“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

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

“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 차세대 디스플레이로 각광받고 있는 양자점발광다이오드(QLED)의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 기술을 개발했다. 한국전자통신연구원(ETRI) ICT소재부품연구소 연구진은 양자점 표면을 구성하는 물질을 바꿔 QLED의 밝기와 전류, 전력효율을 높일 수 있는 핵심기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 C’ 최신호 표지논문으로 실렸다. QLED는 유기발광다이오드(OLED)처럼 유기물을 이용해 빛을 내는 것이 아니라 빛을 내는 반도체 입자인 양자점을 이용한 디스플레이이다. OLED에 비해 표현할 수 있는 색의 범위가 넓고 자연에 가까운 색을 재현할 수 있어 주목받고 있다. 문제는 QLED 구성소자 문제로 전자의 이동이 원활하지 못해 전력사용량이 크고 성능과 수명을 짧아진다는 단점이 있다. 이는 최근 TV 등에 적용되고 있는 QLED에서도 나타나고 있는 문제이다. 연구팀은 피리딘이라는 물질을 활용해 전자의 움직임을 원활하게 만드는데 성공했다. 이 때문에 기존 QLED보다 낮은 전압으로도 선명한 색깔 구현이 가능하다. 실제로 기존 소자보다 4.5배 밝고 1.7배 전류효율, 2.3배의 전력효율 향상이 나타났다. 이현구 ETRI 유연소자연구그룹장은 “이번에 개발된 기술은 미국 국가텔레비전시스템위원회에서 정한 기준의 약 159% 색재현율을 보여 자연색에 가까운 색상을 구현함으로써 현재 ETRI에서 연구 중인 마이크로 디스플레이에도 적용할 계획”이라며 “이번 기술은 증강, 가상현실용 디스플레이는 물론 생체에 적용할 수 있는 광자극 광원 등 다양한 산업분야에서 활용될 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@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

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

“사람은 행복해서 웃을까, 웃어서 행복해지는걸까”는 심리학 분야에서 오랜 숙제였다. 이는 마음이 행동에 영향을 미치는 것인가 행동이 인간 심리에 영향을 미치는 것인가라는 근본적인 문제를 이해하는데 단초가 되기 때문이었다. 그런데 최근 미국 연구진이 지난 50여년 동안 진행돼 왔던 심리학 연구를 분석한 결과 웃어서 행복해진다는 결론을 이끌어 내 주목받았다. 미국 테네시대, 텍사스A&M대 실험심리학과 공동연구팀은 미소를 짓는 것이 본인의 행복감은 물론 다른 사람에게도 행복감을 가져다 주며 표정이 다른 사람의 심리에 영향을 미친다는 사실을 밝혀내고 실험심리학 분야 국제학술지 ‘사이콜로지컬 뷸레틴’ 12일자에 발표했다. 2016년 17개 연구기관이 참여한 공동연구팀이 웃음이라는 물리적 행동이 사람을 더 행복하게 만들 수 있는 연구결과를 발표했지만 다른 연구진들에 의해 재현되지 않아 실험의 신뢰성과 타당성에 의심하는 목소리가 높아졌다. 이 때문에 행복과 웃음의 상관관계에 대한 논란이 다시 촉발됐다. 이에 연구팀은 지난 50년 동안 진행된 관련 연구 138개의 논문과 데이터를 메타분석했다. 138개 연구에 등장한 실험대상자는 전 세계 약 1만 1000명에 이른다. 메타분석 결과 얼굴표정이 인간의 감정에는 크지는 않지만 영향을 미치는 것으로 나타났다. 웃는 것은 본인은 물론 사람들을 더 행복하게 만들고 분노를 표출하는 것은 더욱 화를 북돋우며 찡그리고 한숨을 쉬는 것은 더 슬프게 만들고 고민에 빠지게 만든다는 것이다. 이는 미소를 한 번 짓는 것만으로도 세상이 밝아질 수 있다는 전통적인 생각을 뒷받침하는 것이라고 연구진은 설명했다. 제프 라슨 테네시대 심리학과 교수는 “이번 연구결과는 행복해지기 위해서 자신의 감정을 억누르고 무조건 미소를 지으라고 하는 것은 아니다”라면서 “이번 발견은 우리의 감정을 형성하기 위해 마음과 몸이 어떻게 상호작용하는지에 대한 실마리를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 표정처럼 외형적으로 표현하는 것이 어떻게 감정에 작용하는지에 대한 이해에 한 발 더 다가서게 해준 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 물을 손쉽게 분해해 미래 에너지원으로 주목받는 수소와 산소를 동시에 만들 수 있는 촉매를 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 박혜성, 김건태, 곽상규 교수 공동연구팀은 전이금속칼로겐화합물과 페로브스카이트산화물을 결합해 수소와 산소로 쉽게 생산할 수 있는 수전해 촉매를 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12일자에 실렸다. 수전해 기술은 물에 전기를 흘려 수소와 산소로 분해하는 것으로 물 분해 반응을 돕는 촉매가 필요하다. 기존에는 백금이나 이리듐 같은 귀금속으로 만든 촉매를 사용하기 때문에 가격이 비싸고 안정성도 낮아 상용화가 쉽지 않았다. 연구팀은 몰리브덴다이셀레나이드라는 전이금속칼로겐화합물과 란탄스트론튬코발트산화물이라는 페로브스카이트산화물을 용기에 넣고 쇠구술을 굴리는 간단한 방법으로 저렴하게 촉매를 사용했다. 귀금속 촉매는 수소와 산소발생 중 하나만 가능했지만 이번에 개발한 촉매는 수소와 산소발생 모두 가능하다는 장점이 있다. 특히 가로, 세로 각각 1㎝ 면적에 100㎃(밀리암페어)의 전류를 흘려도 전극 손상없이 1000시간 이상 안정적으로 작동하는 것이 확인됐다. 기존 촉매들은 같은 면적에 50㎃의 전류만 흘러도 전극이 금새 손상됐다. 김건태 교수는 “수전해 촉매를 상용화 하기 위해서는 간단하게 합성하고 대량생산을 하고 재현할 수 있으며 저비용, 고성능, 고안정성이라는 다양한 특징을 수반행 하는데 이번에 개발한 촉매는 이런 조건을 만족시킬 것”이라며 “이번 연구에서 개발한 촉매설계 방법은 다양한 화합물을 이용할 수 있기 때문에 잠재력이 풍부하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임신 초기 중절… 출산 직전 낙태 땐 처벌 낙태때 부작용 경험 20% vs 안도감 99% 11일 헌법재판소가 낙태를 처벌하는 형법 규정에 헌법불합치 결정을 내렸지만 낙태죄 폐지를 둘러싸고 상반된 주장이 계속 제기되고 있다. 주요 쟁점의 사실 관계를 따져봤다. ①낙태죄를 폐지하면 낙태율이 올라간다 → 대체로 사실 아님 2012년 헌재는 낙태죄 합헌 결정을 내리면서 “사회·경제적 사유로 인한 낙태까지 허용하면 생명 경시 풍조가 확산될 우려가 있다”고 봤다. 하지만 해외 사례를 보면 꼭 그렇지는 않다. 미국은 ‘로 대 웨이드 판결’ 이후인 1973년 낙태를 합법화했는데 당시 16.3%였던 낙태율은 1980년 29.3%까지 높아졌다가 2014년 14.6%로 떨어졌다. 모두를위한낙태죄폐지공동행동 나영 집행위원장은 “합법화 직후에는 비율이 일시적으로 올라갈 수도 있지만, 이는 해야 할 사람들이 할 수 있게 됐기 때문”이라고 말했다. ②출산 하루 전 아이를 꺼내 죽여도 처벌하지 않는다 → 사실 아님 일각에서는 “낙태를 허용하면 출산 직전에도 아이를 죽일 수 있다”고 주장한다. 하지만 헌재는 이날 결정에서 낙태를 허용할 수 있는 ‘임신 초기’를 ‘임신 22주 내외’라고 언급했다. 실제 인공임신중절은 비교적 초기에 이뤄진다. 2018년 한국보건사회연구원의 실태조사에 따르면 인공임신중절을 경험한 여성 756명의 95.3%가 임신 12주 안에 임신중지를 한 것으로 나타났다. ③낙태한 여성들은 트라우마에 시달린다 → 판단 유보 인공임신중절 수술을 하면 우울증이 생기고 트라우마에 시달리게 된다는 주장이 있다. 김길수 생명운동연합 대표는 “한국에서 인공임신중절 후 출혈, 요통, 복통 등 부작용을 경험한 사례가 많게는 약 20% 가까이 보고됐고 이들은 죄책감, 우울증 등 정신적 후유증까지 앓고 있다”고 말했다. 반론도 있다. 윤정원 인도주의실천의사협의회 여성위원장은 “2015년 국제학술지 ‘플로스 원’(PloS One) 연구에 따르면 여성의 99%가 임신중지 결정을 후회하지 않는다고 답했고 오히려 안도감을 가장 많이 느꼈다”면서 “수술 전후 사회가 여성들을 어떻게 대하는지에 따라 다르다”고 강조했다. ④낙태죄 폐지는 여성의 자기결정권을 해친다 → 사실 아님 낙태죄 폐지 반대 측은 낙태를 강요하는 남성에게서 아이의 생명권을 보호하기 위해서라도 낙태죄를 유지해야 한다고 주장한다. 하지만 낙태죄는 일차적으로 부녀에게 형법상 책임을 묻는 법이기 때문에 낙태를 교사한 남편 등에 책임을 묻는 것과는 관계가 없다. 또 협박, 폭행 등으로 여성의 자기결정권이 침해된 경우 현행법으로도 처벌할 수 있다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr

아인슈타인의 일반상대성이론이 발표된 지 104년, 블랙홀의 존재가 예측된 지 103년 만에 드디어 베일 뒤에 숨겨져 있던 블랙홀의 모습이 처음 공개됐다. 이번에 포착된 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있는 처녀자리 은하단(團) 중심부에 존재하는 거대은하 M87 중심부에 있는 것으로 무게는 태양 질량의 65억배에 달하는 것으로 알려졌다. ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트 연구진은 전 세계 8개의 전파망원경을 하나로 묶은 가상의 전파망원경을 형성해 초대질량 블랙홀 관측에 성공했다고 10일 밝혔다. 2016년 중력파 검출 발표에 이어 3년이 지난 시점에 블랙홀이 실제로 확인됨에 따라 아인슈타인의 일반상대성이론으로 예측됐던 현상들을 모두 발견하게 된 셈이다. 이 때문에 과학자들은 “일반상대성이론의 궁극적 증명에 이르렀다”는 평가를 내리고 있다. 이날 블랙홀 포착 소식은 세계표준시(UT) 기준 10일 오후 1시(한국시간 10일 오후 10시)에 벨기에 브뤼셀에서 유럽연구이사회, 유럽남방천문대(ESO), 독일 막스플랑크 전파천문연구소 연구진이 나서고 덴마크 린그비, 칠레 산티아고, 중국 상하이, 일본 도쿄, 대만 타이베이, 미국 워싱턴DC의 각국 연구진들을 위성으로 연결해 동시 기자회견을 열고 연구 결과를 공개했다.인류 최초로 블랙홀 모습을 포착한 이번 연구에는 전 세계 200여명의 천문학자가 참여했으며 이 중에는 국내에서 활동하는 연구자 8명과 외국에서 활동하고 있는 한국인 과학자 2명이 포함됐다. 이번 연구 결과는 천체물리학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 4월 10일자 특별판에 6편의 논문으로 게재됐다. 영화 ‘인터스텔라’에서 묘사된 블랙홀을 비롯해 수많은 SF나 TV 과학다큐멘터리 등에서 지금까지 보여 준 블랙홀은 모두 수학적·물리학적으로 계산하고 추정해 그린 ‘상상도’라고 할 수 있다. 이번에 ‘진짜’ 블랙홀 모습을 포착해 낸 EHT는 미국 하와이에 있는 SMA, JCMT, 애리조나 SMT, 멕시코 푸에블라 LMT, 스페인 안달루시아 IRAM, 칠레 아타카마 ALMA, APEX, 남극 SPT 등 전 세계 8개의 전파망원경을 연결한 가상의 전파망원경이다. ‘초장거리 간섭계’라고도 불리는 EHT는 전파망원경 8개를 연결해 1.3㎜파 파장대에서 거대한 지구 규모의 가상의 망원경을 만든 것으로 프랑스 파리 카페에서 미국 뉴욕에 있는 신문의 글자를 읽을 수 있을 정도의 해상도를 갖고 있다. EHT는 블랙홀의 외부 경계면인 ‘이벤트 호라이즌’(사건의 지평선)을 관측해 왔으며 관측 데이터들은 미국 매사추세츠공과대(MIT)와 독일 막스플랑크 전파천문연구소에서 분석됐다. EHT가 5일간 관측해 얻는 데이터는 대략 4페타바이트(PB) 분량으로 MP3 음악이라고 가정할 경우 재생하는 데만 8000년이 걸릴 정도로 방대하다. 이번에 블랙홀 포착에 활용된 데이터는 2017년 4월 5~14일 열흘간 수집된 것이다. 이처럼 엄청난 블랙홀 빅데이터를 분석해 이번에 그 결과를 발표한 것이다. 당초 2017년에 첫 사진을 발표할 예정이었지만 남극에 있는 SPT의 데이터 전달 문제 때문에 지연되면서 2년이 늦춰지게 된 것으로 알려졌다. 사실 빛조차 빠져나갈 수 없어 ‘검은 구멍’이라는 이름을 가진 블랙홀 영상을 찍기란 쉽지 않은 일이다. 블랙홀의 강한 중력은 블랙홀 외곽부인 이벤트 호라이즌 바깥을 지나는 빛도 휘어지게 만든다. 이 때문에 블랙홀 뒤편에 있는 밝은 천체나 블랙홀로 빨려 들어가는 천체와 물질들이 내뿜는 빛이 왜곡되면서 블랙홀 주위를 휘감게 된다. 이렇게 휘어지고 왜곡된 빛들은 우리가 볼 수 없는 블랙홀을 비춰 블랙홀 윤곽이 드러나게 만든다. 이번 EHT가 찍은 것도 엄격하게 따지면 블랙홀의 모습이라기보다는 블랙홀의 윤곽, 일명 ‘블랙홀의 그림자’이다. 연구팀은 방대한 관측자료를 보정하고 영상화 작업을 거쳐 고리 형태의 구조와 중심부의 어두운 지역인 블랙홀의 그림자를 발견했다. EHT 프로젝트 총괄단장인 미국 하버드스미스소니언 천체물리센터 셰퍼드 도에레만 박사는 “시공간의 휘어짐, 초고온 가열 물질, 강한 자기장 등 물리적 요소를 포함시킨 컴퓨터 시뮬레이션과 관측 자료들이 놀랄 만큼 일치되는 것에 깜짝 놀랐다”며 “불과 한 세기 전까지만 해도 불가능하리라 여겼던 일을 이번에 수많은 과학자들의 협력을 통해 이뤄 냈다”고 말했다. 2016년 중력파 검출 발표 이후 이번 블랙홀 발견 소식은 과학자들은 물론 전 세계인들을 흥분에 휩싸이게 만든 과학사의 역사적 순간으로 기록됐다. 사실 ‘블랙홀’은 사회, 정치, 문화 등 과학 이외의 다양한 분야에서 많은 사람들이 흔히 사용하지만 블랙홀이 정확하게 어떤 형태이며 어떤 물리학적 의미를 갖는지에 대해서는 잘 알지 못한다. 블랙홀을 간단히 표현하면 표면 중력이 엄청나게 강한 천체이다. 블랙홀의 표면 중력은 너무 커 이를 벗어나기 위한 최소한의 속도인 ‘탈출 속도’ 크기가 광속보다 크다. 탈출 속도가 광속보다 크다는 이야기는 빛도 그 천체 밖으로 빠져나오기 어렵다는 말이다. 그래서 그 천체를 바라보면 어둡게 보이는 것이다. 중력법칙에 근거해 빛이 탈출할 수 없는 별에 대한 언급은 18세기 프랑스 수학자 피에르 시몽 라플라스가 처음 했다. 오늘날 이야기되고 있는 블랙홀은 1915년 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표하고 이듬해 독일 천문학자 카를 슈바르츠실트가 상대성이론을 바탕으로 처음으로 예견했다. 슈바르츠실트의 예측에 따르면 블랙홀은 밀도와 중력이 무한대여서 모든 물질이 빨려 들어가는 ‘특이점’과 블랙홀 경계면이라고 할 수 있는 이벤트 호라이즌으로 구성돼 있다. 이후 “블랙홀은 생각만큼 까맣지 않다”는 말을 남기며 평생을 블랙홀 연구에 바친 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 로저 펜로즈와 함께 ‘특이점 정리’에 대한 증명을 통해 우주 곳곳에 블랙홀이 존재할 가능성이 있다는 것을 보여 줬다. EHT 과학이사회 위원장 하이노 팔케 네덜란드 라드바우드대 교수는 “이벤트 호라이즌에서 빛이 블랙홀의 강력한 중력으로 휘어져 만들어진 그림자는 블랙홀이라는 매혹적인 천체에 대해 많은 것을 알려주고 있다”며 “이번 블랙홀 발견이 우주의 생성과 진화에 대해 더 많은 지식을 얻을 수 있는 계기가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아인슈타인의 일반상대성이론이 발표된지 104년, 블랙홀의 존재가 예측된지 103년만에 드디어 어둠 속에 숨겨져 있던 블랙홀의 모습이 처음 공개됐다. 이번에 포착된 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있는 처녀자리 은하단 중심부에 존재하는 거대은하 M87 중심부에 있는 것이다. 무게는 태양질량의 65억배에 달하는 것으로 알려졌다. ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트 연구진은 전 세계 8개의 전파망원경을 하나로 묶은 가상의 전파망원경을 형성해 초대질량 블랙홀 관측에 성공했다고 10일 밝혔다. 아인슈타인의 일반상대성이론으로 예측된 중력파를 2016년 검출하고 3년이 지난 지금 다시 상대성이론을 바탕으로 그 존재가 예견됐던 블랙홀을 실제로 확인하게 된 것이다. 이날 블랙홀 포착 소식은 세계표준시 기준 오후 1시에 벨기에, 덴마크, 칠레, 중국, 일본, 대만, 미국 7원 생중계로 전 세계에 알려졌다. 인류 최초로 블랙홀 모습을 포착한 이번 연구에는 전 세계 200여명의 천문학자가 참여했으며 국내 연구자도 8명이 포함돼 있는 것으로 알려졌다. 이번 연구결과는 천체물리학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 10일자 특별판에 6편의 논문으로 실렸다. 블랙홀은 빛조차 빠져나갈 수 없는 강한 중력을 갖고 있어서 블랙홀 외곽부인 이벤트 호라이즌(사건지평선)을 지나는 빛도 휘어지게 만든다. 이 때문에 블랙홀 뒤편에 있는 밝은 천체나 블랙홀 주변의 빛이 왜곡되면서 블랙홀 주위를 휘감아 윤곽인 ‘블랙홀의 그림자’를 드러내게 한다. 연구팀은 관측자료의 보정과 영상화 작업을 통해 블랙홀의 그림자를 발견한 것이다. EHT 프로젝트 총괄단장인 미국 하버드-스미소니언 천체물리센터 쉐퍼드 도에레만 박사는 “시공간의 휘어짐, 초고온 가열 물질, 강한 자기장 등 물리적 요소를 포함시킨 컴퓨터 시뮬레이션과 관측자료들이 놀랄만큼 일치되는 것에 깜짝 놀랐다”며 “불과 한 세기 전까지만해도 불가능하리라 여겼던 일을 이번에 수많은 과학자들의 협력을 통해 이뤄냈다”고 말했다. 한편 이번 관측에 사용된 EHT는 전파망원경 8개를 연결해 1.3㎜파 파장대에서 거대한 지구 규모의 가상의 망원경을 만든 것으로 프랑스 파리 카페에서 미국 뉴욕에 있는 신문의 글자를 읽을 수 있을 정도의 해상도를 갖고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

PTSD, 우울증, 자폐증, 약물중독에도 동물 치유효과 커 날씨가 포근해지면서 강아지와 함께 산책을 나온 사람들을 많이 볼 수 있습니다. 또 길을 가다 보면 강아지나 고양이를 품에 안고 다니는 애견인, 애묘인들도 눈에 많이 들어옵니다. 예전에는 사람이 동물에게 사랑을 주고 귀여워해 준다는 의미로 애완동물이라는 단어를 많이 사용했습니다. 그렇지만 ‘애완동물’이라는 말에는 사람이 일방적으로 사랑을 주거나 거둘 수 있다는 의미가 강하게 느껴져서인지 요즘은 반려동물이라는 용어를 주로 쓰는 것 같습니다. 사랑을 서로 주고받으며 같이 생활하는 동반자로 인정한다는 뜻이겠지요. 그 때문일까요. 요즘은 동물을 심리치료에 활용하는 사례가 점점 늘고 있다고 합니다. 동물을 매개체로 해서 인지적, 사회적, 정서적 기능을 회복시키는 심리치료법을 ‘동물매개치료’라고 합니다. 살아 있는 동물과 상호작용을 통해 외상후스트레스장애(PTSD), 우울증, 자폐증은 물론 알코올중독이나 약물중독 같은 중독증상 치료에도 보조적으로 활용되고 있습니다. 동물매개치료 역사는 중세까지 거슬러 올라갈 수 있지만 실제 본격화된 것은 1960년대에 들어서면서입니다. 미국 소아정신과 의사인 보리스 레빈슨 박사가 정신과 치료를 위해 진료 대기실에서 기다리던 아이가 대기실에 있던 개와 놀면서 특별한 의학적 치료과정 없이 저절로 정신적 문제가 완치됐다는 사실을 확인한 이후부터라고 합니다. 이처럼 동물매개치료 대상은 주로 심리적 상처를 입은 사람들이었습니다. 그런데 스위스 바젤대 실험심리학과, 스위스 열대·공중보건연구소 소속 실험심리학자와 신경과학자들은 심각한 뇌손상 환자들에게 물리치료, 약물치료와 함께 동물매개치료를 실시할 경우 사회성과 공감력이 빠른 속도로 회복되고 치료에도 적극적으로 참여함으로써 신체적 회복 속도도 빨라진다는 사실을 확인했습니다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 9일자에 실렸습니다. 연구팀은 뇌손상 환자 전문병원인 ‘레합 바젤’에 입원해 있는 19명의 중증 뇌손상 환자를 대상으로 기존 치료법과 함께 기니피그, 새끼돼지, 토끼, 양 등 다양한 동물들과 함께하는 시간을 갖도록 한 뒤 환자의 치료의욕, 기분, 치료 만족도와 치료사들이 관찰한 환자의 태도변화 등을 종합적으로 조사했습니다. 그 결과 환자들은 이전보다 언어적으로나 비언어적으로 의료진과 의사소통을 자주 시도했으며 긍정적인 감정을 많이 표현했다고 합니다. 또 분노나 좌절, 실망, 우울 같은 부정적 감정은 눈에 띄게 줄었다고도 합니다. 연구를 주도한 카린 헤이디거 바젤대 교수는 “이번 연구를 통해 동물매개치료가 환자들이 치료 활동에 적극 참여할 수 있도록 자극을 주는 것이 확실하다는 것을 확인했다”며 “동물매개치료를 기존 신경재활치료와 병행하는 것을 고려해야 한다”고 충고하기도 했습니다. 사람에게 입은 상처는 사람에게서 치유하는 것이 가장 좋다고들 합니다. 그렇지만 세상이 각박해지다 보니 낯선 사람은 무조건 적으로 간주하고 적개심을 갖게 되고 자신도 모르게 타인에게 날을 세워 상처를 주고 덧나게 하는 경우가 많습니다. 귀엽고 예쁜 동식물들을 사랑하는 것은 당연한 일일 수 있겠지만 사람이 싫어 동물과 식물에 눈을 돌리도록 만든 세상은 뭔가 단단히 잘못된 것 아닐까 하는 생각이 듭니다. edmondy@seoul.co.kr

수소를 연료로 사용하면 대기오염 없이 산소와 결합돼 물만 배출한다고 해서 미래 청정에너지로 주목받고 있다. 그러나 현재는 수소를 만들기 위해 화석연료를 사용해야 하기 때문에 오히려 이산화탄소 같은 온실가스 등 오염물질 배출이 더 많아지는 딜레마에 빠지게 된다. 이 때문에 햇빛을 이용해 물을 수소와 산소로 분해하려는 시도가 활발하지만 햇빛을 전기로 바꾸는 효율이 낮아 상용화에 어려움을 겪고 있다. 국내 연구진이 햇빛을 전기로 바꾸는 효율을 높이는 기술을 개발해 수소 연료 생산에 청신호가 들어왔다. 아주대 신소재공학과 서형탁 교수팀은 햇빛을 전류로 전환시키는 효율을 높여 수소 생산량을 늘릴 수 있는 광전극을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 촉매화학 분야 국제학술지 ‘응용 촉매 B:환경’ 최신호에 실렸다. 기존 연구들은 햇빛을 전기로 바꾸는 광전류 전환 효율을 높이기 위해 태양광을 흡수해 전하를 잘 만들어 내는 소재개발에 집중돼 있었지만 연구팀은 전하를 양극과 음극으로 효율적으로 분리하고 전하의 손실을 최소화하는 방향으로 생각을 바꿨다. 이런 아이디어를 바탕으로 연구팀은 태양광으로 만들어진 전하의 이동을 촉진시킬 수 있는 전극을 만들어 광전류 전환 효율을 현재 60% 수준에서 최대 97%까지 향상시키는데 성공했다. 이를 활용해 수소를 생산할 경우 1㎠ 광전극에서 시간당 3㎎의 수소기체를 만들어 낼 수 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이산화티타늄 나노막대와 황화물 박막 위에 니켈 산화물 박막을 수직으로 쌓는 텐덤 구조를 적용해 단일 전극으로 다양한 광파장을 흡수할 수 있도록 했다. 서형탁 교수는 “이번 연구는 저가의 니켈산화물을 활용해 텐덤구조를 만듦으로써 최고 수준의 광전환 효율로 수소를 만들어 낼 수 있게 했다는데 큰 의미가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임신을 한 여성이 트랜스 지방이 함유된 과자류의 간식을 많이 먹으면 출산 후 아이에게 식품알레르기가 생길 위험이 1.5배 높다는 연구결과가 나와 눈길을 끈다. 아이의 식품알레르기 발생 가능성을 낮추려면 임신 후 트랜스 지방이 많이 함유된 식품은 가급적 섭취를 줄이는 게 낫다는 게 연구진들의 판단이다. 소아의 식품알레르기는 생명까지 위협하는 알레르기성 쇼크(아나필락시스)로 이어질 수 있기 때문이다. 9일 서울아산병원·세브란스병원 소아청소년과 공동 연구팀(홍수종, 손명현, 김윤희)이 2007∼2015년 알레르기질환 출생 코호트(COCOA)에 등록된 영아 1628명의 엄마를 대상으로 임신 중 식이 패턴이 식품알레르기에 미치는 영향을 분석한 결과 이러한 연관성이 관찰됐다고 밝혔다. 코호트는 수많은 조사 대상자를 장기 추적해 질병 요인에 노출된 집단과 그렇지 않은 집단의 정보를 비교 분석해 질병 원인을 규명하는 연구 방식이다. 이 연구결과는 국제학술지 ‘알레르기·임상 면역학 저널’(The Journal of Allergy and Clinical Immunology) 최근호에 발표됐다. 연구팀은 임신 26주에 식품섭취빈도조사로 임신부의 간식 식이 패턴을 전통식(채소, 해초류, 과일, 김치 등), 과자류(빵, 케이크, 아이스크림, 초콜릿 등), 고기류(치킨, 소고기, 돼지고기 등), 가공식(패스트푸드, 라면 등), 커피·우유식의 5가지로 분류했다. 연구진은 영아의 제대혈(탯줄혈액)을 이용해 알레르기질환과 관련 있는 것으로 알려진 단일염기다형성(SNP)을 분석했다. SNP는 사람에 따라 특정 부위의 DNA 염기서열이 변이된 것을 말한다. 예를 들어 질병이 있는 환자와 정상인을 비교했을 때 특정 SNP가 나타나는 빈도가 유의하게 다르다면 그 SNP는 질병과 관련된 것으로 본다. 연구진에 따르면 전체 조사 대상 영아 가운데 10분의 1인 9.0%(147명)가 식품알레르기를 가진 것으로 진단됐다. 특히 임신 중 엄마가 먹은 간식 가운데 ‘과자류’가 아이의 식품알레르기 위험을 1.51배 더 높이는 요인으로 분석됐다. 반면 다른 간식들은 아이의 식품알레르기 발생과 큰 관련이 없었다. 연구팀은 과자류 간식을 먹은 여성들에게서 트랜스 지방 섭취가 많았던 점으로 미뤄 트랜스 지방이 아이의 식품알레르기 발생에 영향을 미쳤을 것으로 추정했다. 트랜스 지방은 감자칩 같은 튀긴 음식, 비스킷 등의 과자류에 주로 많이 들어있다. 서울아산병원 홍수종 교수는 “소아 식품알레르기가 점점 증가하는 건 유전적, 환경적 요인이 함께 관련돼 있기 때문”이라면서 “트랜스 지방은 임신을 어렵게 할 뿐만 아니라 출산 후에도 아이의 식품알레르기 발생 위험도를 높이는 만큼 임신 중 음식 섭취에 주의할 필요가 있다”고 조언했다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

동남아시아나 아프리카, 중남미 지역을 여행할 때는 반드시 말라리아 예방약을 먹거나 주사를 맞는다. 모기에게 물려 나타나는 말라리아는 오한과 발열 등의 증상을 동반하는 급성 전염병의 일종이다. 한국을 비롯한 온대지역에서도 토착 말라리아를 옮기는 모기가 있기는 하지만 모든 모기가 말라리아를 옮기는 것은 아니다. 실제로 국제 공동연구진이 특정 모기들이 말라리아의 원인이 되는 말라리아원충을 인간에게 잘 전파한다는 사실을 밝혀냈다. 독일 막스플랑크 감염생물학연구소, 말리 국립과학기술대, 프랑스 몽펠리에대, 스트라스부르대, 이탈리아 페루자대 의대, 케냐 국제생리학및생태학센터, 카메룬 말라리아연구소, 영국 임페리얼 칼리지 런던대 생명과학과 공동연구팀은 말라리아 원충이라는 기생충을 특히 잘 전달하는 모기 종이 따로 있다는 사실을 최근 확인했다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 1일자에 실렸다. 연구팀은 앞서 실험실에서 키운 모기에게서 ‘TEP1’이라는 유전자를 발견하고 이 유전자가 말라리아 원충을 전파하는 능력을 좌우한다는 사실을 밝혀냈다. 문제는 최근까지 자연상태의 모기에게서도 이 유전자가 있는지는 확인되지 않았다. 이에 연구팀은 모든 모기에게서 이 유전자가 존재하는지 확인하기 위해 말리, 부르키나파소, 케냐, 카메룬 등 아프리카 지역에서 수 천 마리의 모기를 4년 동안 채집해 분석했다. 그 결과 TEP1 유전자가 자연상태의 모기에도 존재한다는 사실을 발견했다. 말라리아를 옮기는 모기는 얼룩날개 모기로 알려진 아노펠레스 종으로 알려져 있는데 연구팀은 TEP1 저항성 유전자가 아노펠레스 감비아가 아닌 아노펠레스 콜루찌 종에서만 발견됐다는 사실을 새로 확인했다. 가까운 모기 종임에도 한 종에서만 발견됐다는 것이다.또 연구팀은 계량경제학에서 주가를 예측하는 방법을 응용해 모기종에 따른 말라리아 전파의 정도를 확인했다. 채집한 모기들의 종별 군집과 비율차이와 말라리아 전파 정도를 비교한 것이다. 그 결과 아노펠레스 감비아가 늘어나면 말라리아 전파 가능성이 커지고 아노펠레스 콜루찌가 많아지면 말라리아 전파 가능성이 낮아진다는 것을 확인했다. 지금까지는 두 종 모두 말라리아 원충을 옮기는 것으로 알려져 왔었다. 이처럼 연구팀은 말라리아를 옮기는 모기 군집을 발견해 냄으로써 모기 군집의 인위적 조절을 통해 전염병 확산을 막을 수 있을 것이라고 보고 있다. 엘레나 레바쉬나 독일 막스플랑크 감염생물학연구소 박사는 “과학자들은 특정 모기 군집에 원하는 유전자를 주입해 개체수를 줄이는 방법을 개발해 갖고 있는 만큼 남은 것은 어떤 모기 종을 대상으로 하느냐에 달려 있다”라면서 “자칫 개체 조절 대상 모기종을 잘못 결정한다면 오히려 말라리아를 더 많이 확산시킬 위험이 커지는 만큼 이번 연구는 타겟을 정확히 설정할 수 있도록 돕는다는 차원에서 중요한 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1987년 영화 ‘이너스페이스’는 눈에 보이지 않을 정도로 작은 나노 잠수정을 타고 동물과 사람의 몸 속을 탐험하는 이야기가 나온다. 이 영화는 SF작가 아이작 아시모프의 ‘마이크로 탐험대’의 아이디어를 그대로 차용하고 있다. 최근 나노기술이 발달하면서 SF에 등장하는 것처럼 혈관을 비롯해 몸 속을 돌아다니면서 문제가 되는 부분을 고치는 나노 규모의 로봇 개발이 현실이 되고 있는 분위기다. 국내 연구진이 나노 크기의 초미세공간에서 원하는 대로 움직이게 만들 수 있는 모터, 일종의 동력기관을 개발해 주목받고 있다. 이화여대 화학나노과학과 김준수 교수팀은 DNA를 기반으로 해 나노입자의 움직임을 제어할 수 있는 ‘브라운 모터’를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 6일자에 실렸다. 나노로봇이나 나노머신을 몸 속이나 미세공간에서 제대로 활용하기 위해서는 분자들을 원하는 곳으로 선택적으로 이동시킬 수 있어야 하는데 쉽지 않은 일이다. 원인은 나노 크기의 분자들은 용액 속에서 다른 용매들과 충돌하면서 방향성 없이 움직이는 ‘브라운 운동’을 하기 때문이다. 연구팀은 이 불규칙한 브라운 운동을 제어해 나노입자를 특정 방향으로 이동시킬 수 있는 브라운 모터를 개발했다. 이론화학 및 계산화학 기법을 바탕으로 나노입자가 DNA를 따라 한쪽 방향으로 이동하도록 DNA를 설계한 것이다. 음(-)전하의 DNA와 양(+)전하의 나노입자는 정전기적 인력으로 결합되는데 DNA 구조가 유연할수록 나노입자와 결합에너지가 낮고 결합하기 쉬워진다. 이런 원리로 나노입자가 DNA의 유연한 부분을 향해 이동할 수 있다는 것이 계산적으로 확인됐다. 연구팀은 이 원리를 바탕으로 DNA 유연성이 점진적으로 증가하는 구조가 반복되도록 합성한 뒤 주변 이온 농도를 변화시키면 나노입자가 한 쪽으로 이동한다는 것도 확인했다. 김준수 교수는 “이번 연구는 초미세 공간에서 DNA를 결합한 나노입자를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있는 나노크기의 모터를 설계할 수 있음을 보여준 것”이라며 “선택적으로 분자 위치를 제어할 수 있는 나노디바이스나 응용기술 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정상 세포에 돌연변이가 발생해 비정상적으로 증식하는 ‘암’세포는 주변 세포들에게서 영양분을 빼앗는다는 특징도 갖고 있다. 특히 간암세포의 경우는 생존을 위해 아미노산의 일종인 아르지닌을 외부에서 섭취해야 한다. 국내 연구진이 간암세포가 먹잇감인 아르지닌을 아예 섭취할 수 없도록 차단해 굶겨 제거하는 방법을 찾아냈다. 서울대 약대, 이화여대 약대, 한국생명공학연구원 공동연구진은 간암세포가 자신의 생존에 필수적인 아미노산을 감지하고 이를 섭취하도록 이동하는 능력을 차단해 굶겨 죽이는 기술을 개발하고 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 5일자에 발표했다. 간암세포가 아르지닌을 외부에서 섭취한다는 사실이 알려지면서 많은 연구자들은 아르지닌을 분해하는 효소를 이용해 간암세포가 아르지닌을 이용할 수 없도록 하는 치료법을 찾아냈지만 장기간 사용할 경우 내성이 생긴다는 문제점에 맞닥뜨리게 됐다. 연구팀은 이전처럼 아르지닌을 분해하는 것이 아니라 암세포가 단백질 합성에 활용하지 못하도록 세포질로의 이동을 제한하는 방법을 찾아나섰다. 연구팀은 세포나 조직의 생리적 농도와 비슷한 아르지닌을 감지하고 이동시키는 것이 ‘TM4SF5’라는 막단백질이라는 사실을 밝혀냈다. 간암세포가 생체물질을 분해하면 세포소기관인 리소좀 내에 아르지닌이 만들어지는데 리소좀 내 아르지닌 농도가 높으면 TM4SF5가 이를 감지해 세포질로 이동시켜 간암세포의 생존과 증식에 활용하게 되는 원리이다. 연구팀은 TM4SF5 억제 화합물을 이용해 TM4SF5과 아르지닌 결합을 막아 간암세포의 먹잇감을 근원적으로 차단시켜버리는 것이다. 간암세포를 이용한 실험에서도 이 같은 효과가 확인된 것으로 알려졌다. 이정원 서울대 약대 교수는 “이번 연구는 그동안 정확히 밝혀내지 못한 세포 소기관인 리소좀 내부의 아르지닌 감지 센서를 생리학적 수준에서 찾아냈다는 점과 아르지닌의 이동성을 제어해 간암세포를 제거할 수 있다는 원리를 확인했다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr