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

양팔을 쓰면서 동시에 생각으로 조종할 수 있는 ‘로봇 팔’을 일본 연구자들이 개발했다. 26일 교토신문 등 현지언론 보도에 따르면, 일본 국제전기통신기초기술연구소(ATR) 연구팀이 생각할 때 나오는 뇌파로 기계를 조작하는 ‘뇌 기계 인터페이스’(BMI·Brain Machine Interface) 기술을 사용해 멀티태스킹 작업을 수행할 수 있는 로봇 팔을 제작했다. 지금까지 BMI 기술을 활용한 로봇 팔은 사용자가 몸을 가만히 멈춘 상태에서 정신을 집중해 머릿 속에 자기 몸을 움직이는 운동 이미지를 떠올려 이때 발생하는 뇌파를 측정하는 방식으로 움직였다. 하지만 ATR 산하 이시구로·히로시(石黒浩) 특별연구소의 니시오 슈이치 주간연구원이 이끄는 연구팀은 사용자가 양팔을 자유롭게 사용하는 상태에서 다시 생각 만으로 조종할 수 있는 로봇 팔을 만들어낸 것이다. 이는 팔이 하나 더 생긴 것과 마찬가지라는 얘기다. 이에 따라 ‘제3의 팔’로도 불리는 로봇 팔의 성능을 확인하기 위해 연구팀은 19~31세 젊은 성인남녀 15명을 모집했다. 그리고 이들 참가자에게 양팔을 쓰면서 생각 만으로 로봇 팔을 움직이도록 한 실험을 시행했다. 실험은 흰색 바탕에 파란색 하트와 빨간색 세모, 분홍색 별, 그리고 녹색 네모 도형이 그려진 직사각형 판을 참가자가 양손으로 붙잡은 상태에서 그 위에 노란색 공을 올려두고 연구원의 지시에 따라 순서대로 공을 해당 도형 이미지 위로 보내는 작업을 수행하게 했다. 그리고 이때 연구원이 건네는 패트병을 생각 만으로 로봇 팔을 움직여 받을 수 있는지 검사한 것이다. 그 결과, 해당 실험을 잘 수행하는 사람은 8명, 하지 못하는 사람은 7명이었다. 하지만 작업을 수행할 수 있었던 사람들은 85%의 높은 성공률을 보였다. 이에 대해 연구팀은 “자동차를 운전하면서 보행자에 주의하는 등 여러 작업을 동시에 수행하는 멀티태스킹 능력은 노화와 치매에 의해 쇠퇴한다”면서 “이 기술을 이 능력을 보완하는 훈련에 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 ‘사이언스 로봇틱스’ 최신호에 실렸다. 사진=ATR 산하 이시구로·히로시 특별연구소(위), 사이언스 로보틱스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

4차 산업혁명이 가져올 충격에 유연하게 대응할 수 있는 인재를 키워야 한다는 목소리가 높다. 일각에서는 이들을 양성할 전문 교육기관을 설립해야 한다는 주장이 나온다. 김광선 공학인재양성특별위원장은 25일 서울 여의도 국회 의원회관에서 열린 ‘문재인 정부 일자리 창출 국회 대토론회’에서 “융합적 사고 역량을 가진 인재를 키워낼 ‘융합인재 교육진흥원’과 ‘일자리 진흥공단’을 만들어야 한다”고 강조했다. 그간 융합 인재를 양성하겠다는 목표는 많이 나왔지만 정부의 체계적인 제도 지원은 없었다. 고용노동부는 스마트 제조, 사물인터넷, 빅데이터 등과 관련해 인재를 양성하는 ‘4차 산업 대비 선도인력 양성훈련 사업’을 추진하고 있으며 교육부는 일부 대학을 ‘4차 산업혁명 혁신 선도대학 사업’으로 지정해 인공지능, 뇌 과학, 로봇, 가상현실 등을 연구할 인재를 길러 내겠다고 밝혔다. 그러나 부처 간 산발적으로 이뤄지고 있어 지속적이고 체계적인 지원을 기대하긴 어려운 상황이다. 융합인재 교육진흥원은 유아부터 대학 교육까지 국가가 책임지고 이들을 지원하고 양성하는 모델이다. 공학에 대한 깊은 이해를 바탕으로 인문학, 예술 등 다양한 분야의 지식을 접목한다. 이런 인재들이 산업 현장에서 활약할 수 있도록 교육과정에서 직업훈련과도 연계한다. 융합인재 일자리 진흥공단은 이런 인재들이 활약할 수 있는 산업 생태계 구축을 위한 ‘컨트롤타워’다. 4차 산업혁명에서 핵심적으로 작용하는 기술에 대한 표준안을 마련하고, 부처별로 인력을 어떻게 양성할 것인지 방향을 조율한다. 기술이 변화하는 속도에 제도가 마땅히 대응할 수 있도록 사회적 합의를 이끌어 내는 역할도 맡는다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

초·중·고등학교의 방학이 시작됐습니다. 요즘은 점수나 등수가 표시되는 경우가 많지 않다고는 하지만 방학식과 함께 선생님이 나눠주는 성적표가 방학의 즐거움을 반감시키는 것은 분명합니다. 아이들 성적이 직전 학기보다 떨어진 것 같다고 생각되면 부모들은 ‘누굴 닮아서 공부를 못하느냐’고 타박을 하기도 합니다. 이런 말에는 학업 능력에는 유전적 요인이 강하게 작용할 것이라는 생각이 내포돼 있습니다. 교육계나 생물학계에서도 학습 능력이 타고나는 것인지, 환경적 요인이 더 크게 작용하는지에 대해 여전히 결론을 내리지 못하고 있는 상황입니다. 미국, 네덜란드, 호주, 에스토니아, 덴마크, 영국, 스위스, 싱가포르, 중국, 캐나다, 스웨덴 11개국 210여개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 100만명이 넘는 사람들의 학력과 유전자를 분석한 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 유전학’ 7월 24일자에 발표했습니다. 연구팀은 15개 유럽 국가에 거주하는 30세 이상 남녀 110만명을 대상으로 학력 수준과 유전자를 비교 분석한 겁니다. 학업 성적과 수학 능력, 학업 기간과 유전자의 상관관계를 분석한 연구로는 역대 최대 규모라고 합니다. 그 결과 연구팀은 학업 능력과 관련해 차이를 보이는 유전자 1271개를 찾아냈습니다. 이번에 발견한 유전자들 중 일부는 알츠하이머, 양극성 장애, 조현병 등 각종 신경, 정신질환과 연관이 있는 것으로도 분석됐습니다. 연구팀은 이번에 발견된 유전자들의 차이만으로 특정 개인이 대학에 진학할 수 있는지, 성적을 잘 받을 수 있는지 예측하기는 어렵다고 설명하고 있습니다. 오히려 가구 소득이나 다양한 환경적 요인들을 변수로 해 인구 집단의 평균적 행동을 예측하거나 분석하는 사회과학적 연구에 활용도가 더 높을 것으로 보고 있습니다. 실제로 이번에 발견된 1271개의 유전자로는 개인 학업 성취도의 3~4% 정도밖에 설명할 수 없다고 합니다. 그렇지만 인구통계학적 변수와 함께 사용해 특정 집단의 학업성취도를 설명할 때는 11~13%의 설명이 가능한 중요한 변수로 쓰일 수 있다고 합니다. 영국 옥스퍼드대 길 맥빈 유전학 교수 역시 이번 연구에 대해 “1200여개의 유전자가 학습과 밀접한 관련을 갖고 있다는 결론만으로 인간의 미래 삶을 예측하거나 성공 여부를 판단할 수는 없다”며 “사람의 행복과 성공은 학업 성적으로만 결정되는 것은 아니기 때문”이라고 말했습니다. 뇌 과학자들은 뇌는 다양한 경험이나 지속적인 자극, 환경에 따라 달라질 수 있다는 ‘뇌 가소성’을 이야기하고 있습니다. 공부를 잘하고 못하는 것은 유전자가 아니라 노력에 따라 달라진다는 말입니다. ‘왜 너는 공부를 못하느냐’며 유전자 탓을 하면서 아이들에게만 공부하라고 강요하지 말고 방학 때만이라도 부모들이 자발적으로 스마트폰과 TV를 끄고 아이들과 함께 책을 읽고 이야기하며 고민을 나누는 시간을 조금이라도 가지면 말랑말랑한 아이들의 뇌는 금세 ‘공부 뇌’로 바뀔 수 있지 않을까요. 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

스마트폰은 전 세계인의 3분의 1에 해당하는 약 24억명이 사용할 정도로 이제는 ‘현대인의 필수품’이 됐다. 그렇지만 스마트폰의 과다 사용에 따른 중독현상 등 각종 문제가 발생하고 있다. 더군다나 스마트폰에서 발생하는 전자파는 청소년들의 기억력에 악영향을 미친다는 연구결과가 나와 충격을 주고 있다. 스위스 열대 및 공중보건연구소(TPH) 역학·공중보건부, 바젤대, 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 전기공학 및 컴퓨터과학과, 벨기에 대학간마이크로전자공학센터(IMEC), 겐트대 정보기술학과 공동연구팀은 스마트폰을 비롯한 휴대전화 사용시 나오는 ‘무선주파수 전자기장’(RF-EMF)에 자주 노출될 경우 기억력에 악영향을 미치며 청소년들에게 특히 심각한 영향을 미친다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 보건학 분야 국제학술지 ‘인바이러먼탈 헬스 퍼스펙티브’ 23일자에 발표됐다. 연구팀은 스위스 내 독일어를 사용하는 도시와 농촌에 거주하는 12~17세 청소년 895명을 대상으로 스마트폰 전자파 노출과 기억력의 상관관계에 대한 분석을 실시했다. 휴대전화 전자파에 대한 노출이 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대한 여러 연구가 수행됐지만 아직 명확한결론이 나지 않은 상태이다. 이런 상황에서 이번 연구는 스마트폰 전자파와 청소년의 뇌의 상관관계를 분석한 첫 역학 조사라는데 의미가 크다. 특히 연구팀은 2015년 ‘인바이러먼탈 인터내셔널’에 발표했던 논문에서 활용된 조사 대상보다 두 배 이상 늘어난 규모로 실시했다. 연구팀은 우선 조사 대상 청소년들의 언어기억력, 도형기억력을 측정하고 1년 뒤 다시 기억력 테스트를 실시했다. 연구팀은 전자파 노출과 뇌에 미치는 직접적인 영향력을 확인하기 위해서 조사 대상 청소년들이 사용하는 휴대전화 사업자로부터 1년 동안 이들의 통화시간을 제공받았다. 연구팀 관계자는 “통화 이외에 문자 메시지, 게임, 인터넷 검색 등으로도 휴대전화 전자파에 노출될 수 있지만 전자파 노출 상관관계에 대한 객관적 분석을 위해 통화시간만을 분석 대상으로 삼았다”며 “통화 이외에 다른 요소들의 영향력을 파악하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다”고 강조했다. 연구팀은 1년 뒤 다시 기억력 측정을 한 결과 전자파에 지속적으로 노출될 경우 도형기억력 발달에 특히 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 2015년 연구결과를 재확인했다. 하루에 12~17분 이상 통화를 하는 청소년들의 경우 그렇지 않은 청소년들보다 기억력 감소가 더 크게 나타났다.기억력과 관련된 뇌부위와 가까운 오른쪽 귀에 대고 통화하는 청소년들의 기억력이 왼쪽 귀를 사용해 통화를 하는 이들보다 더 많이 떨어지는 것으로 조사됐다. 마틴 뢰에슬리 바젤대 교수는 “이번 연구결과는 청소년들의 휴대전화 과다 사용은 인지 능력 저하에 결정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여주고 있다”고 강조했다. 또 뢰에슬리 교수는 “가장 좋은 해결방법은 스마트폰 사용을 줄이는 것 밖에 없다”면서 “스마트폰 전자파가 뇌에 가장 큰 영향을 미치는 때는 귀에 전화기를 대고 통화를 할 때인만큼 이어폰이나 스피커폰 상태로 통화를 해 전자파에 대한 영향을 최소화할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개미는 고도로 분화된 사회적 곤충이다. 아예 개미의 업무에 따라 크기와 형태까지 달라 본연의 임무에 최적화되어 있다. 예를 들어 병정개미는 일개미보다 덩치가 크고 강한 턱을 지니고 있어 외적의 침입을 막거나 반대로 다른 곤충 무리를 공격해 먹이와 애벌레를 약탈한다. 과학자들은 단순한 뇌를 지닌 개미가 어떻게 복잡한 환경에서 서로 협력해 생존하는지 연구하고 있다. 미국과 독일의 과학자팀은 에치톤(Eciton) 속의 군대개미 8종을 분석해 개미의 종류와 뇌의 크기를 측정했다. 연구팀은 일개미에 비해 병정개미가 다른 곤충의 둥지를 약탈하는 등 복잡한 협동 임무를 수행하고 몸집도 더 크기 때문에 병정개미가 일개미보다 복잡하고 큰 뇌를 지닐 것으로 예상했다. 하지만 8종의 개미에서 각각 일개미 109마리와 병정개미 39마리를 분석한 결과는 예상과 반대로 나타났다. 몸집이 클수록 뇌도 같이 커지는 비례 관계는 있었지만, 몸집 큰 병정개미의 뇌는 일개미와 별 차이가 없었으며 몸집 대비 뇌의 크기는 오히려 덩치가 커질수록 급격히 작아졌다. 쉽게 말해 병정개미는 상대적으로 작은 뇌를 지니고 있었다. 더 나아가 곤충에서 기억 및 판단을 관장하는 뇌의 부분인 버섯체(mushroom body)의 크기도 예상외로 작았다. 이 연구 결과는 전문 저널(BMC Zoology)에 발표됐다. 아마도 이 병정개미들은 전투에 특화된 행동 패턴을 지닌 대신 뇌의 크기를 줄이는 방향으로 진화한 것으로 보인다. 하지만 왜일까? 연구를 이끈 드렉셀 대학의 숀 오도넬 교수는 뇌의 크기를 줄이면 개체는 이득이 없지만, 군집에는 큰 이익이 된다고 설명했다. 뇌는 크기에 비해 많은 자원을 소모하는 장기다. 더구나 근육과 달리 움직이지 않을 때도 많은 에너지를 소모한다. 병정개미 한 마리가 소모하는 식량은 크지 않을지 모르지만, 큰 뇌를 지닌 병정개미 여러 마리가 소비하는 식량은 상당히 많다. 자연의 법칙은 이런 낭비를 허용하지 않는다. 결국 병정개미들은 임무 수행에 필요한 최소한의 뇌 크기를 지니도록 진화한 것이다. 이렇게 아낀 자원은 더 큰 턱과 근육에 투자되어 병정개미들은 전투에 최적화된 생체 무기로 거듭났다. 다만 단순해진 뇌 때문에 전투 이외의 일은 할 수 없는 것으로 보인다. 물론 본래 전투를 위해 태어난 개미이기 때문에 특별히 문제될 것도 없는 일이다. 큰 뇌를 지닌 인간은 뇌의 크기가 클수록 더 고도로 진화된 생물로 생각하지만, 이번 연구는 진화가 한 방향으로 일어나는 것이 아니라 적자생존의 법칙에 따라 가장 생존에 적합한 크기로 진화한다는 점을 보여준다. 반면 작은 뇌에도 불구하고 병정개미들이 합동으로 복잡한 전투를 수행할 수 있다는 것 역시 분명한 사실이다. 곤충을 연구하는 과학자는 물론 생체 모방 로봇을 연구하는 과학자 역시 이 사실에 매우 큰 흥미를 가지고 있다. 앞으로 연구를 거듭할수록 우리는 개미에게 많은 지혜를 얻을 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

햄과 소시지 등 가공육을 먹을수록 극심한 양극성 장애가 나타날 위험이 커진다는 연구결과가 나왔다. 미국 존스홉킨스의대 연구팀이 2007년부터 2017년까지 10년간 미국 18~65세 성인남녀 1101명을 대상으로 한 건강 및 식이요법 조사자료를 분석했다. 연구팀은 연구를 위해 이들 참가자에게 건조육(육포)이나 염지육(햄·베이컨) 같은 가공육을 먹은 적이 있는지 질문했다. 그 결과, 극심한 양극성 장애가 생겨 병원에 입원한 참가자들은 가공육을 먹는 식습관이 있을 가능성이 건강한 참가자들보다 약 3.5배 높은 것으로 나타났다. 여기서 양극성 장애는 조울증의 다른 말로, 질환의 경과 중 한 번 이상 기분이 들뜨는 조증과 더불어 기분이 가라앉는 우울증 증상이 동반되기도 하는 기분 장애의 대표적인 질환 중 하나다. 특히 양극성 장애는 상태에 따라 기분이 비정상적으로 고양돼 생기는 다양한 증상으로 조증 삽화를 보이는 I형과 이보다 증상이 가볍고 상대적으로 지속 시간이 짧은 경조증 삽화를 보이는 II형으로 구분된다. 이번 결과에 대해 연구팀은 가공육 처리에 쓰이는 질산염이 이를 섭취한 사람들의 뇌와 장내 세균이 영향을 받았을 가능성이 있다고 설명했다. 연구팀은 이전 연구에서 질산염의 영향을 조사하기 위해 쥐들의 먹이에 질산염을 첨가하는 실험을 진행하기도 했다. 그 결과, 질산염을 섭취한 쥐들은 불과 몇 주 만에 조울증 징후를 보이는 것으로 나타났다. 질산염은 체내에 들어가면 산화질소로 바뀌는 것으로 알려졌다. 연구팀이 참가자들에게서 혈액을 채취해 검사한 결과, 양극성 장애가 있으면 산화질소 수치가 더 높게 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 로버트 욜컨 박사는 “이같은 상관관계에 관한 향후 연구는 양극성 장애가 있거나 이 장애에 취한 사람들에게서 조증 삽화 위험을 줄이기 위한 음식 중재로 이어질 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘분자 정신의학’(Molecular Psychiatry) 최신호에 게재됐다. 사진=yuhorakushin / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘필요는 발명의 어머니’. 기술의 발전에 있어서 이 경구는 언제나 유효하다. 한 사회가 우선적으로 필요로 하는 분야에 사람과 기술이 집중되고, 거기에 맞춰 자본도 이동하기 마련이다. 인공지능(AI), 자율주행 등으로 대표되는 ‘4차 산업혁명’ 분야라고 해서 별반 다를 게 없다. 일본의 가장 시급한 과제는 인구 감소와 노령화, 그에 따른 사회의 축소다. 일할 사람이 부족한 노동현장, 보건의료에 대한 높은 사회적 요구 등 일본이 처한 현실에 산업혁신의 당위적 필요성이 집중된다. 그런 점에서 획기적인 의료영상 분석 기술을 개발한 벤처기업과 차세대형 무인 서비스 도입에 시동을 건 유통업체의 사례에는 일본 사회의 요구가 반영돼 있다.“질병 치료의 출발점은 빠르고 정확한 진단입니다. 이를 위해서는 컴퓨터 단층촬영(CT)이나 자기공명 영상촬영(MRI) 등의 판독·분석이 중요한데, 현재 일본의 의료현장은 이에 잘 대응하지 못하고 있습니다. 의료진이 부족한 상태에서 영상 자료들은 홍수처럼 쏟아져 나오니 감당하기가 어렵게 된 것이지요. 인공지능(AI)을 영상진단에 도입해 정확도와 효율성을 높이는 것은 그래서 필요합니다.” 지난 3일 도쿄 분쿄구의 도쿄대 혼고캠퍼스 창업플라자. 현재 일본에서 가장 주목받는 기업 중 하나인 엘픽셀(LPixel)은 이 건물 6~7층에 자리하고 있다. 창업한 지 4년밖에 안 된 이 회사는 도쿄대, 교토대, 국립암센터, 지케이의대 등 유수 의료기관은 물론이고 히타치, 캐논, 후지필름 등 대기업과도 손을 잡으며 공동연구를 진행하고 있다. 창업자 시마하라 유키(30) 대표의 얼굴에는 자신감이 넘쳤다. 그는 도쿄대 연구실 동료 2명과 함께 26세 때인 2014년 3월 이 회사를 차렸다. 엘픽셀은 뇌동맥류를 전 세계 최상위 수준의 정확도로 찾아내는 MRI 영상 분석기술을 선보여 정보기술 및 의료계에 돌풍을 일으켰다. 단 몇 초 동안의 MRI 판독만으로 뇌동맥류 가능성이 높은 부분을 콕 집어내 컴퓨터 화면에 빨간 표시로 나타낸다. 판단의 근거는 국립암연구센터 등 의료기관과의 협력을 통해 수집한 빅데이터다. 엘픽셀의 기술이 주목을 받는 것은 정확도뿐 아니라 인력난이 심각한 일본 의료계에서 상당한 규모의 의사를 새로 고용한 것과 같은 효과를 낼 수 있기 때문이다. 일본에서는 연간 약 1만 2000명이 뇌동맥류 파열에 따른 출혈로 사망하고 있다. 뇌혈관 직경이 5~7㎜인 단계부터 본격적인 뇌동맥류 치료가 필요하지만, 한정된 인력이 하나하나 영상을 판독하다 보니 시간이 오래 걸려 효율성이 크게 떨어지는 상황이다. 뇌동맥류 판독에 적용되는 것은 ‘딥러닝’이라는 AI 기술. 딥러닝은 사람의 신경회로를 모델로 한 것으로, 무수한 데이터를 분석·정렬해 정교한 결과를 도출해 낸다. 2016년 이세돌 9단에게 승리했던 바둑 AI ‘알파고’도 딥러닝을 바탕으로 개발된 것이었다. 엘픽셀은 지난해 11월 AI를 활용한 새로운 의료 영상진단 지원기술 ‘EIRL’을 발표하고, 올 연말까지 상용화를 목표로 연구를 진행 중이다. EIRL을 활용하면 뇌 MRI나 흉부 X선, 유선 MRI, 대장 내시경 등 의료영상 분석에서 정확도와 속도를 획기적으로 높일 수 있다. 시마하라 대표는 “EIRL이 본격적으로 현장에 도입되면 만성적인 인력난을 겪고 있는 진단의학 부문에 커다란 전기가 마련될 것”이라고 했다. 엘픽셀이 뇌혈관 등 분석에서 강점을 갖고 있는 것은 일본의 특수성에서 힘입은 바도 크다. 일본은 전 세계에서 뇌 MRI와 뇌 CT의 1인당 촬영 빈도가 가장 높은 나라다. 그만큼 빅데이터로 확보할 수 있는 임상 사례가 많아 기술 개발에서 유리한 위치에 있다. 엘픽셀은 세계 내시경 시장의 70%를 점유하는 올림푸스와의 협업을 통해 전자현미경 관련 기술에서도 강점을 보이고 있다. 시마하라 대표는 “잎, 줄기 등 식물 영상을 분석해 생육상태를 확인하고 병충해를 조기 진단하는 등 농업·농학 분야에도 우리 기술을 응용할 수 있다”며 “3년 내 의료용 영상해석 기술 분야에서 세계 10위권에 진입한 뒤 이를 통해 축적된 데이터를 바탕으로 인공장기 등 바이오 엔지니어링 분야로 영역을 확장할 계획”이라고 말했다. 도쿄 김태균 특파원 windsea@seoul.co.kr

미래 먹거리 발굴을 위한 기업들의 행보가 발 빠르게 진행되고 있다. 도널드 트럼프 미국 대통령이 촉발한 한·중 ‘무역 전쟁’이 가속화되고, 보호무역주의가 확산되면서 우리 기업들에게 미래 먹거리 발굴은 ‘생존’으로 다가오고 있다. 급변하는 대내외 환경에서 다양한 리스크에 노출된 기업들은 인공지능(AI)과 로봇으로 대표되는 4차 산업혁명을 미래 먹거리로 점찍고 새로운 돌파구를 마련해 나가고 있다. 기업들은 4차 산업혁명을 기반으로 한 ‘체질 개선’과 ‘공격적 투자’로 세계 무대를 선점한다는 전략이다.최근 경영 일선에 복귀한 삼성전자 이재용 부회장과 지난달 LG그룹 총수에 오른 구광모 회장 등은 4차 산업혁명의 핵심 기술인 AI, 사물인터넷(IoT), 로봇 등 신사업 추진에 주력하고 있다. 이 부회장은 지난 2월 경영 복귀 이후 유럽과 캐나다, 중국, 일본 등 해외 출장 일정을 소화하며 AI, IoT 사업 등 미래 먹거리 챙기기에 나서고 있다. 최근 뇌 신경 공학 기반 인공지능 전문가인 미국 프린스턴대학의 세바스찬 승 교수와 인공지능 로보틱스 분야 권위자인 펜실베이니아대학의 대니얼 리 교수를 영입했다. 2020년까지 AI 연구 인력을 1000명 이상으로 늘려 AI 기술력을 확보할 계획이다. 4세 경영 체제에 돌입한 LG그룹은 AI, IoT, 로봇, 자율주행차 등 미래 첨단 융합시대 신성장 사업에 공을 들이고 있다. 최근 네이버 대표를 맡으며 정보기술(IT) 분야에서 전문성을 쌓아 온 김상헌 전 네이버 대표를 사외이사로 선임했다. LG전자는 지난 4월 오스트리아 전장회사 ZKW를 약 1조 4000억원에 인수했고, 최근 미국 샌프란시스코 로봇 개발 스타트업인 ‘보사노바 로보틱스’에 300만 달러를 투자했다. 현대자동차그룹은 차량 전동화, 스마트카(자율주행·커넥티드카), 로봇·AI, 미래 에너지, 스타트업 육성 등 5대 미래혁신 성장분야에 5년간 23조원 규모의 투자 계획을 밝혔다. 정의선 부회장은 지난해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 2017 CES에서 직접 아이오닉 자율주행차를 소개하며 ‘연결된 이동성’, ‘이동의 자유로움’, ‘친환경 이동성’ 등 미래 모빌리티의 3대 방향성을 제시했다. SK텔레콤은 AI, IoT 등 새로운 정보통신기술(ICT) 도입으로 차원이 다른 서비스를 출시해 근본적인 경쟁의 축을 바꾸겠다는 계획이다. SK텔레콤은 2017년부터 3년간 새로운 ICT 생태계 조성에 5조원, 5세대(G) 이동통신 등 미래형 네트워크에 6조원 등 총 11조원을 투자한다. KT는 평창동계올림픽에서 성공한 5G 통신 시범서비스를 바탕으로 5G 조기 상용화를 선도한다는 방침이다. 5G 상용화를 위해 네트워크 인프라뿐 아니라 서비스 개발에 집중하고, 이와 함께 1년여 동안 진전이 있었던 5대 플랫폼을 본격적으로 육성할 계획이다. 포스코는 창립 50주년을 맞아 세계 최초로 생산공정에 AI를 도입한 ‘AI 제철소’로 변신한다. 포스코는 포스코건설과 포스코에너지, 포스코ICT 등이 참여하는 스마트 팩토리, 스마트 빌딩 앤드 시티, 스마트 에너지 등 그룹 차원 플랫폼을 구축해 그룹 전체의 비즈니스 구조를 재편할 계획이다. 기업들은 올 초 신년사를 통해 ‘디지털 혁신’을 강조하고 나섰다. 조현준 효성그룹 회장은 신년사에서 “IT기반의 4차 산업혁명 확산으로 모든 산업에서 데이터 축적 및 분석과 이를 기반으로 한 전략 실행이 이루어지고 있다”며 이에 대한 대비가 중요하다고 밝혔다. 박정원 두산그룹 회장도 신년사에서 “일하는 방식에서부터 새로운 사업 기회를 찾는 일까지 디지털 전환을 통한 혁신적 시도가 있어야 한다”며 4차 산업혁명 시대 도래에 발맞춘 ‘디지털 혁신’을 강조했다. 김승연 한화그룹 회장은 신년사에서 “4차 산업혁명은 더 강력한 변혁을 촉구하고 있다”며 “전사적인 혁신으로 미래 경쟁력을 극대화하는 체질 개선에 나설 것”을 주문했다. 백민경 기자 white@seoul.co.kr 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr 그래픽 김예원 기자 yean811@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.

‘유럽 최초의 피살자’로 불리는 외치가 죽기 직전 마지막으로 먹은 음식이 드러났다. 최근 ‘유럽아카데미 미라 및 아이스맨 연구소’(EURAC) 측은 외치의 위 속 음식물을 분석한 결과 '최후의 만찬'으로 산악 염소, 붉은 사슴, 밀, 유독성의 고사리류를 먹은 것으로 확인됐다는 논문을 발표했다. 　　 국내에도 여러차례 보도된 외치(Ötzi)는 ‘아이스맨’이라는 별칭으로도 유명하다. 외치는 지난 1991년 9월 알프스 빙하지대에서 온몸이 꽁꽁 언 사체로 발견됐다. 당시 이탈리아 경찰이 수사에 나섰으나 범인은 찾을 수 없는 영구미제 사건이 됐다. 그 이유는 5300여 년 전인 석기시대에 사망한 것으로 밝혀졌기 때문이다. 이후 외치는 학계의 큰 관심을 끌었고 지금까지 다양한 연구가 이어져왔다. 외치는 150cm 키에 45세 전후의 남자로 당초 왼쪽 어깨 부근에 화살을 맞고 피를 많이 흘려 죽은 것으로 추정돼왔다. 그러나 지난 2013년 EURAC 측이 외치의 뇌 조직에서 추출된 단백질과 혈액 세포를 현미경으로 조사한 결과, 외치가 죽기 직전 머리에 타박상을 입어 사망했다는 결론를 내렸다. 화살이든 타박상이든 외치가 유럽 최초의 피살자가 된 셈이다.　 이번에 EURAC 측은 기존에 밝혀낸 연구를 바탕으로 외치가 마지막으로 먹는 음식의 종류들을 확인했다. 특히 외치의 위 속에 들어있던 음식물의 절반이 염소같은 고지방식으로 확인돼 알프스라는 험난한 환경에 버틸 수 있는 에너지가 됐을 것으로 추정했다. 또한 외치는 생전 고사리 같은 식물을 먹었는데 연구진은 위 속 기생충을 죽이기 위한 약 같은 용도일 가능성도 조심스럽게 제기했다. 논문의 선임저자인 프랭크 맥시너 박사는 "외치가 먹은 최후의 음식을 파악한 것은 매우 인상적인 연구결과"라면서 "이는 당시 인류가 어떤 식생활을 가졌는지 알 수 있는 단서가 된다"고 설명했다. 이어 "외치는 이미 많은 것을 우리에게 알려줬다"면서 "식생활, 유전자 구조, 병, 미생물은 물론 의복과 활 등 당시에 문화적인 수준까지 우리에게 알려준 타임머신과 같다"고 덧붙였다. 이번 논문은 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

춤이나 복싱 등 운동능력을 필요로 하는 테크닉 학습이 끝난 뒤 15분 간 심혈관을 자극하는 운동을 하면 배운 것을 더 오래 기억하는데 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 맥길대학 연구진은 실험참가자를 대상으로 실험을 실시했다. 실험참가자를 두 그룹으로 나눈 뒤 참가자들에게 비디오게임과 비슷한 테스트를 공통적익 반복적으로 실시했다. 화면의 커서를 조종할 수 있는 조이스틱을 이용해 가능한 빨리 화면 속 직사각형을 연결하는 테스트다. 이는 실험참가자의 운동학습 능력을 체크하는데 쓰이는 테스트다. 이후 연구진은 두 그룹 중 한 그룹에게는 15분 간 조깅이나 사이클 등 간단한 운동을 하게 했고 또 다른 그룹은 운동을 하지 않고 쉬게 했다. 이후 30분, 60분, 90분, 그리고 하룻밤 수면을 취하게 한 뒤 두 그룹의 뇌 기능을 측정했다. 그 결과 운동을 한 그룹은 그렇지 않은 그룹에 비해 특정 ㅈ뇌의 영역이 보다 효율적으로 기능한다는 것을 확인했다. 특히 연구진이 주목한 것은 이 과정에서 뇌의 움직임이 줄어든다는 점이었다. 학습 후 운동을 한 그룹의 뇌는 운동을 하지 않은 그룹에 비해 뇌의 움직임이 줄어들었는데, 이러한 현상은 우리 뇌의 신경활동이 감소하는 것이 뇌의 활동을 능률화하는데 도움이 된 다는 것을 입증한 것이다. 연구진은 새로운 것을 배운 후 운동을 15분 간 실시할 경우, 뇌의 신경활동이 감소되고 대신 신경 에너지를 새롭게 입력된 정보를 기억하는데 사용되면서 학습의 기억력을 높이는데 도움이 된다는 것. 다만 이러한 효과는 운동한 즉시 나타나지 않았고, 수면을 취한 후에야 나타났다. 연구진은 “첫 번째 테스트를 실시한 뒤 두 그룹에게 각각 운동 또는 휴식을 취하게 한 직후, 두 그룹에게서 큰 차이를 발견할 수 없었다. 하지만 수면을 포함한 24시간이 지난 뒤 같은 테스트를 진행했을 때, 전날 운동을 한 그룹의 수행 능력이 훨씬 높았다”고 설명했다. 이어 “다음 과제는 수면이 운동과 학습기억효과사이에서 행하는 중요한 역할을 알아내는 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘뇌신경영상’(NeuroImage) 7월 1일자에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

야간 교대근무와 비만과 뇌졸중, 심장질환 등의 위험 사이의 연관관계가 밝혀졌다. 미국 워싱턴주립대와 영국 서리대 공동 연구진이 9일(현지시간) 모의실험과 혈액 표본 검사를 통해 야간 교대근무를 3일만 해도 생체시계가 크게 바뀐다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 연구에 공동 수석저자로 참여한 워싱턴주립대의 한스 판 동언 박사는 22~34세 건강한 성인남녀 14명을 모집해 3일 동안 실험실에서 교대근무 모의실험을 진행했다. 판 동언 박사는 이들 참가자를 7명씩 주간 교대근무조와 야간 교대근무조로 나눴다. 그리고 실제로 근무하는 상황을 재현하고 수면 시간도 일정하게 정해줬다. 주간 교대근무조는 오후 10시부터 다음 날 오전 6시까지, 야간 교대근무조는 오전 10시부터 오후 6시까지 8시간씩 수면할 수 있게 했다. 이후 판 동언 박사팀은 24시간 동안 이들 참가자의 혈액 표본을 3시간마다 채취해 분석했다. 연구 수석저자이자 서리대 신경심리학과 교수인 데브라 스켄 박사는 자신의 연구원들과 워싱턴주립대에서 보내온 혈액 표본에서 대사산물을 분석해 생체시계의 변화를 확인했다. 생체시계는 뇌의 중심부 시교차 상핵이라는 곳에 있는 중추시계가 태양에서 오는 광선을 이용, 시각을 판단하고 그 정보를 온몸에 산재해 있는 말초시계에 전달하는 방식으로, 수면 패턴과 체온, 면역체계, 그리고 호르몬 분비 등을 조절한다. 그 결과, 3일 동안 야간 교대근무를 재현한 참가자들은 뇌에 있는 중추시계가 평균 2시간 느려진 것으로 나타났다. 반면 소화기 계통에 관여하는 말초시계는 무려 12시간 동안 단절 상태가 됐다. 이는 단 3일만 야간 교대근무를 해도 말초시계가 바뀌어 신체 리듬에 혼란이 올 수 있는 것이라면서 이런 대사 혼란이 암은 물론 비만과 신장질환 등의 질병 위험을 키우는 것이라고 스켄 박사는 설명했다.　 기존 여러 연구에서도 교대근무는 제2형 당뇨병과 만성 신장질환, 그리고 피부암 위험을 키우는 것으로 나타났다. 또한 연구에 참여한 워싱턴주립대의 쇼반 가다메디 박사는 “특히 야간 교대근무조는 만성 신장질환과 관련한 대사산물 2종에서 큰 변화가 확인됐다”면서 “이는 이 연구가 교대근무와 만성 신장질환 사이의 연관성을 처음으로 확인해주는 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=fizkes / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

자꾸만 침침해지는 눈이 스마트폰이나 컴퓨터, 강한 자외선 탓이라고만 생각한다면 다음의 연구결과를 주목할 필요가 있겠다. 최근 독일 연구진은 심리적인 스트레스가 시력에까지 영향을 미친다는 연구결과를 내놓았다. 독일 마그데부르크의과대학 연구진이 스트레스와 안구질환을 다룬 기존의 연구결과와 의학적 기록을 분석한 결과 둘 사이에는 명확한 연관관계가 있다는 사실을 알게 됐다고 주장했다. 연구진에 따르면 스트레스를 받을 때 우리 뇌에서는 스트레스 호르몬인 코르티솔 분비가 증가된다. 이 코르티솔 호르몬은 면역력을 약화시켜 쉽게 안구질환에 노출되게 하거나, 혈압상승으로 인한 혈관 손상 등을 유발할 수 있으며 이것이 시력 저하로 이어질 수 있다. 뿐만 아니라 시력이 저하된다는 걸 느끼는 환자들은 실명에 대한 두려움이 생겨 더욱 스트레스를 받을 수 있으며, 이러한 상황이 다시 시력저하로 이어지는 악순환이 생길 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 연구진은 “시력 저하로 병원을 찾은 환자들은 종종 자신의 시력이 다시는 이전처럼 되돌아오지 않을까봐 매우 염려하고 스트레스를 받는다”면서 “이번 연구는 의료진이 시력 저하로 병원을 찾는 환자들을 위한 새로운 치료법을 찾는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 이어 “원인을 알 수 없는 시력저하 증상을 겪는 환자는 전통적인 치료법과 스트레스를 줄이는 치료법을 병행할 필요가 있다”면서 “안압(눈알 내부의 일정한 압력)이 높아지지 않도록 하는 동시에 안구의 혈류량을 높여주는 한편, 포괄적인 스트레스 관리를 시작한다면 나빠졌던 시력을 되돌릴 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 심리적인 스트레스가 육체적인 질환과 연관이 있다는 연구결과는 이번이 처음은 아니다. 지난 3월 영국 버밍엄대학 연구진은 마음의 상처로 인한 스트레스와 우울증 등이 박테리아와 싸우는 백혈구의 일종인 호중구(neutrophil)의 기능을 방해한다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 과거 잊기 힘든 상처를 받은 경험이 있는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 호중구의 항박테리아 활동이 크게 줄었을 뿐 아니라 코르티솔 호르몬의 혈중수치도 더 높았다. 즉 극심한 스트레스가 박테리아 활동을 증가시키고 이것이 폐렴과 같은 질병 혹은 시력저하 등으로 이어질 수 있다는 것. 스트레스와 시력 저하 간의 연관관계를 밝힌 이번 연구는 영국의 세계적인 출판사인 스프링거 네이처가 발행하는 의학학술지 ‘EMPA 저널’ 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

넥타이는 대부분의 남성에게 불편하지만 반드시 착용해야 할 예의 중 하나로 여겨졌다. 그런데 목을 조이는 넥타이를 착용하면 뇌로 향하는 혈액량이 현저하게 줄어든다는 연구결과가 나왔다. 독일 슐레스비히홀슈타인 대학병원 로빈 뤼데케 박사가 이끄는 연구팀이 독일 젊은 남성 30명을 절반으로 나눠 넥타이 착용 여부에 따른 뇌 혈류를 자기공명영상장치(MRI)로 검사해 위와 같은 결과를 얻었다고 국제학술지 ‘신경방사선학’(Neuroradiology) 최신호(6월30일자)에 발표했다. 연구팀은 넥타이 착용 그룹에 넥타이를 맬 때 가장 강하게 맬 수 있는 ‘풀 윈저’ 방식을 사용하게 했다. 그리고 15분간 넥타이 착용 그룹과 넥타이 미착용 그룹을 대상으로 MRI 검사를 시행했다. 그 결과, 넥타이 착용 그룹은 뇌로 가는 혈액량이 7.5% 줄어드는 것으로 나타났다. 이는 통계적으로 유의미한 차이라고 연구팀은 지적했다. 전문가들은 이런 뇌 혈류량 감소가 명백한 증상을 유발하지 않겠지만 인지 기능에 영향을 주기에는 충분할 것이라고 경고한다. 이전 연구에서도 넥타이는 착용자의 안압 상승을 유발하는 것으로 나타났다. 당시 연구진은 넥타이를 두고 “사회적으로 바람직한 교살”이라고 말하기도 했다. 전문가들에 따르면, 뇌로 가는 원활하고 꾸준한 혈류는 모든 뉴런(뇌세포)과 세포가 계속해서 작용하고 메시지를 전달하며 문제나 위협에 즉시 반응하도록 도와 중요하다. 이에 대해 영국 데일리메일은 “이 연구는 페이스북의 창업자인 마크 저커버그나 애플의 최고경영자(CEO)였던 고(故) 스티브 잡스와 같은 실리콘밸리 인사들이 넥타이를 매지 않고 티셔츠를 즐겨 입는 것이 옳다는 것을 보여준다”고 말했다. 사진=아이클릭아트 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

고열 환경 과호흡증후군 유발 체내 신호 영향 끼쳐 사망 위험음주 후 사우나의 사망 위험성을 보여 주는 국내 연구 결과가 나왔다. 음주 후 사우나가 득보다 실이 많다는 지적이 많았지만 그동안 국내에는 뒷받침할 만한 데이터가 없었다. 서울의대 법의학교실 유성호 교수팀은 2008∼2015년 시행된 사망자 부검 중 사우나 또는 찜질방에서 사망한 26∼86세 103명(평균 나이 55세)을 대상으로 음주와의 연관성을 분석한 결과 음주가 사우나 사망의 주요 위험 요인으로 나타났다고 5일 밝혔다. 논문에 따르면 103명이 사우나 룸에서 사망했다. 남성이 88명으로 여성(15명)보다 많았다. 부검 결과 81명(78.6%)의 혈액에서 과도한 수준의 알코올이 검출됐다. 평균 알코올 농도는 0.17%로 ‘술에 만취한 상태’(0.1%)를 넘어섰다. 사우나를 찾은 건 술자리가 끝난 후 3∼6시간이 지난 후가 대부분이었다. 사인으로는 13명이 사고사, 82명이 자연사로 각각 분류됐다. 나머지 8명은 사망 원인이 밝혀지지 않았다. 사고사는 고체온증과 급성 알코올중독이 각각 9명, 4명이었다. 혈중 알코올 농도가 0.30% 이상이면 급성 알코올중독으로 분류된다. 자연사 중에는 급성심근경색증을 비롯한 허혈성심질환(40명)과 기타 심장질환(38명)이 많았다. 사망 당시 자세는 바로 누운 자세 50명(48.6%), 엎드린 자세 37명(35.9%), 옆으로 누운 자세 10명(9.7%), 앉은 자세 6명(5.8%) 등이다. 하지만 음주 사망 위험은 엎드린 자세가 바로 누운 자세보다 11.3배나 높았다. 연구팀은 술에 취한 채 사우나 룸에 엎드려 있으면 가슴의 움직임이 불편해지고 호흡이 어려워져 사망 위험을 크게 높이는 것으로 분석했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘법의학 및 병리학 저널’ 온라인판에 발표됐다. 유 교수는 “술에 취하거나 술이 덜 깬 채 사우나를 하면 알코올 대사가 더욱 빨라지고 뇌의 저산소증을 부를 수 있다”며 “고열의 환경은 과호흡증후군을 유발하고 고온 환경을 피하기 위한 체내의 신호에 영향을 미처 사망 위험을 높인다”고 경고했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

당신이 실제 나이보다 젊다고 느끼고 있다면 당신의 뇌는 덜 늙었을 가능성이 크다는 연구결과가 나왔다. 서울대 연구팀이 59~84세 성인남녀 68명을 대상으로 한 연구를 통해 자신이 실제 나이보다 어리다고 느끼는 사람들의 뇌는 실제로 노화가 덜 진행됐음을 확인했다고 국제 학술지 ‘프론티어스 인 에이징 뉴로사이언스’(Frontiers in Aging Neuroscience) 최신호에 발표했다. 연구팀은 이들 참가자의 뇌를 자기공공명영상(MRI) 장치로 촬영한 자료를 자세히 분석했으며, 참가자들에게 “실제 나이와 비교해 볼 때 당신은 몇 살이라고 느끼는가?”고 질문했다. 참가자들은 “난 내 실제 나이보다 어리다”와 “난 내 실제 나이와 같다”, 그리고 “난 내 실제 나이보다 나이가 많다”라는 세 가지 답변 중에서 선택했다. 또한 이들 참가자의 실제 인지 기능을 확인하기 위한 기억력 검사가 진행됐다. 이뿐만 아니라 참가자들은 스스로 자신의 성격 특성과 우울 증상, 그리고 인식하고 있는 전반적 건강 상태를 보고해야 했다. 연구팀은 이번 연구를 통해 실제 나이보다 어리다고 느끼는 사람들은 뇌에서 청력과 감정, 의사결정, 그리고 자기 통제와 관련한 부위의 회백질 양이 그렇지 못한 사람들보다 더 많다는 사실을 확인했다. 또한 이들 참가자는 그렇지 못한 참가자들보다 더 좋은 기억력을 갖고 있고 자신을 더 건강하다고 생각하며 우울해질 가능성도 더 낮았다. 이에 대해 연구에 참여한 최진영 서울대 심리학과 교수는 “우리는 더 어리다고 느끼는 사람들이 더 어린 뇌의 구조적 특징을 지니고 있음을 알아냈다”고 말했다. 또 연구팀은 자신이 실제 나이보다 늙었다고 느끼는 사람들은 회백질 손실 때문에 일상적인 일을 수행하기가 더 어려워졌을 수도 있다고 보고 있다. 또 다른 이론으로는 실제 나이보다 늙었다고 느끼는 사람들은 건강한 생활 방식을 끌어내는 동기가 낮아 인지적 건강이 나빠진 것일 수도 있다는 것이다. 이에 대해 최진영 교수는 “누군가가 실제 나이보다 나이 들었다고 느낀다면 이는 뇌의 노화에 기여할 수 있는 자기 생활 방식과 습관, 그리고 신체 활동을 평가해 뇌 건강을 더 잘 관리하도록 조치 할 수 있는 신호가 될 수 있다”고 말했다. 사진=아이클릭아트 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

음주 후 사우나의 사망 위험성을 보여주는 연구결과가 국내 처음으로 발표됐다. 사우나에서 숨진 사람 10명 중 8명은 음주가 치명적인 원인으로 분석됐다. 음주자의 경우 사우나룸에서 엎드린 자세로 있으면 호흡이 어려워 사망위험이 크게 높아지는 것으로 나타났다. 서울의대 법의학교실 유성호 교수팀은 2008년부터 2015년 사이 시행된 사망자 부검 사례 중 사우나 또는 찜질방에서 숨진 26~86세 103명(평균나이 55세)을 분석한 결과 음주가 사우나 사망의 주요 위험 요인으로 확인됐다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘법의학 및 병리학 저널’(Forensic Science, Medicine and Pathology) 온라인판에 발표됐다. 분석대상자 103명은 모두 사우나룸에서 숨졌다. 욕조, 탈의실, 샤워장 등에서 숨진 사레는 분석에서 뺐다. 사망자는 남성이 88명(85.4%), 여성이 15명(14.6%)이었다. 사망자 부검 결과 81명(78.6%)의 혈액에서 과도한 수준의 알코올이 검출됐다. 평균 알코올농도는 0.17%로 ‘술에 만취한 상태’인 0.1%를 넘어섰다. 이들이 사우나를 찾은 건 술자리가 끝난 후 3∼6시간이 지난 후가 대부분이었다. 13명은 사고사, 82명은 자연사가 사인이었고 나머지 8명은 사망 원인이 밝혀지지 않았다. 사고사는 고체온증과 급성 알코올중독이 각각 9명, 4명이었다. 혈중알코올농도가 0.30% 이상이면 급성 알코올중독으로 본다. 자연사 중에는 급성심근경색증을 비롯한 허혈성심질환(40명)과 기타 심장질환(38명)이 대부분이었다. 사우나룸에서 사망할 당시 자세로는 바로 누운 자세가 50명(48.6%)으로 가장 많았다. 이어 엎드린 자세 37명(35.9%), 옆으로 누운 자세 10명(9.7%), 앉은 자세 6명(5.8%)이었다. 하지만 술에 취한 사망자만 두고 봤을 때의 비교 사망위험은 엎드린 자세가 바로 누운 자세의 11.3배나 됐다. 연구팀은 술에 취한 채 사우나룸에 엎드려 있으면 가슴의 움직임이 불편해지고 호흡이 더 어려워짐으로써 사망위험을 크게 높이는 것으로 분석했다. 또 국내 부검률이 2%에 불과하고, 사우나에서 쓰러져 병원으로 옮겨져 부검하지 않은 경우를 포함하면 이런 사망 사례는 더 많을 것으로 추정했다. 유성호 교수는 “술에 취하거나 술이 덜 깬 채 사우나를 하면 알코올 대사가 더욱 빨라지고 뇌의 저산소증을 부를 수 있다”면서 “게다가 뜨거운 사우나와 같은 고열의 환경은 과호흡증후군을 유발하고 고온 환경을 피하기 위한 체내의 신호에 영향을 미침으로써 사망위험을 높인다”고 경고했다. 유 교수는 이어 “많은 사람이 술 마신 후 이튿날 아침 숙취가 있어도 사우나를 찾지만, 오히려 사고는 이럴 때 더 많다”면서 “만약 술 마신 다음날 음주 운전이라고 생각할 정도로 숙취가 남아있다면 사우나나 찜찔방을 이용하지 않는 게 바람직하다”고 권고했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

●지문인식용 투명센서 개발 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 박장웅 교수와 전기전자컴퓨터공학부 변영재 교수 공동연구팀이 지문, 온도, 압력을 한번에 측정할 수 있는 디스플레이용 투명센서를 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 3일자에 발표했다. 스마트폰에 사용되는 디스플레이 지문인식 기술은 광학식, 초음파식, 정전식이 이용된다. 정전식은 다른 방식보다 얇게, 그리고 저렴한 비용으로 간단히 만들 수 있다는 장점 때문에 대부분 스마트폰에 적용되고 있다. 그렇지만 신호에 반응하는 주파수 대역이 낮고 사용전압이 높아야 한다는 단점이 있다. 연구팀은 은 나노섬유와 은 나노와이어를 결합해 전기 전도도와 센서 민감도까지 동시에 높임으로써 기존 정전식 지문인식 기술의 단점을 보완하는 데 성공했다. ●빛으로 알츠하이머 치료 대구가톨릭대 의대 김종기 교수팀은 투과성 양성자를 이용해 알츠하이머 치매의 독성물질을 제거하고 분해하는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 방사성 재료 공학 분야 국제학술지 ‘MRS 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸다. 알츠하이머 치매는 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 뇌에 침착되면서 발생하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 투과성이 있는 양성자를 쪼여 정상 뇌세포에는 손상을 입히지 않고 베타아밀로이드 단백질 신경독성을 제거하는 ‘쿨롱 나노킬레이트’ 치료법을 개발했다.