가천대학교 과학영재교육원은 10월 1일부터 10일까지 2019학년도 신입생 원서를 접수한다고 6일 밝혔다. 과학영재교육원은 신입생 선발에 앞서 오는 15일 대학 예음홀에서 입학 설명회를 갖는다. 모집분야는 서울·경기지역 ▲초등 심화과정 ‘즐거운 과학자’외 1개 분야 30명 내외 ▲중등 심화과정 ‘매쓰게이트’외 5개 분야 각 15명 내외 이다. 인천지역은 ▲중등 심화과정 ‘융합의생명’외 1개분야 각 15명 내외 이다. 사사과정의 8개 과제 중 6개 분야는 성남 가천대 글로벌캠퍼스에서, 2개 분야는 인천 메디컬캠퍼스에서 수업이 진행된다. 초등심화과정 지원자격은 현재 서울시, 경기도 소재 초등학교 4·5학년에 재학 중인 학생으로 교육청 지정 영재학급(교육원) 또는 과학기술정보통신부 지정 과학영재교육원을 1년 이상 수료했거나 수료예정인 학생이어야 한다. 글로벌캠퍼스 중등심화과정(융합의생명, 융합생명 분야를 제외)은 서울·경기 소재 초등학교 6학년에 재학 중인 학생이여야 하고, 메디컬캠퍼스 융합의생명, 융합생명 분야는 인천 소재 초등학교 6학년에 재학 중인 학생으로 초등심화와 같은 조건을 갖춰야한다. 중등 사사과정은 서울시, 경기도 소재 중학교 1~2학년에 재학 중인 학생, 인천시 소재 중학교 1~2학년에 재학 중인 학생으로 교육청 지정 영재학급(교육원) 또는 과학기술정보통신부 지정 과학영재교육원을 1년 이상 수료했거나 수료예정인 학생이어야 한다. 1차 서류심사를 통해 모집정원의 2배수 내외를 선발하고 2차 면접전형을 통해 최종 교육대상자를 선정한다. 합격자 발표는 심화과정 11월 14일, 사사과정 11월 22일이다. 영재교육 무경험 학생은 가천대 과학영재교육원 브릿지전형(장기관찰전형)을 통해 지원할 수 있으며, 브릿지전형 선발요강은 내년 3월 공고 예정이다. 과학영재교육원 박찬웅 원장은 “가천대 과학영재교육원은 가천뇌과학연구원, 이길여암·당뇨연구원, 가천대 길병원 등 재단의 우수한 연구인프라를 활용해 영재교육에 앞장서고 있다”며 “과학영재들을 우리 사회의 미래를 이끌 미래인재로 키워내겠다”고 말했다. 신입생 선발요강 열람 및 기타 자세한 사항은 가천대 과학영재교육원 홈페이지(http://isay.gachon.ac.kr)를 참조하면 된다. (문의: 031-750-8817,5637) 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr □

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

경기도 군포시는 ‘2018 군포 독서대전’을 다음달 8일부터 이틀간 개최한다고 14일 밝혔다. 문화체육관광부 지정 ‘2018년 책의 해’를 맞아 ‘책, 내 삶을 두드리다’라는 주제로 열린다. 문체부, 한국출판문화산업진흥원이 후원한다. 이번 축제는 공연·전시, 강연, 책 놀이터·그림책 거리, 독서진흥 체험부스, 북마켓·아트마켓 등 5개 분야로 나눠 진행된다. 시민이 접근하기 쉽게 산본로데오거리, 청소년수련관, 중앙공원, 군포책마을 등 도심 곳곳에서 다채로운 독서문화의 향연이 펼쳐진다. 먼저 시 읽어주는 남자 정재찬 교수의 북콘서트가 축제 첫날 주요 행사로 열린다. 학생문화예술 동아리 한마당 축제, 세종국악관현악단과 함께하는 ‘가을산책’은 축제 기간 산본로데오거리 메인무대에서 개최된다. 또 한 케이블 방송사 드라마 ‘나의 아저씨’로 최근 많은 사랑을 받은 작가 박해영과 만남을 통해 소통과 공감의 시간을 제공한다. 어르신을 위한 프로그램도 준비돼 있다. 인문학 강연과 함께 영화 ‘신과 함께’를 감상하는 ‘영화인문학’이 열린다. 어린이들이 무한한 상상력을 펼쳐 자유롭게 꿈꿀 수 있도록 도와주는 창작동화 ‘친절한 돼지 씨’의 작가 신민정과의 만남도 준비돼있다. 중고생들을 위한 프로그램으로 장동선 뇌과학자 초정 강연이 개최된다. 이 외에도 시민참여 프로그램으로 ‘가족 독서골든벨’, ‘북레시피 닥터’를 비롯해 기획전시 ‘노는 둥 읽는 둥’ 등 다채로운 프로그램이 운영될 예정으로 벌써부터 축제에 대한 기대감이 높아가고 있다. 한대희 군포시장은 “올해 독서대전은 책을 통해 많은 시민과 소통할 수 있는 축제 한마당으로 진행할 예정”이라고 말했다. 남상인 기자 sanginn@seoul.co.kr

기록적인 더위가 기승을 부리고 있다. 더위에도 불구하고 우리의 체온은 일정하게 유지된다. 흥미로운 점은 체온을 유지하기 위한 몸의 반응이 뇌에서 시작된다는 것이다. 뇌는 어떻게 우리의 체온을 조절하고 있는 것일까.온도에 대한 감각은 피부에 있는 수용체에서 출발한다. 영국 킹스칼리지런던의 피터 맥노튼 교수는 더위에 반응하는 특별한 체내 단백질을 발견해 보고했다. ‘TRPM2’라는 이온통로단백질은 34~42도 범위에서 열리면서 양이온을 통과시켜 신경세포를 활성화시킨다. 피부 신경말단에서 신경이 활성화되면 이 신호는 척수의 감각 경로를 통해 뇌로 전달되고 최종적으로 ‘시각교차앞핵’에 도달해 더위를 인지하게 한다. 실험적으로 TRPM2 유전자의 발현을 억제한 생쥐는 38도인 곳에서도 벗어나려고 하지 않고 더위에 둔감했다. 일단 시각교차앞핵이 더위를 감지하면 ‘숨뇌’로 신호를 전달해 자율신경계를 통해 체온을 낮출 수 있는 반응을 유발한다. 첫째는 혈관확장 반응이다. 쥐는 꼬리에서, 토끼는 귀에서, 사람은 손·발 등에서 혈관확장 반응을 통해 열을 발산한다. 열발산이 늘어나면 중심부 체온을 낮춰 더위 속에서 일정한 체온을 유지하는 데 도움이 된다. 둘째는 땀이다. 자율신경계 중 교감신경계가 땀샘을 자극해 땀을 분비한다. 피부로 올라온 수분은 곧이어 증발하면서 주변의 열을 제거하는 기능을 한다. 추위에 대한 몸의 반응도 비슷한 경로를 거친다. 낮은 온도를 감지하는 데는 ‘TRPM8’이라는 이온통로단백질이 필요하다. 26~28도부터 TRPM8이 작동하기 시작한다. TRPM8에 의해 발생한 신호는 동일한 경로를 통해 시각교차앞핵으로 전달돼 반응을 일으킨다. 첫째는 오한 반응으로, 근육을 떨게 해 열을 발생시킨다. 둘째로 갈색지방을 연소시켜 열을 발생시킨다. 셋째는 혈관수축 반응으로 열손실을 줄여 주는 역할을 한다. 열발생을 늘리고 열손실을 막아 체온 저하를 막아 주는 것이다. 한편 세균이나 바이러스에 감염되면 정상보다 체온이 높아지게 되는데 이때도 시각교차앞핵의 역할이 중요하다. 감염에 의해 염증 유발 물질들이 증가하면 혈관 내피세포에서 ‘프로스타글란딘 E2’의 생산이 늘어나고 ‘중앙 시각교차앞핵’에 작용해 체온을 떨어뜨리지 못하게 한다. 결과적으로 체온은 상승하고 열이 감염질환을 극복하는 데 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 또 최근 중국 상하이기술대의 션웨이 교수는 ‘복측시각앞핵’ 안의 억제성 신경세포를 활성화시킬 때 체온 저하가 일어난다고 보고했다. 이 부위는 수면을 유발하는 부위로도 잘 알려져 있어 흥미롭다. 이 신경세포가 활성화되면 체온저하와 수면유발이라는 두 가지 현상이 동시에 일어난다. 체온이 떨어지는 것과 잠이 드는 것이 서로 밀접한 연관성이 있다는 것을 보여 주는 연구결과다. 열대야가 일상이 돼버린 요즘 이 신경세포를 활성화하면 좀더 편한 밤이 될 수도 있겠다는 상상을 해 본다.

한국인의 머리 크기가 커졌다. 고려대학교 의과대학 해부학교실 유임주(사진) 교수 연구팀은 1930년대 태어난 한국인보다 1970년대에 태어난 한국인이 두개강 부피가 약 90㎖ 더 크고, 더불어 머리의 생김새도 변한 것으로 확인됐다고 13일 밝혔다. 연구팀은 자기공명영상(MRI)으로 1930년대와 1970년대에 태어난 한국인 115명의 머리를 촬영하여 3차원 영상으로 재구성한 다음 어떤 변화가 일어났는지 비교 관찰했다. 그 결과 광복 이후 사회경제적 안정을 찾은 1970년에 태어난 한국인의 머리뼈 안쪽, 즉 두개강의 부피가 광복 이전인 1930년대 출생한 한국인에 비해 약 90㎖ 커졌으며, 두개골의 형태도 남녀 모두 머리뼈의 높이와 너비가 커진 것으로 나타났다. 서구사회에서도 산업혁명 이후 산업화, 도시화가 급격하게 진행되면서 1-2세기에 걸쳐 머리뼈의 형태학적 변화가 동반된 바 있으며, 국내에서는 광복을 전후로 40년이라는 짧은 기간 동안 이러한 변화가 나타난 것이다. 이는 1930년대 일제강점기 시대에 태어난 한국인들이 사회적으로 억압받는 것은 물론 경제적 어려움으로 인한 영양상태 부족 등으로 인해 성장발달이 지연된 반면, 사회적, 경제적 안정을 찾은 1970년대 한국인은 성장에 필요한 적절한 영양을 공급받았다는 것을 시사한다. 유임주 교수는 “두개강의 부피와 머리뼈로 뇌 크기를 가늠할 수 있기 때문에 체질인류학 뿐 아니라 뇌과학, 진화인류학 분야에서도 중요한 지표로 여겨져 왔다. 1970년대는 사회가 안정되고 경제성장을 시작하면서 적정한 영양이 공급되어 한국인의 신체적 변화도 함께 일어난 것이라 볼 수 있다”고 설명했다. 연구결과는 국제 학술지인 ‘아메리칸 저널 오브 피지컬 안쓰로폴로지(American Journal of Physical Anthropology)’ 최근호에 게재됐다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

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

우리는 흔히 ‘사회성이 좋다’, ‘사회성이 부족하다’는 이야기를 한다. 국립국어원 표준국어대사전은 사회성에 대해 ‘사회생활을 하려고 하는 인간의 근본 성질. 사회에 적응하는 개인의 소질이나 능력, 대인 관계의 원만성’으로 정의한다. 타인과 상호 작용을 잘 하기 위해서는 다양한 뇌기능이 사용된다. 뇌의 어떤 기능이 사회성에 영향을 주는 것일까.사회성과 관계된 것으로 먼저 알려진 뇌 부위는 이마 안쪽에 자리잡은 전두엽 중에서도 안구를 싸고 있는 ‘안와’ 바로 위에 있는 ‘안와 전두엽’이다. 안와 전두엽이 손상된 환자들은 충동적이고 사회적 규칙을 무시하며 다른 사람의 감정을 읽지 못해 반사회적 인격 장애와 같은 행동 양상을 나타내는 것으로 알려져 있다. 최근 바이오젠사의 애니어벤 고시 박사는 사회성 행동과 관련된 부위를 확장하고자 했다. 연구팀은 ‘화학유전학’이라는 첨단 연구 방법론을 활용해 전두엽을 활성화시켰을 때 오히려 사회성 행동이 감소하는 것을 발견했다. 대신 등쪽 시상에 위치한 ‘하베눌라’라는 뇌 부위가 사회성에 중요한 역할을 한다는 사실을 규명했다. 하베눌라의 뉴런을 억제하면서 전두엽을 활성화시키자 사회성 행동이 증가한다는 것을 발견했다. 한편 사회성을 조절하는 호르몬으로 ‘옥시토신’이 있다. 원래 옥시토신은 출산 후 모체의 뇌하수체 후엽에서 분비돼 자궁수축과 유즙분비 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 최근 미국 스탠퍼드대의 로버트 말렌카 교수는 옥시토신의 기능이 ‘보상 회로’로 알려진 중뇌의 복측피개영역을 통해 일어난다는 사실을 발견해 사이언스지에 보고한 바 있다. 이들은 옥시토신이 작용하는 수용체가 보상 회로에 많이 존재한다는 점에 주목했다. ‘광유전학’을 활용해 옥시토신 수용체가 존재하는 뉴런을 선택적으로 자극하자 사회성 행동 반응이 현저하게 증가하는 것을 확인한 것이다. 옥시토신은 사회적인 의사소통을 인지하는 방식을 변화시키기도 한다. 중국과학원대 연구팀은 실험 대상자에게 몇 개의 점으로만 표시된 두 사람의 상호 작용을 나타내는 동영상을 보여 줬다. 한 종류는 서로 의사소통을 하는 모습이고, 다른 한 종류는 의사소통이 전혀 없는 모습을 모사한 것이었다. 그리고 실험 대상자에게 어느 쪽 동영상이 더 길었는지 묻자 실험 대상자는 의사소통을 하는 동영상이 더 짧다고 답했다. 사회적 상호작용 시간에 대해 짧게 느끼는 현상을 ‘시간 응축’이라고 한다. 연구팀은 시간 응축이 잘 일어나지 않았던 참가자에게 옥시토신을 투여하면 시간 응축이 촉진되고, 반대로 시간 응축이 잘 일어나던 참가자에게 옥시토신 길항제를 투여하면 시간 응축이 감소하는 것을 발견했다. 이는 옥시토신이 사회적 상호 작용을 인지하는 능력과 관련돼 있다는 것을 시사한다. ‘자폐스펙트럼 장애’는 사회적 상호작용에 어려움을 겪는 대표적인 질환이다. 일상생활 자체에 큰 걸림돌이 되는 안타까운 질환이다. 이런 문제점를 해결하기 위한 뇌과학적 근거가 차근차근 쌓이고 있다. 안타깝게도 아직까지는 임상 연구에서 뚜렷한 치료 효과를 거두지 못하고 있다. 하지만 이런 사회성이 ‘보상 회로’와 연결돼 있다는 점은 눈여겨볼 필요가 있다. 사회적 경험을 통해 기쁨을 느끼고 만족을 경험한다면 이런 회로들이 강화될 수 있다는 사실이다. 긍정적인 사회 경험이 다시 사회적 경험을 원하게 한다는 사실이 나를 포함해 사회성이 부족하다고 느끼는 모든 사람에게 희망적인 메시지가 되길 바란다.

#1. 스마스시티인 세종 5-1 생활권에 거주하는 직장인 A씨는 자율주행차를 타고 출퇴근을 한다. 퇴근길 교통정체가 극심했지만 인공지능(AI)이 교통흐름 데이터를 분석해 가장 빠른 길로 안내했다. 스마트시티로 진입하는 입구에 도착한 A씨는 자동 주차 시스템을 통해 편리하게 주차를 한 뒤 1인 자전거로 갈아탔다. 이곳에서는 주민들이 공유하는 자율차 또는 자전거만 이용할 수 있다. 스마트홈에 도착하자 AI가 건강상태를 체크하며 냉장고에 생수가 떨어졌다고 알렸다. 스마트폰으로 생수를 주문하자 몇 시간 뒤 무인로봇이 배달해 줬다. #2. 부산 에코델타시티에 사는 B씨는 스타트업 대표이자 워킹맘이다. 이 지역이 전부 ‘테크 샌드박스’로 지정돼 있어 규제 없이 어디에서나 새로운 기술을 시험해 볼 수 있다. 주말을 맞아 B씨는 가족과 함께 집 앞의 수변 카페를 들렀다. 카페에서 바라본 도심 운하는 마치 ‘물의 도시’로 유명한 베네치아의 풍경을 떠올리게 했다.스마트시티 국가 시범도시 두 곳(세종 5-1 생활권, 부산 에코델타시티)의 밑그림이 16일 공개됐다. 대통령 직속 4차산업혁명위원회와 국토교통부는 이날 서울 마포구 상암DMC 첨단산업센터에서 스마트시티 시범도시의 기본 구상을 발표했다. 스마트시티 시범도시는 백지 상태에서부터 자율주행차, AI 등 4차 산업혁명의 핵심 기술을 적용해 도시를 개발하는 사업이다. 세종은 뇌과학자 정재승 카이스트 교수가, 부산은 영국 스타트업 육성 기업인 엑센트리의 천재원 대표가 각각 총괄책임자(MP)를 맡았다. 우선 정 교수는 세종 시범도시의 4대 핵심 요소로 모빌리티, 헬스케어, 교육, 에너지와 환경 등을 꼽았다. 일반주거, 준주거, 상업지역 등 용도지역에 따라 도시계획을 세우는 기존 방식과 다르게 세종 시범도시 구조는 ▲리빙 ▲소셜 ▲퍼블릭으로 단순화됐다. 리빙 공간에는 주택과 사무실이, 소셜 공간에는 공원, 체육시설 등이 들어선다. 퍼블릭 공간에서는 학교와 도서관, 마트 등을 이용할 수 있다. 정 교수는 ‘공유 자동차 기반 도시’ 개념을 제시했다. 개인 소유 자동차는 생활권으로 진입하는 입구에 주차하고, 내부에서는 자율주행차량과 자전거 등으로 이동하는 신개념 교통운영 체계다. 세종 시범도시에서는 블록체인 기술을 바탕으로 한 가상화폐 격인 ‘세종코인’을 쓸 수 있게 된다. 정 교수는 “공유 차량을 이용한 주민에게 개인 이동정보를 제공하는 대가로 세종코인을 지급할 수 있다”고 설명했다. 응급 시 드론이 3분 안에 출동해 구급대나 의료기관에 사고 상황을 전달하고 최적의 응급 지원을 한다. 공상과학영화에서나 볼 수 있었던 첨단 기술이 현실화되는 것이다. 사고와 토론, 협력 등을 강조한 프랑스의 논술형 대입자격시험인 ‘바칼로레아’ 교육 시스템 도입도 추진된다. 부산 에코델타시티 시범도시의 비전은 자연, 사람, 기술로 요약된다. 국내 스타트업이 몰릴 수 있도록 시범도시는 ‘테크 샌드박스’(규제를 면제, 유예해 주는 공간)로 운영된다. 천 대표는 수변 공간을 적극 활용해 에코델타시티를 ‘친환경 물 특화 도시’(Smart Water City)로 만들겠다는 청사진을 제시했다. 이를 위해 시범도시 내 3개의 물길이 만나는 세물머리와 도심을 연결하는 인공물길을 조성한다는 구상이다. 도시 곳곳에는 스마트 상수도, 빌딩형 분산정수 등 물 관련 신기술을 접목한다. 도로에는 국제 공모를 통해 4㎞에 달하는 세계 최장의 스마트·저영향개발(LID) 기법이 적용된다. LID는 빗물을 땅으로 침투시켜 모아 두는 친환경 분산식 빗물관리 기법이다. 세종 시범도시의 총사업비는 7000억원, 부산 에코델타시티는 1조원으로 각각 추산됐다. 사업비는 정부 예산과 사업 시행자(각각 한국토지주택공사와 한국수자원공사)가 부담한다. 국토부 관계자는 “추가되는 사업비 중 민간에서 부담하기 어려운 비용은 사업 시행자 예산으로 충당할 것”이라고 말했다. 4차산업혁명위는 이날 발표된 기본 구상안을 바탕으로 오는 12월까지 구체적인 시행계획을 수립할 계획이다. 위원회는 내년 하반기 스마트시티 조성 공사에 착수하면 2021년 중 본격적으로 입주가 시작될 것으로 전망했다. 장진복 기자 viviana49@seoul.co.kr

미국 도널드 트럼프 행정부의 이민자에 대한 ‘무관용 원칙’으로 난민 부모와 아이들이 강제로 갈라져 있는 영상은 전 세계를 충격에 빠뜨렸다. 트럼프 행정부는 부모와 아이를 갈라놓는 조치는 뒤늦게 철회됐지만 이민자에 대한 무관용 원칙은 계속되고 있다.이런 상황에서 미국 연방대법원이 이란, 리비아, 시리아, 소말리아, 예멘 이슬람 5개국 국민의 입국을 금지시킨 트럼프 정부의 반이민 행정명령에 대해 ‘합헌’판결을 내리면서 이민자에 대한 정책을 놓고 미국 내 찬반양론이 더욱 격화되고 있는 분위기다. 그런데 많은 사람들이 불법 이민자나 난민들을 수용할 때 아이와 부모를 강제로 떨어뜨려 놓는 것에 대해 ‘비인간적’이라고 비판하지만 트럼프 행정부의 이 같은 조치에 대해서는 ‘문제가 없다’라고 인지하고 있다. 지금까지 많은 학자들이 사람은 비인간적 행위에 대해 극도의 혐오감을 느낀다고 생각해왔던 것과는 전혀 다른 현상이다. 이 같은 예상 밖의 상반된 반응이 나타나는 이유는 뭘까. 미국 연구팀이 혐오감과 비인간적 행동에 대한 거부감이나 판단은 뇌의 별개 부위에서 작용하기 때문이라는 연구결과를 발표했다. 미국 펜실베니아대 커뮤니케이션학부, 컬럼비아대 심리학과, 노스웨스턴대 켈로그경영대학원, MIT 사회인지신경과학 실험실 공동연구팀은 ‘비인간화’(dehumanization)와 ‘혐오’(dislike)는 전혀 다른 문제라는 연구결과를 뇌과학 및 인지과학 분야 국제학술지 ‘실험심리학’ 25일자에 발표했다.연구팀은 사람들은 오랫 동안 혐오스러운 사람이나 상황에 대해 표현할 때 ‘개’ ‘돼지’ 같은 동물이나 벌레 등 비인간적인 표현을 사용해 온 것에 주목했다. 연구팀은 실험참가자들에게 미국, 유럽, 외과의사, 귀족, 이슬람교도, 고대 로마, 노숙자, 강아지, 쥐 등 10개 단어에 대한 사진과 그림, 단어를 보여주고 이들을 어떻게 평가하는지에 대해 설문조사를 실시했다. 또 관련 단어나 그림을 볼 때 뇌에서 어떤 반응이 나타나는지 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시했다. 그 결과 비인간적이라고 평가한 단어나 사진을 볼 때 작용하는 뇌 부위와 혐오스럽다고 평가한 단어와 사진을 볼 때 활성화되는 뇌가 다르다는 사실이 밝혀졌다. 특히 혐오감처럼 특정 사안에 대해 표현하는 감정은 마치 온도계처럼 숫자 척도로 평가할 수 있는 반면 비인간적 느낌은 단어나 영상에 직관적으로 판단하는 것으로 나타났다. 연구팀은 난민 아이들을 부모와 떼어놓는 것에 대해서는 반대하지만 불법 이민자나 난민에 대해 ‘무관용 원칙’이라는 정책에 대해서 지지하는 것도 단순히 특정 가치를 지향하거나 증오심 때문이 아니라 혐오감과 비인간화라는 개념을 처리하는 뇌가 다르게 작동하기 때문이라고 설명했다. 레베카 사엑 MIT 인지과학 교수는 “이번 연구는 비인간화와 혐오 사이에 근본적 차이가 있다는 것을 이해함으로써 집단 간 혹은 집단 내 적대감을 줄이는데 도움을 줄 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

불면증은 가장 흔한 수면 장애로 우리나라에서 23%의 유병률을 보이고 있다. 불면증은 적절한 수면을 취할 기회와 환경을 제공해도 잠들기 어렵고, 잠이 들어도 자주 깨며, 새벽에 일찍 깨는 것을 가리킨다. 이런 현상이 주 3회, 3개월 이상 지속되면 불면장애로 진단한다. 불면증은 삶의 질을 떨어뜨리고 신체적·정신적 건강에 심각한 영향을 줄 수 있는 질환이다. 어떻게 자고 싶어도 잘 수 없는 상태에 이르는 것일까.미국 뉴욕시립대의 스필만 박사가 제안한 ‘불면증 발생의 3가지 행동 모델’은 30년이 지난 지금도 유효하다. 불면증은 선행 요인, 유발 요인, 지속 요인 등 세 가지 요인이 상호 작용해 발생한다는 것이다. 첫째, 원래 가지고 있던 성격이나 스트레스에 대한 민감성, 유전적 특성을 포함한 개인의 특성을 선행 요인이라고 한다. 불면증은 이런 개인적 특성이 기본적으로 영향을 준다. 지난해 네덜란드의 다니엘 포스튜마 교수는 국제 협력 연구를 통해 7500여 명의 전유전체 관련성 분석을 실시했다. 그 결과 불면증과 연관된 유전자를 발견해 국제학술지 ‘네이처 제네틱스’에 보고했다. 또 불면증 호소와 내성적인 성격, 대사 경향은 유전적으로 양의 상관관계를 나타냈다. 이 연구는 불면증과 연관된 유전자가 선행요인으로 작용할 수 있음을 보여준다. 둘째, 별 문제 없이 지내던 사람도 실직, 실연, 사건, 사고 등에 의해 스트레스가 발생하면 급성 불면증이 시작될 수 있는데 이를 유발 요인이라고 부른다. 셋째, 스트레스 발생 이후 급성 반응은 점차 줄지만 잠을 못 자는 것에 대한 불안, 걱정이 증가하고 이에 대한 잘못된 대처가 고착화되면서 유발 요인과는 별개의 잘못된 수면 행동이 나타난다. 이를 지속 요인이라고 한다. 지속 요인이 작동하면 뇌가 과도하게 활성화돼 만성적인 불면증으로 연결된다. 불면증 환자는 잠을 잘 못 자기도 하지만 잠을 잘 때 뇌가 과하게 활성화돼 있다. 반대로 깨어 있을 때는 뇌활성이 저하돼 낮 동안 기능 저하를 경험한다. 불면증을 치료하려면 과하게 활성화된 뇌를 다시 정상 수준으로 낮춰야 한다. 급성기에 효과적인 것은 ‘약물요법’이다. 불면증 치료제는 공통적으로 각성을 유발하는 뇌회로를 억제하는 기능이 있다. 하지만 약물 효과가 정확하게 뇌의 어떤 부위에 영향을 미치는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 2016년 영국 임페리얼칼리지의 윌리엄 위즈덴 교수팀은 불면증 치료제 ‘졸피뎀’의 작용 부위를 밝히는 실험을 진행했다. 졸피뎀에 반응하지 않도록 유전자를 조작한 쥐에서 뇌 시상하부의 ‘히스타민 뉴런’에서만 졸피뎀 반응을 되살리자 수면 유도 효과가 회복됐다. 반면 ‘대뇌피질 뉴런’의 졸피뎀 반응을 되살렸을 때는 수면 유도 효과가 크지 않았다. 향후 시상하부의 히스타민 뉴런만을 목표로 하는 약물을 개발한다면 좀더 자연스런 수면을 유발할 수 있을 것이다. 하지만 만성 불면장애를 약물만으로 치료할 수는 없다. 지속 요인은 수면에 대한 잘못된 이해, 과도한 기대 등 ‘인지적 오류’를 포함하고 있다. 불면증 환자들은 실제 수면량보다 자신이 적게 잔 것으로 보고하는 경향이 있다. 지난해 미국 브리검영대의 대니얼 케이 박사팀은 이런 불일치가 수면 중 비정상적인 두뇌 활성과 관련됐다는 것을 발견했다. 수면 중 뇌의 오른쪽 전섬엽, 왼쪽 대상피질의 활성이 저하된 환자들은 실제보다 적게 잔 것으로 보고했다. 수면에 대한 올바른 이해와 건강한 수면 습관 형성을 돕는 ‘인지행동치료’를 병행해야 효과적인 치료와 재발 방지가 가능하다는 것이다. 불면증에 대한 뇌과학적 연구는 불면증이 심리적인 현상이 아닌 뇌신경의 이상 현상을 동반하고 있음을 밝히고 있다. 즉 생물학적인 요소와 환경·심리적인 요소의 복합적인 상호 작용으로 불면증이 발생한다. 이것이 불면증 치료가 단순한 약 처방으로 끝나지 않고 다양한 요소를 고려한 통합적인 접근을 필요로 하는 이유다.

바이오 융합기술을 활용하여 첨단 생명과학 연구에 활용되는 다양한 장비를 개발하고 있는 ㈜로고스바이오시스템스가 새로운 항체침투기술을 확보하게 됐다. ㈜로고스바이오시스템스는 지난 12일 한국뇌연구원과 항체침투기술을 이전받는 기술이전협약을 체결했다고 밝혔다. 해당 기술은 한국뇌연구원의 최영식 책임연구원 연구팀이 개발한 특허기술로, 생체조직 내 단백질 발현 양상을 심도 있게 관찰할 수 있게 해준다. 그동안 생체조직 내 단백질 변화를 관찰하는데 주로 사용된 기존 항체염색법은 생체조직을 이루는 물질들의 촘촘한 연결망 때문에 불과 수백 마이크로미터 깊이에 한해 항체표지가 가능한데 반해, 한국뇌연구원이 개발한 항체침투기술은 기존 한계의 수백 배 수준인 수십 밀리미터 깊이까지 항체를 조직 내에 골고루 확산시킬 수 있다. 따라서, 뇌 전체에 분포한 단백질의 정보를 한 번에 볼 수 있고, 생체조직을 파괴하지 않으면서 뇌신경망과 같은 수많은 세포의 복잡한 연결구조를 육안으로 확인할 수 있는 것이 특징이다. 이처럼 본 기술은 단백질 분자로 구성된 뇌지도 데이터베이스 구축에도 큰 진전을 가져올 것으로 예상되는 만큼 ㈜로고스바이오시스템스와 한국뇌연구원의 이번 협약에 관심이 모아지고 있다. 현재 주요 선진국들은 막대한 예산을 들여 대형 뇌과학연구 프로젝트를 진행하고 있으며, 우리나라 역시 향후 10년 간 총 3,400억 원을 투자해 뇌지도 데이터베이스 구축을 추진하고 있는 상황이다. 이와 관련하여 ㈜로고스바이오시스템스 정연철 대표는 “전 세계에서 뇌지도 데이터베이스 구축에 주력하고 있는 만큼 이번 협약에 대한 기대감이 크다”며 “앞으로 한국뇌연구원과의 지속적인 협력을 통해 뇌질환 관련 바이오마커 발굴, 뇌질환 진단 및 치료를 위한 기술 개발에도 적극적으로 임할 계획”이라고 전했다. 한편 ㈜로고스바이오시스템스는 자동 생체조직투명화 시스템과 자동 세포카운터, 디지털세포이미징 시스템 등을 전문으로 하는 코스닥 상장기업으로, 미국 스탠포드 대학이 2013년 개발한 신경과학 분야의 혁신기술인 클래러티 (CLARITY) 기술을 이전받아 세계 최초로 자동 생체조직투명화 시스템인 엑스-클래러티 (X-CLARITY)를 상용화한 바 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

●고온초전도 비밀 밝혀줄 입자 발견 김근수 연세대 물리학과 교수팀이 이황화몰리브덴에서 고온초전도 현상의 비밀을 밝혀 줄 것으로 기대되는 ‘홀스타인 폴라론’이라는 입자를 발견했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 28일자에 실렸다. 이황화몰리브덴은 얇고 유연하며 전기적, 광학적 특성이 우수해 차세대 반도체 소재로 주목받는 2차원 물질이다. 최근 초전도 현상이 보고되기도 했다. 연구팀은 분광학적 방법으로 측정한 결과 홀스타인 폴라론의 흔적을 발견하는 데 성공했다. 홀스타인 폴라론은 물질 속 전자가 주변 원자를 강하게 끌어당겨 원자 배열을 왜곡시키는 합성입자다. 1950년대에 처음 예측돼 고온초전도나 태양전지 효율성 저하 등 여러 가지 물리학 난제를 설명해 줄 수 있는 열쇠로 기대됐지만 지금까지는 발견되지 않았다. ●제2회 한·러 과학기술의 날 개최 과학기술정보통신부(장관 유영민)는 30일부터 6월 1일까지 러시아 모스크바에서 한국과 러시아 과학기술 협력 활성화를 위한 ‘제2회 한·러 과학기술의 날’ 행사를 연다. 지난해 1회 행사에서는 항공우주, 원자력, 뇌과학, 인공지능 분야에서 협력 방안을 모색하고 관련 국내 벤처가 러시아 시장에 진출하는 성과를 거뒀다. 올해는 인공지능과 양국의 전략적 협력분야인 항공우주분야 전문가들이 연구성과를 공유한다. 스콜코보과학기술대, 모스크바항공대에서 한국 전문가 공개 강연도 연다. 국내 12개 스타트업들이 러시아 최대 스타트업 행사인 ‘스타트업 빌리지 2018’에 한국관을 조성, 현지 진출 발판을 마련한다.

우리는 누구나 행복을 추구하며 산다. 하지만 ‘행복이 무엇이냐’는 질문에는 선뜻 답하기 어렵다. 한마디로 정의하는 것은 불가능해 보이기까지 한다. 행복 또한 뇌가 느낀다는 점에서 뇌과학은 어떤 공통의 특징을 밝혀내고 있지 않을까. 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스 이래로 행복은 두 가지 측면으로 나눠 생각해 볼 수 있다. 첫째는 ‘헤도니아’, 즉 개인적 쾌락이라는 측면이다. 또 한편으로는 ‘유다이모니아’, 의미 있는 삶이라는 측면이 있다. 쾌락은 주로 신경전달물질인 도파민의 뇌회로와 깊은 연관성이 있다. 이런 작용을 일으키는 회로를 ‘보상회로’라고 부르며 보상이 일어나는 행동을 반복하도록 유도한다. 1950년대 신경과학자인 제임스 올즈 박사와 피터 밀너 박사는 중뇌 부위에 전극을 심은 쥐들이 전기 자극 스위치를 반복적으로 눌러 스스로를 자극한다는 사실을 우연히 발견했다. 이 쥐들은 한 시간에 5000번까지도 스위치를 눌렀고 먹지도 않고 자극에 탐닉했다. 스위치 앞에 전기 충격이 오는 구간을 둬도 이를 무릅쓰고 스위치를 눌렀다. 보상회로에 대한 의존성이 커지면 중독에 빠져들게 되니 이런 헤도니아의 행복감은 양날의 칼이라 할 수 있다. 리처드 데이비슨 미국 위스콘신대 교수는 유다이모니아적 행복과 관련한 연구를 활발히 진행하고 있다. 그는 행복과 관련된 4가지 중요한 뇌과학적 구성 요소를 통해 행복감, 웰빙은 하나의 기술이라고 주장한다. 첫째 요소는 회복 탄력성이다. 어떤 사람은 스트레스에서 빨리 회복하고 어떤 사람은 느리게 회복한다. 신체 운동, 인지 요법, 명상 등에 의해 회복 탄력성과 관련한 뇌 부위에 변화가 나타나고 긍정적인 행동 결과로 이어진다. 둘째는 타인에 대해 긍정적 관점을 갖는 것이다. 데이비슨 교수팀은 1개 집단에서는 상대방에 공감하는 훈련을, 다른 집단에서는 자신의 감정을 돌보는 인지적 재평가 훈련을 실시했다. 자기공명영상촬영(MRI) 검사 결과 공감 훈련군에서는 사회적 인지, 감정조절과 관련된 뇌 부위가 활성화됐다. 타인에 대한 긍정적 관점도 훈련할 수 있고 이런 훈련은 뇌의 활성을 변화시킬 수 있음을 의미한다. 셋째는 집중력이다. 2010년 미국 하버드대의 매슈 킬링스워스 박사와 댄 길버트 교수가 미국인 2250명을 분석한 결과 일상활동의 46.9%에서 집중하지 못하는 ‘마음 방황’ 상태였고 이런 상태일 때 행복감이 유의미하게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 집중력 훈련으로 행복감을 높일 수 있을 것이다. 네번째 요소는 관대함이다. 최근 관대하고 이타적인 행동을 많이 할수록 행복감을 높이는 뇌 회로 활성화가 자주 일어난다는 연구결과가 속속 나오고 있다. 박소영 독일 뤼베크대 교수팀은 매주 25스위스프랑(약 2만 7000원)을 참가자들에게 나눠 준 뒤 한 집단은 타인을 위해, 다른 집단은 자신을 위해 돈을 쓰도록 한 뒤 뇌영상 검사를 했다. 타인을 위해 돈을 쓴 참가자들은 행복감이 늘어나는 뇌 부위가 활성화됐다. 우리 뇌는 알게 모르게 지속적으로 ‘성형’되고 있다. 대부분은 우리가 모르는 사이에 이뤄진다. 하지만 우리 마음은 의도적인 연습이나 훈련을 통해서도 만들어 나갈 수 있다. 그 변화가 긍정적인 방향일지 부정적인 방향일지는 우리 선택에 달려 있다고 할 수 있다. 어쩌면 행복하게 살지, 불행하게 살지는 외부 요인에 있는 것이 아니라 우리 선택과 노력에 달려 있는지도 모른다고 뇌과학은 충고하고 있다.

‘너도 인간이니’가 오늘(21일) 오전에 공개된 7인 캐릭터 포스터와 두 번째 단체 포스터에 이어 공승연, 이준혁, 박환희, 김성령, 유오성, 박영규의 캐릭터 티저 6종을 공개했다. 짧지만 강렬하게 드러난 티저 속 6인 캐릭터의 매력은 첫 방송에 대한 설렘을 증폭시키고 있다. KBS 2TV 새 월화드라마 ‘너도 인간이니’(극본 조정주, 연출 차영훈, 제작 너도 인간이니 문전사, 몬스터유니온)는 욕망으로 가득한 인간 세상에 뛰어든 인공지능 로봇 남신Ⅲ(서강준)가 누구보다 인간미 가득한 여자사람 강소봉(공승연)을 만나 진정한 사랑과 인간다움에 대한 답을 찾아가는 AI 휴먼 로맨스 드라마다. 먼저 “널 어떻게든 지켜줄게. 난 네 경호원이니까”라며 굳은 다짐을 보여주는 히로인 강소봉의 모습은 남신Ⅲ의 경호원이자 친구, 그리고 그 이상이 될 관계 변화에 기대감을 높였다. 또한, “난 나보다 신이가 더 중요하니까”라는 말 그대로 묵묵하지만 든든한 비서 지영훈(이준혁)과 “난 오빠만 있으면 돼”라며 남신 바라기를 자처하는 서예나(박환희)는 남신Ⅲ의 인간 사칭극을 함께할 이들의 활약을 궁금케 한다. 남신의 엄마이자 뇌과학 및 인공지능 분야의 권위자로 남신Ⅲ의 제작자이기도 한 오로라(김성령)는 “내 아들을 위해선 더한 짓도 해요”라는 선전포고로 애틋한 모성애와 냉철한 카리스마를 동시에 예고하고 있다. “저런 짓을 할 놈이 아니야. 분명히 뭔가 있어”라는 서종길(유오성)의 날카로운 촉은 남신Ⅲ의 인간 사칭 프로젝트의 성패에 팽팽한 긴장감을 불어넣고 있다. 마지막으로 “집, 미래, 목숨, 뭘 건드려야 내 말을 들을래?”라는 PK회장 남건호(박영규)의 한 마디는 회사를 지키기 위해서라면 손자 남신도 시험대 위에 올리는 그의 냉혹함을 담아내고 있다. 한편 ‘너도 인간이니’는 ‘백희가 돌아왔다’를 연출한 차영훈 감독과 ‘공주의 남자’를 집필한 조정주 작가가 의기투합한 작품이다. “너도 인간이니?”라고 묻고 싶은 세상, 인간보다 더 인간다운 인공지능 로봇의 대국민 인간사칭 프로젝트를 통해 올여름, 시청자들의 최애(최고로 애정하는) 드라마로 거듭날 예정. ‘우리가 만난 기적’ 후속으로 오는 6월 4일 월요일 KBS 2TV에서 첫 방송된다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

국내 연구진과 기업이 포함된 국제연구팀이 눈과 뇌를 연결하는 시각 신경세포 분류법을 만들고 그중 6종을 새로 발견하는 등 뇌지도 완성에 한발 다가서는 연구결과를 냈다. 한국뇌과학연구원, 미국 프린스턴대, 와이어드 디퍼런틀리사, 미국 국립신경질환및뇌졸중연구소, 독일 막스플랑크 의학연구소, 유럽고등과학연구센터, KT 국제공동연구팀은 망막에서 눈과 뇌를 연결해 주는 시각 채널을 47종으로 분류하고 6종을 새로 발견하는 성과를 거뒀다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 17일자에 실렸다. 　이번 연구는 뇌과학 분야 권위자 서배스천 승 프린스턴대 교수가 주도했다. 이번 논문에는 독특하게 승 교수가 뇌지도 ‘커넥톰’을 완성하기 위해 KT와 함께 만든 온라인 게임 ‘아이와이어’도 저자로 이름을 올렸다. 　연구팀은 생쥐 망막을 전자현미경으로 찍어 분석해 찾아낸 396개의 신경절세포를 구조적 특징에 따라 47가지 유형으로 분류해 냈다. 이 중 6종은 이번에 처음 발견한 것이다. 김진섭 뇌과학연구원 박사는 “이번 연구는 뇌지도 작성을 위해 필요한 신경세포 유형 분류라는 첫 번째 단추를 끼웠다는 데 큰 의미가 있다”며 “녹내장 같은 시각질환의 근본원인을 찾아 치료할 수 있게 도와줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진과 기업이 포함된 국제연구팀이 눈과 뇌를 연결하는 시각 신경세포 분류법을 만들고 그중 6종을 새로 발견하는 등 뇌지도 완성에 한발 다가서는 연구결과를 냈다. 한국뇌과학연구원, 미국 프린스턴대, 와이어드 디퍼런틀리사, 미국 국립신경질환및뇌졸중연구소, 독일 막스플랑크 의학연구소, 유럽고등과학연구센터, KT 국제공동연구팀은 망막에서 눈과 뇌를 연결해 주는 시각 채널을 47종으로 분류하고 6종을 새로 발견하는 성과를 거뒀다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 17일자에 실렸다. 이번 연구는 뇌과학 분야 권위자 서배스천 승 프린스턴대 교수가 주도했다. 이번 논문에는 독특하게 승 교수가 뇌지도 ‘커넥톰’을 완성하기 위해 KT와 함께 만든 온라인 게임 ‘아이와이어’도 저자로 이름을 올렸다. 연구팀은 생쥐 망막을 전자현미경으로 찍어 분석해 찾아낸 396개의 신경절세포를 구조적 특징에 따라 47가지 유형으로 분류해 냈다. 이 중 6종은 이번에 처음 발견한 것이다. 김진섭 뇌과학연구원 박사는 “이번 연구는 뇌지도 작성을 위해 필요한 신경세포 유형 분류라는 첫 번째 단추를 끼웠다는 데 큰 의미가 있다”며 “녹내장 같은 시각질환의 근본원인을 찾아 치료할 수 있게 도와줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

달팽이에 감각 반응 학습시켜 RNA 뽑아 일반 개체에 이식 자극 주자 훈련 때와 같은 반응 “치매로 잃은 기억 회복 희망” 요즘 영화 ‘데드풀’로 상한가를 달리는 라이언 레이놀즈와 ‘원더우먼’ 갈 가도트가 출연한 2016년 영화 ‘크리미널’은 죽은 CIA 요원의 기억을 범죄자에게 이식하면서 벌어지는 사건들을 다룬 첩보 스릴러 작품이다. 고 이예춘과 아들 이덕화씨가 함께 출연한 것으로 유명한 1974년 작 ‘공포의 이중인간’에도 일제시대 일본군이 숨겨 놓은 대량의 다이아몬드를 찾기 위해 일본군 장교의 시체를 살려 내고 그 기억을 빼내 다른 사람에게 이식하려는 내용이 있다. 이들 외에도 ‘토탈리콜’, ‘코드명J’, ‘매트릭스’, ‘인셉션’ 등 수많은 SF 영화와 소설에 단골로 등장하는 소재가 바로 다른 사람의 기억을 이식하거나 삭제하는 기술이다.뇌과학이 발달하면서 가까운 미래에는 사람의 기억을 컴퓨터나 클라우드에 업로드하고 내려받을 수 있는 기술이 등장해 사실상 ‘영생’을 누릴 수 있게 될 것이라는 예측까지 나오고 있다. 그런데 컴퓨터 같은 외부 기기의 도움 없이 주사 방식으로 ‘기억’을 손쉽게 옮길 수 있다는 연구 결과가 나와 주목된다. 이번 연구가 사람에게 적용되는 시점이 된다면 고통스러운 기억으로 인해 발생하는 외상후스트레스장애(PTSD) 같은 뇌신경 질환을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 아름다운 추억을 점점 잃어 가는 치매 환자들에게 기억을 되찾을 수 있게 해줄 수 있을 것으로 기대된다. 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA)의 통합생물학및생리학과와 의대 뇌연구소 공동연구팀은 한 바다달팽이의 기억을 다른 바다달팽이에게 주사해 옮기는 실험에 성공하고 미국신경과학회가 발행하는 온라인 국제학술지 ‘e뉴로’ 5월 14일자에 발표했다. 이번 연구를 주도한 데이비드 글랜즈먼 교수는 2014년에도 동물실험을 통해 잃어버린 기억을 되살릴 수 있는 방법을 찾아내고 생명과학 분야 학술지 ‘e라이프’에 발표해 주목받은 바 있는 세계적 석학이다. 중추신경계에 뉴런이 약 1000억개가 있는 사람에 견줘 바다달팽이는 중추신경계 뉴런이 2만개에 불과하지만 세포 형태와 분자적 신호전달 체계는 인간과 비슷하다. 연구팀이 실험동물로 결정한 이유다. 연구팀은 바다달팽이 14마리를 7마리씩 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 찬물에 담가 두거나 바늘로 찌르는 등의 방법으로 감각뉴런이 방어 반응을 보이도록 학습시켰다. 그다음 훈련받은 달팽이의 RNA를 뽑아낸 뒤 훈련받지 않은 일반 바다달팽이에게 주사하고 하루 동안 방치했다. 주사 전에는 찬물을 끼얹거나 바늘로 찔러도 아무 반응을 보이지 않던 이 달팽이들은 자극을 주자 훈련받았던 달팽이들과 똑같이 30초간 수축하는 모습을 보였다. 연구에 참여한 알렉시스 베데카라츠 박사는 “이번 연구는 RNA 속에 기억이 저장되고 이를 통해 기억이 다른 개체에 전달될 수 있음을 보여 준 것”이라고 강조했다.RNA는 DNA가 갖고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 작용하는 생체 고분자 화합물이다. 또 활동성이 높기 때문에 다른 DNA나 RNA와 쉽게 결합하기 때문에 생체 내에서 다양한 역할을 수행할 수 있다. 이 때문에 RNA의 생체 내 기능에 대해 모두 밝혀지지는 않은 상태다. 그러나 지난달 말 한국 연구진이 “장기기억은 두 신경세포 사이의 시냅스에 저장된다”는 70년 전 캐나다 심리학자 도널드 헵의 주장을 실험적으로 확인하고 논문으로 발표했다. 이 때문에 뇌과학계에서는 기억 저장소가 RNA인지, 시냅스인지에 대해 치열한 공방이 벌어질 것으로 예상된다. 글랜즈먼 교수는 “만약 기억이 시냅스에 저장된다면 우리 실험이 성공했을 리가 없다”고 주장했다. 또 그는 “이번 연구가 일생 동안 축적된 기억을 이식하는 데 곧바로 활용될 수 있을 것이라고는 확신할 수 없지만 기억 저장에 대해 좀더 정확히 알아 갈수록 가능성은 높아진다”며 “그렇게 된다면 가까운 미래에는 RNA를 활용한 주사든 이식이든 다양한 방법을 통해 치매로 사라진 기억들을 깨우고 회복시킬 수 있을 것”이라고 설명했다. 현재 글랜즈먼 교수팀은 다양한 RNA 중에서 기억을 전달하고 저장하는 데 관여하는 RNA들을 찾아내는 연구를 진행하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 몸에는 항상 움직이는 기관이 있는데 그중 하나는 모두가 아는 바와 같이 온몸에 피를 보내는 ‘심장’이고 또 하나는 ‘눈’이다. 심장은 잠깐이라도 쉬거나 불규칙적으로 뛰면 안 된다. 반면 눈 운동은 규칙성은 없지만 우리가 인식하지 못하는 사이에도 항상 일어나고 있다. 지금 이 글을 읽고 있는 동안은 물론 잠을 자는 동안에도 눈은 계속 운동하고 있다.눈 운동은 시자극에 의해 일어나는 자발적이거나 비자발적인 움직임이다. 눈 운동은 어떤 물체가 나타났을 때 물체가 이동하는 방향으로 눈이 움직이는 ‘비자발적 추종 운동’과 어떤 방향의 물체를 보기 위해 눈을 돌리는 ‘자발적 주시 운동’으로 나뉜다. 이런 눈 운동은 3개의 뇌신경에 의해 조절되는 6개의 눈 근육 수축과 이완에 의해 일어난다. 결국 뇌에서 눈 운동을 정밀하게 관리한다고 볼 수 있다. 시력의 대부분을 담당하는 곳은 전체 망막의 중앙 부분인 지름 0.5㎜ 크기의 ‘황반오목’이다. 물체를 선명하게 보기 위해 뇌는 이 작은 황반오목에 보고자 하는 물체를 맞춰야 하고 기능에 문제가 생기면 시기능에 심각한 장애가 발생한다. 뇌에서 이 기능이 얼마나 빨리 작동하는지 알아볼 수 있는 간단한 실험이 있다. 눈과 30㎝ 떨어진 곳에서 손가락을 들고 처음에는 천천히 흔들다가 점점 빨리 흔들어 보자. 천천히 흔들 때는 손가락이 정확히 보이다가 점점 빨라져 일정 속도 이상이 되면 손가락이 뿌옇게 보이는 것을 느끼게 된다. 손가락을 흔드는 속도에 눈 운동이 따라가지 못하는 것이다. 다음으로 손가락을 고정하고 머리를 좌우로 흔들어 보자. 손가락을 직접 흔드는 것과 달리 머리를 아무리 빨리 흔들어도 손가락이 정확하게 보이는 것을 느낄 것이다. 이는 손가락을 보기 위해 눈 운동이 머리 운동 방향의 반대 ?향으로 일어나기 때문이다. 이 간단한 실험을 통해 뇌가 눈을 움직이게 하는 명령이 얼마나 빠른지 알 수 있다. 이와 같은 눈 운동의 관찰을 통해 눈 근육의 문제나 뇌 기능 이상을 알 수 있으며 안과는 물론이고 신경과의 여러 질환 진단에 중요한 단서가 될 수 있다. 눈 운동 중추 부위의 경색, 위축으로 복시(1개의 물체가 2개로 보이는 것)가 생기거나 어지러움을 느끼는 등의 증상은 뇌질환 초기 증상일 때가 많아 신경 검사에서 눈 운동 검사는 매우 중요한 부분을 차지하고 있다. 눈이 자리잡고 있는 ‘안와’라는 공간에서 눈알은 3차원적으로 움직인다. 이때 눈을 둘러싼 6개 외안근과 시신경, 결합조직이 영향을 미쳐 복잡한 운동 양상을 보인다. 자기공명영상촬영(MRI) 등으로 인체 구조를 들여다보지 않는다면 동공, 홍채, 각막, 결막의 위치 변화로 눈 운동을 측정할 수 있다. 이를 통한 눈 추적 기술이 뇌과학을 비롯한 여러 분야에서 활용되고 있다. 눈 운동 연구와 이를 이용한 눈 추적 기술의 개발은 세계적인 추세다. 하지만 한편으로 우리나라에서는 근거와 효과가 검증되지 않은 치료법으로 환자들을 현혹하는 사례가 많다. 자동으로 일어나는 눈 운동을 일부러 더 유발해 시력을 회복한다거나 노안을 개선한다는 주장이 그것이다. 물론 눈 운동이 시력이나 눈 피로에 도움이 될 수 있지만 아직 과학적 검증이 없는 상태에서 일반인들이 쉽게 현혹될 수 있는 내용으로 사람들의 판단을 흐리게 할 가능성이 있다. 눈 운동뿐만 아니라 만성 피로나 만성질환 등에 대해서도 비과학적이고 검증되지 않은 ‘아니면 그만’이라는 식의 운동법과 치료법 정보가 쏟아지고 있다. 이에 대한 정확한 판단이 필요한 시점이다.

저명한 미래학자 레이 커즈와일은 2005년 발간한 저서 ‘특이점이 온다’에서 특이점을 기계가 인간을 능가하는 지능을 갖는 시점으로 정의했다. 커즈와일은 특이점 이후의 인공지능(AI)은 인간의 수준을 빠르게 능가할 것으로 예측하며 흔히 SF 영화나 소설에서처럼 기계가 인간을 지배할 수도 있다는 의견을 제시했다.현대 인공지능의 성능은 커즈와일의 언어로 표현하자면 ‘좁은 인공지능’에 머물러 있다. 좁은 인공지능은 제한된 영역의 특수한 문제를 해결할 수 있는 인공지능으로 2016년 이세돌 9단과의 대국으로 유명해진 바둑 인공지능 ‘알파고’가 대표적인 사례다. 그렇다면 특이점에 도달할 수 있는 기술은 무엇일까. 이 질문에 대답하는 것이 바로 60여년을 이어 온 인공지능 기술의 여정이었고 앞으로 나갈 길일 것이다. 인공지능의 궁극적인 목표는 인간 수준 또는 인간 수준을 뛰어넘는 지능적 기계장치를 만드는 것이다. 여기서 ‘인간 수준’이라는 기준은 인간의 지능적 행동이 ‘범용 지능’이라는 해석으로부터 기인한다. 범용 지능은 일반적으로 감각적인 정보를 취합해 문제를 인식하거나 발견하고, 나아가 해결책을 다양하게 모색하는 과정을 의미한다. 바로 ‘범용 인공지능’(AGI)은 이러한 인간의 범용 지능을 구현하기 위한 연구 분야다. 그렇지만 범용 인공지능에 대한 구체적인 정의는 아직도 논의가 진행 중이다. 가장 큰 이유는 지능적 행동을 정확하게 정의할 수 없기 때문이다. 그동안 뇌과학 분야에서 지능적 행동에 대해 많은 연구 성과가 있었지만, 아직까지 사람의 지능은 실험적으로나 이론적으로 명확하게 규명되지 않았다. 또 어떤 시스템이 범용 지능을 구현했다고 주장하려면 그것이 얼마나 범용 지능에 가까운지 측정할 수 있는 객관적인 지표가 필요하다. 그렇지만 지능적 행동에 대한 명확한 정의가 없기 때문에 특정 범용 인공지능 시스템의 성능을 정확하게 정량적으로 측정하기는 쉬운 일이 아니다. 이런 관점에서 범용 인공지능의 정의나 측정 기준은 실질적으로 연구개발(R&D)을 진행해 나가면서 정립될 것이라고 판단된다. 범용 인공지능의 정의조차 모호한 상황이지만 연구자들은 범용 인공지능을 개발하기 위해 다양한 시도를 하고 있다. 인공지능의 전통적인 방법론인 규칙 기반의 기호 인공지능과 동물의 뇌 신경망을 리버스 엔지니어링이라고 부르는 역(逆)공학 방법으로 해석해 지능을 구현하는 연구가 활발하게 진행 중이다. 특히 상당수의 범용 인공지능 R&D가 연구 결과를 공개함으로써 집단지성을 활용한 연구개발 방식으로 추진되고 있다. 앞으로의 범용 인공지능이 기대되는 대목이다.

돼지의 뇌는 몸통에서 분리된 뒤에도 36시간이나 기능할 수 있어 윤리 논쟁을 일으킬 수 있다는 주장이 제기됐다. 미국 예일대 연구진은 펌프와 히터, 인공혈액 등으로 몸통에서 떼내어진 돼지 뇌를 작동하게 하는 실험을 해 길게는 36시간 뇌가 작동하게 할 수 있었다고 영국 BBC가 28일(한국시간) 전했다. 원래 이들의 연구 목적은 인간 뇌를 연구하기 위한 방법의 일환이었다. 물론 이런 상태의 돼지가 의식을 하는지에 대한 증거는 없지만 어느 정도의 의식이 살아 있을 가능성은 있다는 우려가 제기된다. 상세한 연구 결과는 이날 메릴랜드주 베데스다에서 미국국립보건원(NIH) 주최 뇌과학윤리 모임에서 발표된다. 이번 주 매사추세츠공과대학(MIT) 테크놀로지 리뷰에도 실릴 예정이다. 네나드 세스탄 예일대 교수는 100마리 이상의 돼지 뇌를 대상으로 실험해 뇌 세포들을 살아 있게 했으며 일상적인 행동을 할 수 있게 했다. 그는 인간 뇌에도 같은 일이 있을 수 있어 신경장애를 치료하는데 응용할 수도 있어 “난감한” 상황에 봉착했다고 밝혔다. 이에 따라 윤리적 논쟁을 벌여 자신들의 연구 행위를 계속해야 하는지에 대해 가이드라인을 제시해달라고 요구하기에 이르렀다고 방송은 분석했다.세스탄과 미국의 신경과학자 15명은 의식이 살아있는지를 측정하는 방법이 개발될 필요성이 있는지와 자신들이 대중의 지지를 받고 연구를 계속할 수 있도록 엄격한 규제 방안이 마련되어야 하는지를 묻고 있다. 런던대학 진보연구스쿨의 콜린 블레이크모어 교수는 “그 기술들은 과학자들에게도 잔인하게 들리는데, 그에 대해 대중적인 토론이 있어야 한다는 건 매우 중요하다. 일정한 투자를 해야 하는 연구진이 그런 기술들을 왜 개발해야 하는지를 대중에게 설명할 수 있어야 하기 때문”이라며 “바로 여기에서 역설(패러독스)가 발생한다. 전적으로 기능하지만 몸체와 분리된 뇌를 잘 보관할수록 연구 목적에는 유용할 것이다. 그러나 뇌가 감지력과 의식을 갖고 있을 가능성이 높아짐으로써 더 깊은 우려를 낳는다. 이를테면 수술 기술이 발전할 때까지 뇌를 보관했다가 새로운 몸통에 연결시키려고 보관하는 일을 고려하는 이들이 있을 수 있어 매우 불편해진다”고 털어놓았다. 그는 나아가 “그렇지 않아도 우리 지구는 인구 과잉이다. 젊은이들과 새로운 아이디어에 공간을 내줘야 한다. 인간이 영원히 살 수 있게 만드는 어떤 메카니즘에 간절히 매달리는 일이 달갑지 않은 이유”라고 갈파했다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr