호주에 서식하는 대형 나방의 일종인 보공 나방(bogong moth, 학명·Agrotis infusa)은 1,000km가 넘는 먼 거리를 이동한다. 귀여운 외형도 아닌 데다 몸길이도 5cm나 되는 대형 나방이 거대한 군집을 이루면서 이동하기 때문에 이들에 대해 호감을 지닌 사람은 보기 드물다. 하지만 이 나방에 대해 특별한 호기심을 가진 사람도 있는데 바로 과학자들이다. 보공 나방은 주위 지형을 식별하기 어려운 한밤중에 먼 거리를 이동한다. 스웨덴 룬드 대학의 에릭 워랜트와 그의 동료들은 이 나방이 어떻게 길을 찾는지 연구했다. 연구팀이 우선 세운 가설은 별빛을 이용해 길을 찾는다는 것이다. 나방을 비롯한 많은 곤충이 불빛에 이끌린다는 사실은 잘 알려져 있다. 보공 나방 역시 도시의 불빛에 이끌려 시드니 같은 대도시에 자주 출몰한다. 하지만 이번 연구에서는 이 나방이 불빛이나 시각적 정보 없이 얼마든지 방향을 확인한다는 점이 밝혀졌다. 나방을 줄에 매달고 통속에 넣은 후 통을 여러 방향으로 움직여도 나방은 그들의 서식지가 있는 방향으로 정확히 비행했다. 이는 불빛 같은 시각적 신호만이 전부가 아니라는 것을 시사한다. 가장 가능성 높은 가설은 이들이 지구 자기장을 감지해 눈으로 보지 않고도 방향을 알아낸다는 것이다. 실제로 연구팀이 자기장을 변형시키자 나방은 방향을 정확히 유지하지 못했다. 이는 보공 나방이 지구 자기장을 감지할 수 있다는 강력한 증거다. 물론 나침반만으로는 정확한 비행이 불가능하므로 시각적 정보와 종합하겠지만, 이들이 생체 나침반을 가지고 있다는 유력한 증거를 제시한 셈이다. 다만 이번 연구에서는 어떤 방식으로 지구 자기장을 파악하는지는 확인하지 못했다. 사실 지구 자기장을 감지하는 생체 나침반을 지닌 동물은 의외로 많다. 하지만 비교적 단순한 신경계와 뇌를 지닌 나방이 시각 정보 및 자기장 정보를 이용해서 이렇게 멀리 떨어진 장소까지 정확한 야간 비행이 가능하다는 점은 놀라운 일이다. 비록 우리에게 호감을 주는 생물체는 아닐지 모르지만, 나방 역시 지구 생태계를 구성하는 경이로운 생명체 가운데 하나다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

경기도에 있는 신약 개발업체인 ㈜지엔티파마가 개발 중인 뇌졸중 치료제 ‘Neu2000’이 심정지 환자의 뇌손상을 억제할수 있는지 검증하기 위한 임상 2상 연구(AWAKE)가 시작됐다. 국내에서 심정지 환자에 대한 임상은 이번이 처음이며 삼성서울병원 등 6개 대학병원에서 진행된다.2일 경기도와 용인시에 따르면 용인시 기흥구 소재 (주)지엔티파마와 국내 대학병원들이 손잡고 심정지 발생 후 병원에 이송된 환자를 대상으로 Neu2000의 약효와 안전성 검증을 위한 임상 2상 연구에 착수했다. AWAKE 임상연구에는 삼성서울병원, 강남세브란스병원, 순천향대학교 부천병원, 전남대학교병원, 경북대학교병원, 부산대학교병원 등 6개 병원이 참여하며 각 병원의 응급의학과에서 진행한다. 앞서 지엔티파마는 지난해 5월 식품의약품안전처로부터 Neu2000의 심정지 환자에 대한 임상 2상 연구 승인을 받았다. Neu2000은 과학기술부와 경기도의 예산 지원을 받아 개발된 신약 후보물질이다. 급성 뇌졸중 후 발생하는 뇌 세포 손상을 효과적으로 방지하기 위해 세계 최초로 개발한 다중표적약물(Multi-target drug)로, 글루타메이트 신경독성과 활성산소 독성을 동시에 억제하는 특징이 있다. 뇌졸중이 발생하면 신경전달물질인 글루타메이트가 방출되고 활성산소가 비정상적으로 많아지면서 뇌 세포를 죽이게 된다. 심정지 환자 역시 발생 후 뇌에서 글루타메이트가 과도하게 방출되고 과량의 활성산소가 생성되면서 뇌손상이 일어나는데, Neu2000을 투여하면 뇌손상을 줄여 뇌사 및 뇌기능 장애 등을 막을 수 있을 것으로 의학계는 기대하고 있다. 현재 심정지 환자 치료는 환자의 체온을 32~34도로 낮추는 저체온 치료법이 유일한데 효과가 미약하고 제한적이다. 연구책임자인 삼성서울병원 응급의학과·순환기내과 최진호 교수는 “병원 밖에서 심장이 멎은 심정지 환자를 살리는 것이 매우 어려웠는데, 이번 임상을 계기로 심정지 환자에 대한 획기적인 치료방법이 개발될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 전국에서 가장 많은 심정지 환자를 치료하고 있는 것으로 알려진 전남대학교병원 응급의학과 전병조 교수는 “글루타메이트와 활성화산소를 적극적으로 억제할 수 있는 Neu2000의 AWAKE 임상 2상시험이 성공적으로 마무리 된다면 기존 저체온 및 대증적 치료가 주를 이루었던 심정지환자의 치료에 큰 변화가 있을 것”이라고 전망했다.　AWAKE 임상 2상은 심정지 후 심폐소생술과 저체온 치료를 받은 150명의 환자를 대상으로 Neu2000의 약효와 안전성을 검증하는 연구로, 심정지 후 4시간 이내에 Neu2000를 정맥투여 한 후 뇌손상 바이오마커, 뇌 MRI 영상, 장애정도 등을 분석해 약효를 확인한다. 　미국과 중국에서 진행된 비임상 및 임상 1상 연구에서 Neu2000은 심정지로 인해 발생하는 뇌의 흥분성 독성과 산화적 스트레스를 강력하게 억제하는 등 탁월한 뇌 보호 효과를 나타냈다. 　곽병주 (주)지엔티파마 대표이사는 “뇌로 가는 혈액순환이 일시적으로 막혔다가 재순환이 되면 뇌는 손상을 받게 되는데, Neu2000은 이러한 뇌손상을 가장 잘 막도록 개발한 다중표적 뇌세포보호약물이기 때문에 순환이 재개되는 심정지 환자에서 좋은 효과가 있을 것”이라고 말했다. 　한편 Neu2000은 급성 뇌졸중 환자를 대상으로한 임상 2 상 연구가 지난해부터 한국과 중국에서 동시에 이뤄지고 있다. 현재까지 국내 아주대병원 등 6개 대학병원에서 91명,중국 30여개 대학병원에서 179명의 환자를 대상으로 임상 연구가 진행됐다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

술광고 최근 2년 새 17.8% 껑충 작년 드라마 1개 음주방송 1.4회 예능프로 음주장면은 50% 늘어 만 19세, 음주 가능 연령입니다. 올해는 1999년생부터 술을 마실 수 있습니다. 그럼 청소년들은 정말 ‘법대로’ 술을 마시지 않을까요. 현실은 그렇지 않습니다. 지난해 중·고등학생들에게 물었더니 음주 시작 연령은 평균 13.2세였습니다. 겨우 중학교 1학년에 해당하는 나이입니다. 1회 평균 음주량이 소주 5잔(여자 3잔) 이상인 ‘위험 음주율’은 남학생이 8.8%, 여학생이 7.6%로 큰 차이가 없었습니다. 소주 1병(360㎖)이 7잔이라는 점을 감안하면 청소년 10명 중 1명은 늘 술자리에서 소주 반병 정도를 기본으로 마신다는 겁니다. “어차피 성인이 되면 마실 텐데 조금 미리 마시는 게 무슨 문제냐”고 반문하는 분들도 있습니다. 무면허 음주 운전으로 경찰서를 들락날락해도 ‘성장통’ 정도로 치부하는 분들도 적지 않습니다. 그렇지만 최근의 경향을 살펴보면 청소년 음주가 결코 가벼운 문제가 아니라는 걸 깨닫게 됩니다.●여학생 음주율 1.2%P 상승한 13.7% 1일 보건복지부에 따르면 중·고등학생 음주율은 해마다 감소해 15.0%까지 내려왔지만 지난해 16.1%로 반등했습니다. 특히 여학생의 음주율이 12.5%에서 13.7%로 상승했습니다. 우리가 흔히 ‘알코올중독’으로 부르는 10·20대 알코올 의존증 환자 수는 2013년 1707명에서 지난해 1928명으로 12.9% 늘었습니다. 같은 기간 전체 알코올 의존증 환자 수가 5만 4551명에서 4만 8517명으로 급감했다는 점을 감안하면 큰 폭의 증가세입니다. ●2016년 술광고 송출횟수 32만회 넘어 청소년 음주자가 늘어난 것은 TV, 인터넷, 소셜네트워크서비스(SNS) 등 미디어의 힘이 컸습니다. 주류광고 송출 횟수는 2014년 27만 5863건에서 2016년 32만 4986건으로 17.8% 늘었습니다. 드라마와 예능 프로그램의 음주 방송 비율도 급증하는 추세입니다. 외국인이 등장하는 문화체험 프로그램들은 너도나도 화끈한 음주 문화를 내세웁니다. 마치 한국에는 유흥 문화만 존재하는 것처럼 강조하기도 합니다. 최근에는 연예인들이 술을 마시는 것만 집중적으로 보여 주는 프로그램도 등장했습니다. 1개 지상파 드라마에서 음주 장면이 나온 횟수를 분석한 결과 2016년 평균 1.0건에서 지난해 1.4건으로 늘어나는 추세입니다. 예능 프로그램에서도 음주 장면이 0.2건에서 0.3건으로 늘었습니다. 지난해 문제의 심각성을 인식한 복지부가 “연예인 등 유명인의 음주 장면은 영향력을 고려해 신중하게 묘사해야 한다”는 내용의 ‘미디어 음주 장면 가이드라인’을 설정했지만 음주를 중심 아이템으로 채택하는 프로그램이 끊이질 않고 있습니다. 청소년들은 이런 장면을 여과 없이 받아들입니다. 최근에는 아예 청소년들이 음주 장면을 자체 제작해 확산시키고 있습니다. 유튜브에서 ‘술 게임’이라는 검색어를 넣으면 17만개가 넘는 영상이 쏟아집니다. 음주를 오로지 재미의 대상으로 삼아 억지로 병째로 술을 입에 부어 넣는 영상도 심심치 않게 등장합니다. 그래서 전문가들의 우려가 큽니다. 허성태 다사랑중앙병원 정신건강의학과 원장은 “청소년은 같은 양의 알코올을 섭취해도 성인보다 신체적·정서적으로 훨씬 심각한 영향을 받는다”며 “성장호르몬 분비 이상으로 키가 크지 않거나 생식 기능이 저하되고 정상적인 뇌 발달에 치명적인 영향을 미친다”고 경고했습니다.●알코올의존증男 39%가 10대부터 음주 어린 나이에 술을 마실수록 뇌에 문제가 생길 가능성이 높아집니다. 허 원장은 “청소년기의 뇌는 감정을 주관하는 ‘변연계’가 빠르게 발달하는 반면 이성과 사고를 담당하는 ‘전두엽’ 부위는 상대적으로 천천히 발달하기 때문에 감정을 조절하거나 충동을 억제하기 어려운 특징이 있다”며“만약 이런 시기에 술을 마시면 뇌가 정상적으로 발달하지 못해 충동적이고 공격적인 성향이 자리잡을 수 있다”고 설명했습니다. 기억력과 집중력, 사고력이 낮아지는 것은 알코올이 뇌세포를 파괴하기 때문입니다. 뇌가 한참 성장해야 하는 시기에 술을 마셔 전반적인 위축이 일어나면 회복하는 데 긴 시간이 필요하고 알코올 의존증에 빠질 위험이 커집니다. 실제로 다사랑병원에서 치료를 받고 있는 남성 알코올 의존증 환자 140명을 조사한 결과 55명(39.3%)이 10대에 본격적으로 음주를 시작한 것으로 조사됐습니다.●음주 시작 연령은 늦을수록 좋아 그럼 언제부터 술을 마시는 게 좋을까. 허 원장은 “충동성이 강하고 군중심리에 휩쓸리기 쉬운 청소년들이 술을 마시면 도덕성이나 판단력이 둔화돼 범죄에 노출될 위험이 높아지기 때문에 가급적 늦게, 올바른 음주관이 형성된 이후에 음주를 시작하는 것이 좋다”고 권했습니다. 기쁘거나 힘들고 화가 날 때 술을 마시는 장면이나 술의 긍정적인 이미지를 앞세운 주류 광고가 청소년의 음주 태도와 인식에 큰 영향을 미친다는 사실은 이미 여러 연구에서 입증된 사실입니다. 따라서 미디어의 행태를 바로잡기 위한 정부 차원의 노력이 필요합니다. 허 원장은 “특히 청소년기는 연예인을 동경하거나 모방하려는 심리가 강한 시기로 음주 모습을 비판적으로 받아들이지 못하고 오히려 술이 주는 효과에 기대감을 갖고 접근할 가능성이 높다”고 지적했습니다. 이어 “술이 주는 해방감과 쾌감은 잠시뿐이고 술을 잘 마시면 성격이 좋다거나 친구들과 더 잘 어울릴 수 있다고 생각하는 것은 잘못된 음주 문화에서 나온 선입견”이라고 지적했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

내년도 건강보험료가 크게 인상돼 가계 부담이 가중될 전망이다. 보건복지부는 그제 건강보험정책심의위원회를 열어 2019년도 건강보험료를 3.49% 인상하기로 결정했다. 이번 인상률은 2011년 5.9% 인상 이래 최고치다. 최근 3년 동안 건보료가 동결되거나 2% 이내로 인상된 점을 고려하면 인상 폭이 꽤 크다. 직장 가입자의 월평균 보험료(본인 부담금)는 10만 6242원에서 10만 9988원으로 3746원 오른다. 가뜩이나 살림이 어려운 상황에서 가계의 체감 인상폭은 훨씬 클 것이란 분석이 나오고 있다. 정부가 건강 보장성을 강화하는 ‘문재인 케어’를 추진하고 있는 만큼 건보료 인상은 불가피한 측면이 있다. 올 들어 병원의 선택진료비가 폐지되고, 상복부 초음파와 뇌·혈관 MRI 촬영, 상급병실료 등에 잇따라 보험 적용이 되면서 건보 재정 확대를 피할 수 없기 때문이다. 지난해까지는 건보 재정이 흑자를 냈지만, 올해는 1조 1000억원, 내년엔 3조 7000억원의 적자 발생이 예상되고 있다. 하지만 건보료 인상 결정에 앞서 보험료 집행의 적절성과 투명성을 따져 보았는지부터 보건당국에 묻고 싶다. 이미 이골이 날 정도로 많은 언론이 지적했지만, 건보료 누수 현상은 심각하다. 먼저 건보공단 자료에 따르면 지난 10년간 사무장병원에 건보료를 지급했다가 환수하지 못한 액수가 1조 6000여억원에 달한다. 비의료인이 의사 자격증을 빌려 운영하는 사무장병원은 그 자체가 불법이기 때문에 진료비를 청구할 수 없다. 건보공단이 요양기관과 개인에게 잘못 지급해 환수해야 할 부당이익금도 10년간 3조 5000여억원에 이른다. 외국인의 ‘건강보험 먹튀’로 새는 건보료도 적지 않다. 중증이나 장기 입원을 요하는 질병에 걸린 외국인들이 우리의 싼 보험료를 악용해 국내에 들어와 치료받고 돌아가는 사례가 갈수록 늘고 있기 때문이다. 2016년에만 87만여명의 외국인이 건강보험으로 진료를 받았다고 한다. 교통사고 등을 빙자한 보험사기에 의한 보험료 누수도 심각하다. 서울대와 보험연구원 연구에 따르면 보험사기로 인한 건보료 재정 누수는 연간 3000억~5000여억원에 달한다. 건강보험료는 징수 못지않게 제대로 집행하는 게 중요하다. 엉뚱한 곳으로 줄줄 새도록 내버려두고 보험료를 올려봤자 밑 빠진 독에 물 붓기밖에 안 된다. 허술하기 짝이 없는 건보료 지급시스템부터 수술하기를 바란다.

영국과 미국, 포르투갈 연구진이 ‘행복 호르몬’으로 불리는 세로토닌이 학습에 도움을 준다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다.영국 런던대 전산신경과학과, 막스플랑크-UCL 전산정신과학 및 노화연구소, 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 인문사회학부, 포르투갈 챔팔리모드 연구소 공동연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 세로토닌이 학습능력은 물론 학습속도를 높이는데 도움을 준다는 연구결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 26일자에 발표했다. 세로토닌은 혈관벽이 손상되면 혈소판에서 분비돼 혈액을 응고시키고 혈관벽을 수축시켜 출혈을 막는 물질이다. 혈관 뿐만 아니라 뇌 시상하부, 대뇌기저핵 같은 중추신경계에도 존재하면서 신경전달물질로 작용한다. 스트레스를 받을 경우 세로토닌 분비가 줄어들어 우울감과 좌절감을 느끼게 되고 세로토닌 농도가 높아지면 행복감, 만족감이 높아지는 것으로 알려져 흔히 ‘행복 호르몬’이라고 부르기도 하며 우울증을 치료하는데 활용하려는 시도들이 있다. 연구팀은 8마리 생쥐를 대상으로 4마리는 뇌에 LED 전극을 심어 빛을 쬐어주면 세로토닌이 분비되도록 한 광유전학 장치를 하고 나머지 4마리에는 아무런 장치를 하지 않았다. 연구팀은 8마리를 대상으로 다양한 형태의 보상 실험을 실시하면서 인공지능(AI)의 기계학습에서 활용되는 강화학습 원리를 바탕으로 컴퓨터가 쥐의 행동을 기록하도록 했다. 연구팀은 실험 과정 내내 LED가 심어져 있는 생쥐에게는 끊임없이 세로토닌을 분비하도록 자극을 줬는데 일반 생쥐에 비해 실패에서 배우는 속도가 2~3배 가량 빠르고 새로운 문제 상황을 빠르게 적응하고 인식한다는 사실을 확인했다. 기요히토 리가야 칼텍 박사는 “이번 연구는 행복감이 학습능력과 속도에도 영향을 미친다는 사실을 보여주는 것”이라며 “우울증 치료에 있어서도 단순히 약물 치료 뿐만 아니라 인지행동 변화를 통해 세로토닌이 분비될 수 있도록 병행치료하는 것이 도움을 준다는 사실을 알 수 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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

학습과 기억 분야에서 세계적인 연구 성과를 내고 있는 강봉균(왼쪽·57) 서울대 생명과학부 교수와 정보전자소재산업 발전을 이끌고 있는 박진수(오른쪽·66) LG화학 부회장이 올해 최고 과학기술인으로 선정됐다. 과학기술정보통신부와 한국과학기술단체총연합회(과총)는 ‘2018 대한민국 최고과학기술인상’ 수상자로 강 교수와 박 부회장을 선정했다고 25일 밝혔다. 이 상은 한국을 대표할 수 있을 정도로 업적이 뛰어난 과학기술인을 발굴해 연구개발에 전념할 수 있도록 격려하기 위한 목적으로 2003년 제정됐다. 올해 수상자들을 포함해 지금까지 40명이 수상했다. 올해는 21명의 후보가 접수돼 3단계 심사를 거쳐 최종 2명이 선정됐다. 강 교수는 신경세포 간 접점인 시냅스의 전달 효율과 형태로 뇌의 작동 원리를 설명하는 연구를 해 국내 신경과학의 위상을 높이는 것은 물론 전 세계적으로도 해당 연구를 주도하고 있다는 평가를 받고 있다. 또 바다달팽이 실험으로 포유동물의 학습과 기억에 관여하는 분자 메커니즘을 규명해 만성통증과 자폐증의 근본 원인을 밝혀내기도 했다. 박 부회장은 석유화학산업의 핵심인 에틸렌 생산 기술 개발, 고부가 화학제품 생산에 필수적인 메탈로센 촉매 기술 개발, 해수담수화용 고분자 역삼투압 필터 제조 기술 개발, 자동차용 리튬이온 2차 전지와 프리폼 폴리머 전지 개발 등 국내 화학 및 소재 산업이 세계 시장을 선도하는 데 기여했다는 평가를 받고 있다. 시상은 27일 서울 삼성동 코엑스에서 열리는 ‘2018 대한민국과학기술연차대회’ 개회식에서 한다. 수상자들은 각각 대통령상 상장과 상금 3억원을 받는다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌전증과 자폐증이 신경세포 이동 장애 증상 때문에 나타나며 이동 장애가 발생하는 메커니즘을 규명했다.카이스트 의과학대학원 이정호 교수와 박상민 연구원은 뇌전증과 자폐증이 후천적 뇌 돌연변이 때문에 발생하며 이 돌연변이로 인해 신경세포 이동 장애증상의 근본 원리에 대해 찾아냈다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경생물학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 21일자에 실렸다. 이번 연구결과는 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌 발달 장애 환자를 치료할 수 있는 새로운 물질 개발에도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다.연구팀은 난치성 뇌전증과 자폐증 발현과 밀접한 연관을 갖고 있는 대뇌 피질 발달장애 환자의 뇌 조직에서 ‘엠토르’(mTOR)라는 유전자의 돌연변이가 만들어진다는 것을 발견했다. 이를 바탕으로 한 동물 및 세포실험 결과 엠토르 돌연변이가 발생한 신경세포에서 1차섬모라는 세포 소기관의 생성기능의 망가져 있고 이 때문에 신경 세포 이동 장애가 발생한다는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 돌연변이 신경세포에서 1차섬모 생성을 방해하는 단백질이 과다하게 축적돼 있는 것을 제거하고 억제시킴으로써 1차섬모 생성기능을 회복시켰다. 그 결과 신경 세포 이동이 정상수준으로 되돌아오는 것을 확인할 수 있었다. 박상민 연구원은 “신경 세포 이동결함은 후천적 뇌 돌연변이로 인한 뇌발달 장애 환자에게서 관찰되는 대표적 증상”이라며 “이번 연구를 통해 세포 소기관 중 하나인 1차섬모가 파괴되면서 신경 세포 이동결함이 발생한다는 것을 알게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람의 생각과 손짓을 감지해 실수를 바로잡을 수 있는 인공지능(AI) 자율로봇이 상용화될 날도 머지않은 것 같다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 컴퓨터과학·인공지능연구소(CSAIL) 연구팀은 20일(현지시간) 벡스터라는 이름의 AI 자율로봇이 실수 없이 전동드릴로 지시한 위치에 나사못을 박는 작업을 수행하는 실험 영상을 공개했다. 영상에는 한 연구원이 머리와 오른쪽 팔에 각각 뇌전도(EEG)와 근전도(EMG)를 측정하는 장치를 착용한 채 AI 로봇 벡스터의 작업 수행을 감독하는 모습이 나온다. 그런데 벡스터가 작업 도중 실수를 하려하자 감독관은 이를 감지하고 손짓으로 올바른 위치를 알려준다. 이는 감독관이 실수를 감지했을 때 뇌에서 발생하는 뇌파 ‘ErrP’(error-related potential)와 감독관의 손짓에서 나오는 근육의 전기적 활성도를 벡스터가 연구팀이 개발한 시스템을 통해 감지했기 때문이다. 연구팀은 지난해에도 이 시스템을 통해 벡스터가 페인트와 와이어를 구분해 각 통에 담는 작업을 수행하는 실험 영상을 공개했었다. 그리고 이번에는 벡스터의 작업 수행 정확도를 70%에서 97%로 개선했다고 연구팀은 설명했다. 특히 이 시스템은 EEG 측정 장치를 사용해 본 적이 없는 일반인이 감독관을 맡더라도 벡스터는 사전 훈련 없이 작업을 수행하고 실수를 바로잡을 수 있다. 다니엘라 루스 CSAIL 소장은 “뇌전도와 근전도 피드백을 결합함으로써 더 광범위한 분야에서 자연스럽게 로봇과 상호작용할 수 있게 됐다”고 설명했다. 또 연구팀은 이 기술이 앞으로 노인들이나 언어 및 신체장애가 있는 근로자들에게 커다란 도움이 될 수 있다고 말했다. 자세한 연구 성과는 오는 26일부터 30일까지 미국 피츠버그에서 열리는 2018년 로봇공학: 과학과 시스템(RSS·Robotics: Science and Systems) 컨퍼런스 중에 발표될 예정이다. 사진=MIT 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

대뇌의 피질 아래 변연계는 감정과 정서를 담당하는 부분이다. 사람의 감정을 빨리 알아차리고 사람과 가장 가까운 동물인 개는 부정적 감정과 긍정적 감정을 처리하는 뇌 부위가 다르다는 사실이 밝혀졌다.이탈리아 바리알도모로대 동물생명윤리 및 행동과학부 수의과학과 연구팀은 개들이 인간의 감정을 처리하기 위해 뇌의 다양한 부분을 동시에 사용한다는 사실을 확인했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 동물행동학 분야 국제학술지 ‘학습과 행동’ 20일자에 실렸다. 개는 인류가 시작되면서 가장 먼저 가축화된 동물로 사람들과 효율적으로 의사소통하는 능력을 키워온 것으로 과학자들은 파악하고 있다. 특히 개의 뇌는 사람의 목소리, 체취, 자세에 포함된 감정적 단서를 포착하고 얼굴의 표정도 읽을 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 연구팀은 26마리의 개에게 먹이를 주면서 다양한 표정의 성인남녀 사진을 보여준 뒤 뇌가 어떻게 작동하는지 뇌파를 분석했다. 연구팀이 개들에게 보여준 사진은 분노, 공포, 행복, 슬픔, 놀라움, 혐오, 무표정 6가지 감정을 드러내는 것들이었다. 그 결과 개들은 분노, 공포, 행복감처럼 격한 감정을 드러내는 사진을 보면 머리를 왼쪽으로 돌리고 놀란 표정의 사진을 보면 머리를 오른쪽으로 돌리는 것으로 나타났다. 이는 사람의 감정상태에 따라 정보를 처리하는 곳이 오른쪽 반구와 왼쪽 반구로 나뉜다는 사실을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 또 격정적 감정이라고 파악될 경우 개들은 심장박동수는 증가하고 과잉행동 반응을 보이는 것으로 나타났다. 이런 감정을 접한 개들은 다시 음식에 관심을 갖는데 시간이 걸리는 것으로 나타났다. 마르첼로 시니스칼라치 수의학과 교수는 “이번 연구를 통해 부정적 감정은 개의 뇌 오른쪽에서, 긍정적 감정들은 왼쪽 뇌에서 처리된다는 사실을 확인했다”라며 “이번 연구는 개 뿐만 아니라 다른 포유동물의 행동연구에도 중요한 역할을 할 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@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

국내 제약업계 매출액 기준 1, 2위 업체인 유한양행과 GC녹십자가 희귀질환 치료제 개발을 위해 손을 잡았다. GC녹십자와 유한양행은 지난 18일 희귀질환 치료제 등의 공동 연구개발을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다고 19일 밝혔다. 두 업체가 공동으로 의약품 연구개발(R&D)에 나서는 것은 이번이 처음이다. ●물질 도출부터 비임상까지 협업 GC녹십자와 유한양행은 먼저 복약 편의성을 높이고 뇌 증상에 대한 효능을 향상시킨 차세대 경구용 고셔병 치료제를 공동으로 개발하기로 했다. 국내 바이오의약품 분야의 선두주자인 GC녹십자의 희귀의약품 개발 성공 이력과 합성의약품 분야의 최강자인 유한양행의 신물질 합성 관련 기술력이 시너지 효과를 낼 것이라는 설명이다. 고셔병은 효소 결핍으로 생기는 희귀 유전성 질환으로 간과 비장 비대, 빈혈, 혈소판 감소 등을 유발한다. 국내 고셔병 환자 수는 70여명, 전 세계 환자 수는 6500명에 불과하다. 양사는 후보물질 도출부터 비임상 단계까지 협업하며, 향후 임상 개발과 적응증 확장 등은 추후 논의하기로 해 헙력 범위가 확대될 가능성도 열어 뒀다. 이번 공동 연구개발은 희귀질환 환자의 치료 환경을 개선한다는 공동의 가치를 추구하기 위해 이뤄졌다. 희귀질환 치료제는 환자 수가 극소수이고, 개발이 쉽지 않아 제약사들이 관심을 갖지 않는 영역이다. 미국식품의약국(FDA) 등 각국의 보건당국에서 개발을 독려하기 위한 혜택을 제공하고 있는 만큼 미래 성장동력으로 새롭게 부상하고 있는 영역이다. ● ‘개방형 혁신’ 새 모델 제시 평가 업계에서는 그동안 자본을 확보한 제약사와 바이오벤처 사이의 짝짓기가 주를 이뤘던 ‘오픈이노베이션’(개방형 혁신)의 새로운 모델을 제시했다는 평가도 나온다. 특히 최근 거대 다국적 제약사들의 공동 연구개발 사례가 늘고 있어 신약 개발을 위한 전략적 제휴의 허용 범위가 넓어졌다는 것이다. 허은철 GC녹십자 사장은 “각기 다른 연구개발 특색을 지니고 있어 상호 보완 작용의 효과가 클 것”이라고 말했다. 이정희 유한양행 사장은 “연구개발 분야의 진일보는 물론 ‘누구나 건강할 수 있는 사회’를 지향하는 제약 본업의 뜻이 함께한 좋은 본보기가 될 것”이라고 말했다. 김희리 기자 hitit@seoul.co.kr

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

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

뇌 과학자들이 ‘신의 모습이 궁금하다면 거울을 보라’는 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 노스캐롤라이나대 채플힐대 심리학 및 신경과학과 연구팀은 종교인들이 ‘신의 모습’을 자신이나 자신이 속한 집단의 사람들과 비슷한 얼굴을 가진 것으로 생각한다는 연구 결과를 국제학술지 ‘플로스 원’ 11일자에 발표했다. 연구팀은 지역별, 인종별 안배를 통해 511명의 건강한 성인 남녀 기독교인을 실험 대상자로 선정했다. 연구팀은 무작위로 선정된 600장의 얼굴 사진 중에 2장씩을 보여 주면서 신의 얼굴에 가깝게 생각되는 것이 어떤 것인지 고르게 했다. 또 ‘신의 외모는 어떻다고 생각하는가’라는 질문을 던진 뒤 앞서 고른 사진과 응답을 섞어 컴퓨터 몽타주를 작성했다. 그 결과 자신이 속한 인종, 정치적 성향에 따라 신의 외모를 다르게 생각한다는 사실이 확인됐다. 보수적 사고방식을 가진 사람들은 신이 남성적이고 인상이 강하며 백인이라고 생각한 반면 진보적 사고방식을 가진 사람들은 여성적 면모가 드러나는 얼굴에 어두운 색 피부를 가지고 있을 것이라 상상했다. 흑인들은 백인들에 비해 신이 좀더 나이가 많고 매력적인 미소를 가진 흑인이라고 상상하는 것으로 조사됐다. 조슈아 콘래드 잭슨 연구원은 “사람들은 자신들의 믿음과 특성을 다른 사람에게 투영시킨다는 사실을 재확인했다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스스로 젊다고 느끼는 노인이 스스로 늙었다고 생각하는 노인보다 뇌 연령이 젊은 것으로 나타났다. 서울대 심리학과 최진영 교수 연구팀은 이러한 연구 결과를 담은 ‘주관적 나이와 뇌 나이의 연관성’ 논문을 국제 신경과학저널 ‘프론티어즈 노화신경학’에 게재했다고 11일 밝혔다. 연구팀은 60∼80대 68명을 대상으로 ‘실제 나이보다 젊다’ 또는 ‘실제 나이보다 나이가 들었다’고 느끼는지 물었다. 또 장·노년 뇌의 특성이 담긴 598명의 자기공명영상 자료와 비교하며 이들의 뇌 나이를 추정했다. 그 결과, 실제보다 젊다고 느끼는 29명은 평균 나이가 70.93세였지만, 뇌 나이는 73.24세로 추정됐다. 실제 나이와 비슷하다고 느끼는 19명의 경우 평균 69.58세였는데, 뇌 나이는 75.03세였다. 실제보다 나이가 들었다고 느끼는 20명은 평균 73.75세였고, 뇌 나이는 77.15세로 추정됐다. 나이가 많이 들었다고 느끼는 사람의 뇌 나이가 가장 높게 나타난 것이다. 연구팀은 ‘나이 들었다’고 느끼는 주관적 경험은 뇌 노화를 자각한 결과일 수 있다며 한편으로는 뇌 건강을 돌보라는 인체 신호일 수 있다고 설명했다. 최 교수는 “주관적 나이가 각자 차이 나는 이유가 뇌 나이와 상관있다는 연구 분석”이라면서 “사람의 노화 과정에는 상당한 개인차가 있는데, 사람들은 생각했던 것보다 훨씬 더 정확하게 자신의 몸과 뇌의 노화 상태를 자각하는 것으로 보인다”고 설명했다. 기민도 기자 key5088@seoul.co.kr

선불교에서 말하는 ‘무’(無)와 같은 상태를 수학에서는 ‘0’으로 표시한다. ‘아무 것도 없음’을 의미하는 0은 약 2000년 전 인도에서 만들어져 활용됐지만 서양에서 0의 개념을 받아들이고 수학에서 활용하기 시작한 것은 과학혁명이 시작된 다음인 17세기 이후이다. 현대 과학과 수학이 지금처럼 발달하게 된 것도 0 덕분이다.실제로 아이들이 숫자를 배우면서 0의 개념을 확실히 이해하기까지는 오랜 시간이 걸린다. 이 때문에 많은 과학자들이 동물들의 지능과 인지능력을 측정할 때 0의 개념을 이해하는지 실험을 한다. 지금까지는 원숭이 같은 유인원들과 일부 동물들이 0의 개념을 이해한다는 사실이 밝혀지기도 했다. 여기에 호주와 프랑스 연구진이 곤충인 꿀벌도 ‘0’의 개념을 이해한다는 사실을 파악했다. 호주 로열멜버른공과대(RMIT) 생체모방디지털센서연구실, 모나쉬대 생리학교실, 프랑스 툴루즈대 통합생물연구센터 공동연구팀은 인간 뇌신경의 880분의 1 밖에 안되는 꿀벌들도 추상적 개념인 ‘0’을 이해한다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 8일자에 발표했다. 지금까지 꿀벌은 개미와 같이 군집생활에 대한 연구에 많이 활용됐지만 숫자나 추상적 개념이 있는지에 대한 연구는 진행된 바 없었다. 연구팀은 꿀벌 10마리에게 하얀색 바탕에 1~4개 사이에서 각기 다른 갯수와 크기의 검은색 사각형이 그려진 그림판을 두 장 제시하고 ‘좀 더 적은’ 갯수의 그림판에 앉는 경우 설탕물을 주고 많은 그림판에 앉으면 쓴 맛이 나는 물질을 주는 식으로 훈련했다. 또다른 꿀벌 10마리에게는 ‘좀 더 많은’ 갯수의 그림판에 앉는 경우 설탕물을 주고 적은 그림판에 앉으면 쓴 맛이 나는 물질이 주는 훈련을 실시했다. 충분한 훈련 뒤 꿀벌들이 80% 이상의 성공률을 보이자 연구팀은 두 번째 ‘진짜’ 실험을 실시했다.2~5개의 검은색 원이 그려진 그림판과 아무 것도 없는 그림판을 제시하자 꿀벌들은 첫 테스트임에도 불구하고 첫 번째 ‘좀 더 적은’ 갯수를 선택하도록 훈련받은 꿀벌은 아무 것도 없는 그림판에 앉고 두 번째 ‘좀 더 많은’ 갯수를 선택하도록 훈련받은 꿀벌들은 검은색 원이 그려진 그림판을 선택했다. 성공률은 63% 정도로 나타났다. 연구팀은 이 정도의 성공률은 도형이 없는 그림판이 단순히 시각적 자극으로 선택을 하거나 거부한 것이 아니라는 설명이다. 애드리언 다이어 RMIT 바이오센싱 교수는 “이번 연구는 꿀벌처럼 작고 단순한 뇌로도 복잡하고 추상적 개념을 이해할 수 있다는 것을 증명해낸 것으로 아프리카 회색 앵무새, 사람을 제외한 영장류, 그리고 유치원에 다니는 아이들과 비슷한 이해능력을 갖고 있음을 알 수 있다”고 설명했다. 또 다이어 교수는 “100만개 미만이 뉴런을 가진 뇌로 추상적인 0을 감지해낼 수 있다면 인공지능에게 새로운 기술을 가르칠 때 좀 더 간단하고 효과적인 방법이 있음을 알 수 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

알츠하이머병을 막으려면 더 잘 자고 더 운동해야 하며, 술은 거의 마시지 않는 게 중요하다고 영국의 한 과학자가 조언하고 나섰다. 6일(현지시간) 영국 일간 텔레그래프 등 현지언론에 따르면, 유니버시티칼리지런던(UCL)의 이언 해리슨 박사는 이날 첼튼엄 과학축제에서 위와 같이 밝혔다. 해리슨 박사는 현재 동료 연구자들과 함께 치매를 일으키는 가장 흔한 퇴행성 뇌 질환인 알츠하이머병에 관한 연구를 진행하고 있다. 이들 연구자는 수면과 운동, 그리고 소량의 알코올이라는 이색 조합이 알츠하이머병의 주된 원인인 독성 단백질 축적을 제거하는 ‘자정 작용’을 활성화한다는 사실을 발견했다. 비록 이 연구는 쥐를 대상으로 했지만, 뇌의 자정 작용이 인간의 뇌에서 어떻게 일어나는지 살필 수 있으므로 획기적인 발견으로 여겨진다. 이날 해리슨 박사는 “충분한 잠과 운동을 통한 심장박동수 상승, 그리고 하루 와인 25㎖를 마시면 뇌의 자정 작용을 자극할 수 있다”고 말했다. 이들 연구자는 과거 뇌에서 노폐물 배출에 중요한 역할을 하는 뇌척수액이 수면 시 내부로 더 깊이 침투해 뇌의 자정 작용을 더욱 효과적으로 만드는 것을 발견했다. 그리고 이제는 인간의 뇌에서 노폐물을 제거하는 ‘글림프’(뇌 신경교 림프) 시스템의 중단을 막는 방법을 찾는 데 초점을 맞추고 있다. 해리슨 박사는 “2년 전 우리는 쥐들이 자고 있을 때와 깨어 있을 때의 뇌를 연구한 논문을 발표했다”면서 “우리는 쥐의 뇌척수액에 염료를 주입해 어디로 흘러가는지 관찰했다”고 말했다. 이와 함께 “깨어 있던 쥐들의 경우 뇌척수액은 뇌 조직 깊숙이 들어가지 못했지만 자고 있던 쥐들의 경우 뇌척수액은 뇌 속으로 더 깊이 들어갔다”고 말했다. 뇌척수액은 뇌의 노폐물을 제거하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 잘 알려졌는데 뇌척수액이 내부로 깊숙이 도달할수록 자정 작용이 더 잘 이뤄진다고 한다. 해리슨 박사는 “잠이 든 쥐들의 글림프 시스템은 깨어있는 쥐들의 것보다 60% 더 활동적이었다. 이는 이 시스템이 수면 중 활성화한다는 훌륭한 증거”라면서 “이를 고려하면 우리는 모두 지금보다 더 자야 한다”고 말했다. 또 그는 “운동 역시 뇌척수액이 뇌에 더 잘 침투하는 데 도움을 준다는 증거도 있다”면서 “쥐들이 자발적으로 운동할 때 글림프 시스템의 기능이 매우 증가했는데 이는 심장박동수가 뇌척수액을 뇌 내부로 침투시키는 데 도움이 된 것으로 추정된다”고 설명했다. 이밖에도 연구진은 쥐들에게 30일 동안 낮은 수준부터 높은 수준까지 다양한 범위의 알코올을 투여했다. 해리슨 박사는 “낮은 수준의 알코올을 섭취한 쥐들의 자정 작용은 30~40% 증가했는데 이를 인간으로 환산하면 하루 알코올 3분의 1단위”라면서 “반면 중간이나 높은 수준의 알코올은 오히려 역효과를 일으켰다”고 말했다. 또 “이는 와인으로 따지면 하루에 한 모금이 조금 못 되는 25㎖만 마셔야 하는 것”이라면서 “그러므로 더 자고 운동하라”고 말했다. 사진=goodluz / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 일반 시민이 의식을 잃고 쓰러진 사람을 심폐소생술(CPR)로 살려냈다는 소식을 자주 접하게 됩니다. 실제로 지난해 12월 질병관리본부에서 발표한 ‘2006~2016년 급성 심장정지 조사 결과’를 보면 일반인의 심폐소생술 시행률은 2008년 1.9%에서 2016년 16.8%로 9배 가까이 상승했습니다. 그렇지만 이 같은 비율은 일본이나 미국 등 선진국의 절반 수준에 불과합니다.보통 심정지가 발생하고 5분이 지나면 뇌신경이 손상되기 시작되는 것으로 알려져 있습니다. 이 때문에 뇌신경이 손상되기 직전 5분이 흔히 말하는 ‘골든타임’이지요. 심폐소생술을 배운 사람들도 어느 정도의 속도와 압박을 가해야 하는지 헷갈리는 경우가 많습니다. 그래서 심폐소생술을 실시할 때 속도를 맞춰 주는 스마트폰 애플리케이션(앱)도 있다고 합니다. 하지만 긴급한 상황에서 스마트폰 앱을 실행시킬 정신이 있을지 모르겠습니다. 지난 2~4일 덴마크 코펜하겐에서 열린 유럽 마취학회 연례회의에서는 심폐소생술과 관련한 재미있는 연구 결과가 발표됐습니다. 스페인 바르셀로나대 의대 마취학과, 바이오통계학과 공동연구팀이 ‘마카레나’ 후렴구를 따라 부르며 심폐소생술을 실시하는 것이 효과적이라는 연구 결과를 내놓은 것입니다. 마카레나는 1990년대 중반 전 세계를 강타했던 스페인의 댄스 음악입니다. 연구팀은 의대생 164명을 세 그룹으로 나눠 마네킹에게 CPR을 2분 동안 실시하는 실험을 했습니다. 1그룹은 외부에서 아무런 박자나 속도가 주어지지 않았고 2그룹은 스마트폰 CPR 속도 앱을 사용하도록 하고 3그룹은 ‘마카레나’ 후렴구 부분을 마음속으로 따라 부르며 심폐소생술을 시행했습니다. 연구팀이 여러 댄스곡 중 마카레나를 선정한 것은 전 세계적으로 가장 잘 알려진 노래이면서 후렴구 부분의 박자가 CPR 최적 속도인 분당 100~120회와 비슷한 103bpm이기 때문이었습니다. bpm은 ‘분당 비트’(beats per minute)의 약자로 음악 속도를 표시한 것입니다. 이번 연구는 정확한 속도와 압력으로 CPR을 실시할 수 있는 방법을 찾기 위한 것입니다. 어떤 결과가 나왔을까요. 스마트폰 앱을 사용하는 것이 가장 효과적이지만 마카레나 후렴구를 따라 부르며 CPR을 실시하는 것도 골든타임 내에 생명을 구하는 데는 문제가 없다고 연구팀은 밝혔습니다. CPR은 속도만큼이나 5~6㎝ 정도 깊이의 압박이 필요한데 아쉽게도 이번 실험에 참여한 세 그룹 모두 최적의 압력을 가하는 데는 실패했다고 합니다. 적절한 압박은 여러 번의 연습을 통해 뇌에 각인을 시켜야 하기 때문이라는 것입니다. 바르셀로나대 의대 엔리케 카레로 카데날 교수는 “마카레나같이 쉽게 따라 흥얼거릴 수 있는 음악과 함께 CPR을 교육한다면 실제 현장에서 활용될 때 훨씬 효과적일 것”이라고 말했습니다. 20세기 들어 과학이 세분화, 전문화되면서 대중들은 ‘과학은 어렵고 우리와는 상관없는 이야기’라고 인식하게 됐습니다. 그러나 최근 들어 과학계와 각국 정부는 과학기술이 대중의 삶과 밀접하다는 것을 보여 주기 위한 노력들을 하고 있습니다. 우리 정부도 ‘국민의 삶을 개선하는 과학기술’에 대해 강조하고 있지만 여전히 거대담론과 전문가주의에 빠져 있는 듯싶습니다. 과학기술이 국민들의 삶과 밀접하다는 것을 보이기 위해서는 이번 연구처럼 가벼워 보이지만 실제 현장에서 써먹을 수 있는 연구들이 필요한 것 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

삼성전자와 LG전자가 차세대 성장 동력인 인공지능(AI) 분야 인력 및 조직 투자에 발벗고 나섰다. 미래 먹거리로 꼽히는 이 분야의 주도권을 선점하기 위해 글로벌 핵심 인재 확보에 가속도를 내는 분위기다.삼성전자는 4일 “세계적인 AI 권위자인 미국 프린스턴대 세바스찬 승 교수와 펜실베이니아대 대니얼 리 교수를 영입했다”고 밝혔다. 지난 1일자로 영입된 두 사람은 모두 부사장급이다. 세트 부문 선행연구 조직인 삼성리서치(SR)에서 각각 AI 전략 수립과 선행 연구 자문, 차세대 기계학습 알고리즘·로보틱스 연구를 할 예정이다. 승 교수는 뇌 신경공학 기반 AI 분야 석학이다. 미국 하버드대 이론물리학 박사 학위 취득 후 매사추세츠공대(MIT) 물리학과 교수 등을 지냈다. AI 로보틱스 전문가인 리 교수는 MIT 물리학 박사 출신으로, 2001년부터 펜실베이니아대 전기공학과 교수로 강단에 섰다. 두 교수는 1999년 인간 뇌신경 작용에 따른 지적 활동을 본뜬 컴퓨터 프로그램을 세계 최초로 공동 개발했다. 연구 역량 강화를 위해 삼성전자는 지난해 삼성리서치를 신설한 데 이어 최근 우리나라와 미국, 영국, 캐나다, 러시아 5개국에 글로벌 AI 연구센터를 잇달아 설립했다. 올해 초에는 머신러닝 전문가 래리 헥 박사를 영입, 삼성리서치아메리카(SRA)의 AI 연구개발(R&D) 전무로 임명하기도 했다. 삼성 관계자는 “이재용 삼성전자 부회장의 ‘AI 퍼스트’ 전략이 본궤도에 오른 격”이라고 전했다.‘LG가(家) 4세’인 구광모 LG전자 상무가 이끌게 된 LG 그룹 역시 잰 발걸음에 나섰다. AI는 물론 로봇 분야까지 사업 영역을 확장하는 모양새다. 생활가전을 담당하는 LG전자 홈앤어플라이언스(H&A) 사업본부는 최근 자율주행 물류로봇, 로봇 하드웨어, 소프트웨어 분야 R&D 인력을 충원 중이다. 지난달 말 국내 산업로봇 제조 업체인 로보스타의 지분 20% 인수 등 대대적인 투자와 궤를 같이한다. LG는 앞서 지난달 미국 캘리포니아주 실리콘밸리에 벤처 투자 기업인 ‘LG 테크놀로지 벤처스’를 설립했다. 그룹 차원의 해외 벤처 투자사 설립은 처음이다. LG전자, LG화학, LG디스플레이, LG유플러스 등 4개 계열사는 총 4억 달러를 투자해 투자펀드를 조성한다고 지난 3월 공시했는데, 이 회사는 펀드 관리 업무를 맡게 된다. 지난달부터 현지에서 경력자 위주로 투자 전문가를 모집 중이다. 그룹 관계자는 “4차 산업혁명 흐름에 대응해 선제적으로 미래를 준비하기 위한 목적”이라고 전했다. 계열사 관계자는 “그룹을 승계하는 구 상무의 미래사업 발굴에 이 투자사가 중요 역할을 하게 될 것으로 본다”고 내다봤다. 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr