여름의 시작이자 초여름인 6월이라지만 낮에는 벌써 후끈하다. 여름이 빨리 찾아오고, 폭염의 강도도 점점 심해지는 이유는 모두가 알다시피 지구 온난화 때문이다. 지구 온난화의 영향이 가장 크게 나타나고 있는 지역은 아무래도 극지방이다. 기후 과학자들이 극지방, 특히 북극 기상에 영향을 미치는 새로운 원인을 찾아 눈길을 끈다. 미국 매사추세츠 애머스트대 지구·지리·기후과학과, 로드아일랜드대 지구과학과, 베이츠대 지구·기후과학과, 노르웨이 스발바르 대학센터(UNIS) 지리학과, 캐나다 퀘벡대 공동 연구팀은 ‘대기 차단’(atmospheric blocking) 현상이 북극 기온 변동에 영향을 미쳐 지구 온난화를 강화했다고 5일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 6월 3일 자에 실렸다. 전 지구 복사평형 변화로 인해 전 지구 평균 온도변화보다 극 지역 온도변화가 크게 나타나는 현상을 ‘북극 증폭’이라고 한다. 실제로 온실가스 증가에 의한 온난화 현상은 북극 지역에서 지구 평균보다 두 배 이상 나타나는 것으로 알려졌다. 특히 1991년 이후 노르웨이 스발바르 지역은 북극 전체 기온 상승률의 두 배에 이른다. 지구 평균보다 4배 이상이라고 할 수 있다. 이 때문에 스발바르 지역에서는 극심한 강우, 엄청난 빙하 손실로 산사태도 잦아지고 있다. 문제는 스발바르가 다른 북극 지역보다 훨씬 빠르게 온난화되는 이유와 이런 추세가 지속될지 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 2012년에 스발바르 서쪽 해안에 있는 린네 호수에 설치한 측정 장치로 호수 퇴적물을 분석하고, 고기후 데이터와 컴퓨터 모델링을 활용해 지난 2000년 동안 기후 환경을 복원했다. 특히 호수 퇴적물 속 칼륨 수치에 주목했다. 그 결과, 고기후 재현 모델과 현대 관측 자료는 밀접한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 북극 지역에 많은 비가 내리고 온난화로 인해 빙하가 녹는 것은 스칸디나비아반도와 우랄산맥 상공의 대기 차단 현상과 밀접한 것으로 확인됐다. 공기가 시계 방향으로 회전하는 고기압이 스칸디나비아 북부에 정체되면서 기온이 올라가고, 그린란드 상공에서 시계 반대 방향으로 회전하는 저기압이 스발바르 지역에 많은 비를 뿌린다는 것이다. 두 시스템이 맞물린 기어처럼 회전하면서 대서양 중부의 따뜻하고 습한 공기를 고위도 지역으로 끌어올리는 것으로 확인됐다. 극 차단 현상은 온난화 현상과 동시에 발생하는 것으로도 조사됐다. 연구를 이끈 프랑수아 라포인테 매사추세츠 애머스트대 박사(극지 기후학)는 “이번 연구에 따르면 지구 평균 기온이 조금만 상승해도 스발바르와 같은 고위도 지역에서 홍수와 자연재해 영향은 증폭될 것으로 보인다”라며 “스발바르는 아름다운 풍광과 독특한 자연환경과 야생동물이 있는데 기후 변화로 인해 이런 환경들이 파괴될 우려가 크다”라고 말했다.

이재용(56) 삼성전자 회장이 3년 연속 삼성 호암상 시상식에 직접 참석해 수상자를 격려하고 호암 이병철 창업 회장의 인재 제일 철학과 사회공헌 정신을 잇겠다는 의지를 재확인했다. 삼성 호암상(옛 호암상)은 이건희 선대 회장이 호암 이병철 창업 회장의 인재 제일 철학과 사회공헌 정신을 기리기 위해 1990년 제정했다. 과학, 공학, 의학, 예술, 사회공헌 등의 분야에서 탁월한 업적을 이뤄내 글로벌 리더로 인정받는 국내외 한국계 인사를 선정해 시상하고 있으며 올해로 34회를 맞이했다. 그간 총 176명의 수상자에게 343억원의 상금을 수여해왔다. 올해 수상자는 혜란 다윈(55) 미국 뉴욕대 교수(과학상 화학·생명과학 부문), 고 남세우 미 국립표준 기술연구소 연구원(과학상 물리·수학 부문), 이수인(44) 미 워싱턴대 교수(공학상), 피터 박(53) 미 하버드의대 교수(의학상), 한강(54) 소설가(예술상), 제라딘 라이언(76) 수녀(사회 봉사상) 등 6명이다. 부문별 수상자에게는 상장과 메달, 상금 3억원씩 총 18억원이 수여됐다. 31일 서울 중구 서울신라호텔 다이너스티홀에서 열린 ‘2024 삼성 호암상 시상식’은 수상자 가족과 지인 및 호암상 관계자, 삼성 사장단 등 270여명이 참석한 가운데 온라인 실시간 중계됐다. 과학상 물리·수학 부문 수상자 고 남세우 연구원을 대신해 배우자인 킴벌리 브릭먼 박사가 대리 수상했다.김황식 호암재단 이사장은 인사말을 통해 “훌륭한 분들을 수상자로 모시게 된 것을 큰 기쁨이자 자랑으로 생각한다”며 “올해 수상자는 여성 수상자가 전체의 3분의 2로 역대 최고인 4명에 이르러 우리 사회의 변화와 발전의 다른 면을 보는 것 같아 반갑기도 하다”고 수상자들을 축하했다. 과학상 화학·생명과학 부문을 수상한 혜란 다윈 교수는 수상 소감을 통해 “미국 내 생명과학 분야에서 한국인을 찾기는 여전히 어려운데 호암상이 꿈을 좇는 전 세계 한국 과학자들에게 격려가 된다”고 말했다. 공학상을 받은 이수인 교수도 “많은 분이 저의 호암상 수상과 인공지능(AI) 연구에서 영감을 받아 공학자의 길을 선택하고, 도전적인 연구를 통해 과학, 의학, 사회와 인류가 직면한 중요한 문제를 해결하여 더 나은 세상을 만드는 데 이바지하기를 진심으로 희망한다”고 전했다. 의학상을 받은 피터 박 교수는 “암과 여러 질병 치료에 도움이 되는 연구를 계속하며 한국 학생들이 더 좋은 연구를 할 수 있도록 돕는 방법을 생각해보고 있다”고 했다. 예술상을 받은 한강 소설가는 “올해는 제가 첫 소설 발표한 지 30년이 된 해”라며 “천천히, 서두르지 않고 더 먼 길을 우회해 계속 걸어가 보려고 한다”고 소감을 밝혔다. 사회 봉사상을 받은 제라딘 라이언 수녀는 “장애인들이 사회 안에서 함께 살아가며 동등하게 일할 권리를 인정받을 수 있도록 장애인과 가족, 후원자, 봉사자들과 함께 노력해왔다”며 “장애인의 삶을 중요하게 만드는 데에 많은 이들이 함께하길 소망한다”고 강조했다. 2013년 노벨 생리의학상을 받은 랜디 셰크먼 UC버클리 교수는 축사를 통해 “여러분들의 빛나는 업적을 기리며 한국인의 정신과 창의성에 경의를 표한다”고 전했다. 시상식에 이어진 만찬에는 지난해 삼성 호암상 수상자인 피아니스트 조성진의 축하 공연 등이 열렸다.그간 이재용 회장은 2021년 국가 기초과학 분야에 대한 지원을 확대하자는 제안을 통해 삼성 호암상 과학 분야 시상을 2개 부문으로 확대하기도 했다. 이 회장은 삼성 호암상 운영과 학술 및 연구사업지원 등의 사업을 전개해 나가는 호암재단에 2021년부터 3년째 총 8억원의 개인 기부를 이어가며 선대의 인재 제일 철학을 계승하고 사회와 함께 성장하고자 하는 동행 의지를 보여주고 있다. 한편 삼성 호암상 수상자들은 지난 30일 삼성전자, 삼성바이오, 삼성서울병원 등 임직원 약 3600명을 대상으로 온오프라인 특강을 진행하기도 했다. 삼성 호암상 수상자가 삼성 임직원을 대상으로 특강을 진행한 것은 처음이다. 이날 시상식에도 이 회장을 포함한 삼성 경영진 50여명이 총출동했다. 반도체 사업의 새 수장을 맡은 전영현 디바이스솔루션(DS) 부문장(부회장)과 한종희 부회장, 경계현·노태문·이정배·박용인·최시영·박학규 사장 등이 참석했다. 최주선 삼성디스플레이 사장과 최윤호 삼성SDI 사장, 장덕현 삼성전기 사장, 황성우 삼성SDS 사장, 존 림 삼성바이오로직스 사장, SAIT(옛 삼성종합기술원)에서 퇴임한 김기남 상임고문 등도 함께했다. 취임 후 첫 공개 석상에 나선 전 부회장은 취재진과 만나 ‘취임 후 어떤 것을 중점적으로 보고 있느냐’는 질문에 “여러 가지 두루 보고 있다”고 짤막하게 답했다.

인류와 근친이지만 이제는 세상에 존재하지 않는 네안데르탈인의 특성 중 일부는 현대인의 DNA에 여전히 남아 있다. 현대인의 알레르기, 우울증 관련 유전자는 물론 ‘아침형 인간’ 유전자도 네안데르탈인에게서 유래했다는 사실이 밝혀지기도 했다. 그렇다면 네안데르탈인은 언제, 어떻게 인류와 연결됐던 것일까. 독일 막스플랑크 진화인류학연구소, 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리)와 로체스터대, 영국 프랜시스 크릭 연구소 공동 연구팀은 현생인류에게 네안데르탈인 유전자가 섞여 들어오기 시작한 것은 약 4만 7000년 전부터라고 29일 밝혔다. 이 연구 결과는 사전 논문 공개 사이트인 ‘바이오 아카이브’에 실렸다. 네안데르탈인과 현생인류는 약 50만년 전에 갈라져 네안데르탈인은 유라시아, 현생인류는 아프리카에 주로 살았다. 그러다가 현생인류는 약 7만년 전 아프리카를 떠나 유라시아 전역으로 퍼져 나갔다. 이 과정 중 오늘날의 중동이나 유럽에서 네안데르탈인과 만났을 가능성이 크다고 알려져 있다. 연구팀은 서유럽과 아시아에서 입수한 4만 5000~2200년 전 호모 사피엔스(현생인류) 59명의 화석과 현대인 275명의 유전체를 비교 분석해 네안데르탈인 DNA 영역을 조사했다. 그다음 컴퓨터 소프트웨어를 사용해 네안데르탈인 유전자 진화를 추적·분석했다.이번 연구에 따르면 약 4만 7000년 전부터 네안데르탈인의 유전자가 현생인류에게 유입되기 시작했다. 그 이전에도 소규모로 호모 사피엔스와 네안데르탈인이 만났던 것으로 알려졌지만 그들의 후손은 현대에까지 유전자를 남기지 못했다. 그런데 4만 7000년 전부터 갑자기 짝을 이루는 사례가 늘어났으며 이런 분위기가 약 6000~7000년 동안 지속되면서 현생인류에게 네안데르탈인 DNA가 남게 됐다고 연구팀은 밝혔다. 그런가 하면 독일 튀빙겐대 고고과학연구소와 고등과학연구센터, 영국 브리스톨대, 미 조지워싱턴대 인류학과 공동 연구팀은 네안데르탈인 아이들과 현생인류인 호모 사피엔스 아이들이 비슷한 수준의 스트레스를 받았지만 발달 단계에 미치는 영향은 달랐다고 29일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 5월 24일자에 실렸다. 치아의 얇은 에나멜층(법랑질)을 분석하면 질병, 감염, 영양실조, 외상 등 어린 시절 겪었던 다양한 스트레스 요인을 찾을 수 있다. 이에 연구팀은 네안데르탈인과 현생인류의 치아를 분석해 두 인류 종의 육아 방식과 행동 전략을 찾기로 했다. 연구팀은 네안데르탈인의 치아 423개와 구석기 시대 현생인류 치아 444개의 에나멜층을 분석했다. 연구 결과 네안데르탈인과 구석기 시대 현생인류의 치아에서 드러난 에나멜 결함은 비슷하지만 이런 결함이 나타나는 시기는 전혀 달랐던 것으로 밝혀졌다. 충치와 같은 에나멜 결함이 구석기인들에게서는 1~3세에 발생하기 시작해 아동기까지 이어졌지만 네안데르탈인의 경우는 이유기인 1세 전후에 나타나기 시작해 2~4세 이후에는 감소했던 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 구석기인 아이가 이유기 때 겪는 스트레스는 에너지 요구량이 늘어나 영양실조 위험이 증가하면서 나타났다. 이 때문에 현생인류는 아이에 대한 돌봄 기간이 네안데르탈인들보다 더 길어지고 아이들에게 음식 접근 기회를 더 많이 제공했으며 궁극적으로 자원의 효율적 활용을 도모하는 전략을 통해 영유아기 이후 아이들의 발달 과정에서 나타날 수 있는 스트레스를 줄였다. 이런 육아 방식의 변화가 네안데르탈인과 현생인류의 생존 경쟁에서 인류가 승리하는 요인이 됐다고 연구팀은 설명했다.

“내 아이의 감정, 기억, 언어 능력은 어떻게 발달하는 것일까?” 서울 강서구는 ‘부모와 아이를 위한 뇌과학’이라는 주제로 제180회 강서지식비타민강좌를 진행한다고 22일 밝혔다. 강사로 나선 장동선 박사는 뇌 탄생 이유, 연령대 별 뇌 발달과정 등을 소재로 다채로운 이야기를 전달할 예정이다. 강좌는 사전 신청 없이 오는 25일부터 한달간 누구나 강서구청 공식 유튜브 채널에 접속해 시청할 수 있다. 이번 강의에 장박사는 중추신경계인 뇌의 탄생과 인류가 커다란 뇌를 가지고 있는 이유를 진화 생물학 측면에서 흥미롭게 설명한다. 또, 뇌에 대한 잘못된 지식을 바로잡고 자아가 확립되면서 타인과 맺는 긍정적인 관계의 중요성을 강조할 예정이다. 더불어 AI시대 자녀에게 필요한 지식과 기술을 알아보고 지속적인 성장을 가능케 만드는 내적 동기부여 방법을 함께 나눈다. 뇌과학자 장동선 박사는 세계적인 기초과학 연구기관이자 ‘노벨상 사관학교’라고 불리는 독일의 막스플랑크 연구소에서 박사 및 연구원으로 재직했다. JTBC 뭐털도사, tvN 알쓸신잡 등 다양한 방송에 활발히 출연하며 어려운 뇌과학 분야를 쉽고 재미있게 설명해 화제를 모으고 있다. 구 관계자는 “자녀의 양육과 교육에 도움을 주기 위해 뇌과학자이자 과학 커뮤니케이터 장동선 박사가 전하는 뇌과학 강좌를 마련했다”라며 “앞으로도 주민들에게 도움을 줄 수 있는 다양한 주제의 비타민 강좌를 개최하겠다”라고 말했다. 한편 강서구의 장수 교양프로그램인 강서지식비타민강좌는 평생학습의 대중화를 위해 2007년부터 매월 1차례씩 개최되고 있다.

지난해 여름이 2000년 동안 가장 더웠다는 충격적인 연구 결과가 최근 발표됐다. 온난화가 계속될 경우, 매년 폭염 기록이 다시 쓰일 것이라는 지적도 끊임없이 나오고 있다. 이런 가운데, 이탈리아 유럽-지중해 기후 변화 연구센터(CMCC), CMCC 유럽 경제·환경 연구소, 카포스카리대 경제학과, 오스트리아 국제 응용 시스템 분석 연구소, 미국 보스턴대 지구·환경학과, 사회학과 공동 연구팀은 2050년까지 전 세계적으로 최대 2억 4600만 명의 노년층이 생존을 위협하는 폭염에 노출될 것이라고 17일 예측했다. 연구팀은 특히 아시아와 아프리카에 거주하는 노년층이 가장 심각한 영향을 받을 것이라고 전망했다. 이 연구는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 15일 자에 실렸다. 현재 전 세계적으로 전례 없는 속도로 고령화되고 있다. 2050년까지 60세 이상 인구는 약 21억 명으로, 지금의 2배 이상 증가할 것으로 예상됐다. 그중 3분의2 이상이 기후 변화로 인한 극한 현상이 발생할 가능성이 큰 저개발국이나 개발도상국에 거주하는 것으로 알려져 있다. 온난화로 폭염의 강도, 지속 시간, 발생 빈도가 늘어날 것으로 전망되면서, 고열에 취약하고 열 노출로 인해 일반적 건강 상태가 악화되는 노약자들에게는 심각한 결과를 초래할 것으로 보인다. 이에 연구팀은 전 세계 다양한 연령층을 대상으로 평균 기온이 높은 날 만성적으로 노출되는 경우와 극한 폭염에 단시간 노출되는 급성 노출의 빈도와 강도를 정량화해 비교했다. 그 결과, 2050년에는 69세 이상 전 세계 인구의 23% 이상이 열사병이나 일사병이 쉽게 발생할 수 있는 37.5도 이상의 기온이 일상화되는 기후에서 살게 될 것으로 나타났다. 이는 2020년 14%에 비해 대폭 증가한 수치다. 또, 1억 7700만~2억 4600만 명의 노인이 극한 폭염에 노출될 수 있을 것으로 예측됐다. 특히 폭염에 대한 건강상 악영향은 적응 대응력이 낮은 아시아와 아프리카의 저개발국이나 개발도상국에 집중될 것으로 보인다. 연구를 이끈 지아코모 팔체타 CMCC 박사는 “인구 고령화와 열 노출이 증가하는 지역은 사회 복지 및 공중 보건 서비스에 대한 상당한 수요에 직면할 가능성이 큰 만큼 새로운 정책 개입이 필요하다”라면서 “이번 연구 결과는 지역별 폭염 위험 평가와 공중 보건 관련 의사 결정에 도움을 줄 것”이라고 말했다.

IBK기업·KDB산업·수출입은행장과 한국투자공사(KIC) 사장이 지난해 4억원에 육박하는 급여를 받아 공공기관장 연봉 ‘톱4’에 올랐다. 12일 공공기관 경영정보 공개시스템 ‘알리오’에 따르면 지난해 말 319개 공공기관장 평균 연봉은 1억 8620만원으로 집계됐다. 기본급, 고정수당, 실적 수당, 복리후생비, 성과상여금이 포함된 금액으로 최근 3년간 매년 200만~300만원 안팎 꾸준히 증가했다. 연봉이 3억원을 넘은 기관장은 총 13명(4.1%)이었다. 연봉왕은 김성태 기업은행장으로 4억원에서 81만원 모자란 3억 9919만원을 받았다. 진승호 KIC 사장이 3억 8033만원으로 뒤를 이었다. 강석훈 한국산업은행 회장과 윤희성 수출입은행장이 3억 7514만원으로 공동 3위를 기록했다. 이어 서홍관 국립암센터 원장(3억 6070만원), 김양수 한국해양진흥공사 사장(3억 5185만원), 노도영 기초과학연구원장(3억 3160만원), 배병일 한국장학재단 이사장(3억 2488만원), 장영진 한국무역보험공사 사장(3억 2214만원), 강석진 중소벤처기업진흥공단 이사장(3억 1490만원), 최원목 신용보증기금 이사장(3억 173만원), 김영태 서울대병원장(3억 45만원), 유재훈 예금보험공사 사장(3억 38만원) 순이었다. 2억원대 연봉을 받은 기관장은 93명(29.2%)이었다. 10명 중 3명은 2억원 이상을 받은 셈이다. 3년 임기가 보장되는 공공기관장은 정권마다 고위 관료와 여권 정치인을 위한 보은성 ‘낙하산’ 인사 논란이 끊이지 않는다.

유전자 변형 고초균, TPU에 혼합5개월 내 ‘90% 이상’ 생분해 효과 환경 분야에서 지구온난화와 함께 시급히 해결해야 할 문제를 꼽으라면 플라스틱 폐기물 급증이라고 하겠다. 플라스틱 쓰레기가 증가하면서 미세플라스틱의 폐해도 커지고 있다. 크기가 5㎜ 이하인 미세플라스틱은 하수처리 과정에서도 걸러지지 않아 하수구를 통해 그대로 강과 바다로 흘러간다. 코로나19 이후 급증한 플라스틱 용기와 마스크 등 폐플라스틱이 바다로 들어가 햇빛이나 바닷물의 염분으로 마모돼 부서지면서 벌써 미세플라스틱 오염은 심각한 상태에 이르고 있다. 미세플라스틱은 토양, 표층수, 바다로 흘러 들어가 먹이피라미드 가장 아래쪽에 있는 생물들이 섭취한 뒤 먹이사슬을 따라 최종 소비자인 사람에게 전달돼 축적될 가능성도 크다. 이런 가운데 한국인 과학자가 주도한 연구팀이 플라스틱 고분자 물질을 빠르게 분해하는 미생물을 개발해 눈길을 끈다.미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 나노공학과, 생물공학과, 조지아대 신소재연구소, 한국화학연구원 바이오화학연구센터, 바스프(BASF) 미국 열가소성 폴리우레탄 연구소, 덴마크 덴마크공과대 공동 연구팀은 플라스틱이 사용되는 동안은 휴면 상태에 있다가 땅에 묻히는 등 폐기되면 활성화돼 플라스틱을 분해하는 박테리아 포자를 개발했다. 이번 연구에는 한국인 과학자 김한솔 박사가 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 5월 1일 자에 실렸다. 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 고무와 플라스틱의 장점을 모두 가진 고분자 물질로 휴대전화 케이스, 신발, 바닥 매트, 쿠션, 메모리폼, 자동차 부품 등 다양한 용도로 쓰인다. 그러나 현재로서는 TPU를 재활용할 수 있는 방법이 없어 수명이 다하면 고스란히 폐기물로 버려진다. 생분해성 폴리우레탄을 개발하기 위한 연구는 많지만 지금까지 나온 것들은 플라스틱으로서 고유한 특성이 손상되기 때문에 산업용으로 활용되지 못하고 있다. 연구팀은 몇 가지 박테리아 균주를 확보해 TPU를 유일한 에너지원으로 사용하는 능력과 성장 속도를 평가했다. 그 결과로 얻은 것이 고초균(바실루스 서브틸리스)이다. 고초균은 공기, 마른 풀, 하수, 토양에 흔히 존재하는 호기성 세균으로 콩을 발효시킨 메주나 낫토를 만드는 데 중요한 역할을 한다. 더군다나 고초균 포자들은 인간과 동물에게 대체로 무해하다는 장점이 있다. 연구팀은 고초균이 플라스틱 생산 온도인 135도에서도 완벽하게 살아남을 수 있도록 유전자를 변형했다. 유전자 변형 고초균 포자와 TPU 조각을 플라스틱 압출기에 넣고 녹인 뒤 신개념 생분해성 플라스틱을 만들었다.연구팀은 유전자 변형된 고초균을 포함해 만든 TPU의 거동을 시뮬레이션했다. 그 결과 이 플라스틱을 땅속에 묻으면 플라스틱이 빠르게 생분해되는 것으로 예측했다. 특히 37도, 상대 습도 44~55%의 상태를 유지하면 5개월 내 플라스틱의 90% 이상 생분해한다는 사실을 밝혀냈다. 조나단 포코르스키 UCSD 재료과학연구센터 교수는 “이번에 개발한 새로운 유형의 바이오 플라스틱은 플라스틱 산업의 환경 발자국을 줄이는 데 도움이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 포코르스키 교수는 “이번에 개발한 생분해성 플라스틱처럼 외부에서 미생물을 추가 투입하지 않고도 스스로 분해될 수 있는 기술은 플라스틱 처리에 있어 다양하게 쓰일 수 있을 것으로 생각한다”고 덧붙였다.

지난 주말 수도권 낮 최고기온이 27도를 훌쩍 넘어 초여름을 방불케 했습니다. 이렇게 ‘노출의 계절’에 한 발 한 발 가까워지면서 체중 조절은 물론 몸매 관리를 위해 운동을 시작한 사람이 많습니다. 미국 스탠퍼드대 의대가 중심이 돼 75개 연구기관으로 구성된 ‘신체 활동의 분자적 변환 컨소시엄’(MoTrPAC) 연구팀은 지구력 운동의 분자적 반응을 밝혀내고 운동이 건강과 질병에 미치는 영향을 새로 분석했습니다. 이 연구 결과들은 과학 저널 ‘네이처’, 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’와 생명과학 및 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 5월 2일 자에 각각 실렸습니다. 규칙적인 운동은 심혈관 질환, 대사성 질환, 암을 예방하는 것은 물론 인지기능 저하까지 막아 주는 등 다양한 건강상 이점이 있는 것으로 알려져 있습니다. 그렇지만 정확한 작동 메커니즘은 밝혀지지 않았습니다. 이에 연구팀은 암수 생쥐를 대상으로 8주 동안 트레드밀 운동을 시킨 뒤 장기 내부의 생체분자 변화를 살펴봤습니다. 연구팀은 훈련 기간 동안 장기와 혈액검사로 수집한 표본에서 9466개의 데이터를 확보했습니다. 그 결과 운동이 면역, 대사, 스트레스 반응, 세포 소기관인 미토콘드리아 경로 조절 등을 통해 신체의 분자적 변화를 일으키는 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 이런 운동 효과는 신체 기관별로 성별에 따라 차이를 보이는 것으로도 확인됐습니다. 그런가 하면 튀니지 스팍스대, 모나스티르 대학병원, 캐나다 몬트리올 임상 연구소, 프랑스 릴대, 아르투아대, 리토랄대, 독일 마인츠 요하네스 구텐베르크대 공동 연구팀은 식사 시간 통제 같은 식단 조절과 고강도 운동을 병행하면 하나만 할 때보다 체지방 감소와 각종 건강지수 개선에 훨씬 도움이 된다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미 공공과학도서관의 국제 학술지 ‘플로스 원’ 5월 2일 자에 발표됐습니다. 연구팀은 무엇을 먹든 식사 시간만 제한하는 시간제한 식단, 유산소 운동과 근력 운동을 결합한 고강도 기능 훈련이 체성분과 콜레스테롤, 혈당, 지질 수치 같은 심혈관 및 대사 건강 관련 지표에 미치는 영향을 분석했습니다. 연구팀은 비만 여성 64명을 세 그룹으로 나눠 한 집단은 시간제한 식사만, 다른 집단은 고강도 기능 훈련만, 마지막 집단은 시간제한 식사와 고강도 기능 훈련을 동시에 하도록 했습니다. 시간제한 식단팀은 오전 8시부터 오후 4시까지만 식사를 할 수 있게 했고, 고강도 기능 훈련팀은 일주일에 최소 3일은 유산소 및 근력 운동을 하도록 했습니다. 12주 후 세 그룹 모두 체중이 크게 줄고 허리, 엉덩이둘레가 줄었으며 혈중 지질과 포도당 수치가 떨어졌습니다. 체지방량과 혈압은 식이요법과 운동을 함께 하거나 운동을 한 집단에서는 개선됐지만, 식이요법만 한 그룹에서는 변화가 없었습니다. 특히 식이요법과 운동을 병행한 참가자들은 식이요법이나 운동만 한 집단에 비해 체성분이나 혈액 속 각종 수치가 훨씬 더 크게 변한 것으로 나타났습니다. 연구 결과들이 모두 너무 뻔하다고요? 정답은 항상 뻔하고 쉽습니다. 다만 지키기 어려울 뿐이죠.

국내 연구진이 기체 혼합물에서 온실가스인 이산화탄소만 선택적으로 투과시킬 수 있는 분리막 기술을 개발해서 화제다. 카이스트 생명화학공학과 연구팀은 고분자 분리막 구조와 화학적 특성을 제어해 고효율로 이산화탄소를 분리, 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 멤브레인이라고 불리는 분리막은 원하는 물질을 선택적으로 투과시키는 장치다. 기존의 고분자 분리막은 구조가 치밀해 다양하게 활용하기가 어려웠다. 이런 단점을 보완하기 위해 일정한 미세 기공을 갖는 소재를 분리막으로 활용해 기체의 투과 선택성을 높이려는 연구가 수행되고 있지만, 제조 과정이 복잡하고 강도가 약해 실제 공정에 사용하기는 적합하지 못한 상태다. 이에 연구팀은 가공성 높은 고분자를 소재로 하고, 제어가 쉬운 화학반응을 이용해 미세 기공을 만들었다. 특히 낮은 비용으로 양산할 수 있고, 반응 디자인에 따라 다양한 화학 반응에 적용할 수 있다. 이번에는 이산화탄소를 대상으로 하기 위해 고분자 분자체 분리막에 아미노 화학작용기를 도입했다. 또 고성능이지만 쉽게 부서지는 탄소 분자체 분리막과 달리 기계적, 화학적 안정성이 높고 유연성이 크다는 장점이 있다. 이 때문에 대량생산도 쉽다. 이번에 개발된 분리막 기술은 분리 공정에 따라 맞춤형으로 적용할 수 있어서, 다양한 산업 분야에 확대 적용할 수 있다. 연구를 이끈 배태현 교수는 “이번에 개발한 분리막은 간단한 공정만으로 이산화탄소를 효과적으로 분리할 수 있는 고분자 소재를 만들 수 있다는 장점이 있다”라며 “수많은 화학 산업, 환경 분야에서도 넓게 적용이 가능할 것”이라고 말했다.

글로벌 빅테크 인력 빨아들여삼성·SK 등 인력 확보 경고등대학·기업이 인재 키우려 해도… 이공계 기피에 기름 붓는 ‘의대 광풍’ 기업마다 고급 인재를 뽑고 싶어도 “사람이 없다”며 아우성이다. 급격하게 성장하는 인공지능(AI), 반도체, 배터리, 바이오 분야의 인재를 필요로 하는 곳은 많지만 공급이 제한적이어서다. 지정학적 불확실성으로 주요 국가들이 반도체 등 핵심 기술 자립 경쟁에 나서고 글로벌 빅테크가 고급 인력을 빨아들이면서 ‘인재 품귀’ 현상이 심화되고 있다. 인력 확보에 비상이 걸린 기업들이 인재 쟁탈전에 뛰어들었지만 이공계 생태계 활성화 등 근본적인 해법 없이는 ‘K미래산업’의 경쟁력도 뒤처질 수밖에 없다고 전문가들은 경고한다. 7일 반도체 업계에 따르면 최근 미국 실리콘밸리에 인공일반지능(AGI) 컴퓨팅랩을 설립한 삼성전자는 대규모언어모델(LLM)용 칩 개발을 위해 AI 인력을 끌어모으고 있다. S급 엔지니어 몸값이 천정부지로 치솟으면서 삼성전자도 파격적인 대우를 내걸고 있다. 파운드리(반도체 위탁생산) 사업부는 업계 1위인 대만 TSMC 출신 인재를 영입하기 위해 현지 출장도 자주 다니는 것으로 알려졌다. 지난해 영입된 린준청(54) 삼성전자 어드밴스트패키징(AVP)사업팀 부사장도 TSMC 출신의 반도체 패키징 분야 전문가다. SK하이닉스가 지난 3일(현지시간) 미국에 AI 메모리용 어드밴스트 패키징 생산기지를 짓기로 하면서 인디애나주를 선택한 이유 중 하나도 퍼듀대가 가진 강점 때문이다. SK하이닉스는 퍼듀대와 반도체 연구개발(R&D) 협력을 하기로 했는데, 퍼듀대는 미국 최초로 종합 반도체 학위 과정을 개설한 대학으로 첨단 공학 분야에서 두각을 나타내고 있다.LG는 R&D 인재를 유치하기 위해 지난 4일 국내 이공계 석·박사 과정에 재학 중인 300여명의 학생을 서울 강서구 LG사이언스파크로 초청해 ‘테크 콘퍼런스’를 진행했다. 테크 콘퍼런스는 2012년부터 해마다 여는 행사로 올해는 AI, 소프트웨어(SW), 로보틱스, 빅데이터 등을 주제로 한 기술 강의 40개를 준비했다. 권봉석 ㈜LG 최고운영책임자(COO·부회장)를 비롯해 주요 계열사의 최고기술책임자(CTO), 최고인사책임자(CHO) 등 50여명이 총출동했다. 각 계열사 CTO가 직접 연사로 나서 LG의 기술 혁신과 비전을 알렸고 각 계열사 인사담당자와 선배 연구원들은 한쪽에 마련된 부스에서 학생들과 상담을 했다.전기차 시장이 ‘캐즘’(대중화 직전 일시적 수요 부진) 단계에 접어들면서 숨고르기에 들어간 이차전지 업계는 관련 학과가 미비한 탓에 인재 확보에 난항을 겪고 있다. 결국 업체들이 직접 인재 양성에 나서는 실정이다. 김장우 서울대 전기정보공학부 교수는 “우리나라는 원체 반도체 전공자가 적다 보니 AI 반도체처럼 새로운 분야가 생기면 기존 인력이 나뉘는 구조”라면서 “한국이 반도체 산업을 이끌기에는 반도체 인재가 다양한 분야에서 전부 다 부족하다”고 말했다. 문제는 어렵게 R&D 인력을 확보해도 경쟁사로 옮기는 사례가 많아 기업들이 골머리를 앓고 있다는 점이다. 최근 SK하이닉스 전 연구원이 미국 마이크론으로 이직했다가 법원에서 전직금지 가처분이 인용되면서 제동이 걸렸다. 이직 과정에서 영업 기밀을 빼갔다는 의혹이 불거지면서 기업 간 법정 다툼을 벌이는 경우도 있다. 삼성바이오로직스는 지난해 말 업무 정보를 외부로 무단 반출한 직원 2명을 영업비밀 유출 혐의로 고소했는데, 이 중 한 명이 롯데바이오로직스로 이직하겠다고 회사에 밝혔던 것으로 파악됐다. 2017~2019년 LG에너지솔루션(당시 LG화학)에서 근무하던 직원 10여명이 SK온(당시 SK이노베이션)으로 이직하면서 배터리 기술을 빼갔다는 의혹이 제기됐을 때는 법적 분쟁 끝에 SK온이 합의금 2조원을 지급하면서 갈등이 봉합됐다. 기업이 대학과 손잡고 기술 인력을 키우려고 해도 의대 쏠림, 이공계 기피로 취업이 보장되는 계약학과조차 등록을 포기하는 학생들로 인해 애를 먹고 있다. 지방의 한 공대 교수는 “반도체 인력 수요는 계속 늘고 있는데 소위 잘한다는 친구들이 앞으로 의대로 더 많이 빠져나갈까 봐 걱정이 크다”고 말했다. 의대 광풍에 ‘이공계 엑소더스(대탈출)’ 현상이 계속되면 산업계·대학 모두 공멸할 수 있는 만큼 특단의 대책을 세워야 한다는 지적도 나온다. 박동 한국직업능력연구원 선임연구위원은 “미국, 중국은 2000년대 초반부터 AI 등 전문 인력을 키우기 위해 유치원, 초등교육에서부터 인재 양성을 지원하고 있다”면서 “우리나라도 대학에 기업 맞춤식 학과를 신설하도록 하는 것만으로는 양질의 인재 배출에 한계가 있기 때문에 공교육 단계부터 체계적인 교육이 선행돼야 한다”고 말했다. 이준호 서울대 기초과학연구원장은 “정부의 R&D 예산 삭감, 의대 정원 확대로 과학기술 분야에 대한 신뢰와 매력도가 크게 떨어졌다”고 말했다. 이어 “개발자 열풍에 컴퓨터공학과 인기가 급증했던 것처럼 이공계 분야는 소위 ‘유행’이 있어서 수험생이 입학할 때 자신이 선택한 전공이 졸업 때까지 유효할 것이라는 확신이 없는 것이 문제”라며 “과학 분야에 대한 꾸준한 정부 지원으로 유행과 무관하게 연구할 수 있는 환경을 조성해야 한다”고 제언했다.

흔히 머리 나쁘거나, 기억력이 좋지 못한 사람을 놀릴 때 ‘새 대가리’ 또는 ‘닭 대가리’라고 부른다. 그런데, 새들이 이런 사실을 알면 억울해할 것이라는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 미국 컬럼비아대 마음·뇌·행동 연구소, 뉴욕 기초과학연구소 공동 연구팀은 박새가 먹이를 저장한 곳을 까먹지 않기 위해 뇌에 독특한 바코드 형식으로 정보를 부호화한다고 31일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 3월 30일 자에 실렸다. 사람도 각종 인지 과정을 계획하고 순서를 정하고 작업을 수행하기 위해서는 단기 기억(작업 기억)이 중요하다. 이는 동물들에게도 마찬가지다. 과학자들은 오랫동안 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마가 단기 기억에 핵심 역할을 한다는 것은 알고 있었지만, 기억들이 어떻게 저장되는지는 정확히 알지 못했다. 더군다나 동물의 경우는 특정 시점에 무엇을 기억하고, 어떻게 기억을 꺼내는지 알기 더 힘들었다. 연구팀은 먹이를 특정 장소에 저장했다가 다시 찾으러 가는 행동 방식을 가진 박새에 주목했다. 이는 정보를 짧은 시간 동안 기억했다가 다시 재생시켜야 한다는 것을 의미하기 때문이다. 연구팀은 박새에게 먹이를 저장하고 회수하는 행동을 자동 추적할 수 있는 장치를 부착하고, 이동하는 동안 뇌에서 발생하는 신경 정보를 기록하는 소형 장치를 부착하고 관찰했다. 조사 결과, 박새가 특정 장소에 먹이를 저장할 때마다 바코드와 유사한 독특한 신경 패턴을 활성화한다는 사실을 발견했다. 저장된 먹이를 찾으러 돌아갈 때는 정확한 바코드 패턴으로 신경이 재활성화되는 것이 관찰됐다.연구팀은 기억의 바코드는 해마 세포의 7%에 저장된다는 것을 확인했다. 동시에 해마의 장소 세포도 활성화되는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 단기 기억은 장소 세포와 함께 바코드로 저장된다는 것이다. 연구팀이 이번에 발견한 해마 바코드는 컴퓨터 해시 코드와 비슷하다. 해시 코드는 다양한 사건을 고유 식별자로 구분하는 것이다. 연구팀은 해마 바코드와 같은 패턴은 많은 기억을 서로 간섭하지 않으면서 빠르고 신속하게 저장할 수 있게 한다고 설명했다. 연구를 이끈 드미트리 아로노프 컬럼비아대 교수(신경과학)는 “이번 연구로 모든 정보는 해마에 고유한 패턴으로 저장된다는 것을 발견했다”라고 말했다. 아로노프 교수는 “기억의 패턴을 바코드로 부르는 이유는 개별 기억마다 독특한 표식이기 때문”이라면서 “두 개의 서로 다른 바코드는 가까이 있어도 서로 관여하지 않고 혼선을 빚지 않는다”라고 덧붙였다.

임산부들은 건강한 아이를 낳기 위해 먹는 것에 상당히 신경을 쓴다. 그런데, 먹는 것에 따라 아이의 얼굴도 달라질 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 엄마가 먹는 것에 따라 김수현 같은 아들, 김지원 같은 딸을 낳을 수도 있다는 말이다. 스웨덴 카롤린스카 연구소를 중심으로 7개국 20개 대학 및 연구 기관 소속 과학자로 구성된 국제 공동 연구팀이 임신한 어미 쥐의 단백질 섭취 함량에 따라 새끼의 얼굴 모양이 달라진다고 밝혔다. 이번 연구에는 스웨덴 카롤린스카 연구소, 예테보리대, 중국 베이징대, 체코 브루노 공과대, 오스트리아 빈대학, 러시아 카잔 연방대, 미래 기술 생애 개발 연구센터(LIFT), 세베르초프 생태 및 진화연구소, 콜초프 발달생물학 연구소, 일본 준텐도대, 벨기에 루벤 가톨릭대 소속 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 27일 자에 실렸다. 태아의 얼굴 형태는 모체의 자궁에서 일어나는 복잡한 과정에 따라 결정된다. 그 과정에 오류가 발생할 경우 구개열이나 두개골 뼈가 너무 일찍 결합하는 것 같은 선천적 결함이 나타나게 된다. 유전적 원인도 있겠지만, 환경적 요인도 이런 질환에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 일란성 쌍둥이는 유전적 영향과 환경적 영향을 모두 공유하지만, 얼굴 특징에 약간의 차이를 보인다. 발달 과정에서 더 미묘한 얼굴 특징이 어떻게 형성되는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 연구팀은 인간 배아에서 얼굴이 발달하는 동안 유전자 발현을 조절하는 DNA 영역인 ‘인핸서’를 검색했다. 인핸서는 DNA 염기서열의 특정 부분으로, 유전자의 전사 효율을 높이는 염기배열이다. 그다음, 인간 얼굴 특징의 변이에 관여하는 유전자 목록과 인핸서를 비교 분석했다. 분석 결과, 인핸서 중 일부는 영양에 반응하는 세포 과정을 제어하는 mTORC1 경로와 관련된 유전자와 연결된 것이 확인됐다. 이를 바탕으로 연구팀은 생쥐와 제브라 피시로 실험했다. 그 결과, 초기 배아 발달 단계에서 이 경로가 활성화하면 얼굴이 커지고 코 연골이 두꺼워지는 것으로 나타났다. 그러나, 이 경로가 억제되면 제브라 피시의 얼굴이 길어지고 생쥐의 주둥이가 길어지는 것으로 나타났다. 또, 고단백 사료를 먹인 임신한 생쥐의 배아는 저단백 사료를 먹인 임신한 생쥐의 배아에 비해 mTORC1 신호가 변하고 비강 부분이 더 커지고 턱뼈가 작아진 것으로 나타났다. 연구를 이끈 안드레이 차긴 스웨덴 카롤린스카 연구소 교수(생리학·약리학)는 “이번 연구 결과는 모체 식단 변화가 복잡한 유전적 메커니즘과 상호 작용해 다양한 얼굴 특징을 만들어내는 데 영향을 미칠 수 있음을 보여준다”라고 설명했다. 차긴 교수는 “이 같은 경로가 인간의 얼굴 특징 형성에도 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 본다”라고 덧붙였다.

국내 연구진이 소금의 용해 현상을 원자 수준으로 관찰하고, 이온이 용해되는 원리를 밝힐 수 있는 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST)은 신소재공학과 신형준 교수팀이 하나의 물 분자를 제어해 소금에서 특정 이온을 추출할 수 있는 ‘단일 이온 제어기술’을 개발했다고 21일 밝혔다. 이온의 특성을 활용해 선택적으로 용해를 유도하는 것이다. 이온은 세포의 신호 전달이나 배터리, 반도체 등 다양한 응용 연구 분야에서 핵심적인 역할을 하는 입자다. 하지만 지금까지 간단한 소금의 용해 현상을 포함해 이온의 특성을 단일 이온 수준으로 연구하는 것은 실험적으로 불가능했다. 주변에서 가장 흔하게 볼 수 있는 소금(NaCl)은 나트륨 양이온(Na+)과 염소 음이온(Cl-) 사이의 강한 이온 결합으로 이뤄진다. 물과 닿게 되면 극성분자인 물 분자에 의해 이온 결합이 끊어져 소금물이 된다. 신형준 교수는 “물에 녹은 이온은 수화된 상태로 존재하기 때문에 용액 속의 수많은 물 분자와 함께 끊임없이 움직여 이온을 개별적으로 제어하거나 그 특성을 연구하기 어려웠다”고 설명했다. 연구팀은 영하 268.8도의 극저온과 초고진공 상태의 환경에서 원자 2~3층 두께의 얇은 소금 막(필름) 위에 개별 물 분자를 증착했다. 원자 수준 이하의 해상도를 갖는 주사터널링현미경으로 소금 표면에 놓인 물의 움직임과 단일 이온 추출에 관한 연구를 성공적으로 수행했다. 연구팀은 주사터널링현미경의 미세 탐침을 정밀하게 제어해 소금 표면에 흡착한 물 단분자를 원하는 특정 방향으로 이동시켰다. 이동시키며 발생한 약 10피코미터(10조분의 1미터) 수준의 탐침 높이 변화를 분석해 염소 음이온과 물 분자가 강한 상호작용을 하고 있음을 밝혔다. 연구팀은 하나의 물 분자를 원자 한층 두께의 소금계면 계단층을 따라 이동시켰다. 이동한 경로에서 한 개의 이온이 사라지는 것을 관측했다. 이는 물 분자의 쌍극자 모멘트 전기적으로 분극된 물질을 의미하며, 전하량와 거리로 표현되는 물리량에 의해 소금의 이온 결합이 끊어져 단일 이온이 추출된 것이다. 물 분자를 제어해 단일 이온을 추출할 때 항상 염소 음이온(C1-)이 나트륨 양이온(Na+)보다 우선적으로 용해되는 현상 또한 발견했다. 이것은 나트륨 양이온과 염소 음이온의 분극률 외부 전기장에 의해 물질에 발생하는 쌍극자 모멘트 차이 때문이다. 높은 분극률을 가진 음이온이 양이온보다 물 분자의 영향을 크게 받는다. 특히 주변에 결합하고 있는 이온이나 원자가 부족한 계단층 표면에서 더 두드러지게 나타났다. 신 교수는 “이온은 우리 주변에 아주 흔하게 존재하지만, 배터리나 반도체 재료의 성능을 획기적으로 변화시킬 수 있는 흥미로운 입자”라며 “개발한 단일 이온 제어기술을 통해 앞으로 이온과 관련된 다양한 기초 기술 및 응용에 연구를 더욱 확장해 나아갈 계획”이라고 밝혔다. 중국과학원 선전기술연구원의 펑딩교수가 공동 연구에 참여했으며, 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’)에 지난 16일 온라인 게재됐다. 연구 수행은 중견연구자지원사업과 기초과학연구원의 지원으로 이뤄졌다.

지난 2월 경질된 대한민국 대표팀 감독 위르겐 클린스만은 아시안컵 내내 ‘전략 없음’으로 일관하며 졸전을 펼쳐 국민의 공분을 불러일으켰다. ‘차라리 인공지능(AI)이 낫겠다’는 비판까지 나왔다. 그런데 실제로 인간 감독보다 나은 전술 인공지능이 개발돼 눈길을 끈다. 바둑 AI ‘알파고’, 단백질 분석 AI ‘알파폴드’ 등을 개발해 AI 분야를 선도하고 있는 구글 딥마인드 팀이 이번에는 인간보다 나은 축구 전술 AI를 내놓은 것이다. ●최적의 선수 구성·득점 극대화 구글 딥마인드와 현재 영국 프리미어리그 2위를 달리고 있는 리버풀 FC의 트레이닝 센터 공동 연구팀이 최적의 선수 구성을 결정하고, 득점 가능성을 극대화한 전술을 제시할 수 있는 인공지능 ‘택틱AI’(TacticAI·전술 인공지능)를 개발했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 3월 20일자에 실렸다. 이번 연구 논문에는 딥마인드의 최고경영자(CEO) 데미스 허사비스도 이름을 올렸다. 축구에서 코너킥은 득점으로 연결할 기회를 높이고 감독의 전략이 개입할 수 있는 여지도 많아 중요하게 여겨진다. 코너킥 전략은 매 경기 전에 결정하기 때문에 득점 가능성을 최대한 높일 수 있는 시스템이 있다면 코치진에게 도움이 된다. 이에 연구팀은 기하학적 분석을 이용한 딥러닝으로 주요 전술 패턴을 식별해 코너킥의 성공 확률을 예측할 수 있는 AI를 설계했다. 이를 위해 연구팀은 지난 프리미어리그 시즌에서 나온 7167개의 코너킥 자료를 활용해 택틱AI를 훈련하고 테스트했다.●전문가들도 AI 전략 선호 택틱AI는 바둑AI 알파고처럼 상대의 모든 움직임을 계산해 최적의 전략을 계산하고, 코너킥 상황에서 공을 처음 받는 선수가 득점으로 연결할 수 있는 확률을 정확하게 예측한다. 또 선수 교체 시 가능한 결과를 평가하고 이에 따른 전술적 변형도 만들어 낼 수 있다는 장점이 있다. 데이터 과학자 3명, 비디오 분석가 1명, 리버풀 FC 코치진 1명으로 구성된 전문가 그룹의 평가 결과, 택틱AI가 만들어 낸 전술이 실제 경기에서 사용하는 것과 구분하기 어려울 정도로 현실적인 것으로 확인됐다. 또 블라인드 테스트를 통해 사람이 짠 전술이나 기존 사용된 전술보다 택틱AI가 만든 전략의 선호도가 90% 이상인 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 대니얼 헤네스 구글 딥마인드 연구원은 “택틱AI는 일단 축구 코너킥을 대상으로 전략을 제시하고 있지만 다른 세트피스 상황은 물론 다양한 팀 스포츠에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

지난 2월 경질된 대한민국 대표팀 감독 위르겐 클린스만은 아시안컵 내내 ‘전략 없음’으로 일관하며 졸전을 펼쳐 국민의 공분을 불러일으켰다. ‘차라리 인공지능이 낫겠다’는 비판까지 나왔다. 그런데, 실제로 인간 감독보다 나은 전술 인공지능이 개발돼 눈길을 끈다. 바둑 인공지능 ‘알파고’, 단백질 분석 인공지능 ‘알파폴드’ 등을 개발해 인공지능 분야를 선도하고 있는 구글 딥마인드 팀이 이번에는 인간보다 나은 축구 전술 AI를 내놓은 것이다. 구글 딥마인드와 현재 영국 프리미어리그 2위를 달리고 있는 리버풀 FC의 트레이닝 센터 공동 연구팀이 최적의 선수 구성을 결정하고, 득점 가능성을 극대화할 수 있는 전술을 제시할 수 있는 인공지능 ‘택틱AI’(TacticAI·전술 인공지능)을 개발했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 20일 자에 실렸다. 이번 연구 논문에는 딥마인드의 CEO 데미스 허사비스도 이름을 올렸다. 축구에서 코너킥은 득점으로 연결할 기회가 매우 크고, 감독의 전략이 개입할 수 있는 여지도 많아 중요하게 여겨진다. 코너킥 전략은 매 경기 전에 결정하기 때문에 득점 가능성을 최대한 높일 수 있는 시스템이 있다면 코치진에게 도움이 된다. 이에 연구팀은 기하학적 분석을 이용한 딥러닝으로 주요 전략 패턴을 식별해 코너킥의 성공 확률을 예측할 수 있는 AI를 설계했다. 이를 위해 연구팀은 지난 프리미어리그 시즌에서 나온 7167개의 코너킥 자료를 활용해 택틱AI를 훈련하고 테스트했다.택틱AI는 바둑AI 알파고처럼 상대의 모든 움직임을 계산해 최적의 전략을 계산하고, 코너킥 상황에서 공을 처음 받는 선수에 따라 득점으로 연결할 수 있는 확률을 정확하게 예측한다. 또 선수 교체 시 가능한 결과를 평가하고 이에 따른 전술적 변형도 만들어 낼 수 있다는 장점이 있다. 데이터 과학자 3명, 비디오 분석가 1명, 리버풀 FC 코치진 1명으로 구성된 전문가 그룹의 평가 결과, 택틱AI가 만들어 낸 전술이 실제 경기에서 사용하는 것과 구분하기 어려울 정도로 현실적인 것으로 확인됐다. 또, 블라인드 테스트를 통해 사람이 짠 전술이나 기존 사용된 전술보다 택틱AI이 만든 전략의 선호도가 90% 이상인 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 다니엘 헤네스 구글 딥마인드 연구원은 “택틱AI는 일단 축구 코너킥을 대상으로 전략을 제시하고 있지만 다른 세트피스 상황은 물론 다양한 팀 스포츠에도 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

존엄한 노년을 방해하는 대표적인 질환이 치매다. 알츠하이머는 치매의 최대 80%를 차지하는 핵심 원인으로 꼽힌다. 알츠하이머 발생 원인에 관해 다양한 연구가 진행되고 있는데, 국내 연구진이 갑상샘 호르몬과 알츠하이머의 상관관계에 대해 밝혀 눈길을 끈다. 서울대 의대 연구팀은 뇌 내 갑상샘 호르몬 결핍이 알츠하이머 악화와 밀접한 관계가 있다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 3월 16일 자에 실렸다. 알츠하이머는 아밀로이드 베타와 타우 단백질이 과도하게 뇌에 축적되면서 신경세포가 손상되고 염증이 생기면서 발생하는 것으로 알려져 있다. 그런데, 갑상샘 호르몬은 뇌 발달과 기능에 중요한 역할을 해 갑상샘 호르몬 수치의 불균형이 뇌 건강과도 밀접한 관계가 있어 알츠하이머 발병과 진행에도 영향을 미칠 것으로 보는 연구자들이 많다. 실제로 갑상선 기능 저하증은 기억력을 비롯한 인지 능력 저하, 브레인 포그 같은 알츠하이머 증상과 유사하다. 여러 역학 연구를 통해 알츠하이머 환자의 혈액, 뇌척수액, 사후 뇌 조직에서 갑상샘 호르몬 수치 변화가 보고되기는 했으나 둘 간 명확한 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 알츠하이머 치매를 일으킨 생쥐의 갑상샘 호르몬 수치 변화를 관찰했다. 그 결과, 기억에 관여하는 해마 영역에서 갑상샘 호르몬 수치가 알츠하이머 초기부터 감소하는 것이 확인됐다. 이는 혈중 갑상샘 호르몬 수치 감소보다 더 빠르게 일어났다.연구팀은 또 뇌 조직을 이용한 단일 세포 분석을 통해 갑상샘 호르몬 결핍이 뇌 면역세포인 미세아교세포의 기능에 영향을 미친다는 사실도 발견했다. 요오드 결핍 사료를 먹여 갑상샘 호르몬이 완전히 고갈된 치매 생쥐의 미세아교세포는 알츠하이머 원인 물질인 아밀로이드 베타 단백질 덩어리를 제거하지 못해 인지적 행동 장애가 더욱 악화되는 것이 관찰됐다. 연구팀은 뇌 내 갑상샘 호르몬이 부족한 알츠하이머 치매 생쥐에게 활성형 갑상샘 호르몬 T3를 투여한 결과, 치매 쥐의 기억과 인지기능이 회복된 것을 확인했다. 또 뇌 내 아밀로이드 베타와 타우 단백질의 과도한 축적도 줄어들었다. 연구를 이끈 묵인희 서울대 의대 교수는 “이번 연구는 갑상샘 호르몬이 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질에 대한 미세아교세포의 면역 반응을 형성하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여줬다”라고 말했다. 묵 교수는 “갑상샘 호르몬 보충을 통해 알츠하이머 치매 치료 가능성도 크다”라고 덧붙였다.

지구 온난화는 지표면뿐만 아니라 해수 온도까지 높인다. 이 때문에 많은 동식물이 멸종될 가능성이 커지고 있는데, 의외의 동물은 지구 온난화로 인해 개체수가 증가하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 주인공은 바로 식인 상어다. 미국 미시시피주립대, 알래스카 페어뱅크스대, 앨라배마 자연 보호국, 루이지애나 주립대 공동 연구팀은 지난 20년 동안 해수면 온도가 꾸준히 상승하면서 식인 상어인 황소상어 개체 수가 5배나 증가했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 3월 15일 자에 실렸다. 황소상어는 따뜻하고 얕은 해안이나 강에 서식하는 상어로 예측 불가능한 행동과 포악함으로 유명하다. 다른 바다 상어들과 달리 민물에서도 살 수 있는 황소상어는 먹이 개체수 조절로 연안 생태계 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 하지만, 뱀상어(또는 호랑이상어), 백상아리와 함께 인간을 공격하는 대표적인 식인 상어이기도 하다. 연구팀은 2003년부터 2020년까지 앨라배마주 하구 모바일 베이의 해수면 온도 변화와 황소상어 분포와 개체 수 변화를 비교 분석했다. 분석 결과, 모바일 베이의 평균 해수면 온도는 2001년 22.3도에서 2020년 23도로 상승했으며, 조사 기간 포획된 개체 수도 2001년에 비해 2020년에는 약 5배 증가한 것으로 나타났다. 연구팀이 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한 결과, 해수면 온도가 22.5도 이상이면 황소상어의 생존 가능성이 오히려 더 커지는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 조사 기간 인근 지역의 도시화가 커지면서 황소상어를 포획할 가능성이 줄어들 것으로 예상됐지만, 오히려 모바일 베이 전역에서 증가했다. 연구를 이끈 마커스 드라이먼 미시시피주립대 교수는 “황소상어 개체 수가 증가하면서 어업에 미치는 영향이나 사람을 실제로 위협하는 문제들에 대해 심각하게 생각해야 할 상황”이라면서 “해수면 온도가 추가로 상승할 경우 황소상어들의 생태에 어떤 영향을 미치는지는 추가 연구를 할 계획”이라고 말했다.

뇌의 신경신호를 통해 생각만으로 기계를 작동시킬 수 있는 ‘뉴럴 인터페이스’(뇌와 컴퓨터를 연결하는 개념) 전자회로를 두개골 표면에 새길 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 13일 기초과학연구원(IBS)에 따르면 IBS 나노의학연구단 천진우 단장(연세대 특훈교수), 박장웅 연구위원(연세대 신소재공학과 교수), 세브란스병원 신경외과 장진우·정현호 교수 공동 연구팀은 뇌신경세포 수준의 크기와 유연성을 갖는 인공 신경전극을 뇌 안에 이식하고, 신경전극을 통해 검출된 뇌파의 신호를 처리해 전송할 수 있는 전자회로를 두개골 표면에 직접 3D 프린팅하는 기술을 개발했다. 뉴럴 인터페이스는 뇌파를 통해 기계나 전자기기를 제어하는 기술이다. 연구팀은 “사람은 언어나 행동을 통해 생각과 감정을 상대방에게 전달하고, 마우스나 키보드를 이용해 컴퓨터에 명령을 내리지만, 이 기술은 머릿속에 무언가를 떠올리는 것만으로 이를 바로 전달할 수 있는 기술”이라고 설명했다. 말을 하기 어렵거나 몸이 불편한 사람들도 자유롭고 정확하게 의사를 표현할 수 있다는 것이다. 뇌와 컴퓨터를 연결해 뉴럴 인터페이스를 완성하기 위해서는 뇌 내 각 영역에서 발생하는 신호를 감지할 수 있는 삽입형 신경전극과 감지한 신경신호를 외부 기기로 보내고 통신할 수 있는 전자회로가 필요하다. 딱딱한 금속과 반도체 재료들로 이루어진 신경전극은 부드러운 뇌의 신경조직을 파고들어 뇌세포에 손상을 줄 수 있고, 이 손상 때문에 시간이 지나면 전극과 신경세포 사이에 신경신호가 전달되지 않기도 한다. 전자회로 역시 딱딱하기 때문에 이식받은 사람이 이질감과 불편함을 느끼게 된다. 이 때문에 뇌·컴퓨터 인터페이스는 뇌질환 말기 환자의 치료와 진단을 위한 최후의 수단으로만 사용돼 왔다. 연구진은 이런 문제를 해결하기 위해 기존의 고체 금속 기반과 달리 뇌 조직과 유사한 부드러운 소재인 액체 금속을 이용해 인공 신경전극을 제작했다. 신경세포와 비슷한 지름을 갖는 머리카락 10분의 1 수준의 액체 금속 인공 신경전극은 젤리처럼 말랑말랑하기 때문에 뇌조직 손상을 최소화한다고 연구진은 설명했다. 연구진은 3D 프린팅 기술을 통해 전자회로를 두개골의 곡면을 따라 얇게 형성하고 두피를 봉합함으로써 체내에 무선 전자회로를 제작하는 기술을 개발했다. 연구진은 실험을 통해 8개월 이상 문제 없이 신경신호를 검출하는 데 성공했다. 제1저자 박영근 연구원은 “개발된 뉴럴 인터페이스를 통해 파킨슨병, 알츠하이머병 등 다양한 뇌질환 환자가 질 높은 일상생활을 영위할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 박장웅 연구위원은 “생체의 부드러운 특성과 형태를 해치지 않으며 신경전극과 전자회로를 형성함으로써, 조직 손상을 줄이고 이질감과 불편함을 최소화했다”면서, “이번 연구결과를 통해 생체 통합적인 형태의 뉴럴 인터페이스가 다양한 뇌질환 환자 및 일반 사용자에게 광범위하게 사용될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

지난 1월 미국의 일론 머스크가 만든 뇌신경과학 기업 뉴럴링크가 뇌와 컴퓨터를 연결할 수 있는 BCI 칩을 인간에게 이식하는 데 성공했다고 발표했다. 이처럼 뇌에 칩을 심어 뇌신경질환을 치료하려는 다양한 시도들이 많다. 문제는 칩을 심을 때나 칩을 이용한 뒤 다시 제거하기 위한 수술을 해야하기 때문에 감염 위험이 있다는 것이다. 이에 연세대 전기전자공학과, 고려대 의대, 부산대 전기전자공학부 공동 연구팀은 뇌 질환 치료와 모니터링을 동시에 수행하고 사용 후에는 체내에서 완전히 분해되는 다기능성 완전 생분해성 뇌신경 광전자 임플란트 시스템을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 6일 자에 실렸다. 기존에 뇌파를 측정하거나 뇌 상태를 모니터링하기 위한 뇌신경 임플란트 장치는 무기 물질로 만들어지기 때문에 아무리 조심한다고 하더라도 뇌 조직 손상과 염증 반응을 피할 수 없다. 게다가 뇌에 이식된 장치 수명이 끝나면 제거를 위한 추가 수술이 필요해 환자에게 2차 감염으로 인한 합병증을 일으킬 수도 있다. 이 때문에 최근에는 환자에게 덜 영향을 미치는 생분해성 뇌신경 임플란트 장치가 개발되고 있지만, 하나의 기능만 수행하도록 설계돼 통합 시스템을 구축하기는 어려움이 있다. 이에 연구팀은 전기적 인터페이스는 단결정 실리콘을 기반으로 한 고전도, 생분해성 전극으로 만들고, 광(光) 인터페이스는 부드러운 생분해성 고분자인 폴리락틱-co-글리콜산(PLGA) 공중합체를 기반으로 했다. 이번에 개발된 다기능 광전자 장치는 생분해성 유기 및 무기 물질로만 구성돼 인체에 해가 없고 유연하다는 특징을 갖고 있다. 이 때문에 이식 중 조직 손상 및 염증 반응은 적고, 사용 후에는 가수분해를 통해 체내에서 무해한 물질로 분해돼 사라지게 된다. 연구팀은 이번 장치를 생쥐의 뇌에 이식해 실험한 결과 대뇌 피질에 광 자극을 주는 동시에 뇌파 모니터링을 동시에 수행할 수 있다는 것을 확인했다. 연구를 이끈 유기준 연세대 교수는 “이번에 개발된 장치는 질병을 감지하고 치료한 뒤 체내에서 흡수돼 2차로 머리를 여는 수술이 필요하지 않아 2차 감염 위험과 의료 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다”라고 말했다. 유 교수는 “뇌과학은 물론 신경회로 연구, 난치성 뇌 질환 치료에도 도움을 줄 것으로 본다”고 덧붙였다.

“역대 정부들도 그리 잘하진 못했지만, 이번 정부는 정말 너무 못하는 거 같습니다.” 최재천(70) 이화여대 석좌교수가 정부의 기후위기 대응에 쓴소리를 날렸다. 최 교수는 14일 ‘최재천의 곤충사회’(열림원) 출간 기자간담회에서 “한국은 ‘기후깡패’나 ‘기후얌체’라고 불리는데, 제가 보기엔 ‘기후바보’ 같다”고 꼬집고 “재생에너지 등에 관심을 기울이지 못하면 나중에 반도체도 자동차도 팔 수 없게 된다. 정부가 빨리 나서야 한다”고 촉구했다. 최 교수의 이번 신간은 생태학자이자 동물행동학자, 사회생물학자로서 통섭적 연구 토대를 마련하고 사회문제에도 목소리를 내 온 그가 2013년부터 2021년까지 했던 강연을 추려 묶었다. 미국에서 생태학을 공부하고 한국으로 돌아와 인간을 탐구하기에 이른 삶과 연구 이력, 생각 등이 생생하게 담겼다. 최 교수는 하버드대 교수직 제안을 받고도 1994년 서울대에 오게 된 사연을 이날 소개했다. 당시 한국에 들어올 때 한국에 대한 특집 기사가 담긴 ‘네이처’ 잡지를 가방에 넣어 왔다. ‘한국이 국민 세금으로 마련한 연구비를 온전히 기초과학에 투자하고, 대기업이 응용과학에 투자할 것’이라는 내용이었다. “당시 ‘아, 정부가 이제 기초과학에 투자하겠구나’ 기대했지만 지금까지 제대로 이행되지 않았다”며 “솔직히 그때 귀국하지 말걸 그랬다는 생각도 들더라”고 토로했다. 이번 책은 인간과 다른 듯 닮은 사회성 곤충의 세계를 들여다본다. 그는 “아주 어렸을 적엔 제비가 많았지만 못 본 지가 오래됐다. 제비가 먹을 곤충들의 종뿐 아니라 개체수도 줄었기 때문”이라며 “조만간 새들이나 작은 동물이 대한민국에서 대규모로 멸종하는 사태가 벌어질지 모르겠다”고 우려했다. 곤충이 사라지기 시작한 지금, 우리에게 주어진 유일한 방법으로 ‘생태적 전환’을 제시한다. 최 교수는 이와 관련해 “자연을 보호하는 게 우리를 보호하는 유일한 길”이라고 강조했다. 특히 책의 맺음말에서 죽고 사는 문제에 부딪힌 인류를 향해 “호모 사피엔스(현명한 인간)라는 자화자찬은 집어던지고 호모 심비우스(공존하는 인간)로서 겸허한 마음으로 거듭나야 한다”고 강조했다.