최근 장내 미생물이 장 건강뿐만 아니라 각종 면역체계와 뇌건강에까지 영향을 미친다는 사실이 알려지면서 장내 미생물에 대한 관심이 높아지고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 처음으로 사람의 장을 흉내낸 인간 장 오가노이드를 이용해 새로운 유산균을 찾아냈다. 한국생명공학연구원 연구팀은 인간 장 오가노이드를 이용해 장 발달 촉진과 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환을 막아줄 수 있는 유산균을 새로 발견했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 및 의학분야 국제학술지 ‘장내 미생물’(Gut microbes)에 실렸다. 오가노이드는 폐, 간, 뇌를 비롯해 사람 장기의 복잡성과 기능성을 근접하게 모방하기 위해 만들어진 3차원(3D) 다세포 및 줄기세포 유래 미세조직이다. 최근에는 약물개발이나 새로운 치료법을 개발할 때 동물 실험 대신 오가노이드를 이용하는 경우가 많다. 출생 직후 장 성숙은 생후 2년 동안 벌어지는데 장 상피장벽과 면역체계의 확립, 미생물 군집형성과 안정화를 포함해 장의 장상적 발달과 생리기능에 중요한 역할을 한다. 장 상피 기능을 강화하기 위해서는 적절한 양으로 숙주에게 건강상 이점을 주는 살아있는 미생물인 프로바이오틱스, 포스트바이오틱스를 투여해야 한다. 그렇지만 기존 연구에서는 종양에서 유도한 세포나 생쥐 모델을 사용하기 때문에 인간의 정상적 장 상태를 모사하기 힘들고 그로 인해 프로바이오틱스 조절능력을 정확히 파악하지 못하고 있다. 연구팀은 전분화능 줄기세포를 이용해 장 오가노이드를 만들어 다양한 프로바이오틱스 균주 배양액으로 처리해 반응을 살폈다. 그 결과 리모실락토바실러스 루테리 DS0384가 장의 성숙과 발달에 특히 탁월한 효과가 있다는 것을 확인했다. 특히 다른 루테리 균주와 비교해서 루테리 DS0384에서 나오는 NCG라는 물질이 장 오가노이드 성숙과 발달에 효과가 있다는 것이다. 연구팀은 루테리 DS0384 균주와 대사산물을 아기 생쥐에게 먹여본 결과 실제로 장이 건강하게 발달하고 기능도 우수한 것으로 관찰했다. 이와 함께 루테리 DS0384는 유용한 물질을 생산할 뿐만 아니라 산성이나 담즙에도 강해 장까지 살아서 가고 장내 부착 및 정착능력이 높아 실제 유산균 개발까지 쉽게 연결될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구를 이끈 손미영 생명연 박사는 “이번 연구는 인간 전분화능 줄기세포로 만든 장 오가노이드가 인체 유용 미생물 발견에 활용될 수 있음을 보여주고 있다”며 “새로 발굴된 루테리 유산균이 유아의 장 발달과 염증성 장 질환을 사전에 예방할 수 있음도 확인했다”고 말했다.

21세기 접어들면서 가장 눈부시게 발전한 연구 분야는 다름 아닌 뇌과학 분야이다. 뇌과학 연구가 활발하면서 그동안 베일에 싸여있던 뇌 작동 메커니즘이 하나 둘씩 풀리고 있다. 그렇지만 우리가 알고 있는 부분보다 모르는 부분이 더 많다. 이 같은 상황에서 뇌신경과학자들이 마치 SF에서나 볼 수 있는 것처럼 육체에서 분리해 따로 떼어놓은 뇌세포로 컴퓨터 게임을 작동시킬 수 있다는 사실을 확인했다. 호주 합성생물학기업 코티컬 랩스, 허드슨 의학연구소, 모나쉬대 재료과학과, 인공지능·데이터과학과, 터너 뇌·정신보건연구소, 모나쉬 의생명영상학센터, 멜버른대 의생명공학과, 영국 런던대(UCL) 신경학연구소, 캐나다 고등과학연구소 공동 연구팀은 실험용 접시에 담은 인간과 생쥐의 뇌세포가 단순한 컴퓨터 게임을 할 수 있다는 것을 확인했다. 접시에 담긴 뇌세포조차 시간이 지남에 따라 행동을 수정하는 지능을 나타낼 수 있다는 의미이다. 이 같은 놀라운 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 10월 13일자에 실렸다. 연구팀은 배양접시에 쥐의 뇌 세포와 인간 뇌 세포를 추출해 뇌 세포의 움직임을 읽을 수 있는 미세전극 배열 위에서 배양했다. 연구팀은 이들 뇌세포에 약한 전기자극을 가해 예전 오락실에서 볼 수 있는 ‘퐁’이라는 공 주고받기 게임을 할 수 있는지 실험했다. 특히 게임을 진행하면서 뇌 세포내 신경세포(뉴런)이 상호작용을 통해 세포를 변화시킬 수 있는지 관찰했다. 그 결과 게임을 처음 시작할 때는 전기자극을 통해 컴퓨터 화면에 공이 어느 쪽에 있고 얼마나 떨어져 있는지 신호를 가했는데 시간이 지날수록 신경세포간 상호작용을 통해 스스로 게임을 진행하는 놀라운 현상을 발견했다. 일반적으로 동물을 이용해 뇌신경, 또는 행동실험을 할 때는 보상, 처벌을 통해 학습을 시키기 때문에 뇌의 상호관계와 발달정도를 정확히 파악하기 어려웠다. 연구팀은 한 발 더 나아가 뇌 세포가 있는 배양접시에 농도가 다른 에틸알코올을 가해 약물이나 알코올이 뇌에 미치는 영향을 관찰했다. 알코올이 가해지면 뇌세포의 게임 능력이 현저하게 떨어지는 것이 확인됐다. 사람이 술을 마시면 뇌 활동이 둔감해지는 것과 같은 원리라는 것이다. 연구팀은 이번 연구 결과가 신약개발 과정에서 동물실험 없이 뇌 독성이나 작용메커니즘을 파악하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 또 인공지능(AI) 기술 개발에도 활용될 수 있을 것으로 예상하고 있다. 연구를 이끈 코티컬 랩스의 최고과학책임자(CSO) 브랫 케이건 박사는 “이번 연구는 뇌가 어떻게 작동하는지, 뇌전증이나 치매 같은 뇌질환이 어떻게 발생하게 되는지 이해시켜주는 새로운 통찰력을 제시하고 있다”라고 말했다. 케이건 박사는 또 “그동안 인공지능 연구자들은 실리콘 기반의 칩을 이용해 인간의 뇌와 비슷한 전자뇌를 만들려는 시도를 했는데 이번 연구를 통해 실리콘 기반 시스템과 실제 인간의 뇌세포는 전혀 다른 방식으로 작동한다는 것을 알 수 있다”고 덧붙였다.

오랜만에 낡은 휴대전화를 새로운 모델로 바꾸거나 TV를 기존보다 크고 선명한 것으로 바꾸면 한동안 쳐다보기만 해도 기분이 좋은 경우가 많다. 흡입력이 좋은 새 청소기로 바꾸고 청소를 하고 나면 마음 속까지 깨끗해진 느낌이 들기도 한다. 그런데 한국과 미국 디자인 학자들이 실제로 전자제품이 행복감을 느끼게 해줄 수 있다는 흥미로운 분석 결과를 내놨다. 울산과학기술원(UNIST) 디자인학과, 미국 코넬대 인간디자인학과 공동 연구팀은 정보통신기술(ICT)이 적용된 제품이나 서비스를 사용한 경험이 다양한 긍정적 감정을 일으키고 사용자의 장기적 행복을 높일 수 있다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 인간공학 분야 국제학술지 ‘인터내셔널 저널 오브 휴먼-컴퓨터 인터랙션’에 실렸다. 연구팀은 휴대전화, 소셜미디어, 각종 가전제품, 영상 스트리밍 서비스 등 580개 ICT 적용 제품 및 서비스를 장시간 사용해 본 116명을 대상으로 경험 조사를 실시했다. 조사 참여자들은 ICT 제품 및 서비스에 대해 일주일 동안 하루 세 번씩 느낀 감정을 보고하도록 했다. 연구팀은 데이터를 순간적 행복과 장기적 행복으로 구분해 분석했다. 연구팀은 전자제품이나 서비스를 사용하면서 긍정적 감정이 유발되는 기준을 사물적 기능, 도구적 기능, 행동중재자 기능으로 구분했다. 사물적 기능은 제품이 주는 아름다움 같은 감각적 경험이고, 도구적 기능은 제품 기능과 사용성 같이 어떤 목적을 이루기 위한 수단적 경험을 뜻한다. 행동중재자 기능은 제품을 사용하는 것이 자아정체성 확립, 사회적 관계에서 작동하는 것을 의미한다.그 결과 즉각적이고 순간적 행복은 사물적 기능, 도구적 기능, 행동중재자 기능에서 비슷하게 나타났다. 장기적 행복은 행동중재자로써 제품과 서비스를 사용할 때 더 커졌다. 제품 사용으로 얻어지는 다양한 긍정적 감정들을 느낄 때 행복 수준은 더 높게 나타났다는 것이다. 즉 단기적, 순간적 즐거움과 효율성 뿐만 아니라 친밀감, 소속감, 건강증진, 자존감, 사회적 책임감 등 중요한 삶의 가치를 구현할 수 있도록 도와주는 제품과 서비스가 사용자의 장기적 행복에 영향을 미치고 충성도를 높일 수 있다는 것이다. 김차중 UNIST 교수는 “그동안 제품이나 서비스 디자인은 미학이나 도구의 역할에 초점을 맞췄는데 이번 연구는 사용경험과 긍정적 감정의 다양성, 사용자의 장기적 행복과의 관계를 밝힌 첫 번째 실증연구”라며 “AI와 같은 첨단기술을 적용하는 제품과 서비스 디자인을 할 때도 심미성, 도구성을 넘어 행동중재자로 디자인 될 필요가 있다”고 설명했다. 김 교수는 “이런 디자인이 적용된 제품이나 서비스가 등장하면 AI로봇이더라도 인간의 장기적 행복이 높아지도록 도와줄 것”이라고 덧붙였다.

최근에는 많은 사람들이 외부 소음을 제거해 음악에만 집중할 수 있는 ‘노이즈 캔슬링’ 이어폰을 이용한다. 외부에서 발생하는 소리를 거의 완벽하게 제거하기 때문에 보행중 사고 발생의 우려도 크다. 그런데, 청력 건강이라는 측면을 고려한다면 소음차단 이어폰이 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 삼성서울병원 이비인후과 연구팀은 외부 소음 탓에 기준치 이상으로 소리를 높여 음악이나 영상을 감상해 발생하는 소음성 난청을 해결하는데 노이즈 캔슬링 이어폰이나 커널형 이어폰이 도움이 된다고 11일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 보건학 분야 국제학술지 ‘헬스케어’에 실렸다. 전 세계 많은 국가는 청력보호를 위해 일일 소음 노출량 기준을 85dBA(데시벨A) 크기의 소리에 8시간 이하로 노출되도록 제안하고 있다. 그렇지만 세계보건기구(WHO)가 2019년 기준 10대 포함 청년층 청력 상태를 조사한 결과 40% 이상이 청력에 문제를 일으킬 정도의 음량에 노출돼 있다 연구팀은 성인남녀 중 난청을 겪는 사람 15명, 일반인 15명을 대상으로 유무선 커널형 이어폰으로 소음 제거 효과를 측정했다. 커널형 이어폰은 외이도에 삽입하는 형태의 이어폰으로 외부 소음 차단 능력이 뛰어나다. 연구팀은 버스와 카페에서 발생하는 소음인 80㏈ 환경을 만든 뒤, 소음 제거 기능을 활성화시키면 같은 소리가 실제 귀에서 소리가 얼마나 크게 들리는지 저주파(250, 500㎐), 전체 주파수대(200~6000㎐)에서 조사했다.조사 결과 저주파, 전체 주파수 대역 모두에서 소음 제거 기능을 활성화하면 주변 소리의 크기가 유의미하게 줄어들었다. 소음 제거기능을 이용하면 일반인은 소리 크기가 저주파 대역에서 버스는 12㏈, 카페에서는 12~14㏈이 감소했다. 난청인도 저주파대에서는 8~12㏈ 정도 소리가 줄어든 효과를 봤다. 연구팀은 또 실험대상자들이 좋아하는 청취 음량 차이를 비교하기 위해 BTS의 ‘다이너마이트’를 들려주고 가장 편안하게 느끼는 음량을 조사했다. 그 결과 소음제거 기능을 활성화하면 청취 음량이 낮아지는 것이 관찰됐다. 일반인은 버스에서는 기존보다 7단계, 카페에서는 11단계를 내렸고, 난청인들도 버스에서 12단계, 카페에서는 9단계를 낮췄다. 소음제거 기능을 사용하면 더 낮은 음량으로도 음악을 즐길 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 문일준 삼성서울병원 교수는 “이어폰, 헤드폰 등을 사용하는 청소년이 늘어나면서 소음성 난청 발병률이 증가하고 있다”며 “이번 연구는 청력보호를 위해 커널형 이어폰이나 노이즈 캔슬링 이어폰을 사용을 하면 도움이 된다는 것을 보여준다”고 말했다.

루트비히 볼츠만은 평소 물리학에 관심을 조금이라도 가지고 있는 사람이라면 한 번쯤 들어봤음직한 이름이다. 볼츠만은 열역학, 고전 통계역학을 공부한 이공계 학생이라면 더욱 익숙하다. 볼츠만은 계(시스템)을 구성하는 입자의 에너지가 특정 수일 확률은 그 에너지를 가진 입자의 수나 에너지 상태에 존재하는 입자의 수에 비례한다는 ‘볼츠만 분배법칙’(균등분배법칙)을 만들었다. 과학자와 경제학자가 함께 볼츠만의 분배법칙을 이용해 자원을 공정하게 분배할 수 있는 원리를 찾아내 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 물리학과, 울산대 경제학과 공동 연구팀은 통계물리학의 볼츠만 분포에 기반한 공정분배원칙을 고안하고 ‘볼츠만 공정분배원칙’을 만들었다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실렸다. 공정분배는 사회정의와도 밀접하게 관련돼 있다. 이 때문에 인류가 지구에 등장한 이후부터 공정한 분배 문제에 관해 끊임없이 논쟁을 벌여왔다. 이 때문에 경제학자, 사회학자, 윤리학자 등은 공정한 분배 문제를 대표하는 케이크 자르기 문제를 풀기 위해 ‘내가 자르고, 네가 고르기’와 같은 분배 방법을 제안했다. 그렇지만 이 같은 기존 방법은 복잡한 계산이 필요하고 인간 행동에 대한 비현실적 가정 때문에 실제 문제에 적용하기 힘든 한계점을 갖고 있다. 이에 연구팀은 계의 상태를 통계적 방법론으로 해석하는 물리학 분야인 통계역학, 그 중 볼츠만 분포 개념을 공정 분배에 적용할 수 있을 것으로 착안했다. 볼츠만 공정분배원칙을 사용해 완전히 다른 관점에서 공정하게 한정된 자원을 자르는 방법을 연구했다. 공정분배원칙의 수학적 모델은 동등 분배 문제, 차등 분배 문제 두 가지 모드에 적용할 수 있게 설계됐다. 연구팀은 볼츠만 분포에서 사용되는 물리학적 개념인 입자, 에너지 상태, 에너지 값을 경제학적 개념으로 바꿨다. 입자는 한정된 자원, 에너지 상태는 참여자는, 에너지 값은 참여자의 자원 생산에 대한 기여도로 전환했다. 연구팀은 볼츠만 공정분배원칙에 참가자들의 핵심요소인 기여도, 필요도, 선호도를 성공적으로 통합해 참가자들의 총효용 합을 극대화해 분배를 최적화시킨 것이다. 이번에 개발한 모델을 기존 분배방법과 비교해 본 결과 현실적 인적 요소를 통합할 수 있고 간단해서 여러 참가자의 문제로 쉽게 확장할 수 있는 장점이 있다. 특히 이번에 개발한 볼츠만 공정분배원칙은 각기 다른 상황에 처한 다수의 참여자에게 한정된 자원을 배분해야 하는 다양한 복잡한 문제에 적용할 수 있고 최근 문제가 되고 있는 극단적인 부의 양극화 현상, 기후변화 문제 대응 분담 해결에도 도움이 될 것으로 기대된다. 김채운 UNIST 교수는 “한정된 자원 분배 상황에서 참여자의 주관적 만족을 기준으로 삼는다면 합리적 분배원칙이 나오기 어렵지만 자원의 자연스러운 분포가 공정의 기준이 된다면 이야기가 달라진다”며 “볼츠만 공정분배원칙에 내포된 사회적 온도 값이 크면 참여자에게 폭넓게 자원이 배분되는 따뜻한 공동체가, 반대라면 소수의 참여자가 자원을 독식하는 사회가 될 수 있는 만큼 우리 사회가 따뜻한 공동체로 나가기 위한 정책 수립 등에 기준점이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

나이를 한살, 두살 먹어가면서 휴대전화를 어디에 뒀는지, 방금 하려고 했던 것이 뭔지를 깜박할 때가 늘어난다. 이럴 때마다 농담처럼 ‘치매아냐’라고는 하지만 진짜 그럴까봐 걱정이 앞서는 것도 사실이다. 의학자와 생물통계학자로 구성된 연구진이 기억력 저하 같은 인지기능 장애가 걱정되는 중년부터는 반드시 오메가3를 섭취해야 한다고 조언했다. 미국 과학자들은 인지기능 저하와 치매 발생을 걱정하는 중년이라면 반드시 ‘오메가3 지방산’을 섭취하는 것이 섭취하지 않을 때보다 인지기능이 더 우수하고 뇌의 형태적 구조 변화도 덜 하다고 밝혔다. 이번 연구에는 미국 텍사스대 샌안토니오병원 알츠하이머·퇴행성신경질환 연구소, 공중보건과학부, 보스턴대 의대 신경과, 의생명통계학과, 역학과, 보스턴대 컴퓨터전산과학센터, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 신경과, 치매 및 노화영상연구실, 사우스다코타대 의대, 포화지방연구소 연구진이 참여했다. 이 같은 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 10월 6일자에 실렸다. 흔히 영양제로 불리는 건강보조식품에 대한 연구는 많지만 조사대상에 따라 그 효과는 차이를 보이고 있다. 이달 초 의학분야 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’에 실린 미국 보스턴 보훈병원, 브리검여성병원, 하버드대 의대 공동연구팀 연구에 따르면 비타민D3와 오메가3 지방산 보충제는 노화를 막는데 도움이 되지 않고 종합비타민은 인지기능 저하를 막는데 도움을 준다는 연구결과를 발표했다. 그런데, 이번에는 오메가3 지방산 보충제가 인지기능 저하를 막는데 도움이 된다는 연구 결과를 내놓은 것이다. 대신 복용 적정 나이가 ‘중년’으로 한정돼 있다는 점이 차이를 보인다. 오메가3 지방산은 연어, 정어리, 송어, 참치 같은 생선에서 많이 발견되는 것으로 많은 사람들이 건강보조식품 형태로 복용하고 있다. 연구팀은 치매나 뇌졸중 같은 퇴행성 뇌질환을 앓은 경험이 없는 40~50대 성인남녀 2183명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 실험 전 혈액검사로 체내 오메가3 지방산 수치를 측정하고, 뇌의 부피와 구조를 알아보기 위해 뇌 자기공명영상(MRI)을 촬영하고, 인지기능 측정까지 실시했다. 체내 오메가3 지방산 최적 함량은 전체 지방산 중 평균 8%이다. 그러나 실험 참가자들은 평균 3.4%로 매우 낮았고, 높은 사람들도 5.2% 안팎에 불과했다. 연구팀은 두 그룹으로 나눠 한 집단은 평소와 똑같은 식단과 생활을 하도록 하고 다른 집단은 매일 오메가3 지방산을 섭취하도록 했다. 몇 달이 지난뒤 다시 체내 오메가3 지방산 수치와 뇌 부피, 인지기능을 다시 측정했다.그 결과 오메가3 지방산을 규칙적으로 섭취한 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 체내 오메가3 지방산 함량이 최적치인 8%에 가깝게 상승한 것으로 확인됐다. 또 오메가3 지방산을 섭취한 사람들은 기억력과 학습에 중요한 역할을 하는 뇌의 해마 부위 평균 부피가 훨씬 큰 것으로 나타났고 인지기능 측정 점수도 10% 가량 높게 나왔다. 연구를 이끈 클라우디아 사티자발 텍사스대 의대 교수(생물통계학)는 “뇌 건강을 증진시키는데 가장 좋은 방법 중 하나는 식단 변화”라며 “이번 연구 결과는 중년 이후에는 오메가3를 약간만 섭취하더라도 뇌기능 퇴화를 막고 유지하는데 도움이 된다는 것을 보여주고 있다”고 설명했다. 사티자발 교수는 “미국심장협회에서도 심혈관 건강을 위해서는 일주일에 최소한 2마리 이상의 생선을 섭취하라고 권고하고 있는데 이는 뇌건강을 위해서도 적용할 수 있는 기준안”이라고 덧붙였다.

강원 정선에 우주 근원을 탐구하는 연구실험시설이 들어섰다. 강원도는 예미랩 준공식이 5일 정선 예미산 현지에서 노도영 기초과학연구원(IBS) 원장과 오태석 과학기술정보통신부 1차관, 김진태 강원지사, 최승준 정선군수 등이 참석한 가운데 열린다고 4일 밝혔다. 예미랩은 IBS가 2017년부터 지난달까지 197억원을 들여 예미산 지하 1000m에 조성한 지하실험실과 지상연구실이다. 2020년 8월 지하터널 공사를 마쳤고, 지난달 차세대 대용량 검출기 인프라 구축 공사를 완료했다. 예미랩 면적은 3000㎡로 세계 6위급이다. 지하실험실은 엘리베이터를 이용해 600m를 내려간 뒤 782m 길이의 지하터널을 지나면 나온다. 지상연구실은 함백중 폐교를 리모델링했다. IBS는 현재 양양양수발전소 지하 700m에서 운영 중인 양양랩의 규모가 작아 예미랩 설립을 추진했다. IBS 지하실험연구단은 내년 1월부터 양양랩 장비를 예미랩으로 이전한 뒤 본격적으로 암흑물질과 중성미자 연구에 돌입한다. 암흑물질은 우주를 구성하는 것으로 추정되는 물질이고, 중성미자는 우주를 이루는 근본입자 가운데 하나로 약력과 중력에만 반응한다. 예미랩은 기상청, 한국지질연구원, 한국원자력연구원, 경북대, 미국 중성미자연구그룹도 공동으로 활용한다. 강원도 관계자는 “지하실험연구단은 국제학술지 네이처에 연구 결과를 싣는 등 그동안 많은 성과를 냈다”며 “예미랩 구축을 통해 과학기술이 한층 발전할 것으로 기대한다”고 말했다.

코로나19 신규확진자 수가 1만명대를 기록했다. 질병관리청 중앙방역대책본부(방대본)에 따르면 4일 오전 0시 기준 코로나19 신규 확진자는 1만6423명으로 집계됐다. 전날 집계된 1만2150명보다 4273명 늘어난 수치다. 누적 확진자는 2484만명이며, 위중증 환자는 353명을 기록했다. 사망자는 19명으로 누적 사망자는 2만8528명(치명률 0.11%)이다. 이런 가운데 올 가을과 겨울, 북반구 지역에서 코로나19 확진자가 6차 재유행을 불렀던 오미크론 하위변이인 BA.5 수준으로 급증할 것이라는 예측 결과가 나왔다.이날 국제학술지 네이처 보도에 따르면 톰 벤셀리스 벨기에 루벤가톨릭대 생물학과 교수는 “올 가을과 겨울 감염자가 BA.5 재유행과 비슷한 수준으로 나타날 것”이라고 말했다. 다만 위중증 환자가 얼마나 늘어날 지는 미지수다. 그는 “예방 접종과 감염으로 인한 항체 보유자가 많아지면서 위중증 비율이 낮아질 가능성이 있다”면서도 “확진자 수가 급증하면 사망자와 위중증 환자 수는 증가할 수도 있을 것”이라고 답했다.“백신 접종 이후 시간 흘러...항체 수준 낮아져” 벤셀리스 교수는 재유행 이유로 백신 접종 이후 시간이 흐르며 사람들의 항체 수준이 낮아진 점이 꼽았다. 벤셀리스 교수는 “확진자 수가 늘어나는 현상은 사람들의 면역 약화에 따른 것으로 예측된다”며 “확진자 수가 늘어난다고 꼭 새로운 변종이 등장한다는 의미는 아니다”고 말했다. 하지만 새로운 변이에 대한 경계를 늦출 수는 없다는 게 전문가들의 분석이다. 이미 새로운 변이는 속속 등장하기 시작했다. 영국과 일부 유럽 국가에서 BA.5에서 변형이 생긴 BQ.1.1이 나타나고 있기 때문이다. 인도의 켄타우로스 변이(BA.2.75)나 싱가포르와 덴마크, 호주에서 발생하고 있는 BA.2 하위변이인 BA.2.3.20도 있다. 벤셀리스 교수는 “다양한 변이 중 하나 혹은 이들의 조합이 새로운 유행을 부를 수 있다”며 “대부분 변이들이 비슷한 특성을 갖고 있어 어떤 변이가 우세종으로 자리잡는지는 중요하지 않다”고 말했다.이기일 “내년 3월 마스크 다 벗을 수 있어” 다만 우리 정부는 코로나19 재유행이 잦아들었다고 평가했다. 이기일 보건복지부 제2차관은 지난 2일 실내 마스크 착용 의무 해제와 관련 “내년 3월쯤 유행이 거의 끝날 수 있어 그때 충분히 벗을 수 있다”고 말했다. 이 차관은 ‘KBS 뉴스9’에 출연해 실내 마스크 착용 의무 해제에 대한 정부 입장을 묻는 질문에 “내년 봄엔 마스크를 벗는 일상이 찾아올 수 있다. 지금 (유행이) 거의 막바지”라며 이같이 말했다. 이 차관은 코로나19과 계절독감(인플루엔자)이 동시 유행할 올해 겨울이 고비라고 말했다. 그러면서 “마스크가 호흡기 질환의 가장 큰 수단이라 (현재는) 갖고 있어야 한다”며 “실내 마스크 의무를 해제한 다른 나라들도 병원, 대중교통 등 일부에서는 의무를 남겨두고 있다”고 언급했다. 또 “실내 마스크 의무에 대한 다양한 의견이 있는 만큼 전문가들의 의견을 수렴하면서 결정하겠다”고 덧붙였다.

지구 온난화와 각종 환경 오염으로 인해 불과 십여년 전까지만 해도 흔히 볼 수 있는 동식물들도 찾아보기 어려워지고 있다. 그런데, 우리 눈에 잘 띄지는 않지만 지구 전체 생태계를 떠받치고 있는 미생물들까지도 사라져 없어지는 것들이 늘어나고 있다는 분석 결과가 나왔다. 미생물들이 없어지게 되면 스위스 취리히연방공과대(ETH) 환경시스템과학과, 체코 체코미생물연구소 환경미생물학실험실, 네덜란드 암스테르담자유대 환경과학과 공동 연구팀은 다양한 원인으로 인해 토양 안팎에 살고 있는 미생물들의 다양성이 줄어들고 있다고 경고했다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 10월 4일자에 실렸다. 미생물은 지구상에 살고 있는 모든 생명체의 생존과 다양성 확보를 위해 필수적이다. 지구적 생물다양성 감소를 막고 대량 멸종에 대응하기 위해 미생물을 활용하는 방법들이 논의됐지만 정작 미생물의 다양성 감소에 대해서는 관심이 적었던 것이 사실이다. 이에 연구팀은 토양의 표면과 토양 속 미생물과 관련한 80개의 기존 연구 결과들에 대한 메타 분석을 실시했다. 메타 분석은 기존에 유사하거나 같은 주제의 연구들을 정량적으로 재분석해 새로운 결론을 도출해 내는 연구 방법론이다. 분석 결과, 각 지역별로 자생하는 토양 미생물은 식물 성장을 평균 64% 이상 가속화시키는 것으로 확인됐다. 토양 미생물의 다양성이 떨어지거나 멸종할 경우는 식물의 성장이 억제되면서 생태계 전체가 위협받게 된다는 설명이다. 특히 아프리카 대륙 전체에 걸쳐 토양 미생물의 종류와 현황에 대한 연구가 심각할 정도로 부족하다고 연구팀은 지적했다. 또 연구팀은 지구상 식물 재배에 활용되는 토지 대부분은 식량농업과 산림에 활용되고 있는 만큼 토양 미생물의 생물다양성을 보호하지 않을 경우 식량자원 부족은 물론 이산화탄소 저감에도 악영향을 미칠 수 있다고 예측했다. 연구를 이끈 톰 크라우더 ETH 교수(생태학·생물다양성)는 “이번 연구 결과는 농업 및 산림 분야의 이해관계자 뿐만 아니라 전 세계 과학자들은 지구 차원의 미생물 멸종 문제를 심각하게 생각하라는 것”이라며 “생물다양성 확보를 이야기할 때 우리 눈에 보이는 동식물 뿐만 아니라 미생물까지 포함해 생각할 필요가 있다”고 설명했다.

과학자와 현대 미술가의 협업으로 전시회가 열린다. 카이스트 기계공학과 김성용 교수는 현대미술가 김재남 작가와 ‘공기와 바람의 조각: 1000일간의 기억과 기록’이라는 제목의 현대미술 전시회를 전남 여수 GS칼텍스 예울마루 7층 전시실에서 이번달 30일까지 진행한다. 김재남 작가는 홍익대 현대미술관, 금호미술관 등에서 개인전을 비롯해 100여 회의 그룹전에 참여하는 등 국내외에서 활발한 활동을 하며 두각을 드러냈다. 이번 전시에서 김재남 작가는 김성용 교수의 해양관측 결과를 현대 미술에 접목한 작품들을 제시했다. 이번 작품에 활용한 것은 여수해만에서 장기 관측된 표층 해수의 유동에 포함된 태양-달-지구 사이 인력에 의해 생기는 조류의 계절에 따른 변동성을 가시화한 연구 결과이다. 해당 논문은 2019년 해양학 분야 국제학술지 ‘지구물리학연구-해양’에 실렸다. 김 교수와 김 작가는 해양 관측자료들이 분석되고 가시화된 결과들이 예술만큼 심미적 요소를 포함하고 있기 때문에 단순히 논문 속 그림으로만 남는 것이 아니라 미술 작품으로 재탄생 시킬 경우 일반인들도 쉽게 자연현상을 이해할 수 있게 할 것이라는 점에 의기투합했다. 김성용 카이스트 교수는 “이번 전시를 통해 자연현상을 관측하고 해석한 결과가 과학자만의 관심사에 머물러 있는 것이 아니라 일반 대중들에게도 과학을 더 쉽고 친근감있게 소개할 수 있는 기회가 되고 그 저변을 더 넓혀갈 수 있는 계기가 되길 바란다”고 설명했다.

미국 하버드대 보건대 영양학과, 역학과, 생물통계학, 브리검여성병원 내분비·당뇨·고혈압진료부, 원격의학부 공동연구팀은 체중이 보통이거나 마른 사람이 다이어트를 할 경우 오히려 체중이 늘고 성인 당뇨가 생길 수 있다고 2일 경고했다. 이 같은 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디신’ 9월 27일자에 실렸다. 연구팀은 1988~2017년에 시행된 3개의 코호트 연구에 참여한 19만 7290명을 대상으로 연구를 실시했다. 특히 4.5㎏ 이상 살을 뺀 사람들의 다이어트 방법을 일곱 가지로 분류해 건강과 다이어트 간 상관관계를 분석했다. 그 결과 과체중이거나 비만인 사람은 운동으로 체중을 조절하는 것이 가장 효과적이고 요요현상도 가장 적은 것으로 확인됐다. 그런데 마르거나 보통 체중인 사람이 어떤 방식으로든 살을 빼는 것은 건강상 이점이 전혀 없는 것으로 나타났다.

‘무전유죄 유전무죄’, ‘전관예우’ 같은 단어는 인간의 판단은 신뢰할 수 없다는 의미를 품고 있습니다. 인공지능(AI) 판사 도입에 대한 목소리가 높아지고 있는 것도 이런 이유 때문일 것입니다. 실제로 미국 LA경찰국에서는 영화 ‘마이너리티 리포트’처럼 범죄 가능성을 사전에 예측하는 프로그램을 활용하고 있고, 또 다른 주에서는 AI를 이용해 범죄자의 가석방 결정을 내리기도 하고 있습니다. 대출 심사, 채용 등 사람을 대신해 AI가 판단을 내리도록 하려는 시도는 점점 늘고 있습니다. AI와 빅데이터가 모든 어려운 문제를 해결할 수 있을 것처럼 이야기되는 요즘 독일 만하임대 사회과학부, 유럽 사회연구만하임센터, 루트비히 막시밀리안스 뮌헨대 통계학과, 미국 메릴랜드대 조사방법론 협동과정 공동연구팀은 누구나 한 번쯤 가졌을 것 같은 질문을 사람들에게 던졌습니다. “인공지능은 항상 인간보다 공정한 결정을 내릴까”라는 겁니다. ●“사람의 결론 가장 공정하지 않아” 연구팀은 사람들이 정말로 AI처럼 자동화된 의사 결정을 공정하다고 생각하는지를 알아보기 위해 16~75세의 독일인 남녀 3930명을 무작위로 선정했습니다. 이들에게 은행 대출, 취업, 법원 판결, 실업수당 등 다양한 가상의 시나리오를 보여 주고 판단의 공정성에 대해 어떻게 생각하는지 물었습니다. 제시된 시나리오의 최종 결론은 사람이 내린 것, 인공지능이 내린 것, 사람과 인공지능이 함께 내린 것을 섞었습니다. 데이터 과학 분야 국제학술지 ‘패턴스’ 9월 30일자에 실린 결과를 보면 예상했던 대로 실험 참가자들은 전적으로 사람이 내린 결론이 가장 공정하지 않다고 판단했습니다. 그렇다고 인공지능이 내린 결론이 가장 공정하다고만 생각하지도 않았습니다. 오히려 사람과 인공지능이 함께 결정을 내렸을 때가 가장 공정하다고 봤습니다. 인간의 감독하에 인공지능이나 컴퓨터가 결정을 내릴 때 사람들이 이상적으로 생각하는 공정성에 가까워진다는 것입니다. 최근 인공지능이 잘못된 결정을 내리거나 사람만큼이나 편견을 드러내는 사례들이 알려지면서 과거처럼 AI의 판단이 인간보다 훨씬 나을 것이란 생각이 줄었기 때문이기도 할 것입니다. 그동안은 AI의 공정성을 높이기 위해 입력되는 데이터와 알고리즘에 집중했지만, 앞으로는 ‘대중들이 무엇을 공정하다고 생각하는가’를 AI가 인식할 수 있도록 만드는 것이 더 중요하다고 연구팀은 조언했습니다. ●AI 데이터 처리 방식 감시 필요 연구를 이끈 크리스토퍼 컨 메릴랜드대 교수(통계방법론)는 “AI 의사결정 시스템을 제대로 활용하고 폭넓게 사용하기 위해서는 데이터들이 어떤 방식으로 처리돼 그런 결정이 나오는지 대중에게 충분히 설명할 수 있어야 할 것”이라고 말했습니다. 사실 AI가 어떤 결정을 내리는지에 대한 중간 과정은 전문가들도 정확히 알지 못해 ‘블랙박스’라고 부릅니다. 현재 활용되고 있는 AI 시스템의 중간 처리 과정이 블랙박스라고 하더라도 인간이 정하는 초기 데이터에 따라 결과가 좌우된다는 것은 분명합니다. 좀더 공정한 결과를 얻기 위해서는 어떤 데이터가 어떻게 활용되는지에 대한 대중의 감시가 필요합니다. 과학은 전문가들이나 하는 어려운 분야라고 외면하기보다 끊임없이 관심을 갖고 이해하면서도 감시하는 것이 필요한 이유입니다.

코로나19 대확산 이후 건강에 관심을 갖는 사람이 더 많아졌다. 면역력을 높이기 위해 이런저런 건강보조식품을 복용하는 이들도 늘고 있는 분위기이다. 실제로 최근 비타민D가 코로나19를 예방해주거나 중증 전환율을 낮춰준다는 조사 결과 때문에 비타민D를 섭취하는 이들이 증가하기도 했다. 다만 건강보조식품이나 영양제와 관련한 연구는 연구자와 연구 목적에 따라 효과가 제각각인 결과가 나오기 때문에 자신의 상황에 맞춰 적절한 제품을 골라 복용하는 것이 필요하다. 실제로 비타민D가 알려진 것과 달리 노화예방에 큰 도움이 되지 않고, 대신 종합비타민으로 알려진 멀티비타민이 인지능력 저하를 막아줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 보스턴 보훈병원, 브리검여성병원, 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원 공동 연구팀은 비타민D3와 오메가3 지방산 보충제가 노화를 막는데 크게 도움이 되지는 않는다고 1일 밝혔다. 해당 연구는 의학분야 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’에 실렸다. 노화는 신체적, 생리적 능력 감소와 함께 급성 스트레스에 대응하는 능력 저하로 드러난다. 비타민D3, 오메가3 지방산 섭취가 노화의 속도를 늦추고 줄인다는 일부 연구에 따라 보충제 복용을 하는 사람도 많다. 이에 연구팀은 미국 성인남녀 약 2만 5000명을 대상으로 비타민D와 오메가3 지방산 보충제를 일정기간 섭취하도록 한 뒤 혈액검사와 신체검사를 통해 노화에 미치는 영향을 분석했다. 이를 위해 연구팀은 보충제 섭취 전, 섭취 후 6개월, 섭취 후 5년이 지난 뒤까지 정기적으로 신체기능, 인지기능, 기분 등 신체적, 정신적 검사를 실시했다. 그 결과 비타민D3, 오메가3 지방산 섭취가 노화 예방이나 노화 속도를 늦추는데 도움이 되지 않는 것으로 조사됐다. 연구팀은 건강한 노년층의 경우 비타민D3, 오메가3 지방산 보충제를 굳이 섭취할 필요는 없다고 조언했다. 에이릴라 오커비 하버드대 의대 교수는 “이번 연구 결과는 불필요한 약이나 건강보조제를 섭취하는 것보다 건강한 생활습관을 갖는 것이 더 중요하다는 것을 보여준다”며 “건강보조식품이 기적의 알약이나 젊음의 명약이 아니라 그동안 여러 연구를 통해 밝혀진 규칙적 운동과 지중해식 식단이 노화 예방에 가장 입증된 전략”이라고 설명했다. 그런데, 다른 한 편에서는 종합비타민이 인지능력 저하를 막아줄 수 있다는 연구 결과도 나왔다. 미국 웨이크 포레스트대 의대 내과학, 노인의학, 바이오통계학, 정신의학·행동의학과, 브리검여성병원 예방의학부, 하버드대 의대 역학과 공동 연구팀은 다양한 영양소가 포함된 종합비타민제가 노화에 따른 인지기능 저하를 예방하는데 도움이 된다고 이날 밝혔다. 반면, 코코아 추출물 보충제를 섭취하는 것은 알려진 것과는 달라 인지기능 저하를 막지 않는 것으로 확인됐다. 이번 연구 결과는 미국 알츠하이머학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘알츠하이머와 치매’에 실렸다. 미국 알츠하이머 협회에 따르면 2021년 기준 650만명 이상의 미국인이 알츠하이머를 앓고 있으며, 노인 3명 중 1명이 알츠하이머나 다른 형태의 치매로 사망한다. 이 때문에 인지기능 저하를 막기 위한 다양한 건강보충식품 섭취가 많아지고 있다. 이에 연구팀은 2만 1442명의 65세 이상 성인남녀를 무작위로 선정해 코코아 추출물 보충제와 종합비타민제 섭취한 뒤 심장질환, 뇌졸중, 암을 비롯한 기타 질환 발병 위험을 줄이는지를 3년 이상 장기간 추적 관찰했다. 코코아 추출물 보충제에는 플라바놀이라는 화합물이 풍부해 인지기능 향상에 도움이 되는 것으로 알려져 있었다. 그 결과, 종합비타민제를 섭취한 실험참가자들은 인지기능 저하가 다른 사람에 비해 1.8년, 약 60% 정도 느려지는 것으로 확인됐다. 반면, 코코아 추출물 보충제를 섭취한 사람들은 알려진 것과 달리 인지기능 저하 효과가 통계적으로 유의하게 나타나지 않았다. 로라 베이커 웨이크 포레스트대 의대 교수(노인학)는 “이번 연구는 노년층을 대상으로 한 종합비타민제에 대한 대규모 장기 연구로 인지적 이점이 있음을 보여주는 첫 번째 증거”라며 “종합비타민제가 다양한 영양소를 공급해주지만 인지 감퇴를 예방하기 위해 너무 이른 시기부터 복용할 필요는 없다”고 설명했다.

순천향대천안병원은 이상미·정금철·박재홍, 순천향대서울병원 변형권 교수팀이 연구논문을 통해 새로운 ‘구강작열감증후군 진단법을 제시했다고 29일 밝혔다. 구강작열감증후군은 구강 내 뚜렷한 병변이 없는데도 입 안이 타는 듯한 통증을 호소하는 질환이다. 대부분 갱년기·중년 여성에서 발생하며, 명확한 발병 원인은 아직 밝혀지지 않았다. 연구팀이 제시한 구강작열감증후군의 새 진단법은 핵의학 검사인 침샘스캔을 이용한 진단법이다. 박재홍 교수는 “구강 내 소견 및 혈액·세균배양·영상검사 등에서도 별다른 이상이 없는 구강작열감증후군 진단은 현재 의사의 주관적 판단으로 이뤄지고 있다”며 “침샘스캔의 결과치를 활용했으며, 객관적인 구강작열감증후군 진단법을 정립한 최초의 연구결과”라고 설명했다. 연구팀은 입마름증으로 내원한 환자 164명를 대상으로 침샘의 미세한 변화를 관찰했다. 연구 결과 구강작열감증후군 환자들과 단순 입마름증 환자들은 턱밑샘의 섭취속도, 침의 배출농도 등 다양한 척도에서 분명한 차이가 있음이 확인됐다. 이상미 교수는 “침샘의 섭취속도, 배출속도, 섭취비율, 축적정도 등 22개의 척도를 분석해 유의한 척도를 점수화 시켰다”며 “주관적 판단에 의한 현 진단법을 대체할 객관적 진단 방법이 될 것”이라고 말했다. 연구논문은 국제학술지 ‘Diagnostics 2022년 9월’호에 ‘구강작열감증후군에서 정량적 침샘스캔의 임상적 유용성(Clinical Utility of Quantitative Parameters of Salivary Gland Scintigraphy for Diagnosing Burning Mouth Syndrome)’ 제목으로 게재됐다.

정밀성이 필요한 반도체나 전자제품을 생산할 때는 표면에 붙은 불순물을 제거하기 위해 알코올류 용액이 사용된다. 한국은 반도체 선진국이라고 불리는 만큼 반도체 폐수도 많이 발생한다. 반도체 제조 대기업 한 곳에서 하루에 나오는 반도체 폐수는 약 7만t에 이른다. 현재는 반도체 폐수를 처리할 때 역삼투압 방법, 오존, 생물학적 분해 등 방식을 활용한다. 이 같은 방법은 고농도의 반도체 폐수를 저농도로 낮추는 것은 가능하겠지만 알코올류를 완전히 분해처리 하는 것은 어렵다. 한국과학기술연구원(KIST) 극한소재연구센터 연구팀은 빛으로 분해반응을 촉진시킬 수 있는 광촉매 재료에 극미량의 구리를 포함시켜 반도체 폐수를 처리할 수 있는 방법을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화공학 저널’에 실렸다. 알코올류는 물과 잘 섞이기 때문에 물리적 방법으로는 완전히 분리가 어렵다. 화학적, 생물학적 처리법도 있기는 하지만 비효율적이고 비용이 많이 든다. 이 때문에 다량의 깨끗한 물로 희석한 다음 방류하는 방법이 일반적으로 활용되고 있다. 연구팀은 일반 산화제보다 강력한 산화력을 가진 물질로 물 속 오염물질을 제거하는 고도산화공정에 산화철과 극미량의 구리를 촉매로 활용하는 방법을 개발한 것이다. 이번 기술을 활용하면 반도체 폐수에 투입되는 수자원과 비용을 획기적으로 줄일 수 있게 됐다. 기존에는 10의 알코올 폐수를 1 이하 농도로 낮추려면 처리하고자 하는 폐수의 10배 이상의 깨끗한 물이 필요했다. 그러나 이번 기술을 활용하면 물을 거의 사용하지 않고도 반도체 폐수를 인체에 무해한 수준으로 분해해 배출이 가능한 것으로 확인됐다. 연구팀은 실제로 반도체 공정에서 발생하는 폐수를 받아 이번 기술로 분해한 결과 실험실과 똑같은 수준으로 분해되는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 김상훈 KIST 박사는 “경기 평택과 이천에 대규모 반도체 생산라인 신설이 예정돼 있어 반도체 폐수처리 수요도 빠르게 증가할 것”이라며 “이번 연구 결과는 적은 자원과 비용으로 반도체 폐수를 효과적으로 처리하는데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다.

세상을 살다보면 마음대로 되지 않을 때 불평을 늘어놓을 수도 있고, 여러 사람과 함께 어울리고 있는데도 갑자기 혼자인 듯한 ‘군중 속의 외로움’을 느낄 때도 있다. 그런데, 가끔이 아니라 습관적으로 불안해하고 불만이 많으며 몸서리 칠 정도의 외로움을 느끼는 사람들은 같은 또래보다 노화 속도가 빨라진다는 연구 결과가 나왔다. 극도의 스트레스를 받아 하룻 밤사이에 머리가 하얗게 변했다는 이야기처럼 정신건강이 노화에도 영향을 미친다는 것이다. 중국 홍콩의 생명과학기업 딥 롱기비티, 인실리코 메디슨, 홍콩중문대 심리학과, 미국 스탠포드대 심리학과, 벅 노화연구소 공동 연구팀은 신체건강만큼이나 정신건강이 노화의 속도를 빠르게 만들 수 있고, 신체건강 상태보다 정신건강이 오히려 노화에 더 큰 영향을 미친다고 27일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 노년학 분야 국제학술지 ‘에이징-US’ 9월 27일자에 실렸다. 노화는 세포 속 분자손상으로 인해 나타나는 현상으로 신체적으로 쇠약함과 각종 질병에 취약하게 만든다. 그런데, 이 같은 분자 과정이 어떤 사람은 다른 사람들보다 더 빠른 경우가 있는데 ‘가속 노화’(accelerated aging) 현상이라고 부른다. 연구팀은 중국 성인남녀 1만 1914명의 혈액검사, 건강검진 결과 등 각종 의료데이터를 바탕으로 노화의 속도를 좌우하는 요소와 노화를 예측할 수 있는 디지털 모델(노화시계)을 만들었다.그동안 잘 알려져 있다시피 뇌졸중, 간질환이나 폐질환 이력이 있는 기저질환, 흡연, 음주, 불규칙한 식생활이 노화 가속도를 촉진시킨다는 것이 확인됐다. 그런데, 이번 연구에서 더 흥미로운 것은 스스로 불행하다고 느끼거나, 타인과의 관계가 단절돼 외로움을 겪는 사람, 불평불만이 많은 사람들이 흡연자들보다 노화 가속도가 더 빠른 것으로 조사됐다. 연구팀은 개인의 정신적 상태, 심리사회적 환경은 노화에 있어서 매우 중요한 역할을 한다고 분석했다. 연구를 이끈 인실리코 메디슨 CEO 알렉스 자브론코프 박사는 “정신적, 심리적 상태는 신체적 건강은 물론 삶의 질을 좌우하는 중요한 요소임에도 그동안 노화 연구에서 배제돼 왔다”며 “이번 연구 결과를 활용하면 신체적, 정신적 건강을 측정함으로써 개인 맞춤형 노화방지 프로그램을 제공할 수 있으며 노화로 인한 질병 치료에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

온난화 원인으로 지목받고 있는 온실가스는 인간의 여러 활동으로 배출되고 있다. 자동차를 비롯한 운송수단은 온실가스 배출의 가장 중요한 원인이기도 하다. 이 때문에 가솔린이나 디젤를 연료로 하는 대신 수소나 전기차 처럼 오염물질 배출이 적은 차가 많이 나오고 있고 이용자들도 늘고 있다. 지난 한 해 국내 신규 등록 전기차가 10만대를 돌파한 것으로도 알려져 있다. 전기차가 환경에 도움이 된다는 것은 잘 알려져 있지만 여전히 전기차 구매를 꺼리는 사람들은 배터리 수명과 충전 속도 때문이다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 한 번 충전으로 600㎞ 이상 달릴 수 있는 배터리 기술을 개발했다. 한 번 충전해 서울에서 부산까지 간 뒤에도 배터리 용량이 절반 가까이 남는다는 말이다. 포스텍 화학과, 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 공동 연구팀은 한 번 충전만으로 630㎞ 이상 달릴 수 있는 전기차 배터리 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑서널 머티리얼즈’에 실렸다. 전기차 배터리 수명과 충전 속도를 좌우하는 것은 배터리의 음극재이다. 배터리가 충전과 방전을 거듭되면 음극재의 구조를 바꾸기 때문에 시간이 갈수록 배터리 용량이 줄어들게 되는 것이다. 이 때문에 배터리 업계는 음극재 재료를 변화시키거나 새로운 기술을 도입해 배터리 용량을 획기적으로 늘리려는 시도를 하고 있다. 그러나 연구팀은 음극재 자체를 없애면 어떨까 라는 생각을 했다. 음극재 없이 음극 집전체만 있다면 배터리 용량을 결정짓는 에너지 밀도를 높일 수 있을 것이라는 아이디어이다. 연구팀은 통상적으로 사용되는 카보네이트 용매 기반 액체 전해질에 이온 전도성 기판을 더해 무음극 배터리를 만든 것이다. 이를 통해 고용량, 고전류밀도로 오랫 동안 높은 용량을 유지할 수 있다는 것을 확인했다. 실제로 이번에 개발한 배터리의 부피당 에너지 밀도는 현재 쓰이는 상용화된 배터리의 리터당 700Wh(와트시)보다 40% 높은 리터당 977Wh로 나타났다. 한 번 충전으로 630㎞를 문제 없이 달릴 수 있는 수준이다. 포스텍 박수진 교수는 “이번에 개발한 기술은 고용량 배터리를 오래 유지할 수 있고 음극재가 없기 때문에 폭발하거나 화재 발생이 없는 배터리를 구현할 수도 있다”고 말했다.

‘님’에 점 하나 찍으면 ‘남’이 된다는 대중가요 가사가 있다. 일일 드라마까지 아니더라도 타인, 특히 연인이나 부부간 관계에서는 사소한 실수가 커다란 파국을 가져오는 경우가 적지 않다. 어제까지는 잠시만 떨어져 있어도 보고 싶고 죽고 못살 것처럼 굴던 사람들이 갑자기 오래된 원수처럼 싸우고 미워하는 경우를 주위에서 흔히 볼 수 있다는 것이다. 과연 이렇게 태도가 돌변하는 이유는 뭘까. 미국 텍사스 오스틴대 인간발달·가족과학과 연구팀은 삶에 있어서 다양한 스트레스가 상대방의 장점보다는 부정적 행동에 더 주목하게 만든다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘사회심리·성격심리 과학’ 9월 26일자에 실렸다. 연구팀은 79쌍의 신혼부부를 대상으로 10일 동안 매일 밤 잠들기 직전에 짧은 온라인 설문조사를 실시했다. 설문조사에서는 하루 동안 있었던 일과 그에 따른 기분, 스트레스 정도는 물론 집에서 남편 또는 부인에 대해 느끼는 감정을 답하도록 했다. 연구팀은 설문을 시작하기 전에 부부가 서로에게 있었던 일에 대해 얼마나 정보를 공유하고 대화하는지도 조사했다. 분석 결과, 스트레스가 많은 날이나 일과 중 기분이 좋지 않은 일이 발생한 날에는 상대방에 대한 평가도 좋지 않은 것으로 나타났다. 스트레스가 많은 날은 상대방의 장점보다는 단점이나 실수에 주목하는 경우가 많은 것으로도 확인됐다. 스트레스를 받는 사람은 상대방의 긍정적 행동도 인식하지만 부주의한 행동이나 부정적 태도를 더 쉽게 파악한다는 것이다. 스트레스가 많은 생활 환경이 오래 지속될 경우 상대방에 대해 부정적 시각이 누적되면서 관계 자체에도 영향을 미칠 수 있다는 설명이다. 특히 지난 2년 동안 코로나19라는 상황은 많은 사람들에게 스트레스 상황을 만들어 부부나 연인은 물론 타인을 바라볼 때 부정적인 것에 대해 주목하는 경우가 많아졌다고 연구팀은 덧붙였다. 한편, 연구팀은 평소 대화를 많이 나누거나 공유하는 부분이 많은 이들은 이 같은 문제가 상대가 아닌 스트레스라는 외부적 요인이라는 점을 인식하고 문제를 해결한다는 점도 확인했다. 리사 네프 텍사스 오스틴대 교수(인간생태학)는 “스트레스가 만병의 근원이라는 말처럼 사람과의 대인 관계에서도 중요한 역할을 한다는 것을 이번 연구를 통해 알 수 있다”며 “스트레스의 영향을 인식하고 행동이나 말을 주의한다면 관계에 대한 부수적 피해를 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다.

지구와 소행성의 충돌을 막기 위한 최초의 지구방위 미션이 최종 수행을 앞두고 있다. 미국항공우주국(이하 NASA)은 한국시간으로 27일 오전 8시 14분, 무인 우주선 다트(DART=Double Asteroid Redirection Test, 쌍소행성 궤도변경 시험)와 소행성 디모르포스가 충돌할 예정이라고 밝혔다. 디모르포스는 지구에서 1080만㎞ 떨어진 우주에 있는 소행성이다. 지름 160m의 이 소행성은 지름이 5배(780m)인 또 다른 소행성 디디모스를 1.2㎞ 떨어진 거리에서 시속 0.5㎞로 도는 쌍소행성계의 작은 행성이다. 디모르포스와 충돌할 예정인 다트는 지난해 11월 지구를 출발해 10개월이 넘는 긴 시간 동안 소행성을 향해 날아갔다. 다트 무인 우주선의 무게는 620㎏ 가량이며, 크기는 자동판매기만 하다. NASA는 이 우주선을 음속의 18배에 달하는 초속 6.1㎞의 속도로 디모르포스에 충돌시킬 계획이다.목표는 디모르포스를 완전히 파괴하는 것이 아나라, 디모르포스의 궤도를 디디모스에 조금 더 가까운 쪽으로 밀어넣는 것이다. 다트와 충돌시켜 소행성의 궤도를 바꿈으로써, 소행성의 공전 주기와 방향도 함께 바꿔야 한다. 이번 미션이 성공한다면, 향후 지구를 향해 다가오는 소행성이 나타날 경우 유사한 방식으로 소행성의 궤도를 바꾸고 충돌 위험을 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 국제학술지 사이언스에 실린 논문에 따르면, 비교적 작은 크기의 디모르포스가 지구와 충돌할 경우 작은 국가 전체가 파괴될 만큼 큰 피해가 예상된다. 게다가 디모르포스와 지구의 충돌 확률은 과거 공룡을 멸종시켰던 대형 소행성(지금 10㎞) 보다 수천 배 높다. 다만 이번 미션의 성공 여부 중 하나는 디모르포스의 표면이다. NASA는 소행성이 단단한 암석이라는 것을 전제로 다트를 보냈지만, 암석보다 강도가 약한 표면이라면 충돌 결과가 예상과 달라질 수 있기 때문이다. 지구로 접근하는 ‘잠재적 위협 소행성’ 약 2250개 NASA에 따르면, 지구에 약 750만㎞ 이내로 접근하는 지름 140m 이상의 소행성은 ‘잠재적 위협 소행성’(PHA)으로 분류된다. 전문가들은 지름이 140m 정도의 소행성이 지구에 추락할 경우, 국가 하나를 초토화할 수 있다고 보고 이를 잠재적 위협 소행성으로 분류해 관측하고 있다. 현재 2246개의 소행성이 잠재적 위협 소행성으로 분류돼 있으며, 이중 크기가 1㎞ 이상인 것은 160개에 달한다. 소행성이 지구와 충돌할 경우 막대한 피해를 줄 수 있다. 실제로 1908년 시베리아 퉁그스카에 크기 60m의 운석이 떨어져 서울시 면적 3배 숲이 사라졌다.지난 1월 지구 가까이에 접근한 소행성 ‘7482(1994 PC1)’은 지금이 약 1㎞로, 당시 시속 7만㎞의 빠른 속도로 이동했다. 당시 해당 소행성은 지구와 달 표면 거리의 약 5.15배인 192만㎞ 떨어진 우주 상공을 지났다. 전문가들은 크기 140m 이상인 소행성이 100년 안에 지구와 충돌할 가능성은 없다고 입을 모은다. 다만 현재까지 100~300m 크기의 근지구 소행성은 약 16%만 발견됐기 때문에 미래를 위한 적극적인 대비가 필요하다. 린들리 존슨 NASA 행성방위담당관은 CNN과 한 인터뷰에서 “당장 지구를 위협하는 소행성은 없지만, 이 실험을 통해 장차 소행성을 회피해 지구를 지키는 능력을 갖추게 될 것”이라고 밝혔다.

국내 연구진이 자기장을 이용해 혈액에서 바이러스나 박테리아 같은 질병 원인을 제거하는 기술을 개발했다. 동물실험을 통해 다제내성균(항생제 내성균)과 사람의 분변에 존재하는 박테리아 135종을 이 기술로 99% 이상 제거할 수 있음을 확인했다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 연구팀은 자성을 가진 나노입자 표면을 혈액세포막으로 감싼 ‘혈액세포막-자성나노입자’를 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘스몰’에 실렸다. 가수 신해철을 사망에 이르게 한 원인으로 알려진 패혈증은 미생물, 바이러스, 균류에 감염되면서 온 몸에 염증반응이 나타나 주요 장기에 장애를 일으키는 증상이다. 또 코로나19 감염 후 증상을 악화시키는 것도 사이토카인 폭풍이라는 과도한 면역 반응이 원인이다. 패혈증이나 사이토카인 폭풍 등에 대응할 수 있는 항생제, 항바이러스제, 백신 등은 개발된 상태이지만 항생제 내성을 가진 새로운 슈퍼박테리아나 코로나19 같은 새로운 병원균까지는 신속 대응이 어렵다. 이 때문에 효과적이고 많은 병원균에 적용할 수 있는 범용적 감염증 치료법이 필요하다. 이에 연구팀은 혈액세포 중 적혈구와 백혈구 세포 표면에서 병원체와 결합하는 혈액세포막을 자기력을 갖는 나노입자 표면에 덮는 방식으로 혈액세포막-자성나노입자를 개발했다. 병원체 포집은 혈액세포막을 이용하고 이것을 몸 밖으로 빼내는데는 자성나노입자를 이용하는 것이다. 이 기술을 이용한 혈액 정화치료 효과는 여러 종류의 항생제에 내성을 갖고 있어 항생제 치료가 어려운 다제내성균에 감염시킨 생쥐로 확인했다. 병원균에 감염된 생쥐에게 이번에 개발한 물질을 투입한 뒤 자석을 이용해 회수하는 방식으로 치료를 하면 몸 속 병원균을 효과적으로 제거할 수 있다는 것이다. 실제로 기존 항생제로는 치료가 어렵다고 알려진 메타실린 내성 황색포도상구균, 카바페넴 내성 대장균 치료 효과를 확인했다. 치료 받은 생쥐는 모두 일주일 뒤 면역체계가 정상화되고 생존에도 성공했다. 연구팀은 이번 기술을 패혈증이나 중환자실 내 2차세균 감염환자 치료와 병행해 사용할 경우 효과가 클 것으로 기대했다. 연구를 이끈 강주헌 UNIST 교수는 “이번에 개발된 기술은 인체가 갖고 있는 면역대응 원리를 흉내내 많은 종류의 감염원을 사전 진단 없이 일괄적으로 제거할 수 있다는 장점이 있다”며 “앞으로 나타날 항생제 내성균 감염이나 새로운 감염병 유행에 신속하게 대응할 수 있을 뿐만 아니라 반복적으로 혈액 정화를 한다면 병원균 감염에 따른 장기부전 치료에도 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.