국내 연구진이 사람의 뇌신경세포를 그대로 흉내낸 인공 시냅스 소자를 개발해 화제가 되고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST), 서울대, 중앙대, 포스텍 공동연구팀은 전이금속 물질인 ‘탄탈옥사이드’를 이용해 인간의 뇌에서 기억을 담당하는 신경세포인 뉴런과 연결부위인 시냅스의 기능을 그대로 모사한 인공 시냅스 소자를 개발하는데 성공했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈&인터페이스’ 최신호에 실렸다. 시냅스는 뇌에 있는 뉴런과 뉴런이 신경 전달물질을 주고 받을 수 있도록 축색돌기와 수상돌기가 만나는 부분으로 수 십 조에서 수 백조개가 있는 것으로 알려져 있다. 뇌에서 정보를 전달하는 이 시스템은 컴퓨터와 비교했을 때 비교적 적은 에너지로도 고도의 병렬 연산을 처리할 수 있어서 컴퓨터 공학자들은 시냅스의 생물학적 기능을 모방한 인공 소자 개발에 관심을 갖고 있다. 연구팀은 탄탈옥사이드를 이중층으로 만들고 표면을 제어해 고성능 인공 시냅스 소자를 만들었다. 이 소자는 전기신호 강도에 따라 탄탈옥사이드층의 저항값이 커지거나 작아지면서 시냅스의 신호전달 시스템을 흉내냈다. 이번에 개발한 소자는 기억을 저장하는 장기기억 강화작용과 기억을 지우는 장기억제작용 같은 기억의 생성, 저장, 삭제 과정인 시냅스 가소성 구현에도 성공했다. 특히 기존 컴퓨터 소자와 달리 낮은 전력으로도 병렬연산이 가능해 상용화될 경우 방대한 양의 빅데이터 처리에도 활용될 수 있을 뿐만 아니라 인공지능 개발 등 차세대 지능형 반도체 소자 기술에도 적용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 이명재 DGIST 지능형소자융합연구실장은 “이번 연구결과는 기존 인공 시냅스 소자의 단점을 보완한 동시에 뉴런 기능을 최대한 모방함으로써 인간의 뇌를 모사한 뉴로모픽 시스템 인공지능 개발에 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“여자는 수학에 약해”, “아줌마 운전 좀 똑바로 해요.” 특정 영역에서 여성과 남성이 보이는 능력 차이가 선천적인지, 후천적인지를 밝히는 연구는 오래전부터 있었다. 인간의 뇌가 워낙 복잡해 완벽하게 증명하긴 어렵지만, 다수의 학자는 성별에 따른 차이라기보다 개인별, 환경적 영향에 따른 차이가 더 크다고 말한다. 한국뇌연구원 뇌질환연구부 최영식 연구부장은 “확답하기는 어렵지만 유전적인 차이 이외에 성별에 따라 각기 다른 사회적 영향을 받으면서 능력도 점점 달라진다”고 말했다. 예컨대 여아와 남아 모두가 인형에 관심을 보인다고 해도 성별을 대하는 부모의 태도는 다르다. 즉 성장 과정에서 자극되는 뇌의 부위가 다르기 때문에 남녀에 따라 다른 특성이 발달한다는 것이다. 이은희 양성평등교육진흥원 전문 강사는 “태어나는 순간부터 성별에 따른 사회적 대우가 다르다”면서 “여아에게는 분홍색 옷을 입히고 부엌에서 엄마를 도왔을 때 칭찬하고, 남아에게는 파란색 옷을 입히고 ‘씩씩해야 한다’고 강조하는 것 등이 모두 영향을 미친다”고 말했다. 이어 “과거에는 여학생이 이공계 대학에 가는 것 자체를 금기시했기 때문에 여성 비율이 낮을 수밖에 없었다”면서 “성별에 따라 능력을 평가하기보다 자신이 좋아하는 일을 하도록 하는 것이 성평등”이라고 주장했다. 물론 여성과 남성의 모든 특성이 사회적으로만 형성되는 것은 아니다. 성별에 따라 신체적 특성이 다른 것처럼 뇌의 구조와 기능에도 차이가 있다는 것 또한 학계의 정설이다. 여성의 뇌는 남성의 뇌보다 더 가볍고 부피도 작다. 언어를 담당하는 좌뇌와 공간 지각능력을 담당하는 우뇌를 연결하는 조직인 ‘뇌량’은 여성이 더 발달했다. 이 때문에 좌우 뇌의 정보 교환이 활발한 여성이 더 뛰어난 언변 대응 능력을 보인다고 한다. 홍진표 삼성서울병원 정신건강의학과 교수는 “남녀가 지능의 차이는 없어도 외향성과 내향성, 민감성 등 성격 분류에서는 남성의 사회성이 여성보다 더 발달한 경향을 보이고, 규칙성·성실성은 여성이 더 발달했다”고 설명했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr

“여자는 수학에 약해.”, “아줌마 운전 좀 똑바로 해요.” 특정 영역에서 여성과 남성이 보이는 능력 차이가 선천적인지, 후천적인지를 밝히는 연구는 오래전부터 있었다. 인간의 뇌가 워낙 복잡해 완벽하게 증명하긴 어렵지만, 다수의 학자는 성별에 따른 차이라기보다 개인별, 환경적 영향에 따른 차이가 더 크다고 말한다. 한국뇌연구원 뇌질환연구부 최영식 연구부장은 “확답하기는 어렵지만, 유전적인 차이 이외에 성별에 따라 각기 다른 사회적 영향을 받으면서 능력도 점점 달라진다”면서 “인간의 뇌는 태어나서부터 사춘기 때까지 폭발적으로 성장하는데, 남녀에 따라 특정 부분이 더 많이 자극되면서 그 방향으로 뇌가 계속 발달하게 된다”고 말했다. 예컨대 여아와 남아 모두가 인형에 관심을 보인다고 해도 성별을 대하는 부모의 태도는 다르다. 즉 성장 과정에서 자극되는 뇌의 부위가 다르기 때문에 남녀에 따라 다른 특성이 발달한다는 것이다. 이은희 양성평등교육진흥원 전문 강사는 “태어나는 순간부터 성별에 따른 사회적 대우가 다르다”면서 “여아에게는 분홍색 옷을 입히고 부엌에서 엄마를 도왔을 때 칭찬하고, 남아에게는 파란색 옷을 입히고 ‘씩씩해야 한다’고 강조하는 것 등이 모두 영향을 미친다”고 말했다. 이어 “과거에는 여학생이 이공계 대학에 가는 것 자체를 금기시했기 때문에 여성 비율이 낮을 수밖에 없었다”면서 “성별에 따라 능력을 평가하기보다 자신이 좋아하는 일을 하도록 하는 것이 성평등”이라고 주장했다. 물론 여성과 남성의 모든 특성이 사회적으로만 형성되는 것은 아니다. 성별에 따라 신체적 특성이 다른 것처럼 뇌의 구조와 기능에도 차이가 있다는 것 또한 학계의 정설이다. 여성의 뇌는 남성의 뇌보다 더 가볍고 부피도 작다. 언어를 담당하는 좌뇌와 공간 지각능력을 담당하는 우뇌를 연결하는 조직인 ‘뇌량’은 여성이 더 발달했다. 이 때문에 좌·우 뇌의 정보 교환이 활발한 여성이 더 뛰어난 언변 대응 능력을 보인다고 한다. 홍진표 삼성서울병원 정신건강의학과 교수는 “남녀가 지능의 차이는 없어도 외향성과 내향성, 민감성 등 성격 분류에서는 남성의 사회성이 여성보다 더 발달한 경향을 보이고, 규칙성·성실성은 여성이 더 발달했다”고 설명했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr

첫눈에 반했다는 말은 사실이었다. 사람은 1초도 안 되는 시간에 아름다움(美)을 인지할 수 있는 데 이는 단것을 먹었을 때와 비슷한 쾌감을 불러 일으키기 때문이라고 미국 심리학자들이 주장하고 나섰다. 미국 뉴욕대 심리학 연구팀은 고대 철학자들과 현대 심리학자들에 이르기까지 아름다움에 관한 다양한 글과 연구논문을 분석한 결과, 인간이 무언가에서 느끼는 아름다움은 특별한 것이 아니라 단지 강한 쾌락의 감정일 수 있다는 결론에 도달했다고 밝혔다. 이번 연구는 주저자 아엔 브리엘먼 박사과정 연구원이 박사 취득을 위한 대규모 연구의 일부분이다. 브리엘먼 연구원은 “아름다움을 느끼려면 오랫동안 깊이 생각해야만 하는 것으로 생각돼 왔지만, 우리 연구에서는 아름다움을 느끼는 데는 1초로도 충분한 것으로 나타났다”고 설명했다. 연구에 참여한 데니스 펠리 심리학과 교수는 “아름다움은 매우 주관적인 것이며 과학적으로도 매우 다루기 힘든 것으로 여겨지지만, 주된 특성 중 일부는 간단한 규칙을 따른다”면서 “이 분야의 연구를 분석한 결과 아름다움은 생각보다 단순하고 덜 특별한 것일 수 있음을 알 수 있었다”고 말했다. 연구팀은 신경경제학자들이 사람들의 쇼핑 습관을 이해하기 위해 재정적 결정과 뇌 발달 사이의 연관성을 연구하는 방법과 같은 방식을 도입해 이같은 가정에 도달했다고 밝혔다. 이번 연구에서 연구팀은 아름다움이 정말로 정의하기 힘들고 수량화할 수 없는 경험인지 아니면 측정할 수 있는 인자에 근거해 빠르게 측정할 수 있는지를 살폈다. 연구팀은 조사를 위해 그리스 철학자 플라톤과 18세기 독일 철학자 바움가르텐, 19세기 아일랜드 극작가 오스카 와일드, 그리고 실험 심리학의 선구자 구스타프 페히너 등 약 2500년 동안 아름다움에 관련한 글과 연구를 분석했다. 이번 연구는 심리학에서 점차 그 중요성을 인정받고 있는 경험적 미학 분야에 초점을 맞췄다. 이는 사람들이 아름다움과 예술을 어떻게 경험하는지 측정하기 위해 구체적인 방법을 찾는 것이다. 앞서 연구팀은 아름다움은 관심을 요구한다는 연구 결과를 발표했었다. 사람이나 사물의 아름다움을 충분히 느끼려면 대상에 완벽히 집중해야 한다는 것이다. 이 연구에서 아름다운 무언가를 보며 다른 일을 했던 참가자들은 같은 것을 보며 아무것도 하지 않은 참가자들보다 그 무언가의 아름다움에 덜 감동하는 것으로 나타났다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호(20일자)에 실렸다. 사진=antonioguillem / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

첫눈에 반했다는 말은 사실이었다. 사람은 1초도 안 되는 시간에 아름다움(美)을 인지할 수 있는 데 이는 단것을 먹었을 때와 비슷한 쾌감을 불러 일으키기 때문이라고 미국 심리학자들이 주장하고 나섰다. 미국 뉴욕대 심리학 연구팀은 고대 철학자들과 현대 심리학자들에 이르기까지 아름다움에 관한 다양한 글과 연구논문을 분석한 결과, 인간이 무언가에서 느끼는 아름다움은 특별한 것이 아니라 단지 강한 쾌락의 감정일 수 있다는 결론에 도달했다고 밝혔다. 이번 연구는 주저자 아엔 브리엘먼 박사과정 연구원이 박사 취득을 위한 대규모 연구의 일부분이다. 브리엘먼 연구원은 “아름다움을 느끼려면 오랫동안 깊이 생각해야만 하는 것으로 생각돼 왔지만, 우리 연구에서는 아름다움을 느끼는 데는 1초로도 충분한 것으로 나타났다”고 설명했다. 연구에 참여한 데니스 펠리 심리학과 교수는 “아름다움은 매우 주관적인 것이며 과학적으로도 매우 다루기 힘든 것으로 여겨지지만, 주된 특성 중 일부는 간단한 규칙을 따른다”면서 “이 분야의 연구를 분석한 결과 아름다움은 생각보다 단순하고 덜 특별한 것일 수 있음을 알 수 있었다”고 말했다. 연구팀은 신경경제학자들이 사람들의 쇼핑 습관을 이해하기 위해 재정적 결정과 뇌 발달 사이의 연관성을 연구하는 방법과 같은 방식을 도입해 이같은 가정에 도달했다고 밝혔다. 이번 연구에서 연구팀은 아름다움이 정말로 정의하기 힘들고 수량화할 수 없는 경험인지 아니면 측정할 수 있는 인자에 근거해 빠르게 측정할 수 있는지를 살폈다. 연구팀은 조사를 위해 그리스 철학자 플라톤과 18세기 독일 철학자 바움가르텐, 19세기 아일랜드 극작가 오스카 와일드, 그리고 실험 심리학의 선구자 구스타프 페히너 등 약 2500년 동안 아름다움에 관련한 글과 연구를 분석했다. 이번 연구는 심리학에서 점차 그 중요성을 인정받고 있는 경험적 미학 분야에 초점을 맞췄다. 이는 사람들이 아름다움과 예술을 어떻게 경험하는지 측정하기 위해 구체적인 방법을 찾는 것이다. 앞서 연구팀은 아름다움은 관심을 요구한다는 연구 결과를 발표했었다. 사람이나 사물의 아름다움을 충분히 느끼려면 대상에 완벽히 집중해야 한다는 것이다. 이 연구에서 아름다운 무언가를 보며 다른 일을 했던 참가자들은 같은 것을 보며 아무것도 하지 않은 참가자들보다 그 무언가의 아름다움에 덜 감동하는 것으로 나타났다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호(20일자)에 실렸다. 사진=antonioguillem / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

임신 중 극심한 스트레스를 받은 임산부에게서 태어난 여자아이는 생후 24개월(만 2세)에도 우울증과 불안증을 겪을 수 있다는 연구결과가 나왔다. 독일 베를린에 있는 유럽 최대 대학병원인 샤리테병원(베를린대 의대 부속병원), 미국 오리건보건과학대학, 미국 캘리포니아대학 등 공동 연구진은 임신부 70명의 코르티솔 호르몬 수치를 분석하고 훗날 태어난 아이에게 미치는 영향을 추적했다. 코르티솔은 스트레스를 받을 때 우리 뇌에서 분비하는 호르몬으로, 면역력을 약화시키거나 혈압상승으로 인한 혈관 손상 등을 유발할 수 있다. 연구진은 실험참가자들의 타액을 임신 초기, 중기, 후기에 각각 4일 동안, 하루에 4번 샘플을 채취한 뒤 그 수치를 기록했으며, 출산한 이후에는 신생아가 잠을 자는 사이 MRI를 촬영해 뇌의 특성을 살폈다. 연구진은 이들 실험참가자가 아이를 출산한 지 2년이 지났을 때 얼마나 자주 아이가 슬프거나 외롭고 걱정스러운 표정을 자주 짓는지, 또는 잠을 잘 이루지 못하거나 다른 아이들과의 관계가 원만하지 않은지 등을 관찰하도록 했다. 그 결과 임신 기간에 코르티솔 수치가 높았던 여성에게서 태어난 여자아이는 코르티솔 수치가 낮은 여성에게서 태어난 아이와 감정을 표현하는데 영향을 미치는 뇌 부위인 편도체가 변형되는 것을 확인했다. 연구진은 이 같은 차이점이 만 2세의 아이에게서도 우울증과 불안증을 유발할 수 있다는 것을 의미한다고 설명했다. 특이한 점은 이러한 특징이 여자아이에게만 해당된다는 사실이다. 임신 기간 중 코르티솔 수치가 높은 여성에게서 태어난 남자아이와 코르티솔 수치가 낮은 여성에게서 태어난 남자아이에게서는 별 다른 차이점이 없었다. 연구를 이끈 샤리테대학병원의 클라우디아 버스 박사는 “기분과 관련된 감정 또는 불안장애는 남성보다 여성에게서 2배 더 흔하며, 이번 연구는 기분 및 불안 장애가 여성에게서 더욱 위험요소가 될 수 있다는 사실을 보여준다”고 말했다. 이어 “태아기 환경이 여성의 기분장애를 발전시킬 수 있다는 가능성을 확인했다. 태어날 때부터 감정과 관련된 장애를 유발하는 취약점을 가지게 된다는 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 ‘생물정신의학저널’(Journal Biological Psychiatry) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

코딩 기본지식 있으면 조립 어렵지 않아 명령 실행 등 기가지니 핵심기능 탑재 개발자 포털 통해 원하는 명령어 개발 공업 로봇도 연결 가능… 활용 무궁무진KT가 이용자 스스로 인공지능(AI) 스피커를 만들 수 있는 ‘AI 메이커스 키트’를 지난달 말 출시한 이후 중·고등학교 코딩 교육 교구로 입소문이 퍼지고 있다. 지난 17일 서울 서초구 KT우면연구센터 내 AI테크센터에서 개발자들을 따라 조립부터 구동까지 직접 체험해 봤다. 프로그래밍 언어 등 코딩 기본 지식이 전무하다면 사실 ‘DIY’(스스로 만들기)는 벅찰 수 있다. 하지만 기초 지식이 있거나 안내자가 있다면 쉽게 가능하다. 키트 구성품의 핵심은 ‘내맘대로 AI 스피커’다. 음성을 입·출력하는 마이크와 스피커, 음성을 전자 신호로 변환하는 보이스키트, 음성 대신 AI를 호출하는 스위치, 운영체제(OS)를 저장할 SD 카드, 기기의 ‘뇌’에 해당하는 소형 컴퓨터 ‘라즈베리파이3 모델B’로 이뤄졌다. 유튜브에 올려진 영상 혹은 키트에 들어 있는 잡지를 보며 조립할 수 있다. 스피커 조립을 마친 뒤 KT가 만든 ‘기가지니 개발자 포털’ 가입을 신청하면 스피커를 PC와 연결해 KT가 미리 만들어 둔 기본 예제를 설치할 수 있다. 예제는 기기가 호출어를 듣고 반응하는 코드, 음성을 인식해 문자로 출력, 또는 반대로 문자를 음성으로 재생하는 코드, 질문받고 답변하는 코드 등 9개다. 개발자가 스피커와 연결된 PC 화면을 띄워 놓고, 호출어를 듣고 반응하는 예제 1번(node ex1_kwssttdss. js 0)을 입력한 뒤 “기가지니”라고 부르자 프로그래밍 언어로 가득 찬 화면 끝에 ‘호출어가 감지됐다’(KWS Detected)라고 표시되며 스피커에서 “띠리링” 소리가 났다. 예제 2번을 실행하고 “안녕하세요”라고 말했더니 화면에 문자로 ‘안녕하세요’라고 떴다. 예제 9개만 있어도 AI 스피커의 기본 기능을 실행할 수 있다. 개발자나 코드를 짤 수 있는 사용자는 개발자 포털을 통해 명령어를 만들고 기기에 적용할 수 있다. 이렇게 만들어진 AI 스피커의 활용 가능성은 무궁무진하다는 게 KT의 설명이다. 전동 부품을 실은 레고 자동차부터 공업용 로봇까지 스피커에 연결할 수 있다. 박희철 KT 융합기술원 AI테크센터 eco기술팀장은 “플랫폼에 자동화기기 조작 단말을 탑재할 수 있느냐는 기업들의 문의가 벌써 들어오고 있다”고 말했다. AI 스피커를 로봇손 두 개와 연결해 가위바위보 게임을 하는 장면도 볼 수 있었다. 스피커의 구호에 맞춰 로봇손이 가위바위보를 내고, 보를 내서 이긴 오른손은 ‘I LOVE YOU’를 뜻하는 영어 수화로 세리머니를 했다. 박 팀장은 “손목 관절이 있는 로봇손을 이용해 음성을 수화로 통역하는 로봇손을 만들어 보려 한다”고 계획을 밝혔다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

코딩 기본 모르면 혼자는 어려워 레고부터 공장기기까지 무한 확장“저희 기계 연결 되나요” B2B 문의 지난 7월 말, 이용자가 직접 인공지능(AI) 스피커를 만들 수 있는 ‘AI 메이커스 키트’를 출시하면서 KT가 기대한 건 두 가지다. 중소·벤처기업 등이 AI 기술을 이용한 제품과 서비스를 만들 수 있는 음성인식 플랫폼을 제공, 국내 AI 저변을 넓히는 것이 첫번째다. 두번째는 학생들이 코딩을 배우고 실습할 수 있는 ‘교구’로서 AI 메이커스 키트가 쓰이는 것이다. 출시 한달이 채 안된 지난 17일 서울 서초구 KT우면연구센터 내 AI테크센터에서 만난 개발자들은 “키트는 음성인식 관련 개발자용으로 만들어졌지만, 벌써 중·고등학교 교구로 기능이 확장됐다”면서 “처음부터 교구로 만들었다면 확장성이 한정돼 이런 효과를 얻지 못했을 것”이라고 말했다. 이날 체험해 본 AI 메이커스 키트는 역시 코딩 언어 등 기본 지식이 없는 상태에서 혼자 만들긴 어려웠다. 이날은 ‘node ex7_kwssttdss. js 0’(예제 7번 실행)와 같은 언어를 기본부터 공부하는 대신 개발자들이 직접 만들고 작동시키는 과정을 따라가 봤다.키트 구성품의 핵심인 ‘내맘대로 AI스피커’는 음성을 입·출력하는 마이크와 스피커, 음성을 전자 신호로 변환하는 역할을 하는 보이스키트, 음성 대신 AI를 호출할 수 있는 스위치, 운영체계(OS)를 저장할 SD카드, 기기의 ‘뇌’에 해당하는 소형 컴퓨터 ‘라즈베리파이3 모델B’로 이뤄졌다. 유튜브에 올라간 영상이나 키트에 동봉된 잡지 ‘메이커스’를 보며 누구나 손쉽게 조립할 수 있다. 조립이 끝난 스피커를 일할 수 있게 만들기 위한 가장 쉬운 방법은 KT가 만든 ‘기가지니 개발자포털’에 가입해 서비스를 신청하는 것이다. 가입 뒤 간단한 절차를 거치면 스피커를 PC와 연결, 라즈베리파이를 구동하는 OS와 함께 KT에서 만들어 둔 기본 예제를 한번에 설치할 수 있다. 기본 예제는 기기가 호출어를 듣고 반응하거나, 음성을 인식해 문자로 출력, 또는 반대로 문자를 음성으로 재생하는 코드, 음성·텍스트로 질문을 받고 답변하는 코드 등 9개다. 개발자는 조립한 스피커와 연결된 PC 화면을 띄워 놓고 호출어를 듣고 반응하는 예제 1번(node ex1_kwssttdss. js 0)을 입력한 뒤 “기가지니”라고 부르자 무수한 프로그래밍 언어로 가득 찬 화면 끝에 ‘호출어가 감지됐다’(KWS Detected)라고 표시되며 스피커에서 “띠리링” 하는 소리가 났다. 예제 2번을 실행한 뒤 “안녕하세요”라고 말했더니 화면에 문자로 ‘안녕 하세요’가 표시됐다. 개발자포털에서 제공하는 예제 9개만 있어도 말을 알아듣고 대답하는 AI스피커의 기본 기능은 실행할 수 있다. 개발자나 코드를 짤 수 있는 사용자는 개발자포털을 통해 언어를 조합해 명령어를 만들고 기기에 적용할 수 있다. 이렇게 만들어진 AI스피커는 활용 가능성이 무궁무진하다는 게 KT 측 설명이다. 스피커엔 전동 부품이 들어있는 레고 자동차부터 공업용 로봇까지 연결할 수 있다. 박희철 KT 융합기술원 AI테크센터 eco기술팀장은 “벌써 플랫폼에 자신들 자동화기기 조작 단말을 탑재할 수 있느냐는 기업의 문의가 들어오고 있다”고 말했다. AI 메이커스 키트의 뛰어난 확장성은 먼저 ‘개발자들의 장난감’이라 불리는 미니 컴퓨터 라즈베리파이를 채용하고 있기 때문이다. 라즈베리파이에 달린 다용도 입출력 포트(GPIO)는 무수한 종류의 장치들과 연결해, AI스피커가 보내는 명령 신호를 기기에 적합한 형태로 전달한다. 또 KT가 개발한 플랫폼과 개발자포털은 라즈베리파이를 쉽게 설정하고 사용할 수 있게 만들어져 교육에 참여한 현직 개발자들이 놀랄 정도라고 관계자는 전했다.이날 KT우면연구센터에선 AI스피커를 로봇손 두개와 연결, 기가지니를 부르면 두 손이 가위바위보 게임을 하도록 설정해 놓은 걸 볼 수 있었다. KT 개발자들은 손에 각각 ‘코리’ ‘토리’라고 이름을 붙였다. 자사 AI 캐릭터 이름이다. 게임이 시작되니 AI스피커의 구호에 맞춰 손들이 가위바위보를 했다. ‘보’를 낸 오른쪽 손이 이기자 AI스피커는 “토리가 이겼습니다”라고 말했다. 가위바위보에 이긴 오른쪽 손은 ‘I LOVE YOU’를 뜻하는 미국 수화로 ‘승리 세리모니’를 했다. 간단해 보여도 손가락 하나하나에 코딩이 돼 있다고 한다. 박 팀장은 “앞으로 손목 관절이 있는 로봇손을 이용해 음성으로 이야기하면 수화로 통역하는 로봇손을 만들어 보려 한다”고 말했다. KT는 AI 메이커스 키트 출시 외에도 AI 플랫폼 확산에 공을 들이고 있다. 이날 방문한 AI테크센터를 지난해 개소한 것도 그 일환이다. KT는 또 AI 전문인력 육성을 위한 교육센터를 설립하고, 개발자들이 관련 앱을 개발할 수 있도록 기가지니의 프로그램 설계도에 해당하는 API를 공개했다. 서울대 공과대, 카이스트(KAIST) 과학영재교육연구원 등과는 AI 메이커스 키트를 활용한 교육과정을 신설해 운영하고 있다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

“200년 후 새로운 세상에서 새롭게 살아볼 수 있을 것” 영국의 한 유력 사업가가 8만 파운드(한화 약 1억 1300만원)을 들여 사후 뇌를 냉동하는 서비스에 신청했다고 고백했다. 영국 일간지 데일리스타의 13일 보도에 따르면 이름을 밝히지 않은 60대 후반의 유력 사업가는 자신이 현재의 몸으로 사망한 뒤 200년 이내에, 지금의 뇌를 전혀 다른 사람의 몸과 연결해 새로운 삶을 살기 위한 뇌 냉동 서비스를 신청했다. ‘극저온학’(cryogenics)으로 불리는 이것은 인체냉동보존술로도 알려져 있다. 시신이나 신체 일부를 보존하기 위해 냉동하는 기술이며, 이중에서도 뇌 보존은 냉동보존술이 성취하고자 하는 궁극적인 목표로 꼽힌다. 이 영국 사업가는 데일리 스타와 한 인터뷰에서 “많은 사람들이 날 어리석다고 생각한다는 사실을 알고 있지만, 왜 시도도 해보지 않는가”라고 반문하며 “모험을 하지 않으면 얻는 것도 없다. 나는 200년 혹은 2000년 후에 다시 깨어날 것을 대비해 많은 돈을 투자해 놓았다. (뇌 냉동술로 다시 태어나는 것만큼) 흥미진진한 일은 없다”고 강조했다. 현재 인체냉동보존은 미국에 본사가 있는 두 그룹이 선두에서 이끌고 있다. 한 곳은 애리조나에 있는 알코르생명연장재단이고, 또 한 곳은 미시간에 있는 냉동보존연구소(CI)다. 알코르생명연장재단의 경우 이미 1000명이 비용을 지불하고 사후 인체냉동을 신청한 상태며, 신체 전체를 냉동하는데 드는 비용은 25만 5000달러(한화 약 2억 9000만원) 선이다. 이곳에는 이미 149명의 사망한 사람들의 시신이 냉동돼 있으며, 이중에는 극저온술로 냉동된 최연소 인간인 태국 국적의 2세 아이 시신도 보관돼 있다. 냉동보존연구소의 비용은 조금 더 저렴하다. 이곳에서는 현재 1인당 2만 8000달러(한화 약 3200만원)을 받고 인체냉동보존 서비스를 제공하고 있다. 현재 이 연구소에는 환자 160명과 반려동물 100마리 이상이 냉동보존돼 있으며, 사후 냉동보존을 계획한 가입자만 2000명에 달한다. 냉동보존연구소 책임자인 데니스 코왈스키(49)는 “언젠가 인류는 냉동보존 상태에 있는 시신을 되살리고 줄기세포 기술로 다시 젊게 만들 수도 있을 것”이라고 주장했다. 또 그는 “인체냉동보존술로 냉동된 최초의 인간은 앞으로 50~100년 안에 소생될 것”이라고 추측했다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@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.

국내 연구진이 산소 부족으로 인한 각종 뇌혈관 질환으로 인한 뇌손상을 치료할 수 있는 물질을 개발했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 라종철 박사팀은 뇌혈관 폐색으로 피 흐름이 줄어들면서 뇌조직이 정상적으로 기능하지 못하는 허혈성 뇌졸중으로 막혔던 혈관에 혈액이 다시 돌 때 나타나는 추가 뇌손상을 막을 수 있는 치료물질을 발견했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경약리학’ 8월호에 실렸다. 산소공급은 뇌신경세포 기능을 위해 필요하다. 허혈성 뇌졸중이 발생하면 저산소증이 나타나 뇌세포 손상이 발생하고 이후 뇌에 다시 산소를 공급하는 과정에서도 손상되는 ‘재관류 손상’이 발생하기도 한다. 허혈성 뇌졸중이나 고산병이 발생하면 혈관을 통해 뇌 신경세포에 공급되는 산소공급이 줄어들면서 저산소증이 나타난다. 뇌손상을 막기 위해서는 혈액을 공급해줘야 하는데 다시 산소를 공급받는 과정에서 신경세포가 갑자기 흥분해 추가적 뇌손상이 나타나기도 한다. 혈류를 정상화하는 단계에서 신경세포 흥분을 조절해 손상을 억제하기 위한 치료제가 필요하다. 연구팀은 뇌신경세포에 혈액이 다시 공급될 때 과다한 흥분을 일으키는 이온통로를 찾아냈다. 이와 함께 혈류를 정상화하기 전에 이 이온통로를 억제하는 물질을 사용하면 신경세포의 흥분억제는 물론 독성 유발을 막을 수 있다는 사실도 확인했다. 기존에는 뇌졸중 환자나 급성 심근경색 환자 회복을 위해 체온을 32도로 낮춰 뇌로 가는 혈액으로 인한 충격을 줄이는 저체온요법이 많이 사용됐지만 추가 뇌손상을 완벽하게 막지는 못했다. 이번에 개발한 기술은 신경세포의 흥분을 직접 낮춤으로써 효과를 더 높일 수 있다는 장점이 있다. 연구팀이 이번에 활용한 이온통로 억제제는 부정맥 치료용으로 사용되던 약물이었다. 이번 연구를 통해 뇌의 재관류 손상 억제용으로도 효과가 있음을 증명하고 저산소성 뇌손상 치료용 약물로 국내 특허 출원했다. 라종철 박사는 “이번 연구는 저산소증과 신경염증이 신경세포의 기능에 미치는 영향을 확인하는 동시에 허혈성 뇌졸중이나 저산소증으로 발생하는 뇌손상을 억제할 수 있는 치료용 약물 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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

모든 밤을 지나는 당신에게/캐서린 번스 엮음/김희정 옮김/알마/444쪽/1만 8500원35세 남자가 어느 날 고향 집으로 돌아왔다. 어머니가 앞으로 살 날이 얼마 남지 않았다며 여생을 함께 해 달라고 부탁해서다. 희소 암을 앓는 어머니를 간호하는 일은 쉽지 않았다. 기구를 이용해 폐에 고인 액체를 뽑아낼 때 타이밍을 잘못 맞추면 어머니의 숨이 멎을 수도 있었다. 고통스러울 법도 한데 어머니는 사람들의 동정 속에 세상을 퇴장하고 싶지는 않다고 했다. 그래서 아들이 준비한 건 성대한 ‘작별 파티’. 호텔 연회장을 메운 100여명의 손님과 일일이 마지막 인사를 나눈 어머니는 8일 후 아들에게 “넌 참 좋은 사람이야”라는 말을 남긴 채 숨을 거뒀다.얼핏 보면 소설이나 영화에 나올 것 같은 이야기다. 예상과는 달리 미국 코미디 극단 ‘세컨드시티’ 소속 배우 출신의 케빈 맥기한이 2013년 한 무대에서 사람들에게 들려준 자신의 실화다. 그는 “남은 것이 오직 추락뿐이었을 때, 그녀는 그 사건이 자기가 정한 방식으로 일어나도록 만들었다”면서 어머니와의 마지막 순간을 행복하게 추억했다. 누구나 잘 알고 있지만 현실은 소설이나 영화보다 훨씬 극적이고 강렬하다. 맥기한의 이야기는 2013년 세계적인 스토리텔링 행사 ‘모스’에서 알려졌다. ‘나방’이라는 뜻의 모스(moth)는 미국의 소설가 조지 도스 그린이 어린 시절 한밤에 불을 향해 날아드는 나방을 보면서 친구들과 이야기를 나눈 순간을 떠올리며 1997년 창립한 비영리단체다. 성별, 피부색, 나이, 학벌, 재산, 국적을 초월한 다양한 사람들이 마이크 앞에 서서 자신의 인생을 바꾼 경험을 들려준다. 모스의 예술감독인 캐서린 번스가 엮은 책 ‘모든 밤을 지나는 당신에게’는 지난 20년간 전 세계 26개 도시에서 발표된 2만여개의 이야기 중 최고의 감동을 선사한 40개의 사연을 담고 있다. 화자들의 면면이 다른 것처럼 그들이 들려주는 삶의 빛깔도 다채롭다. 교통사고를 당한 아들이 외상성 뇌 손상으로 끝내 죽음에 이르는 과정을 지켜본 한 여인은 환자와 환자의 가족들에게 법률 지원을 해 주는 비영리 단체에서 새로운 삶을 시작한다. 살인 누명을 쓰고 사형을 선고받은 한 남자는 사형 집행일을 11일 남겨 두고 일반 수감자들이 있는 곳으로 옮겨졌다가 끝내 석방되는가 하면, 어느 날 갑자기 새 애인이 생겼다며 남편으로부터 이별 통보를 받은 한 여인은 고통 속에 매진했던 유방암 연구에서 큰 성과를 거둔다. 단골 손님의 소개로 그 손님의 아들인 영국 가수 데이비드 보위의 전속 미용사가 되는 행운을 누린 사람도 있다. 영국 소설가 닐 게이먼이 책 서두에 실린 ‘추천의 글’에서 썼듯 “자신이 얼마나 똑똑한지, 현명한지, 어떻게 승리를 거두었는지 등의 이야기는 대부분 실패로 끝난다. (외려) 어렵고 고된 경험을 하던 순간에 자신이 인간적으로 어떤 모습이었는지 정직하게 이야기할 때 사람들의 마음이 움직인다.” 게이먼에 따르면 어쩌면 이 책은 ‘실패담 모음집’이라고 봐도 무방하다. 화자들의 솔직한 이야기를 보고 있으면 실패담이 지닌 힘이 얼마나 센 지 알게 된다. 평범한 사람들이 칠흑같이 어두운 밤을 자신만의 힘으로 헤쳐 나간 그 순간은 그 어떤 이름 있는 소설가가 지어낸 이야기보다 귀하고 위대하기에. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr

아찔할 정도로 높은 곳에 올라가거나 길을 지나갈 때 갑자기 튀어나온 자동차와 마주치거나 골목에서 사납게 생긴 덩치 큰 개와 맞닥뜨렸을 때, 공포영화를 보다가 잔인한 장면이 나오면 자신도 모르게 ‘헉’하며 숨을 몰아쉬거나 눈을 가린 경험을 누구나 한 번쯤은 했을 것이다. 이런 행동은 ‘얼음’(freezing)이라고 부르는 공포 반응 중 하나다. 사실 포식자나 위험한 상황에 맞닥뜨렸다고 뇌가 판단할 경우 공포와 불안반응을 유발시키는 것은 생존을 위해 필수적인 기능이다. 더군다나 이는 배워서 터득하는 몸의 반응이 아니라 오랜 시간 진화를 통해 몸에 새겨진 일종의 선천적 반응이다. 과연 이런 타고난 공포반응은 어디서 유래되고 어떻게 나타나는 것일까. 카이스트 생명과학과 한진희 교수와 대구경북과학기술원(DGIST) 부설 한국뇌연구원 뇌신경망연구부 박형주 박사 공동연구팀이 동물이 보이는 공포에 대한 선천적 반응을 유발시키는 뇌신경회로와 메커니즘을 규명했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 선천적 공포반응은 생존에 도움을 주지만 극도의 스트레스나 생존에 지속적인 위협이 가해질 경우 공포회로에 이상이 생기면서 공황장애, 외상후 스트레스 장애(PTSD) 같은 신경질환을 앓게 된다. 많은 연구자들이 이 같은 문제를 해결하기 위해 연구를 하고 있지만 정확한 신경회로를 아직 찾지 못하고 있다. 연구팀은 스트레스 반응을 조절하고 연산기능을 수행하는 전전두엽 피질(PFC)의 일부인 전측대상회 피질(ACC)을 주목했다. 전두엽이 학습을 통한 후천적 공포조절에 관여하고 있다는 사실은 밝혀졌지만 선천적 공포조절 기능에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 연구팀은 빛을 이용해 실시간으로 신경 활성을 조절하는 광유전학 기술을 활용해 생쥐의 전측대상회 피질을 자극했다. 생쥐를 잡아먹는 포식자 중 하나인 여우 냄새를 맡았을 때 활성화되는 부위를 빛으로 조절하는 실험을 한 것이다. 그 결과 전측대상회 피질 영역의 활성을 억제하자 선천적 공포 반응인 ‘얼음 반응’이 증폭됐고 활성을 높이자 공포반응이 감소하는 것을 발견했다. 특히 배외측 편도체핵(BLA)라는 부위가 공포 반응 유발에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다. 뇌연구원 박형주 박사팀은 전기 생리학 방법으로 전측대상회 피질과 배외측 편도체핵 연결망이 선천적 공포 조절 기능에 관여한다는 사실을 교차검증해 같은 결과를 얻었다.한진희 카이스트 교수는 “이번 연구결과는 공포반응을 유발시키는 뇌 속 핵심 신경회로를 발견했다는데 의미가 크다”며 “이번에 발견한 신경회로를 대상으로 하는 치료기술을 개발한다면 외상후 스트레스 장애 등 뇌신경질환으로 고통을 겪는 이들을 도울 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구온난화가 물고기의 후각 능력에도 큰 영향을 미치면서 물고기의 생존을 위협하고 있다는 연구결과가 나왔다. 어류는 외형적으로 튀어나온 코를 가지고 있지는 않지만 비강 내에 감각 세포가 있어 냄새를 감지할 수 있다. 물고기는 후각을 이용해 먹잇감을 찾거나 안전한 서식지를 찾으며, 포식자를 피하거나 물고기끼리 서로 알아보는데도 후각을 이용한다. 영국 잉글랜드 엑서터대학 연구진에 따르면 지구온난화의 영향으로 전 세계 바다의 이산화탄소 농도가 짙어지고 있으며, 이것이 물고기의 후각 상실 현상을 유발하고 있다. 일반적으로 이산화탄소는 가스의 형태지만, 물에도 흡수될 수 있다. 바다 밑으로 내려갈수록 이산화탄소 농도가 높아지며 바닷물의 산성화가 심해지는데, 연구진에 따르면 산업혁명 이후 해양의 이산화탄소 농도는 43% 상승했다. 이산화탄소가 어류에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험에서 연구진은 농어를 사용했다. 농어의 개체수가 많고 경제적으로도 중요한 어류로 꼽히기 때문이다. 연구진은 농어를 두 그룹으로 나눈 뒤 A그룹은 현재 해양의 이산화탄소 농도와 같은 물에 풀어놓고, B그룹은 약 20년 전인 세기말(1990년대 후반) 당시의 해양 이산화탄소 농도와 같은 물에 풀어놓았다. 이후 농어의 움직임을 관찰한 결과 산성이 더 높은 물에 있는 A그룹은 B그룹에 비해 움직임이 덜했고, 먹잇감의 냄새가 나타났을 때에도 반응이 더뎠다. 또 B그룹에 비해 불안감이 더 높은 모습을 보이기도 했다. 연구진은 산성화 된 물이 물고기 코 앞쪽의 후각 수용체와 냄새 분자가 결합하는데 영향을 미치며, 이것이 물고기의 후각을 둔하게 만드는 결과로 이어진다고 분석했다. 과거 연구에 따르면 이산화탄소 수치는 어류의 뇌 활동을 저해할 수 있으며, 이산화탄소 농도와 어류 후각의 연관관계를 밝힌 연구가 진행된 것은 이번이 처음이다. 연구를 이끈 로드 윌슨 엑서터대학 교수는 “이산화탄소가 물고기의 후각에 직접적인 영향을 미친다는 사실을 입증했다. 이는 이산화탄소가 중추신경계뿐만 아니라 뇌 자체에서 정보처리가 원활하지 못하도록 하기 때문”이라면서 “미래에 이산화탄소가 증가함에 따라 어류가 얼마나 빨리 이러한 문제점들을 극복할 수 있을지 알 수 없다”고 밝혔다. 자세한 연구결과는 과학저널 ‘네이처 기후변화‘(Nature Climate Change) 최신호에 게재됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

뇌실하 영역서 돌연변이 세포 집중 발견네이처지 게재… “치료제 개발에 전력”국내 연구진이 난치성 뇌종양인 ‘교모세포종’의 새로운 발병 기전을 밝혀냈다. 암 부위가 아닌 뇌의 특정 부위에서 돌연변이가 시작돼 다른 부위로 확산한다는 사실을 세계 최초로 규명했다. 강석구 연세대 세브란스병원 교수와 이정호 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원 교수팀은 융합연구를 통해 교모세포종이 뇌 내부 공간인 뇌실 아랫부분 ‘뇌실하 영역’에서 처음 시작된다는 사실을 규명했다고 1일 밝혔다. 이번 연구는 보건복지부, 한국연구재단 등의 지원을 받아 진행됐고 연구결과는 국제학술지 ‘네이처’에 실렸다. 교모세포종은 전체 뇌종양의 12~15%를 차지해 단일암 중 뇌에서 가장 많이 발생하는 암이다. 뇌의 신경교세포에서 생기는 암 중 악성도가 가장 높다. 뇌압 상승으로 인한 두통과 뇌신경마비, 언어장애 등을 유발하고 환자 사망 위험이 높다. 연구팀은 2013년부터 지난해까지 교모세포종 제거 수술을 받은 환자 30명을 대상으로 종양 조직, 정상 조직, 뇌실 주변 조직 등 3개 영역을 조사했다. 분석 결과 암세포가 없는 뇌실하 영역에서 종양을 유발하는 돌연변이 세포가 많이 발견됐다. 특히 성상세포 영역에 돌연변이가 집중됐다. 유전자 분석을 해 보니 돌연변이 세포는 시간이 지나면서 뇌의 다른 부위로 이동했다. 불꽃놀이를 할 때 빠르게 퍼져 나가는 불꽃처럼 암세포가 퍼져 나가는 현상이 확인됐다. 연구팀은 앞으로 돌연변이 세포가 교모세포종으로 진화하는 것을 막기 위한 치료제 개발을 추진할 계획이다. 강 교수는 “교모세포종이 정상 신경줄기세포가 존재하는 뇌실하 영역에서 시작된다는 사실을 처음으로 확인했다”며 “암 조직에만 쏠려 있는 연구를 암의 기원이 되는 조직 쪽으로 방향을 전환해야 암 치료 비밀을 풀 수 있다는 새로운 방향성을 제시한 것”이라고 말했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

일본 정부가 ‘유도만능줄기(iPS)세포’를 활용한 파킨슨병 치료에 대해 세계 최초로 임상시험을 승인했다. 일본 언론들은 30일 “다카하시 준 교토대 교수 연구팀이 iPS세포로 뇌의 신경세포를 만들어 파킨슨병 환자의 뇌에 이식하는 치료의 임상시험 계획에 대해 정부로부터 승인을 받았다“며 “조만간 대상 환자를 선정해 임상시험에 들어갈 것”이라고 보도했다. iPS세포는 이미 분화가 끝난 사람의 체세포에 세포분화 유전자를 주입해 분화 이전의 상태로 되돌리는 기술이다. 이를 응용하면 질병으로 손상된 세포를 iPS로 대체해 정상세포로 바꿀 수 있다. 이 기술을 처음 개발한 야마나카 신야 교토대 iPS세포연구소장은 2012년 노벨 생리의학상을 수상했다. 일본 정부는 질병 치료 가능성에 주목하고 지난 10년간 iPS세포 연구에 1000억엔(약 1조원)을 투자해 왔다. 파킨슨병은 사람의 뇌에서 도파민(운동을 조절하는 정보전달 물질)을 생성하는 신경세포가 감소해 발생하는 질환이다. 근육 경직, 몸 떨림 등이 대표적인 증상으로 치매, 뇌졸중과 함께 3대 노인성 질환으로 통한다. 일본의 파킨슨병 환자는 16만명으로 추정되며 한국은 2016년 기준 9만 6499명이 이 병으로 진단받았다. 도파민을 보충하는 약물 투입 이외에 별다른 치료법은 발견되지 않은 상태다. 지난해 다카하시 교수팀은 건강한 사람의 체세포에서 iPS세포를 만들고 도파민을 분비하는 신경세포의 전구세포로 분화시킨 뒤 파킨슨병에 걸린 원숭이의 뇌에 주입하는 실험을 진행했다. 일정 시간이 지난 뒤 자기공명영상촬영(MRI) 등으로 원숭이의 뇌를 관찰한 결과 신경기능이 일부 회복된 사실이 확인됐다. 당시 연구 결과는 국제학술지 네이처에 게재됐다. 다카하시 교수는 “2년간 연구에서 가장 큰 단점으로 거론됐던 암 유발 부작용이나 면역 거부반응이 나타나지 않았다”고 설명했다. 한편 우리나라에서도 김동욱 연세대 의대 교수가 배아줄기세포를 이용해 파킨슨병 원숭이 치료 실험을 진행한 바 있다. 도쿄 김태균 특파원 windsea@seoul.co.kr 서울 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

고양이 기생충이 사람의 행동을 조종한다는 연구 결과가 계속 나오고 있다. 톡소포자충(이하 ‘톡소’)이라고 불리는 단세포 원생동물 얘기다. 새와 포유류를 중간숙주로 삼아 고양이 창자 속에서 번식한 뒤 대변을 통해 퍼져 나간다. 사람이 감염되는 것은 주로 덜 익힌 고기, 씻지 않은 채소나 과일을 섭취하기 때문이다. 건강한 사람에게는 초기에 미약한 독감 증세를 일으킨 뒤 주로 뇌에서 휴면 상태에 들어간다.이 기생충은 쥐로 하여금 고양이 냄새를 두려워하지 않을 뿐 아니라 심지어 좋아하게 만들기까지 한다. 감염된 뇌세포에서 도파민의 생산과 분비를 여러 배로 늘리는 탓이다. 도파민은 뇌에서 쾌락과 공포 반응을 조절하는 신경전달 물질이다. 이 같은 영향은 감염 3주 만에 나타나고 톡소가 제거된 후에도 계속 지속되는 것으로 드러났다. 2013년 9월 미국 UC버클리 연구팀이 공공과학도서관저널(PLoS ONE)에 발표한 연구 결과다. 이는 톡소가 생쥐의 유전자 스위치를 켜는 탓으로 해석된다. 쥐의 행태를 바꾸기 위해 계속 활동할 필요가 없다는 말이다. 이번 생쥐는 유전자를 조작해 생존력을 약화시킨 경우다. 톡소 치료약은 없다. 인간의 뇌는 쥐와 비슷한 점이 많다. 생쥐를 고양이 뱃속으로 인도하는 메커니즘이 인간에게도 비슷한 효과를 미치고 있을 수 있다는 얘기다. 지난 25일 영국 왕립 협회지 B에 실린 연구 결과를 보자. 미국 콜로라도 볼더대학 경영학과의 연구팀은 창업과의 연관성을 조사했다. 가설은 이렇다. “창업은 시간과 돈이 많이 드는 위험한 행동이다. 많은 사람이 사업 아이디어를 가지고 있지만 실행하지는 못한다. 실패가 두렵기 때문이다. 만일 톡소가 위험을 감수하는 경향을 증가시킨다면 창업 여부에도 영향을 미칠 것이다.” 연구팀은 대학생 1500명과 창업 세미나를 듣는 일반인 200명의 타액을 채취해 항체 검사를 했다. 전체 감염률은 22%로 나타났다. 분석 결과 감염된 학생은 그렇지 않은 학생보다 경영학을 전공할 가능성이 1.4배 큰 것으로 나타났다. 전공자 중에서도 회계 같은 안전한 분야보다 ‘경영 및 창업’을 중시하는 경향이 1.7배 크게 나타났다. 창업 세미나 수강자의 경우 감염자는 실제 창업하는 비율이 그렇지 않은 사람의 1.8배였다. 이번 연구는 비교적 긍정적인 영향을 미치는 희귀 사례다. 대개는 부정적이다. 체코 카렐대학의 진화생물학자 야로슬라프 블레그르가 1994년 발표한 결과를 보자. 그에 따르면 감염된 남성은 그렇지 않은 남성에 비해 규칙을 무시하거나 과도하게 의심이 많거나 질투심이 큰 경향이 있었다. 그는 2002년 프라하에서 교통사고 원인을 제공한 운전자와 보행자(146명)를 일반 주민(446명)과 비교했다. 전자의 감염률은 후자의 2.6배가 넘었다. 사람의 경우도 도파민을 복용하면 충동적이고 위험한 행동을 할 위험이 커진다. 감염자는 조현병 발병 가능성이 크다. 38건의 기존 연구를 검토한 2012년 논문에 따르면 환자의 항체 보유율은 일반인의 3배였다. 미국 루이스빌대학의 진화생물학자 폴 이왈드는 조현병의 3분의1가량은 톡소 때문에 유발된 것이라고 믿고 있다. 또한 상황에 맞지 않게 공격성이 폭발하는 증상, 즉 간헐적 폭발성 장애와도 연관이 있는 것으로 드러났다. 이런 환자는 일반인에 비해 양성반응이 2배 이상이었다. 자살을 시도할 위험이 7배 높다는 연구 결과도 있다. 2012년 8월 ‘임상 정신의학 저널’에 발표된 논문의 내용이다. 자살을 시도해 스웨덴 룬트대학병원에 입원했던 환자 54명과 일반 주민 중에서 무작위로 선정한 30명을 비교한 결과다. 세계 인구의 30~50%, 우리 국민의 2~8%가 보균자로 추정된다. 치료를 하면 기생충이 해를 끼치지 않게 만들 수는 있으나 완전 제거는 불가능하다. 한국 길고양이의 보균율은 10%대로 알려져 있다. 다만 감염 1, 2주 후에는 면역이 생겨서 유충을 배출하지는 않는다. 집에서 키우는 고양이 때문에 감염될 가능성은 정말 낮다고 전문가들은 말한다. 집고양이를 집 안에만 두고 익힌 통조림 음식만 먹일 경우는 걱정할 필요가 없다. 문제가 되는 것은 사냥을 하거나 익히지 않은 고기를 먹는 고양이다.

국내 연구진이 활성산소 발생을 억제하는 나노물질을 이용해 퇴행성 질환인 파킨슨병 치료 가능성을 보였다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 현택환(서울대 화학생물공학부 교수) 단장팀은 활성산소를 제거하는 ‘세리아’라는 나노입자를 활용해 파킨슨병 치료가 가능하다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 응용화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미 인터내셔널 에디션’에 실렸다. 활성산소는 면역과 세포간 신호전달에 중요한 역할을 한다. 그렇지만 어떤 이유로 활성산소 농도가 지나치게 높아지면 몸 속 세포는 물론 살아가는데 필수적인 생체분자들을 무차별적으로 공격한다. 활성산소는 생체분자의 전자를 빼앗아가 산화작용을 일으키는데 이 같은 산화스트레스는 세포 노화를 가져오게 되고 결국 세포 사멸로 이어진다는 설명이다. 활성산소로 인한 산화스트레스는 파킨슨병과 같은 각종 신경 퇴행성 질환의 원인으로 지목받고 있기도 하다. 연구팀은 미토콘드리아, 세포질, 세포 밖 세 영역에서 발생하는 활성산소를 구분하고 부분별로 나타나는 활성산소를 제거할 수 있는 세리아 나노입자를 개발했다. 연구팀은 세리아 나노입자 크기와 입자표면의 전기적 성질을 다르게 해서 3가지 종류의 나노입자를 만들었다.11나노미터(㎚)로 크기가 가장 작고 표면이 음전하를 띠는 세포질의 활성산소를 제거하는 세포질 표적 나노입자, 22㎚ 크기로 표면이 양전하를 띤 세리아 입자는 미토콘드리아를 타켓으로 하고 크기가 400㎚로 가장 큰 세리아 입자는 세포 밖의 활성산소를 타겟으로 했다. 연구팀은 생쥐에게 파킨슨 병을 유발시킨 뒤 세리아 나노입자를 주입하고 치료효과를 관찰했다. 그 결과 세리아 나노입자가 주사된 생쥐들의 뇌에서는 염증이 줄어들고 활성산소로 인한 산화스트레스도 줄어드는 것이 관찰됐다. 현택환 단장은 “이번 연구는 세포 안팎, 미토콘드리아에서 각각 발병하는 활성산소를 선택적으로 제거할 수 있는 기술을 보여준 것”이라며 “이를활용해 파킨슨병 치료는 물론 활성산소 제거 나노입자의 새로운 의학적 적용을 보여줬다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr