수학을 소재로 한 ‘넘버스’(Numb3rs)라는 미드에 푹 빠졌던 적이 있습니다. 천재 수학자인 동생이 수학으로 FBI 수사관인 형을 도와 사건을 해결한다는 내용인데 2000년에 시작해 2010년까지 10년간 방송된 장수 미드이지만 한국에서는 인기를 끌지 못했던 것 같습니다.수학을 소재로 한 드라마이기 때문에 가끔 화면 가득 복잡한 수식이 가득 차는 장면이 등장하는데 무척이나 인상적입니다. 주인공들이 마주한 첫 번째 사건은 여성을 대상으로 범죄를 저지르는 연쇄살인이었습니다. 산발적으로 일어난 듯 보이는 범죄로, 다음 범행이 어디서 일어날지 예측할 수 없는 상황에서 수학자인 동생은 스프링클러에서 뿜어져 나오는 물방울을 보고 한 생각을 떠올립니다. 물방울들이 어디에 떨어질지 예측하는 것은 불확실성이 너무 많아 불가능하지만 떨어진 물방울의 패턴을 통해 사건의 근원을 추적하는 것은 가능하지 않을까라는 생각입니다. 바로 범행 장소를 보고 범인의 거주지를 역추적하는 ‘지리적 프로파일링’ 기법입니다. 범죄자를 잡는 데 활용되는 지리적 프로파일링 기법이 멸종 위기에 있는 동물을 보호하는 데도 활용될 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. 영국 켄트대, 퀸 메리 런던대, 뱅거대, 케임브리지대, 인도네시아 야생보존학회, 인도네시아국립대 국제공동연구팀은 지리적 프로파일링을 통해 호랑이와 사람의 충돌을 막고 멸종 위기의 호랑이를 보호할 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 28일자에 발표했습니다. 인도네시아 수마트라섬에만 서식하는 수마트라 호랑이는 현재 5곳의 국립공원에 400~500마리 정도가 살고 있지만 서식지 축소로 개체수는 점점 줄고 있다고 합니다. 연구팀은 수마트라 호랑이가 특히 많이 살고 있는 케린치세블라트 국립공원 주변 5㎞와 인접한 지역을 분석대상지로 삼았습니다. 우선 최근 13년 동안 이 지역에서 사람과 호랑이가 만나 서로 상해를 입히거나 죽인 228건의 사례가 발생한 위치와 시간을 조사했습니다. 여기에 수마트라 주민 2386명을 대상으로 호랑이의 위협과 공존 가능성에 대한 설문조사를 실시해 ‘인간·호랑이 위험 지도’를 만들었습니다. 위험지도에 따르면 호랑이와 마주칠 가능성이 높은 곳은 호랑이 서식지와 직선거리에 있는 숲 근처나 강을 이웃하고 있는 인구가 많은 마을 주변으로 나타났습니다. 그런데 지리적 측면에서는 의외라고 생각되는 지역 3곳도 호랑이와의 조우 가능성이 높은 것으로 분석됐습니다. 연구팀은 이번에 작성한 지도를 이전에 활용할 수 있었다면 가축과 사람에 대한 호랑이의 공격 51% 이상을 막을 수 있었고 15마리의 호랑이도 죽지 않았을 것이라고 설명했습니다. 학창시절 벡터, 미적분, 확률, 통계를 배우면서 ‘도대체 저런 걸 어디에 써먹지’라는 생각을 한 적이 많았습니다. 그렇지만 이번 연구를 포함해 우리 주변의 많은 것들이 ‘넘버스’의 주인공이 말하는 것처럼 “숫자와 관련돼” 있다는 것을 뒤늦게 깨달았습니다. 얼마 전 교육과정 개편과 관련해 기하, 통계가 수능에 포함되니 마니 말이 많았습니다. 첨단 과학을 이해하는 데 기하와 통계가 필수적인 것은 사실이지만 지금처럼 문제만 풀어대는 수학 수업이 계속된다면 무슨 의미가 있을까요. 상대를 이해하지 않고 서로의 목소리만 높이는 것보다는 과학계와 교육계가 머리를 맞대고 아이들이 수학에 좀더 흥미를 느끼고 공부할 수 있는 방법을 모색하는 것이 우리나라 미래를 위해서 훨씬 생산적이지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

수학을 소재로 한 ‘넘버스’(Numb3rs)라는 미드에 푹 빠졌던 적이 있습니다. 천재 수학자인 동생이 수학으로 FBI 수사관인 형을 도와 사건을 해결한다는 내용인데 2000년에 시작해 2010년까지 10년간 방송된 장수 미드이지만 한국에서는 인기를 끌지 못했던 것 같습니다. 수학을 소재로 한 드라마이기 때문에 가끔 화면 가득 복잡한 수식이 가득 차는 장면이 등장하는데 무척이나 인상적입니다. 주인공들이 마주한 첫 번째 사건은 여성을 대상으로 범죄를 저지르는 연쇄살인이었습니다. 산발적으로 일어난 듯 보이는 범죄로, 다음 범행이 어디서 일어날지 예측할 수 없는 상황에서 수학자인 동생은 스프링클러에서 뿜어져 나오는 물방울을 보고 한 생각을 떠올립니다. 물방울들이 어디에 떨어질지 예측하는 것은 불확실성이 너무 많아 불가능하지만 떨어진 물방울의 패턴을 통해 사건의 근원을 추적하는 것은 가능하지 않을까라는 생각입니다. 바로 범행 장소를 보고 범인의 거주지를 역추적하는 ‘지리적 프로파일링’ 기법입니다. 범죄자를 잡는 데 활용되는 지리적 프로파일링 기법이 멸종 위기에 있는 동물을 보호하는 데도 활용될 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. 영국 켄트대, 퀸 메리 런던대, 뱅거대, 케임브리지대, 인도네시아 야생보존학회, 인도네시아국립대 국제공동연구팀은 지리적 프로파일링을 통해 호랑이와 사람의 충돌을 막고 멸종 위기의 호랑이를 보호할 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 28일자에 발표했습니다. 인도네시아 수마트라섬에만 서식하는 수마트라 호랑이는 현재 5곳의 국립공원에 400~500마리 정도가 살고 있지만 서식지 축소로 개체수는 점점 줄고 있다고 합니다. 연구팀은 수마트라 호랑이가 특히 많이 살고 있는 케린치세블라트 국립공원 주변 5㎞와 인접한 지역을 분석대상지로 삼았습니다. 우선 최근 13년 동안 이 지역에서 사람과 호랑이가 만나 서로 상해를 입히거나 죽인 228건의 사례가 발생한 위치와 시간을 조사했습니다. 여기에 수마트라 주민 2386명을 대상으로 호랑이의 위협과 공존 가능성에 대한 설문조사를 실시해 ‘인간·호랑이 위험 지도’를 만들었습니다. 위험지도에 따르면 호랑이와 마주칠 가능성이 높은 곳은 호랑이 서식지와 직선거리에 있는 숲 근처나 강을 이웃하고 있는 인구가 많은 마을 주변으로 나타났습니다. 그런데 지리적 측면에서는 의외라고 생각되는 지역 3곳도 호랑이와의 조우 가능성이 높은 것으로 분석됐습니다. 연구팀은 이번에 작성한 지도를 이전에 활용할 수 있었다면 가축과 사람에 대한 호랑이의 공격 51% 이상을 막을 수 있었고 15마리의 호랑이도 죽지 않았을 것이라고 설명했습니다. 학창시절 벡터, 미적분, 확률, 통계를 배우면서 ‘도대체 저런 걸 어디에 써먹지’라는 생각을 한 적이 많았습니다. 그렇지만 이번 연구를 포함해 우리 주변의 많은 것들이 ‘넘버스’의 주인공이 말하는 것처럼 “숫자와 관련돼” 있다는 것을 뒤늦게 깨달았습니다. 얼마 전 교육과정 개편과 관련해 기하, 통계가 수능에 포함되니 마니 말이 많았습니다. 첨단 과학을 이해하는 데 기하와 통계가 필수적인 것은 사실이지만 지금처럼 문제만 풀어대는 수학 수업이 계속된다면 무슨 의미가 있을까요. 상대를 이해하지 않고 서로의 목소리만 높이는 것보다는 과학계와 교육계가 머리를 맞대고 아이들이 수학에 좀더 흥미를 느끼고 공부할 수 있는 방법을 모색하는 것이 우리나라 미래를 위해서 훨씬 생산적이지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 사람의 뇌신경세포를 그대로 흉내낸 인공 시냅스 소자를 개발해 화제가 되고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST), 서울대, 중앙대, 포스텍 공동연구팀은 전이금속 물질인 ‘탄탈옥사이드’를 이용해 인간의 뇌에서 기억을 담당하는 신경세포인 뉴런과 연결부위인 시냅스의 기능을 그대로 모사한 인공 시냅스 소자를 개발하는데 성공했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈&인터페이스’ 최신호에 실렸다. 시냅스는 뇌에 있는 뉴런과 뉴런이 신경 전달물질을 주고 받을 수 있도록 축색돌기와 수상돌기가 만나는 부분으로 수 십 조에서 수 백조개가 있는 것으로 알려져 있다. 뇌에서 정보를 전달하는 이 시스템은 컴퓨터와 비교했을 때 비교적 적은 에너지로도 고도의 병렬 연산을 처리할 수 있어서 컴퓨터 공학자들은 시냅스의 생물학적 기능을 모방한 인공 소자 개발에 관심을 갖고 있다. 연구팀은 탄탈옥사이드를 이중층으로 만들고 표면을 제어해 고성능 인공 시냅스 소자를 만들었다. 이 소자는 전기신호 강도에 따라 탄탈옥사이드층의 저항값이 커지거나 작아지면서 시냅스의 신호전달 시스템을 흉내냈다. 이번에 개발한 소자는 기억을 저장하는 장기기억 강화작용과 기억을 지우는 장기억제작용 같은 기억의 생성, 저장, 삭제 과정인 시냅스 가소성 구현에도 성공했다. 특히 기존 컴퓨터 소자와 달리 낮은 전력으로도 병렬연산이 가능해 상용화될 경우 방대한 양의 빅데이터 처리에도 활용될 수 있을 뿐만 아니라 인공지능 개발 등 차세대 지능형 반도체 소자 기술에도 적용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 이명재 DGIST 지능형소자융합연구실장은 “이번 연구결과는 기존 인공 시냅스 소자의 단점을 보완한 동시에 뉴런 기능을 최대한 모방함으로써 인간의 뇌를 모사한 뉴로모픽 시스템 인공지능 개발에 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지그문트 프로이트의 정신분석학은 ‘인간은 욕망과 본능에 흔들리는 존재’를 드러냄으로써 ‘인간은 이성적 존재’라는 서구 철학의 기본 가설을 무너뜨린 것으로 잘 알려져 있다. 특히 꿈은 실제로는 표출시키지 못하는 무의식이 나타나는 현상으로 분석했다. 프로이트의 제자인 융은 개인이 체험하지 않은 인간 고유의 유전자 속에 새겨져 있는 전통의 잠재의식이 표출되는 경우도 있다고 주장해 꿈의 다양성을 이야기했다. 이렇듯 정신분석학자의 고유 영역으로 알려졌던 꿈이 최근 뇌과학이 발달하면서 과학자들의 분석대상이 되고 있다. 북유럽 연구진들은 최근 감정조절능력이 뛰어난 사람이 좋은 꿈을 많이 꾸고 숙면을 하는 반면 그렇지 못한 사람들이 악몽에 시달린다는 연구결과를 발표했다. 핀란드 투르쿠대 뇌과학연구소, 수학 및 통계학부, 알토대 컴퓨터과학부, 스웨덴 스퀘브드대 생명과학부 공동연구팀은 자기감정조절 능력이 뛰어난 사람이 행복한 내용의 꿈을 꾸는 등 자기만족도가 높은 웰빙을 하는 사람들이 숙면을 취한다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 25일자에 발표했다. 연구팀은 정신적, 신체적으로 건강한 스웨덴 성인 남녀 47명을 대상으로 3주 동안 자신이 어떤 꿈을 꾸었고 꿈을 꾸는 동안 느꼈던 감정과 함께 하루 생활을 하는 동안 자신이 느꼈던 주된 감정을 기록하는 꿈-일상 일기와 함께 스스로 느끼는 건강상태, 생활 만족도에 대한 설문조사를 실시했다. 그 결과 감정의 기복이 심하고 불안감이 강하게 느껴지는 날에는 악몽에 시달리게 되고 평온한 마음이 느껴지는 날에는 좋은 꿈을 꾸게 된다는 사실을 확인했다. 흔히 이야기하는 것처럼 ‘꿈자리가 뒤숭숭한’ 다음날 불안감을 느끼게 되는 것이 아니라 마음의 동요가 심한 날 밤 뒤숭숭한 꿈을 꾸게 된다는 설명이다. 이와 함께 감정조절능력이 뛰어난 사람이 행복한 내용의 꿈을 더 많이 꾸고 숙면을 취한다는 사실도 알게 됐다. 안띠 레본수오 핀란트 투크쿠대 교수는 “꿈이 무의식의 발현이라는 정신분석학의 주장처럼 감정조절능력과 자기 통제가 마음의 평화와 웰빙을 가져오고 이것이 숙면과 함께 평화스러운 꿈을 만들어 낸다는 사실을 확인하게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대인의 필수기기로 빼놓을 수 없는 스마트폰. 통화나 문자메시지 뿐만 아니라 게임, 인터넷 검색 등 다양한 용도로 쓰이기 때문에 많은 사람들이 용량이 크고 빨리 충전되는 배터리를 원한다. 리튬 이온 배터리라는 물리적 한계 때문에 충전 시간이나 용량을 늘리는데 한계가 있는데 국내 연구진이 1분 만에 빠르게 충전될 수 있는 배터리 소자를 개발해 화제가 되고 있다. 카이스트 EEWS대학원 신소재공학과 강정구 교수와 강원대 재료공학전공 정형모 교수 공동연구팀은 다공성 금속 산화물 나노입자와 ‘꿈의 신소재’ 그래핀을 이용해 수 십 초 내에 완충(완전충전)이 가능한 배터리 소재를 개발하는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 연구팀이 이번에 개발한 하이브리드 소자는 기존 리튬 이온배터리에 비해 100배 이상 빠른 출력 밀도를 갖고 있어 수 십초 내로 급속충전이 가능해 스마트폰을 비롯한 웨어러블 전자기기용 배터리는 물론 전기자동차에도 활용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 현재 각종 전자기기에 쓰이는 리튬 이온 배터리는 넓은 전압 범위와 높은 에너지 밀도를 갖지만 특정 조건에서는 화재나 폭발의 가능성이 높다. 또 전기화학적 반응속도가 느려 충전에 오랜 시간이 걸린다는 한계가 있다. 연구팀은 다공성 금속 산화물 나노 입자가 뭉친 2~3㎚(나노미터) 크기의 나노 클러스터로 이뤄져 있으며 5㎚ 이하의 기공들이 만들어져 이온이 물질 표면으로 빠르게 전달되고 저장할 수 있도록 돼 있다. 강정구 교수는 “철과 망간 두 종류의 다공성 금속 산화물 전극이 가진 고용량 고출력 특성으로 급속 충전이 가능해 휴대폰, 전기자동차의 주 배터리로 쓰일 수 있을 뿐만 아니라 태양에너지의 전기전환 저장장치로도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

주 40시간 근무제가 확산되면서 이전에는 엄두를 내지도 못했던 ‘워라벨’(일과 삶의 균형)을 누리는 사람들이 많아지고 있다. 이이들이 있는 가정의 경우 아이들과 함께 할 시간들이 늘어났다. 그렇지만 아이들과 함께 시간을 보낸 적이 많지 않고 익숙치 않은 사람들에게는 여유가 생겨도 아이들과 놀아준다는 것은 쉽지 않은 일이다. 그런데 부모들과 놀이 시간을 함께 갖지 못한 아이들은 나중에 비만이 될 가능성이 높다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 미국 콜로라도대 안슈츠의대, 노스캐롤라이나대 채플힐, 펜실베니아주립대 공동연구팀은 부모와 함께 놀이시간을 갖는 것이 아이들의 자아통제능력을 키워 학교에 입학한 다음 자기학습 능력을 키우고 비만도 막을 수 있게 도와준다는 연구결과를 24일 발표했다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘국제 비만학’ 19일자에 실렸다. 미국 어린이 다섯 명 중 한 명에 해당하는 17.5%가 비만에 시달리고 있다. 소아 비만은 어릴 때부터 고혈압, 당뇨를 비롯한 대사질환은 물론 천식같은 호흡기 질환에 시달리게 한다. 또 성인 비만으로 연결될 확률도 높아지기 때문에 소아비만을 막는 것이 중요하다. 연구팀은 부모의 육아행동이 아이들의 체중에 어떤 영향을 미치는지에 대해 알아보기 위해 생후 18개월 된 아이와 부모 각각 108명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 우선 아이들의 체중을 측정하고 부모에게 아이의 기질과 육아방식을 묻는 설문조사를 실시했다. 그 다음 연구팀은 부모와 아이들이 함께 노는 시간을 주고 이를 관찰했다. 이후 연구팀은 아이들이 4.5세가 됐을 때 체질량지수(BMI)를 측정했다. 그 결과 어린 시절 부모와 적극적으로 놀이를 한 아이들의 BMI가 그렇지 못한 아이들보다 정상으로 나타났다. 특히 BMI가 정상범위에 있는 아이들의 부모들은 명확한 놀이기준을 정해 놀이시간 동안 아이들과 상호작용을 하고 놀이가 끝난 뒤에는 아이들 스스로 놀잇감을 정리할 수 있도록 도왔다는 사실이 밝혀졌다. 이에 대해 연구진은 아이들이 놀이를 통해 욕구가 충족되는 동시에 자기조절 능력을 키우게 돼 식욕에 대해서도 어느 정도 통제할 수 있게되기 때문이라고 설명했다. 카메론 모딩 콜로라도대 의대 소아과 박사는 “이번 연구는 부모가 아이들과 함께 놀아주는 과정에서 아이들이 스스로를 조절하는 법을 배울 수 있게 해준다는 것을 보여준다”라며 “식욕을 포함한 여러 가지 욕구를 효과적으로 조절할 수 없는 아이들에게 자아조절력을 습득할 수 있도록 하는 것은 삶의 여러 부분에 도움을 줄 수 있다”고 설명했다. 연구팀은 부모와 자식간 상호작용과 아동의 자기통제능이 취학 이후 아동이나 청소년의 체중 증가와 식습관에 영향을 미치는지에 대한 추가 연구를 진행 중에 있는 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공간이 넓고 파티션(칸막이) 등으로 막혀있지 않은 오픈된 사무실에서 일하는 사람이 그렇지 않은 사람에 비해 스트레스를 덜 받는다는 연구결과가 나왔다. 미국 애리조나주립대학 연구진은 미국 연방정부사무실에서 일하는 직원 231명을 대상으로 실험을 진행했다. 연구진은 이들에게 스트레스와 활동성을 체크할 수 있는 센서를 달고 근무시간과 근무 외 시간동안 활동하게 했다. 3일 동안 관찰한 결과, 책상과 책상 사이에 파티션이 없는 오픈된 공간에서 일하는 사람들은 그렇지 않은 사람에 비해 활동량이 32% 더 많은 것으로 나타났다. 또 좁은 방(큰 방 한쪽을 칸막이해서 만든 공간)에서 근무하는 사람에 비해서는 활동량이 20% 더 많았다. 중요한 것은 활동량이 많은 직원이 근무가 끝난 뒤 남아있는 스트레스의 강도도 낮았다는 사실이다. 파티션이 없이 탁 트인 공간에서 일하는 사람들은 그렇지 않은 사람에 비해 근무 외 시간에 느끼는 생리적인 스트레스(physiological stress)가 14% 더 적은 것으로 나타났다. 예컨대 심장이 빨리 뛰는 등 교감신경계 활성이 증가라고 지나치게 땀이 분비되거나 체온조절이 어려운 증상 등이 덜 나타났다는 것. 연구를 이끈 애리조나대학의 에스더 스텐버그 박사는 “평소 우리는 우리의 신체 활동 빈도를 높여야 한다는 사실을 알고 있지만 이를 실천하는 것은 쉽지 않다”면서 “건강한 행동을 장려하기 위해 사무실 디자인을 바꾸는 것은 사람들을 보다 많이 움직이게 하는데 좋은 방법이 될 것”이라고 말했다. 단순한 설문조사가 아닌 실제로 이들의 활동량과 스트레스의 정도를 기기로 측정했다는 점에서 더욱 가치를 인정받은 이번 연구는 영국에서 발행되는 국제학술지 ‘직업과 환경 의학 저널’(Journal of Occupational and Environmental Medicine) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

영화 ‘쥬라기 월드’에는 쥬라기 시대에 살았던 공룡들 뿐만 아니라 백악기와 다양한 시대에 살았던 공룡들이 등장한다. 화석으로 발견되는 공룡들은 당시 지구 환경을 알려주는 지표이면서도 현존하는 생물의 진화과정을 설명해주는 중요한 자료이다. 공룡에서 조류로 진화한 과정을 정확히 설명해주는 화석들은 많지 않았는데 최근 국제공동연구진이 새와 공룡 진화의 연결고리가 될 수 있는 화석을 발견해 주목받고 있다.중국과학원 고생물학 및 고인류학 연구소, 룽하오 지질학 및 고생물학연구소, 남아공 위트워터스란드대 진화연구소, 미국 자연사박물관, 영국 옥스포드대 생물학과 등 17개 기관 국제공동연구팀이 새로운 공룡 2종의 화석을 발견했다고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 23일자에 발표했다. 이번 발견으로 백악기 후기에 살았던 이족보행 공룡인 알바레즈사우르스에서 현대 조류로 진화하는 과정에 빠진 고리를 설명해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 알바레즈사우르스는 1.5m 크기의 이족보행 육식공룡으로 긴 다리를 갖고 빨리 달릴 수 있었던 것으로 추정되고 있다.국제공동연구팀은 중국 서부 신장지역을 탐사 중에 ‘시유니쿠스 펜기’(Xiyunykus pengi)와 ‘반니큐스 불라텐시스’(Bannykus wulatensis)로 이름지어진 2종의 새로운 공룡화석을 발견했다. 시유니쿠스와 반니큐스는 알바레즈사우르스와 현재 새의 많은 특성을 공유하고 있다. 고기를 먹는 다른 수각류 공룡과 달리 현재 새와 비슷한 형태의 두개골과 작은 이빨들을 갖고 있다. 알바레즈사우르스는 튼튼한 손가락과 고기를 먹는 공룡들과 같이 비교적 긴 팔을 갖고 있었는데 시간이 흐를수록 두더지처럼 팔이 짧아지고 손가락뼈도 하나로 줄어들었다. 지금까지는 알바레즈사우르스가 초기와 후기에 보이는 형태의 차이, 다시 조류로 진화하게 된 요인을 정확히 파악하기 힘들었다.연구팀은 초기 알바레즈사우르스는 전형적으로 날카로운 치아와 손가락이 작은 먹잇감을 잡는데 유용했지만 주요 먹잇감인 곤충을 찾고 먹기 위해서는 썩은 나무나 땅을 파헤쳐 곤충을 밖으로 나오게 하고 먹기 편하게 작은 이빨들이 많이 나는 방향으로 적응진화 했을 것이라고 설명했다. 흔히 육식공룡이라고 하면 티라노사우르스 렉스처럼 짧은 팔과 날카로운 이빨, 거대한 크기를 갖고 있는 것으로 생각하고 있지만 실제 육식동물의 형태는 우리가 익숙한 형태와는 전혀 다른 모습이 있다는 것이다. 요나 코이니어 남아공 위트워트스란드 진화학 교수는 “시유니쿠스와 반니큐스는 조류로 진화하게 된 알바레즈사우르스의 형태 변화를 가장 잘 설명해줄 수 있는 과도기적 특징을 가진 화석종”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

제19호 태풍 ‘솔릭’이 한반도를 통과했다. 철저한 대비 덕분에 피해가 걱정했던 것보다는 크지 않다는 평가다. 그렇지만 솔릭이 한반도를 접근하는 과정에서 오락가락하는 진행경로 때문에 기상 예보관들은 골머리를 앓았다. 혹시나 하고 미국, 중국, 일본 기상청 예보를 찾아본 이들도 서로 다른 예측 때문에 혼란만 가중됐다. 지구온난화로 인해 태풍은 이동속도가 점점 느려지고 예측 불가의 경로를 보이고 있다. 이 뿐만 아니라 갑작스런 국지성 호우를 비롯한 각종 자연재해도 점점 늘고 있는 추세이다. 그런데 이런 기상당국도 예측하기 쉽지 않은 이런 날씨 변화를 스마트폰을 이용하면 좀 더 정확하게 예측할 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 이스라엘 텔아비브대 지구과학부 연구진은 예고없이 발생하는 국지성 호우, 특히 홍수를 불러일으키는 기상패턴을 스마트폰으로 추적하고 예측할 수 있다는 연구결과를 24일 발표했다. 이번 연구결과는 기후학 분야 국제학술지 ‘대기 및 태양계-지구물리학’ 9월호에 실렸다. 연구팀은 일반적으로 스마트폰에 있는 센서는 중력, 지구자기장, 대기압, 밝기, 습도, 온도, 소음 등 우리가 살고 있는 환경을 지속적으로 모니터링하고 있다는데 착안했다. 현재 전 세계인이 갖고 있는 30억~40억대의 스마트폰에 중요한 대기 관련 데이터가 존재하고 이런 데이터들을 정밀 분석하면 날씨와 기타 자연재해를 좀 더 정확하고 손쉽게 예측하는 능력을 높일 수 있다는 설명이다. 연구팀은 스마트폰 센서 작동 방식을 정확하게 파악하기 위해 텔아비브대학 캠퍼스 내에 스마트폰 4대를 배치한 뒤 데이터를 분석해 바닷물과 유사한 ‘대기조력’현상을 측정했다. 달의 인력으로 인해 발생하는 바다의 조석현상처럼 대기조력은 달의 인력과 태양 복사열에 나타나는 대기의 조석진동현상을 말한다. 연구팀이 이번 분석에 활용한 것은 영국에서 개발된 ‘웨더시그널’이란 날씨 앱을 이용했다. 연구팀은 이번 기술을 활용해 기상 당국에서 예보한 것과 거의 비슷한 수준으로 날씨를 예측한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 스마트폰 앱을 통해 각 지역에서 획득한 대기를 포함한 날씨데이터를 클라우드에 저장하고 이 데이터를 이용해 홍수나 국지성 폭우 지역에 있는 사람들에게 예측이나 경고를 할 수 있을 것으로 보고 있다. 연구를 주도한 콜린 프린스 교수는 “2020년까지 전 세계에 60억대 이상의 스마트폰이 있을텐데 이를 이용한다면 현재 존재하는 1만개 정도의 공식 기상관측소와 비교한다면 기상 패턴 예측을 위해 사용할 수 있는 정보량이 엄청나다”라며 “특히 아프리카처럼 기본적 기상인프라만 사용되고 있는 지역에서 스마트폰을 이용해 날씨를 예측할 수 있게 된다면 놀라운 일이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공간이 넓고 파티션(칸막이) 등으로 막혀있지 않은 오픈된 사무실에서 일하는 사람이 그렇지 않은 사람에 비해 스트레스를 덜 받는다는 연구결과가 나왔다. 미국 애리조나주립대학 연구진은 미국 연방정부사무실에서 일하는 직원 231명을 대상으로 실험을 진행했다. 연구진은 이들에게 스트레스와 활동성을 체크할 수 있는 센서를 달고 근무시간과 근무 외 시간동안 활동하게 했다. 3일 동안 관찰한 결과, 책상과 책상 사이에 파티션이 없는 오픈된 공간에서 일하는 사람들은 그렇지 않은 사람에 비해 활동량이 32% 더 많은 것으로 나타났다. 또 좁은 방(큰 방 한쪽을 칸막이해서 만든 공간)에서 근무하는 사람에 비해서는 활동량이 20% 더 많았다. 중요한 것은 활동량이 많은 직원이 근무가 끝난 뒤 남아있는 스트레스의 강도도 낮았다는 사실이다. 파티션이 없이 탁 트인 공간에서 일하는 사람들은 그렇지 않은 사람에 비해 근무 외 시간에 느끼는 생리적인 스트레스(physiological stress)가 14% 더 적은 것으로 나타났다. 예컨대 심장이 빨리 뛰는 등 교감신경계 활성이 증가라고 지나치게 땀이 분비되거나 체온조절이 어려운 증상 등이 덜 나타났다는 것. 연구를 이끈 애리조나대학의 에스더 스텐버그 박사는 “평소 우리는 우리의 신체 활동 빈도를 높여야 한다는 사실을 알고 있지만 이를 실천하는 것은 쉽지 않다”면서 “건강한 행동을 장려하기 위해 사무실 디자인을 바꾸는 것은 사람들을 보다 많이 움직이게 하는데 좋은 방법이 될 것”이라고 말했다. 단순한 설문조사가 아닌 실제로 이들의 활동량과 스트레스의 정도를 기기로 측정했다는 점에서 더욱 가치를 인정받은 이번 연구는 영국에서 발행되는 국제학술지 ‘직업과 환경 의학 저널’(Journal of Occupational and Environmental Medicine) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“흑삼, 이제 드시지마시고 피부에 양보하세요.” 흑삼이 피부를 맑고 곱게 만들어주는 미백효과가 있다는 것을 국내 연구진이 밝혀냈다. 한국식품연구원 전통식품연구단 임태규 박사는 흑삼에 멜라닌 활성을 억제하는 성분이 포함돼 있어 피부 미백 효과가 뛰어나다는 사실을 규명했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 식품학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 펑서녈 푸드’ 최신호에 실렸다. 흑삼은 수삼이라고 불리는 백삼을 9번 찌고 말리는 과정(9증9포)을 통해 만드는 가공삼으로 색깔이 담흑갈색이나 흑다갈색을 띠는 것이 특징이다. 홍삼과 마찬가지로 95도 이상의 고온에서 3시간 이상 찌고 30도 이상에서 30시간 이상 말리는 과정을 반복하면 색깔이 변하고 고려인삼의 기능성분들이 강화되는 한편 체내 흡수율도 높아지게 된다. 지금까지 홍삼의 여러 효능들은 입증됐지만 흑삼에 대한 효능과 기능에 대해서는 연구가 활발히 이뤄지지 않고 있었다. 연구팀은 이번 연구를 통해 흑삼과 백삼, 홍삼의 차이점과 주요 성분과 기능에 대해 입증하는데 성공한 것이다. 연구팀은 우선 흑삼과 피부미백 효과와 관계를 밝히기 위해 실험지원자들에게 흑삼 추출물 0.05%가 함유된 화장품과 일반 미백 화장품을 6주간 바르도록 한 뒤 피부톤을 조사했다. 그 결과 흑삼 추출물 함유 화장품을 바른 지원자들의 피부가 일반 미백 화장품을 바른 지원자들보다 피부톤이 밝은 것으로 나타났으며 지원자들 스스로도 피부톤이 개선됐다고 인식했다. 또 실험동물인 제브라피시에 흑삼추출물을 바르고 투여한 결과 멜라닌 합성이 감소된다는 사실도 확인했다. 연구팀은 흑삼추출물이 멜라닌 합성에 중요한 효소인 티로시나아제 활성을 억제한다는 사실을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 흑삼의 어떤 성분이 미백효과와 관계 있는지 분석한 결과 진세노사이드인 Rg5, Rk1이라는 성분이 관여한다는 사실을 새로 밝혀냈다. 임태규 박사는 “이번 연구를 바탕으로 흑삼추출물의 산업적 이용을 위한 추가 연구를 진행 중에 있다”며 “최근 인삼류 수출이 감소하고 있는 것으로 알려져 있는데 관련 수출 증대에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 영양학자와 의학자들은 아침 식사의 중요성을 강조한다. 특히 성장기에 있는 아이와 청소년에게 아침식사는 균형잡힌 영양 섭취를 통해 건강은 물론 학습능력 향상에 도움이 된다는 사실은 잘 알려져 있다. 그렇지만 아침식사를 꼬박꼬박 챙겨먹는다는 것은 쉽지 않은 일이다. 이 같은 상황에서 미국 버지니아공대 농학 및 응용경제학부, 조지아서던대 보건 및 인체역학부 공동연구팀은 아이들의 건강과 학습능력을 좌우하는 아침식사를 꼬박 꼬박 챙겨먹기 위해 필요한 요건은 다름 아닌 ‘아침 10분의 여유’라는 연구결과를 발표해 화제다. 이번 연구결과는 농학 분야 국제학술지 ‘미국 농경제학 저널’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 네바다주 북부의 리노-스파크스 지역에 걸쳐 있는 와슈 카운티 학구(Washoe County school district) 초등학교 세 곳을 대상으로 조사했다. 연구팀은 3~4학년 아이들에게 학교 도착시간과 영양섭취 정도, 급식 식사시간 등 영양패턴을 기록할 수 있는 손목밴드를 나눠준 뒤 관련 데이터를 수집했다. 이와 함께 아침식사를 하는 곳은 어디인지, 아침을 먹고 오지 않았을 때 얼마나 배가 고픈지, 학교에 올 때 어떻게 오며 등교시간은 얼마나 되는지, 학교 급식은 마음에 드는지에 대한 설문조사도 했다. 그 결과 학생들이 아침을 먹지 못하는 이유는 충분한 여유 시간을 갖지 못하기 때문이라고 연구팀은 밝혔다. 아이들이 아침식사를 하는데 걸리는 시간은 10~15분에 불과한데 만족스럽고 건강한 아침식사를 위해서는 이보다 10분 정도가 더 늘어난 20~25분 정도의 시간이라는 설명이다. 연구팀은 아침식사를 여유있게 하면 점심시간 직전에 배가 고파서 패스트푸드나 각종 정크푸드를 먹지 않아도 될 뿐만 아니라 과식까지 막을 수 있다는 것이다. 미국에서는 1966년 아동영양법에 따라 2년 일몰로 저소득층을 대상으로 ‘학교 아침급식 프로그램’(School Breakfast Program,SBP)을 시작했다. 이후 1975년부터는 법으로 규정돼 현재 미국 모든 주에서 소득에 관계없이 이용가능하도록 하고 있다. 2014~2015년 기준으로 연 평균 1200만명의 저소득층 자녀들이 SBP의 혜택을 받고 있는 것으로 알려져 있다. 영양학계의 분석에 따르면 SBP가 균형잡힌 영양공급은 물론 수학, 독서, 과학 점수를 향상시키기도 한다는 사실을 분석해내기도 했다. 클라우스 묄트너 버지니아공대 교수는 “집에서 아침식사를 하고 오라고 하더라도 아침을 챙겨먹고 오는 아이들은 많지 않다”며 “학교에서 아침급식을 할 수 있도록 하는 동시에 충분히 식사를 할 수 있도록 시간을 주는 것이 아이들의 건강은 물론 학습능력, 주의집중력을 향상시키는데도 도움이 된다는 사실을 교육기관과 관련 정책입안가들은 염두에 둬야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이달 초 미국 기상학회(AMS)는 ‘2017년 기후보고서’라는 연례보고서를 발표했다. 보고서에 따르면 지난해는 역사상 세 번째로 더웠던 해로 나타났다. 가장 더웠던 해는 2016년, 그다음은 2015년으로 최근 3년이 기후 관측 이후 가장 더웠던 해 1~3위를 차지한 것이다.미국 해양대기관리청(NOAA)은 1~6월 기온을 바탕으로 올해가 역대 네 번째로 더운 해가 될 것으로 예측했지만 7월부터 북반구 전체를 강타하고 있는 살인적 폭염 기록을 보면 올해가 가장 더운 해로 기록될 수 있다는 전망도 조심스럽게 나오고 있다. 이 같은 상황에서 유럽의 기후학자들이 최악의 경우 2027년까지 매년 올해 같은 폭염이 나타날 수 있으며 폭염이 지속되는 날도 1년 중 네 달 이상이 될 수도 있을 것이라는 암울한 전망을 내놨다. 스위스 베른대 기후·환경물리학연구소, 기후변화연구센터, 취리히연방공과대(ETH) 대기·기후과학연구소, 생물지구화학·오염역학연구소 공동연구팀은 국제학술지 ‘네이처’ 8월 16일자에 발표한 논문에서 지구온난화로 인해 비정상적으로 바닷물 온도가 상승하는 ‘해양폭염’의 강도가 점점 세지고 광범위한 지역에서 자주 나타나게 될 것이라고 예측했다. 해수면 온도 상승은 태풍이나 허리케인 같은 열대성 폭풍을 지금보다 자주 발생시킬 뿐만 아니라 고온 다습한 날씨를 더 많이 만들어 낼 것이라는 설명이다. 여기에 육지의 온도 상승까지 겹쳐 고온 건조한 공기가 더해지면 매년 여름 ‘불가마더위’가 반복될 수밖에 없게 된다. 연구팀은 기후 해석 모델 12가지를 활용해 1982년부터 2016년까지 일일 지구 해수면 온도 데이터를 비롯해 다양한 날씨 데이터를 입력, 계산한 결과 해양폭염은 최근 30년 동안 두 배 이상 증가했다고 밝혔다. 연구팀은 지구 평균온도가 2도 이상 상승할 경우 해양폭염은 북극해는 물론 남극해에까지 영향을 미쳐 해빙 감소를 가속화한다고 설명했다. 이 경우 지구온난화를 부추기는 다른 여러 요인들과 맞물려 21세기 말 여름철 폭염의 발생 지속 일수는 평균 112일(92~129일)까지 늘어날 수 있다는 예측을 내놨다. 만약 지구 평균 기온 2도 상승을 막으려는 노력이 실패해 21세기 말 지구 평균온도가 산업혁명 이전과 비교해 3.5도 상승할 경우 해양폭염은 산업화 이전보다 41배 이상 증가할 것이라고 예측했다. 이런 상황이 되면 육지의 폭염 강도와 일수는 예측이 어려울 만큼 늘어나게 될 것이라고 덧붙였다. 앞서 프랑스 국립과학연구센터(CNRS) 해양물리학연구소, 영국 사우샘프턴대 해양·지구과학과, 네덜란드 왕립기상연구소 공동연구팀은 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 8월 14일자를 통해 현재와 같은 지구온난화가 계속 진행될 경우 짧게는 2022년까지, 길게는 2027년까지도 올여름과 같은 살인적 폭염이 지속될 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 1880년부터 2016년까지 지구 표면 평균온도(GMT)와 해수면 평균온도(SST) 데이터를 바탕으로 기존에 활용되던 10개의 기후 예측 모델을 합해 미래 기후 예측을 좀더 효과적으로 할 수 있는 새로운 모델을 개발했다. 이를 통해 1년, 5년, 10년 단위로 기존 기후를 분석한 뒤 2018년 이후를 예측한 결과 최소 2022년, 최악의 경우 2027년까지도 올해와 비슷하거나 더 심각한 비정상적 여름이 계속될 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 플로리앙 세벨레크 CNRS 박사는 “앞으로 최소 5년 동안은 지표면과 함께 해수면 온도도 상승할 것으로 예상되는 만큼 겨울철 혹한 발생 가능성은 상대적으로 낮다”면서 “폭염과 함께 태풍, 허리케인, 사이클론 같은 강한 열대성 폭풍 발생에 대한 대비가 필요하다”고 강조했다. 한편 싱가포르 난양공대, 대만 국립대, 미국 버지니아공대 공동연구팀은 8월 16일자 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표한 논문을 통해 현재와 같은 지구온난화가 지속될 경우 2060년에는 해수면이 50㎝, 2100년에는 100㎝ 상승하게 될 것이라는 예측을 내놨다. 연구팀은 이 같은 상황이 되면 해안 지역 도시들은 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고를 일으켰던 규모의 쓰나미 위험을 항상 떠안고 살게 되는 것이라고 경고했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3조각 이상으로 부러지는 스파게티 MIT 연구팀 ‘두 조각 내는 법’ 찾아 2·3차원 재료 구조역학 통제법 얻어 광섬유·철근 구조나 배치법에 응용요즘같이 더운 날씨에는 얼음을 둥둥 띄운 동치미 국수나 겨자와 식초를 약간 뿌려 시원한 국물과 함께 면을 훌훌 넘길 수 있는 냉면 생각이 간절합니다. 면(麵)을 좋아하신다면 이탈리아의 대표적인 면요리인 파스타는 어떤가요. 파스타는 재료의 종류에 따라 160여 가지, 면의 형태에 따라 600여 가지가 넘는 요리로 만들어질 수 있다고 합니다. 대형마트에 가 보면 다양한 형태의 파스타 면을 볼 수 있습니다. 그중 가장 익숙한 것은 국수처럼 긴 파스타인 ‘스파게티’입니다. 기다란 스파게티 면에는 세계 최고의 과학자들도 골머리를 앓게 만든 ‘과학’이 숨어 있습니다. 스파게티 면으로 간단한 실험을 해 보면 알 수 있습니다. 스파게티 면을 하나 꺼내 양쪽 끝을 잡은 다음 부러질 때까지 구부려 보는 것입니다. 몇 조각으로 부러졌나요. 분명 3조각에서 10조각까지 다양할 겁니다. 재미있는 것은 절대 두 조각으로 부러지지 않는다는 것입니다. 이것이 과학계에서 유명한 ‘스파게티 미스터리’입니다. 알베르트 아인슈타인과 함께 20세기 최고의 물리학자로 평가받고 양자전기역학을 발전시킨 공로로 1965년 노벨물리학상을 받은 리처드 파인먼(1918~1988)도 밤새 스파게티 면을 부러뜨리면서 ‘왜 두 조각으로 부러지지 않는가’에 대한 이론적 설명을 찾으려고 골머리를 앓았다고 합니다. 많은 천재 과학자들을 괴롭힌 스파게티 미스터리는 2005년 프랑스 물리학자들에 의해 풀리기 시작했습니다. 프랑스 파리6대학 바질 오도리, 세바스티앙 노이히르슈 박사는 유체역학에서 탄성체의 움직임을 설명하는 ‘키르히호프 방정식’을 이용해 스파게티가 3조각 이상으로 부러지는 이유를 밝혀내고 물리학 분야 국제학술지 ‘피직스 리뷰 레터스’에 발표했습니다. 스파게티 양쪽 끝에서 정확히 똑같은 힘을 가할 수 없기 때문에 서로 다른 형태의 탄성파가 전달되면서 여러 조각으로 부러지게 된다는 것입니다. 이 연구는 기발하고 기상천외한 연구에 시상하는 ‘이그노벨상’의 2006년 물리학상 분야에 선정되기도 했습니다. 그렇다면 스파게티 면을 두 조각 내는 것은 정말 불가능한 일일까요. 미국 매사추세츠공과대학(MIT)과 코넬대, 프랑스 엑스마르세유대 수학자들이 스파게티 면을 두 조각으로 부러뜨릴 수 있는 방법을 결국 찾아내 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 13일자(현지시간)에 발표했습니다. 요른 듄켈 MIT 응용수학 교수가 이끈 국제공동연구팀은 스파게티를 두 조각 내기 위해 특수한 기구까지 만들었습니다. 수백 차례에 걸친 실험 결과 스파게티 한쪽 끝을 270~360도 정도로 비튼 뒤 서서히 힘을 가해 구부려 부러뜨리면 두 조각 낼 수 있다는 것을 밝혀냈습니다. 할 일 없는 과학자들의 심심풀이 연구 같지만 스파게티 미스터리는 2차원이나 3차원 재료의 구조역학을 이해하고 통제하는 데 필요한 아이디어를 제공한다고 합니다. 탄소나노튜브의 강도를 높이거나 외부 스트레스에 오래 견디는 광섬유를 만드는 것은 물론 교량이나 건축물을 지을 때 철근이나 철골을 얼마나, 어떻게 배치해야 하는지에도 적용할 수 있는 중요한 연구라는 것입니다. 논문의 질보다는 양을, 번뜩이는 아이디어보다는 외국의 선행 연구 사례를 요구하는 한국 과학정책 현실에서 이런 독특하고 재미있는 연구를 기대하는 것은 무리가 아닐까 하는 생각이 스쳐 지나갑니다. edmondy@seoul.co.kr

해외 연구진 “전자담배도 안전하지 않아···폐의 주요면역세포를 비활성화시키고 염증유발” 최근 종이로 말아진 일반담배보다 전자담배를 이용하는 사람들이 늘어나고 있다. 전자 담배를 이용하는 사람들이나 담배 업계에서는 전자담배의 연기에는 일반담배보다 유해물질이 훨씬 적고 간접 흡연으로 인한 피해도 적다고 주장하고 있다. 그런데 최근 유럽과 미국 연구진이 전자담배의 연기가 일반담배 연기보다 안전하지 않다는 연구결과를 발표했다.영국 버밍엄대 염증 노화연구소(IIA), 스완지대 의대, 미국 뉴욕주립대 다운스테이트 의대 공동연구팀은 전자담배의 연기가 유해물질로부터 폐를 보호하는 면역세포를 무력화시키는 한편 염증을 유발시켜 천식이나 만성폐쇄성폐질환(COPD)와 비슷한 증상을 유발시킬 수 있다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국의학회에서 발행하는 폐질환 관련 국제학술지 ‘소락스’ 13일자에 발표됐다. 연구팀은 천식이나 COPD에 걸려본 적이 없는 건강한 비흡연자 8명에게서 폐세포 조직을 제공받아 24시간 동안 전자담배에 사용되는 액체와 전자담배에서 나오는 연기를 응축시켜 노출시키는 실험을 실시했다. 그 결과 단순히 전자담배에 사용되는 액체에 노출된 폐세포보다 전자담배에서 나오는 연기에 노출된 폐세포에서 폐포 대식세포라는 면역세포가 더 많이 파괴된 것이 확인됐다. 폐포 대식세포(aveola macrophage)는 폐와 기도에 있는 일종의 면역세포로 외부에서 이물질이 침입할 경우 이를 막고 염증 현상을 억제해 주는 역할을 한다. 연구팀에 따르면 전자담배 연기에 노출된 폐조직에서는 대식세포가 눈에 띄게 줄어들고 활성산소도 50배 이상 증가해 세포 염증현상이 나타났다. 또 천식이나 COPD 환자의 것과 비슷한 형태로 폐조직이 변한 것도 관찰됐다. 연구팀은 이번 결과에 대해 “적어도 실험실 조건에서 본다면 전자담배도 일반 담배와 마찬가지로 생체 면역계 세포에 심각한 손상을 줄 수 있다”고 평가했다. 실험을 주도한 데이빗 트리킷 버밍엄대 교수는 “전자담배의 유해성에 대해서는 아직도 많은 연구가 진행되고 있지만 이번 연구처럼 ‘폐’라는 장기에 국한시켜보면 장기적인 관점에서는 전자담배도 일반담배만큼 인체에 해로운 것은 사실”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 종이로 말아진 일반담배보다 전자담배를 이용하는 사람들이 늘어나고 있다. 전자 담배를 이용하는 사람들이나 담배 업계에서는 전자담배의 연기에는 일반담배보다 유해물질이 훨씬 적고 간접 흡연으로 인한 피해도 적다고 주장하고 있다. 그런데 최근 유럽과 미국 연구진이 전자담배의 연기가 일반담배 연기보다 안전하지 않다는 연구결과를 발표했다. 영국 버밍엄대 염증 노화연구소(IIA), 스완지대 의대, 미국 뉴욕주립대 다운스테이트 의대 공동연구팀은 전자담배의 연기가 유해물질로부터 폐를 보호하는 면역세포를 무력화시키는 한편 염증을 유발시켜 천식이나 만성폐쇄성폐질환(COPD)와 비슷한 증상을 유발시킬 수 있다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국의학회에서 발행하는 폐질환 관련 국제학술지 ‘소락스’ 13일자에 발표됐다. 연구팀은 천식이나 COPD에 걸려본 적이 없는 건강한 비흡연자 8명에게서 폐세포 조직을 제공받아 24시간 동안 전자담배에 사용되는 액체와 전자담배에서 나오는 연기를 응축시켜 노출시키는 실험을 실시했다. 그 결과 단순히 전자담배에 사용되는 액체에 노출된 폐세포보다 전자담배에서 나오는 연기에 노출된 폐세포에서 폐포 대식세포라는 면역세포가 더 많이 파괴된 것이 확인됐다. 폐포 대식세포(aveola macrophage)는 폐와 기도에 있는 일종의 면역세포로 외부에서 이물질이 침입할 경우 이를 막고 염증 현상을 억제해 주는 역할을 한다. 연구팀에 따르면 전자담배 연기에 노출된 폐조직에서는 대식세포가 눈에 띄게 줄어들고 활성산소도 50배 이상 증가해 세포 염증현상이 나타났다. 또 천식이나 COPD 환자의 것과 비슷한 형태로 폐조직이 변한 것도 관찰됐다. 연구팀은 이번 결과에 대해 “적어도 실험실 조건에서 본다면 전자담배도 일반 담배와 마찬가지로 생체 면역계 세포에 심각한 손상을 줄 수 있다”고 평가했다. 실험을 주도한 데이빗 트리킷 버밍엄대 교수는 “전자담배의 유해성에 대해서는 아직도 많은 연구가 진행되고 있지만 이번 연구처럼 ‘폐’라는 장기에 국한시켜보면 장기적인 관점에서는 전자담배도 일반담배만큼 인체에 해로운 것은 사실”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 산소 부족으로 인한 각종 뇌혈관 질환으로 인한 뇌손상을 치료할 수 있는 물질을 개발했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 라종철 박사팀은 뇌혈관 폐색으로 피 흐름이 줄어들면서 뇌조직이 정상적으로 기능하지 못하는 허혈성 뇌졸중으로 막혔던 혈관에 혈액이 다시 돌 때 나타나는 추가 뇌손상을 막을 수 있는 치료물질을 발견했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경약리학’ 8월호에 실렸다. 산소공급은 뇌신경세포 기능을 위해 필요하다. 허혈성 뇌졸중이 발생하면 저산소증이 나타나 뇌세포 손상이 발생하고 이후 뇌에 다시 산소를 공급하는 과정에서도 손상되는 ‘재관류 손상’이 발생하기도 한다. 허혈성 뇌졸중이나 고산병이 발생하면 혈관을 통해 뇌 신경세포에 공급되는 산소공급이 줄어들면서 저산소증이 나타난다. 뇌손상을 막기 위해서는 혈액을 공급해줘야 하는데 다시 산소를 공급받는 과정에서 신경세포가 갑자기 흥분해 추가적 뇌손상이 나타나기도 한다. 혈류를 정상화하는 단계에서 신경세포 흥분을 조절해 손상을 억제하기 위한 치료제가 필요하다. 연구팀은 뇌신경세포에 혈액이 다시 공급될 때 과다한 흥분을 일으키는 이온통로를 찾아냈다. 이와 함께 혈류를 정상화하기 전에 이 이온통로를 억제하는 물질을 사용하면 신경세포의 흥분억제는 물론 독성 유발을 막을 수 있다는 사실도 확인했다. 기존에는 뇌졸중 환자나 급성 심근경색 환자 회복을 위해 체온을 32도로 낮춰 뇌로 가는 혈액으로 인한 충격을 줄이는 저체온요법이 많이 사용됐지만 추가 뇌손상을 완벽하게 막지는 못했다. 이번에 개발한 기술은 신경세포의 흥분을 직접 낮춤으로써 효과를 더 높일 수 있다는 장점이 있다. 연구팀이 이번에 활용한 이온통로 억제제는 부정맥 치료용으로 사용되던 약물이었다. 이번 연구를 통해 뇌의 재관류 손상 억제용으로도 효과가 있음을 증명하고 저산소성 뇌손상 치료용 약물로 국내 특허 출원했다. 라종철 박사는 “이번 연구는 저산소증과 신경염증이 신경세포의 기능에 미치는 영향을 확인하는 동시에 허혈성 뇌졸중이나 저산소증으로 발생하는 뇌손상을 억제할 수 있는 치료용 약물 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울산과기원(UNIST) 연구진이 촉매를 쌓아 인공광합성 효율을 높이는 기술을 개발했다. 13일 UNIST에 따르면 류정기 에너지 및 화학공학부 교수팀이 ‘다층박막적층 기법’을 이용해 물속에서 인공광합성용 촉매를 결합하는 기술을 개발했다. 이 기술은 저렴한 촉매를 이용하는 데다 간단한 공정에 전극 손상을 방지할 수 있는 장점을 가지고 있다.인공광합성은 자연 광합성 시스템을 모방해 태양에너지를 유용한 자원으로 바꾸는 기술이다. 태양광과 전해액, 광전극만 있으면 친환경 에너지를 만들 수 있고 특히 수소를 생산할 수 있어 차세대 에너지 생성 기술로 주목받고 있다. 그러나 광전극의 낮은 효율성이 문제로 꼽힌다. 지금까지 광전극 효율을 개선하려고 백금 등 고가의 촉매 물질을 사용해야 했고, 물질의 종류나 양을 조절하기 어려웠다. 촉매를 적용하는 과정에서 고온·고압의 진공 장비 활용이 필수적인데다 장비 활용에 따른 광전극 손상도 발생했다. 연구진은 이런 문제를 피하려고 광전극 위에 양(+)의 전하를 띠는 물질과 음(-)의 전하를 띠는 물질을 순서대로 쌓는 다층박막적층 기법을 접목했다. 이는 자석이 서로 끌어당기듯 물질들이 서로 끌어당기며 쌓이는 원리를 기반으로 한다. 연구진은 상온의 물에 양의 전하를 갖는 폴리에틸렌이민(PEI)과 음의 전하를 갖는 폴리옥소메탈레이트를 각각 녹였다. 이후 광전극을 각 물질이 녹아있는 수조에 번갈아 담그며 촉매를 쌓았다. 전극에 물질이 접착되는 방식이다. 이렇게 형성된 촉매 다중층은 광전극의 효율을 10배가량 높이고, 동시에 안정성도 확보하는 성지를 띠었다. 연구진은 인공광합성 효율을 높이고자 최적의 촉매와 그 두께를 찾는 연구를 계속할 계획이다. 류 교수는 “이번에 개발한 촉매층 형성법은 촉매 종류나 양을 원하는 형태와 두께로 쉽고 간편하게 형성할 수 있는 기술”이라며 “물에 담그기만 하는 간단한 공정을 거치기 때문에 기존 진공 장비 사용으로 생겼던 전극 손상 문제도 방지할 수 있다”고 밝혔다. 이번 연구는 화학 분야 국제학술지 ‘그린 케미스트리’ 13일자 표지 논문으로 게재됐다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

‘품 안의 자식’이라는 옛 말처럼 아이들이 어렸을 적에는 부모에 대한 의존도가 심해 귀찮을 때도 있지만 아이들이 성장할수록 부모보다는 친구들과 더 어울리고 의존하는 것 같아 섭섭하다는 말을 하는 이들이 있다. 실제로 많은 학자들이 청소년기를 ‘질풍노도의 시기’로 부른다. 부모나 다른 사람들의 의견을 듣는 아동기를 지나 청소년기에는 자아의 성숙으로 자신의 주장이 강해지고 또래 친구 의견에 더 의존하게 된다. 그런데 미국 실험심리학자들과 뇌과학자들이 청소년기를 벗어나 자아가 어느 정도 형성된 20대 초중반 성인들은 친구보다 부모의 의견과 부모에게 돌아갈 이익을 더 존중한다는 사실을 밝혀냈다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 실험심리학과, 뇌연구소 공동연구팀은 젊은이(young adult)들은 중요한 결정을 내려야 할 때는 친구보다는 부모의 의견을 듣고 부모에게 도움이 되는 방향으로 결정한다는 것을 처음 실험적으로 규명했다고 10일 밝혔다. 연구팀은 많은 부모들이 청년기 아이들이 자기보다는 친구들을 선택할 것이라는 생각을 갖고 있는데 이는 자녀들의 심층 심리에 대한 충분한 이해가 없기 때문이라고 강조했다.이번 연구결과는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘정신과학’ 8일자(현지시간)에 발표됐다. 연구팀은 18~30세 성인남녀 174명을 대상으로 ‘컬럼비아 카드 테스트’라는 카드게임을 실시했다. 컬럼비아 카드테스트는 두 가지 선택지 중에 하나를 선택하면 다른 한쪽은 손해를 보는 방식의 카드 게임이다. 즉 참가자의 선택에 따라 돈을 잃거나 따는 방식이다. 카드게임을 하기에 앞서 연구팀은 실험 참가자들에게 부모와 친구에 대해 느끼는 감정에 대한 28가지 질문에 답하는 설문지를 작성했다. 설문조사 결과에 따르면 참가자들은 양측 모두에게 강한 긍정적 감정과 의존성을 보였지만 많은 참가자들은 친구와의 관계가 부모의 관계보다 더 끈끈하다고 답했다. 연구팀은 참가자들에게 각각 5달러나 50포인트의 점수를 갖고 카드게임을 시작하도록 했으며 포인트 점수도 돈으로 바꿀 수 있도록 했다. 첫 판에서는 참가자들이 이익이 모두 부모에게 돌아가도록 했으며 다음번 판에서는 친구들에게 이익이 돌아가도록 했다. 48판의 게임을 했는데 게임 판수가 거듭될 수록 대부분의 참가자들은 부모에게 이익이 돌아가는 방향의 선택을 했다. 또 부모들에게 이익이 된다고 생각할 경우 과감하게 선택하는 비율이 25%나 더 높은 것으로 나타났다. 이는 연령대, 성별, 참가자와 부모와의 관계, 인종 등에 영향을 받지 않고 일관되게 나타나는 현상이었다. 주앙 구아시 모레이라 UCLA 연구원은 “많은 참가자들이 실험 후 자신의 선택에 대해 명확하게 설명하지 못하고 ‘뭔가가 그렇게 선택하도록 했다’라고 답변했을 뿐”이라며 “이번 연구에서 부모 특히 엄마는 자녀가 성인이 됐을 때도 의사결정과정에서 지속적으로 영향을 미친다는 사실을 처음으로 보여줬다”라고 설명했다. 연구팀은 이 같은 결과가 10대 청소년에게서도 똑같이 적용되는지 추가 연구를 진행 중에 있는 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반려견을 키우는 사람들은 잘 알다시피 개들은 가로등, 전봇대, 나무 등에 다리를 올리고 오줌을 누는 모습을 흔히 볼 수 있다. 그러려니하고 무심코 봤던 이런 행동들을 분석한 결과 ‘자신을 과시하기 위한’ 행동이라는 사실이 밝혀졌다. 미국 코넬대 생태학 및 진화생물학과 연구팀은 뉴욕에 있는 보호소 두 곳에 있는 45마리의 개들을 대상으로 연구한 결과 덩치가 작은 개들일수록 다리를 높이 쳐들고 오줌을 눈다는 사실을 확인해다고 10일 밝혔다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘동물학’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 45마리의 개를 나무나 벤치, 소화전, 가로등 등이 많은 거리를 산책시키면서 스마트폰으로 개들의 행동을 모두 동영상 촬영을 했다. 연구팀이 관찰에 활용한 개들은 모두 잡종에 다 성장한 것들이었다. 연구팀은 개들이 나무나 벤치, 소화전, 가로등에 오줌을 싸면 오줌 자국의 높이를 측정했다. 연구팀은 개가 전봇대나 나무에 오줌을 누며 영역표시를 할 때 그 높이와 동영상으로 촬영한 다리의 각도를 측정했다. 그 결과 개들이 오줌을 눌 때 다리를 치켜드는 각도는 대략 85~147도였으며 개의 덩치가 작을수록 다리를 드는 각도는 극단적으로 커진다는 사실을 확인했다. 이에 대해 연구팀은 덩치가 작은 개들일수록 다른 개들이 몸집을 착각하도록 다리를 높이쳐드는 것이라고 분석했다. 다른 개들이 소변을 본 개의 덩치에 대해 착각하도록 만들기 위한 것이라는 설명이다. 베티 맥과이어 박사는 “이번 연구에 따르면 덩치가 작은 개들이 사물 위에 오줌을 누는 것은 일종의 신호”라며 “자신보다 덩치가 커 힘이 세거나 싸움을 잘 할 것 같은 개들과 맞상대하는 것을 피하기 위한 생존전략의 하나”라고 말했다. 펜실베니아 수의과대 제임스 서펠 동물행동학 교수는 “개들은 종종 다른 개들의 오줌을 자기의 오줌으로 덮어씌우는 경우가 있는데 작은 개들이 다리를 높이 드는 것은 이미 있는 오줌자국을 덮기 위한 것”이라고 말했다. 어쨌든 개들이 타인에게 자신의 존재를 알리기 위한 수단으로 오줌을 눈다는 것이다. 서펠 교수는 “작은 개들의 경우는 큰 개들보다 유연성이 뛰어나 발을 올리는 각도가 커진다고 볼 수 있다”고도 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr