성인남녀를 대상으로 사우나의 운동효과를 측정하기 위해 95도, 실내습도 13%의 사우나에서 25분 동안 앉아있도록 했다. 연구팀은 사우나에 들어가기 직전과 사우나 직후, 사우나에서 나와서 30분 휴식을 취한 이후 혈압과 심박수를 측정했다. 그 결과 25분간 사우나를 할 경우 같은 시간 실내자전거 타기를 한 것과 똑같은 수준의 혈압 상승과 심장박동 증가가 관찰됐다. 혈압상승과 심장박동 증가는 사우나가 운동과 같이 신체적 부하를 가해 심혈관 근육강화에 도움을 준다는 의미라고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 25분 내내 사우나에 앉아있는 것이 부담스러울 경우 ‘3~5분 사우나-2분 휴식’ 같은 시간간격을 두고 사우나를 하는 것도 도움이 된다고 덧붙였다. 한편 연구팀은 체중감량을 위해 사우나를 이용하는 경우가 많지만 사우나에서 땀으로 배출되는 것은 체내 수분이기 때문에 사우나 이후 갈증으로 수분을 흡수하면 다시 원상복귀된다고 말했다. 사샤 케텔후트 마르틴루터대 교수는 “일반적으로 사우나는 피로 회복 차원에서 많이 이용하지만 이번 연구는 30분 이내의 사우나는 심장근육의 산소소비량이 증가시켜 100와트 정도의 중강도의 운동과 똑같은 효과를 가져다 준다는 사실을 처음 보여줬다”라면서 “사우나의 운동효과는 한 두번해서 나타나는 단기적인 것이 아니라 장기적인 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘기적의 해’ 1905년 알버트 아인슈타인은 세 편의 논문을 쏟아냈다. 특수상대성이론, 광전효과, 그리고 브라운운동과 관련한 방정식에 관한 것이다. 특수상대성이론과 광전효과 논문에 비해 브라운 운동에 관한 논문은 상대적으로 덜 알려져 있다. 19세기 영국 식물학자 로버트 브라운이 현미경으로 물에 떠있는 꽃가루가 끊임없이 불규칙하게 움직이는 모습을 발견했다. 사람들은 액체나 기체 같은 유체내 움직이는 미세한 입자의 불규칙한 운동을 ‘브라운 운동’이라고 불렀다. 아인슈타인은 한 번 충돌로 입자를 움직일 수는 없지만 초당 수 백만번의 무작위 충돌로 브라운 운동이 나타날 수 있다는 사실을 맥스웰 기체분자이론을 적용해 방정식을 만들어 냈다. 미세입자운동의 비밀이 아인슈타인의 브라운운동 방정식을 통해 어느 정도 밝혀졌지만 여러 분자나 입자가 섞여 있는 혼합 유체에서는 잘 맞지 않았다. 그래서 혼합 유체에서 입자의 운동을 설명하는 것은 현대 통계물리학의 난제로 남게 됐다. 중앙대 세포화학동력학센터, 화학과, 서울대 화학과, 이화여대 화학·나노과학과, 서강대 화학과 공동연구팀은 세포 속 같은 복잡한 액체환경에서도 일관되게 나타나는 분자들의 수송 원리를 발견했다고 13일 밝혔다. 이 때문에 아인슈타인의 브라운 운동 이론으로도 해결되지 않던 통계물리학의 난제가 풀렸다는 평가를 받고 있다. 이번 연구결과는 미국국립학술원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11일자에 실렸다. 연구팀은 복잡액체 속 입자나 콜로이드 상태의 입자 이동거리 분포는 시간에 따라 정규분포에서 벗어나는 정도가 늘어났다 줄어들었다하는 양상을 보인다는 것을 관찰했다. 이 같은 입자의 움직임은 세포핵, 세포질, 세포막, 고분자 유체, 유리, 이온액체 등 다양한 복잡액체에서 공통적으로 관찰됐다. 연구팀은 환경에 따라 운동성이 변하는 무작위 운동입자 모델에서 아인슈타인의 방정식과는 다른 새로운 수송방정식을 도출해냈다. 이 방정식은 과냉각된 물 분자의 운동은 물론 아령처럼 연결된 2차원 강체입자의 유체운동, 콜로이드 입자 운동 등 다양한 복잡유체 내 입자와 운동을 일관되게 설명할 수 있는 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 이번 방정식에서 내적 무질서도, 외적 무질서도라는 새로운 개념을 제시하기도 했다. 성재영 중앙대 교수는 “이번 연구는 통계물리학 분야의 난제인 복잡유체 내 분자열운동과 수송현상을 설명할 수 있는 방정식과 그 답을 찾아낸 것”이라며 “세포 내 효소와 생체 고분자들의 열운동을 통해 나타나는 다양한 생명현상들을 물리화학적으로 이해하고 예측하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“가난한 다수를 도울 수 없는 자유 사회는 부유한 소수도 구할 수 없다.”(미국 35대 대통령 존 F 케네디) 한국은 외환위기 이후 소득 불평등 격차가 점점 커지고 있습니다. 소득 불평등의 현실은 직시하지 않고 여전히 ‘하면 된다’를 외치는 사람들이 많습니다. ‘너만 잘하면 돼’라는 실력주의로 포장된 사회에서 빈곤층은 경제적 곤란으로 그러잖아도 힘든데 ‘게으르다’는 모욕까지 받습니다. 그렇지만 ‘승자독식’ 신자유주의 시스템에서 빈곤은 기회의 박탈을 의미하기 때문에 개인의 노력만으로는 여간해서 벗어나기 힘듭니다. 그렇다면 가난이 개인의 기본 자산인 건강에는 어떤 영향을 미칠지 보건학자와 통계학자가 분석에 나섰습니다. 영국 리버풀대 인구보건과학연구소, 런던대(UCL) 아동보건연구소 공동연구팀은 유년 시절 경험하는 빈곤은 신체 건강과 정신 건강에 악영향을 미치며 성인기까지 이어질 가능성이 높다는 연구결과를 발표했습니다. 이번 연구결과는 영국 왕립의학회에서 발행하는 보건 분야 국제학술지 ‘아카이브 오브 디지즈 차일드후드’ 12일자에 실렸습니다. 연구팀은 2000년 9월부터 2002년 1월에 영국에서 태어나 거주하고 있는 아이 1만 652명을 대상으로 한 ‘밀레니엄 코흐트 연구’ 데이터를 분석했습니다. 연구팀은 생후 9개월, 3, 5, 7, 11, 14세에 가계소득 변화와 아동의 생활 습관, 비만도, 만성 질환 등 신체 건강, 우울증, 주의력 결핍 및 과잉행동장애(ADHD) 같은 정신 건강 상태에 대한 응답에 주목했습니다. 연구팀은 빈곤의 기준을 평균 가계소득의 60% 이하로 정했습니다. 이 기준으로 분류했을 때 빈곤을 한 번도 경험하지 않은 아동은 6652명(62.4%), 빈곤층을 벗어나지 못한 아동은 2046명(19.4%), 생후 9개월~7세에 가난을 경험한 아동은 1424명(13.4%), 11~14세에 가난을 경험한 아동은 530명(4.8%)으로 나타났습니다. 연구팀은 부모의 교육수준, 인종 등 변수까지 고려해 빈곤을 경험한 적이 없는 아동과 그렇지 않은 아동들의 신체적, 정신적 건강을 비교했습니다. 그 결과 빈곤을 벗어나지 못한 아동은 빈곤을 경험하지 않은 아이들보다 정신적 문제를 겪을 위험이 3배, 비만 위험은 1.5배 높게 나타났습니다. 천식과 같은 만성 질환이나 백혈병과 같은 장기 치료가 필요한 질병에 걸릴 위험도 2배 가까이 높은 것으로 확인됐습니다. 연구팀은 아동기 빈곤은 청소년기와 청년기의 일탈적 행동으로 이어질 수 있을 뿐만 아니라 대를 이은 빈곤의 악순환을 겪게 만들 가능성이 높다고 지적했습니다. 이번 연구를 주도한 에릭 라이 리버풀대 보건정책학 박사는 “유년기에 경험하는 빈곤은 장기적으로 사회 전체에 부정적 영향을 미칠 수 있는 만큼 정부 정책과 복지 서비스는 모든 어린이가 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 책임지는 방향으로 추진돼야 한다”고 강조했습니다. 북유럽 국가들이 혁신적인 이유는 탄탄한 복지 체계를 배경으로 시장에서 실패하더라도 다시 재기할 수 있다는 확신을 공유하기 때문입니다. 최근 많은 사람들이 한국 사회에 기업가 정신이 사라졌다고 비판합니다. 4차 산업혁명을 외치는 요즘 1970~1980년대처럼 ‘하면 될 것’이라는 생각만으로는 혁신과 성취 아무것도 얻을 수 없습니다. 삶의 안정성이 보장되지 않는 사회에서 도전 정신과 기업가 정신을 말하는 것은 나무 아래에서 물고기를 구하는 꼴이고 ‘꼰대이즘’일 뿐입니다. edmondy@seoul.co.kr

“식물 멸종은 전체 생태계 붕괴 가져올 수 있는 심각한 문제”많은 학자들이 지구온난화와 무분별한 벌목 등으로 인한 생태계 파괴로 동물의 멸종 속도가 지나치게 빠르다는 우려들을 내놓고 있다. 그런데 최근 유럽 연구자들이 분석한 결과 18세기 중반 이후부터 멸종한 식물이 조류, 포유류, 양서류를 합친 것보다 두 배나 많다는 충격적인 연구결과를 내놨다. 영국 왕립식물원 비교식물·균류생물학연구실, 생물다양성정보학·공간분석연구실, 스웨덴 스톡홀름대 생태·환경·식물과학과 공동연구팀은 지난 250년 동안 600여 종의 종자식물이 사라졌다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 에콜로지앤에볼루션’ 11일자에 발표했다. 이 같은 식물의 멸종 속도는 자연적으로 발생하는 것보다 최대 500배 가량 빠르다고 연구진은 분석했다. 연구팀은 종자식물과 관련한 국제적, 지역적, 나라별 멸종위기리스트와 각종 연구논문, 표본, 관찰기록물 등을 바탕으로 지금까지 멸종된 식물 종을 확인했다. 연구팀은 특히 1753년부터 2018년 사이에 571종의 식물종이 멸종된 것으로 확인됐다. 같은 기간에 조류, 양서류, 포유류는 모두 217종이 멸종된 것으로 알려져 식물의 생존 상태가 더 심각한 것으로 조사됐다. 이는 매년 약 2종의 식물이 멸종하는 것으로 전례없는 멸종 속도이며 인간의 환경파괴와 지구온난화로 인한 기후변화가 주요 원인으로 지적됐다.연구팀은 ‘식물 멸종’에 주목해야 하는 것은 지구상 모든 생명체가 숨쉬는데 필요한 산소와 음식 대부분이 식물에 의존할 뿐만 아니라 식물에 직접 의존하는 곤충의 생존에 직접 영향을 미쳐 결국은 지구 전체 생태계 시스템을 붕괴시킬 수 있기 때문이라고 설명하고 있다. 실제로 유엔 환경계획 산하 ‘생물다양성과 생태계를 위한 정부간 과학정책기구’(IPBES)가 지난 4월 발표한 보고서에 따르면 현재 약 100만 종의 동식물이 멸종위기에 처해있으며 매일 135종의 식물, 동물, 곤충들이 멸종하고 있다. 에일리스 험프리스 영국 왕립식물원 박사는 “자연 생태계에 존재하는 많은 종들은 대부분 직간접적으로 식물에 생존을 의존하고 있는 상황인데도 현재 종다양성 유지를 위한 노력은 대부분 동물에 집중돼 있는 것이 사실”이라며 “이번 연구와 같이 식물종의 손실정도, 장소, 원인 등을 분석하는 것은 생태학자 뿐만 아니라 인간 사회의 유지를 위해서도 필요한 일”이라 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

상대성이론으로 현대물리학의 한 축을 만들어 낸 알버트 아인슈타인은 “꿀벌이 사라진다면 인류도 4년 내에 지구상에 사라질 것”이라는 말을 했다고 한다. 발언의 진위여부를 떠나 유럽에서 꿀벌은 소, 돼지에 이어 세 번째로 중요한 가축으로 대접받고 있다. 실제로 유엔식량농업기구(FAO)의 조사에 따르면 꿀벌은 세계 주요 100대 농작물 중 71개 작물의 가루받이(수분)을 돕는 것으로 알려져 있다. 그런데 2006년부터 미국과 유럽을 중심으로 꿀벌들이 대량 폐사해 사라지는 일이 잦아지고 있다. 기후변화와 함께 과도한 농약 사용 때문으로 알려졌지만 정확한 원인은 알려져 있지 않다. 이 같은 상황에서 영국, 오스트리아, 프랑스 등 20개국 37개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 2017~2018년 겨울 사이에 또다시 꿀벌 개체군의 16%가 줄어든 것이 확인됐다고 10일 밝혔다. 스위스 베른대 꿀벌건강연구소가 주축이 된 ‘국제꿀벌연구협회’(COLOSS)에서 주도한 이번 연구결과는 농학 분야 국제학술지 ‘에피컬처럴 리서치‘ 최신호(5월 31일)에 실렸다. 연구팀은 미주지역과 유럽 36개국 2만 5363명의 양봉가들을 대상으로 2017~2018년 겨울 기간 동안 이들이 관리했던 54만 4879개의 벌통에 관련한 설문조사를 실시했다. 조사 결과 8만 9124개의 벌통의 벌들이 폐사한 것으로 조사됐다. 포르투갈, 북아일랜드, 이탈리아, 영국 잉글랜드 지역에서는 손실율이 25%를 넘었고 벨로루시, 이스라엘, 세르비아에서는 손실율이 10% 미만으로 나타났다. 또 독일, 스웨덴, 그리스의 경우는 지역별로 손실율 격차가 크게 나타났다.전체적으로 보면 2016~2017년 겨울에 나타난 손실율 20.9%보다 감소했지만 2015~2016년에 나타났던 12%보다는 여전히 높은 수준인 것으로 확인됐다. 특히 영국 스코틀랜드 지방에서의 벌꿀 폐사율은 3년 간 18%, 20.4%, 23.7%로 꾸준히 증가하고 있는 것으로 연구팀은 보고했다. 연구팀의 분석에 따르면 양봉시즌에 맞춰 벌통을 바꾸는 등 양봉 환경을 바꾼 사람들과 대규모 양봉가보다는 소규모 양봉가들의 피해가 적은 것으로 나타났다. 이번 연구를 이끈 앨리슨 그레이 영국 스트래스클라이드대 수학및통계학과 교수는 “꿀벌 폐사는 복잡한 문제로 특정 날씨 패턴이나 양봉환경에 따라 달라지고 여름철에 양봉관리가 어떻게 됐는가에 따라 겨울철 폐사율이 달라질 수 있다”라며 “특히 최근들어 기후변화로 인해 꿀벌의 천적인 각종 기생 진드기의 번식기간이 길어져 꿀벌 폐사율에 영향을 미치는 것으로 분석되고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“피부의 바깥에 스미는 어둠 / 낯설은 거리의 아우성 소리 / 까닭도 없이 눈물겹고나” 1930년대 조선의 대표적 모더니즘 시인으로 알려진 김광균의 1939년 작품 ‘와사등’의 한 부분이다. ‘피부의 바깥에 스미는 어둠’이라는 부분은 중고등학교 국어시간에 배움직한 ‘촉각의 시각화’라는 공감각적 표현이다. ‘공감각’은 어떤 자극에 의해 일어나는 감각이 동시에 다른 영역의 감각을 일으키는 현상이다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부, 미국 듀크대 화학과 공동연구팀은 외부 자극을 색상변화로 표현할 수 있는 인공전자피부기술을 개발해 문학적 표현법인 ‘공감각’을 현실화시켰다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 기존에도 역학 변색형 고분자 소재를 활용해 전자피부를 만들 경우 별도 전원 공급 없이 외부 자극에 대해 색 변화를 보여줄 수 있었다. 문제는 색변화가 나타나기 위해서는 강한 외부 자극이 필요하다는 문제점이 있었다. 연구팀은 복합고분자소재(PDMS)에 마이크로미터 크기의 미세한 구멍을 만들고 그 안에 기계적 강도가 우수한 실리카 나노입자를 코팅해 외부 자극에 대한 민감도를 높인 인공전자피부를 만들었다. 마이크로 구멍과 실리카 나노입자에 의한 에너지 분산효과로 인해 신축성이 기존 기술과 비교해 최대 4배 정도 우수한 것으로 나타났다. 이번에 만든 기술은 PDMS 소재를 뼈대로 삼고 있기 때문에 은나노와이어 기반의 투명전극과 융합을 통해 마찰전기 센서로도 활용될 수 있다. 이번에 개발한 PDMS 전자피부 기술과 마찰전기 기술을 융합시킬 경우 음성인식, 동작인식 센서 등에도 활용할 수 있다. 고현협 UNIST 에너지및화학공학부 교수는 “이번 연구는 복잡한 전기신호 기반의 인공전자피부와는 달리 시각적 색의 변화로 외부 자극 세기를 표현할 수 있어 차세대 인공전자피부 기술에 대한 핵심역할을 할 것”이라며 “특히 색의 변화라는 시각적 변화가 직관적으로 정보를 제공함으로써 사용자가 접근하기가 더 용이할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

네덜란드의 화가 한 판 메이헤런(Han van Meegeren, 1889~1947)은 2차 세계대전이 끝난 직후 독일 나치에 협력한 죄로 체포됐다. 히틀러의 오른팔이었던 헤르만 괴링에게 네덜란드 국보급 화가 얀 베르메르의 ‘간음한 여인과 그리스도’라는 그림을 팔아넘겼기 때문이다. 당시 유명한 미술평론가들마저도 이 그림은 베르메르의 알려지지 않은 미술품으로 평가받았던 작품이었다. 그러나 반전은 재판에서 그동안 자신이 거래해 온 베르메르의 작품들은 모두 위작이라고 공개한 것이다. 재판정은 메이헤런의 주장을 검증하기 위해 3개월간 가택연금을 당한 상태에서 위작을 만드는 전 과정을 공개했다. 그렇게 만든 위작이 베르메르 풍의 ‘신전에서 설교하는 젊은 예수’라는 작품이었다. 결국 국가적인 반역자에서 적국의 장군을 골탕먹인 애국자로 대접받게 된 것이다. 판 메이헤런은 베르메르의 스타일과 기술 뿐만 아니라 17세기에 만들어진 캔버스를 구해 고전화가들이 하는 방식으로 그림을 그리고 화학약품으로 색을 희미하게 만드는 한편 열을 가해 균열을 만드는 방식으로 위작을 만들어 전문가까지 감쪽같이 속아넘겼던 것이다.최근에는 위작을 만들 때는 위조를 하려고 하는 시대의 무명 작품을 구해 물감이나 페인트를 긁어낸 다음 녹여서 사용하는 방식이 시도되는 등 세계적인 미술품 위조범 판 메이헤런을 뛰어넘는 위작 기술들이 등장해 최고의 전문가들마저도 머리를 긁적이게 만들고 있다고 한다. 그런데 스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich) 이온빔물리학연구실, 지리학연구실, 무기화학연구실, 베른대 공대, 베른예술대학, 독일 쾰른대 보존과학연구소, 미국 인디애나폴리스미술관 보존과학연구소 공동연구팀은 오래된 재료를 사용해 예술품을 위조하더라도 200㎍(마이크로그램) 미만의 미세한 시료만으로도 위작을 가려낼 수 있는 결정적 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 4일자에 실렸다. 위조품 여부를 식별 할 때 보통 방사성탄소연대측정이라는 기술을 이용한다. 탄소의 동위원소 중 하나인 탄소14(C-14)를 이용해 이 원자가 일정한 속도로 붕괴한다는 사실에 근거해 탄소12에 대한 탄소14의 비율을 비교함으로써 연대를 측정하는 방식이다. 문제는 위작과 비슷한 연대의 재료들을 구해서 사용하면 위작 여부를 판단하기 쉽지 않다는 점이다. 이에 연구팀은 여러 시대에 사용된 물감들의 샘플을 구한 다음 화학적 방법을 사용해 순수한 탄소 10㎍만 남을 때까지 시료를 정제했다. 이렇게 만들어진 기준시료를 이용해 위작에 사용된 재료들과 비교한다는 것이다. 지금까지 사용돼 왔던 방사성탄소연대측정 방법을 한 단계 업그레이드 시킨 기술을 만들어 낸 것이다. 실제로 연구팀은 이번 기술을 활용해 로버트 트로터라는 사람이 미국의 민속화가 사라 혼의 그림을 위조한 작품을 판단했다. 트로터가 1985년에 그린 위작에는 ‘사라 혼, 1866년 5월 5일’이라는 서명이 붙어있으며 혼의 화풍과 형태까지 비슷해 진품과 구분하기가 쉽지 않은 것으로 알려졌다.연구팀은 그림이 그려진 캔버스의 조각 일부와 200㎍ 미만의 물감 가루를 분석했다. 그 결과 캔버스는 19세기의 것이 맞지만 물감은 가짜라는 것을 밝혀낸 것이다. 오래된 물감을 긁어서 실제 그림에 재사용하기 위해서는 결착제(binding agent)를 이용해야 한다. 결착제에 사용되는 오일은 최근의 것들이 많기 때문에 탄소14가 과다하게 포함돼 있다. 이 때문에 캔버스와 물감을 아무리 오래 전 것을 사용한다고 하더라도 날짜가 모순되게 된다는 설명이다. 라우라 헨드릭스 ETH 물리학과 연구원은 “이번에 개발한 기술은 최근 교묘해지고 있는 위작을 확실히 구별해 낼 수 있는 거의 유일한 방법”이라며 “위작 여부를 판단할 수 있는 기준 시료를 구하는 것이 쉽지 않고 측정과정이 복잡해 측정 시간이 오래걸리고 비용이 많이 든다는 문제들이 있지만 추가 연구를 통해 이런 단점들을 해결할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘명경지수’(明鏡止水). 밝은 거울과 멈춰있는 물이라는 뜻으로 고요하고 깨끗한 마음을 가르키는 말입니다. ‘장자’의 덕충부편에 “사람은 흘러가는 물에는 비춰볼 수 없고 고요한 물에 비춰봐야 한다. 오직 고요한 것만이 고요하기를 바라는 모든 것을 고요하게 할 수 있다”라는 문장 속에 있는 단어이다. 자기개발서나 대중심리학 책에서도 ‘명경지수’를 강조하지만 복잡한 인간관계에 무엇에 쫓기는 듯 바쁜 일상까지 더해져 정신없는 현대인에게 고요하고 깨끗한 마음이라는 단어는 사전에서나 찾아볼 수 있을 정도이다. 게다가 고요한 마음을 갖기 위해서는 조용한 곳을 찾아 가야하고 학원 같은 곳에 등록해 배워야 할 것만 같아 부담스럽기까지 하다. 그런데 뇌신경과학자들이 하루 5분이라는 짧은 시간의 명상만으로도 마음의 안정과 집중력 등을 얻을 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UC샌프란시스코) 신경학과, 신경과학연구소, 스피릿 록 명상센터, 뉴멕시코대 심리학과, 스탠포드대 의대 정신의학과, 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 정신의학과 공동연구팀은 하루 5분 안팎의 짧은 명상만으로도 집중력과 기억력을 향상시킬 수 있다고 7일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 및 심리학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 4일자에 실렸다. 연구팀은 18~35세의 건강한 성인남녀 59명에게 연구팀이 개발한 명상 애플리케이션(앱)을 사용해 매일 10분 이내, 6주 동안 명상을 하도록 했다. 연구팀이 개발한 앱에는 명상음악과 백색소음, 명상에 집중할 수 있도록 하는 지시가 들리도록 설계했다. 연구팀은 명상을 하는 동안 뇌가 활성화되는 부위를 찾아내기 위해 뇌전도(EEG)를 측정했다. 32명이 사용한 명상 앱에는 명상음악과 백색소음이 나오도록 설계됐다. 연구팀은 명상 실험을 하는 6주 동안 실험대상자들이 자신의 호흡에 집중하는 시간을 기록하도록 해 시간의 변화도 관찰하도록 했다. 그 결과 실험 시작 직전에는 하루 평균 20초 정도 밖에 자신의 호흡에 집중하지 못했는데 한 달 정도 지난 뒤에는 최대 6분까지 집중하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 명상을 지속하면서 자기 통제력과 집중력에 관여하는 내측 전두엽 피질과 측면 전두엽 피질이 활성화 정도가 커지는 것도 관찰됐다. 또 명상을 꾸준히 하면 작업기억이라고 불리는 단기기억력도 약 30% 이상 상승되는 것으로 확인됐다. 데이빗 지글러 UC샌프란시스코 신경과학 교수는 “따로 전문가의 지도를 받지 않더라도 본인이 편안하다고 생각하는 환경에서 하루 5분 이내의 짧은 명상을 매일 지속하는 것은 자기 통제력 강화는 물론 집중력과 기억력 향상, 신체 면역력 강화에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가을이 시작되서 이듬해 봄까지 한반도는 미세먼지 때문에 몸살을 앓는다. 이웃 국가의 영향과 함께 화석연료의 과다 사용이 원인으로 꼽히고 있어 생물자원인 바이오매스를 기반으로 한 미생물 기반 화합물 생산기술이 다양하게 연구되고 있다. 문제는 폐목재나 옥수수, 유채 같은 바이오매스를 확보하는데는 한계가 있기 때문에 친환경 바이오연료 및 화합물을 충분히 생산하기는 쉽지 않다. 포스텍 융합생명공학부, 화학공학과, 서울대 화학생물공학부 공동연구팀은 다시마, 미역 같은 갈조류를 이용해 친환경 바이오연료와 친환경 바이오화합물을 고속생산할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 6일자에 실렸다. 해조류는 육상 식물에 비해 성장속도가 빠르고 지구의 상당부분을 차지하는 바다에서 자라기 때문에 채취가 용이하다는 장점이 있다. 그러나 해조류에 포함된 알긴산 같은 다당류를 쉽게 에너지원으로 바꿀 수 있는 산업용 미생물이 없어 공정개발이 쉽지 않았다. 연구팀은 알긴산이 포함된 해조류를 빠르게 연료로 바꿀 수 있는 신종 미생물을 발굴하고 유전자 조작기술로 바이오연료나 화합물을 빠르게 생산해낼 수 있도록 설계했다. 실제로 미생물의 대사경로를 바꿔 해조류에서 바이오연료인 에탄올과 플라스틱 원료인 2,3-부탄디올, 생리활성물질인 라이코펜 등 다양한 화학제품을 만들어 낼 수 있게 됐다. 미생물을 이용해 해조류에서 다양한 화학제품을 직접 생산할 수 있도록 인공 미생물 화학공장을 만든 것이다. 연구팀이 개발한 인공 미생물은 대장균이나 효모 같은 기존의 산업용 미생물과 비교해서도 2배 이상 월등히 빠르게 성장하고 바이오매스 전환속도가 빨라 다른 분야에서도 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 서상우 서울대 화학생물공학부 교수는 “이번에 발견해 설계한 미생물은 해조류에서 채취할 수 있는 탄소원을 빠르게 대사해 고부가가치 화학제품을 만들어 낼 수 있게 해 미생물 발효 공정의 경제성과 효율성을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘퀸’의 리더 프레디 머큐리, 영화 ‘사이코’의 주연 앤서니 퍼킨스, 1950~60년대 대표적인 미남 배우 록 허드슨은 모두 후천선면역결핍증(에이즈)으로 인한 후유증으로 사망했다. 1980년대에는 ‘20세기 흑사병’으로 알려지면서 치료가 불가능한 질병으로 알려졌지만 최근 과학기술과 의학의 발달로 다양한 치료방법이 등장하면서 관리 가능한 질병이 되가고 있으며 미국 농구선수 매직 존슨처럼 실제로 완치된 사람들까지 나오고 있는 상황이다. 그렇지만 질병을 사전에 차단하고 예방할 수 있는 백신은 아직까지 나오고 있지 않다. 이런 가운데 네덜란드 암스테르담대 감염·면역연구소, 바이오메디컬 영장류연구센터(BPRC), 서울대 약대, 미국 스크립스연구소 통합구조·계산생물학과, 듀크대병원 외과, 영국 옥스포드대 생화학과, 임페리얼칼리지런던 의대, 이탈리아 IRCCS 산라파엘과학연구소, 스페인 카를로스3세 왕립보건연구소 공동연구팀은 에이즈를 유발시키는 인간면역결핍바이러스(HIV) 단백질의 대표적인 구조를 설계하는데 성공해 치료용 항체를 유도해 낼 수 있게 됨으로써 백신 개발 가능성을 높이게 됐다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(5월 30일자)에 실렸다. 에이즈 치료 항체 개발이 어려운 이유는 HIV 단백질이 지속적으로 다양하게 변이된다는 점 때문이다. HIV의 외부 단백질이 사람의 면역세포에 결합해 침투하는 과정을 저해하는 치료법이 제시되기도 했지만 역시 변이가 잦아 치료제나 백신 개발로 이어지지는 못했다. 연구팀은 2017년까지 알려진 6000여개 이상의 HIV 외피 단백질의 변이를 모두 분석해 외피 단백질을 대표하도록 설계된 단백질 ‘ConM’(콘엠)을 설계하고 단백질 3차원 구조를 밝혀냈다.콘엠 단백질을 백신으로 사용할 경우는 변이가 잦은 HIV 외피 단백질을 광범위하게 중화시킬 수 있는 항체를 유도할 가능성이 큰 것으로 연구팀은 생각했다. 실제로 연구팀은 이번에 설계한 콘엠 단백질을 토끼와 짧은꼬리원숭이에 주입해 에이즈 치료 항체를 유도하는데 성공함으로써 백신 개발 가능성을 규명하기도 했다. 교신저자로 참여한 서울대 약대 한병우 교수는 “이번 연구는 인간 면역세포 침투에 있어서 가장 중요한 역할을 하는 HIV 외피 단백질을 백신으로 개발함으로써 다양한 변이 외피 단백질들을 중화시킬 수 있는 항체를 유도할 수 있게 해줄 것”이라며 “이번에 개발한 방법론은 에이즈처럼 변이가 심해 치료법 개발이 쉽지 않은 독감 바이러스, 에볼라 바이러스, C형 간염 바이러스 단백질에도 적용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

푹 자고 일어난 것 같은데도 온몸이 찌뿌둥하고 하루 종일 하품을 참을 수 없다. 지난해 7월 주 52시간 근무제도가 도입되면서 직장인들이 야근에서 벗어나기는 했지만 현대인들은 여전히 수면 장애에 시달리고 있다. 미국 보스턴 브리검여성병원 네트워크의학부 연구진은 잠 들고 깨는 시간과 수면 지속 시간이 불규칙한 경우 비만, 고지혈증, 고혈압, 당뇨와 같은 대사질환이 발생할 가능성이 그렇지 않은 사람들보다 27% 높다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘당뇨 케어’ 5일자에 실렸다. 연구팀은 미국에 거주하는 45~84세 사이 다양한 인종의 남녀 2003명을 대상으로 2010~2017년 수면 상태와 대사질환 여부를 포함한 건강지표를 장기 추적 조사했다. 조사 대상자들에게는 수면 시간과 수면의 질을 정밀하게 측정할 수 있는 손목시계형 신체활동측정기 ‘액티그래프’를 착용하도록 했다. 이와 함께 매일 수면 일기를 쓰도록 하는 한편 2~3개월 간격으로 수면 습관과 건강 관련 설문조사를 실시했다. 분석 결과 수면 지속 시간과 취침, 기상 시간이 불규칙적으로 변하면 1년 이내에 ‘좋은 콜레스테롤’으로 알려진 HDL 수치는 낮아지고 총중성지방 수치, 혈압, 허리둘레는 늘어나는 등 각종 대사기능 장애가 나타난다는 사실이 확인됐다. 또 수면 시간과 수면 패턴이 가장 불규칙한 이들은 비정규직 흑인남녀로 다른 실험 대상보다 우울증을 앓는 비율과 수면 무호흡 지수가 높게 나타났다. 미국의 대표적인 싱크탱크인 랜드연구소 행동심리학자들도 캘리포니아 남부에 거주하는 다양한 인종의 청소년 1850명을 대상으로 수면 시간과 행동 양식을 2013년부터 4년간 추적 조사했다. 연구팀은 청소년의 권장 수면 시간인 8~10시간의 수면을 취하지 못하는 경우 의사결정 능력이 떨어지고 충동성에 영향을 미쳐 약물 과용이나 안전하지 못한 성적 행위에 빠질 가능성이 높다는 연구 결과를 미국심리학회에서 발행하는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘보건심리학’ 3일자에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘클알못’(클래식 음악을 잘 알지 못하는 사람)이라도 ‘천재’ 아마데우스 모차르트와 악성(樂聖) 루트비히 판 베토벤의 이름과 곡 하나 정도는 알고 있을 것이다. 서양 고전음악을 연구하는 음악학자들은 다양한 방법으로 이들의 음악적 구조와 작곡 스타일 등을 분석한다. 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 디지털인문학연구소 디지털인지음악학실험실 연구팀은 베토벤이 작곡한 현악4중주 16곡을 디지털화한 다음 분해해 통계적 방법으로 베토벤의 작곡 스타일과 무엇이 베토벤의 음악답게 만드는지를 처음으로 분석해 내는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 7일자에 실렸다. 현악4중주는 2대의 바이올린과 비올라, 첼로가 함께 연주하는 음악으로 18세기부터 서양 고전음악의 실내악에서는 매우 중요한 양식이다. 특히 전통적 현악4중주는 교향곡처럼 규모가 큰 4악장 형식을 갖추고 있어서 연구팀은 작곡가의 스타일을 분석하기 유용하다고 판단했다. 게다가 베토벤도 1799년부터 죽기 직전인 1826년까지 현악4중주 작곡에 매달려 있었다. 연구팀은 8시간에 달하는 현악4중주 연주와 음악 이론가들이 만든 수십만개의 주석(annotation)을 디지털 데이터로 전환했다. 분석 결과 베토벤의 현악4중주에는 1000가지 이상의 서로 다른 화음들이 포함돼 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 1000여가지 화음 중 베토벤이 즐겨 사용한 화음은 극히 일부이며 이를 기반으로 다양하게 변화시켜 곡을 만들었다고 설명했다. 또 한 화음에서 다음 화음으로 전환이 빠르고 빈번하게 나타나는 것도 베토벤 작곡 스타일이라고 분석했다. 곡의 시작에 사용되는 화음에 따라 곡의 진행 형식과 연주 시간이 결정된다는 사실도 확인했다. 마르틴 로마이어 EPFL 교수는 “이번 연구는 전통적인 음악학 연구방식에서 벗어나 통계학적 방법으로 음악을 정밀하게 분석했다는데 의미가 크다”라며 “많은 음악가들의 음악도 디지털 분석함으로써 음악적 특성과 작곡 스타일을 통계적으로 해석하는 작업을 이어갈 계획”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

英·伊·오스트리아, 남녀 배우 250만명 경력 분석美·인도, 외교문서 골라내 미래 예측·대응 알고리즘 개발“그것은 사회적, 경제적 자극에 대한 인간 집단의 반응을 다루는 수학의 한 분야가 됐다. … 심리역사학은 통계학이기 때문에 한 개인의 미래를 정확히 예언할 수 없다는 것은 익히 알려져 있다.” 미국의 생화학자이자 세계 SF 3대 거장으로 꼽히는 아이작 애시모브가 20대 초반에 시작해 1992년 72세로 세상을 뜨기 전까지 썼던 ‘파운데이션’ 시리즈에는 해리 셀던이라는 천재 수학자가 만든 ‘심리역사학’이라는 가상의 학문이 등장한다. 해리 셀던이 심리역사학으로 은하제국의 몰락을 예측하고 ‘파운데이션’이라는 집단을 만들어 파국적인 상황을 막고 미래를 대비하도록 한다는 것이 파운데이션 시리즈의 주요 줄거리다. ●“배우의 성공은 연기력보다 환경에 좌우” 애시모브의 심리역사학은 통계물리학을 보고 만들어진 것이다. 통계물리학은 입자가 매우 많거나 복잡한 시스템을 통계적 방법으로 연구하는 분야다. 개별 분자 행동은 예측할 수 없지만 공기 전체 움직임을 설명하고 예측하려는 통계물리학처럼 심리역사학도 사람도 개개인의 행동을 예측하기는 어렵지만 거대한 역사의 흐름을 예측할 수 있다고 설정됐다. 그런데 실제로 최근 수학자들이 수학적 방법으로 역사를 예측하고 쇼비즈니스의 성공 가능성까지 예측할 수 있는 방법을 개발했다. SF 속 심리역사학이 현실로 다가오게 된 것이다. 영국 런던 퀸메리대 수리과학부, 앨런튜링연구소, 이탈리아 카타니아대 물리천문학과, 국립핵물리연구소(INFN), 오스트리아 빈복잡계과학허브(CSHV) 공동연구팀은 배우의 경력을 정량화하고 성공과 경력의 지속가능성을 예측할 수 있는 수학적 모델을 만들어 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 5일자에 발표했다. 연구팀은 인터넷영화데이터베이스(IMDb)를 이용해 1888년 최초로 만들어진 영화부터 2016년 1월 16일까지 개봉된 영화, TV드라마에 이름을 올린 남자배우 151만 2472명과 여배우 89만 6029명의 경력을 분석했다. 분석 결과 약 70% 배우들의 전체 경력이 1년에 불과했고 주연급이든 조연급이든 일이 끊기지 않고 배우로서 10년 이상 생명력을 이어 가는 이들은 10% 미만으로 나타났다. 연예계에서 경력은 특정 상품에 대한 수요가 다른 사람들에게 영향을 주는 ‘네트워크 효과’가 강하게 나타난다고 연구팀은 설명했다. 유명세를 타는 배우들이 일자리를 더 얻기 쉽고 대부분의 일을 가져간다는 것이다. 공백기가 긴 배우들은 이전의 유명세와는 상관없이 복귀 후 인기를 회복할 확률이 낮아지는 것으로 예측됐다. 연구팀은 이번 예측식으로 일부 배우들의 활동 기간과 흥행 여부를 계산한 결과 비교적 정확하게 계산된 것으로 알려졌다. 루카스 루카사 퀸메리대 수리과학부 교수는 “이번 연구 결과에서 흥미로운 것은 임의적인 무작위적 사건들이 증폭되면서 부익부 빈익빈 현상이 나타난다는 점”이라면서 “배우들의 성공과 생명력은 연기력보다는 환경에 좌우될 가능성이 크다는 것도 새로 알게 됐다”고 말했다. 또 미국 마이크로소프트(MS) 뉴욕연구소와 MS 인도 방갈로르연구소, 미국 컬럼비아대 역사학과 공동연구팀은 국무부가 공개한 외교 문서와 당시 발생한 중요한 사건들을 연관 분석해 역사적으로 중요한 사건을 암시하는 문서들을 골라내 미래를 예측해 대응할 수 있는 알고리즘을 개발했다. 이 연구 결과는 생물학 및 심리학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 6월 4일자에 실렸다.●인공지능 문서보관자·미래학자 개발 가능성 연구팀은 미국 국무부가 각종 보고서를 전자문서 양식으로 저장하기 시작한 1973년 자료부터 지난해 기밀 해제된 1979년까지의 기록 195만 2029건을 분석했다. 연구팀은 우선 국무부가 중요하다고 평가해 놓은 보고서들이 이후 벌어진 실제 사건들을 얼마나 정확하게 설명하고 예측했는지를 역사학자들에게 수작업으로 평가하도록 한 다음 인공지능에 기계학습시켰다. 이렇게 학습된 인공지능으로 공문서를 바탕으로 역사적 사건들을 예측하도록 했다. 그 결과 예상 밖으로 출장 일정처럼 주목도가 떨어지는 일상적 보고서도 역사적 사건을 예측하는 데 중요한 단서가 될 수 있음이 밝혀졌다. 덩컨 와츠 MS뉴욕연구소 수석연구원은 “아인슈타인 상대성이론 발견, DNA 이중나선 구조의 발견, 달 착륙, 베를린 장벽 붕괴 등 역사적인 사건들도 모두 사소한 사건에서 촉발됐다”며 “이번 연구는 수많은 문서 더미 속에서 역사적 문서를 식별해 낼 수 있는 인공지능 문서보관자나 인공지능 미래학자를 개발할 수 있는 가능성을 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 들어 공원이나 넓은 공터에서 드론을 날리는 모습을 자주 볼 수 있다. 관성항법센서와 GPS 수신기가 경량화되고 자율주행 기술이 발전하면서 드론이 보편화되고 소형화되면서 레저용으로 이용하는 사람이 늘고 있기 때문이다. 드론의 크기에 따라 택배 배달용으로도 활용되기도 한다. 문제는 드론 사용이 보편화되면서 범죄나 테러용으로 사용될 가능성도 배제할 수 없다. 국내 연구진이 GPS 신호 교란으로 드론을 다른 장소로 납치해 제거할 수 있는 대테러 안티 드론 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전기및전자공학부 김용대 교수팀은 위조 GPS 신호를 이용해 드론 위치를 속여 드론을 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구성과는 전자보안 분야 국제학술지 ‘ACM 트랜잭션 온 프라이버시 앤 시큐리티’에 실렸다. 드론이 사용이 보편화되면서 사유지와 주요시설 무단 침입, 테러나 범죄에 사용될 경우도 배제할 수 없는 상황에서 공항 같은 주요시설에서 활용되는 안티 드론 시스템은 방해전파나 고출력 레이저를 쏘거나 그물로 포획하는 방식이다. 그러나 폭발물이나 무기를 장착한 드론의 경우는 주요시설물이나 군중과 안전거리를 확보해야 하는데 현재의 기술로는 드론을 못 움직이게 하거나 그자리에 추락시키는 것인데 이 때는 피해를 최소화하기 어렵다. 연구팀은 위조 GPS 신호를 이용해 드론 위치를 속여 드론을 하이재킹하는 안티 드론 기술을 개발했다. 현재도 GPS 신호를 교란시키거나 위조해 정해진 위치나 경로를 이탈시키는 기술이 있지만 GPS 안전모드가 활성화되면 적용하기 어렵다. GPS 안전모드는 드론이 위조 GPS 신호로 신호가 끊기거나 위치 정확도가 낮아지면 발동되는 비상모드로 드론 모델이나 제조사에 따라 제각각이다. 연구팀은 주요 드론 제조업체의 드론 GPS 안전모드를 분석하고 이를 바탕으로 드론 GPS 작동 분류체계를 만들어 유형에 따른 드론 납치 시스템을 설계했다. 이번에 만든 시스템은 거의 모든 형태의 드론 GPS 안전모드를 포함하고 있어 보편적으로 적용할 수 있다. 연구팀은 실제 4종의 드론을 이용해 이번에 개발한 시스템을 적용한 결과 미세한 오차범위 내에서 원하는 방향으로 드론을 안전하게 유도하는데 성공했다. 김용대 교수는 “대부분의 드론은 GPS 안전모드를 갖추고 있어 위조 GPS 공격에 안전한 것처럼 보이지만 대부분 우회가 가능하다”라며 “이번 기술은 드론의 GPS 안전모드를 무력화시켜 불법 드론 비행으로 발생하는 항공업계와 공항의 피해나 테러 위협을 줄이는데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 체내 일산화질소를 없애 류머티스 관절염을 치료하는 방법이 개발됐다. 포스텍 화학과 연구팀은 체내 일산화질소만을 잡아내는 류머티스 관절염 치료제를 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호에 실렸다. 일산화질소는 체내에서 국부적 조절인자나 신경전달물질로 작용한다. 혈중 산소농도가 떨어지면 혈관 벽 내피세포는 일산화질소를 만들어 내 근육을 이완시켜 혈관을 확장시킴으로써 산소가 원활하게 공급될 수 있도록 만들어 준다. 당초 심혈관 치료제로 개발됐다가 발기부전 치료제로 쓰이고 있는 비아그라의 경우는 체내 일산화질소 분해를 지연시켜 혈관 확장이 유지되도록 하기도 한다. 체내 일산화질소는 발생한지 몇 초 지나지 않아 금새 분해되지만 과다하게 생성되거나 분해되지 않을 경우 루푸스나 크론병, 류머티스 관절염 같은 염증성 질환을 유발시킨다. 연구팀은 2017년에도 일산화질소에 반응하는 매크로 하이드로젤을 개발한 바 있다. 이번에 연구팀은 아크릴아마이드와 일산화질소 가교제를 중합시킨 나노 하이드로젤을 만들었다. 이번에 개발한 나노 하이드로젤은 일산화질소를 직접 포집할 수 있다는 장점이 있다. 기존에 나온 일산화질소 억제 물질들은 유전자나 생체 효소에 직접 영향을 미치기 때문에 인슐린 저항성, 심혈관 이상 같은 부작용이 나타는 경우가 많았다. 연구팀은 류머티스 관절염을 유발시킨 생쥐를 대상으로 실험한 결과 현재 염증 억제제로 사용되고 있는 ‘덱사메타손’과 비교해서도 류머티스 관절염을 더 효과적으로 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 김원종 포스텍 화학과 교수는 “이번에 개발한 나노젤은 생체 내 일산화질소를 직접 포집한다는 차원에서 류머티스 관절염을 효과적으로 치료하고 기존 약제의 부작용을 줄인다”라며 “특히 류머티스 관절염 이외의 염증성 질환에도 광범위하게 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1991년 개봉된 영화 ‘터미네이터2-심판의 날’에는 구형 터미네이터 T-800(아놀드 슈워제네거)을 제거하기 위해 미래에서 온 신형 터미네이터 T-1000(로버트 패트릭)이 등장한다. T-1000은 액체금속으로 만들어져 어떤 공격을 받아도 다시 원상복원되고 다양한 형태로 변할 수 있어 영화 마지막 장면까지 긴장감을 늦추지 않게 한다. 그런데 국내 연구진이 영화 속 T-1000처럼 외부에서 힘이 가해져 본래 모습이 변형되더라도 성능을 그대로 유지할 뿐만 아니라 자가 치유(self-healing) 특성까지 지닌 신소재를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구단과 생체재료연구단, 서울대, 고려대, 미국 스탠포드대 화학공학과 공동연구팀은 큰 변형이 있더라도 전기 전도도를 그대로 유지하고 손상 이전과 똑같은 모습으로 원상 복구될 수 있는 자가치유 특성을 가진 신소재를 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 신축성이 높은 자가 치유 특성을 가진 고분자의 내부에 은 마이크로 입자와 나노입자를 분산시켜 신축성이 우수하면서도 변형을 극복할 수 있는 전도성 고분자 복합 신소재를 개발했다. 이번에 개발된 신소재는 전자소자와 인체 사이에 안정적으로 전력과 데이터를 전송할 수 있는 ‘인터커넥트’로 활용될 수 있다. 연구팀은 이번에 개발된 소재를 인터커넥트로 활용해 실제로 몸에 부착해 근전도(EMG)라는 생체신호를 측정하는데 성공했다. 또 이 신호를 로봇팔로 전송해 실제 팔의 움직임을 그대로 따라할 수 있도록 하는데 성공했다.기존 소재들은 변형이 발생하면 전기전도도가 약해져 성능이 떨어지는데 이번에 개발된 신소재는 처음 상태의 35배까지 변형이 되더라도 성능이 저하되지 않는다. 처음 모습과 완전히 다르게 비틀리거나 구겨지더라도 성능이 문제가 없다는 설명이다. 게다가 외력에 의해 변형이 일어나면 내부 마이크로, 나노입자들이 재배열되면서 전기적 특성이 자발적으로 향상되는 ‘셀프 부스팅’ 현상이 나타난다는 것이 주사전자현미경, 마이크로 컴퓨터 단층촬영으로 확인됐다. 또 변형이 발생하면 오히려 전기전도도가 60배 이상 좋아지는 현상이 나타났다. 손상되거나 완전히 절단되더라도 스스로 회복되고 접합되는 자가 치유 능력을 보였다. 손동희 KIST 바이오닉스연구단 박사는 “이번에 개발한 신소재는 강한 외력과 변형에도 안정적으로 구동할 수 있어 차세대 웨어러블 전자기긱 개발과 상용화에 도움이 될 것”이라며 “의공학, 전자공학, 로봇 공학 분야 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 생명체 유지와 유전정보 전달을 위한 필수 대사과정인 염색체 복제에 관여하는 단백질의 핵심 작동원리를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단과 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 염색체 복제가 끝나면 DNA와 결합하는 PCNA라는 단백질이 결합되고 분리되는 메커니즘을 분자수준에서 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3일자에 발표했다. 염색체 복제는 DNA 생성에 관여하는 단백질들이 DNA와 결합하는 것으로 시작된다. 특히 고리형태의 PCNA 단백질은 바늘구멍에 실이 꿰어진 형태로 DNA와 결합해 염색체를 복제하고 손상된 염색체를 복구한다. 이 과정이 끝나면 PCNA와 DNA는 분리된다. 그러나 이 때 PCNA와 DNA가 분리되지 않고 계속 결합된 상태로 머물러 있게 되면 염색체에 돌연변이가 발생한다. 연구팀은 이런 염색체 돌연변이는 암이나 각종 유전질환을 일으킬 수 있다고 앞선 연구를 통해 밝혀냈다. 그렇지만 PCNA와 DNA가 분리되는 정확한 원리는 파악하지 못했다.그런데 연구팀은 PCNA와 DNA의 결합, 분리를 추적할 수 있는 실험방법과 실시간으로 결합과 분리를 관찰할 수 있는 ‘단분자 형광 이미징‘ 기술을 활용해 관찰했다. 그 결과 ATAD5-RLC라는 단백질이 PCNA 단백질의 고리를 열어 DNA를 분리시켜 염색체 복제 과정을 종료시킨다는 사실을 밝혀내고 ATAD5-RLC 단백질의 구조까지 확인했다. 이번 연구는 염색체 복제 과정, 손상복구 과정이 정상적으로 종료되지 않으면 유전정보의 변형이 일어난다는 사실을 분자적 수준에서 처음으로 밝혀낸 것이다. 명경재 IBS 유전체 항상성 연구단장은 “이번 연구는 생명체 필수 대사과정인 염색체 복제를 이해하기 위한 중요한 정보를 파악함으로써 생명의 근원을 이해하는데 한걸음 더 다가가게 해줬다”라며 “염색체 복제 오류는 암 같은 질환을 유발시키는 만큼 유전정보 이상으로 발생하는 병의 근본 원인을 규명하고 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라고 말했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

본격적인 여름의 시작이라는 6월로 접어들면서 폭염에 대해 걱정하는 사람들이 늘고 있다. 최근들어 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 극한 기상이 자주 나타나 여름에는 폭염 뿐만 아니라 허리케인, 태풍이나 폭우로 인한 홍수 등으로 전 세계가 몸살을 앓고 있다. 이 같은 기후변화로 인한 극한기상이 계속 나타고 있음에도 불구하고 ‘기후변화는 거짓말’이라고 믿는 사람들이 있다. 대표적인 인물이 미국 도널드 트럼프 대통령이다. 미국 내에서는 트럼프 대통령이 속한 공화당 지지자들도 기후변화에 의심의 눈초리를 갖고 있는 것이 사실이다. 그런데 최근 미국 연구진이 기후변화로 인한 극한 기상으로 피해를 본 지역사회들은 당파적 색깔과는 관계없이 기후변화에 대한 인식도가 높여진다는 사실이 밝혀졌다. 결국 “거짓말인줄 알았는데 겪어보니 알겠더라”는 설명이다. 미국 듀크대 환경대학, 콜로라도 덴버대 공공정책학과 공동연구팀은 홍수나 가뭄, 폭염 등을 겪은 지역 사람들이 기후변화에 대한 인식이 더 높고 기후변화를 막기 위한 행동에 더 적극적으로 나선다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 기상학 분야 국제학술지 ‘기후변화’ 1일자에 실렸다. 연구팀은 2013년 9월 엄청난 홍수를 겪은 콜로라도주 6개 지역의 주민들을 대상으로 2016~2017년에 기후변화와 관련한 설문조사를 실시했다. 연구팀은 2013년도 피해 정도, 당시 피해와 기후변화의 영향에 대한 인식, 현재 기후변화에 대한 인식, 정치적 성향 등에 대해 질문을 던졌다. 그 결과 개인적인 피해보다는 지역사회나 이웃의 피해를 목격한 경우 기후변화에 대한 심각성을 더 깊이 이해한다는 사실이 밝혀졌다. 또 기후변화로 인한 대형 자연재해를 입은 사람들은 기후변화에 대한 인식이 더 오래 지속되고 이를 바꾸기 위한 직접적인 행동에 나서는 것에 주저하지 않는다는 사실도 확인됐다. 기후변화에 대한 이웃의 피해를 목격하거나 직접 피해를 본 사람들은 자신의 정치적 성향과는 관계없이 기후변화에 대해 강한 인식을 갖고 있는 것으로 나타났다. 엘리자베스 올브라이트 듀크대 교수는 “이번 연구를 통해 심각한 재난 상황이라도 그것을 직접 체험하거나 체험하지 않은 사람들이나 집단이 얼마나 인식차이를 보이는지 알 수 있다”라며 “극한 기후변화로 재난이 상시화되고 있는 만큼 지역사회가 어떻게 반응하는가에 따라 재난 이후 회복 속도나 정도도 달라질 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr