최근 과학기술 분야에서 핫이슈인 뇌과학이나 인공지능(AI), 신약 후보물질 추적 등의 연구에는 수많은 데이터를 그래프 형태로 표현하는 ‘신경망 빅데이터’가 많이 쓰인다. 이런 빅데이터는 용량이 방대하기 때문에 주로 슈퍼컴퓨터를 이용한다. 하지만 앞으로는 일반 컴퓨터 한 대로도 분석이 가능해질 것으로 전망된다. 대구경북과학기술원(DGIST) 정보통신융합공학전공 김민수 교수팀은 그래프형 빅데이터를 PC로도 분석할 수 있는 ‘지스트림 2.0’ 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이 연구 성과는 지난달 28일부터 일주일 동안 미국 샌프란시스코에서 열린 데이터 분야 국제학술대회 ‘2016 ACM 시그모드’에서 발표됐다. 김 교수팀이 개발한 지스트림 2.0은 GPU(그래픽 프로세서) 2개와 초고속 저장장치인 PCI-e SSD(솔리드 스테이트 디스크) 2개가 장착된 컴퓨터로 그래픽 빅데이터를 처리하도록 한 분석 프로그램이다. 데이터를 컴퓨터에 저장한 뒤 GPU 2개를 활용해 순차적으로 연산을 하는 것이 아니라 동시에 작업하는 방식으로, 분석 속도를 높이고 메모리 사용량 문제도 해결했다. 연구팀은 이를 이용해 320억개 선으로 연결된 그래픽 데이터를 500초 만에 분석하는 데 성공했다. 현재 빅데이터 분석 성능이 가장 우수하다고 알려진 미국 카네기멜런대의 슈퍼컴퓨터로 같은 유형의 그래픽 데이터를 분석하는 데는 1400초가 걸리는 것으로 알려져 있다. 김 교수는 “이번에 개발한 지스트림 기술은 그래프 데이터 처리 속도가 슈퍼컴퓨터보다 월등히 빠르다”며 “뇌과학이나 인공지능 분야에서 쓰는 신경망 형태의 데이터 처리나 사물인터넷(IoT) 데이터 기반의 사이버 보안처럼 대규모 데이터 처리에 유용하게 쓰일 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소금은 두 얼굴을 갖고 있다. 음식 맛을 확 살아나게 하는가하면 적당한 첨가는 건강에도 좋은 영향을 준다. 하지만 한국인의 식습관에서는 소금은 거의 '적'에 가까운 취급을 받고 있다. 적정량을 넘어서 필요이상으로 과다섭취하는 탓이다. 이렇듯 나트륨 섭취량에 따라 건강상태가 달라질 수 있다는 사실은 익히 알려져 있다. 하지만, 나트륨이 건강한 수면에까지도 영향을 미친다는 사실이 최근 새롭게 확인됐다. 최근 해외 연구진에 따르면 소금이 호르몬 분비 뿐만 아니라 뉴런의 운동에도 영향을 미쳐 수면 사이클에 변화를 미칠 수 있는 것으로 밝혀졌다. 덴마크 코펜하겐대학교 연구진은 실험용 쥐의 뇌에 나트륨 성분을 주사한 뒤 수면습관의 변화를 관찰했다. 나트륨 주입 이전과 이후의 변화를 비교 분석한 결과 나트륨이 아드레날린 신경조절물질의 분비에 결정적인 영향을 미치는 것을 확인했다. 일반적으로 호르몬 및 세포신호전달물질로 작용하는 아드레날린은 교감신경의 말단에서 분비되며 수면 부족 상태 또는 수면에서 깨어날 때 활성화된다. 연구진에 따르면 우리 몸은 아침이나 낮 시간에 잠에서 깨어날 때, 체내 나트륨의 조절 통로가 활성화 되면서 뇌의 뉴런에 영향을 미치고, 이것이 아드레날린의 분비로 이어져 외부의 자극 등에 더욱 민감하도록 만드는 역할을 한다. 반면 잠에 들 때에 우리 몸은 나트륨의 조절 통로가 자체적으로 비활성화 되면서, 우리 몸은 외부 자극에 예민하게 반응하지 않도록 조절된다. 즉, 밤 시간이 되면 나트륨 수치가 낮아지고 뉴런의 활동이 무뎌지면서 쉽게 깨지 않는 상태가 된다는 것. 연구진은 나트륨이 우리 뇌에 미치는 정확한 역할을 찾고 뇌와 수면 간의 관계를 밝혀냄으로서 불면증 치료뿐만 아니라 불면증을 동반하는 우울증 등을 치료하는데에도 도움이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구진은 “이번 발견은 뇌가 특정 물질에 어떻게 반응하는지를 밝힌 것으로, 가장 중요한 사실은 어떻게 하면 우리가 ‘수면’을 컨트롤 할 수 있을지를 알게 됐다는 것”이라면서 “우리 뇌는 체내 나트륨의 수치 변화만으로도 매우 쉽게 잠에서 깨어났다 다시 잠들 수 있다”고 설명했다. 소금을 많이 먹어야 한다, 혹은 적게 먹어야 한다라는 식의 직접적 가이드를 제시할 수 있는 연구는 아니다. 오히려 수면이 이뤄지는 뇌과학적 메커니즘을 파악함으로써 인간의 오랜 질병인 불면증 등을 치료할 수 있는 가능성을 제시한 연구다. 다만, 분명한 점은 일상생활에서 나트륨 섭취를 줄일 경우 수면의 질을 높일 수 있음은 간접적으로나마 확인된 셈이다. 자세한 연구결과는 지난달 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 실렸다. 사진=Anna Bogush/포토리아 박성국 기자 psk@seoul.co.kr

뇌 과학 연구에서 피할 수 없는 것이 바로 생쥐나 원숭이 같은 살아 있는 실험동물의 뇌 활동을 관찰하는 것이다. 잔인한 듯하지만 뇌에 약물을 주입하거나 전기 자극을 주면서 실시간으로 뇌의 움직임을 관찰하는 게 가능하다면 뇌과학의 발전 속도는 좀 더 빨라질 수 있을 것이다. 국내 연구진이 동물에게 부작용을 일으키지 않고 안정적인 상태에서 장기간 다양한 실험을 할 수 있는 혁신적인 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단 김성기 단장(성균관대 교수) 연구진은 살아 있는 동물의 뇌를 관찰하면서 약물 주입이나 전극 삽입 같은 실험을 동시에 할 수 있는 ‘두개골 소프트 윈도’ 개발에 성공했다. 이번 연구 성과는 기초과학 및 의학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10일자에 실렸다. 동물에게 뇌는 가장 중요한 기관이기 때문에 두껍고 단단한 뼈로 둘러싸여 있다. 뇌를 관찰하려면 수술로 두개골에 구멍을 만들어 뼈를 대신할 투명 창문으로 메우는데, 이를 ‘두개골 윈도’라고 한다. 기존의 윈도는 커버글라스라는 딱딱한 재질로 만들었기 때문에 관찰만 가능했다. 뇌 자극 같은 실험을 하려면 다시 수술을 거쳐야 한다. 재수술은 동물에게도 상당한 스트레스로 작용하기 때문에 연구 데이터에 영향을 미칠 가능성이 있다. 수술하다가 죽는 경우도 많은데, 이러면 다른 동물을 이용해 처음부터 다시 연구를 진행해야 하기 때문에 연구 결과 도출에 시간이 오래 걸린다. 소프트 윈도를 의미 있는 발전으로 여기는 까닭이다. ‘ 소프트 윈도’는 부드럽고 투명한 실리콘 물질인 ‘폴리디메틸실록산’(PDMS)을 이용했다. 소프트 윈도 수술을 한 생쥐는 깨어 있는 상태에서도 1시간 이상 혈류의 흐름을 볼 수 있다. 또 25주 이상 뇌를 관찰하고, 약물을 투입하거나 뇌파 및 신경전기신호 모니터링을 하는 것도 가능하다. 연구진은 이 기술을 현재 국내 특허로 등록했고 미국에도 특허 출원한 상태다. 김 단장은 “소프트 윈도는 실험 목적에 따라 다양한 크기로 2~3시간 만에 간단히 만들 수 있다”며 “윈도 어디에나 다양한 용도의 주사를 주입하고, 동물이 살아 있는 상태에서도 장기간 실험·관찰할 수 있다는 장점이 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미래창조과학부(장관 최양희)는 7일 대구 대구경북과학기술원(DGIST) 산하 한국뇌연구원에서 ‘뇌과학 발전 전략 착수 준비를 위한 전문가 간담회’를 개최한다. 이번 간담회는 지난달 30일 발표한 ‘뇌과학 발전 전략’ 추진을 위한 후속 조치 차원으로 뇌지도 작성 담당 허브기관 선정과 뇌과학 연구·개발(R&D) 과제 우선순위, 뇌과학 연구 성과와 인공지능 기술 연계 방안 등에 대해 관련 국내 연구기관과 연구자들의 현장 목소리를 듣기 위해 마련된 자리다.

여러 파장 빛으로 뉴런 자극 손상없이 신경세포 활동 조절 “인간의 뇌는 우리가 알고 있는 우주에서 가장 복잡한 세계다. 그런 복잡함 때문에 단순한 모델은 비현실적인 것이 되고 정확한 모델은 이해할 수 없게 된다.”(미국 듀크대 인지과학자 스콧 휴텔) 과학의 발달로 가장 작은 미립자의 세계에서 끝을 상상할 수 없는 광대한 우주까지 비밀이 속속 풀리고 있지만 여전히 과학계에 미스터리로 남아 있는 부분이 있다. 바로 ‘뇌’다. 뇌의 각 부분이 어떤 일을 하는지, 기억은 어떻게 이뤄지는지, 뇌질환은 어떻게 발생하는지 등 뇌의 비밀을 풀어내려는 뇌 과학자들에게 빛을 이용해 신경세포를 선택적으로 작동시킬 수 있는 ‘광유전학’이라는 새로운 도구가 주어졌다. 광유전학(optpgenetics)은 빛(opto)과 유전학(genetics)을 결합한 용어로, 뇌 신경세포를 빛에 반응할 수 있도록 유전적으로 조작해 세포의 생리를 연구하는 학문이다. 신경세포 중에 빛에 반응할 수 있는 광반응성 단백질이 발견되면서 시작됐다. 광유전학이 주목받는 이유는 ‘100세 시대’라 불릴 정도로 인간의 수명이 늘어나면서 뇌질환, 신경질환을 앓는 사람들이 함께 늘고 그에 따른 사회적, 경제적 손실이 커지고 있기 때문이다. 더군다나 기존에는 뇌를 연구하거나 치료하기 위해서는 외과수술을 통해 뇌의 일부분에 손상을 주거나 뇌에 칩을 심어 전기적 자극을 주는 등의 침습적 방식밖에 없었다. 광유전학은 신경세포를 손상시키지 않고도 정교하게 뇌 기능을 알아낼 수 있을 뿐만 아니라 뇌 신경 활동을 조절할 수 있다는 장점까지 갖추고 있다. 신경세포인 뉴런은 컴퓨터처럼 전기신호로 정보를 주고받는다. 막전위(膜電位)라고 부르는 세포 안팎의 전압 차로 생긴 전류가 뉴런을 자극하면 이웃한 뉴런에 신경전달물질을 내뿜어 정보를 전달하는 방식이다. 뉴런에 인위적인 전기 자극을 준다면 뇌 신경 회로를 마음대로 조정할 수도 있게 된다는 말이다. 광유전학은 서로 다른 파장의 빛으로 여러 신경세포의 활동을 조정할 수 있다는 것을 전제로 하고 있다. 2005년 미국 스탠퍼드대 연구진이 녹조류에서 추출한 ‘채널로돕신’이라는 단백질을 포유류의 신경세포에 심은 뒤 빛을 쬐이자 뉴런이 활성화되는 것을 확인한 것이 광유전학 연구의 시작이었다. 이후 생물학자들은 초파리와 꼬마선충, 생쥐 등을 이용해 광유전학 연구를 진행했다. 초파리는 광유전학 초창기에 시도된 동물이다. 과학자들이 유전자를 변형시켜 초파리에게 빛으로 작동하는 이온채널 단백질이 나타나도록 한 뒤 355㎚(나노미터) 파장의 레이저를 쏘자 초파리의 활동이 과다하게 활발해졌다. 빛이 초파리의 중추신경에 발현된 이온채널을 활성화시켜 통제할 수 없을 정도의 엄청난 전기신호들을 발생시켰기 때문이다. 광유전학 연구에서 가장 많이 쓰이는 동물은 ‘예쁜꼬마선충’이다. 성충의 몸길이도 1㎜에 불과한 이 선형동물은 생체 구조가 단순하고 수명이 3주에 불과하지만 유전자 조작이 쉽고 포유동물과 유사한 유전자들을 갖추고 있어 신경과학이나 노화 연구에 많이 활용된다. 생물학자들은 광유전자인 채널로돕신을 꼬마선충의 촉각신경세포에서 발현시킨 뒤 빛을 쬐여 주면 다양한 행동을 조정할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이런 광유전학 기술을 이용하면 알츠하이머, 파킨슨 질환 같은 퇴행성 뇌질환, 우울증, 불면증, 강박증, 간질, 외상후스트레스장애(PTSD), 불안장애, 기억상실, 거식증 같은 정신질환의 원인과 치료법 개발, 암세포 및 암신호전달 연구 등에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 그렇지만 광유전학을 실제 사람의 치료에 적용하기 위해서는 빛에 반응하는 단백질이나 유전자를 원하는 신경세포까지 전달하는 기술과 두개골 속 깊숙한 곳에 위치한 신경세포를 빛으로 효과적으로 자극하는 방법을 찾아야 하는 두 가지의 숙제가 남아 있다. 이를 위해서는 뉴런과 뉴런이 어떻게 연결돼 있는지를 보여주는 정밀한 ‘뇌지도’가 필요하다. 한국과학기술연구원(KIST) 관계자는 “광유전학은 최근 뇌과학 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있는 분야”라며 “광유전학 기술의 바탕이 되는 정밀한 뇌지도는 인간의 뇌 연구에 새로운 지평을 열어줄 수 있을 뿐만 아니라 새로운 형태의 인공지능과 로봇 시스템 개발에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미래부, 뇌과학 발전 전략 발표 미래창조과학부(장관 최양희)는 2023년 뇌 연구 신흥 강국으로의 도약을 목표로 하는 ‘뇌과학 발전 전략’을 30일 발표했다. 이번 발전 전략에 따라 특화된 뇌지도 구축, 뇌 융합 연구, 자연지능과 인공지능 연계 기술 개발, 맞춤형 뇌질환 극복 연구, 뇌 연구 인력 융합 촉진, 뇌 연구 데이터베이스 구축 등의 분야에 집중 투자할 계획이다. 미래부는 향후 10년간 3400억원의 신규 투자가 필요할 것으로 예상하고 재정당국과 관련 재원 마련 방안을 협의할 계획이라고 밝혔다. ‘알코올→휘발유’ 촉매기술 개발 포스텍 환경공학부 홍석봉 교수팀은 작은 구멍이 스펀지처럼 뚫려 있는 제올라이트라는 물질을 이용해 메탄올 같은 알코올을 청정 휘발유로 전환할 수 있는 촉매기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구 성과는 화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 최신호에 발표했다. 연구팀은 ‘EU-12’ 제올라이트의 구조를 밝혀내고 이를 촉매로 활용하면 알코올을 청정 휘발유로 쉽게 전환시킬 수 있다는 사실을 규명했다. 세포 속 단백질 위치 간단히 파악 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 이현우 교수팀은 세포 속 단백질 위치를 간단하게 파악할 수 있는 기술을 찾아내 세포생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 최신호에 발표했다. 이번에 개발한 기술은 과산화효소라는 물질을 촉매로 써서 화학반응을 유도해 세포 속 단백질의 위치를 찾는 방식이다. 과산화효소의 반응은 세포 속 단백질의 위치에 따라 다르게 진행되기 때문에 원하는 단백질의 정확한 위치를 파악할 수 있다. 이번 기술은 질병 연구나 신약 개발에도 유용하게 쓰일 것으로 기대되고 있다.

잠수병. 잠수부들이 걸리는 직업병이다. 바다 깊은 곳에 맨몸으로 잠수했다가 수면 밖으로 나오는 일을 반복하면서 생긴다. 혈액에 녹았던 질소가 기포화되면서 모세혈관을 압박해 통증, 구토, 감각상실 등을 유발하는 병이다. 잠수부들은 감압실에 들어가 질소가 기포화되지 않도록 조처한다. 우리 아이들은 학업이라는 거친 바다를 헤엄치는 잠수부다. 십수 년 동안 하루 10시간 이상씩 공부의 수압을 견디며 자맥질한다. 그래서 몸과 마음에는 스트레스, 우울증, 공격성, 반항심, 기피증 같은 질소성 기포가 가득 차 있다. 이것들이 해소되지 않은 채 전신을 돌아다니면서 우리 아이들은 심신에 강한 통증을 호소하게 된다. 학업 잠수병을 예방하기 위한 교육적 감압 장치가 필요한 이유다. 학교체육은 오래전부터 과도한 지식 흡입으로 인한 체력 저하, 두뇌 긴장, 스트레스 축적을 완화하고 해소시키는 기회를 제공해 왔다. 한층 더 나아가 체력 증진, 자신감 회복, 사회성 강화, 인성 함양과 같은 긍정적 성향의 발달까지도 촉진해 준다. 비유하자면 체육은 감압 효과에 덧붙여 산소 농도를 높여 주어 피로회복과 활력증진을 도와주는 고압산소체임버의 기능까지도 갖춘 셈이다. 이 점은 비유에 그치지 않는다. 신체활동이 혈류량을 증진시켜 뇌기능을 향상시키고 그에 따라 공부 효과와 자신감을 높인다는 최근 뇌과학적 연구 결과가 그것을 증명해 준다. 현 정부 들어 지금까지 학교체육에 정책적 투자가 이루어진 것은 바로 이런 이유 때문이다. 학교스포츠클럽 활성화 및 대회 개최, 실내체육관 건립, 토요스포츠데이 운영, 스포츠 강사 지원, 여학생 체육 활성화, 건강체력 측정 등 온통 찌들어 있는 우리 아이들의 몸에서 찌꺼기를 제거하고 불순물을 떼어 냈다. 이로써 아이들이 건강한 몸과 올바른 마음을 가질 수 있었다. 남녀 학생 모두 운동을 좋아하게 되고, 친구와의 관계가 좋아지며, 학교생활에 만족하는 경향이 높아졌다. 아이들의 힘든 삶을 온전히 회복시키는 데 공헌한 것이다. 학교체육에 대한 지원은 이론의 여지없이 계속돼야 한다. 오히려 현재보다 더욱 강화돼야 한다. 그 효과가 검증된 만큼 현재보다 더욱 전문화되고 체계화된 정책 개발과 집행이 절실하다. 정책의 치밀한 계획과 체계적 실행을 위해 청소년을 위한 학교체육, 생활체육, 전문체육을 통합적으로 운영하는 것이 필요하다. 자라나는 청소년을 대상으로 하는 만큼 교육적 고려가 최우선의 원칙이 돼야 한다. 학교체육을 중심으로 청소년 체육이 활성화돼야 하는 이유다. 학교체육진흥법에 명시된 학교체육진흥원 같은 전문기관이 그런 통합된 운영을 도와줄 수 있을 것이다. 사막 같은 십대의 삶을 살아내야 하는 우리 아이들에게는 오아시스가 절실하다. 교육적 비전을 갖추고 통합화된 청소년 체육 정책은 지금 같이 소규모의 감압실이나 고압산소체임버 크기와 효과를 뛰어넘을 수 있다. 두바이가 중동 사막의 오아시스 도시가 된 것은 오로지 과감한 투자로 인한 것이다. 학교체육은 우리 십대 아이들의 삶에 오아시스가 될 수 있다. 국가여, 학교체육에 과감히 투자하라.

달리기와 같은 운동이 몸에만 좋다고 생각하면 다시 생각해야 할 듯하다. 건강한 체형을 유지하는데 도움이 되는 이런 운동이 뇌 기능 향상에도 영향을 주는 것이 새로운 연구를 통해 밝혀졌다. 이 연구에서는 평소 건강을 유지하는 사람들은 뇌가 더 커서 기억력이 더 좋고 사고력이 더 냉철할 수 있는 것으로 나타났다. 반면 그렇지 못한 사람들은 뇌가 더 작아 인지력이 더 떨어질 수 있는 것으로 확인됐다. 이 결과는 운동이 뇌의 노화를 막을 뿐만 아니라 사멸하는 세포를 대체하는 데 도움을 주는 것과 연관성이 있다는 것을 보여주는 확실한 증거를 더한다. 즉 운동은 몸을 쇠약하게 만드는 병은 물론 알츠하이머병과 같은 인지장애 위험을 줄인다는 것이다. 이번 결과의 일부 내용은 뇌과학 학술지 ‘뉴로이미지’(NeuroImage) 최신호에 실렸다. 미국 켄터키대학 연구팀은 나이 59~69세 성인 30명을 대상으로 런닝머신을 달리게 하고 신체 기능을 조사했다. 연구팀은 참가자들의 심장과 폐 용량을 측정하는 것은 물론 자기공명영상(MRI) 장치를 사용해 그들의 뇌 혈류량을 조사했다. 그 결과, 신체 건강이 떨어지는 사람들은 상대적으로 건강이 좋은 이들보다 뇌가 더 작은 것으로 나타났다. 연구팀은 이 학술지에 “우리는 심폐 능력과 대뇌 혈류 사이의 긍정적인 관계를 관찰했다”면서 “심장 기능이 낮아 신체 건강이 떨어지는 사람들은 뇌 용적이 더 적고 기억력이 지연됐으며 인지력이 나빠지는 것과 관련돼 있었다”고 밝혔다. 연구팀은 “그 결과에 대해 정기적 활동과 운동을 통한 건강 유지는 노년의 뇌 건강을 지키는 데 중요한 역할을 하지만, 심장 기능의 감소는 인지 장애 발생과 관련돼 있었다는 것을 보여줬다”고 말했다. 다만 연구팀은 운동이 왜 뇌 세포를 보호하는지에 대해서는 아직 명확한 이유를 밝히지 못했다. 한편 미국 국립노화연구소(NIA)에서 기존에 진행한 쥐 실험에서도 기억력을 관장하는 뇌 영역인 해마의 세포들이 신체가 활동적이면 재생산되는 것을 보여줬다. 반면 신체 활동이 떨어지는 쥐에서는 세포 생산이 감소하는 것으로 나타났다. 영국 엑세터 대학의 린다 클레어 노화 및 치매 임상심리학 교수는 최근 선데이타임스와의 인터뷰를 통해 이번 연구 결과에 대해 “활발한 보행이나 자전거 타기, 또는 달리기와 같은 중등강도의 유산소 활동은 뇌의 구조와 기능에 변화를 만들 수 있다”면서 “이런 변화는 뇌의 인지력 유지와 신경 병리학적으로 더 빠른 회복을 증가시킨다”고 설명했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“과학자에게 연구 장비는 군인들로 치면 총이나 마찬가집니다. 군인이 자신에게 맞지 않는 무기를 갖고 제대로 전쟁을 할 수 있겠습니까. 우수한 연구성과를 위해 우리 연구자들에게 맞는 맞춤형 연구장비가 제공돼야 하는 이유입니다.” 한국기초과학지원연구원 이광식(53) 원장은 3일 취임 후 첫 기자 간담회에서 연구장비 국산화의 중요성에 대해 강조했다. 기초지원연은 연구시설 및 장비, 분석기술 개발과 연구 지원을 목적으로 1988년 설립된 정부 출연연구기관이다. 이 원장은 연구원 초창기 멤버로 환경과학연구부장, 재난분석과학연구단장, 부원장을 거쳐 지난 2월 원장에 취임했다. 약 30년의 연구원 역사에 첫 내부 출신 원장이다. 이 때문에 연구원의 강점과 약점을 누구보다도 잘 알고 있다. 이 원장은 “국가연구시설장비를 총괄 관리하고 관련 기술 개발을 이끌어가야 하는 기관임에도 불구하고 지금까지 그런 부분이 취약했다”며 “누구나 개발할 수 있는 연구장비가 아닌 세계적 수준의 첨단 연구시설과 장비 개발에 집중할 것”이라고 강조했다. 실제로 연구원은 이달 말 충북 오창 본원에 생체물질의 3차원 분자구조를 직접 관찰할 수 있는 최첨단 전자현미경 ‘바이오-HVEM’을 설치하고 이를 본격 가동할 예정이다. 세계 최고 수준의 7테슬라급 자기공명영상장치(MRI)도 개발이 끝나 뇌 지도 완성 등 뇌과학 분야 연구에 본격적으로 활용하겠다는 계획이다. 이 원장은 “외국에서는 연구장비를 관리하는 테크니션들도 연구자들만큼 대우를 받고 있지만 우리나라에서는 실험실에서 비커나 시험관을 닦는 기능인 정도로만 생각한다”며 “세계적인 연구 성과를 내기 위해서는 연구장비를 체계적으로 관리할 수 있는 전문가 육성이 병행돼야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

달리기와 같은 운동이 몸에만 좋다고 생각하면 다시 생각해야 할 듯하다. 건강한 체형을 유지하는데 도움이 되는 이런 운동이 뇌 기능 향상에도 영향을 주는 것이 새로운 연구를 통해 밝혀졌다. 이 연구에서는 평소 건강을 유지하는 사람들은 뇌가 더 커서 기억력이 더 좋고 사고력이 더 냉철할 수 있는 것으로 나타났다. 반면 그렇지 못한 사람들은 뇌가 더 작아 인지력이 더 떨어질 수 있는 것으로 확인됐다. 이 결과는 운동이 뇌의 노화를 막을 뿐만 아니라 사멸하는 세포를 대체하는 데 도움을 주는 것과 연관성이 있다는 것을 보여주는 확실한 증거를 더한다. 즉 운동은 몸을 쇠약하게 만드는 병은 물론 알츠하이머병과 같은 인지장애 위험을 줄인다는 것이다. 이번 결과의 일부 내용은 뇌과학 학술지 ‘뉴로이미지’(NeuroImage) 최신호에 실렸다. 미국 켄터키대학 연구팀은 나이 59~69세 성인 30명을 대상으로 런닝머신을 달리게 하고 신체 기능을 조사했다. 연구팀은 참가자들의 심장과 폐 용량을 측정하는 것은 물론 자기공명영상(MRI) 장치를 사용해 그들의 뇌 혈류량을 조사했다. 그 결과, 신체 건강이 떨어지는 사람들은 상대적으로 건강이 좋은 이들보다 뇌가 더 작은 것으로 나타났다. 연구팀은 이 학술지에 “우리는 심폐 능력과 대뇌 혈류 사이의 긍정적인 관계를 관찰했다”면서 “심장 기능이 낮아 신체 건강이 떨어지는 사람들은 뇌 용적이 더 적고 기억력이 지연됐으며 인지력이 나빠지는 것과 관련돼 있었다”고 밝혔다. 연구팀은 “그 결과에 대해 정기적 활동과 운동을 통한 건강 유지는 노년의 뇌 건강을 지키는 데 중요한 역할을 하지만, 심장 기능의 감소는 인지 장애 발생과 관련돼 있었다는 것을 보여줬다”고 말했다. 다만 연구팀은 운동이 왜 뇌 세포를 보호하는지에 대해서는 아직 명확한 이유를 밝히지 못했다. 한편 미국 국립노화연구소(NIA)에서 기존에 진행한 쥐 실험에서도 기억력을 관장하는 뇌 영역인 해마의 세포들이 신체가 활동적이면 재생산되는 것을 보여줬다. 반면 신체 활동이 떨어지는 쥐에서는 세포 생산이 감소하는 것으로 나타났다. 영국 엑세터 대학의 린다 클레어 노화 및 치매 임상심리학 교수는 최근 선데이타임스와의 인터뷰를 통해 이번 연구 결과에 대해 “활발한 보행이나 자전거 타기, 또는 달리기와 같은 중등강도의 유산소 활동은 뇌의 구조와 기능에 변화를 만들 수 있다”면서 “이런 변화는 뇌의 인지력 유지와 신경 병리학적으로 더 빠른 회복을 증가시킨다”고 설명했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한때 모차르트 음악이나 바로크 음악을 들으면 머리가 좋아지고 학습 능력이 향상된다는 ‘모차르트 효과’와 ‘바로크 효과’가 알려지면서 학부모 사이에서 클래식 음악 열풍이 분 적이 있었다. 많은 연구자가 음악이 두뇌 발달에 도움이 된다는 점에는 공감하고 있지만 모차르트 효과나 바로크 효과가 정말 존재하는가에 대해서는 확신을 하지 못하고 있다. 미국 워싱턴대 학습 및 뇌과학연구소 패트리샤 쿨 교수와 크리스티안 자오 박사 연구팀은 어려서부터 음악을 듣고 악기를 연주하는 것이 두뇌의 언어중추 발달에 특히 도움이 된다는 연구 결과를 기초과학 분야 국제학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 25일자에 발표했다. 연구팀은 생후 9개월 유아 47명과 부모를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 왈츠 음악을 들려주면서 탬버린, 캐스터네츠, 드럼 등 간단한 악기를 연주하도록 하고 다른 그룹은 블록 쌓기 같은 일반적인 놀잇감을 가지고 하루 15분씩 4주 동안 갖고 놀게 했다. 연구팀은 4주 후 아이들의 뇌를 ‘뇌자도’(MEG) 장치로 스캔했다. MEG는 자기장을 이용해 뇌 속 신경세포의 전기신호를 측정하는 기기로, 뇌의 활성화 부위를 찾는 데 이용된다. 그 결과 음악놀이를 한 아이들은 일반 장난감을 갖고 논 아이에 비해 청각피질과 전전두엽(前前頭葉)피질 부분이 더 많이 활성화되고 발달한 것으로 나타났다. 음악을 듣고 악기를 연주한 아이들은 그렇지 않은 아이보다 언어 구사 속도가 더 빠르다는 사실도 발견했다. 청각피질과 전전두엽피질 부분이 발달하면 시끄러운 환경에서도 주의 집중을 잘하고 규칙이나 패턴을 쉽게 찾아내는 것으로 알려져 있다. 쿨 교수는 “이번 연구는 어려서부터 음악을 듣고 악기를 배우는 것은 인지능력을 향상시키는 가장 좋은 방법이자 장기적으로 다양한 외국어를 익히는 데 도움이 된다는 사실을 보여 준 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반가우이, 난 레오나르도 다빈치(1452~1519)일세. 많은 사람들이 날 보고 ‘르네상스의 거장’이네 ‘시대를 앞서간 천재’네 하며 극찬을 하지만, 사실 나는 내가 하고 싶은 일에 내 능력을 조금 더 썼을 뿐이라네. 미술은 물론 과학, 기술 분야까지 다양한 분야에 관심을 가지며 엄청난 분량의 메모를 남겼지만, 되돌아보니 ‘왜 한 분야에 집중해 내 능력을 쓰지 못했을까’라는 회한도 좀 남는구먼. 그래서 죽기 전 내 조수 살라이에게 “나는 내게 주어진 시간을 허비했다”고 말하기도 했었지.많은 작품들 중에서 내가 아끼는 작품은 바로 피렌체 공국의 거상 차노비 델 조콘도의 아내 라 조콘다를 그린 ‘모나리자’라네. 부인의 입과 눈에 은근히 남아 있는 미소에 매혹된 사람들이 그 당시뿐만 아니라 지금까지 많은 것 같더군. 사람들이 날 사람이나 사물의 내면까지 꿰뚫어 보는 능력을 가진 천재 화가라고들 하지만, 난 입과 눈매를 그리는 것을 항상 어려워했다네. 솔직히 모나리자 그림의 입술과 눈꼬리는 유난히 그리기가 어려웠지. 사실 제대로 그리는 데 실패했다고 봐야 할 걸세. 그런데 그렇게 잘못 그린 부분 덕에 도리어 명작으로 대접을 받고 있으니 정말 재미있는 일 아닌가. 어쨌든 인물화를 그릴 때는 상대방 얼굴의 미세한 표정까지 읽어내는 것이 중요하다네. 그 미세한 표정을 어떻게 멋지게 표현해 내느냐에 따라 명작과 졸작이 구분된다고 볼 수 있지. 최근 뇌과학 분야의 국제학술지 중 하나인 ‘뉴로사이언스’ 최신호에서 아주 재미있는 논문 하나를 읽었다네. 미국 오하이오주립대 전자 및 컴퓨터공학과 알레이스 마르티네즈 교수팀이 다른 사람의 표정을 읽고 인식하는 뇌 부위가 있다는 것을 밝혀냈다는 거였어. 마르티네즈 교수팀은 대학생들에게 혐오감을 느끼는 표정, 놀라며 좋아하는 얼굴, 화를 내는 모습 등 몇 가지 범주로 나눈 서로 다른 얼굴 표정을 한 1000여명의 사진을 보여주면서 기능성 자기공명영상(fMRI)이라는 기계를 이용해 활성화되는 뇌 부위를 찾았다더군. 그 결과 얼굴 표정을 인식하는 뇌 영역이 ‘후부상측두구’(pSTS)라는 것을 알아낸 거야. 귀 바로 뒤쪽에 위치한 우뇌 부분인 pSTS는 사람의 감각 기능을 제어하는 데 도움을 주고 이타적 행위까지 좌우하는 뇌 영역이라고 하더군. 그런데 더 재미있는 건 여기부터라네. pSTS는 미간과 눈썹, 입꼬리의 변화에 활발하게 반응한다는거야. 사람들은 이 세 부분의 변화가 아무리 미세하더라도 포착을 해내 상대의 감정상태를 파악해낸다는 말이지. 재미있지 않나. 사람의 뇌가 몇 가지 얼굴 근육의 움직임을 단서로 상대방의 표정이나 감정을 파악한다는 것 말이야. 이번 연구는 얼굴 표정을 읽어내는 뇌의 움직임에 대해 이해하는 데 도움을 줄 뿐 아니라 타인의 표정이나 감정을 읽는 데 어려움을 겪는 자폐증 환자 등의 뇌 연구에도 도움을 줄 거라고 하더군. 그런데 말일세, 이 사람들은 이 연구를 바탕으로 사람의 표정을 읽고 감정에 반응할 수 있는 인공지능의 알고리즘을 개발하는 연구를 진행할 거란 거야. 만약 마르티네즈 교수가 사람의 표정을 읽고 반응할 수 있는 인공지능을 만들어낸다면 나, 레오나르도 다빈치를 뛰어넘는 ‘인공지능 천재 화가’가 나오는 것 아닌가 싶어. 사람의 고유한 영역인 예술까지 기계가 침범한다면…. 어이쿠, 이건 별로 상상하고 싶지 않구먼. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

김대식의 인간 vs 기계(김대식 지음, 동아시아 펴냄) 인공지능에 초점을 맞춰 한국 필자가 쉽고 대중적으로 펴낸 책이다. 카이스트에서 전기 및 전자과 교수로 근무하는 저자는 알파고 충격 이후 청와대에 초청돼 강의를 했을 정도로 인공지능과 뇌과학 분야의 최고 전문가로 꼽힌다. 저자는 ‘약한 인공지능’과 ‘강한 인공지능’으로 구분해 인공지능에 대한 논란에 답한다. 사람하고 비슷한 수준으로 인지하는 인공지능은 알파고와 같이 현실화됐고 독립성, 자유의지 등을 가진 강한 인공지능은 아직은 만들지 못한다. 저자는 강한 인공지능의 등장을 인류 멸망으로 해석하는 이유도 설명한다. “강한 인공지능이 어느 한순간 인간을 놓고 질문을 하게 됩니다. ‘인간은 지구에 왜 있어야 되나?’” 352쪽. 1만 8000원. 세상을 바꾼 전략 36계(김재한 지음, 아마존의 나비 펴냄) 정치, 사회, 경제, 문화 등 다양한 영역을 포괄하는 역사적 사실들을 전략적 키워드로 융합한 책이다. 동서고금의 세상사를 단순하게 나열하지 않고 인간만의 알고리즘으로 엮어 해석한다. 책에서 소개하는 전략들은 선거와 같은 정치 게임의 관전 포인트를 제공하고 전략적 정치 참여를 가능하게 한다. 당선 가능성을 보고 차선의 대안에 투표하는 이른바 ‘전략적 투표’를 다룬 장에서는 어떻게 투표 선택으로 정치 결과를 바꿀 수 있는지 설명한다. 저자는 김대중 전 대통령의 당선에 결정적인 역할을 했던 1997년 DJP연합을 사례로 들며 산토끼 공략의 성공 조건을 제시하고 있다. 이 밖에도 청계천 복원 등을 통해 토목건축의 정치적 효과를 살펴본다. 316쪽. 1만 7000원. 환자가 된 의사들(로버트 클리츠먼 지음, 강명신 옮김, 동녘 펴냄) 정신과 전문의인 저자가 다큐멘터리 형식을 빌려 삶의 마지막 종착지에 이른 환자가 된 의사들의 이야기를 들려준다. 그들의 고백은 삶과 죽음이라는 인간의 근본 문제에 관한 진중한 성찰인 동시에 자신들이 행해 온 의료체계에 대한 반성을 드러낸다. 저자는 환자가 된 의사 70여명을 심층 인터뷰하고, 그들의 직무적 고충과 생존의 어려움으로 번민하는 모습을 가감 없이 전한다. 저자 자신도 지독한 우울증을 경험하며 의사와 환자 양자를 체험했다. 그리고 의료계 내부의 시각에서 환자를 다루고, 환자들의 편의를 봐주지 않는 의료시스템의 철옹성을 깨닫게 되면서 현대 의료 철학과 병원의 물리적, 제도적 한계를 환기시킨다. 488쪽. 1만 9000원. 모던 씨크 명랑(김명환 지음, 문학동네 펴냄) 1920년부터 1940년까지 20여년간 발행된 신문 6000여 부의 광고면들을 탐험하며 신문 광고에 담긴 근대 조선인의 삶과 사회상을 흥미롭게 짚어 냈다. 책은 의식주에서 성생활까지 우리가 누리는 현대적 생활양식들이 첫걸음을 내디뎠을 때의 세상 풍경을 다채롭게 펼쳐 낸다. 껌은 흔히 6·25 때 미군에 의해 전해졌다고 알려졌지만 저자는 1925년 ‘리글리 췌잉껌’ 광고를 찾아내 껌의 역사를 바로잡는다. 샴푸로 머리를 감기 시작한 것도 1934년부터였고, 토마토케첩도 이미 80여년 전 경성의 상점가에 판매됐다. 오늘날 성형외과 광고에 등장하는 수술 전후 비교 사진이 당시 병원 광고에 사용됐다는 것도 알 수 있다. 당대 광고 원본 이미지를 통해 경성시대의 디테일들을 엿볼 수 있다. 360쪽. 1만 6500원. 나를 위한 사찰여행 55(유철상 지음, 상상출판 펴냄) 느림의 미학으로 마음을 치유하는 국내의 대표적 사찰을 소개한 책이다. 저자는 10년 동안 전국 방방곡곡을 돌며 만난 사찰 가운데 55곳을 골라 지리와 역사, 종교적 가치와 문화재로서의 의미를 상세하게 풀어냈다. 템플스테이 프로그램에 대한 설명도 덧붙였다. 저자는 여름에 추천할 만한 산사로 충남 공주의 마곡사, 전남 해남의 미황사, 경남 합천 해인사를 꼽는다. 산길을 맨발로 걸으며 마음을 달래고 자연을 즐기는 ‘맨발 산행’이 가능한 마곡사, 다도해를 바라보며 무한한 사색에 빠져들 수 있는 땅끝마을의 미황사, 팔만대장경 인경 체험과 암자 순례가 인상적인 해인사의 템플스테이 등 산사의 매력을 소개한다. 432쪽. 1만 6500원.

사람은 자신의 두뇌에 이끌리는지 아니면 심장에 이끌리는지는 아주 오랜 시간 동안 철학과 과학, 종교학 등 여러 영역에서 논쟁의 형태와 주제를 달리 하면서 거듭되어온 탐구 대상이었다. 이성적 존재로서 인간과 감성적 존재로서 인간을 기계적으로 나눌 수는 없지만 인류가 더욱 근원적 영역에 대한 모색을 해온 탓이다. 하지만 이제 일부 과학자의 연구 결론을 따른다면 마음이 머리를 이끄는 것으로 생각할 수 있게 됐다. 새 연구를 통해 사람의 정서적 상태를 반영하는 심박수 변화가 현명한 사고와 결정에 영향을 줄 수 있다는 것이 밝혀졌다. 캐나다 워털루 대학과 호주 가톨릭 대학 공동 연구팀에 따르면, 이해관계가 충돌하는 사안 등 복잡한 사회 문제를 현명하게 추론하기 위해서는 심박수 변화와 이성적 사고 과정이 함께 작용하는 것으로 확인됐다. 연구팀이 규정한 ‘현명한 추론’(Wise Reasoning)은 한 개인이 자신의 지적 한계를 인식함은 물론, 다른 사람의 관점을 인정하고 다른 관점과 조화를 추구하는 것을 의미한다. 즉, 지혜롭고, 성찰적인 인간형의 특성을 일컫는다. 연구를 이끈 이고르 그로스먼 캐나다 워털루 대학 박사는 “우리 연구는 결과적으로 ‘현명한 추론’이 이성적 역할과 인지 능력에만 국한되는 것이 아니라는 것을 보여준다”면서 “좀더 장기적으로, 지혜로운 관점에서 사회 문제를 생각할 수 있는 사람들의 심박수 변화가 더 많고, 궁극적으로 현명한 추론에 접근할 가능성이 높은 것으로 나타났다”고 말했다. 이번 연구에서 참여한 사람들은 제 3자적 관점에서 하나의 사회적 문제에 대해 생각해보는 시간을 가졌다. 교육 예산 삭감을 비롯해 기후변화 대응, 의료보험, 정리해고 등 고용 불안정, 금리 문제, 탄소세 제정, 사회보장 등 공공의 이해관계 속에서 가장 충돌이 심하면서도 공통의 결론을 이끌어내야하는 문제들이었다. 이를 통해 연구팀은 심박수 변화의 폭이 더 큰 사람들이 더 현명하고 편견이 덜한 방식으로 사회적 문제의 대안을 추론해낼 수 있다는 사실을 발견했다. 하지만 이들 참가자가 1인칭 관점에서 사회 문제를 추론할 경우, 심박수 변화와 더 현명한 판단 간의 관계는 명백하지 않았다. 이들 연구팀은 인간의 현명한 판단에 영향을 주는 조건들을 정신생리학적으로 식별하기 위해 이번 연구를 진행했다. 또한 이번 연구는 현명한 판단을 인지적으로 지지하는 이전 연구를 뒷받침한다. 이번 연구는 특히 앉아있는 것과 같은 낮은 신체활동 동안 심박수 변화 등 심장의 생리가 편견이 덜하고 더 현명하게 판단하는 것과 연관성이 있다는 것을 처음으로 보여줬다. 인간의 심박수는 자리에 앉아 있는 것과 같은 심지어 정상 상태인 동안에도 수시로 바뀐다. 심박수 변화는 심장 박동 사이의 시간 간격이 변화하는 것을 말한다. 이는 신체 장기 기능의 신경 체계를 제어하는 것과 연관성이 있다. 그로스먼 박사는 “우리는 이미 심박수 변화가 더 큰 사람들이 작업기억(Working Memory) 등 뇌의 고급 기능에 우수한 능력을 보인다는 것을 알고 있었다”면서 “하지만 이런 사람이 반드시 더 현명하다는 것을 의미하는 것은 아니며, 사실 어떤 사람들은 현명하지 못한 결정을 내리는데 자신의 인지 능력을 사용할 수 있다”고 설명했다. 또한 그로스먼 박사는 “심박수 변화가 더 큰 사람들이 현명한 판단에 자신의 인지 능력을 제대로 쓰려면 우선 자기중심적(이기적) 관점을 극복할 필요가 있다”고 지적했다. 이번 연구결과는 ‘행동 뇌과학 프론티어즈’(Frontiers in Behavioral Neuroscience)지 최신호에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

아기들의 뇌는 어른들의 생각보다 훨씬 더 발달해 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 시카고대 등의 연구팀이 생후 7개월밖에 안 된 아기들도 ‘기본적인 사회 기술’을 갖고 있다는 것을 발견했다. 이는 이 시기 아기들이 이미 부모 등 다른 사람들이 무엇을 하고 있는지 이해할 수 있다는 것. 이번 연구는 아기들이 다른 사람을 관찰하고 있을 뿐만 아니라 사회적 상호관계를 이해하고 있다는 것을 처음으로 보여줬다. 연구에 참여한 아만다 우드워드 시카고대 연구원은 “이 연구는 아기가 다른 사람을 관찰하고 그가 어떻게 움직이는지 이해하며 움직이는 법을 배우는 것에 직접적인 연관성이 있다는 것을 보여주는 것으로, 아기가 관찰하는 것을 이해한다는 중대한 소식”이라고 말했다. 신경과학자와 발달심리학자가 공동으로 진행한 이번 연구는 유아가 다른 사람의 행동을 관찰할 때의 뇌가 유아의 운동신경에서 명확한 사회적 행동까지의 신경 반응과 직접 연관성이 있다는 것을 처음으로 입증하기 위해 두뇌의 처리 방법을 조사한 것이다. 이번 연구에서는 생후 7개월 된 아기 36명의 뇌 활동을 측정하기 위해 각 아기의 머리에 뇌파기록장치(EEG)가 연결된 모자를 씌운 상태로 각 시험이 진행됐다. 각 실험이 진행되는 동안 아기들은 각자 한 연기자가 두 장난감 중 하나에 손을 뻗는 것을 관찰했다. 그러자 각 아기는 곧바로 두 장난감 중 연기자가 집었던 것과 똑같은 것을 선택했다. 이런 절차는 12차례 반복됐다. 아기들의 뇌 활동으로 연기자의 행동에 아기 자신이 어떻게 반응하는지가 예측됐다. 아기들은 해당 연기자가 두 장난감 중 하나를 집어드는 것을 볼 때마다 뇌와 연결된 운동신경이 점점 증가했고 실제로 계속해서 연기자를 모방했다. 반면 아기들이 연기자를 따라하지 않았을 경우에는 뇌 활동에서 운동신경과 연관성이 있는 반응은 확인할 수 없었다. 이에 대해 이 연구를 이끈 트니 필리피 시카고대 심리학 박사과정 연구원은 “이번 연구는 운동신경의 점증이 유아의 사회적 상호작용 행동에 의존적으로 연결돼 있다는 최초의 증거를 제공한다”면서 “이는 유아가 행동을 입력하는 동안에 일어나는 운동신경의 점증이 이후 사회적 상호작용 행동을 예측할 수 있는 최초의 증거를 제공한다”고 말했다. 테이거-플러스버그 미 보스턴대 심리학과 뇌과학 교수는 이번 연구의 의미에 대해 “아기들이 태어난지 첫해 중반이 될 때까지는 부모 등 사람들이 의도적으로 아기 앞에서 행동을 통해 이해시기기 시작해야 한다는 것을 보여준다”고 평가했다. 근본적으로 연구팀은 이번 연구로 유아의 지능적 사회 행동에 기여하는 신경 과정을 확인할 수 있었다. 그리고 이 연구로 유아의 운동신경 활성화가 다른 사람의 행동을 모방할 뿐만 아니라 다른 사람의 목적을 명백하게 이해하는 것을 예측하는 최초의 증거가 된다는 것을 알아냈다. 한편 이번 연구결과는 미국 심리과학협회(Association for Psychological Science)가 발행하는 상호심사(피어리뷰드) 학술지 ‘심리 과학’(Psychological Science) 12일자에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

사람은 자신의 두뇌에 이끌리는지 아니면 심장에 이끌리는지는 아주 오랜 시간 동안 철학과 과학, 종교학 등 여러 영역에서 논쟁의 형태와 주제를 달리 하면서 거듭되어온 탐구 대상이었다. 이성적 존재로서 인간과 감성적 존재로서 인간을 기계적으로 나눌 수는 없지만 인류가 더욱 근원적 영역에 대한 모색을 해온 탓이다. 하지만 이제 일부 과학자의 연구 결론을 따른다면 마음이 머리를 이끄는 것으로 생각할 수 있게 됐다. 새 연구를 통해 사람의 정서적 상태를 반영하는 심박수 변화가 현명한 사고와 결정에 영향을 줄 수 있다는 것이 밝혀졌다. 캐나다 워털루 대학과 호주 가톨릭 대학 공동 연구팀에 따르면, 이해관계가 충돌하는 사안 등 복잡한 사회 문제를 현명하게 추론하기 위해서는 심박수 변화와 이성적 사고 과정이 함께 작용하는 것으로 확인됐다. 연구팀이 규정한 ‘현명한 추론’(Wise Reasoning)은 한 개인이 자신의 지적 한계를 인식함은 물론, 다른 사람의 관점을 인정하고 다른 관점과 조화를 추구하는 것을 의미한다. 즉, 지혜롭고, 성찰적인 인간형의 특성을 일컫는다. 연구를 이끈 이고르 그로스먼 캐나다 워털루 대학 박사는 “우리 연구는 결과적으로 ‘현명한 추론’이 이성적 역할과 인지 능력에만 국한되는 것이 아니라는 것을 보여준다”면서 “좀더 장기적으로, 지혜로운 관점에서 사회 문제를 생각할 수 있는 사람들의 심박수 변화가 더 많고, 궁극적으로 현명한 추론에 접근할 가능성이 높은 것으로 나타났다”고 말했다. 이번 연구에서 참여한 사람들은 제 3자적 관점에서 하나의 사회적 문제에 대해 생각해보는 시간을 가졌다. 교육 예산 삭감을 비롯해 기후변화 대응, 의료보험, 정리해고 등 고용 불안정, 금리 문제, 탄소세 제정, 사회보장 등 공공의 이해관계 속에서 가장 충돌이 심하면서도 공통의 결론을 이끌어내야하는 문제들이었다. 이를 통해 연구팀은 심박수 변화의 폭이 더 큰 사람들이 더 현명하고 편견이 덜한 방식으로 사회적 문제의 대안을 추론해낼 수 있다는 사실을 발견했다. 하지만 이들 참가자가 1인칭 관점에서 사회 문제를 추론할 경우, 심박수 변화와 더 현명한 판단 간의 관계는 명백하지 않았다. 이들 연구팀은 인간의 현명한 판단에 영향을 주는 조건들을 정신생리학적으로 식별하기 위해 이번 연구를 진행했다. 또한 이번 연구는 현명한 판단을 인지적으로 지지하는 이전 연구를 뒷받침한다. 이번 연구는 특히 앉아있는 것과 같은 낮은 신체활동 동안 심박수 변화 등 심장의 생리가 편견이 덜하고 더 현명하게 판단하는 것과 연관성이 있다는 것을 처음으로 보여줬다. 인간의 심박수는 자리에 앉아 있는 것과 같은 심지어 정상 상태인 동안에도 수시로 바뀐다. 심박수 변화는 심장 박동 사이의 시간 간격이 변화하는 것을 말한다. 이는 신체 장기 기능의 신경 체계를 제어하는 것과 연관성이 있다. 그로스먼 박사는 “우리는 이미 심박수 변화가 더 큰 사람들이 작업기억(Working Memory) 등 뇌의 고급 기능에 우수한 능력을 보인다는 것을 알고 있었다”면서 “하지만 이런 사람이 반드시 더 현명하다는 것을 의미하는 것은 아니며, 사실 어떤 사람들은 현명하지 못한 결정을 내리는데 자신의 인지 능력을 사용할 수 있다”고 설명했다. 또한 그로스먼 박사는 “심박수 변화가 더 큰 사람들이 현명한 판단에 자신의 인지 능력을 제대로 쓰려면 우선 자기중심적(이기적) 관점을 극복할 필요가 있다”고 지적했다. 이번 연구결과는 ‘행동 뇌과학 프론티어즈’(Frontiers in Behavioral Neuroscience)지 최신호에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

사람은 자신의 두뇌에 이끌리는지 아니면 심장에 이끌리는지는 아주 오랜 시간 동안 철학과 과학, 종교학 등 여러 영역에서 논쟁의 형태와 주제를 달리 하면서 거듭되어온 탐구 대상이었다. 이성적 존재로서 인간과 감성적 존재로서 인간을 기계적으로 나눌 수는 없지만 인류가 더욱 근원적 영역에 대한 모색을 해온 탓이다. 하지만 이제 일부 과학자의 연구 결론을 따른다면 마음이 머리를 이끄는 것으로 생각할 수 있게 됐다. 새 연구를 통해 사람의 정서적 상태를 반영하는 심박수 변화가 현명한 사고와 결정에 영향을 줄 수 있다는 것이 밝혀졌다. 캐나다 워털루 대학과 호주 가톨릭 대학 공동 연구팀에 따르면, 이해관계가 충돌하는 사안 등 복잡한 사회 문제를 현명하게 추론하기 위해서는 심박수 변화와 이성적 사고 과정이 함께 작용하는 것으로 확인됐다. 연구팀이 규정한 ‘현명한 추론’(Wise Reasoning)은 한 개인이 자신의 지적 한계를 인식함은 물론, 다른 사람의 관점을 인정하고 다른 관점과 조화를 추구하는 것을 의미한다. 즉, 지혜롭고, 성찰적인 인간형의 특성을 일컫는다. 연구를 이끈 이고르 그로스먼 캐나다 워털루 대학 박사는 “우리 연구는 결과적으로 ‘현명한 추론’이 이성적 역할과 인지 능력에만 국한되는 것이 아니라는 것을 보여준다”면서 “좀더 장기적으로, 지혜로운 관점에서 사회 문제를 생각할 수 있는 사람들의 심박수 변화가 더 많고, 궁극적으로 현명한 추론에 접근할 가능성이 높은 것으로 나타났다”고 말했다. 이번 연구에서 참여한 사람들은 제 3자적 관점에서 하나의 사회적 문제에 대해 생각해보는 시간을 가졌다. 교육 예산 삭감을 비롯해 기후변화 대응, 의료보험, 정리해고 등 고용 불안정, 금리 문제, 탄소세 제정, 사회보장 등 공공의 이해관계 속에서 가장 충돌이 심하면서도 공통의 결론을 이끌어내야하는 문제들이었다. 이를 통해 연구팀은 심박수 변화의 폭이 더 큰 사람들이 더 현명하고 편견이 덜한 방식으로 사회적 문제의 대안을 추론해낼 수 있다는 사실을 발견했다. 하지만 이들 참가자가 1인칭 관점에서 사회 문제를 추론할 경우, 심박수 변화와 더 현명한 판단 간의 관계는 명백하지 않았다. 이들 연구팀은 인간의 현명한 판단에 영향을 주는 조건들을 정신생리학적으로 식별하기 위해 이번 연구를 진행했다. 또한 이번 연구는 현명한 판단을 인지적으로 지지하는 이전 연구를 뒷받침한다. 이번 연구는 특히 앉아있는 것과 같은 낮은 신체활동 동안 심박수 변화 등 심장의 생리가 편견이 덜하고 더 현명하게 판단하는 것과 연관성이 있다는 것을 처음으로 보여줬다. 인간의 심박수는 자리에 앉아 있는 것과 같은 심지어 정상 상태인 동안에도 수시로 바뀐다. 심박수 변화는 심장 박동 사이의 시간 간격이 변화하는 것을 말한다. 이는 신체 장기 기능의 신경 체계를 제어하는 것과 연관성이 있다. 그로스먼 박사는 “우리는 이미 심박수 변화가 더 큰 사람들이 작업기억(Working Memory) 등 뇌의 고급 기능에 우수한 능력을 보인다는 것을 알고 있었다”면서 “하지만 이런 사람이 반드시 더 현명하다는 것을 의미하는 것은 아니며, 사실 어떤 사람들은 현명하지 못한 결정을 내리는데 자신의 인지 능력을 사용할 수 있다”고 설명했다. 또한 그로스먼 박사는 “심박수 변화가 더 큰 사람들이 현명한 판단에 자신의 인지 능력을 제대로 쓰려면 우선 자기중심적(이기적) 관점을 극복할 필요가 있다”고 지적했다. 이번 연구결과는 ‘행동 뇌과학 프론티어즈’(Frontiers in Behavioral Neuroscience)지 최신호에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

가천대 길병원은 서유헌(68) 가천뇌과학연구원장이 과학 전문지 아시아사이언티스트로부터 ‘아시아의 선구 연구자’로 선정됐다고 5일 밝혔다. 한국인으로는 처음이다. 서 원장은 치매 유발 유전자인 ‘S100A9’를 억제하면 기억력이 좋아지고 뇌병변이 회복돼 치료에 효과가 있다는 사실을 밝혀내는 등 치매 연구에 이바지한 공로를 인정받았다.

구글 딥마인드의 인공지능(AI) 프로그램 ‘알파고’가 이세돌 9단과 세기의 대국을 벌인 것을 계기로 정부가 국가 차원에서 인공지능을 육성하기로 했다. 미래창조과학부는 ‘지능정보산업 발전전략’을 수립하고 향후 5년간 1조원을 투자하겠다고 17일 밝혔다. 지능정보는 인공지능보다 넓은 개념으로 인공지능의 ‘지능’에 사물인터넷(IoT), 클라우드, 빅데이터 등의 정보 기술 분야까지 포함한다. 미래부는 올해 1388억원의 예산을 집행하고 이어 2017년에 1800억원, 2018년 2100억원, 2019년 2200억원, 2020년 2300억원 등으로 매년 투자규모를 확대해 나갈 계획이다. 정부는 1조원을 투자하고, 민간에서 2조 5000억원 이상을 투자할 수 있도록 유도하겠다는 방침이다. 이렇게 되면 국내에서 정보지능 분야에 5년간 3조 5000억원이 투자되는 셈이다. 연초 대통령 업무보고를 통해 미래부는 올해 300억원을 투입해 지능정보기술 연구소를 설립하겠다는 계획을 밝힌 바 있다. 그러나 ‘알파고’ 신드롬으로 인해 전 세계적으로 뇌과학과 산업수학, 차세대 인공지능 기술 개발 등에 대한 관심이 집중되고 있는 만큼 이를 기회로 삼아 종전에 하고 있던 관련 연구개발(R&D) 프로젝트를 지능정보산업 영역에 포함시켜 올해 1388억원을 투입하겠다는 방침이다. 또 내년부터 예산을 증액해 앞으로 5년간 1조원의 재원을 투입할 예정이다. 미래부는 지능정보산업 육성을 위해 ▲지능정보기술 연구소 설립 ▲지능정보기술 선점 ▲전문인력 저변 확충 ▲데이터 인프라 구축 ▲지능정보산업 생태계 조성 등 5가지 정책 목표를 세웠다. 우선 상반기에 ‘지능정보기술 연구소’를 설립한다. 삼성전자, LG전자, 현대자동차, SK텔레콤, KT, 네이버 등 총 6개 기업이 연구소에 함께 참여한다. 미래부는 그간 차세대 기술 개발을 위해 출연연 등에 투자해왔다. 하지만 국책 연구소가 급변하는 기업의 수요를 따라잡지 못한다는 지적을 감안해 민간 공동투자 형태의 연구소를 설립하기로 했다. 연구소는 6개 기업이 각 30억원씩 출자해 180억원의 자본금으로 설립된다. 개발인력은 해외 석학을 포함해 50여명으로 출발하게 된다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

SKT·KT 무인시스템 집중… LG전자 드론·네이버 가상비서 태생부터 ‘산학연 일체화’ 전략 미래창조과학부가 17일 발표한 지능정보산업 발전 전략에 따르면 ‘한국판 알파고’의 산실이 될 국내 첫 지능정보기술연구소는 삼성전자, LG전자, SK텔레콤, KT, 네이버, 현대자동차 등 6곳의 민간 기업이 돈을 내서 주식회사 형태로 운영한다. 50명 안팎의 연구원에 180억원의 자본금으로 출범하는 연구소는 이르면 올 상반기 중 경기 성남의 판교신도시에 설립될 전망이다. 미래부는 이 연구소가 국내 지능정보기술 역량을 모두 담을 수 있는 큰 그릇이 될 것으로 보고 있다. 연구소에 300억원가량을 투입해 대형 연구 프로젝트를 지원하고 해외 석학 등을 유치해 조기에 가시적인 성과를 거둘 수 있도록 뒷받침할 방침이다. 국내 굴지의 6개 대기업이 참여하는 만큼 각 기업의 특장점이 발휘될 것으로 기대하고 있다. 미래부는 SK텔레콤과 KT는 무인 생산 시스템, 홈케어로봇 등에 집중하고 삼성전자와 LG전자는 헬스케어, 웨어러블, 드론에 특화된 연구를 진행할 것으로 내다봤다. 현대차는 자율주행자동차, 네이버는 가상 개인 비서, 감정 인지·분석, 인공지능 게임 등에 집중할 것으로 기대했다. 미래부가 정부 출연 연구소 형태가 아닌 민간 연구소 형태로 연구소를 설립하는 것은 출연연이 급변하는 기업 수요를 따라잡지 못한다는 판단에 따른 것이다. 태생부터 민간 공동 투자 형태로 시작해 산학연을 ‘일체화’하겠다는 전략이다. 연구소 설립 외에도 미래부는 다양한 발전 전략을 세웠다. 우선 언어지능, 시각지능, 공간지능, 감성지능, 요약·창작지능 등 5개 분야를 선택해 집중적으로 지능형 소프트웨어 개발에 나선다. 언어지능의 경우 언어로 구현된 각종 지식을 축적해 2019년까지 세계 1위가 되겠다는 목표를 잡았으며 공간지능 활용과 관련해선 드론·로봇 등의 재난 구조를 시연(2019년)하고, 감성지능으로는 의료 진단·노인 돌봄 등을 시연(2019년)해 보이기로 했다. 요약·창작지능 분야에서는 인공지능이 스스로 영화의 스토리를 이해해 이를 영상으로 요약, 압축하는 능력을 놓고 인간과 대결(2020년)을 벌이도록 할 계획이다. 지능정보기술 발전의 기반이 될 슈퍼컴퓨터, 신경 칩, 뇌과학·뇌구조, 산업수학 등 기초학문 분야에 대한 연구도 정부가 지원할 예정이다. 정부는 지능정보기술의 주축이라고 할 수 있는 데이터 인프라 구축에도 발 벗고 나선다. 인공지능의 발전을 위해서는 기계가 읽을 수 있는 형태의 방대한 데이터가 갖춰져 있어야 하기 때문이다. 김진형 소프트웨어정책연구소장은 “전자업계에 있는 삼성과 통신업계에 있는 SK텔레콤, 포털업체 네이버 등이 연구소를 통해 얻고자 하는 것이 달라 어려움이 있을 수 있다”면서 “정부가 이번 지능정보산업 발전 전략을 통해 단기간에 결과를 내려고 하기보다는 지능정보기술에 대해 고민하고 기획하는 계기가 됐으면 좋겠다”고 말했다. 윤수경 기자 yoon@seoul.co.kr