날씨가 따뜻해지는 봄이 되면 춘곤증 때문에 꾸벅꾸벅 조는 사람들이 늘어난다. 추운 겨울이 끝나고 날씨가 포근해지면서 나타나는 현상이라고 알려져 있지만 어떤 메커니즘으로 잠이 쏟아지는지는 밝혀내지 못했다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 연구팀은 기온의 변화에 따라 신경전달물질의 신호 체계가 바뀌면서 수면 패턴도 달라진다는 사실을 확인했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 바이올로지’에 실렸다. 전 생애에 있어서 3분의 1 시간을 보낸다는 잠은 환경의 영향을 많이 받는다. 밝기와 습도, 소음 같은 외부 환경 뿐만 아니라 영양 상태 같은 신체적 조건에 따라서도 수면 시간과 질은 달라지게 된다. 기온 역시 수면에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나로 꼽힌다. 봄이나 가을처럼 이전 계절과 달리 기온이 크게 변동하는 환절기에는 졸음이 쏟아지거나 무더운 여름철이 되면 낮 동안 나른하고 밤에는 잠을 못 이루는 열대야 수면 패턴도 기온 때문에 수면이 영향을 받는 현상이다. 연구팀은 사람처럼 기온에 따라 수면패턴에 영향을 받는 초파리를 대상으로 실험을 실시했다. 연구팀은 칼륨 이온 통로 단백질 중 하나인 셰이커 유전자에 돌연변이를 일으킨 형질전환 초파리를 활용해 무더운 여름과 비슷한 환경을 만든 뒤 수면 패턴을 관찰했다. 셰이커 유전자가 만드는 단백질은 뇌 속 칼륨이온이 지나는 통로를 만드는데 이 단백질이 결핍되면 신경세포를 과도하게 활성화시켜 수면을 억제하게 된다. 이 때문에 셰이커 유전자에 돌연변이가 생기면 다른 초파리에 비해 잠을 덜 자게 된다. 실험 결과 기온이 높아지면 억제성 신경전달물질 ‘가바’(GABA)를 만들어내는 신경세포와 수면을 촉진하는 신경세포(dFSB)들을 연결해주는 시냅스가 사라져 수면패턴이 달라진다는 것을 확인했다. 가바를 전달해 수면을 억제하기 어려워지므로 더 잘 자게 된다는 설명이다. 또 연구팀은 살아있는 초파리 뇌의 칼슘이온 이미징 기법을 이용해 관찰한 결과 수면촉진 신경세포를 조절하는 신호가 기온 변화에 따라 달라진다는 것도 확인했다. 21도보다 낮은 기온에서는 가바가, 29도 이상의 높은 온도에서는 도파민이 수면촉진 신경세포의 활동을 제어한다는 것이 관찰됐다. 임정훈 UNIST 교수는 “이번 연구는 기온이라는 환경요인이 수면이라는 행동을 어떻게 이끌어내는지 신경유전학적으로 설명했다는데 의미가 크다”라며 “춘곤증이나 여름철 열대야 현상 등으로 인한 수면패턴의 변화를 이해하고 발생할 수 있는 수면장애를 해소할 실마리가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

건강 관련 TV 프로그램에서 종종 한의사들이 손, 발, 귀의 특정 부위를 자극하는 지압법을 알려주곤 한다. 누구나 따라하기 쉽고 간편한 지압법. 하지만 진짜 효과가 있는 것일까. 지압(指壓)은 경혈과 압력을 결합한 용어다. 손가락으로 인체의 특정 혈자리를 압박하는 체표자극요법 중 하나이다. 유사한 방법으로는 마사지, 안마, 롤핑 등이 있다. 마사지는 주로 근육이나 근막 등의 연부조직을 치료 부위로 해 근육 결을 따라 문지르거나 누르지만 지압은 주로 특정 경혈에 다양한 강도의 압력을 가해서 치료 효과를 일으킨다. 어느 경혈을 자극하느냐에 따라 국소지압, 분절지압, 전신지압으로 구분할 수 있다. 어깨나 허리처럼 아픈 부위 근처에 위치한 경혈을 지압하는 것을 국소지압법이라 부른다. 이때 위치한 혈자리는 주로 근막유발점과 유사하며 허혈성 압박을 가하는 것이 좋다. 허혈성 압박은 지압을 통해 근육 주위 혈관을 압박해 일시적인 허혈 상태를 만드는 것으로 손을 떼면 순간적으로 혈액 순환이 촉진된다. 이를 통해 피부와 근육의 온도가 상승하고 근막유발점에 산소와 포도당이 공급돼 통증이 줄어든다. 목이나 어깨의 뒤쪽 근육에 위치한 풍지혈이나 견정혈이 이에 해당한다. 체성내장반사를 통해 내장기와 연결된 경혈을 자극하는 지압법은 분절지압법이라고 한다. 우리 몸은 내장에서 오는 신경과 피부에서 오는 신경이 모두 척수에서 만나 뇌로 향하는데 이때 같은 척수 분절에 해당하는 피부 부위를 자극하면 반사를 통해 같은 분절의 내장에 영향을 준다. 이때 내장 주변에 혈류량이 증가하거나 장기 기능이 항진되거나 억제된다고 알려져 있다. 보통 이런 혈자리는 등이나 복부 혹은 다리에 위치해 있는 경우가 많으며, 딱 정해진 위치가 있다기보다는 혈자리 주변에서 좀더 민감해진 지점을 찾아 약 3~5초간 자극하는 것이 좋다. 자극의 강도는 개인마다 다르지만 통증이 강하면 강하게 누르는 것이 좋다고 알려져 있다. 등의 날개뼈와 7번째 흉추 사이에 위치한 격수혈이 이에 해당하며 체했을 경우 격수혈 주변을 누르면 체기가 내려간다. 끝으로 경혈 자극이 뇌를 통해 전신적으로 효과를 일으키는 전신지압법이 있다. 손이나 발 주위 경혈을 자극하면 통증 질환뿐 아니라 우울증이나 불면 등 정신 질환 등에 도움을 줄 수 있다. 또한 간뇌나 연수의 자율신경중추를 자극해 균형이 깨진 자율신경을 조절할 수 있다. 손목 안쪽에 위치한 내관혈은 다양한 원인으로 유발된 오심이나 구토에 효과적이며 입덧을 방지하는 손목밴드도 내관혈 지압을 응용한 형태이다. 지압은 만병통치약이 아니다. 침술이나 주사처럼 침습적으로 피부를 뚫고 깊은 부위의 근육이나 신경을 정확히 자극하기 어려워 의학적 치료에 보조수단으로 활용하는 게 좋다. 또한 지압을 하다가 치료시기를 놓치면 안 되기 때문에 증상이 낫지 않는다면 병원을 찾아 진료를 받는 것이 필요하다.

요즘처럼 외부활동이 극도로 제한된 상황에서는 안방극장만 한 것이 없다. 외계인과 터미네이터가 활약하는 과학영화(SF)에 푹 빠져 보는 것도 나쁘지 않은 선택이다. 그렇지만 현재의 과학기술을 배경으로 이야기를 풀어내는 영화 중 특별히 기억나는 것은 없다. 영화계는 과학기술의 전반적 혜택을 누리면서도 많은 경우 현재의 과학기술을 미래를 망치는 괴물로 묘사하는 경우가 많다. 최근 가족들과 안방극장에서 ‘인사이드 아웃’과 ‘마션’이라는 영화를 봤다. 두 영화는 경외심을 느끼게 해줬다. 인사이드 아웃에서 제작자는 뇌라는 과학기술 연구의 중요소재 중 하나를 과학의 칼로 낱낱이 해부해 아이들마저 감동할 수 있는 수준으로 풀어놨다. 프로이트가 얘기한 무의식을 너무나 쉽게 영상으로 구현했다. 큐리오시티 로버가 2012년에 화성에 내려앉았으니 마션은 SF와 현재 과학의 중간 정도라 할까. 마션의 주인공 와트니는 식물학자답게 감자를 키우고, 이리듐 촉매로 물을 만드는 화학도 소개하고, 로버에서 원자력전지로 화성의 추위를 해결하는 원자력공학도 선보인다. 감자는 그렇다 치더라도 촉매나 원자력전지는 많은 관객이 놓쳐버리기 쉽지만 그들은 그렇게 과학을 소재로 영화를 만든다. 두 영화 속 과학기술은 따뜻하다. 우리의 미래를 맡길 만하다. 아카데미 4개 부문을 석권할 정도의 표현력을 가진 우리 영화계도 현재 과학과 동떨어진 조악한 재난 영화가 아닌 따뜻하고 리얼한 SF를 내놓길 기대해 본다.

‘파검’(파란색과 검은색)이냐 ‘흰금’(흰색과 금색) 조합이냐를 두고 뜨거운 논쟁을 불러일으켰던 착시현상 드레스에 이어, 이번에는 ‘야니’(Yanny)냐 ‘로럴’(Laurel)이냐 착음현상을 불러일으키는 음성 파일이 화제다. 사실 이 논쟁은 지난 2018년 5월 이미 한차례 미국을 휩쓸었다. 당시 미국 백악관 참모들까지 ‘야니파’와 ‘로럴파’로 갈려 옥신각신 논쟁을 벌였다. 도널드 트럼프 대통령의 장녀인 이방카는 “너무나 분명하게도 로럴”이라고 단언했으며, 마이크 펜스 부통령 역시 “야니라고 하는 사람이 누구냐”라고 되물으며 로럴파에 합류했다. 그러나 머세이디스 슐랩 전략커뮤니케이션국장은 “야니는 승리자, 로럴은 패배자”라고 반격했으며, 세라 허커비 샌더스 대변인도 “야니”에 한 표를 던졌다. 결론부터 말하자면 정답은 ‘로럴’이다.NBC뉴스와 뉴욕타임스 등의 보도를 종합하면 논쟁을 일으킨 파일의 원본은 ‘보캐뷸러리’(vocabulary.com)라는 어휘 관련 웹사이트에서 발췌됐다. 조지아주에 사는 한 학생이 처음 착음현상을 발견한 뒤 소셜 뉴스 웹사이트 ‘레딧’과 유튜브 등으로 논쟁이 번져나갔다. 그렇다면 왜 같은 소리를 누구는 ‘야니’ 다른 누구는 ‘로럴’로 인식하는 걸까. 음향전문브랜드 돌비 연구소의 수석과학자 포피 크럼은 “더 잘 인식하는 주파수의 차이 때문”이라고 설명한다. 그는 NBC뉴스와의 인터뷰에서 “고주파 음역을 더 잘 인식하는 사람은 ‘야니’ 저주파 음역을 더 잘 인식하는 사람은 ‘로럴’로 들릴 것”이라고 설명했다. 문제의 음성 파일은 애초 ‘로럴’의 발음을 녹음한 것이었으나, 여러 차례 재녹음을 거치면서 고주파 잡음이 섞여들어갔다. 그 결과 ‘로럴’과 ‘야니’ 음성 파일의 특성을 모두 갖게 됐다. ‘로럴’과 ‘야니’ 그리고 문제가 된 음성까지 총 3개의 파일의 스펙트로그램(소리 및 파동 시각화 도구, 파형과 스펙트럼 조합) 분석 결과에서도 파형의 유사성을 살펴볼 수 있다.해당 파일에서 고주파 음역을 제거하면 ‘야니’의 특성은 사라지고 ‘로럴’의 특성만 남는 것도 확인됐다. 결국 ‘로럴’과 ‘야니’ 양쪽 모두와 파형 및 스펙트럼이 유사해진 음성 파일이 중의성을 띄면서 사람들은 각자의 소리 경험에 따라 다르게 해석하게 된 것이다. 이에 대해 전문가들은 “연령, 성별은 물론 방언 등 사용 언어의 차이까지 여러 요인에 따라 같은 소리도 사람마다 서로 다르게 인식할 수 있다. 그간의 소리 경험이 뇌의 해석 방식에 영향을 미치는 것”이라고 덧붙였다. 돌비 측 과학자는 “나 역시 ‘로럴’이라는 걸 알면서도 자꾸 ‘야니’라고 듣는다. 그게 현실”이라고 웃어 보였다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

생명공학의 급속한 발전으로 손상하거나 사멸한 뇌세포를 외부에서 배양한 뇌세포와 바꿀 수 있게 됐다. 게다가 대체할 뇌세포는 반드시 환자와 같은 사람일 필요가 없어졌다. 최근 실험에서도 쥐의 뇌에 인간의 뇌세포를 이식해 장기간 생존시키는 데 성공했었다. 하지만 이식된 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌에서 역할을 얻어 양자 간에 신경 연결이 이뤄졌는지는 알려지지 않았다. 그렇지만 이번에 스웨덴 연구진이 뇌졸중에 걸린 쥐의 뇌에 인간의 피부세포에서 이른바 유도만능줄기세포로 불리는 역분화줄기세포(iPS세포)를 생성하고 이를 뇌신경세포로 바꾼 것을 이식했는데 이런 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포와 신경 연결이 이뤄진 것으로 확인됐다. 또 새롭게 확립된 이종 간의 신경 연결은 쥐의 뇌에 광범위하게 이뤄졌으며, 뇌졸중으로 인해 손실됐던 쥐의 운동능력과 감각기능을 회복시켰다는 사실도 밝혀졌다. 이는 서로 다른 뇌를 결합해 하나의 뇌로 기능하게 하는 데 성공한 최초의 사례가 된다. 이른바 ‘뇌세포 대체’로 불리는 이 기술에 의해 쥐의 두개골 내부에서 인간의 뇌세포 비율을 100%까지 늘릴 수 있을 것이다. 그리고 만일 윤리적인 문제를 극복한다면 인간의 두개골 속을 유전자를 개량한 다른 인공 세포로 채울 수도 있을지 모른다. 그렇지만 우리는 이런 생물을 지금까지와 마찬가지로 쥐 또는 인간이라고 불러도 되는 것일까? 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포를 대체하다국내 뇌졸중 환자는 연간 60만 명에 달하며 사망원인은 4위일 정도로 위험도가 높다. 살아남더라도 3명 중 1명은 반신마비나 언어장애 등 장애를 평생 갖고 살아야 한다. 현재 뇌졸중에 대해 기대되는 근본적인 치료법은 iPS세포에서 분화시킨 신경세포를 뇌에 이식함으로써 잃어버린 신경 연결을 회복하는 것이다. 하지만 임상시험은 장벽이 높고 이식한 인간의 신경세포가 어떻게 동작하는지는 대부분이 수수께끼에 싸여 있다. 따라서 이들 연구자는 인위적으로 뇌졸중이 유발된 쥐에 인간의 뇌세포를 더함으로써 이식된 뇌가 어떻게 작동하는지를 알아내려고 했다. 실험에 쓰인 쥐는 대뇌피질에 뇌졸중으로 인해 손상을 입은 상태이며 인간의 신경세포가 손상 부분을 덮게 했다. 그리고 이식 실험을 하고 6개월이 지났을 무렵, 쥐의 상황에 현저한 개선을 볼 수 있었다.연구진은 무슨 일이 일어났는지를 확인하기 위해서 쥐의 뇌를 전자현미경이나 그 외의 신경 연결을 시각화하는 기술에 의해 관찰을 시작했다. 그 결과, 이식된 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포와의 신경 연결을 이루고 있는 것으로 확인됐다. 또 이식된 세포로부터의 신경 축삭은 뇌의 반대편 즉 세포를 이식하지 않은 반구에까지 침식해 광범위한 신경의 연결을 만들고 있었다. 인간의 뇌세포와 생쥐의 뇌세포 연결이 확인된 것은 이번 연구가 세계 최초이다. 하지만 쥐에 일어난 뇌졸중의 개선이 인간의 뇌세포와의 연결에 의한 것인지는 아직 단언할 수 없다. 따라서 이들 연구자는 인간의 뇌세포에 미리 설정해 놓은 활동 스위치를 끄기로 했다. 이식 뇌의 활동 스위치를 꺼 봤다쥐에 이식된 인간의 뇌세포에는 빛에 의한 자극에 의해 활동 스위치를 끄는 구조가 도입돼 있었다. 만일 쥐의 개선이 인간의 뇌세포에 의한 것이라면 인간의 뇌세포 스위치를 끔으로써 쥐는 다시 뇌졸중의 증상을 재발할 것이다. 인간의 뇌세포 활동을 끈 결과, 예상대로 쥐는 뇌졸중 증상을 다시 보였고 운동능력과 감각능력을 상실했다. 이 결과로부터 인간의 뇌세포는 뇌졸중을 일으킨 쥐의 뇌에서 새로운 기능을 획득해 쥐의 건강 상태 개선에 크게 기여하고 있던 것이 밝혀진 것이다. 오래된 뇌세포는 어떻게 처리해야 하나 이번 연구를 통해 이식된 인간의 뇌세포가 뇌졸중으로 인해 발생한 쥐의 뇌 손상을 복구하고 대체한 것으로 확인됐다. 앞으로 이식된 뇌세포가 기억과 지능, 사고, 정신 그리고 성격 등에 어떤 영향을 미치는지 동물실험이나 뇌의 회춘을 바라는 지원자들에 의한 임상시험을 통해 조사할 수 있을 것이다. 또 이번 성과는 죽은 신경세포를 새로운 건강한 신경세포로 대체하는 것이 가능하게 됐음을 의미한다. 인간의 뇌에 대해 항상 신선한 뇌세포를 사용한 대체가 이뤄지게 되면 이론상 뇌와 정신은 불멸이라고 할 수 있다. 단 한 가지, 주의해야 할 것이 있다. 그것은 뇌세포 대체를 진행하는 속도와 대체된 뇌세포의 처리 문제이다. 한 번에 모든 것을 대체하는 것은 단순한 자살이다. 정신의 통일성을 유지한 채 뇌세포 대체를 진행하기 위해서는 한 번의 대체 과정을 최대 몇 %씩 한정할 필요가 있을 것이다. 특히 최신 연구에 의해 밝혀진 뇌 속 의식의 발생원과 같이 3~4㎜ 미세한 조직에 대해서는 세심한 주의가 필요하다. 또 대체된 오래된 뇌세포를 살아있는 채로 보존할지, 의료폐기물로 처리할지도 철학적이고 윤리적인 문제로 발전한다. 오래된 뇌세포를 모아 재구성하면 오래된 당신이 부활하기 때문이다. 그렇게 되면 오래된 인격과 새로운 인격 중 어느 쪽이 더욱더 정당성이 있는 당신이 되는지도 생각할 필요가 있을 것이다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 4월 6일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

조국 전 법무부 장관이 18일 자신의 페이스북, 트위터 등 소셜 네트워크(SNS)를 통해 정치 비평을 그만두겠다고 선언한 유시민 노무현재단 이사장에게 감사의 인사를 전했다. 조 전 장관은 이날 페이스북에서 정치비평 은퇴를 밝힌 유시민 이사장에게 ‘그저 고마웠습니다. 감사합니다’라고 한 삽화를 공유했다. 그는 최근 SNS 자기소개 프로필 사진을 기존의 초상화 대신 국정원과 경찰 개혁을 주장한 자신의 발언으로 바꾸었다. “권력기관개혁 4대 방안 중 국정원의 국내 정치 관여를 봉쇄하는 국정원법 개정안, 자치경찰제 실시와 국가수사본부 신설을 위한 경찰법 개정안은 ‘패스트트랙’에 오르지 못했다. 문재인 정부는 이 두 과제 역시 잊지 않고 끈질기게 추진할 것이다”란 청와대 민정수석 시절 발언을 입술을 꽉 다문 결기어린 얼굴과 함께 프로필에 담았다. 국정원법 및 경찰법 개정안을 21대 국회에서 더불어민주당이 완성하길 바라는 당부로도 해석된다. 한편 유 이사장은 유튜브 방송 알릴레오 59회를 ‘유시민의 마지막 정치비평’이란 이름으로 진행하며 “살아돌아왔다”고 밝혔다. 이어 유 이사장은 “별주부전에서 용궁에 갔다온 토끼의 심정”이라며 작년부터 윤석열 검찰총장과 시쳇말로 싸우고 유튜브 알릴레오를 하면서 갈등도 많이 겪었다고 정치비평 중단에 대해 설명했다. 선거를 앞두고 ‘범여권 180석’ 발언으로 여권 및 야권의 집중포화를 맞은 것도 정치비평 중단의 배경으로 보인다. 유튜브에서 유 이사장은 180석 발언은 지난 6개월간 본 여론조사 등의 데이터에 의거한 것이라고 언급했다. 이어 데이터는 언론 보도와 중앙선거관리위원회의 자료 등이었으며 특히 KBS가 6회간 실시한 여론조사를 참조했다고 덧붙였다. 조 전 장관은 다음달 8일 직권남용 혐의로 첫 재판을 받는다. 뇌물 수수와 사문서위조, 증거인멸 등 12개 혐의로 약 5개월 전 기소된 조 전 장관은 첫 재판에서 피고인 출석 의무에 따라 법정에 나타날 전망이다. 조 전 장관 첫 재판의 증인으로는 이인걸 전 청와대 특별감찰반장이 출석할 예정이다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

몇 달간 우주에서 중력 없이 체류하는 우주 비행사는 뇌가 부풀어 치매에 걸릴 위험이 크다는 연구 결과가 나왔다. 미국 텍사스대 휴스턴 건강과학센터와 미국항공우주국(NASA) 존슨우주비행센터 등 연구진이 우주 비행사 11명(여성 1명)을 대상으로 국제우주정거장(ISS)에서 체류하기 전후와 귀환 뒤 1년간 정기적으로 뇌 MRI 검사를 수행했다.그 결과, 장기간 미세 중력에 노출되는 것이 뇌와 뇌척수액의 부피를 늘리는 원인이 되는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 텍사스대의 래리 크레이머 박사는 “혈액과 뇌척수액은 중력이 미세할 때 하체 쪽으로 쏠리지 않는다”면서 “뇌로 이런 유체가 이동하는 현상은 눈과 뇌 부위에서 우리가 관찰할 수 있는 변화를 일으키는 메커니즘(기전)들 가운데 하나일 수 있다”고 설명했다. 그는 또 “이전에 실제로 아무도 확인하지 못한 우주비행 전에서 후까지 뇌의 백질 부피가 상당히 증가한다는 점을 확인했다”면서 “백질의 팽창은 사실 비행 후 뇌와 뇌척수액을 결합한 체적이 가장 많이 증가한 원인이 된다”고 말했다. 이번 검사는 또 뇌하수체에도 변화를 준다는 것을 보여줬다. 이는 완두콩 크기의 내분비기관으로 뇌하수체에서 성장부터 체온 조절에 이르기까지 신체에 중요한 호르몬들의 분비를 총괄하는 매우 중요한 곳인데 손상되면 회복 가능성이 낮다. 연구진에 따르면, 뇌하수체는 우주비행 전보다 후에 그 상하 길이가 줄어들어 더 작아진 것으로 나타났다. 게다가 뇌하수체의 반구형 윗부분은 미세 중력에 노출되지 않은 우주 비행사들에게서 주로 볼록하게 나타나지만 우주비행 뒤에는 평탄화하거나 오히려 안으로 조금 들어가 오목해 보이는 것으로 확인됐다. 이런 유형의 변형은 높아진 내압에 노출되는 것과 일치한다고 크레이머 박사는 설명했다. 이들 연구자는 또 뇌척수액이 우주비행 전보다 더 빨리 뇌를 통해 흘러가는 것을 관찰했다. 이런 결과를 연구진은 뇌수종(수두증)과 연관성이 있다고 추정했다. 수두증은 뇌실 안이나 두개강이 비정상적으로 커져 뇌척수액이 고이는 질병으로, 우주 비행사가 아닌 일반인들에게서도 나타난다. 뇌 기능의 저하 등 수두증에 관련한 증상들 역시 지금까지 우주 비행사들에게서 관찰된 적은 없었다. 이들 연구자는 현재 인류가 이웃 행성인 화성으로 9개월 또는 그 이상의 여행을 하기 전 우주선에서 체류하는 동안 겪을 미세 중력의 영향에 대응하는 법을 연구하고 있다. 이들이 조사하는 한 가지 방법은 인공 중력인데 이는 사람을 앉거나 엎드린 자세에서 회전하도록 하는 커다란 원심분리기를 사용해 만들 수 있다. 또다른 방법은 우주에서 유체가 머리 방향으로 흐르는 현상에 대응하기 위해 하지에 음압을 가하는 기술을 조사하고 있다. 크레이머 박사는 이 연구가 우주비행이 아닌 다른 환경 조건에서도 신체가 변하는 방식을 더 잘 이해하기 위해 일반인에게도 적용할 수 있기를 희망한다. 그는 “만일 우리가 우주 비행사들에게 뇌실의 확대를 야기하는 메커니즘을 더 잘 이해하고 적절한 대응책을 개발할 수 있으면 이런 발견 중 일부는 정상 압력 상태에서 나타나는 수두증 등 다른 관련 질환을 지닌 환자들에게도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 북미 영상의학학회(RSNA·Radiological Society of North America) 학술지 ‘영상의학’(Radiology) 최신호(14일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

메르스 코로나바이러스 방어실험 성공국내 연구진이 면역증강제와 바이러스의 스파이크 단백질을 활용해 다양한 종류의 백신을 빠르게 만들 수 있는 방법을 개발했다. 이 방법을 이용해 메르스 백신을 개발하고 동물실험에서 효능을 확인했다. 남재환(왼쪽) 가톨릭대 생명공학과 교수와 금교창(오른쪽) 한국과학기술연구원(KIST) 뇌의약연구단 단장 주도로 한국생명공학연구원 국가영장류센터, 전북대, 이화여대, 국제백신연구소가 참여한 공동연구팀은 면역증강제와 세포 안에 효과적으로 침투할 수 있는 스파이크 단백질을 결합시켜 빠르게 백신을 개발할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’에 실렸다. 연구팀은 귀뚜라미에 마비증세를 일으켜 죽이는 ‘귀뚜라미 마비바이러스’의 RNA를 활용한 면역증강제와 아연금속으로 만든 RNA 안정제를 혼합한 뒤 코로나바이러스 스파이크 단백질과 결합시켰다. 연구팀은 이런 방식으로 메르스 코로나바이러스(MERS-CoV) 백신을 만들어 생쥐와 히말라야 원숭이에게 접종했다. 그 결과 생쥐는 1회 접종만으로도 치사량의 바이러스 공격에도 100% 방어되는 것이 확인됐고 히말라야 원숭이도 바이러스와 독소의 활성을 차단할 수 있는 중화항체가 체내에서 만들어져 메르스 감염을 억제하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번에 개발한 백신 플랫폼을 활용해 코로나19 치료용 백신과 살인진드기병으로 알려진 중증열성혈소판감소증후군 예방백신을 개발하고 있다. 금 단장은 “메르스 바이러스에서 효과를 보인 이번 RNA 활용 단백질 기반 백신 플랫폼은 코로나19 백신의 개발 시간을 단축시킬 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

26년간 머릿속에 칼이 박힌 채 살아야 했던 중국의 한 남성이 현지 의료진의 도움으로 제2의 삶을 살 수 있는 기회를 얻었다. 영국 메트로 등 해외 언론의 13일 보도에 따르면 중국 칭하이성 하이옌에 사는 둬르제(76)는 26년 전인 1994년 당시 끔찍한 강도와 맞닥뜨리는 사고를 당했고, 이 과정에서 10㎝ 남짓의 과도 칼날이 머리에 박히는 중상을 입었다. 이 남성은 가까스로 목숨을 건졌지만 이후 심각한 부작용에 시달려야 했다. 만성두통은 물론이고 오른쪽 눈의 시력에도 문제가 생겼지만, 머리에 박힌 칼날을 제거할 수는 없었다. 칼날이 매우 위험한 곳에 박혀 있어서 자칫 이를 제거하다 목숨을 잃을 수 있었기 때문이다. 그는 칭하이성 전역을 돌며 위험을 무릅쓰고 수술에 나서줄 의료진을 찾아다녔지만 소용없었다. 현지 의료기술의 한계도 있는 탓에 그는 쉽사리 오랜 고통에서 벗어날 수 없을 것만 같았다. 그러던 중 우연히 올 초 신경학 전문가인 장휴샹 박사를 만났고, 그를 통해 새 삶을 살 기회를 얻었다. 이후 둬 씨는 의료수준과 환경을 고려해 산둥성 지난시의 병원으로 옮겨졌고, 칼날 제거 수술을 받기 위한 검사를 받았다. 현지 의료진들은 10㎝ 남짓의 칼날이 통째로 뒷통수 부분에 박혀 있는 것도 모자라, 이 상태로 26년을 살아온 둬 씨의 검사 결과를 보며 놀라움을 감추지 못했다. 수술을 집도한 의료진에 따르면 수술 전 둬 씨는 칼날이 뇌의 신경을 손상시킨 탓에 오른쪽 시력이 거의 사라진 상태였고, 왼쪽 팔과 다리에도 마비증상을 보이고 있었다. 칼날이 두개골을 뚫고 안와(눈구멍) 부근에 자리잡고 있었으며, 이것이 시신경을 압박하는 상황이었다. 현지시간으로 지난 2일과 8일, 신경외과와 이비인후과, 안과 등 각 분야의 전문가들이 참여한 수술이 진행됐다. 수술은 성공적으로 끝났고 26년 동안 둬 씨를 괴롭히던 두통뿐만 아니라 팔다리의 마비 증상도 사라져 걸을 수 있게 됐다. 거의 볼 수 없었던 오른쪽 눈의 시력도 기적적으로 회복되고 있다. 둬 씨는 “의사 선생님들이 내게 제2의 삶을 선물해주셨다. 20년이 넘도록 계속된 내 악몽은 이제 끝났다”며 기쁨을 감추지 못했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

하루에 커피 2잔을 초과해 마신 여성은 뇌백질 고강도신호의 용적이 높아 뇌졸중, 인지기능 저하 발생 위험이 상대적으로 높다는 사실이 밝혀졌다. 분당서울대병원은 김기웅 정신건강의학과 교수팀이 국내 노인들의 평생 누적 커피 소비량과 뇌백질 고강도 신호 용적 사이의 관계를 분석해서 이같은 결과 얻었다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 과학저널 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 최근 호에 게재됐다. 많은 양의 커피를 장기간 마실 경우 뇌로 통하는 혈류가 감소하고, 혈압 상승과 동맥 경직이 발생한다고 한다. 이렇게 뇌로 가는 혈류가 감소하는 관류저하가 생기면 자기공명영상(MRI)에서 백질의 이상소견을 확인할 수 있는데, 이를 ‘뇌백질 고강도신호’라고 부른다. 주로 노인들에게서 발견되며 뇌백질 고강도신호 병변이 발견되는 경우 뇌졸중과 인지기능 저하가 발생할 위험이 높아 주의가 필요하다. 김기웅 교수팀은 평생 누적 커피 소비량이 노년기 뇌백질 고강도신호 용적에 미치는 영향을 밝혀내고자 성남 지역에 거주하는 60세 이상 노인 492명을 대상으로 연구를 진행했는데, 일일 평균 커피 소비량에 평생 커피 소비 지속시간을 곱해 계산한 평생 누적 커피 소비량이 높을수록 노년기 뇌백질 고강도신호 용적이 증가하는 것으로 나타났다. 대상자들을 평균 커피 소비량에 따라 평생 비섭취 그룹, 하루 2잔 이하로 마신 그룹, 하루 2잔 초과로 마신 그룹으로 나눠 그룹 간 뇌백질 고강도 신호 용적을 비교한 결과, 하루 2잔 초과로 마신 그룹은 뇌백질 고강도신호 용적이 더 적게 마신 그룹들에 비해 큰 것으로 드러났다. 다만만 평생 커피를 마시지 않은 그룹과 하루 2잔 이하로 마신 그룹 사이에는 유의한 차이가 없었다. 또한 연구 대상자를 남성과 여성 그룹으로 나눠 분석한 결과 남성의 평균적 전체 뇌용적과 뇌백질 용적이 여성그룹에 비해 컸으며, 일일 평균 커피 소비량과 평생 누적 커피 소비량도 여성에 비해 높았다. 그럼에도 불구하고 커피소비량과 뇌백질 고강도신호 용적 사이의 관계성은 여성그룹에서만 통계적으로 유의하게 나타났다. 즉 여성그룹에서는 커피 소비량이 높을수록 뇌백질 고강도신호 용적이 증가한 반면, 남성그룹에서는 둘 사이에 유의미한 관계가 나타나지 않았다.이번 연구는 장기간의 커피 섭취가 노년기 뇌백질 고강도신호 용적을 증가시킬 수 있음을 제시한 최초의 연구이다. 장기간 카페인 섭취로 인해 뇌 관류가 저하되고, 혈압 상승과 함께 동맥경직도가 증가하면서 노년기에 뇌백질 고강도신호 용적이 증가한 것으로 보인다. 구체적으로 커피의 어떤 성분이 뇌백질 고강도신호 용적 증가를 유발하는지는 아직 밝혀지지 않았다. 김 교수는 “이번 연구를 통해 커피 섭취로 인한 뇌백질 고강도신호 용적 증가 위험이 남성보다는 여성에서 높을 수 있다는 사실이 밝혀졌다”며, “여성이 남성에 비해 카페인 민감도가 높고 체내 여성호르몬인 에스트라디올 영향으로 카페인 분해 속도가 느린 것이 원인이 될 수 있다”고 설명했다. 김 교수는 또 “하루 2잔을 초과해 섭취한 그룹에서 노년기 뇌백질 고강도신호 용적이 증가했다”면서 “연구 결과를 일반화하려면 더 많은 인구 수와 인종을 대상으로 한 후속 연구가 필요하지만, 커피 소비가 늘어나고 있는 현 시점에서 올바른 커피 섭취에 대한 인식을 재정립해야 할 때”라고 덧붙였다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

피해학생, 극단 선택 생각할 정도 충격국가인권위원회가 훈련이라는 명목으로 지속적으로 학생에게 심한 폭언과 욕설을 퍼부은 초등학교 야구부 코치를 징계할 것을 권고했다. 12일 인권위는 공립초등학교 야구부에서 코치인 A씨가 학생들의 인권을 침해했다며 지난달 10일 그가 속한 협회장에게 징계를 권고했다. 또 피해가 발생한 학교장에게는 운동부 학생 선수에 대해 정기적인 상담과 인권교육을 실시할 것을 권고했다. 인권위에 따르면 A씨는 2018~2019년 초등학교 야구부 훈련 중 학생이 실책을 했다는 이유로 공개적인 훈련 장소에서 폭언과 욕설을 했다. 조사 과정에서 드러난 폭언은 “이 ××야, 너는 후배보다 수비를 못한다. ×××에 총 맞아서 ×× 머리 나간 ××들아”, “뇌가 없냐” 등 심각한 수준이었다. 이 같은 일은 담임교사가 학생들의 일기장을 검사하며 학교에 알려졌다. 일기장에 ‘야구부 활동 때문에 자살하고 싶다’ 등의 심경과 폭언 내용들을 적은 것으로 드러났다. A씨는 인권위 조사 과정에서 본인의 욕설 등을 모두 인정했다. 그러면서 “실력을 높이기 위해 다른 선수와 비교한 것”이라는 취지로 말했다. 인권위는 “피해자는 학생 선수 이전에 교육으로 인격을 형성해 가는 미성년 학생이다. 어떤 상황에서라도 학생의 인권을 보장했어야 한다”고 판단했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr

그리스 과학자이자 철학자 아르키메데스는 임금으로부터 왕관의 진품여부를 알아내라는 문제를 부여받고 고민을 하다가 마침내 해결방법을 알아내고 ‘유레카’라고 외치며 벌거벗은 채로 목욕탕 밖으로 뛰쳐나갔다는 일화는 유명하다. 이처럼 이전에는 이해할 수 없던 문제나 개념을 갑자기 이해하게 되거나 창의적인 생각이 떠올랐을 때 사람들은 자신도 모르게 ‘아하’를 외치게 된다. 실제로 어떤 문제를 해결할 때 ‘아하’하는 순간이 없는 경우 정확한 답을 내놓지 못하는 경우가 많다. 뇌과학자들은 이 같은 순간을 ‘아하 효과’나 ‘유레카 효과’라고 부르지만 정확하게 뇌의 어느 부위에서 발생하는지에 대해 정확히 알지 못하고 어떤 순간에 ‘아하’하는 생각이 떠오르는지도 예측하기 어렵다. 미국 드렉셀대 실험심리학 연구팀은 창의적인 생각이 떠올라 ‘아하’하는 순간에는 뇌 속 쾌감중추영역이 폭발적으로 활동한다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘뉴로이미지’ 10일자에 실렸다. 이번 연구는 ‘유레카 효과’ 연구로 잘 알려진 존 코우니우스 드렉셀대 응용인지뇌과학과 교수팀이 주도했다. 연구팀은 드렉셀대 남녀대학생 44명을 대상으로 단어나 문장을 구성하는 문자 순서를 바꿔 다른 단어나 문장을 만들거나 해독하는 ‘애너그램 퍼즐’을 풀도록 했다. 연구팀은 문제 수준을 점점 높여가면서 실험 참가자들이 시간을 들여 생각하면서 풀도록 했다. 또 이 과정에서 활성화되는 뇌 부위를 찾아내기 위해 연구팀은 실험 참가자들에게 뇌파(EEG) 검사장치를 착용하도록 했다.그 결과 창의적 통찰력이 발생하는 ‘아하’하는 순간에는 뇌파 중 감마파가 증가했으며 대뇌 피질의 보상영역과 쾌감중추 영역이 폭발적인 활동을 보이는 것을 발견했다. 뇌의 이 부위는 맛있는 음식을 먹거나 담배나 술을 포함한 각종 중독성 물질이나 행위를 접했을 때, 오르가즘 같은 경험을 했을 때 활성화된다. 연구팀에 따르면 감파마와 대뇌 피질 보상영역의 활동은 아하 하는 순간 10분의 1초만에 나타나기 때문에 통찰력을 얻는 순간, 어떤 과정을 거쳐 사고가 진행됐는지 스스로 인식하기 어렵다. 뇌의 보상시스템은 단순히 물질적 보상에 반응하는 것이 아니라 특정 행위에 동기를 부여해 성취감을 느꼈을 때 활성화되는 부위다. 연구팀은 퍼즐 애호가, 추리미스터리 소설 팬, 생활수준이 낮은데도 불구하고 예술에 헌신하는 예술가 등도 이 같은 아하효과가 원인이라고 해석했다. 코우니우스 교수는 “아하 또는 유레카하는 순간 뇌는 마치 중독성 있는 자극에 강하게 노출된 것과 비슷한 상태가 된다”라며 “이번 연구를 통해 볼 때 자신의 수준보다 약간 어려운 문제에 끊임없이 도전하고 문제를 해결하는 과정을 반복하는 것이 창조성이나 창의성을 단련시키는데 어느 정도 도움이 될 것”이라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일반적으로 개미는 페로몬의 흔적을 따라 둥지로 돌아가는 길을 찾을 줄 아는 것으로 알려져 있다. 하지만 최근 연구에 따르면 개미는 페로몬의 흔적뿐만 아니라 시각적 기억력도 사용할 줄 안다는 사실이 확인됐다. 프랑스 툴루즈대학 연구진은 실험실에 관찰용 케이지를 설치한 뒤, 호주에 서식하는 붉은꿀개미(Melophorus bagoti)와 사하라사막에 서식하는 사막개미(cataglyphis fortis) 두 종을 상대로 실험을 실시했다. 연구진은 두 종의 개미가 개미집으로 돌아가는 길 곳곳에 함정을 파 놓은 뒤 행동의 변화를 살폈다. 이 함정에서 유일한 출구는 나뭇가지 뒤에 숨겨진 작은 다리뿐이었다. 개미가 둥지로 돌아가던 중 처음 이 함정을 만났을 때, 개미들은 모두 연구진이 파놓은 함정에 빠져 구멍으로 떨어지고 말았다. 그러나 두 번째 시도에서 개미들은 구덩이를 모두 피해 무사히 둥지로 돌아가는 달라진 행동을 보였다. 연구진은 개미의 시각적 기억이 구덩이에 빠지기 몇 초 전으로 되돌아 간 것이 함정을 피할 수 있었던 비결이라고 추측했다. 즉 눈으로 보고 경험한 것을 점 크기에 불과한 작은 뇌에 기억했다가, 이후 이 기억을 바탕으로 위험을 피하거나 실수를 반복하지 않을 수 있었다는 것. 연구진은 “향후 우리의 목표는 곤충 신경계의 복잡성을 더 잘 이해하기 위한 매커니즘을 구현하는 것”이라고 설명했다. 이번 실험에 이용된 두 종의 개미 중 사막개미는 특히 정교한 방향감각을 지닌 것으로 알려져 있다. 페로몬을 활용하기 어려운 환경이나 바람에 의해 주변 지형이 바뀌어도 길을 잃지 않을 수 있는 비결은 지구 자기장을 감지하는 생체 나침반을 가졌을 뿐만 아니라 편광필터처럼 작용하는 여러 겹의 눈을 지녔기 때문이라는게 전문가들의 분석이다. 이와 더불어 뛰어난 기억력을 바탕으로 정교한 GPS 능력을 자랑하는 개미에 대한 연구결과는 세계적 학술지 ‘셀’(Cell) 자매지인 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

코로나19 바이러스가 뇌 손상 등 신경학적 증상을 유발할 수 있다는 내용의 연구결과가 나와 우려가 높아지고 있다. 우한의 화중과학기술대학 연구진이 우한에서 코로나19 확진 판정을 받은 환자 214명의 데이터를 분석했다. 관찰 대상 214명은 모두 완치 판정을 받았으며, 이중 3분의 1은 중증 환자로 분류돼 특수 치료를 받았다. 연구진은 이들의 증상을 관찰한 결과, 코로나19 환자들에게서는 총 세 부류의 신경학적 징후가 나타나는 것을 확인했다. 이는 △골격과 근육 손상 △후각과 시각 손상, 신경 통증과 같은 말초신경계 징후 △현기증과 두통, 의식장애, 급성뇌혈관질환, 발작 증 중추신경계 징후 등이었으며, 이러한 신경계 징후를 보인 코로나19 환자는 36.4%로 확인됐다. 연구진에 따르면 코로나19 중증 환자는 비중증 환자에 비해 기저질환 특히 고혈압을 앓던 경우가 많고, 발열이나 기침 등의 대표적인 증상은 적게 보이는 대신 급성뇌혈관질환이나 의식장애 등 신경학적 증상은 더 많이 나타났다. 연구진은 “코로나19 바이러스가 유행하는 기간동안 전문가들은 신경학적 증상이 있는 환자를 볼 때 반드시 코로나19 바이러스 감염을 의심해야 한다. 그래야만 진단이 길어지거나 오진하는 사례를 피하는 동시에 환자가 치료할 기회를 잃거나 더 많은 사람에게 바이러스를 전파하는 일을 막을 수 있다”고 설명했다. 다만 이번 연구에 활용된 데이터에는 환자들이 코로나19 감염 이전 신경학적 기저질환이 있었는지 여부가 포함돼 있지 않기 때문에 추가적인 연구가 필요하다는 지적이 나왔다. 연구결과를 살핀 리딩대학의 바이러스학자인 이안 존스 박사는 “사스(중증급성호흡기증후군)의 경우 혈액 내에 존재하는 바이러스가 신경조직에 직접 접근해 신경학적 징후를 유발한 사례가 있었지만 이는 일시적인 현상이었다”고 설명했다. 한편 코로나19 바이러스가 일부 환자에게서 뇌 손상을 유발할 수 있다는 연구결과는 이번이 처음은 아니다. 지난 3일 헨리 포드 헬스 시스템 병원 방사선과 연구진에 따르면 코로나19 확진판정을 받은 50대 여성의 오른쪽 뇌에서 출혈성 뇌질환이 발견됐다. 연구진은 면역 세포가 과도하게 반응해 사이토카인을 과다 분비하면서 정상 조직까지 공격하는 ‘사이토카인 폭풍’이 이 환자의 뇌를 손상시킨 것으로 분석했다. 지난 3월에는 역시 미국에서 팔·다리 발작으로 응급실에 내원한 74세 남성이 코로나19 확진 판정을 받았고, 이탈리아 등 유럽에서는 코로나19에 감염된 뒤 발작 등 신경학적 증상을 나타내는 환자가 다수 보고되기도 했다. 이번 연구결과는 ‘미국의사협회지 신경학’(JAMA Neurology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

곤충 한 마리는 작고 힘없는 생물이지만, 수백만 마리의 곤충이 군집을 형성하면 이야기가 달라진다. 개미, 흰개미, 벌 같은 사회적 곤충은 작은 곤충도 힘을 합치면 무시할 수 없는 힘을 지닐 수 있다는 것으로 보여준다. 그런데 군집을 이루는 절지동물은 곤충만이 아니다. 절지동물에서 성공한 그룹 중 하나인 거미 중에도 군집을 이룬다고 알려진 종이 25종에 이른다. 현재까지 알려진 4만여 종의 거미는 대부분 혼자 사냥한다. 그러나 거미 가운데서도 수천 마리가 서로 힘을 합쳐 먹이를 사냥하고 외적을 방어하며 새끼를 공동으로 키우는 군집 생활의 장점을 받아들인 종이 있다. 사회적 거미 군집은 개미 같은 사회적 곤충과 비교해 복잡도나 규모가 떨어지지만, 여러 가지 유사한 특징을 지니고 있다. 펜실베이니아 대학의 카오 통 박사가 이끄는 연구팀은 사회적 거미 두 종과 단독 생활을 하는 거미 5종의 유전자를 비교해서 사회생활을 선택한 거미가 어떻게 진화했는지 연구했다. 기본적으로 ‘아싸’인 거미가 사회생활을 하기 위해서는 유전자부터 변하지 않으면 안 되기 때문이다. 이번 연구에서 흥미로운 결과는 집단생활을 하는 거미에서 특별히 진화한 유전자가 면역에 관련된 것이라는 사실이다. 집단 생활을 하면 여러 가지 장점이 있음에도 상당수 동물이 집단생활을 하지 않는 것은 인간처럼 사회성이 부족해서가 아니라 전염병 전파 같은 만만치 않은 대가를 치러야 하기 때문이다. 밀집 생활을 할수록 전염병은 쉽게 전파된다. 인간처럼 백신이나 의료 기술을 개발할 수 없는 거미는 결국 유전자 수준에서 면역력을 강화해야 수많은 개체가 모인 군집을 이룰 수 있다. 하지만 사회적 거미에서 볼 수 있는 가장 중요한 변화는 행동과 뇌에 관련된 유전자다. 거미가 이성적인 판단에 의해 사회를 구성하는 건 아니기 때문에 결국 행동이 변하기 위해서는 뇌가 변해야 한다. 이는 개미 같은 다른 사회적 곤충도 마찬가지다. 개미와 유사한 또 다른 특징은 성비 불균형으로 대부분의 사회적 거미는 암컷이 대부분이다. 수많은 개체가 모여 있어 번식을 위해 소수의 수컷만 있어도 되기 때문이다. 여기서 소수의 개체만 번식을 하게 분화되면 개미와 마찬가지로 여왕을 거느린 군집으로 진화할 것이다. 사실 수백만 마리의 거미 떼를 지닌 여왕 거미는 상상만 해도 징그럽지만, 반드시 인간에게 나쁜 일은 아니다. 징그러운 외형과 달리 거미는 생태계에서 중요한 역할을 한다. 특히 인간에게 질병을 옮기거나 작물을 망치는 등 피해를 주기보다 반대로 해충을 잡아먹어 인간에게 도움을 준다. 사회적 거미나 혼자 사냥하는 거미 외형과는 달리 인간의 친구인 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

국내 IT통신기업과 정부출연연구기관이 손잡고 국내 기술로 세계적인 수준의 인공지능(AI) 반도체를 만들었다. 과학기술정보통신부는 한국전자통신연구원(ETRI)와 SK텔레콤을 포함한 국내 기업이 공동연구를 통해 고성능 데이터센터와 사물인터넷(IoT)이나 모바일 기기에 활용할 수 있는 신경망처리장치(NPU) 기반 AI 반도체를 개발하고 실증에 나설 계획이라고 7일 밝혔다. AI 반도체는 사람의 뇌처럼 낮은 전력으로 대규모 데이터를 빠르게 처리해 복잡한 상황인식, 학습과 추론 등 지능형 서비스에 최적화할 수 있다는 특징이 있다. 특히 NPU는 사람의 뇌신경망을 흉내내 대규모 연산을 동시에 처리할 수 있는 인공지능 반도체 기술이다. 우선 연구팀은 클라우드 데이터센터에서 활용되는 고성능 서버에 활용가능한 ‘서버용 초저전력 AI 반도체’를 개발했다. 현재 인공지능 연산에 활용되는 반도체들은 전력소모량이 크고 반도체 칩도 크다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가로, 세로 각각 17㎜, 23㎜로 동전 크기의 면적에 1만 6384개의 연산장치(코어)를 집적시켜 성능을 극대화한 반도체 칩을 개발하는 한편 각 연산장치의 전원을 동작, 차단시킬 수 있는 소프트웨어 기술까지 개발해 전력소모를 최소화했다. 이 기술을 활용하면 초당 40조 번의 데이터 처리가 가능하고 15~40와트(W)의 저전력을 소모해 현재보다 전력효율이 10배 이상 향상될 것으로 연구팀은 보고 있다.연구팀은 올해 하반기부터 지능형 CCTV, 음성인식 등 서비스를 지원하는 SKT 데이터센터에 적용하는 실증 사업화를 본격화할 예정이다. 또 ETRI와 전자부품연구원, 팹리스 기업들이 협력해 ‘모바일·IoT 디바이스용 시각지능 AI 반도체’도 개발했다. 이 반도체는 성인 손톱의 절반 수준인 가로, 세로 각각 5㎜ 크기로 회로면적을 최소화하고 기존 반도체 10분의 1 이하의 전력인 0.5W로도 초당 30회 이상 물체인식이 가능하다. 지능형 CCTV나 드론에 적용할 수 있는 이 반도체는 올 하반기부터 영상감시, 정찰 분야 등 인공지능 기반 지능형 기기 제품화와 연계된 실증과 사업화가 추진된다. 최기영 과기부 장관은 “인공지능 반도체는 한국이 ICT강국을 넘어 AI 강국으로 도약하기 위한 핵심기반”이라며 “이번 기술개발처럼 민관 협력을 통해 AI 반도체 핵심기술 투자를 올해 안에 본격화하고 신개념 반도체 기술 같이 세계시장을 선도하는 도전적 연구도 적극지원해 나갈 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 인한 커다란 시련의 와중에 17일이 다가온다. 1년 전 진주방화사건으로 소중한 가족을 잃은 사람들에게는 요즘 고통이 더 극심하다. 피의자 안인득은 1심에서 사형을 선고받고 2심이 진행 중이다. 진주방화사건은 고 임세원 교수의 사고와 함께 지역사회에 방치된 중증정신질환을 마주하는 시스템에 대한 질문을 던졌다. 감염성 질환인 코로나19와 뇌질환인 조현병은 아무 관련 없어 보이지만 의외로 공통점이 있다. 역병에 대한 오랜 편견은 중증정신질환과도 궤를 같이한다. 코로나19와 조현병은 모두 편견과 혐오가 감염자 확산과 사고라는 악순환을 초래해 결국 공동체 전체를 위험에 빠트릴 수 있다. 코로나19와 조현병은 안전이라는 이름으로 본인 동의 없이도 치료를 할 수 있는 법적 근거가 있는 예외적 질환이다. 감염병은 지방자치단체장 권한으로 검사를 강제하고 격리를 위반하면 법적 처벌도 가능하다. 조현병도 급성기에는 비자의 입원이 가능하다. 대한민국의 코로나19 대응은 세계적 호평을 받고 있다. 자발적이고 성숙한 참여를 바탕으로 조기 검사와 조기 발견, 조기 치료를 통해 지역사회 감염을 저지하며 사망률을 낮추고 있다. 역학조사관은 권한을 가지고 동선을 추적하고 증상의 경중도에 따라 생활치료시설이나 입원치료시설에 배치한다. 이에 비해 국내 중증정신질환 시스템은 여전히 병원을 찾지 않는 이들은 가족에게 책임을 떠넘기는 실정이다. 진주방화사건을 되돌아보자. 당시 피의자 이웃들은 사건이 발생하기 전 위험을 감지하고 일곱 번이나 경찰에 신고를 했다. 그러나 제대로 된 어떤 조치도 없었다. 입원을 위해 노력했던 형은 행정입원도 응급입원도 보호의무자 입원도 모두 법적 요건을 갖추지 못했다는 이야기만 반복해서 들어야 했다. 제대로 된 정신건강제도가 작동했다면 이웃들이 정신건강심판원에 조사를 요청하고 심판원은 권한을 부여받은 정신과 전문의를 파견해 평가와 청문을 거쳐 경중도에 따라 입원 치료 또는 외래 치료와 복지서비스 지원을 했을 것이다. 정신건강복지법부터 국제적 수준으로 개정하고, 역학조사관과 같은 권한을 정신응급 현장에 부여하지 않는다면 진주방화사건 같은 비극이 되풀이될 수밖에 없다. 지역사회 중증정신건강 시스템은 진주방화사건과 같은 비극을 막는 데 그치지 않고 자살 위험에 처한 국민을 빨리 구조하기 위해서도 꼭 필요하다. 진주방화사건 1년을 맞는 지금도 우리 사회는 언제라도 또 다른 진주방화사건이 일어나지 않는다는 보장이 없다. 누구라도 코로나19 확진자가 될 수 있는 것처럼 중증정신질환 역시 인생의 어느 시점에서 마주할 수 있다. 둘 다 국민의 소중한 생명과 관련된 일이다. 고 임세원 교수의 유가족이 염원했던 ‘마음이 아픈 사람들이 편견과 차별 없이 치료와 지원을 받을 수 있는 사회’가 하루빨리 이뤄지길 기대한다.

국내 연구진이 알츠하이머 치매의 원인 단백질의 진행상태를 수치로 확인할 수 있는 치매지수(DQ)를 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단 이영희(성균관대 물리학과 교수) 단장팀은 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질의 섬유화 진행 단계를 측정하는데 성공하고 이를 치매진단의 지표로 사용할 수 있는 방법을 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 표지논문으로 실렸다. 뇌에서도 대사활동을 하면서 노폐물인 베타아밀로이드 단백질을 만들어 내는데 배출이 제대로 되지 않을 경우 뇌신경세포 사이에 쌓이면서 세포를 파괴하는 치매가 발생하게 된다. 치매증상이 나타날 경우 의사 진단으로 인지행동능력을 측정하고 방사성동위원소표지법(PET) 촬영으로 단백질 침착을 확인하는데 문제는 증상이 상당히 진행된 상태에서만 진단이 가능하다는 것이다. 연구팀은 베타아밀로이드 분자가 뇌척수액이나 혈액, 타액 등 다양한 체액에서 검출될 수 있다는 점에 착안했다. 연구팀은 체액 내 베타아밀로이드 분자를 ‘테라헤르츠 근접장 분광법’으로 측정한 결과 정상인의 뇌에서 발견된 베타아밀로이드 분자의 길이는 짧지만 치매에 걸리면 베타아밀로이드 분자가 섬유화돼 길이가 길어진다는 사실을 발견했다. 치매가 심해질수록 섬유화된 분자의 길이는 더 길어진다. 이를 바탕으로 독성을 띄지 않는 짧은 분자 상태로 치매가 없는 상태를 0, 독성을 띄는 긴 분자를 갖고 있어 치매가 심각한 상태는 1로 정하고 섬유화 진행상태에 따라 연속적 수치로 나타내 치매상태를 파악할 수 있도록 했다. 이영희 단장은 “이번 연구는 치매원인 단백질 섬유화를 물리적으로 관찰해 지능지수(IQ)나 감성지수(EQ)처럼 지수형태로 파악할 수 있게 함으로써 치매 조기진단 가능성을 높였다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최병윤 분당서울대병원 이비인후과 교수팀과 김봉직 충남대병원 이비인후과 교수팀이 소아 경도·중등도(25~55dB 역치) 감각신경성 난청의 원인으로 유전적 요인의 중요성을 밝혀내 주목받고 있다. 감각신경성 난청이란 소리를 감지하는 기관인 내이의 손상 또는 내이에서 분석된 소리 정보를 뇌로 전달하는 청신경의 능력이 떨어져 발생하는 난청으로, 그 원인은 매우 다양하며 소리를 듣지 못하는 정도에 따라 경도, 중등도, 고도, 심도난청으로 분류하게 된다. 이번 연구결과는 저명 국제학술지인 ‘유전의학(Genetics in Medicine)’ 최근호에 게재됐다. 특히, 소아 난청의 경우에는 한창 말을 배울 시기에 정확한 말소리를 듣지 못하면서 정상적인 언어발달에 문제가 생기게 되고, 뇌의 발달에도 영향을 미쳐 학습발달 측면에서도 심각한 장애가 나타날 가능성이 높다. 청각재활의 방편으로 인공와우이식이 빈번히 이루어지는 고심도 난청에 비해 오히려 이러한 경중등도 난청은 간과하기 쉬운 탓에 적절한 치료가 제 때 이뤄지지 않는 경우가 많다. 하지만 이렇게 치료시기를 놓치게 되면 향후 언어발달과 의사소통, 나아가 사회생활에 있어서도 고심도 난청보다 더 큰 후유증을 남기게 될 수도 있어 주의가 필요하다. 이에 최병윤 교수팀은 소아 경중등도 난청의 적절한 진단과 치료를 위해 유전적 원인에 대한 연구를 시행했고, 가족력이 없는 경우에는 일반적으로 유전적 요인이 원인이라는 점을 쉽게 떠올리지 못한다는 점에서 이번 연구의 의의가 크다. 2014년부터 2018년까지 진행된 이번 한국인 대규모 코호트 연구는 난청 가족력이 없는 15세 미만의 경중등도 난청(<55dB 이하) 환자 83명을 대상으로 진행됐다. 유전자 분석 결과, 이들 중 62.7%(52명)에서 유전적 요인이 난청의 원인인 것으로 나타났으며, 그 중 절반 이상의 원인이 STRC라는 단일 유전자에 의한 것이고, 두 번째로 많은 MPZL2 유전자 원인까지 합하면 유전적 요인의 약 70% 가량이 이 두 유전자에 의한 것으로 확인됐다. 우리 몸의 모든 유전자는 성염색체를 제외하고 똑같은 유전자를 두 개씩 갖고 있다. 부모가 난청이 아닌데도 아이에게 난청이 생기는 경우가 바로 부모로부터 아이에게 난청 유전자만 전달된 경우다. 유전자 하나에 문제가 생겨도 또 다른 하나가 정상적으로 기능을 하면 난청이 생기지 않지만, 부모로부터 난청 유전자만 두 개를 전달 받은 경우에는 난청이 나타날 수 있는 것이다. 최병윤 교수는 “이번 연구는 경중등도 난청의 유전적 원인에 대한 세계 최초의 대규모 연구로, 경중증도 난청에 대한 이해를 향상시킴과 동시에 유전형에 따라 보다 다양한 개별 맞춤형 청각재활방법을 제시할 수 있는 길을 열게 됐다”며 “부모가 청력이 정상이더라도 난청 유전자 돌연변이를 가진 보인자라면 난청 아이를 출산할 가능성이 있으므로, 난청 유전자 검사를 통해 자녀의 난청 발생 원인을 정확히 파악하면 보다 효과적인 치료방법을 찾을 수 있다”고 말했다. 김봉직 교수는 “소아 경중등도 난청의 발생에 특정 유전자 두 가지가 매우 큰 역할을 한다는 것을 밝힌 것도 굉장히 의미가 있다”고 덧붙였다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

크릴56, 스테비아 스위트, 히말라야 핑크솔트 등의 건강식품 개발 전문 기업, 펄세스에서 초로기치매의 예방에 도움되는 ‘초록이엔피에스’를 출시할 예정이다. 초로기치매(presenile dementia)는 40~60대에 나타나는 지능 기능 저하 질환이다. 초기에는 건망증이 심해지고, 차차 판단력이 흐려지면서 치매 증상이 뚜렷하게 나타난다. 발병 후 대뇌의 위축으로 노인성 변화가 현저해지며, 합병증으로 사망에까지 이르게 된다. 현재까지 확실한 치료법이 개발되어 있지 않아, 사전 예방에 주의를 기울여야 한다.초록이엔피에스는 ‘초로기치매에는 PS’라는 뜻으로, PS(포스파티딜세린)가 주요 성분이다. PS는 뇌세포의 구성 성분으로 뇌 기능이 원활하게 수행될 수 있게 한다. 체내 생성이 되지 않기에 외부적인 섭취가 필요하지만 식품에도 많이 포함되어 있지 않아 실상 섭취가 어려운 성분이다. PS는 대두 유래 식물성 인지질 성분 중 하나로, 식약처에서 권장하는 1일 섭취량은 300mg이다. 현재 출시 예정인 초록이엔피에스는 이달 7일부터 펄세스몰에서 구입 가능하다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr