20세기 중반부터 동아시아에서 발생한 호우의 원인이 알고 보니 인간의 활동 때문에 야기된 지구온난화가 원인인 것으로 밝혀졌다. 카이스트 문술미래전략대학원, 충남대, 광주과학기술원(GIST), 일본 도쿄대, 도쿄공업대, 교토 고등과학대, 츠쿠바 국립환경연구소, 미국 유타주립대 과학자로 구성된 국제 공동 연구팀은 과거 60년 동안 관측된 동아시아 지역의 호우 강도가 약 17% 증가했다고 5일 밝혔다. 이런 호우 강도 증가는 인간 활동에 의한 기후변화의 영향이 컸다는 사실도 규명했다. 이런 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 여름 호우는 농업과 산업 분야에 큰 영향을 미친다. 또 홍수나 산사태 같은 자연재해의 원인이 돼 생태계에도 변화를 일으킨다. 기상학자들에 따르면 여름철 호우의 강도와 빈도는 최근 몇십 년 동안 변화됐다. 중국, 한국, 일본이 위치한 동아시아 지역 여름 호우는 태풍, 온대 저기압, 기상 전선 등 다양한 요소가 영향을 미친다. 특히 여름 호우의 40% 이상이 기상 전선의 변화 때문에 발생하지만, 관련 연구는 많지 않다. 게다가 호우는 기후 시스템의 자연 변동과 우연성에 의한 영향까지 존재하기 때문에 인간 활동에 의한 온난화가 미치는 영향이 명확지 않다. 이에 연구팀은 동아시아 기상 전선에 의한 호우 정도를 과거 60년 동안 관측 데이터로 분석했다. 그 결과 중국 남동부 연안부터 한반도를 거쳐 일본까지 호우 강도가 약 17% 증가했음을 확인했다. 연구팀은 인간 활동에 의한 온실가스 배출이 있는 지구와 그렇지 않은 지구를 시뮬레이션한 지구 메타버스 실험을 이용해 호우 강도가 증가한 이유를 분석했다. 시뮬레이션을 실시한 결과 온실가스 배출로 호우 강도가 6% 정도 강화된 것으로 나타났다. 이는 인간 활동에 의한 온난화 영향을 빼고서는 설명할 수 없다는 것을 의미한다. 연구를 이끈 김형준 카이스트 교수는 “이번 연구는 동아시아에서 기상 전선에 의한 호우 강도가 인간에 의한 것이라는 점을 다시 한번 보여주고 있다”라면서 “기후변화 대책을 세우고, 가까운 미래에 일어난 기후변화가 동아시아 지역 전선이 만드는 호우에 주는 영향을 정확히 이해하고 평가하는 데 중요한 정보를 제공할 것으로 기대한다”라고 말했다.

인체 항상성을 유지하는 시상하부를 조절해 체중을 조절할 수 있는 방법을 국내 연구진이 개발했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과 연구팀은 뇌의 시상하부 기능을 조절해 살을 빼는 새로운 비만 치료 후보물질을 찾았다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘EMBO 분자의학’에 실렸다. 뇌의 시상하부 내 궁상핵은 식욕 조절, 에너지 소비 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 이에 연구팀은 시상하부 궁상핵의 신경세포 내 식욕을 촉진하고 억제하는 신경펩타이드 유전자 발현에 주목했다. 기존 비만 치료제는 식욕억제 원리를 기반으로 하고 있기 때문에 불안증, 구토증세와 함께 중추신경계를 교란하는 등 부작용이 크다. 또 혈당을 낮추면서 체중감소 효과를 보이는 치료제도 개발되고 있지만 주사라는 특성과 비싼 가격으로 접근성이 떨어진다. 연구팀은 시상하부 궁상핵에 존재하는 신경세포 내 식욕을 촉진하는 신경펩타이드와 식욕을 억제하는 신경펩타이드의 유전자 발현을 조절하는 방식을 새로운 비만 치료제 개발의 전략으로 삼았다. 연구팀은 약물 데이터베이스를 활용해 사람의 소장에서 만들어지는 올레산의 천연 대사산물로 식욕, 체중, 콜레스테롤의 자연 조절제인 ‘올레오일에탄올아미드’와 유사한 구조를 지난 2500여 개 저분자화합물 중 항비만 효과가 아직 알려지지 않았던 헥사메틸렌 비스아세타미드(HMBA)를 후보 물질로 선별했다. HMBA는 비정상 세포가 정상 세포로 바뀔 가능성을 보여준 세포분화제다. 연구팀은 고지방식을 계속 먹여 비만을 유발한 생쥐에게 HMBA를 정맥, 복강, 뇌 내실에 투여하는 실험을 했다. 그 결과 식욕을 촉진하는 신경펩타이드가 감소하고, 반대로 식욕을 억제하는 신경펩타이드는 증가하는 것이 관찰됐다. HMBA를 투여받은 비만 생쥐에서 식욕억제, 체내 지방량 감소, 갈색지방의 열 생산 증가, 에너지 소비 증가로 인한 체중감소, 당 대사와 인슐린 민감성 개선 효과를 확인했다. 연구를 이끈 김은경 교수는 “이번 연구는 기존에 알려지지 않은 HMBA의 효능과 신경세포 내에서 조절 메커니즘을 규명해 비만과 당뇨 등의 치료 전략에 새로운 단서를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

변비는 가장 흔한 소화기 질환으로 국내에서도 식습관 변화로 점차 증가하는 추세다. 여성과 노년층에서 특히 많이 발생하고 있으며, 전체 인구의 약 16.5%가 변비를 앓는 것으로 알려져 있만 변비 때문에 병원을 찾는 사람은 많지 않아 실제 환자는 더 많은 것으로 추정된다. 이런 가운데 장운동을 개선해 변비를 치료해줄 수 있는 장내 미생물이 발견돼 주목받고 있다. 중국 장난대(Jiangnan University), 장난대 보훈병원 소화기내과, 하이난대, 홍콩대 공동 연구팀은 장 운동성을 개선하는 데 도움이 되는 ‘프로바이오틱스 비피도박테리아 롱검’(probiotic Bifidobacteria longum, B.롱검) 유전자를 발견했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤 마이크로브’ 11월 22일자에 실렸다. 장운동 장애로 인해 발생하는 변비는 장내 미생물 불균형과 관련이 있다. 이는 유익한 미생물의 수가 감소하면서 나타나는 것으로 알려져 있다. 그래서, 증상 완화를 위해 경구용 프로바이오틱스를 섭취하는 사람들이 점점 늘고 있다. 그렇지만 변비에 대한 프로바이오틱스의 치료 효과는 장내 미생물 분포나 숫자에 따라 달라진다는 문제가 있다. 연구팀은 우선 다양한 B.롱검 균주가 동물의 변비 완화에 도움이 된다는 사실을 확인했다. 변비는 식물 다당류의 일반적 구성 성분이지만 동물, 특히 사람의 장에서는 소화가 잘되지 않는 ‘아라비난’이라는 식이섬유가 원인인 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생물학 라이브러리에서 B.롱검 균주 내 abfA 유전자가 아라비난을 쉽게 분해한다는 사실을 확인했다. 0세부터 108세까지 다양한 연령대의 남녀 중국인 354명의 분변에서 185개의 B.롱검 균주를 분리했다. 장내 미생물에 abfA 유전자가 풍부한 사람은 변비에 걸리지 않는다는 사실도 추가로 확인했다. 연구팀은 변비를 일으킨 생쥐에게 abfA 유전자가 있는 B.롱검 균주를 이식한 결과 변비 증상이 완화되는 것도 관찰했다. 연구를 이끈 장지아차오(張家超) 하이난대 교수(미생물학)는 “프로바이오틱 균주가 장 건강에 도움이 된다는 사실은 동물 모델에서는 확실히 나타났지만, 사람을 대상으로 하는 임상실험에서는 결과가 명확하지 않은 경우가 많았다”라면서 “이번 연구는 동물과 인간을 대상으로 하는 교차 검증과 함께 생물학적 분석으로 프로바이오틱 균주의 효과를 확인했다는 점에 의미가 크다”라고 말했다. 장 교수는 “abfA 유전자 클러스터가 사람의 변비에 대한 장내 미생물 치료 표적”이라면서 “이를 활용한 변비 치료 약물이나 장 건강을 위한 건강기능식품 개발이 가능할 것으로 본다”라고 덧붙였다.

북한의 경제 발전은 대도시를 중심으로 이뤄지고 있어 도시와 농촌 간 격차가 더 커지고 있으며 새로 조성된 관광특구를 제외한 지역은 발전이 더딘 것으로 나타났다. 이는 한국, 홍콩, 싱가포르 공동 연구진이 개발한 새로운 인공지능 기술로 분석한 결과다. 카이스트 전산학부, 기술경영학부, 기초과학연구원(IBS) 데이터사이언스그룹, 서강대 경제학과, 홍콩과기대, 싱가포르국립대 국제 공동 연구팀은 주간 위성영상을 활용해 경제 상황을 분석하는 인공지능을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 하루 2달러 이하로 생활하는 절대빈곤 인구가 전 세계적으로 7억 명에 이르는 것으로 알려졌지만 현황 파악은 쉽지 않다. 이는 산업 분야 관련 현황 조사는 물론 인구주택 총조사 같은 기본적인 통계자료가 없기 때문이다. 연구팀은 통계자료를 기반으로 하는 것이 아닌, 누구나 인터넷에서 받아볼 수 있는 위성 영상만으로 기초 통계가 없는 최빈국까지 관찰할 수 있는 인공지능 기술을 개발한 것이다. 연구팀이 개발한 기술은 인간이 제시하는 정보를 인공지능의 예측에 반영하는 ‘인간-기계 협업 알고리즘’이다. 연구팀은 유럽우주국(ESA)에서 운영하는 센티넬-2 위성영상을 활용했다. 센티넬-2 위성영상은 인터넷상에서 누구나 활용할 수 있도록 무료 공개돼 있다. 연구팀은 위성영상을 가로, 세로 각각 2.5㎞씩 약 6㎢의 구역으로 나눈 다음 각 구역의 경제지표를 건물, 도로, 녹지 등 시각적 정보를 기반으로 수치화했다. 연구팀은 이번에 북한, 네팔, 라오스, 미얀마, 방글라데시, 캄보디아처럼 기존 통계자료가 부족한 지역을 대상으로 경제분석을 시도했다.분석 결과, 북한의 경우 대북 경제제재가 본격화된 2016~2019년 사이에 북한 경제에서 세 가지 경향이 발견됐다. 우선 북한 경제 발전은 평양을 포함한 대도시에 집중돼 도시와 농촌 간 격차가 심한 것으로 확인됐다. 또 외화 부족을 극복하기 위해 설치한 관광 경제개발구에서는 새로운 건물과 도로 등 인프라 구축이 이뤄지고 있다는 것이 위성영상 이미지와 경제 지표 점수 변화로 확인됐다. 그렇지만 전통적 공업 및 수출 경제개발구에서는 변화가 거의 없는 것으로 관찰됐다. 연구팀에 따르면 이번 기술이 제시한 경제 분석은 기존 인구밀도, 고용 수, 사업체 수 등 사회경제지표와 높은 상관관계를 보였으며 데이터가 부족한 저개발국가에 적용할 수 있다는 것을 확인했다. 이번에 개발한 인공지능 모델은 빈곤과 불평등 추이를 빠르게 지켜볼 수 있을 뿐만 아니라 다양한 사회적, 환경적 지표를 측정하는 데도 응용할 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 인공지능 분석 모델 코드를 무료 공개할 계획이라고 밝혔다. 연구에 참여한 차미영 카이스트 전산학부 교수(IBS 데이터사이언스 그룹 CI)는 “이번 연구는 전산학, 경제학, 지리학을 융합한 것으로 일단 경제적 측면을 관찰하는 데 활용했지만 이산화탄소 배출량 감시, 재난 재해 피해 탐지, 기후변화에 따른 영향 등 다양한 국제사회 문제에 적용할 수 있다”라고 말했다.

과학기술의 발달로 기대수명이 점점 늘고 있는 현재 사람들을 가장 위협하는 질환은 다름 아닌 ‘존엄한 노년’을 방해하는 퇴행성 뇌신경질환이다. 가장 위협적인 질환은 알츠하이머 치매다. 치매의 50~70% 원인을 차지하는 알츠하이머는 정확한 발병 원인을 밝혀내지 못하고 있어 치료나 예방도 어렵다. 이런 가운데 국내 연구진이 알츠하이머 치매를 가속하는 단백질을 발견했다. 카이스트 화학과, 의과학 대학원, 한국기초과학지원연구원 바이오 융합연구부, 한국생명공학연구원 희귀 난치질환 연구센터 공동 연구팀은 알츠하이머 유발인자의 독성을 촉진하는 세포 내 단백질을 새로 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 11월 20일자에 실렸다. 알츠하이머 환자들의 뇌에서 가장 특징적으로 나타나는 현상은 아밀로이드 베타나 타우 단백질의 응집이다. 이들 응집체가 뇌세포 사멸을 가져온다고 알려져 있지만, 직접적인 상호 관계는 여전히 베일에 가려져 있다. 이 때문에 아밀로이드 베타 단백질 응집을 표적으로 삼는 치료제가 개발되고 있지만 기대만큼 효과는 거두지 못하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험을 통해 알츠하이머에서 과발현되며 원인 미상의 신경세포 사멸을 유발하는 ‘아밀로이드 전구체 C 말단 절단체’라는 단백질이 아밀로이드 베타 단백질의 응집을 촉진한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체 자체는 물론 이들이 아밀로이드 베타 단백질과 결합한 복합체가 알츠하이머 증상을 심화시키는 것으로 해석한다. 특히 생쥐의 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질 응집체가 신경세포 사멸을 유도하고 뉴런 손상, 염증 반응을 일으키는 것이 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체에 의해 더 증가하는 현상을 관찰했다. 연구를 이끈 임미희 카이스트 화학과 교수는 “이번 연구는 알츠하이머에서 기존에 알려지지 않은 생체 내 아밀로이드 베타 단백질 응집과 독성 촉진제를 발굴했다는 점에서 의미가 크다”라며 “알츠하이머 진단과 치료에 새로운 표적으로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

과학기술의 발달과 공중 보건의 질이 향상되면서 기대 수명이 급격히 증가하고 과학적으로는 120세 시대도 열릴 수 있다는 예측까지 나오고 있다. 문제는 건강 수명은 함께 늘어나고 있지는 못하다는 점이다. 즉 오래 살게는 됐지만 무병장수가 아닌 유병장수가 될 가능성이 크다는 말이다. 노년층이 가장 두려워하는 질환은 암보다 존엄한 노년을 파괴하는 퇴행성 신경질환, 특히 알츠하이머 치매다. 알츠하이머 치매를 유발하는 주요 원인은 아밀로이드 베타 단백질이나 타우 단백질로 지목됐다. 그런데 이런 독성 단백질의 응축 없이도 인지 장애가 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 하버드대 의대, 보스턴 종합병원 신경과 공동 연구팀은 뇌에 아밀로이드 베타 단백질이 엉겨 붙지 않은 사람도 인지 기능 저하가 나타난다고 19일 밝혔다. 아밀로이드 베타 단백질이나 타우 단백질이 없어도 기억과 판단에 관여하는 뇌의 해마 부위가 축소되면서 심각한 인지 저하가 나타난다고 밝혀낸 것이다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 11월 15일자에 실렸다. 흔히 알츠하이머를 치매와 동의어로 알고 있다. 알츠하이머는 치매 발병의 여러 원인 중 주요 원인이다. 치매는 혈관성, 알코올성 치매 등 다양한 원인으로 발생한다. 또 치매 발병의 50~70%를 차지하는 알츠하이머도 발생 원인이 다양하다. 연구팀은 평균 연령 72세, 사고력이나 기억력에 문제가 없는 남녀 128명을 7년 이상 추적 관찰했다. 실험 참가자들은 연구 기간에 정기적으로 뇌에 아밀로이드 베타, 타우 단백질의 응집 여부와 응집 양, 해마의 부피를 측정하고 인지 능력 평가를 받았다. 그 결과, 독성 단백질의 응집이 관찰되지 않았지만, 해마가 위축된 사람들은 인지 능력이 급격하게 떨어져 알츠하이머 치매 환자와 비슷한 상태가 되는 것으로 관찰됐다. 이처럼 독성 단백질과 무관하게 해마 위축만으로도 인지 기능이 저하되는 사람이 10% 이상으로 나타났다. 최근 뇌에 아밀로이드 베타 단백질 응집체를 표적으로 하는 알츠하이머 치료 신약이 나오기는 했지만, 이 신약이 모든 알츠하이머를 막을 수 있지는 않다는 것을 이번 연구 결과가 보여준다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀에 따르면 치매는 여러 원인이 복합적으로 작용하는 복잡한 질환이라고 설명했다. 연구를 이끈 버나드 한시우 하버드대 의대 교수는 “이번 연구 결과는 노화로 인해 나타나는 인지기능 저하가 알츠하이머나 치매, 다른 퇴행성 신경질환 때문인지 확인하는 것이 필요하다는 점을 보여준다”라면서 “독성 단백질 응집과 함께 해마 부피 변화를 추적하면 인지기능 장애를 사전에 예측할 수 있을 것”이라고 말했다.

정부가 지난 6일 공매도를 전면 금지한 이후 공매도 제도를 둘러싼 잡음이 커지고 있다. 자금력과 신용도가 상대적으로 높은 외국인과 기관 투자자들이 공매도를 주로 이용하다 보니, 약세장에서 손실을 본 개미들은 “공매도는 외국인들의 개미 재산 탈취 수단”이라며 반(反)공매도 정서를 강하게 표출하고 있다. 그러나 공매도가 주가 하락을 촉발하지 않으며 공매도 금지 조치가 오히려 주식시장에 해롭다는 게 국내외 학계의 중론이다. 국내 학계 “공매도, 코스피 효율성 향상…‘비상 상황’에만 동원돼야” 한국금융공학회가 지난해 3월 발표한 ‘공매도와 주식시장의 효율성에 관한 연구’는 2008년 10월 1일부터 2021년 12월 24일까지 공매도 금지 시기를 전후해 코스피와 코스닥 흐름을 분석했다. 과거 전 종목 공매도가 금지된 시기는 2008년 글로벌 금융위기, 2011년 유럽 재정위기, 2020년 코로나19 확산 시기 등 3차례다. 이 논문은 “공매도 거래가 재개되었을 때 코스피와 코스닥 시장 모두 변동성이 감소했다”며 “주식시장 효율성은 공매도 거래가 재개된 이후 개선됐고 특히 코스피 시장이 상대적으로 크게 향상됐다”고 밝혔다. 공매도 금지만으로 주가가 오르는 것도 아니다. 만일 공매도 금지가 주가를 부양하는 효과가 있다면 오히려 이 조치가 장기화할 때 기업 가치와 주가 사이에 거품이 자리 잡는 것을 의미한다는 분석이다. 한국상사법학회의 2020년 11월 ‘공매도 금지 조치의 의의와 개선방안’ 논문이 “공매도 금지 조치는 공매도의 가격발견(거래 체결) 기능이나 유동성 공급기능을 차단하면서까지 시장 안정을 찾기 위해 비상한 상황에서 예외적으로 동원돼야하는 정책 수단”이라고 강조한 배경이다. 전 세계 공매도 반대론자 거의 없어…“공매도 막은 유럽, 가격하락 방지 실패” 전 세계 학계에서는 합리적이고 효율적인 가격 형성을 위해 공매도가 시장에 ‘필요한 제도’라는 평가가 우세하다. 국내외를 통틀어 공매도 반대론자는 거의 없다는 게 학계의 설명이다. 지난 2021년 10월 국제학술지 ‘금융연구레터’에는 코로나19 사태 이후 공매도를 금지한 유럽 6개국의 사례를 짚은 ‘2020년 유럽 공매도 금지 조치와 시장의 질에 미치는 영향’ 논문이 실렸다. 이 논문은 “공매도 금지 국가의 시장 유동성이 상대적으로 낮으며 거래량도 적었다. 가격 하락을 방지하고 변동성을 줄이려는 규제 당국의 목표는 실패했다”고 꼬집었다. 실물 경기가 급랭하고 투자 심리가 악화되는 와중에 공매도가 주가 추가 하락을 일으킨다는 유럽 규제 당국의 인식이 잘못됐다고 지적한 것이다. 앞서 재무경제 분야 세계적 학술지 ‘저널 오브 파이낸스’에 2012년 12월 실린 ‘전 세계 공매도 금지: 2007~2009년 위기의 증거’라는 제목의 논문도 “공매도 금지 조치는 시장의 유동성에 해로우며, 특히 자본금이 적은 종목일수록 약세장에서 가격 발견 속도가 느려지고 미국 금융주를 제외하고는 가격을 지지하지도 못했다”고 결론 내렸다.

2년 전 크리스마스에 발사돼 인류에게 우주의 눈이 돼 준 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 우주 생성 초기의 모습을 또 한 번 발견해 주목받고 있다. 미국 펜실베이니아주립대 천문학·천체물리학과를 중심으로 호주, 이스라엘, 프랑스, 덴마크, 스위스, 네덜란드, 일본 8개국 20개 연구기관 과학자들로 구성된 국제 공동 연구팀은 약 330억 광년 떨어져 있는 우주 생성 초기 은하의 모습을 관찰했다고 14일 밝혔다. 이번 발견은 천체물리학 분야 국제학술지 ‘애스트로피지컬 저널 레터스’ 11월 13일자에 실렸다. 연구팀은 판도라 성단이라는 별명을 가진 ‘아벨 2744’(Abell 2744)에서 오래된 은하단 2개를 발견했다. 이번에 관측한 성단은 지금까지 관측된 은하단 중 두 번째, 네 번째로 먼 거리에 있는 것이다. 연구팀은 전자기 스펙트럼에서 방출되는 빛을 관측하는 JWST의 새로운 분광 측정기를 이번 관측에 활용했다. 이번에 발견된 은하단들은 2022년에 촬영된 JWST 첫 심우주 이미지 중 하나에서 발견된 판도라 성단에서 빛나는 6만 개의 별빛 중 하나였다. 연구팀은 중력 렌즈 현상을 이용해 이번에 은하단을 관측했다. 중력 렌즈는 아인슈타인의 상대성 원리에서 유도된 현상으로 아주 먼 천체에서 나온 빛이 중간에 있는 거대한 천체에 의해 휘어져 보이는 것이다. 이를 통해 희미해서 관측하기 힘든 천체까지 관측이 가능하다. 연구팀은 6만 개 광원 중 700개를 일차적으로 걸러내고 다시 8개가 잠재적으로 우주 생성 초기에 만들어진 후보로 골라냈다. 그다음 이들 광원의 전자파 스펙트럼을 분석했다. 이번에 JWST가 검출한 빛은 우주의 나이가 약 3억 3000만 년이던 어린 우주 시절에 방출돼 JWST에 도달하기까지 134억 광년을 이동한 것으로 추정된다. 여기에 우주 팽창 속도를 고려하면 약 330억 광년 떨어져 있는 것으로 분석됐다. 특히 같은 거리에서 확인된 다른 은하들은 붉은 점으로 보이지만 이번에 발견된 새로운 은하들은 더 크고 땅콩 모양이나 말랑말랑한 공과 비슷한 모양으로 확인됐다. 이번 연구를 주도한 왕 빙지(王冰洁) 펜실베이니아대 천체물리학과 박사는 “지금까지는 이번에 발견된 정도로 먼 은하는 점처럼 보였는데 이번에 관측된 은하는 모양이 기다란 땅콩이나 푹신한 공처럼 보인다”라면서 “이런 형태의 차이가 별이 형성되는 방식에 따라 다른 것인지 다른 원인 때문인지 추가 연구가 필요하겠지만 초기 우주에 대한 비밀을 푸는데 한 걸음 더 다가선 것으로 평가된다”라고 말했다.

특정 이유로 바깥출입을 하지 않고 심한 경우 가족과도 접촉을 꺼리는 일이 6개월 이상 지속되면 ‘은둔형 외톨이’로 분류된다. 일본에서는 일찍부터 히키코모리라고 부르는 이런 은둔형 외톨이 증상을 보이는 사람이 늘고 있어 심각한 사회문제가 됐다. 최근에는 한국에서도 사회적 문제로 부각되고 있다. 몇 년 전에는 히키코모리 같은 사회적 고립 상태는 뇌의 형태까지 변형시킬 수 있다는 연구 결과가 나오기도 했다. 이런 상황에서 영국 글래스고대 의학·수의학·생명과학대, 수학통계학부 공동 연구팀은 타인과 만남이 적은 ‘고독’한 사람은 그렇지 않은 사람들보다 수명이 짧다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘BMC 의학’ 11월 10일자에 실렸다. 많은 연구에서 외로움이 모든 원인으로 인한 사망과 밀접한 연관성을 갖는다는 사실은 알려졌다. 그렇지만 구체적으로 어떤 식으로 영향을 미치는지는 불분명했다. 연구팀은 대표적인 의생명과학 분야 빅데이터인 ‘영국 바이오뱅크’에 등록된 성인 남녀 45만 8146명을 대상으로 사망률과 5가지 유형의 사회적 상호 작용 사이의 연관성을 정밀 분석했다. 연구팀은 가까운 사람에게 속마음을 털어놓는 빈도, 외로움을 느끼는 빈도, 친구나 가족의 방문 빈도, 여러 형태의 집단 활동 참여 빈도, 독거 여부에 대한 조사를 정기적으로 실시하고 약 13년 동안 장기 추적 조사했다. 분석 결과, 친구나 가족의 만남이 6개월 동안 한 번도 없는 사람은 그렇지 않은 사람보다 사망 위험이 39% 높은 것으로 나타났다. 특히 개인적인 만남이 없는 사람은 매주 각종 모임에 참여하더라도 사망 위험이 낮아지지 않는 것으로도 확인됐다. 연구팀은 개인적 대인 접촉이 사망 확률을 낮추는 데 중요한 역할을 한다고 설명했다. 연구를 이끈 해미시 포스터 글래스고대 의대 임상 교수는 “디지털 및 통신 기술의 발달이 삶을 편리하게 만들어주지만 보건학적 측면에서는 은둔형 외톨이를 양산하거나 우울증 등 각종 정신신경 질환의 원인이 될 수 있다”라면서 “사회적 고립으로 인한 사망 위험 증가에 대처하기 위한 국가적, 사회적 대책이 필요하다”라고 설명했다.

기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 소속 학습 및 기억 연구그룹 강봉균 단장이 이끄는 연구팀은 특정 뇌 영역에 있는 신경 회로의 시냅스를 색깔별로 구분해 표시할 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 이 기술을 활용해 기억 저장 세포와 주변의 억제성 신경세포가 공포 기억을 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 11월 9일자에 실렸다. 연구팀은 기저 외측 편도체의 억제성 신경세포 중 하나인 소마토스타틴 인터 뉴런 일부가 공포 기억을 형성할 때 특이하게 활성화되는 것을 확인했다. 강 단장은 “외상 후 스트레스 장애(PTSD) 같은 질환의 새로운 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다.

니클로사마이드라는 물질은 코로나19를 비롯해 다양한 바이러스성 감염병 치료에 효능이 탁월한 것으로 알려졌다. 문제는 생체이용률이 저조해 약물로 개발되지 못하고 있다. 한국과 미국 연구진이 신약 후보 물질의 약물 전달 효과, 생체이용률을 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 광주센터, 전북대 의대, 미국 SNJ 파머슈티컬 공동연구팀이 모든 종류의 약물에 대한 생체이용률을 높일 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 특히 이번 기술은 먹는 약의 체내 흡수율도 높일 수 있어 치료 효과를 기대할 수 있는 것으로 알려졌다. 이번 연구 결과는 제약학 분야 국제학술지 ‘인터내서널 저널 오브 안티마이크로벌 에이전트’에 실렸다. 생체이용률은 약물이 체내로 흡수되는 효율을 말한다. 생체이용률이 낮은 물질은 소화관을 통해 체내에 흡수되는 효율이 떨어져 먹는 약으로 개발하기 힘들다. 실제로 신약후보 물질 중 70% 정도가 약효는 좋지만, 생체이용률이 15% 미만으로 신약으로 개발되지 못하고 폐기되는 경우가 많다. 이 때문에 많은 과학자가 약물의 생체이용률을 높이는 다양한 방법을 연구하고 있다. 연구팀은 인체 콜레스테롤 항상성 유지를 담당하는 담즙산의 생성과 순환 과정에 착안해 약물 전달체를 개발했다. 담즙산은 체내 흡수가 어려운 소수성 물질을 나노 수준으로 분해해 흡수를 돕는다. 연구팀은 니클로마사이드에 이번 나노 전달체 기술을 적용해 경구용 약물로 만들어 코로나19 바이러스에 감염된 생쥐에게 투여하는 실험을 했다. 그 결과 경구 투여 후 혈액에 남아있는 약물 입자의 양을 관찰한 결과 생체이용률이 38.3%로 나타나 기존의 4.8%보다 8배 정도 높은 것으로 확인됐다. 또 이번 기술을 적용한 니클로마사이드를 투여한 생쥐는 7일 후에도 건강하게 살아있는 모습을 보였지만 니클로마사이드를 그냥 투여하거나 아무것도 투여하지 않은 생쥐는 4일 만에 모두 죽는 것이 관찰됐다. 연구팀 관계자는 “이번 기술은 소수성 저분자 약물은 물론 단백질, 펩타이드 기반의 신약후보 물질도 고효율로 체내에 전달할 수 있도록 해줄 것으로 기대한다”라면서 “항비만 펩타이드, 단백질 치료제 등 다양한 차세대 신약 개발에 대한 응용성이 높은 기술”이라고 설명했다.

수영장에서 다이빙할 때 만약 배나 등부터 떨어져 본 적 있는 사람은 알 것이다. 마치 물이 아니라 아스팔트 바닥에 몸을 던진 것처럼 충격이 온다는 것을. 그런데 재미있는 것은 물총새의 경우는 물속에 있는 먹잇감을 사냥하기 위해 머리부터 다이빙한다. 태어나서 죽을 때까지 계속 그런 사냥 습성을 가지고 있음에도 머리나 얼굴 부위에 충격이 가해지지 않는 이유는 뭘까. 뾰족한 부리부터 다이빙한다고 하더라도 물 표면에서 받는 압력은 낮지 않을 것이다. 과학자들도 이런 사실에 궁금증을 품고 연구에 착수했다. 미국 시카고 필즈박물관 바이오인포매틱스 센터, 통합 생물연구센터, 예일대 생태 및 진화생물학과, 뉴멕시코대 생물학과, 시카고대 진화생물학연구소 공동 연구팀은 물속으로 수직 낙하해 먹잇감을 사냥하는 물총새가 다이빙 순간 머리를 다치지 않게 해주는 유전자를 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 바이올로지’ 10월 25일자에 실렸다. 물총새가 물속으로 뛰어드는 다이빙 유형은 항공공학적으로 ‘플런지 다이빙’(plunge-diving)이라고 부르는 것으로, 공기 중에서 물속으로 고속으로 뛰어드는 행위다. 극소수의 동물(조류)만이 행하는 행동으로 생물학적으로 매우 위험한 행동이다. 플런지 다이빙을 위해서는 뇌가 손상되지 않도록 하는 다른 특성을 갖고 있어야 한다.우선 연구팀은 물총새들의 여러 종 중에 플런지 다이빙해 물고기를 잡는 종에 대해 분류학적 분석을 했다. 그 결과 플런지 다이빙하는 종은 다른 물총새 종들과 가계도 상 거리가 멀고 다이빙 능력은 진화를 통해 획득한 것으로 확인했다. 그다음 연구팀은 30종의 물총새의 전체 게놈을 서열 분석해 플런지 다이빙하는 물총새들이 공통으로 가진 유전적 변이를 조사했다. 그 결과 물고기를 섭취하는 물총새의 식습관과 뇌 손상 없이 잠수할 수 있는 능력을 설명하는 데 도움이 되는 유전자를 찾아냈다. 연구팀은 타우 단백질을 암호화하는 MART 유전자에서 돌연변이를 발견했다. 타우 단백질은 뇌 내부의 작은 조직을 안정화하는 데 도움을 주지만 타우 단백질이 많이 축적되면 문제가 될 수 있다. 사람의 경우 알츠하이머 같은 퇴행성 뇌 질환은 물론 뇌진탕 같은 외상성 뇌손상도 타우 단백질이 관련돼있는 것으로 알려져 있다. 이번 연구를 이끈 셰넌 해켓 필즈 박물관 조류관 큐레이터는 “사람에게서 알츠하이머를 유발하는 타우 단백질이 새의 뇌를 보호하는 것으로 확인됐다”라면서 “타우 단백질이 새와 사람에게 다른 방식으로 적용되는 이유에 관해 추가 연구를 진행할 것”이라고 밝혔다.

영화 ‘스파이더맨’을 보면 단추를 누르면 헐렁한 슈트가 몸에 딱 맞게 조정되는 장면이 나온다. 국내 연구진이 그런 스파이더맨 슈트처럼 신체 부위에 착 맞춰 장착되는 옷감 형태의 웨어러블 햅틱 기술을 개발해 눈길을 끈다. 카이스트 기계공학과 연구팀은 형상기억합금 와이어를 오그제틱 메타 구조라는 형태로 매듭지어 옷감 형태의 착용 가능한 햅틱 인터페이스를 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 표지 논문으로 실렸다. 최근 가상, 증강, 혼합 현실 기술이 다양하게 적용되면서 이를 활용할 수 있는 착용형 햅틱 인터페이스에 관한 연구도 활발하다. 착용형 햅틱 기술은 옷을 입는 것처럼 햅틱 슈트를 착용하면 가상현실에 접속해 자유롭게 움직이면서 몰입할 수 있게 해준다. 문제는 기존 햅틱 슈트 장치는 피부에 부착하거나 별도의 고정장치가 필요하다는 점이다. 부착형은 장시간 사용 시 피부 문제를 유발할 수 있고, 고정방식은 사용자의 움직임에 제약이 가해진다. 또 기존 장치들은 무겁고 부피가 커 일상에서 사용하기 불편하다는 한계도 있다. 이에 연구팀은 상온에서 모양이 쉽게 변형되고 특정 온도에서 기억된 형태로 돌아가는 형상기억합금을 와이어 형태로 만든 소재를 이용했다. 연구팀은 오그제틱 구조라는 특이한 구조로 매듭지어 일반 구조에서는 볼 수 없는 3차원 입체 방향으로 구조 전체가 동시에 수축, 이완하는 특성을 만들었다. 이런 재료와 구조의 특성 덕분에 영화 속 스파이더맨 슈트처럼 굴곡진 신체 표면을 따라 사이즈가 자동 조절되는 옷감형 햅틱 인터페이스를 구현할 수 있었다. 이번 기술을 적용한 장치를 팔목에 장착하고 가상 현실 속 모빌리티 로봇 주변의 위치 정보를 파악하고 장애물을 피해 로봇을 안정적으로 주행시키는 실증 실험에도 성공했다. 연구를 이끈 오일권 교수는 “이번에 개발된 착용형 햅틱 인터페이스는 촉각 정보를 활용한 로봇, 무인기 제어, 메타버스가 접목된 의료나 교육 등 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대한다”라고 설명했다.

‘손자병법’은 동서양을 막론하고 최고의 병법서로 알려져 많은 군사 전략가가 탐독하는 책이다. 손자병법의 제10편은 지형의 유불리를 설명하고 있다. 그래서 10편은 “손자가 말했다. 지형에는 통(通·통하는 곳), 괘(挂·걸린 곳), 지(支·유지되는 곳) 애(隘·좁은 곳), 험(險·험한 곳), 원(遠·먼 곳)이 있다”라고 시작한다. 이 가운데 ‘통’은 지형이 높고 양지바른 쪽에 자리 잡고 양곡 수송로를 확보하기 좋아 전투하면 이로운 곳이라고 설명한다. 그런데 이런 손자병법의 가르침을 유인원도 알고 있다고 하면 믿을 수 있을까. 코티디부아르, 독일, 영국, 미국, 프랑스 공동 연구팀은 침팬지들이 높은 지대를 이용해 경쟁 집단에 대한 정보를 수집하는 등 전술적 결정을 내린다고 5일 밝혔다. 이번 연구에는 코티디부아르 스위스 과학연구센터, 독일 막스플랑크 진화인류학 연구소, 괴팅겐 영장류연구센터 협력진화연구실, 영국 케임브리지대 고고학과, 미국 하버드대 인간 진화생물학과, 프랑스 마크 제너로드 인지과학연구소 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 11월 3일자에 실렸다. 손자병법뿐만 아니라 많은 병법서에는 전쟁 중에는 높은 곳을 차지하는 것이 중요하다고 말한다. 고지대가 방어하기 쉽고 적군의 규모와 위치에 대한 정보를 수집할 수 있는 등 전술적 이점을 얻을 수 있기 때문이다. 동물들은 포식자를 감지하고 짝짓기하기 위해 언덕을 이용하는 경우는 관찰됐지만 경쟁자에 대한 정보를 얻기 위해 높은 지형을 이용하는지에 대해서는 알려지지 않았다. 이에 연구팀은 2013~2016년 코티디부아르의 타이 국립공원에 서식하는 서부 침팬지 2개 집단을 관찰했다. 그 결과 침팬지들은 자신의 영역 중심으로 이동할 때보다 상대 집단의 영역 경계로 이동할 때 높은 지대를 이용하는 확률이 2배 이상 높다는 것을 확인했다. 경계 지역에서는 다른 집단의 소리를 들을 수 있도록 조용히 휴식을 취하는 시간이 더 긴 것으로 나타났다. 이렇게 언덕에 있다가 내려온 침팬지들은 적과 마주칠 위험을 최소화하려고 행동하는 경향이 컸다고도 연구팀은 보고했다. 연구팀에 따르면 침팬지들도 경쟁 집단의 존재에 대한 정보를 수집하고 잠재적으로 비용이 많이 드는 갈등을 피하기 위해 언덕을 오르는 것이라고 설명한다. 연구를 이끈 실바인 라모인 케임브리지대 박사는 “이번 연구는 비인간 동물이 이웃과 충돌을 피하기 위해 지형지물을 전술적으로 이용한다는 최초의 증거”라면서 “침팬지들도 수집된 정보를 바탕으로 비용이 많이 드는 전쟁 상황 대신 위험 부담이 적은 방식으로 집단 행동한다는 것을 알 수 있다”라고 설명했다.

갑자기 이유 없이 화를 내는 사람을 보면 ‘분노조절장애’인가라는 생각이 든다. 화, 분노는 이처럼 부정적인 감정으로 인식되지만 도전적인 목표를 달성하기 위한 수단이나 동기가 될 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 미국 텍사스 A&M대 심리학 및 뇌과학과 연구팀은 업무나 학업 목표 달성을 위해서는 때로는 분노를 폭발시키는 것도 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘성격과 사회심리학 저널’ 10월 31일자에 실렸다. 많은 사람은 긍정적인 감정이 정신 건강과 웰빙에 도움이 된다고 생각한다. 그렇지만 기능주의적 감정 이론에 따르면 모든 감정은 개인이 접하는 환경에서 일어나는 사건에 대한 반응이며 행동이 필요한 중요한 상황을 알려주는 역할을 한다. 슬픔은 도움이나 정서적 지원이 필요하다는 것을 알려주고, 분노는 장애물을 극복해야 한다는 것을 암시한다는 식이다. 연구팀은 약 1400명의 성인 남녀를 대상으로 분노, 즐거움, 슬픔 등 다양한 감정 반응과 중립적 감정 상태를 유도한 다음 세 그룹으로 나눠 도전적 목표를 달성하는 실험을 했다. 한 그룹은 약간 어려운 수준의 단어 퍼즐을 풀게 했고, 다른 집단은 스키 비디오 게임에서 일정 점수를 달성하도록 했으며 한 집단은 게임 난도가 점점 높아지는 비디오 게임을 하도록 했다. 그 결과 모든 실험에서 분노 감정이 유도된 실험 참가자들이 중립적 상태나 다른 감정이 유도된 사람보다 목표 달성률이 높았다. 분노 감정이 유도된 사람들은 게임에 대한 반응 시간도 짧아지고 심지어 단어 퍼즐에서는 더 나은 결과를 얻기 위해 부정행위를 더 많이 사용하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 2016년, 2020년 미국 대선 기간 수집된 설문조사 데이터를 분석한 결과도 발표했다. 선거 전 자신이 지지하는 후보가 당선되지 않을 경우 얼마나 화가 날지 설문조사하고 선거가 끝난 뒤 투표 참여 여부를 조사했다. 그 결과 자신이 지지하는 후보가 당선되지 않을 경우 화가 날 것이라고 답한 설문 참여자들이 투표에 참여한 경우가 더 많은 것으로 나타났다. 이에 대해 연구팀은 분노가 원하는 목표를 달성하기 위한 노력을 증가시켜 종종 더 큰 성공을 가져온다는 것을 보여준다고 설명했다. 그렇지만 ‘분노=높은 목표 달성’과 직결시킬 수는 없다고 덧붙였다. 연구를 이끈 헤더 렌치 교수는 “화를 낸다는 것을 부정적인 시선으로 바라보는 경향이 크지만 이번 연구는 그런 것도 필요한 때도 있다는 것을 보여준다”라면서 “긍정적 감정과 부정적 감정을 적절히 조정하는 것이 웰빙을 촉진하고 일부 상황에서는 부정적 감정을 사용하는 것이 오히려 효과적일 수 있다”라고 설명했다.

2023년 달력도 겨우 두 장 남았습니다. 11월은 계절적으로 가을의 문을 닫고 초겨울로 들어가는 때입니다. 밤낮의 길이가 달라지면서 호르몬 불균형으로 인해 나타나는 계절성 기분장애 증상을 느끼는 이들도 많아집니다. 과학자들은 그럴 때는 산책 같은 가벼운 운동을 하는 것이 도움이 된다고 조언합니다. 노르웨이 극지대학, 트롬쇠대, 아그데르대, 국립스포츠과학대, 국립공중보건연구소, 우메아대, 미국 국립암연구소, 덴마크 오르후스대 공동 연구팀은 매일 20~25분씩 가벼운 운동만으로도 앉아서 생활하면서 나타날 수 있는 각종 질환을 예방하고 수명 연장에도 도움이 된다고 1일 밝혔습니다. 이 연구는 의학 분야 국제학술지 ‘영국 스포츠의학지’ 10월 25일자에 실렸습니다. 학생이나 사무 직종에 종사하는 성인은 매일 9~10시간을 앉아서 생활하게 됩니다. 문제는 앉아 있는 시간이 길어질수록 심혈관질환을 비롯한 각종 대사질환으로 건강을 해치고 기대 수명도 줄어든다는 점입니다. 연구팀은 노르웨이, 스웨덴, 미국에서 수행한 각종 보건 조사 데이터 중 50세 이상 남녀 약 1만 2000명을 골라 정밀 분석했습니다. 그 결과 하루 12시간 이상 앉아서 생활한 사람은 8시간 미만인 사람과 비교해 사망 위험이 38% 높은 것으로 나타났습니다. 그렇지만 12시간 이상 앉아서 생활하는 사람도 매일 22분 이상 산책이나 조깅 같은 신체 활동을 하면 사망 위험이 낮아지는 것으로 조사됐습니다. 뿐만 아닙니다. 체조나 요가 같은 신체활동은 신경정신 질환의 개선에 도움이 된다는 연구 결과도 있습니다. 지난 10월 23일 ‘임상 정신의학 저널’에는 미 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원(MGH), 브리검 종합병원(MGB) 공동 연구팀이 일주일에 1~2번씩 핫요가를 하는 것이 우울증 완화에 도움이 된다는 연구 결과를 발표했습니다. 또 중국 상하이 교통대 의대 연구팀은 맨손체조처럼 느리지만 일정한 동작을 포함한 가벼운 운동이 파킨슨병 증상과 합병증을 억제할 수 있다고 이날 밝혔습니다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘신경학, 신경외과학 및 정신의학’ 10월 25일자에 발표됐습니다. 연구팀은 147명의 파킨슨병 환자를 대상으로 신체활동이 파킨슨병 진행에 미치는 영향을 살펴봤습니다. 연구팀은 환자들을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 1회 한 시간씩 일주일에 두 번 이상 태극권을 수련하도록 했고 다른 집단은 운동 치료 없이 기본적인 치료만 받도록 한 뒤 5년 동안 관찰했습니다. 그 결과 태극권을 꾸준히 수련한 집단은 수련하지 않은 집단보다 파킨슨병의 진행과 인지기능 저하가 늦춰지는 것으로 확인됐습니다. 또 약물 투여량도 수련 집단이 그렇지 않은 집단보다 적은 것으로 나타났습니다. 연구자들은 태극권뿐 아니라 맨손체조 같은 신체활동을 규칙적으로 하는 것이 퇴행성 뇌 질환을 앓는 사람들에게 도움이 될 것이라고 설명했습니다. 늦가을의 찬 기운이 느껴지지만 아직 활동하기 나쁜 날씨는 아닙니다. 가벼운 운동도 신체적, 정신적 건강에 도움이 된다는데 미뤄야 할 이유가 있을까요.

약 45억년 전 지구가 생겨난 다음 38억년 전 최초의 생명체가 등장한 이후 지금까지 5차례의 생명체 대멸종이 있었다. 대멸종은 몇 개나 몇십 개의 종이 아니라 전 지구적으로 대부분의 생물종이 한꺼번에 사라지는 현상을 말한다. 생물의 역사에서 보면 순식간에 생물체들이 증발해 버리는 순간을 말한다. 첫 번째 대멸종은 4억 4000만년 전 고생대 오르도비스기 말에 있었는데 전체 생물종의 85%가 사라졌다. 3억 7000만년 전 고생대 데본기 말 두 번째 대멸종이 있었고 2억 5000만년 전 고생대 페름기 말에 발생한 3차 대멸종은 가장 심각했다. 전체 생물종의 95%가 사라졌다. 100종의 생물 중 5종의 생물만 겨우 살아남고 나머지는 흔적도 없이 사라졌다는 말이다. 생물종의 80%가 사라진 4차 대멸종은 2억 년 전 중생대 트라이아스기 말에 발생했다. 5차 대멸종은 약 6600만년 전 중생대 백악기 말에 발생해 공룡을 포함한 지구상 존재했던 전체 생물종 중 75%가 사라졌다. 5차례의 대멸종 사건 중 많은 사람이 관심을 갖는 것은 비교적 최근에 발생한 5차 대멸종이다. 육해공을 지배하고 있던 공룡이라는 거대 생물체가 순식간에 사라진 이유에 대해 궁금하기 때문이다. 타임머신을 타고 당시로 가볼 수 없기 때문에 화석과 지질 분석 등을 통해 멸종 원인을 추정할 수밖에 없다. 이런 방식으로 학자들이 찾아낸 대멸종의 규칙은 ▲5도 이상의 급격한 온도 변화 ▲산소농도의 급격한 하락 ▲대기 산성도 상승 ▲최고 포식자 멸종 등이다. 이런 상황에서 벨기에 왕립 관측소, 브뤼셀자유대, 루벤가톨릭대, 왕립 자연과학연구소, 영국 맨체스터대, 미국 플로리다 애틀랜틱대 공동 연구팀은 공룡 멸종의 핵심 원인은 ‘미세먼지’라고 1일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 10월 31일자에 실렸다. 연구팀은 미국 노스다코타에 있는 ‘K-PG 경계면’에서 채취된 미세 입자를 분석해 고(古)기후 시뮬레이션을 했다. K-PG 경계면은 백악기-팔레오기 경계로 중생대와 신생대를 가르는 기준으로 다섯 번째 멸종의 원인이 소행성 충돌 때문이라는 점을 보여 주는 강력한 증거로 알려져 있다. 많은 과학자는 5차 대멸종은 거대한 운석의 충돌 때문으로 보고 있다. 현재 멕시코 유카탄반도에 있는 지름 180㎞, 깊이 20㎞의 칙술루브 충돌구가 그 증거다. 지름 10~15㎞ 크기의 운석이나 혜성이 충돌해 생겨난 것으로, 충돌 이후 연쇄반응으로 나타난 현상들 때문에 공룡을 비롯해 75%의 생물체가 멸종됐다는 것이다. 그렇지만 충돌 이후 어떤 메커니즘으로 지구에 변화를 일으켰는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 지금까지는 충돌 당시 방출된 유황과 충돌 후 산불로 인한 그을음이 지구를 뒤덮어 햇빛을 가려 지구 평균 온도를 급격히 낮췄기 때문으로 추정한다. 연구팀의 분석 결과 운석 충돌 직후 약 0.8~8㎛(마이크로미터) 크기의 규산염 먼지가 엄청나게 발생해 식물 표면에 쌓이고 지구 성층권으로 올라가 전 지구를 뒤덮었다. 연구팀의 기후모델에 따르면 규산염 미세먼지는 충돌 이후 15년 이상 대기 중에 남아 지표면 온도를 15도나 떨어뜨렸다. 이와 함께 식물들은 2년 이상 광합성이 차단돼 말라 죽은 것으로 분석됐다. 연구를 이끈 외즈구르 카라테킨 벨기에 왕립 관측소 수석연구원은 “이번 연구는 그동안 무시됐던 규산염 미세먼지가 공룡 멸종에 어떤 방식으로 영향을 미쳤는지 구체적으로 제시했다는 데 의미가 크다”고 말했다.

2023년 달력도 겨우 두 장 남았습니다. 11월은 계절적으로 가을의 문을 닫고 초겨울로 들어가는 때입니다. 밤낮의 길이가 달라지면서 호르몬 불균형으로 인해 나타나는 계절성 기분장애 증상을 느끼는 이들도 많아집니다. 과학자들은 그럴 때는 산책 같은 가벼운 운동을 하는 것이 도움이 된다고 조언합니다. 노르웨이 극지대학, 트롬쇠대, 아그데르대, 국립스포츠과학대, 국립공중보건연구소, 우메아대, 미국 국립암연구소, 덴마크 오르후스대 공동 연구팀은 매일 20~25분씩 가벼운 운동만으로도 앉아서 생활하면서 나타날 수 있는 각종 질환을 예방하고 수명 연장에도 도움이 된다고 1일 밝혔습니다. 이 연구는 의학 분야 국제학술지 ‘영국 스포츠의학지’ 10월 25일자에 실렸습니다. 학생이나 사무 직종에 종사하는 성인은 매일 9~10시간을 앉아서 생활하게 됩니다. 문제는 앉아 있는 시간이 길어질수록 심혈관질환을 비롯한 각종 대사질환으로 건강을 해치고 기대 수명도 줄어든다는 점입니다. 연구팀은 노르웨이, 스웨덴, 미국에서 수행한 각종 보건 조사 데이터 중 50세 이상 남녀 약 1만 2000명을 골라 정밀 분석했습니다. 그 결과 하루 12시간 이상 앉아서 생활한 사람은 8시간 미만인 사람과 비교해 사망 위험이 38% 높은 것으로 나타났습니다. 그렇지만 12시간 이상 앉아서 생활하는 사람도 매일 22분 이상 산책이나 조깅 같은 신체 활동을 하면 사망 위험이 낮아지는 것으로 조사됐습니다. 뿐만 아닙니다. 체조나 요가 같은 신체활동은 신경정신 질환의 개선에 도움이 된다는 연구 결과도 있습니다. 지난 10월 23일 ‘임상 정신의학 저널’에는 미 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원(MGH), 브리검 종합병원(MGB) 공동 연구팀이 일주일에 1~2번씩 핫요가를 하는 것이 우울증 완화에 도움이 된다는 연구 결과를 발표했습니다. 또 중국 상하이 교통대 의대 연구팀은 맨손체조처럼 느리지만 일정한 동작을 포함한 가벼운 운동이 파킨슨병 증상과 합병증을 억제할 수 있다고 이날 밝혔습니다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘신경학, 신경외과학 및 정신의학’ 10월 25일자에 발표됐습니다. 연구팀은 147명의 파킨슨병 환자를 대상으로 신체활동이 파킨슨병 진행에 미치는 영향을 살펴봤습니다. 연구팀은 환자들을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 1회 한 시간씩 일주일에 두 번 이상 태극권을 수련하도록 했고 다른 집단은 운동 치료 없이 기본적인 치료만 받도록 한 뒤 5년 동안 관찰했습니다. 그 결과 태극권을 꾸준히 수련한 집단은 수련하지 않은 집단보다 파킨슨병의 진행과 인지기능 저하가 늦춰지는 것으로 확인됐습니다. 또 약물 투여량도 수련 집단이 그렇지 않은 집단보다 적은 것으로 나타났습니다. 연구자들은 태극권뿐 아니라 맨손체조 같은 신체활동을 규칙적으로 하는 것이 퇴행성 뇌 질환을 앓는 사람들에게 도움이 될 것이라고 설명했습니다. 늦가을의 찬 기운이 느껴지지만 아직 활동하기 나쁜 날씨는 아닙니다. 가벼운 운동도 신체적, 정신적 건강에 도움이 된다는데 미뤄야 할 이유가 있을까요.

인류 시작과 함께 음악은 함께한 것으로 알려져 있다. 그렇지만 음악이 왜, 어떻게 생겨났는지 관해서는 진화학자나 인류학자, 심리학자들도 막연하게 추측할 뿐 정확하게 설명하고 있진 못하다. 음악의 기원에 대해서는 명확한 설명은 없지만, 음악의 효과에 관해서는 여러 연구가 있다. 그런데 음악은 물리적 통증을 줄여주는 데도 도움이 된다는 재미있는 연구가 나왔다. 캐나다 맥길대 실험심리학과 통증 영상 실험실, 통증 연구센터 공동 연구팀은 좋아하는 음악을 듣는 것은 통증 강도와 불쾌감을 줄여준다고 30일 밝혔다. 특히 달콤 쌉싸름한 느낌을 주는 약간 슬픈 음악이 도움이 되는 것으로 확인됐다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘최신 통증 연구’(Frontiers in Pain Research) 10월 26일자에 실렸다. 연구팀은 63명의 남녀 대학생을 대상으로 팔뚝 안쪽에 화상을 입지 않을 정도로 적당히 통증 자극을 주는 실험을 했다. 실험에 활용된 열 자극은 뜨거운 찻잔을 피부에 대는 정도였다. 연구팀은 실험 참가자를 두 집단으로 나눠 한 집단은 열자극 전후로 좋아하는 음악을 듣도록 하고 나머지 한 그룹은 음악을 들려주지 않거나 낯선 음악을 들려줬다. 그다음 참가자들에게 통증을 10점 척도로 평가하도록 했다. 그 결과 음악을 듣는 것이 음악을 듣지 않을 때보다, 그리고 음악이 처음 듣는 음악보다 통증 완화에 도움이 되는 것으로 나타났다. 특히 슬프고 감정적인 선율을 가진 음악이 통증을 줄여주는 데 도움이 되는 것으로 확인됐다. 통증에 대한 민감도를 줄이기 위해서는 통증 자극이 입력되는 지점과 의식에 의해 통증으로 인식되는 지점 사이를 차단하는 것이 필요한데 진통제처럼 음악이 이런 역할을 한다고 연구팀은 설명했다. 슬프고 감정적인 음악이 통증 신호보다 강렬하게 뇌에 자극을 주기 때문에 아프다는 느낌을 줄여준다는 말이다. 연구를 이끈 마티유 로이 교수(인지 신경과학)는 “이번 연구는 음악은 약물을 사용하지 않고도 인간의 통증 지각을 낮출 수 있음을 보여준다”라면서 “우리가 선호하는 음악을 들으면 통증이 완화될 수 있음을 보여주는 것으로 음악 기반 통증 치료법에 적용할 수 있다”라고 설명했다.

인구의 80%가 생활에 지장을 받을 정도로 허리 통증을 경험한 적이 있다고 한다. 그중 30%는 입원 치료를 받는다. 국민건강보험공단이 2021년 실시된 주요 수술 33개의 통계를 보면 척추 수술이 진료비 청구 1위에 올랐을 정도다. 이쯤 되면 ‘아프니까 허리다’라고 말해도 이상하지 않을 정도지만 허리 디스크의 상태까지 가는 것은 또 다른 문제다. 자주, 오랫동안 아프다 결국 수술받아야 하는 경우도 생기기 때문이다.허리 통증, 즉 요통의 발생 기전은 다양하다. 흔히 삐끗하면서 통증이 시작되는데 앉았다가 일어서거나 재채기를 하다가도 갑자기 삐끗할 수 있는 게 허리다. 그리고 찬바람이 불기 시작하면 이런 일이 더 흔해진다. 전형준 한양대병원 신경외과 교수는 25일 “허리가 삐끗하는 것은 인대와 근육의 급격한 움직임이나 복압 상승에 따른 것으로 알려져 있다”면서 “특히 환절기인 가을부터 시작해 겨울이 되면 잦은 요통으로 병원을 찾는 분들이 증가한다”고 말했다. 허리 통증을 부르는 추간판 퇴행성 변화는 언제부터 시작할까. 보통 중년에 접어들면서부터 만성적인 허리 통증을 느끼기 쉽지만, 퇴행성 변화 자체는 10대 후반부터 시작한다고 전 교수는 설명했다. 그는 “퇴행성 변화라는 것은 추간판을 구성하는 수핵에서 수분이 빠져 나가면서 젤리 같은 형태가 푸석해지게 되고, 상대적으로 작은 압력에도 손상이 발생하게 되는 것”이라며 “20대의 경우에도 발생 빈도가 높아지는 추세이긴 하지만, 아직은 수핵의 변성이 심하게 발생하지 않은 상태여서 압력에 저항할 능력이 있는 것”이라고 말했다. 그러나 30~40대가 되면 수핵의 변성이 계속 진행돼 온 데다 활동량도 많은 시기여서 허리 질환 발생 가능성이 높아진다는 것이다. 허리 통증 치료를 위해 한방에 관심을 갖는 이들도 많다. 수술을 피하는 방법으로 여겨져서다. 홍순성 자생한방병원 원장은 “허리 디스크 증상의 90% 이상은 수술 없이 치료 가능하다”고 단언하며 대표적 비수술 치료법인 추나요법, 침·약침 치료, 한약 처방 등을 소개했다. 통증을 완화하고 척추의 기능 회복에 집중하는 치료법이다. 추나요법은 틀어진 근육과 뼈를 한의사가 직접 밀고 당겨 전반적인 균형을 바로잡는 한의 수기요법이다. 비정상적으로 틀어진 뼈와 근육을 교정해 통증을 완화하고 척추에 가해지는 부담을 줄여 척추와 주변 조직의 기능을 원활하게 만들어 준다. 침 치료는 주변 근육의 긴장을 완화하고 혈액순환을 돕는다. 약침 치료는 한약재 성분을 정제해 환부에 직접 주입하는 방식으로 염증과 통증을 빠르게 가라앉히고 뼈와 연골 등 손상된 조직의 재생을 꾀하는 치료법이다. 홍 원장은 “한의 통합치료 효과를 규명한 자생한방병원 척추관절연구소 논문이 SCI(E)급 국제학술지인 ‘통합의학연구’에 게재된 바 있다”면서 “연구팀이 한의 통합치료를 받은 허리 디스크 환자 65명을 10년 동안 추적 관찰한 결과 치료 후 통증이 개선되고 기능이 회복된 상태가 장기적으로 유지된 것으로 나타났다”고 소개했다. 급성으로 걷기 힘들 정도의 통증이 발생했을 때는 응급 침법인 ‘동작 침법’(MSAT)이 활용된다. 동작 침법은 환자의 통증과 관련된 혈자리에 침을 놓은 상태로 한의사가 환자의 능동적·수동적 움직임을 유도하는 치료법이다. 동작 침법의 효과 역시 통증 분야 국제학술지인 ‘통증’(PAIN)에 게재된 논문을 통해 객관적으로 밝혀진 바 있다. 연구팀이 급성 허리 디스크 환자에게 동작 침법을 적용했더니 치료 30분 만에 환자들의 통증 정도가 평균 46% 감소한 것으로 나타났다. 대조군으로 진통제를 처방받은 환자들의 통증 감소폭은 8%로 연구됐다. 허리가 한번 아프면 그 통증에 대한 기억이 워낙 생생하기 때문에 환자들은 요통을 중한 병으로 여기기 마련이지만 허리 디스크에서 급성이 흔한 경우는 아니다. 조재환 서울아산병원 정형외과 교수는 “대다수의 허리 디스크는 응급 상황이 아니고, 전체 환자의 약 75%가 결국 자연 치유되는 것으로 밝혀졌다”고 했다. 그는 “자연 치유되는지 알려면 최소한 한 달 이상 기다려 보는 것이 좋다”면서 허리가 아픈 증상이 나타난 지 채 며칠도 안 된 환자가 수술을 고려할 필요는 없다고 조언했다. 조 교수는 “다만 발가락 또는 발목의 힘이 약해지거나 대소변에 장애가 오는 마미 증후군이 나타난다면 수술적 치료가 필요하다”고 설명했다. 양방에서도 다양한 비수술적 치료법이 활용된다. 장현준 강남세브란스병원 신경외과 교수는 “흉터도 거의 남지 않는 데다 직장이나 생업으로 빠르게 복귀하고 싶어 하는 환자들은 대부분 비수술적 치료법이나 간단한 수술법을 원한다”고 귀띔했다. 이어 “피부 절개 없이 고주파나 약물 주사를 활용한 신경 성형술, 디스크 성형술 등 다양한 비수술 치료법이 있는데 이러한 치료법은 초기 디스크 환자 중에서도 통증 완화 등의 목적으로 제한적으로 적용돼야 한다”면서 “최신 수술 기법으로 소개되는 이들 치료법은 고가 진료비에도 불구하고 그 치료의 적절성이 널리 입증되지 못한 경우가 많다”며 주의를 당부했다. 장 교수는 “지난 20여년간 허리 디스크의 최신 치료법이라며 널리 소개되다가 1~2년 이내 사라지는 치료법이 많았다”고 덧붙였다. 역으로 가장 보편적으로 사용되는 수술법은 내시경을 통해 튀어나온 디스크를 잘라 내는 ‘내시경 디스크 절제술’과 현미경으로 보면서 디스크를 제거하는 ‘미세현미경 수술’이다. 장 교수는 “이 수술의 경우 흉터가 2~3㎝에 불과하고 2~3일 정도의 짧은 입원 기간만 필요해 환자 만족도가 높다”고 말했다. 무엇보다 중요한 것은 예방이다. 바른 자세만큼 허리 디스크 예방에 도움이 되는 일은 없지만 서거나 앉아 있는 동안 내내 바른 자세를 유지하는 건 쉽지 않다. 그래서 틈틈이 시간을 내 허리 근육 강화에 좋은 습관을 실천하는 게 좋다. 장 교수는 ▲설거지를 하거나 장시간 서서 일할 때 양발을 15㎝ 높이의 보조 발받침대에 번갈아 올리기 ▲적당한 쿠션을 지닌 잠자리 매트를 사용하고 높은 베개 사용을 피하기 ▲앉을 때 엉덩이를 의자 등받이에 바짝 대고 허리를 등받이에 붙이기 ▲틈틈이 스트레칭하고 휴식 취하기 등을 허리에 좋은 습관으로 제시했다.