국내 연구진이 고령화 현상이 기후변화 적응에도 좋지 못한 영향을 미칠 수 있다는 분석 결과를 내놔 눈길을 끈다. 카이스트 문술미래전략대학원 연구팀은 동남아 10개국을 대상으로 고령 인구 증가 현상이 기후변화 적응 전략에 미치는 영향을 분석해 이런 결과를 얻었다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기후학 분야 국제 학술지 ‘네이처 기후 변화’에 실렸다. 연구팀은 지난 20년 동안 동남아 10개국 2만 6885개 지역을 대상으로 리모트센싱 기술과 이중차분법 프레임워크를 사용해 고령 인구 변화와 공원, 산림, 수역 등 녹색 사회 기반 시설(그린 인프라) 변화 패턴의 시공간적 관계를 분석했다. 연구 결과, 고령 인구가 증가한 지역에서는 그린 인프라 공급이 줄어 기후 변화 취약성이 더 크게 나타나는 것으로 확인됐다. 이런 경향성은 고령화율이 높고 사회·경제적으로 불리한 지역에서 뚜렷하게 나타났다. 반면 연안 도시에서는 이런 경향이 상대적으로 낮게 나타났다. 연구팀에 따르면 그린 인프라 구축이 노령화 인구, 경제적 자원, 도시계획의 우선순위에 영향을 받는 것을 보여준다. 연구를 이끈 김승겸 교수(도시계획학)는 “이번 연구는 고령화와 그린 인프라의 수요-공급 상태를 기후변화 적응 노력 강화 관점에서 평가함으로써 기후변화 적응 정책 수립 시 인구통계학적 변화를 고려해야 한다는 점을 보여준다”라고 설명했다. 김 교수는 “지역별 경제 상황이 기후 적응 정책 우선순위에 영향을 미칠 수 있음을 보여줌으로써 고령화, 저출산 현상에 맞는 지역 맞춤형 기후변화 적응 능력 강화에 도움을 줄 것으로 본다”고 덧붙였다.

1959년 미국 위스콘신대 심리학과 해리 할로우 교수는 헝겊 원숭이 애착 실험을 했다. 할로우 교수는 두 개의 공간을 준비하고 한쪽은 헝겊 원숭이 모형을 넣고, 다른 쪽에는 철사 원숭이 모형을 넣은 뒤 새끼원숭이가 어느 쪽에 더 친밀감을 느끼는지 관찰했다. 철사 원숭이 쪽에는 우유를 먹을 수 있도록 장치를 추가했다. 그 결과, 모든 새끼원숭이는 헝겊 원숭이에 더 애착을 갖는 것으로 나타났다. 이 연구는 정서적 안정을 위해 필요한 것이 무엇인가를 보여주는 전설적인 실험이 됐다. 이 연구를 더욱 확대하고 강화하는 연구 결과가 새로 발표돼 눈길을 끈다. 독일 루르대 의대 사회 신경과학과, 에센 대학병원 행동 신경과학 연구센터, 네덜란드 왕립 예술과학아카데미 신경과학 연구소 공동 연구팀이 사람이나 동물과의 신체적 접촉이 통증과 우울감, 불안감을 감소시킬 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 4월 9일 자에 실렸다. 촉감은 신생아에게 가장 먼저 발달하는 감각이자, 우리가 세상과 상호작용하는 가장 직접적인 방법이어서 인간에게 매우 중요한 감각이다. 앞선 많은 연구에서도 접촉이 신체적, 정신적 건강 영역 모두에 유익하다는 사실이 밝혀졌다. 그렇지만 특정 건강 결과에 초점을 맞추거나 접촉 유형, 접촉하는 사람 등 다른 변수의 영향을 고려한 연구는 없었다. 연구팀은 1만 2966명이 참여한 212건의 연구 결과를 메타 분석했다. 특히 다른 사람이나 로봇, 푹신한 담요 등에 접촉했을 때 건강상 이점에 주목했다. 그 결과, 물체를 만졌을 때보다 다른 사람을 만질 때 정신 건강에 더 큰 이점이 있는 것으로 나타났다. 마사지나 포옹, 손잡기, 등 쓰다듬어 주기 같이 접촉 유형은 상관없지만, 접촉 빈도가 잦을수록 신체적, 정신적 건강에 도움이 되는 것으로 나타났다. 이런 효과는 성인은 물론 신생아에게도 똑같이 나타났다. 재미있는 점은 몸통이나 손, 발 등 다른 신체 부위보다 얼굴이나 두피 같은 머리 부위를 만졌을 때 건강상 이점이 더 큰 것으로 나타났다. 또, 일방적으로 접촉하는 것보다 양방향 터치가 더 좋다는 것이 확인됐다. 줄리안 팩하이저 루르대 박사는 “이번 연구는 모든 연령대에 걸쳐 신체적, 정신적 건강의 많은 부분에서 신체적 접촉이 유익한 결과를 유도한다는 것을 보여준다”라고 말했다.

소뇌는 과거의 경험을 바탕으로 행동을 조정하는 학습 방식에 핵심적 역할을 한다. 그렇지만, 과거를 통해 현재의 행동을 바꿀 수 있는 학습이 어떻게 가능한지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 세계적인 신경과학 및 의학 연구 기관 중 하나인 포르투갈 샴팔리마우드 연구재단 과학자를 중심으로 한 연구팀이 살아있기는 하지만 기능적으로 변형된 신경세포인 ‘좀비 뉴런’을 우연히 발견했다. 연구팀은 좀비 뉴런과 연관된 등반 섬유의 활동이 연상 학습에 절대적으로 필요하다는 것을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 4월 2일 자에 실렸다. 소뇌는 움직임과 균형 조정에 관여해 운동 학습에 중요한 역할을 하며, 행동을 개시하기 전 학습된 미세 움직임을 조절하는 기능을 하는 것으로 알려졌다. 소뇌는 복잡한 길을 걷거나 체육 활동을 하는 데 필수적이다. 또 감각 신호를 특정 행동과 연관시키는 학습 과정에서도 중요하다. 찰랑거리는 컵을 조심스럽게 드는 것처럼 시각 신호를 동작 반응과 연결하는 것도 소뇌의 역할이다. 어떤 행동을 수행하는 데 한 번 실수했다면, 그 실수에 대한 정보는 뇌의 연결 강도를 조정하는 데 사용돼 나중에 비슷한 상황에 놓이면 실수하지 않게 하는 식이다. 연구팀은 오류나 학습 신호가 뇌 내에서 어떻게 학습돼 행동 변화를 유도하는지에 주목했다. 연구팀은 등반 섬유와 운동 기능에 중요한 역할을 하는 소뇌의 푸르키네 세포의 관계를 분석하기 위해 생쥐 실험했다. 연구팀은 ‘눈 깜박임 조건화’ 실험했다. 연구팀은 건강검진에서 안압을 측정할 때처럼 눈에 가볍게 공기를 분사해(에어퍼프) 생쥐가 눈을 깜박이는 동시에, 광유전학 기술로 신경세포에 자극을 가했다. 광유전학은 빛으로 특정 세포를 켜거나 끄는 기술이다. 연구팀은 등반 섬유를 빛으로 직접 자극하자, 공기 펌프를 쐈을 때처럼 눈을 깜박이는 것을 확인했다. 연구팀은 소뇌에 있는 다른 유형의 뇌세포들도 똑같이 눈 깜박임 조건화 실험을 하며 자극했지만, 등반 세포처럼 학습 효과가 나타나지 않는 것을 확인했다. 연구팀은 등반 세포에서 ‘채널로돕신-2’(ChR2)라는 빛에 민감한 단백질이 발현되는 것을 발견했다. ChR2가 활성화된 생쥐에게 에어퍼프 방법으로 눈깜박임을 학습시키려고 했지만, 완전히 학습하지 못한다는 사실을 발견했다. 등반 섬유에 ChR2가 있으면 원래 특성을 잃고 표준 감각 자극에 반응하지 못한다. 결국 동물의 운동 학습 능력을 완전히 차단한다는 것이다. 연구팀에 따르면 이번 연구를 통해 특정 뉴런의 신호 전달을 완전히 차단하지 않고, 특정 뉴런의 활동 패턴을 조절할 수 있음을 확인했다. 이에 연구팀은 기능적으로는 살아있지만, 평소처럼 뇌 회로와 상호작용을 하지 않는다고 해서 ‘좀비 뉴런’이라고 이름을 붙였다. 연구를 이끈 타티아나 실바 박사는 “이번 연구 결과는 등반 섬유 신호가 소뇌 연관 학습에 필수적이라는 강력한 증거”라며 “ChR2 발현이 뉴런의 좀비화로 이어지는 것이 다른 형태의 소뇌 학습에도 적용되는지 추가 연구를 진행할 예정이다”라고 말했다.

과학자들에 의해 생식기 대신 다리가 6개 달린 쥐가 태어났다. 1일(한국시간) 국제 학술지 ‘네이처’는 포르투갈 굴벤키안 과학연구소 연구팀이 최근 배아 발달에 관여하는 신호 전달 경로에 있는 유전자 ‘Tgfbr1’이 생물의 생식기와 다리 개수를 결정짓는 메커니즘을 규명했다고 밝혔다. 연구진에 따르면 동물의 뒷다리와 외부생식기는 같은 세포 조직에서 발생한다. 오랜 시간에 걸친 진화 과정에서 각 동물이 효율적으로 이동하거나 교미할 수 있도록 뒷다리나 생식기로 발달했다. 연구팀은 배아 발달에 관여하는 것으로 알려진 ‘Tgfbr1’을 연구하던 중 Tgfbr1이 동물의 척수 발달에 어떤 영향을 주는지 확인하고자 실험 쥐에서 해당 유전자를 비활성화했다. 그러면서 연구팀은 “예상치 못한 결과가 나왔다”고 설명했다. Tgfbr1를 없앤 배아를 살펴봤더니 정상적인 쥐 배아와 달리 뒷다리가 2개 더 생겨있었다. 생식기로 발달되어야할 부분이 Tgfbr1 유전자에 변이가 생기면서 뒷다리와 비슷한 형태로 발달한 것이다. 또 Tgfbr1이 비활성화되자 생식기 또는 뒷다리 구조의 형성을 유도하는 유전자 조절 네트워크가 제어됐다. 그 결과 유전자의 활동이 바뀌면서 뒷다리의 개수가 늘어나고 외부 생식기는 사라지는 식으로 발달했다. 배아 발달에 관여하는 특정 유전자를 조절한 결과다. 연구팀은 “생식기로 발달하도록 결정된 부위도 유전자를 조절하면 뒷다리 등 다른 부위로 발달할 수 있다는 사실을 알아냈다”고 연구의 의의를 설명했다. 향후 다리가 없는 뱀 등 파충류의 생식기도 사지동물과 동일한 과정을 거쳐 발달하는지 확인할 예정이다.

글로벌 융복합 창업 페스티벌 ‘GSAT 2024’가 1일 개막했다. ‘경남(G)이 과학발전(S)과 문화예술(A) 융합으로 글로벌 기술(T) 창업 활성화를 이끈다’는 의미를 담은 GSAT은 오는 3일까지 이어진다. 행사는 창원컨벤션센터(CECO)와 창원문성대 특설 공간에 설치된 3개 무대를 중심으로 진행한다. ▲글로벌 컨퍼런스 ▲창업 경연대회 ▲투자설명회 등 국내외 창업생태계를 한눈에 볼 수 있는 장이다.핵심 프로그램인 글로벌 컨퍼런스는 매일 새로운 주제로 이어진다. 우주항공, 미디어·콘텐츠, 디지털 제조, 바이오 분야 세계적 석학 등이 참여한다. 기조연설은 미 항공우주학회(AIAA) 연구원, 미 항공우주국(NASA) 자문위원을 역임한 우주항공 로봇분야 전문가 데이비드 민델(David A. Mindell) MIT 항공우주학과 교수가 맡았다. 주제별 강연에는 미국 보잉사 한국기술연구소장 딜런 존스(Dylan Jones), 국제 학술지 네이처와 사이언스 편집장 출신 크리스 앤더슨(Chris Anderson), 세계에서 가장 영향력 있는 의사 CEO 50인 중 한 명인 미국 보건정책 권위자 리드 턱슨(Reed Tuckson) 등이 참석한다. 토크 콘서트에는 100만 구독자 유튜버 궤도, 자원재생 창업기업을 운영 중인 개그맨 장동민 등이 나선다. 기존 창업 축제와 다르게 지역 청년과 청소년들이 창업 거리감을 좁히고 함께 즐길 수 있는 시간도 있다. 지역 16개 대학 창업동아리, 지역 12개 초·중·고교 창업동아리는 ‘Youth 스타트업 캠프’에 참여해 창업문화를 경험한다.사전 심사를 통과한 20개 팀은 창업 경진대회 ‘G-스타트업 컨버전스 리그’를 벌인다. 행사 기간 본선 경연에서는 4개 팀을 최종 선정해 최대 2000만원 상금과 앙코르 현장 발표 기회를 준다. 대중견기업, 스타트업과 협업 기회도 제공한다. 개방형 혁신·전시에는 140여 개 기업과 참여한다. ‘세계 최초·최고 기술과의 만남’을 통해 대중견기업과 창업기업 간 상생 발전을 이끈다. 전국 유망 창업기업들은 자신들의 기술과 서비스를 전시하고 지역 내 다양한 창업 수요와 연결을 도모한다. 아울러 주력산업 대비 상대적으로 성장이 더딘 웹 기반 콘텐츠 산업 분야 창업을 활성화하고자 문화콘텐츠 특별관도 행사 기간 운영한다. 박완수 경남도지사는 “GSAT 2024 개막으로 창업거점이자 중심지가 되려는 경남의 발걸음도 본격적으로 시작됐다”며 “GSAT을 글로벌 창업 축제로 발전시키고 3대 창업거점 조성·창업 투자펀드 확대 등을 지속적으로 추진해 경남을 세계적인 창업 본산으로 만들겠다”고 강조했다.

미국 뉴멕시코대, 워싱턴주 농림부, 연방 농무부 농업연구청, 유타주립대 공동 연구팀은 지구 온난화로 기온이 상승하고 대기가 건조해지면서 꿀벌의 종 다양성이 위협받고 개체수도 급격히 줄 수 있다고 경고했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 28일자에 실렸다. 꿀벌은 나비와 함께 꽃가루를 옮겨 식물이 열매를 맺도록 돕는 대표적인 수분 매개곤충이다. 전 세계 주요 작물의 75% 이상이 열매를 맺기 위해서는 수분 매개곤충이 필요하다. 그러나 기후 변화로 인해 수분 매개곤충의 개체수가 급감하는 것으로 알려졌다. 더군다나, 꿀벌의 경우 기후 변화로 인한 개체수 감소 추세를 예측하는 것이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 기온과 습도가 꿀벌 개체군에 미치는 영향을 실험한 결과와 2002~2019년 꿀벌 개체수 변화 데이터, 기후 변화 관측 자료를 비교 분석했다. 이를 통해 지구 온난화로 꿀벌 개체군이 어떻게 변화할 것인지 예측했다. 분석 결과 꿀벌 개체수는 습도에 특히 민감한 것으로 나타났다. 꿀벌 243종 중 71%가 건조 지수 변화에 민감하게 반응하는 것으로 확인됐다. 건조한 날씨는 꿀벌 군집 내 종 다양성을 저하하고, 가뭄 조건에 더 잘 견디는 몸집이 큰 꿀벌들만 살아남게 될 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 멜라니 카제넬(수분 매개곤충 생태학) 뉴멕시코대 교수는 “기후 변화로 인해 특정 성질을 가진 종만 살아남게 된다면 생태계 차원에서 심각한 결과를 초래할 수 있다”고 경고했다.

SF 영화나 소설에서는 혈액이나 세포를 교체해 젊음을 되찾거나, 다른 사람으로 변한다는 내용이 흔히 등장한다. 사실 신선한 피가 노화를 막아 줄 것이라는 생각은 흡혈귀 전설부터 시작해 오랜 세월 이어져 왔다. 그런데 실제로 젊은 피나 체액을 주입하면 의학적 효과가 일부 있다는 연구들도 최근 심심찮게 나오고 있다. 2014년 미국 하버드대 의대 연구팀은 젊은 생쥐의 피를 늙은 생쥐에게 수혈해 근육과 뇌가 젊어지는 효과를 확인했다는 연구 결과를 내놨다. 2017년 스탠퍼드대 의대 연구팀은 인간 신생아의 제대혈에서 추출한 혈장을 늙은 생쥐에게 주입했더니 기억력과 판단력 같은 뇌 기능이 전반적으로 향상됐다는 연구 결과를 발표했다. 이 밖에도 운동을 많이 한 생쥐의 혈액을 게으른 생쥐에게 주입하면 운동을 한 것과 똑같은 효과를 갖는다는 연구, 어린 생쥐의 뇌척수액을 늙은 생쥐에게 투여하면 뇌 기능 전반이 회복된다는 연구 결과들도 있었다.미 생물학자와 의학자들이 항체 치료법을 이용해 혈액 줄기세포를 바꿔 늙은 생쥐의 면역 체계를 젊은 상태로 되돌리는 데 성공했다는 연구 결과를 새로 내놨다. 이번 연구에는 미국 스탠퍼드대 의대 줄기세포 생물학 및 재생의학 연구소, 암 줄기세포 연구 의료센터, 암 연구소, 방사선 종양과, 병리학과, 미 국립보건원(NIH) 국립 알레르기·감염병 연구소(NIAID), 빌링스 몬태나주립대 생물·물리과학과 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 28일자에 실렸다. 노화는 신체 기능뿐만 아니라 인지 기능까지 떨어뜨려 치매나 퇴행성 신경질환 발병 위험을 높인다. 또 노화는 인체 면역 기능도 저하시켜 나이가 들수록 각종 질병에 걸리기 쉬워진다. 과학자들은 노화가 혈액 세포를 만드는 조혈모세포(HSC)라는 줄기세포의 변화와 관련이 있다고 본다. 젊은 HSC는 면역 반응에 중요한 역할을 하는 림프구와 골수구를 균형 있게 만들어 낸다. 하지만 나이가 들면서 HSC도 노화돼 림프구 생산은 줄거나 그대로인 데 반해 골수구 세포 생산은 증가하면서 불균형이 발생한다. 이런 변화가 면역력 감소, 체내 염증 증가를 유발해 각종 노화 관련 질환을 일으킨다는 설명이다.이에 연구팀은 노화 HSC 균형을 회복하기 위해 골수구 생산 HSC를 감소시키는 면역 요법을 개발했다. 이를 위해 연구팀은 젊은 HSC에는 없고 노화된 HSC에서만 발견되는 특이 세포의 표면 단백질을 찾아냈다. 연구팀은 이 세포의 표면 단백질을 공격하는 항체를 만들어 비정상적으로 증가한 골수구 생산 HSC를 제거하도록 했다. 연구팀은 늙은 생쥐에게 항체를 주입해 골수구 생산 HSC를 억제함으로써 일반 림프구 전구 세포와 기타 면역 세포를 증가시켜 젊은 생쥐와 비슷한 수준으로 면역 체계를 회복시키는 데 성공했다. 항체 치료를 받은 생쥐는 염증과 같은 노화 지표가 감소했고, 바이러스 감염에 대한 면역 반응도 젊은 생쥐와 비슷한 것으로 확인됐다. 줄기세포 및 재생의학 분야 석학으로 이번 연구를 이끈 어빙 와이즈먼 교수는 “이번 연구에서는 비정상적인 노화 줄기세포를 변화시켜 젊은 혈액 세포를 생산하도록 하면 노화 관련 면역 저하가 줄어드는 것으로 확인됐다”고 말했다. 와이즈먼 교수는 “이 연구 결과가 인간에게 적용 가능한지를 확인하기 위해서는 전임상 및 임상 연구가 필요하다”고 덧붙였다.

미국 뉴멕시코대, 워싱턴주 농림부, 연방 농무부 농업연구청, 유타주립대 공동 연구팀은 지구 온난화로 기온이 상승하고 대기가 건조해지면서 꿀벌의 종 다양성이 위협받고 개체수도 급격히 줄 수 있다고 경고했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 28일자에 실렸다. 꿀벌은 나비와 함께 꽃가루를 옮겨 식물이 열매를 맺도록 돕는 대표적인 수분 매개곤충이다. 전 세계 주요 작물의 75% 이상이 열매를 맺기 위해서는 수분 매개곤충이 필요하다. 그러나 기후 변화로 인해 수분 매개곤충의 개체수가 급감하는 것으로 알려졌다. 더군다나, 꿀벌의 경우 기후 변화로 인한 개체수 감소 추세를 예측하는 것이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 기온과 습도가 꿀벌 개체군에 미치는 영향을 실험한 결과와 2002~2019년 꿀벌 개체수 변화 데이터, 기후 변화 관측 자료를 비교 분석했다. 이를 통해 지구 온난화로 꿀벌 개체군이 어떻게 변화할 것인지 예측했다. 분석 결과 꿀벌 개체수는 습도에 특히 민감한 것으로 나타났다. 꿀벌 243종 중 71%가 건조 지수 변화에 민감하게 반응하는 것으로 확인됐다. 건조한 날씨는 꿀벌 군집 내 종 다양성을 저하하고, 가뭄 조건에 더 잘 견디는 몸집이 큰 꿀벌들만 살아남게 될 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 멜라니 카제넬(수분 매개곤충 생태학) 뉴멕시코대 교수는 “기후 변화로 인해 특정 성질을 가진 종만 살아남게 된다면 생태계 차원에서 심각한 결과를 초래할 수 있다”고 경고했다.

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.

중국에서 세계 최초로 돼지의 간을 인간에게 이식하는데 성공했다. 유전자를 교정한 돼지 심장이나 신장을 이식한 사례는 있었으나, 돼지 간을 이식한 사례는 최초라는 점에서 전 세계의 관심이 집중됐다. 더우커펑 중국 공군의대 서경병원 외과전문의 연구진은 지난 10일 유전자를 조작한 소형 돼지의 간을 임상적으로 사망 상태인 50대 뇌사자에게 이식했다. 일반적으로 뇌사자는 뇌 기능이 정지해 인공호흡기로 호흡을 유지하는 상태를 의미한다. 이식에 사용된 간은 중국 바이오기업인 ‘클론오르간 바이오테크놀로지’가 기른 소형 돼지의 간이다. 해당 돼지는 병원체가 없는 무균 시설에서 사육한 돼지이며, 돼지 거대세포바이러스 등 12종 병원균에 대해 음성 판정을 받은 뒤 수술에 동원됐다. 해당 돼지의 간세포 에서는 총 6개의 유전자 교정이 이뤄졌다. 간세포 표면에 있는 단백질 유전자 3개는 비활성화하는 대신, 인간 단백질에 있는 유전자 3개를 도입한 것이다. 이는 장기 이식 시 발생할 수 있는 거부반응을 막기 위한 조치다. 유전자를 조작한 돼지의 간을 이식받은 뇌사자에게서는 10일이 지난 시점까지도 장기 이식 거부반응이 나타나지 않는 것으로 알려졌다. 간에서 정상적으로 담즙이 생성되는 점도 확인됐다. 돼지의 간→인간 이식이 까다로운 이유 과거 사람에게 돼지의 심장이나 신장 등의 장기를 이식한 사례는 있었지만, 간이 이식된 것은 이번이 처음이나. 심장은 체내에서 펌프 역할을 주로 하지만, 간은 심장보다 조금 더 복잡한 작업을 수행하기 때문에 이식이 까다롭다. 이번에 유전자를 조작한 돼지의 간 이식이 비교적 성공적인 결과를 냈지만, 아직 많은 숙제가 남아있다.먼저 이번 사례의 주인공이 임상적으로 사망 상태인 뇌사자라는 점, 그리고 돼지의 간에서는 인간의 간에서 수행되는 단백질 생산까지 기대하기는 어렵다는 점 등이 걸림돌로 꼽힌다. 전문가들은 돼지의 간이 사람의 간을 완전히 대체한다기보다는, 단기 치료제로서의 역할을 할 수 있을 것으로 보고 있다. 환자에게 이식이 가능한 간을 찾을 때까지 시간을 버는 용도로서의 역할이다. 연구진은 “궁극적인 목표는 돼지의 간이 사람의 간을 완전히 대체하는 것”이라면서 “이번 연구는 뇌사자의 간을 제거하지 않은 상태에서 돼지 간을 이식한 것이지만, 올해 말에는 사람의 간을 완전히 제거한 채로 돼지 간을 이식할 예정”이라고 전했다. 이어 “돼지 간이 불치병에 걸린 사람들의 장기 공급원으로서의 가능성이 있는지를 지속적으로 확인할 것”이라면서 이번 연구 결과가 상당히 고무적이었다고 자평했다. 자세한 연구 결과는 세계적인 학술지인 ‘네이처’ 최신호에 실렸다.

겨우내 움츠렸던 일상에서 벗어나 봄나들이하기 좋은 시기다. ‘봄의 전령사’ 산수유를 시작으로 산과 들이 형형색색의 봄꽃들로 물들고 있다. ‘슬로시티’ 충남 태안에도 어느덧 봄의 향기가 물씬 풍긴다. 서해안을 따라 길게 늘어선 아름다운 해변에는 봄꽃 사이로 황홀한 일몰이 펼쳐진다. 태안의 봄 여행은 특별하다. 국내 최대 해안사구 ‘신두리 해안사구’, 국내 최초의 사립 수목원 ‘천리포수목원’, 국내 최대 기름 유출 사고를 극복한 ‘유류피해극복기념관’, 세계 최초의 운하 ‘판목 안면 운하’, 세계 5대 튤립 도시에서 열리는 ‘튤립 축제’ 등이 있다. 봄이 시작되는 길목에서 태안의 특별한 봄 여행지로 떠났다.국내 최대 규모 ‘신두리 해안사구’ 가장 먼저 찾은 곳은 국내 최대 해안사구인 신두리 해안사구다. 서해안고속도로 서산IC에서 승용차로 50여분(약 52㎞)을 달리면 해안을 따라 형성된 거대한 모래언덕을 만난다. 해안사구는 생각보다 규모가 크다. 문화재로 지정된 구역이 170만 2165㎡에 이른다. 길이 3.4㎞, 폭 0.5~1.3㎞ 규모다. 해안사구는 3개의 코스가 있는데 가장 이국적인 모습을 볼 수 있는 곳은 ‘모래언덕’이다. 가장 긴 C코스는 1시간 30분 이상 걸리지만 가장 짧은 A코스는 30분이면 돌아볼 수 있다. A코스는 신두리 사구센터 후문에서 나와 모래언덕을 지나 순비기 언덕을 돌아보는 코스다. 초승달 모양의 모래가 광활하게 펼쳐진 모래언덕은 마치 중동의 사막에 서 있는 듯한 느낌을 준다. 해안사구는 오랜 기간 강한 바람에 의해 모래가 해안가로 옮겨지면서 형성됐다. 사구의 원형이 잘 보존돼 있어 사구 형성과 환경을 밝히는 데 학술 가치가 크다. 2001년 천연기념물 제431호로 지정됐다. 해안사구에는 국내 최대 해당화 군락지가 있으며 통보리사초, 갯메꽃, 갯방풍, 순비기나무 등 희귀 식물들이 분포해 있다. 또 금개구리, 표범장지뱀, 맹꽁이, 쇠똥구리, 황조롱이 등이 서식하고 있다. 인근에 2007년 람사르 보호 습지로 지정된 두웅습지가 있다. ⓘ운영시간은 오전 9시~오후 6시(겨울철 오후 5시)이며 입장료는 무료다. 주차장 초입에 있는 사구센터에서는 사구의 생성 과정을 볼 수 있으며 신두리 해안사구 및 태안 여행 지도와 안내 책자를 무료로 받을 수 있다.871종 목련 가득한 ‘천리포수목원’ 신두리 해안사구에서 남쪽으로 자동차로 15분(13㎞)가량 떨어져 있는 천리포수목원을 찾았다. 1979년 미국 펜실베이니아에서 태어난 민병갈(미국명 칼 페리스 밀러·1921~2002) 박사가 50여년을 정성스레 가꾼 수목원이다. 수목원에는 봄꽃이 하나둘 움트고 있다. 큰 연못 정원 주위로는 동백이 피었고 개화 직전의 목련 봉오리가 고개를 내밀고 있다. 전체 면적 62만㎡에 이르는 수목원에는 동백나무원, 모란원, 민병갈 추모정원 등이 있고 동백과 목련, 호랑가시나무, 무궁화 등 1만 6800여종의 식물이 식재돼 있다. 수목원은 서해와 인접해 있어 천리포해수욕장의 탁 트인 바다 풍경도 감상할 수 있다. ⓘ수목원에서는 국내 최다 수종의 목련을 볼 수 있다. 오는 29일부터 다음달 21일까지 ‘목련 축제’가 열린다. 축제 기간에는 연구 목적으로 평소 공개하지 않았던 산정목련원과 목련정원을 가드너와 함께 탐방할 수 있다. 2만㎡ 크기의 산정목련원은 전 세계 목련 1000개 분류군 중 국내에서 가장 많은 871개 분류군을 보유하고 있다. 운영시간은 오전 9시~오후 6시(봄 연장 운영·오후 7시)이며 입장료는 1만 1000원(4~5월 1만 3000원)이다.봉사 물결 ‘태안유류피해극복기념관’ 태안에서 빼놓을 수 없는 곳은 2017년 개관한 태안유류피해극복기념관이다. 만리포해수욕장 앞에 있는 기념관은 2007년 국내 최대 해양 오염사고인 태안기름유출사고의 흔적과 극복 과정을 담은 곳이다. 기름유출사고는 2007년 12월 7일 인근 바다에 정박해 있던 유조선과 해상 크레인 선박이 충돌하면서 엄청난 양의 기름이 태안 앞바다로 쏟아지면서 발생했다. 사고 직후 절망에 빠진 지역 어민들을 돕기 위해 전국에서 123만명의 자원봉사자들이 태안으로 달려왔다. 수많은 사람이 거대한 인간 띠를 만들어 양동이로 기름을 퍼 나르고, 바위에 낀 기름을 닦아 내면서 태안 바다는 10년 만에 제 모습을 되찾았다. 사상 초유의 기름 유출 사고를 전 국민이 나서 극복한 것은 다른 나라에서는 찾아보기 힘든 사례다. ⓘ관람 시간은 오전 9시~오후 6시(월요일 휴관)이며 입장료는 무료다. 옥상전망대에서는 푸른빛을 되찾은 만리포해수욕장의 아름다운 전경을 내려다볼 수 있다.세계 최초 판목·안면 운하 안면도로 가는 길에는 ‘세계 최초 판목·안면 운하’라는 거대한 기념비가 있다. 안면대교 초입 신온교차로에 서 있는 기념비는 높이 5.1m, 가로 5.3m 규모로 지난해 12월 세워졌다. 판목·안면 운하는 세계 3대 운하 중 가장 오래된 수에즈 운하보다 230여년 앞서 만들어진 세계 최초의 운하라는 점에서 역사적 의미가 크다. 기념비에 따르면 판목·안면 운하는 조선시대인 1638년 삼남 지방에서 한양으로 가는 세곡선의 안전 항해를 위해 만들었다. 1869년 개통된 수에즈 운하보다 231년 먼저 건설된 것이다. 판목·안면 운하는 육지로 연결됐던 안면도 창기리와 남면 신온리의 접경지역을 사람들이 직접 가래와 삽으로 폭 300m, 수심 3m 크기로 파내 바닷물을 유통시킨 운하다. 안면도는 이전까지는 육지와 붙어 있어 ‘안면곶’(安眠串)으로 불렸지만 운하가 건설되면서 우리나라에서 여섯 번째로 큰 섬이 됐다. ⓘ신진도에 있는 국립태안해양유물관에는 안흥항 인근에서 침몰한 세곡선의 유적 2만 3000여점이 보관돼 있다. 관람 시간은 오전 9시~오후 6시(월요일 휴관)이며 입장료는 무료다.4~5월 꽃지해수욕장 앞 ‘튤립 축제’ 방포항을 지나 만나는 꽃지해수욕장은 안면도에서 가장 큰 해변이다. 길이 3.2㎞, 폭 300m에 달한다. 이곳의 ‘할미바위’와 ‘할아비바위’ 사이로 떨어지는 낙조는 안면도를 대표하는 풍경이다. 매년 봄 꽃지해수욕장 앞 코리아 플라워파크에서는 ‘2024 태안 세계튤립꽃박람회’가 열린다. 태안은 미국 스캐짓밸리, 인도 스리나가르, 튀르키예 이스탄불, 호주 캔버라와 함께 세계 5대 튤립 도시 중 하나로 꼽힌다. 올해는 다음달 12일부터 5월 7일까지 ‘당신의 하루가 꽃보다 예쁘기를’이라는 주제로 열린다. 로열버진, 하쿤, 오를레앙, 점보뷰티 등 260만 송이의 다채로운 튤립을 만날 수 있다. 다양한 튤립 조형물이 설치되고 꽃밭 전망대에서는 화려한 튤립을 내려다볼 수 있다. 운영시간은 오전 9시~오후 6시, 입장료는 성인 1만 4000원이다. ⓘ명소: 고남 패총박물관, 네이처월드, 동문리 마애삼존불입상, 드니르항, 몽산해변, 별주부마을, 안면도 쥬라기박물관, 안면도자연휴앙림, 안흥진성, 태배길, 태안빛축제, 팜 카밀레 등도 함께 보면 좋다.ⓘ음식: 대표적인 향토 음식은 간장게장과 우럭젓국, 게국지 등이 있다. 간장게장은 살이 부드럽고 비린내가 심하지 않으며 알이 꽉 찬 암꽃게를 사용한다. 우럭젓국은 햇볕에 말린 우럭포를 다진마늘, 무, 미나리 등을 넣고 끓인 찌개다.ⓘ숙박: 꽃지해수욕장과 맞닿아 있는 아일랜드 리솜은 편하게 낙조를 감상할 수 있는 로맨틱 리조트다. 매주 토·일요일 레저 엔터테인먼트 전문가인 ‘리오’가 들려주는 바다 이야기와 함께 해변을 탐험할 수 있다. 4월 벚꽃 시즌을 맞아 ‘블루밍 리솜’ 프로모션을 진행한다. 봄트레킹, 꽃차클래스, 봄 요리대회, 벚꽃 비누 만들기 등 다채로운 이벤트를 즐길 수 있다. 태안은 봄이 아름답다. 중국 당나라 최고 시인으로 평가받는 이태백(李太白·701~762)은 태안에 왔다가 자연에 취해 머물렀고 그의 후학들은 태안에 들러 아름다운 한시 한 구절을 남겼다. ‘3월에는 진달래꽃이 활짝 피고, 봄바람이 먼 산에 가득하네’(三月鵑花笑 春風滿雲山)

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.

바둑 인공지능(AI) ‘알파고’를 개발해 인공지능 개발 황금기를 연 구글 딥마인드가 지난 20일 인간 축구 코치를 대체할 수 있는 전략 인공지능 ‘택틱AI’를 공개했다. 얼마 전에는 AI의 발전 속도가 지나치게 빨라 인류에게 위협이 될 것이라는 보고서가 발표되기도 했지만 AI 관련 연구들은 다양한 분야에서 예상치 못한 성과들을 속속 내놓고 있다.구글 연구소 홍수 예측팀을 중심으로 한 영국 유럽 중기 기상예보센터, 독일 헬름홀츠 환경연구센터, 미국 랜드(RAND) 연구소 공동 연구팀이 홍수 예보의 정확성을 높일 수 있는 AI 모델을 개발했다고 밝혔다. AI 홍수 예측 시스템은 현재 예보 시스템보다 정확하고 대규모 홍수 발생에 대한 조기 경보 시기도 앞당길 수 있는 것으로 확인됐다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 21일자에 발표됐다. 지구 온난화로 인한 기후 변화 때문에 전 세계적으로 홍수 발생 빈도가 늘었다. 최근에는 국지성 호우로 인한 예측 불가능한 홍수 사태도 잦아지고 있다. 그렇지만 현재 홍수 예측 시스템은 하천에 설치된 감시 장비에 의존하기 때문에 측정 장치가 없는 곳에서 발생하는 홍수는 예측이 어렵다. 하천 정비가 돼 있지 않은 개발도상국이나 후진국에서는 홍수 피해가 더 심각해질 수 있다. 이에 연구팀은 전 세계 주요 하천 중 5680개의 홍수 감시 시스템을 바탕으로 측정 장비가 없는 하천의 수량과 흐름을 예측하는 AI 모델을 개발했다. 연구팀은 이 모델을 유럽 중기 기상예보센터에서 개발한 글로벌 홍수 경보 시스템(GloFAS)과 비교했다. 그 결과 GloFAS와 비슷하거나 더 정확한 결과를 제시한 것으로 나타났으며, AI 모델은 5일 전에 홍수 발생을 예측하는 것으로 나타났다. 중장기 예측 시뮬레이션에서는 AI 모델이 기존 홍수 예측 모델보다 월등히 뛰어난 것으로 확인됐다. 이번 연구를 이끈 구글 연구소 홍수 예측팀의 그레이 니어링 수석연구원은 “이번에 개발한 AI 모델은 모니터링 시스템이 설치되지 않은 하천 유역의 홍수 발생 가능성까지 사전에 정확히 예측한다”며 “적은 비용으로 개발도상국이나 후진국의 피해를 최소화할 수 있을 것”이라고 말했다.그런가 하면 독일 막스플랑크 인간 발달 연구소, 베를린 훔볼트대, 뮌헨 연방군대학, 샤를로테 프레세니우스대 공동 연구팀은 짧은 음성 데이터만으로도 말하는 사람의 심리 상태를 정확하게 파악할 수 있는 AI 모델을 개발했다. 이 연구 결과는 심리학 분야 국제 학술지 ‘최신 심리학’ 3월 20일자에 실렸다. 연구팀은 영어와 독일어로 된 1510개의 음성 데이터에서 무작위로 문장을 추출해 1.5초 단위로 잘라낸 뒤 AI로 문장 내 감정 상태를 파악하도록 했다. 사람의 말에서 감정 인식을 위해 필요한 시간은 1.5초 이상인 것으로 알려져 있다. 연구팀이 사용한 문장들에는 기쁨, 분노, 슬픔, 두려움, 혐오, 중립 등 6개 감정이 포함됐다. 실험 결과 음성 주파수, 음높이, 리듬 등 소리 성분을 빠르게 분석해 사람보다 정확히 감정 상태를 파악하는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 티모 폰 우르첸 연방군대학 교수(인지심리학)는 “이번 연구 결과를 활용하면 자폐 스펙트럼 증후군처럼 타인의 감정을 인식하지 못하는 이들의 치료는 물론 거짓말 탐지기의 정확도를 높이는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다.

미국 텍사스 오스틴대 인류학과를 중심으로 에티오피아, 중국, 프랑스, 남아프리카공화국 등 5개국 23개 대학과 연구기관이 참여한 국제 공동연구팀은 인류의 이동이 기존 알려진 것과 다르게 건조한 시기에 이뤄졌을 것이라고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 21일자에 실렸다. 현생인류는 아프리카에서 발생해 전 세계로 퍼져 나갔다는 것이 과학계의 지배적 견해다. 그렇지만 아프리카 밖으로 언제 이동했는지는 여전히 수수께끼로 남아 있다. 지금까지는 사람들의 이동이 쉬웠던 습한 시기에 아프리카를 벗어났을 것으로 봤다. 건조기에는 먹을거리를 찾기가 어려워 이동이 쉽지 않았을 것이라는 추정이다. 이에 대해 연구팀은 에티오피아 북서부 신파강 근처 고인류 유적지에서 발굴한 돌조각과 동물 유해의 형태, 지층을 정밀 분석했다. 연구팀이 유적지에서 발굴된 지층을 화학 분석한 결과 약 7만 4000년 전 인도네시아 수마트라섬의 토바 화산 대폭발에서 나온 화산재라는 것이 확인됐다. 타조알 껍질과 포유류 이빨 화석에서 나온 산소 동위원소를 분석한 결과 당시 환경은 상당히 건조했던 것으로 나타났다. 연구를 이끈 존 캐펄만 텍사스 오스틴대 교수(진화인류학)는 “이번 연구 결과는 인류의 행동 유연성이 전 지구적 대폭발 여파에서 인류를 살아남게 했다는 것을 보여 준다”고 말했다. 캐펄만 교수는 “이는 현생인류가 아프리카에서 벗어나 전 세계 곳곳으로 퍼져 다양한 기후와 환경에서 살아남을 수 있도록 만든 원동력이 됐을 것”이라고 덧붙였다.

처음 만났는데도 대화가 잘 통하고 마음이 맞는 사람이 있습니다. 그런 만남을 흔히 운명적이라고 표현하지만, 좀더 과학적인 무언가 있지 않을까요. 과학자들도 궁금했던 모양입니다. 미국 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬센터 연구팀은 수컷 금화조가 제 짝을 만나기 위해서는 암컷이 원하는 노래를 파악해 부르는 것이 중요하다는 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 3월 21일자에 발표했습니다. 명금(songbird)은 수컷이 암컷에게 노래로 구애하는 것으로 알려져 있습니다. 수컷은 모두 같은 노래를 부르는데 암컷이 어떤 기준으로 수컷을 선택하는지는 수수께끼로 남아 있었습니다. 연구팀은 명금 중 하나인 금화조 수컷의 노래를 수천 개 녹음했습니다. 그다음 인공지능으로 이들 소리를 분류해 약 50만개의 노래 음절을 구분해 냈습니다. 연구팀이 이 음절을 분석한 결과 암컷은 똑같은 노래라도 음절 사이 간격과 한 음절의 길이를 구분해 짝을 찾는다는 것을 밝혀냈습니다. 암컷들은 음절 사이의 길이가 긴 노래를 선호하는 것으로 나타났습니다. 음절 사이가 긴 다시 말해 호흡이 긴 음절의 노래를 수컷의 자질을 보여 주는 지표로 인식한다는 것입니다. 연구에 따르면 금화조가 구사하는 노래에는 다양한 음절이 있지만 짝이 되기 위해서는 수컷이 구사하는 음절과 암컷이 선호하는 음절이 일치해야 한다고 합니다. ‘짚신도 짝이 있다’는 속담을 동물 행동학적으로 규명한 것이라고 해야 할까요. ‘합이 잘 맞는다’거나 ‘단짝’이라는 말이 있는 것을 보면, 사람에게도 비슷한 원리가 작동할 것 같습니다. 아니나 다를까 이런 궁금증을 해결하기 위한 연구도 수행됐습니다. 중국 베이징사범대 인지 신경과학 연구실, 뇌 영상·커넥톰 연구실, 국립 뇌 연구소 공동 연구팀은 유대감이 형성된 사람들 사이에서는 신경 활동이 일치해 더 빠르고 빈번한 의사소통이 이뤄진다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 3월 20일자에 실렸습니다. 연구팀은 이전에 한 번도 만난 적이 없는 176명의 성인 남녀를 3인 1조로 구성해 서로 대화하도록 했습니다. 연구팀은 의사소통 과정 중 뇌 활동을 측정하기 위해 기능성 근적외선 분광법(fNIRS) 전극이 부착된 모자를 착용하도록 했습니다. 일부 실험 조에는 같은 색상의 유니폼을 지급해 입도록 한 다음 대화를 하도록 했습니다. 그 결과 같은 유니폼을 입고 유대감이 형성된 집단은 그렇지 않은 집단에 비해 더 자유롭게 대화하고 친근감을 느끼는 것으로 나타났습니다. 이들에게는 우측 배외측 전전두엽(rDLPFC)과 우측 측두두정 접합부(rTPj)의 활동이 활발하고 뇌파가 거의 일치하는 것으로 확인됐습니다. 이런 신경 동기화가 의사소통 과정을 원활하게 해 준다는 설명입니다. 학기 초 자녀가 아직 단짝 친구를 만들지 못했다고 걱정하는 부모들이 많습니다. 아이들도 아직 뇌파가 일치하는 친구를 만나지 못했을 뿐입니다. 부모가 억지로 친구를 만들어 주기보다는 아이들이 맘에 맞는 친구를 만날 수 있도록 기다려 주는 게 좋지 않을까요.

지구온난화가 가속화하면서 독특한 형태의 바다생물 개체 수가 급증했다는 연구결과가 나왔다. 시애틀타임스 등 현지 언론의 18일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 오리건주립대학과 국립해양대기청 공동 연구진은 최근 지구온난화로 인해 해양 먹이사슬 모델이 어떻게 변화하는지 분석했다. 이 과정에서 열파(heat wave)가 태평양 바다의 영양분과 에너지 이동에 광범위한 영향을 미치며, 특히 이는 불우렁쉥이라는 바다생물에게 눈에 띄는 변화를 가져다 준다는 사실을 확인했다.피로솜(Pyrosome)이라고도 부르는 불우렁쉥이는 흰색의 심해 해양생물로, 주로 따뜻한 바다에서 원기둥이나 원뿔을 이루며 사는 작은 피낭 동물의 군체다. 마치 젤리처럼 불투명하고 말랑말랑한 몸체가 특징이다. 연구진은 “피로솜(불우렁쉥이)는 높은 수온의 바닷물에서 많은 에너지를 흡수한다는 사실을 확인했다”면서 “바다 온난화가 극심해질수록 피로솜은 더 많은 에너지를 가져가면서 개체수가 증가한 반면, 해파리와 정어리, 대구 등의 다른 종(種)은 개체수 손실을 입었다”고 설명했다. 연구진에 따르면 지난 10년 동안 캘리포니아 북부 해양 생태계는 비정상적으로 따뜻한 기온을 기록했다. 특히 2014년에는 강력한 해양 폭염으로 기온이 평소보다 크게 높아졌고, 이런 현상은 2016년 중반까지 이어졌다. 2019년부터는 북태평양에서 거의 매년 이상 고온 현상이 발생했고, 이 과정에서 연어 개체수가 감소하거나 바닷새가 멸종하는 등 해양 생태계는 큰 영향을 받았다.불우렁쉥이는 2014년 북태평양의 폭염이 시작되기 이전까지는 좀처럼 확인되지 않다가, 폭염이 시작된 이후부터 해변에 떠밀려온 채로 쉽게 발견되기 시작했다. 전문가들은 이 같은 현상이 불우렁쉥이의 급격한 개체 수 증가를 의미한다고 설명한다. 불우렁쉥이의 개체 수 증가는 먹이사슬 최상위에 있는 종에게는 잠재적으로 부정적인 영향을 줄 수 있다. 이번 연구를 이끈 오리건주립대학의 딜런 고메스 박사는 “먹이그물 모델을 통해 생태계 전체에 걸쳐 해양 폭염의 영향을 추정한 결과, 먹이사슬 가장 아래에 있는 피로솜(불우렁쉥이)가 자신처럼 먹이사슬 아래에 있는 플랑크톤 등을 소비하고 그 에너지를 몸 안에 가둬두는 것으로 나타났다”면서 “피로솜은 포식자가 필요로 하는 에너지를 빼앗고 있다”고 말했다. 실제로 태평양에서 불우렁쉥이가 확산한 이후 연어와 바닷새의 수가 감소한 것으로 나타났다. 이는 불우렁쉥이가 연어와 바닷새의 먹이까지 모두 먹어치웠기 때문으로 추정된다. 반대로 먹이사슬 상위에 있는 연어나 바닷새는 불우렁쉥이를 잡아먹어도 유의미한 영양분 섭취를 하지 못하는 것으로 알려져 있다.고메스 박사는 “현재까지는 먹이사슬이 이전과 유사한 형태를 유지하고 있지만, 따뜻한 바다 온도가 지속된다면 생태계가 장기적으로 어떻게 유지될지 알 수 없다”면서 불우렁쉥이 개체 수의 증가가 생태계에 미칠 영향을 우려했다. 자세한 연구 결과는 세계적인 학술지인 네이처 커뮤니케이션스 최신호에 실렸다. 한편, 2018년 뉴질랜드 바다에서 길이 30m에 달하는 거대한 불우렁쉥이가 목격돼 국내에서도 화제를 모은 바 있다.

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.

화성이 지구와의 중력 상호작용으로 인해 심해 순환과 지구 온난화에 영향을 미치며, 그 주기는 240만 년이라는 지질학적 증거가 발견됐다.​ 화성과 지구의 바다, 기후 사이의 이 놀라운 연관성은 심해류의 증감을 가져오며, 이는 태양 에너지의 증가와 기후의 온난화 기간과 연결된다. ​ 이 연구는 인류가 현재 온실가스 배출을 통해 야기하는 유형이 아닌 지질학적 시간 규모에 따른 기후 변화가 어떻게 해양 순환에 영향을 미치는지 밝혀내는 데 도움이 될 수 있다.​ 이 같은 사실은 연구자들이 미래에 더 나은 기후 모델을 만드는 데 도움이 될 수 있을 것으로 연구진은 보고 있다. 공룡 시대까지 거슬러 올라가는 해양 역학 추적 호주 시드니 대학교 과학자 아드리아나 두트키에비츠가 이끄는 연구팀은 지구의 기후가 따뜻해지면 해저 해류가 더 활발해지거나 혹은 더 느려지는지에 대해 조사했다.​ 이를 위해 그와 그의 동료들은 전 세계 수백 곳의 현장에서 수집한 반세기 동안의 과학적 시추 데이터를 사용했다. 이 데이터를 통해 그들은 지난 50년 동안 심해 해류가 얼마나 활발했는지 파악할 수 있었다.​ 공룡 시대와 거의 비슷한 약 6,500만 년 전으로 거슬러올라가기 위해 그들은 지구의 심해 퇴적물 기록을 살펴보았다. 이를 통해 그들은 지구 궤도의 변화가 퇴적암 이동과 연관되어 있는지 확인했다. 연구팀은 지구와 화성의 궤도와 연결된 240만 년 주기, 즉 ‘천문학적 대주기’를 발견했다.​ 두트키에비츠는 “심해 퇴적물 데이터에서 이러한 240만 년 주기를 발견하고 아주 놀랐다”라고 말하면서 “이들을 설명하는 방법은 단 하나뿐인데, 화성과 지구가 태양을 공전하는 상호작용의 주기와 연결되어 있다는 것”이라고 못박았다.​ 과학자들은 오랫동안 천문학적 대주기에 대해 알고는 있었지만, 지구 지질학에서는 거의 증거를 찾을 수 없었다.​ 연구 공동저자인 시드니 대학의 디트마르 뮐러는 지구와 화성의 궤도가 어떻게 바다에 변화를 일으킬 수 있는지 설명했다. “태양계 행성의 중력장은 서로 간섭하며, 공명이라고 불리는 상호작용으로 인해 행성의 궤도가 원형에 얼마나 가까운지를 측정하는 행성의 이심률을 변화시킨다”라고 그는 설명한다.​ 이 같은 현상 때문에 지구가 태양으로부터 더 많은 방사선을 받아 더 따뜻한 기후를 만드는 기간이 발생했다. 240만년 주기에는 심해 기록에 ‘단절’이 포함되어 있으며, 이러한 단절은 해양 순환이 더 활발한 기간임을 나타낸다.​연구팀의 연구 결과에 따르면 바다 깊은 곳에서 작은 소용돌이, 즉 ‘소용돌이’를 일으키는 물의 순환 운동이 바다를 온난화시키는 중요한 요인이라는 사실이 밝혀졌다.​ 이러한 소용돌이는 대서양 자오선 역전 순환(AMOC)의 둔화로 인해 많은 과학자들이 예측하는 해양 침체를 상쇄하는 데 도움이 되었을 수 있다. AMOC는 열대지방에서 북대서양으로 따뜻한 물을 운반하는 광대한 해류 시스템으로, 걸프 스트림을 만들어내고 유럽에 따뜻한 기후를 유지하는 역할을 담당한다. 뮐러 박사는 “우리는 바다에서 심해 혼합의 활력에 기여하는 최소한 두 가지 별도의 메커니즘을 알고 있는데 그 중 하나가 AMOC이다. 그러나 심해 소용돌이는 따뜻한 기후에서 바다를 환기시키는 데 중요한 역할을 하는 것 같다”라며 “물론 이것은 저위도에서 고위도로 또는 그 반대로 수괴를 수송한다는 점에서 AMOC와 동일한 효과를 갖지 못할 것”이라고 설명했다.​ 이러한 소용돌이는 종종 ‘심해 해저’라고도 알려진 깊은 바다 밑바닥에 도달한다. 일단 심해 해저에 연결되면 이 거대한 소용돌이는 침식을 일으키고 ‘ 콘투어라이트(contourites)’라고 불리는 눈더미 같은 퇴적물이 해저에 쌓일 수 있다. ​ 두트키에비츠는 “6,500만 년에 걸친 우리의 심해 데이터는 따뜻한 바다가 더 활발한 심해 순환을 가지고 있음을 시사한다”라고 결론지으면서 “이것은 AMOC가 느려지거나 완전히 멈추더라도 잠재적으로 바다가 정체되는 것을 방지할 수 있다”라고 설명한다.​ 팀은 지구와 화성의 궤도 사이의 상호작용과 그것이 만들어내는 해양 역학이 미래에 지구 해양의 생명체에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 아직은 알지 못하지만, 그럼에도 불구하고 이번 연구 결과는 보다 강력한 기후 모델링 및 예측으로 이어질 수 있을 것으로 보고 있다.​ 연구팀의 연구는 3월 12일 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 저널에 게재되었다.

초등학교 때까지는 여학생들이 남학생들보다 키가 큰 경우가 많지만, 중학생이 되면서 역전하는 경우가 많다. 사람은 일반적으로 수컷이 암컷보다 덩치가 큰 경우가 많다. 그런데, 인간을 떠나 동물의 세계를 살펴보면 그렇지 않다는 재미있는 분석 결과가 나왔다. 미국 뉴욕시립대 인류학과, 프린스턴대 생태·진화 생물학과 공동 연구팀은 포유류의 경우 수컷이 암컷보다 덩치가 크다는 기존 연구 결과는 실제와 다르다고 밝혔다. 이 연구 결과는 기초 과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 13일 자에 실렸다. 포유류에서 같은 종의 암수 간 신체적 크기 차이는 짝짓기를 위한 경쟁과 부모가 자식에게 투자하는 방식에 따라 달라진다. 수컷 사지와 개코원숭이는 짝을 얻기 위해 서로 신체적 경쟁을 벌이기 때문에 몸집이 커지고, 암컷 토끼는 짝짓기 시즌마다 새끼를 여러 마리를 낳아야 해서 수컷보다 덩치가 크다고 알려져 있다. 이전 연구들에 따르면 수컷과 암컷의 크기가 비슷한 경우도 있지만, 대부분 포유류는 수컷이 암컷보다 크다는 것이 일반적인 설명이었다. 이에 연구팀은 실제로 야생 포유류들도 수컷이 암컷보다 덩치가 큰가에 관한 연구에 나섰다. 연구팀은 야생에 서식하는 429종의 포유류 수컷과 암컷의 체질량을 비교 분석했다. 그 결과, 대부분 수컷이 암컷보다 크지 않고, 많은 종에서 암수 모두 같은 크기로 나타났다. 북방코끼리물범은 수컷이 암컷보다 3배 컸고, 반도뿔박쥐는 암컷이 수컷보다 1.4배 더 큰 것으로 확인됐다. 그렇지만 여우원숭이, 황금두더쥐, 말, 얼룩말, 마다가스카르고슴도치붙이 같은 대부분 포유류의 암컷과 수컷의 몸집은 비슷했다.연구팀은 ‘포유류의 수컷이 암컷보다 크다’는 편견은 수컷이 더 크고 카리스마가 있고 핵심적 역할을 하는 종을 연구하거나 영장류나 물개처럼 수컷의 짝짓기 경쟁에 관한 연구가 편향됐기 때문이라고 분석했다. 포유류 종에서 가장 높은 비율을 차지하는 설치류와 박쥐의 종에서는 암수 간 크기 차이가 별로 없으며, 박쥐의 경우는 종의 절반 이상에서 암컷이 더 크다. 연구를 이끈 카이아 톰백 뉴욕시티대 박사(진화 여성 생물학)는 “정확한 관찰 분석 없이 작성된 한 세기 전 과학 문헌들이 생태계에서 암컷이 수컷보다 작다는 편견과 오해를 계속 이어지게 했다”라면서 “포유류 신체 크기에 대한 더 많은 자료를 수집해 분석할 것”이라고 설명했다.