라돈이 연일 뉴스에 오르내리고 있다. 폐암을 일으키는 방사성물질이 우리 주위에 흔하다는 것에 대해서도 많이들 놀라고 있다. 사실 라돈은 자연에 존재하는 기체로 헬륨처럼 다른 원소들과 반응하지 않고 공기보다 무거워 아래로 가라앉는 성질이 있다. 반감기가 3.8일밖에 되지 않는 라돈222는 다 사라졌어야 할 것 같은데 왜 이렇게 자연에 꾸준히 존재하는 것일까.라돈222는 반감기가 44억년이 넘는 우라늄238이 수차례 방사능 붕괴를 해 만들어진다. 우라늄238은 주석만큼 지구 표면에 많이 존재하는 흔하디흔한 물질로 가격도 유연탄의 4분의1 정도로 저렴하다. 따라서 자연 상태의 라돈222가 우리 주변에 흔하다는 것은 놀랍지 않은 일이다.인류가 등장하기 훨씬 전부터 있었던 방사능은 100여년 전 인간에게 처음 알려진 뒤 희망과 절망을 동시에 안겨 주는 존재가 됐다. 1920년대에는 방사성물질인 라듐을 첨가한 에너지드링크가 현재 시세로 한 병에 2만원이라는 비싼 가격에도 날개 돋친 듯 팔렸다. 건강을 위해 매일 몇 병씩 마시던 에벤 바이어스란 사람은 방사성물질이 뼈에 침착돼 턱을 잃고 두개골에 구멍이 나고 결국 뇌종양으로 비참한 최후를 맞았다. 1930년대 프랑스에선 얼굴을 밝게 빛나게 해 준다며 토륨과 라듐이 포함된 화장품이 출시됐다. 물론 방사능이 내뿜는 빛 때문에 어두운 밤에도 얼굴은 환하게 빛났을 것이다. 독일에서는 방사능 초콜릿이 나오기도 했다. 1940년대 독일에서는 라디움 치약이 판매된 적도 있다. 필자의 어린 시절 대중목욕탕에는 라돈탕, 오존탕이란 게 있었던 기억이 난다. 요즘은 건강에 도움을 준다며 음이온, 은나노물질 등을 앞세운 상품이 많이 나오고 있다. 엘리베이터에는 음이온 공기정화기들이 설치돼 있다. 수십만원씩 하는 게르마늄 제품을 사용하는 사람들도 있다. 음이온이 냄새 제거와 살균에 도움을 주는 것은 사실이지만 자연에서와는 달리 공기청정기에서는 고압의 전기로 만들어진다. 이 과정에서 공기 중 산소로부터 오존이 만들어진다. 오존은 인체에 유해하기 때문에 음이온 공기청정기는 득보다 실이 더 많은 제품이다. 방사성물질이 포함된 제품으로 음이온을 만든다 생각하면 피해가 더 클 수밖에 없다. 더군다나 나노물질은 뇌에 침투해 해를 끼칠 수 있다는 나노 유해성도 속속 밝혀지고 있다. 대표적 나노물질 ‘C60 플러린’을 발견해 1996년 노벨 화학상을 받은 리처드 스몰리 박사가 62세 나이에 뇌종양으로 사망한 것도 우연은 아닐 것이다. 방사능에 무방비로 노출되어 연구하던 마리 퀴리가 암으로 사망한 것도 그렇다. 무지 때문에 돈을 낭비하는 것을 넘어 건강까지 해치게 된다면 그 손해는 너무 크다. 라돈이 무섭다고 걱정하지만 그보다 심각한 방사성물질이 포함된 제품이 우리 주변에 있다. 바로 담배다. 담배에는 수천 가지 유해 발암 물질 외에도 폴로늄210이 포함돼 있다. 반감기가 138일인 이 물질은 인산염 비료에 미량 들어 있다가 재배 과정에서 잎에 붙어 떨어지지 않는다. 폴로늄210은 담배연기와 함께 폐에 들어가 다른 유해성분인 타르와 섞여 폐포에 붙어 있다가 알파 입자를 내면서 유전자를 파괴한다. 알파 입자는 종이 한 장이나 피부로 막아 낼 수 있으나 폐에 들어가면 보호해 줄 피부가 없어 막대한 피해를 발생시킨다. 라돈222는 자연에 존재하는 것이니 잦은 환기 등을 통해 그 피해를 줄일 수 있다. 하지만 일부러 폐에 방사성물질을 흡입하게 만드는 담배는 당장 없애야 하는 나쁜 상품이다. 특히 간접흡연은 어마어마한 방사능을 나에게 뿜어대는 것이기 때문에 흡연자에게 곱지 않은 시선을 던질 수밖에 없다. 눈앞에 보이는 세수와 흡연자들의 표를 의식해 담뱃값을 올리지 못하는 정부는 이제라도 국민 건강을 생각하는 행동을 해야 한다. 담배연기에는 라돈보다 더 심각한 방사성물질이 들어 있기 때문이다.

끔찍한 공상과학(SF) 영화에나 나오는 이야기라고 생각할지도 모르겠다. 미국의 과학자들이 인간과 닭을 섞은 ‘반인반계’ 배아를 만들어낸 것으로 밝혀져 논란이 일어나고 있다. 미국 뉴욕 록펠러대 연구진은 인간의 세포가 어떻게 태아로 변하는지 그 과정에 대해 더 많은 정보를 알아내기 위해 인공 배양한 인간의 줄기세포를 닭의 배아에 이식하는 연구를 진행했다. 연구진은 이번 연구 결과가 앞으로 인간의 발달장애를 치료하는 수많은 치료법을 개발하는 것으로 이어질 수 있다고 믿고 있지만, 연구 과정 때문에 온라인상에서는 논쟁이 벌어지고 있다. 한 트위터 사용자(아이디 EricHedean)는 “토할 것 같다”고 말했다. 이어 또 다른 사용자(아이디 BernieForTheGreaterGood)는 “실화냐. 좀 끔찍하다. 분자 수준의 연구를 하는 슈퍼컴퓨터가 있다고 해도 이유가 되지 않는다”고 덧붙였다. 애슐리라는 한 여성은 “극도로 무섭고 충격적이다!”고 말했다. 이미 과학자들은 배아의 줄기세포가 뼈와 뇌부터 폐와 간에 이르기까지 신체의 전문적인 세포 형태로 분화할 수 있다는 사실을 알고 있다. 또한 이들은 이미 양서류와 어류의 배아에서 발견된 특정 세포 집단이 초기 발달 구조를 형성하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 알고 있다. ‘형성체’로 불리는 이 세포 집단은 세포가 특정 방법으로 성장하고 발전하도록 유도하는 분자 신호를 보낸다. 하나의 형성체가 한 배아에서 다른 배아로 이식될 때 형성체는 새로운 숙주에 척수와 뇌를 포함해 2차적으로 척주와 중추신경계를 생성하는 세포 분화를 하도록 자극한다. 하지만 인간 배아 실험을 제한하는 윤리적 지침 때문에 연구진은 지금까지 다른 종에서 발견됐던 형성체가 우리 인간에게도 존재하는지 알지 못했다. 예를 들어 미국 매사추세츠주(州)에서는 14일 미만의 배아를 실험에 사용할 수 있다. 이 시기는 형성체 세포가 형성되기 사작할 때다. 이를 확인하기 위해 알리 브리반루 교수가 이끄는 연구진은 줄기세포에서 인공적으로 인간의 배아를 배양해 닭의 배아에 이식했다. 그러자 인간에도 형성체가 존재함을 명확하게 알려주는 2차적인 척주와 신경계를 위한 기반을 만들기 시작했다. 이에 대해 브리반루 박사는 “일단 인간의 형성체를 닭의 배아에 이식하면 조류 세포에 뇌와 신경계를 형성하도록 지시하는 의사 전달은 양서류와 어류에서 확인된 것과 정확히 같은 것으로 나타났다”면서 “놀랍게도 이식된 배아는 살아남았을 뿐만 아니라 실제로 이렇게 아름답게 조직된 구조물을 만들어냈다”고 말했다. 이에 대해 여성 인권운동가 카산드라 페어뱅크스는 트위터에 “이건 옳지 않다. 과학자들은 진정해야 한다”면서 “그들은 인간과 닭의 잡종 배아를 만들고 있다”고 비난했다. 이어 또 다른 사용자(아이디 AntiFaFails)는 “난 인간과 닭의 잡종을 만드는 연구에 완전히 반대한다”면서 “이 때문에 내가 좌파들에게 뭐라고 불리든 상관없다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(23일자)에 실렸다. 사진=네이처 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

라돈이 연일 뉴스에 오르내리고 있다. 폐암을 일으키는 방사능 물질이 우리 주위에 흔하다는 것에 대해서도 많이들 놀라고 있다. 사실 라돈은 자연에 존재하는 기체로 헬륨처럼 다른 원소들과 반응하지 않고 공기보다 무거워 아래로 가라앉는 성질이 있다. 반감기가 3.8일밖에 되지 않는 라돈-222는 다 사라졌어야 할 것 같은데 왜 이렇게 자연에 꾸준히 존재하는 것일까? 라돈-222는 반감기가 44억년이 넘는 우라늄-238이 수 차례 방사능 붕괴를 해 만들어진다. 우라늄-238은 주석만큼 지구 표면에 많이 존재하는 흔하디 흔한 물질로 가격도 유연탄의 4분의 1정도로 저렴하다. 따라서 자연상태의 라돈-222가 우리 주변에 흔하다는 것은 놀랍지 않은 일이다. 인류가 등장하기 훨씬 전부터 있었던 방사능은 100여년 전 인간에게 처음 알려진 뒤 희망과 절망을 동시에 안겨주는 존재가 됐다. 1920년대에는 방사능물질 라듐을 첨가한 에너지드링크가 현재 시세로 한 병에 2만원이라는 비싼 가격에도 날개 돋힌 듯 팔렸다. 건강을 위해 매일 몇 병씩 마시던 에벤 바이어스란 사람은 방사능 물질이 뼈에 침착돼 턱을 잃고 두개골에 구멍이 나고 결국 뇌종양으로 비참한 최후를 맞았다. 1930년대 프랑스에선 얼굴을 밝게 빛나게 해준다며 토륨과 라듐이 포함된 화장품이 출시됐다. 물론 방사능이 내뿜는 빛 때문에 어두운 밤에도 얼굴은 환하게 빛났을 것이다. 독일에서는 방사능 초콜렛이 나오기도 했다. 1940년대 독일에서는 라디움 치약이 판매된 적도 있다. 필자가 어릴 적 대중목욕탕에는 라돈탕, 오존탕이라는 것이 있었던 기억도 난다. 요즘은 건강에 도움을 준다며 음이온, 은나노물질 등을 앞세운 상품이 많이 나오고 있다. 엘리베이터에는 음이온 공기정화기들이 설치돼 있다. 수십만원씩 하는 게르마늄 제품을 사용하는 사람들도 있다. 음이온이 냄새 제거와 살균에 도움을 주는 것은 사실이지만 자연에서와는 달리 공기청정기에서는 고압의 전기로 만들어진다. 이 과정에서 공기 중 산소로부터 오존이 만들어진다. 오존은 인체에 유해하기 때문에 음이온 공기청정기는 득보다 실이 더 많은 제품이다. 방사능물질이 포함된 제품으로 음이온을 만든다 생각하면 피해가 더 클 수 밖에 없다. 더군다나 나노물질은 뇌에 침투해 해를 끼칠 수 있다는 나노 유해성도 속속 밝혀지고 있다. 대표적 나노물질 ‘C60 플러린’을 발견해 1996년 노벨화학상을 받은 리처드 스몰리 박사가 62세 나이에 뇌종양으로 사망한 것도 우연은 아닐 것이다. 방사능에 무방비로 노출되어 연구하던 마리 퀴리가 암으로 사망한 것도 그렇다. 무지 때문에 돈을 낭비하는 것을 넘어 건강까지 해치게 된다면 그 손해는 너무 크다. 라돈이 무섭다고 걱정한다면 그것보다 더 심각한 방사성물질이 포함된 제품이 우리 주변에 있다. 바로 담배다. 담배에는 수천 가지 유해 발암 물질 외에도 폴로늄-210이 포함돼 있다. 반감기가 138일인 이 물질은 인산염 비료에 미량 들어있다가 재배 과정에서 잎에 붙어 떨어지지 않는다. 폴로늄-210은 담배연기와 함께 폐에 들어가 다른 유해성분인 타르와 섞여 폐포에 붙어있다가 알파입자를 내면서 유전자를 파괴한다. 알파입자는 종이 한 장이나 피부로 막아낼 수 있으나 폐에 들어가면 보호해줄 피부가 없어 막대한 피해를 발생시킨다. 라돈-222는 자연에 존재하는 것이니 잦은 환기 등을 통해 그 피해를 줄이는 방법 밖에 없지만 일부러 폐에 방사능물질을 흡입하게 만드는 담배는 당장 없애야 하는 나쁜 상품이다. 특히 간접흡연은 어마어마한 방사능을 나에게 뿜어대는 것이기 때문에 흡연자에게 곱지 않은 시선을 던질 수 밖에 없다. 눈 앞에 보이는 세수와 흡연자들의 표를 의식해 담뱃값을 올리지 못하는 정부는 이제라도 국민 건강을 생각하는 행동을 해야 한다. 담배연기에는 라돈보다 더 심각한 방사능 물질이 들어있기 때문이다.

잠은 인간이 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적이며 고갈된 신경전달물질을 다시 보충해 활발한 뇌 활동을 지원한다.그런데 일상의 스트레스와 불안감, 빛 공해까지 더해져 현대인들의 수면 부족은 심각한 상태다. 주중 수면 부족을 주말 늦잠으로 보충하면 건강 회복에 도움이 된다는 연구 결과가 나와 주목된다. 스웨덴 카롤린스카 의학연구소와 스톡홀름대 스트레스연구소, 이탈리아 밀라노 비코카대 통계학과, 미국 텍사스A&M대 공중보건대 공동연구팀은 주중 수면시간이 충분하지 못할 경우 생기는 ‘잠빚’을 주말에 몰아서 자는 것으로 해결할 수 있다는 연구 결과를 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘수면연구’ 23일자에 실렸다. 미국 수면의학의 권장 수면시간은 13세 미만은 9~11시간, 17세 미만은 8~9시간, 65세 미만은 7~9시간이다. 이런 적정 수면시간을 채우지 못하면 빚처럼 쌓여 잠의 양을 증가시키는데 이를 ‘잠빚’이라고 부른다. 연구팀은 1997년 스웨덴 전역에서 실시된 대규모 보건의료 조사 과정 중 성인 4만 3380명을 무작위 추출해 이후 13년간 사망률을 추적해 수면시간과 비교 분석했다. 지금까지의 수면시간과 사망률 관련성 연구는 주중 수면시간에만 집중했지만 이번 연구는 주말 수면시간까지 분석했다는 특징이 있다. 그 결과 65세 이하 성인들의 경우 주중 5시간 이하로 잠을 자는 사람들은 일주일에 하루 평균 7시간 잠을 자는 사람들에 비해 조기 사망률이 52%나 높은 것으로 나타났다. 주중에 5시간 이하로 자더라도 주말에 8~9시간 수면으로 잠빚을 보충한 사람들은 하루 평균 7시간 수면자와 사망률에서 차이를 보이지 않았다. 또 65세 이상의 성인에게서는 수면시간과 사망률의 상관관계가 나타나지 않았다. 토르뵈른 외키스테트 카롤린스카 의학연구소 교수는 “사람마다 수면 요구량은 다르지만 주중에 부족한 잠을 어떻게든 보충하지 않는다면 건강을 잃을 수 있다는 것을 보여 준 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

하루가 다르게 과학기술이 발전하는 현대에도 여전히 수수께끼의 영역으로 남아 있는 부분이 바로 ‘뇌’이다. 그 때문에 많은 과학자들은 뇌의 기능과 작동원리 등을 이해하기 위해 연구하고 있다. 뇌의 기능과 원리뿐만 아니라 사람의 뇌가 다른 동물보다 비정상적으로 크게 발달한 이유에 대해서도 과학계는 명확한 결론을 내리지 못하고 있다.그런데 영국 세인트앤드루스대 생명과학대학 연구진이 새로운 수학적 분석법을 통해 사람의 뇌가 커진 것은 지금까지 알려진 것처럼 사회적 압박이 아니라 생태학적 요인 때문이라는 연구 결과를 세계적인 과학 학술지 ‘네이처’ 23일자에 발표했다. 그동안 과학자들은 인간의 뇌가 비정상적으로 크게 진화한 이유를 놓고 오랫동안 논쟁을 벌여 왔다. 이 중 타인과 원활한 관계를 맺고 복잡한 사회생활을 위한 것이라는 ‘사회적 뇌 가설’과 진화 과정에서 뇌의 크기와 소화기관의 크기를 서로 바꾸었다는 ‘비싼 조직 가설’이 주목받았다. 특히 비싼 조직 가설은 다른 동물의 경우 단위 무게당 에너지를 많이 소비하는 조직은 위인데, 사람은 위가 아닌 뇌라는 점에서 비롯됐다. 이런 가설들은 상관관계 데이터에 의존하기 때문에 원인과 결과를 명확히 구분해 낼 수 없다는 문제가 있었다. 연구팀은 식량을 찾거나 주변 환경에 적응하기 위한 생태학적 요인과 상대방과 협력하거나 경쟁하고 사회조직을 만들어 운영하는 사회적 요인 중 어느 것이 뇌 크기에 영향을 미쳤는지 추정할 수 있는 수학적 시뮬레이션을 만들어 비교했다. 그 결과 인간 뇌 진화를 가장 잘 설명하는 것은 생태학적 요인이 60%, 사회적 요인 중 이타적 행위가 30%, 타인과의 경쟁적 행위와 그 밖의 요인이 10%일 때의 모델인 것으로 나타났다. 또 지금까지 나왔던 여러 가설들로는 현재 인간의 뇌 진화를 충분히 설명하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 앤디 가드너 박사는 “이번 연구는 인간의 뇌가 커진 것이 사회적 문제를 해결하기 위한 것이 아니라 생존과 직결된 환경문제를 해결하는 과정에서 진화했다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

하루가 다르게 과학기술이 발전하는 현대에도 여전히 수수께끼 영역으로 남아있는 부분이 바로 ‘뇌’이다.그 때문에 많은 과학자들은 뇌의 기능과 작동원리 등을 이해하기 위해 연구하고 있다. 뇌의 기능과 원리 뿐만 아니라 사람의 뇌가 다른 동물들의 뇌보다 비정상적으로 크게 발달한 이유에 대해서도 과학계는 명확한 결론을 내리지 못하고 있다. 그런데 영국 세인트앤드류스대 생명과학대학 연구진은 새로운 수학적 분석법을 통해 사람의 뇌가 커진 것은 지금까지 알려진 것처럼 사회적 압박 때문이 아니라 생태학적 요인 때문이라는 연구결과를 세계적인 과학 학술지 ‘네이처’ 23일자에 발표했다. 그동안 과학자들은 인간의 뇌가 비정상적으로 크게 진화한 이유를 놓고 오랫동안 논쟁을 벌여왔다. 인간의 뇌가 커진 것은 타인과 원활한 관계를 맺고 복잡한 사회생활을 위한 것이라는 ‘사회적 뇌 가설’과 진화 과정에서 뇌의 크기와 소화기관의 크기를 서로 바꾸었다는 ‘비싼 조직 가설’이 주목받았다. 특히 비싼 조직 가설은 다른 동물들의 경우 단위 무게당 에너지를 많이 소비하는 조직은 위인데, 사람은 위가 아닌 뇌라는 이유 때문이다. 이런 가설들은 상관관계 데이터에 의존하기 때문에 원인과 결과를 명확히 구분해 낼 수 없다는 문제가 있었다. 연구팀은 식량을 찾거나 주변 환경에 적응하기 위한 생태학적 요인과 상대방과 협력하거나 경쟁하고 사회조직을 만들어 운영하는 사회적 요인 중 어느 것이 뇌 크기에 영향을 미쳤는지를 추정할 수 있는 수학적 시뮬레이션을 만들어 비교했다. 그 결과 인간 뇌 진화를 가장 잘 설명하는 것은 생태학적 요인이 60%, 사회적 요인 중 이타적 행위가 30%, 타인과 경쟁적 행위와 그 밖의 요인 10% 일 때 모델인 것으로 나타났다. 또 지금까지 나왔던 여러 가지 뇌 발달 가설들로는 현재 인간의 뇌 크기로의 진화를 충분히 설명하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 앤디 가드너 박사는 “이번 연구는 인간의 뇌가 커진 것이 사회적 문제를 해결하기 위한 것이 아니라 생존과 직결된 환경문제를 해결하는 과정에서 진화했다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2주 동안 혼자 지낸 생쥐 새로운 생쥐 오자 공격 성향 특정 유전자·단백질량 급증 # 미셸 공드리, 레오 카락스, 봉준호 감독이 2008년에 만든 ‘도쿄!’라는 연작영화가 있습니다. 그중 봉 감독이 만든 ‘흔들리는 도쿄’ 편에는 은둔형 외톨이 ‘히키코모리’가 등장합니다. 영화에서 히키코모리들은 마지막에 자신만의 세상을 깨고 바깥으로 나옵니다. 그렇지만 현실에서 그들이 자신의 성을 뚫고 나오는 경우는 많지 않다고 합니다. 실제 일본에서는 평균 12년 정도 히키코모리로 사는 경우가 많다는 통계도 있습니다. # 2002년 영화 ‘인섬니아’는 알 파치노가 극단적인 스트레스로 인해 불면증에 빠진 형사로 등장합니다. 불면증이 심해지면 기억력 저하, 면역력 상실은 물론 우울증까지 유발시킨다고 합니다. 이런 불면증은 영화 주인공처럼 외부적 요인으로 인해 생체리듬이 깨지면서 나타나는 증상 중 하나입니다.최근 과학자들이 히키코모리나 왕따 같은 사회적 고립이나 불면증 같은 생체리듬 교란이 뇌를 바꾼다는 충격적인 연구 결과를 발표했습니다. 미국 캘리포니아공과대학(칼텍) 생물학 및 생명공학부, 하워드휴즈 의학연구소 공동연구팀이 사회적 고립이 뇌에 감정과 행동에 관여하는 유전자와 단백질을 과다하게 만들어 내 공격성을 증가시키고 감정적 반응속도까지 늦춰 공감능력을 떨어뜨린다는 연구 결과를 생물학 분야 세계적 학술지 ‘셀’ 17일자에 발표했습니다. 연구팀은 생쥐들을 둘로 나눠 한쪽은 여러 마리가 우리 안에서 함께 생활하도록 하고 다른 한쪽은 한 마리만 우리에 넣고 다른 생쥐들과 접촉하지 못하도록 고립시킨 뒤 2주를 지내도록 했습니다. 2주가 지난 뒤 각각의 우리에 새로운 생쥐를 넣어 어떤 행동을 보이는지 관찰했습니다. 그 결과 여러 마리가 함께 지낸 생쥐들은 외부에서 다른 생쥐가 오더라도 잘 어울렸지만 고립돼 생활한 생쥐는 새로운 생쥐를 공격하는 모습을 보였다고 합니다. 연구팀은 이 생쥐들의 뇌를 조사한 결과 홀로 생활한 생쥐는 다른 생쥐와는 달리 편도체와 시상하부에서 만들어지는 Tac2 유전자와 NkB라는 단백질 양이 급증했다고 합니다. 이들 유전자와 단백질을 억제하는 약물을 주입하면 고립됐던 생쥐도 공격성이 줄고 일반 생쥐들과 비슷해지는 것이 관찰됐다고 합니다. 또 영국 글래스고대, 아일랜드 왕립외과대, 스웨덴 카롤린스카의학연구소 공동연구팀은 생체시계 혼란이 인지기능을 떨어뜨리고 정신질환을 유발시키는 등 뇌를 변화시켜 삶의 질을 떨어뜨린다는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘랜싯 정신의학’ 15일자에 발표했습니다. 연구팀은 영국인 약 50만명의 생체정보를 담고 있는 바이오뱅크 정보 중 2013~2015년 9만 1105명의 남녀(37~73세)를 대상으로 생체리듬을 측정한 자료와 정신건강 상태를 스스로 평가하도록 하는 설문조사를 바탕으로 분석했습니다. 그 결과 생체시계가 파괴된 사람은 이전보다 기분 변화가 심하고 신경질적으로 변하고 우울증과 조울증 발생률도 높아졌다는 것을 연구팀은 알게 됐습니다. 정신적으로 문제가 있으니 당연히 행복감도 떨어졌겠지요. 이런 연구결과들을 볼 때마다 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’는 문구를 떠올릴 것입니다. 사회적 고립이나 생체시계 교란과 정신적 문제의 선후 관계가 명확하지 않으니까 말입니다. 많은 사람들이 과학을 통해 여러 문제들이 해결되기를 기대합니다. 그렇지만 과학은 명확하게 인과관계를 설명해 주기보다는 두 요인 간 상관관계를 밝혀내는 경우가 더 많습니다. 명확한 인과관계를 알아내기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지요. 생체시계를 혼란에 빠뜨리는 원인은 인공조명이나 과다한 야근, 불필요한 스트레스 등이며 고립 원인 역시 여러 사회적 요인이 있습니다. 이런 문제들은 사회적, 제도적 해결이 과학적 방법보다 더 근본적인 것 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

우리는 누구나 행복을 추구하며 산다. 하지만 ‘행복이 무엇이냐’는 질문에는 선뜻 답하기 어렵다. 한마디로 정의하는 것은 불가능해 보이기까지 한다. 행복 또한 뇌가 느낀다는 점에서 뇌과학은 어떤 공통의 특징을 밝혀내고 있지 않을까. 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스 이래로 행복은 두 가지 측면으로 나눠 생각해 볼 수 있다. 첫째는 ‘헤도니아’, 즉 개인적 쾌락이라는 측면이다. 또 한편으로는 ‘유다이모니아’, 의미 있는 삶이라는 측면이 있다. 쾌락은 주로 신경전달물질인 도파민의 뇌회로와 깊은 연관성이 있다. 이런 작용을 일으키는 회로를 ‘보상회로’라고 부르며 보상이 일어나는 행동을 반복하도록 유도한다. 1950년대 신경과학자인 제임스 올즈 박사와 피터 밀너 박사는 중뇌 부위에 전극을 심은 쥐들이 전기 자극 스위치를 반복적으로 눌러 스스로를 자극한다는 사실을 우연히 발견했다. 이 쥐들은 한 시간에 5000번까지도 스위치를 눌렀고 먹지도 않고 자극에 탐닉했다. 스위치 앞에 전기 충격이 오는 구간을 둬도 이를 무릅쓰고 스위치를 눌렀다. 보상회로에 대한 의존성이 커지면 중독에 빠져들게 되니 이런 헤도니아의 행복감은 양날의 칼이라 할 수 있다. 리처드 데이비슨 미국 위스콘신대 교수는 유다이모니아적 행복과 관련한 연구를 활발히 진행하고 있다. 그는 행복과 관련된 4가지 중요한 뇌과학적 구성 요소를 통해 행복감, 웰빙은 하나의 기술이라고 주장한다. 첫째 요소는 회복 탄력성이다. 어떤 사람은 스트레스에서 빨리 회복하고 어떤 사람은 느리게 회복한다. 신체 운동, 인지 요법, 명상 등에 의해 회복 탄력성과 관련한 뇌 부위에 변화가 나타나고 긍정적인 행동 결과로 이어진다. 둘째는 타인에 대해 긍정적 관점을 갖는 것이다. 데이비슨 교수팀은 1개 집단에서는 상대방에 공감하는 훈련을, 다른 집단에서는 자신의 감정을 돌보는 인지적 재평가 훈련을 실시했다. 자기공명영상촬영(MRI) 검사 결과 공감 훈련군에서는 사회적 인지, 감정조절과 관련된 뇌 부위가 활성화됐다. 타인에 대한 긍정적 관점도 훈련할 수 있고 이런 훈련은 뇌의 활성을 변화시킬 수 있음을 의미한다. 셋째는 집중력이다. 2010년 미국 하버드대의 매슈 킬링스워스 박사와 댄 길버트 교수가 미국인 2250명을 분석한 결과 일상활동의 46.9%에서 집중하지 못하는 ‘마음 방황’ 상태였고 이런 상태일 때 행복감이 유의미하게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 집중력 훈련으로 행복감을 높일 수 있을 것이다. 네번째 요소는 관대함이다. 최근 관대하고 이타적인 행동을 많이 할수록 행복감을 높이는 뇌 회로 활성화가 자주 일어난다는 연구결과가 속속 나오고 있다. 박소영 독일 뤼베크대 교수팀은 매주 25스위스프랑(약 2만 7000원)을 참가자들에게 나눠 준 뒤 한 집단은 타인을 위해, 다른 집단은 자신을 위해 돈을 쓰도록 한 뒤 뇌영상 검사를 했다. 타인을 위해 돈을 쓴 참가자들은 행복감이 늘어나는 뇌 부위가 활성화됐다. 우리 뇌는 알게 모르게 지속적으로 ‘성형’되고 있다. 대부분은 우리가 모르는 사이에 이뤄진다. 하지만 우리 마음은 의도적인 연습이나 훈련을 통해서도 만들어 나갈 수 있다. 그 변화가 긍정적인 방향일지 부정적인 방향일지는 우리 선택에 달려 있다고 할 수 있다. 어쩌면 행복하게 살지, 불행하게 살지는 외부 요인에 있는 것이 아니라 우리 선택과 노력에 달려 있는지도 모른다고 뇌과학은 충고하고 있다.

여건이 된다면 도시보다 시골에 사는 것이 좋을 듯하다. 더 행복해지고 싶다면 말이다. 캐나다에서는 시골에 사는 사람들이 도시 거주자들보다 행복한 것으로 드러났다. 세계적인 행복 경제학자 존 헬리웰 캐나다 브리티시컬럼비아대학(UBC) 명예교수가 이끄는 연구진은 40만 명이 넘는 캐나다 국민을 대상으로 한 건강조사 2건의 통계자료를 자세히 분석해 위와 같은 결론을 도출했다고 미국 전미경제연구소 조사보고서(NBER Working Paper) 온라인판 14일자에 발표했다. 조사자료는 캐나다 전역에 거주하는 12세 이상 국민을 대상으로 하는 ‘캐나다 지역사회건강조사’(CCHS)와 15세 이상 국민을 대상으로 하는 ‘캐나다 종합사회조사’(GSS)에서 나온 것이다. 연구진은 사람들이 얼마나 행복해하는지를 측정하기 위해 조사자료를 행복 척도에 따라 1점부터 10까지 재분류했다. 그러자 대부분 사람들의 행복 점수는 7.04점부터 8.94점 사이에 있는 것으로 나타났다. 반면 5% 미만의 사람들은 행복 점수가 5점도 채 되지 않았다. 연구진은 평균 행복 점수 범위가 좁다는 점을 고려하면 0.01점의 소수점 차이도 통계적으로 유의하다고 말했다. 연구진은 사람들의 행복 점수를 거주 지역에 따라 분류했다. 그 결과, 시골에 사는 사람들은 도시에 사는 사람들보다 평균적으로 8배 더 행복한 것으로 나타났다. 도시에 사는 사람들은 평균 급여가 더 높고 교육 수준이 더 높으며 실업률이 더 낮지만, 이런 요인은 행복에 있어서 아무런 도움이 되지 않았다는 것이다. 이에 대해 연구진은 “도시에 사는 사람들이 덜 행복한 이유는 여러 가지가 있지만, 주로 가족이나 친구들과 정기적으로 교류하지 못하는 사회적 고립이 발생하기 때문”이라고 말했다. 실제로 사회적 고립은 뇌의 화학물질에 변화를 줘 두려움이나 공격성을 높일 수 있다는 것이 이번 주 발표된 연구에서 확인됐다. 그뿐만 아니라 도시 거주자들은 소득의 30% 이상을 주거 비용에 지출하는 경향이 있으며, 이는 스트레스 요인으로 작용한다고 연구진은 덧붙였다. 한편 자세한 연구 결과는 전 세계 사회과학분야 학술논문 데이터베이스인 ‘사회과학연구네트워크’(SSRN·Social Science Research Network)에서 유료로 내려받을 수 있다. 사진=koldunovaaa / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

브로콜리에 풍부하게 들어있는 성분인 설포라판(sulforaphane)에 알츠하이머 치매를 일으키는 성분을 제거하는 효과가 있다는 실험 결과가 나왔다.서울대 농업생명과학대 이기원 교수와 김지영 연구교수팀은 20일 설포라판을 유전자변형 치매 쥐에 투여하는 실험을 통해 아밀로이드-베타(Aβ)와 타우(τ) 단백질을 제거하고 기억력 손상을 예방한다는 사실을 규명했다고 밝혔다. 이 두 단백질은 알츠하이머 치매를 일으키는 성분으로 알려졌다. 설포라판은 브로콜리, 양배추, 방울다다기양배추, 콜리플라워 등 채소에 많이 들어있는 성분으로 자폐 환자의 행동과 정신분열 환자의 기억력을 개선하는 등 뇌 기능에 영향을 준다는 연구가 발표돼 주목받고 있다. 연구진은 실험에서 유전자변형으로 만든 치매 쥐에게 두 달 동안 주 6일 설포라판(10㎎/㎏)을 먹이고 기억을 담당하는 뇌 부위인 해마에서의 아밀로이드-베타 단량체와 중합체,타우 단백질의 양 변화를 측정했다. 그 결과 아밀로이드-베타 단량체는 60% 이상, 중합체는 30% 이상 감소했으며, 타우 단백질과 인산화된 타우단 단백질도 70∼80% 줄어든 것으로 확인됐다. 연구진은 또 설포라판의 작용 메커니즘도 밝혀냈다. 설포라판이 아밀로이드-베타와 타우 단백질 제거에 관여하는 ‘CHIP’ 단백질을 유도하기 때문이라는 것이다. 실제로 설포라판을 섭취한 유전자변형 치매 쥐의 해마에서는 CHIP 단백질이 증가했다.설포라판은 또 치매 쥐의 기억력 손상도 막아주는 것으로 나타났다. 설포라판을 먹은 쥐와 먹지 않은 쥐로 공포조절 실험을 한 결과 설포라판을 먹은 쥐는 공포 기억이 유지되는 반면 설포라판을 먹지 않은 쥐는 공포 기억이 손상된 것으로 확인됐다. 김지영 교수는 “설포라판이 들어 있는 십자화과 채료를 이용한 레시피를 개발하고 식사나 간식에 브로콜리 등 채소 등장하는 식문화가 많들어지면 좋겠다”고 말했다. 한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 국제학술지 ‘몰레큘러 뉴트리션 & 푸드 리서치(Molecular Nutrition & Food Research,5월 13일)에 게재됐다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

만성적인 외로움이 뇌 생성 화학물질에 변화를 줘 공격성과 두려움을 유발한다는 사실을 과학자들이 밝혀냈다. 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 연구진은 쥐를 대상으로 한 실험연구에서 장기간(2주) 격리된 쥐들은 뇌에서 두려움과 관련한 특정 단백질을 더 많이 생성하는 것을 발견했다. Tac2/NkB로 알려진 이 물질은 동물들이 위협에 훨씬 더 오래 반응하도록 한다. 그런데 겁을 먹거나 위협적인 자극을 받은 쥐들에게 이 물질의 분자를 표적으로 삼는 약물 ‘오사네탄트’를 주사하자 행동이 반대로 변한 것이다. 이는 사별로 스트레스를 받는 사람들이나 폭력적인 행동이 증가한 독방 수감자들을 위한 신약을 개발하는 희망을 안겨준다고 연구진은 말한다. 사실 오사네탄트는 조현병과 심각한 우울증의 잠재적 치료제로 개발됐다. 이 약물은 임상시험에서 사람에게 안전한 것으로 확인됐지만, 효과는 없었다. 공동저자인 데이비드 앤더슨 박사는 “이번 연구는 독방 감금뿐만 아니라 사별 스트레스 또는 다른 유형의 스트레스에서 사회적 고립의 영향과 관련한 다른 정신질환을 치료하기 위해 이 약물을 재사용할 가능성을 제기한다”고 말했다. 또 그는 “사회적 고립은 쥐들에게 극도의 스트레스를 주는 경험이 돼므로 쥐는 외로움을 분석하는 데 훌륭한 동물 모델이 된다”면서 “쥐는 불안할 때 일반적으로 다양한 부정적 자극에 훨씬 더 크게 반응하고 이런 행동은 오랫동안 이어진다”고 말했다. 연구진은 이번 결과가 만성 외로움이 뇌를 난해한 방법으로 변하게 하는 메커니즘(기전) 중 하나를 밝혀준다고 말했다. 이번 연구는 Tac2/NkB가 초파리의 공격성을 높여 사회적 고립을 초래하는 것을 처음 발견한 초기 연구 이후 진행됐다. 또 이 연구는 뇌 가소성(brain plasticity)으로 알려진 현상인 뇌가 환경 변화에 적응하는 능력을 강조한다. 기존 연구에서는 장기적인 외로움이 사람들의 뇌에 변화를 일으켜 다른 사람들과의 관계를 덜 맺게 할 수 있는 것으로 나타났다. 한편 이번 연구 결과는 세계적 학술지 셀(Cell) 최신호에 게재됐다. 사진=ryanking999 / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진과 기업이 포함된 국제연구팀이 눈과 뇌를 연결하는 시각 신경세포 분류법을 만들고 그중 6종을 새로 발견하는 등 뇌지도 완성에 한발 다가서는 연구결과를 냈다. 한국뇌과학연구원, 미국 프린스턴대, 와이어드 디퍼런틀리사, 미국 국립신경질환및뇌졸중연구소, 독일 막스플랑크 의학연구소, 유럽고등과학연구센터, KT 국제공동연구팀은 망막에서 눈과 뇌를 연결해 주는 시각 채널을 47종으로 분류하고 6종을 새로 발견하는 성과를 거뒀다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 17일자에 실렸다. 　이번 연구는 뇌과학 분야 권위자 서배스천 승 프린스턴대 교수가 주도했다. 이번 논문에는 독특하게 승 교수가 뇌지도 ‘커넥톰’을 완성하기 위해 KT와 함께 만든 온라인 게임 ‘아이와이어’도 저자로 이름을 올렸다. 　연구팀은 생쥐 망막을 전자현미경으로 찍어 분석해 찾아낸 396개의 신경절세포를 구조적 특징에 따라 47가지 유형으로 분류해 냈다. 이 중 6종은 이번에 처음 발견한 것이다. 김진섭 뇌과학연구원 박사는 “이번 연구는 뇌지도 작성을 위해 필요한 신경세포 유형 분류라는 첫 번째 단추를 끼웠다는 데 큰 의미가 있다”며 “녹내장 같은 시각질환의 근본원인을 찾아 치료할 수 있게 도와줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진과 기업이 포함된 국제연구팀이 눈과 뇌를 연결하는 시각 신경세포 분류법을 만들고 그중 6종을 새로 발견하는 등 뇌지도 완성에 한발 다가서는 연구결과를 냈다. 한국뇌과학연구원, 미국 프린스턴대, 와이어드 디퍼런틀리사, 미국 국립신경질환및뇌졸중연구소, 독일 막스플랑크 의학연구소, 유럽고등과학연구센터, KT 국제공동연구팀은 망막에서 눈과 뇌를 연결해 주는 시각 채널을 47종으로 분류하고 6종을 새로 발견하는 성과를 거뒀다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 17일자에 실렸다. 이번 연구는 뇌과학 분야 권위자 서배스천 승 프린스턴대 교수가 주도했다. 이번 논문에는 독특하게 승 교수가 뇌지도 ‘커넥톰’을 완성하기 위해 KT와 함께 만든 온라인 게임 ‘아이와이어’도 저자로 이름을 올렸다. 연구팀은 생쥐 망막을 전자현미경으로 찍어 분석해 찾아낸 396개의 신경절세포를 구조적 특징에 따라 47가지 유형으로 분류해 냈다. 이 중 6종은 이번에 처음 발견한 것이다. 김진섭 뇌과학연구원 박사는 “이번 연구는 뇌지도 작성을 위해 필요한 신경세포 유형 분류라는 첫 번째 단추를 끼웠다는 데 큰 의미가 있다”며 “녹내장 같은 시각질환의 근본원인을 찾아 치료할 수 있게 도와줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이 든 사람 중 다른 사람을 배려하지 않고 심술궂게 행동하는 이가 많다. 그런데 그 이유가 뇌에 변화가 일어나 나타난 것일 수 있다고 과학자들이 주장하고 나섰다. 영국 골드스미스런던대 연구진은 만 17~95세 남녀 60명을 대상으로 한 실험연구를 통해 나이가 든 사람일수록 다른 사람의 감정과 의도를 파악하지 못할 가능성이 크다는 사실을 알아냈다. 그렇다고 해서 노년기에 고립을 초래할 수 있는 이기적인 행동이 나이가 든다고 해서 피할 수 없는 것은 아니었다. 이 연구에서는 나이가 들어도 여전히 기억력이 좋은 사람들은 다른 사람을 더 잘 이해해 심술궂게 보일 가능성은 더 적은 것으로 나타났다. 연구에 참여한 레베카 샬튼 박사(심리학과 부교수)는 “심술궂은 노인이라는 고정관념은 노인들이 다른 사람들을 이해하지 못하고 적절하게 반응하지 못하는 데서 비롯될 수 있다”면서도 “그렇지만 일부 노인은 다른 기술을 이용해 공감 능력을 더 오래 유지하거나 보완한다”고 말했다. 이번 연구에서는 참가자들에게 두 연설자가 반복해서 등장하는 영상을 보여줬다. 그러고 나서 각 연설자의 언행에서 속임수나 설득 같은 의도를 파악해달라고 했다. 그 결과 나이가 든 사람일수록 의도를 파악하지 못해 점수가 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 이 실험에서 높은 점수를 받은 사람들은 문자와 숫자의 순서를 회상하는 기억력 검사에서도 높은 점수를 받을 가능성이 컸다. 이에 대해 연구진은 노인들이 근본적으로 감정 이입을 못 하는 것이 아니라고 결론지었다. 그러면서도 건망증이 있다면 이렇게 심술궂게 될 가능성이 크다고 덧붙였다. 또 이번 연구는 운동이나 퍼즐, 사회활동 유지와 같이 뇌의 쇠퇴를 늦출 수 있는 활동 역시 공감 상실을 늦출 수 있음을 시사했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘신경심리학 저널’(journal Neuropsychology) 최신호에 실렸다. 사진=sifotography / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미셸 공드리 감독의 영화 ‘이터널 선샤인’(2005)은 남자 주인공이 헤어진 연인의 기억만을 골라 지우기로 결심하면서 벌어지는 감정의 변화를 그린 영화다. 영화는 특정 기억을 골라 지우는 등 뇌에 저장된 기억을 자유자재로 변화시킬 수 있는 기술이 존재한다는 설정으로 시작된다. 지금까지 기억을 삭제하거나 삽입, 이식하는 것은 먼 미래 혹은 영화 속 소재로만 여겨져 왔지만, 최근 미국의 한 연구진이 동물을 대상으로 기억을 이식하는 실험에 성공했다고 밝히면서 학계의 관심이 쏠리고 있다. 캘리포니아대학 연구진은 군소갯민숭달팽이(Aplysia Californica)의 RNA를 같은 종류의 다른 달팽이에게 주입한 결과, 원래의 달팽이가 가지고 있던 기억이 다른 달팽이에게로 이식되는 것을 확인했다고 밝혔다. RNA는 핵산의 일종으로, 유전정보전달물질이다. 유전자 본체인 DNA가 가지고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 직접적으로 작용한다. RNA는 DNA에 담겨져 있는 정보를 이용해 DNA의 일부분을 복사한 가닥이라고 볼 수 있으며, 특히 특정 RNA를 보충하면 기억력 등을 회복하는데도 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 연구진은 RNA를 이식한 달팽이에게 특정 자극에 대해 방어 반응을 보이도록 훈련시켰고, 또 다른 달팽이에게는 이러한 훈련을 전혀 시키지 않았다. RNA를 이식하는 작업이 이뤄진 후, 이식받은 달팽이에게 특정 자극을 주자 마치 과거에 훈련을 받았던 것처럼 A와 같은 방어 반응을 보이는 것을 확인했다. 이러한 결과는 RNA에 기억이 저장되며, 기억이 저장된 RNA를 다른 개체에 주입함으로써 기억을 이식할 수 있다는 사실을 보여준다고 연구진은 설명했다. 일반적으로 기억은 꿈보다는 뇌의 시냅시스에 저장된다는 것이 학계의 일반적인 이론이다. 하지만 이번 연구는 기억이 시냅시스가 아닌 RNA에 저장된다는 것을 입증한 사례로도 평가받는다. 연구를 이끈 캘리포니아대학 데이비드 글랜즈먼 교수는 “이러한 연구 결과는 알츠하이머병이나 외상 후 스트레스 장애(PTSD)의 증상을 완화시키는데 도움이 될 것”이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 국제 학술지 이뉴로(eNeuro) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“르브론 제임스(클리블랜드)는 기립박수를 받을 만했다.” 경기를 잘했다고 드레이먼드 그린(골든스테이트)이 칭찬한 것은 아니다. 제임스는 15득점에 그치며 지난 14일(이하 한국시간) 보스턴과의 미국프로농구(NBA) 동부 컨퍼런스 결승 1차전을 25점 차로 완패하는 데 한몫(?) 단단히 했다. 그린이 칭찬한 것은 경기 뒤 기자회견 도중 제임스가 4쿼터 초반 0-7로 내몰리던 순간순간을 사진 찍듯 세세하게 정확히 묘사해서다. 사실 팬들을 비롯해 많은 이들의 찬사가 쏟아졌다고 ESPN은 전했다. 먼저 페이스북 이용자들. 소판 뎁은 “전에 보지 못했던 가장 인상적인 일들 가운데 하나였다”고 적었고, J E 스킷츠는 “회견에 나서 플레이 바이 플레이로 게임을 되돌려 보는 필적할 수 없는 르브론의 능력 때문에 놀라지 않을 수 없었다. 그는 늘 그랬다. 미치겠다”고 썼다. gifdsports는 “르브론은 정말로 농구계 레인맨이다. 조롱끼가 있다는 점은 알지만 그가 4쿼터 초반을 플레이 바이 플레이로 기억해내는 것을 본 것은 대단히 인상적이었다”고 돌아봤다. 애덤 힘멀스바흐는 “난 오늘 아침으로 뭘 먹었는지도 벌써 잊어버렸다”고 너스레를 떨었다.그린은 15일 오전 10시 휴스턴과의 서부 컨퍼런스 결승 1차전을 앞두고 슈팅 훈련을 마친 뒤 취재진에게 “그는 갈채 이상을 받았어야 했다”면서 “나도 1톤 분량의 필름을 볼 때가 있고, 하나도 보지 못할 때가 있다. 그러면 어떤 플레이 상황에 뭐가 잘못됐는지를 기억해내곤 한다. 그러나 어쨌든 인상적이었다”고 제임스를 칭찬했다. 스티브 커 골든스테이트 감독은 놀랄 게 없다면서 미국프로풋볼(NFL)의 쿼터백처럼 “위대한 선수들은 모든 것을 기억한다”고 말한 뒤 “모두 그런 것은 아니다. 드레이먼드라면 똑같이 할 것이다. 이를테면 지난해 12월 휴스턴에서 경기했을 때 테이프를 돌려 보면서 우리 친구들은 ‘그래, 난 다음에 무슨 일이 일어날지 다 기억해’라고 생각할 것이다. 그렇게 희귀한 일이라고 생각하지 않는다. 그러나 최고의 선수는 일반적으로 대부분의 일을 기억하고 예리한 기억력을 갖고 있다”고 말했다. 영국 셰필드 할람 대학의 스포츠운동아카데미에서 스킬 습득과 퍼포먼스 분석 강사로 일하는 조 스톤 박사도 제임스의 믿기지 않는 기억력은 엘리트 스포츠 선수들과 비교했을 때 “아주 보통” 수준이라고 BBC에 털어놓았다. 그는 나아가 1970년대 체스 선수들을 연구한 결과 이들이 패턴 플레이를 인지하고 기억하는 데 뛰어난 점을 밝혀내고 1980년대 농구를 시작으로 이들이 뇌 속에 일정한 저장 도메인을 갖고 있는 것으로 보인다는 연구로 나아갔다고 설명했다. 이 특별한 도메인을 활용하는 방법을 연마하면 더 기억력이 살아나고 나아가 어떤 플레이를 예측하고 거기에 대비하는 능력으로까지 발전한다는 것이다. 재미있는 것은 제임스가 자신의 생일을 기억한다든가 펍(선술집)에서 내는 퀴즈 같은 것에 척척 답을 하지 못할 가능성이 있다는 것이다. 이들은 운동과 관련된 도메인만 활용하는 데 빼어나 일반적인 지식을 기억하고 전문가에 필적하는 기억력을 갖지는 않는다는 것이다. 베테랑 NBA 기자인 크리스 세리단은 제임스가 나이가 들수록 나이 먹은 티를 내지 않는 희귀한 인간이라며 “스킬 수준이 떨어지지 않는다. 반대로 스태미나와 생산성은 전혀 줄어들지 모른다. 10초 전, 10분 전, 열흘 전, 열달 전, 10년 전에 일어난 일이어도 그는 게임을 배우는 학생이다. 매일 기준뿐만 아니라 역사적 맥락에서도 그렇다. 코치들이나 전력분석원들, 영양사 등 모든 이로부터 얻은 정보를 스펀지처럼 빨아들인다. 노력파인 데다 복권당첨자의 유전자를 지녔다. 그래서 다음 게임에 써먹으려고 저축하고 미래의 기자회견에 화제거리로 삼으려고 남긴다”고 말했다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

달 탐사를 위해 달에 오래 머무르는 우주인들이 달 먼지로 인해 심각한 DNA 손상을 겪을 우려가 있다고 전문가들이 경고했다. 미국 지구 물리 학회(American Geophysical Union) 측은 달에서 가져온 달 토양이 인간의 폐와 쥐의 뇌세포에 미치는 영향을 알아보는 실험을 실시했다. 그 결과 달 먼지 입자에 노출될 경우 인간의 폐 세포와 쥐의 뉴런 90%가 손상되는 것을 확인했다. 비록 달에는 지구와 같은 바람이나 대기가 없지만, 지표 가까운 곳에서 먼지들이 부유하며 이 먼지들은 정전기를 통해 이동하는 것으로 알려져 있다. 연구를 이끈 뉴욕주립대학교 스토니브룩캠퍼스 의과대학의 레이첼 캐스튼 박사 연구진에 따르면 우주인에게 노출되는 달 먼지는 마치 꽃가루 알레르기와 비슷한 증상을 유발할 수 있으며, 우주인의 우주복 등에 들러붙어 지구로까지 들어올 가능성도 있다. 연구진은 “폐가 달 먼지에 장시간 노출되면 암과 같은 병에 걸릴 위험이 더욱 높아질 수 있다”면서 “만약 몇 주, 혹은 몇 달간 달에 여행을 갔다 돌아온다면 이러한 위험을 완전히 피할 수 없을 것”이라고 설명했다. 이어 “우리는 달 토양에서 발생하는 먼지에 노출된 폐와 뇌 세포에서 DNA 손상과 같은 명확한 유독성 반응을 확인했다”면서 “이러한 사실이 미래에 달 탐사 등 다양한 미션을 수행하는데 문제가 될 수 있다”고 덧붙였다. 미국항공우주국(NASA) 소속 우주비행사였던 해리슨 슈미트는 과거 달에서 사흘을 보낸 뒤 “달 먼지에 노출된 후 재채기와 눈물, 목이 따끔거리는 증상 등을 겪었다”고 밝힌 바 있다. 자세한 연구결과는 미국 지구 물리 학회가 발행하는 학술지인 지오 헬스(GeoHealth)에 개제됐다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

높은 콜레스테롤 수치와 치매 사이에 연관관계가 있다는 내용의 연구결과가 발표됐다. 영국 캐임브리지대학, 스웨덴 룬드대학 공동 연구진은 영국 전역에서 치매를 앓고 있는 환자 약 85만 명을 대상으로 조사한 결과, 이중 62%가 언어능력과 판단력, 실행기능 등 복합적인 인지기능의 점진적 저하로 일상 능력에 장애가 초래되는 알츠하이머병으로 나타났다. 일반적으로 치매의 주요 원인 질환으로는 알츠하이머 병, 혈관성 치매 등을 들 수 있으며, 그중 일반적으로 알려져 있는 알츠하이머병은 치매를 유발하는 가장 주된 원인이다. 연구진은 알츠하이머를 앓는 환자의 뇌 세포막 샘플을 다량의 콜레스테롤에 노출시켜본 결과, 알츠하이머를 유발하는 단백질인 아밀로이드 베타가 떼를 지어 군생하는 것을 확인했다. 아밀로이드 베타는 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 아일로이드 플라크의 주성분으로, 알츠하이머병에 결정적으로 관여하는 아미노산 단백질을 의미한다. 일반적으로 건강한 뇌에서는 아밀로이드 베타가 매우 소량만 발견되는데, 콜레스테롤이 섞인 분자와 결합하자 처음에는 약간 끈적임을 보이더니 점차 합쳐져 일종의 ‘아밀로이드 베타 덩어리’로 형성되는 것이 확인됐다. 연구진은 “실험 결과 콜레스테롤에 노출되면 뇌에서 알츠하이머를 유발하는 단백질 플라크를 형성하는데 영향을 미친다는 것을 확인했다”면서 “독성 단백질 덩어리를 제거함으로서 치매를 치료하는 방법을 찾는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 이어 “일부 사람들은 콜레스테롤로 인해 뇌에 영향을 받을 수 있는 유전자를 가졌을 것으로 보인다”면서 “다음 과제는 뇌에서 어떻게 콜레스테롤을 제거할 수 있는지의 방법을 찾는 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처 케미스트리‘(Nature Chemistry) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리 몸에는 항상 움직이는 기관이 있는데 그중 하나는 모두가 아는 바와 같이 온몸에 피를 보내는 ‘심장’이고 또 하나는 ‘눈’이다. 심장은 잠깐이라도 쉬거나 불규칙적으로 뛰면 안 된다. 반면 눈 운동은 규칙성은 없지만 우리가 인식하지 못하는 사이에도 항상 일어나고 있다. 지금 이 글을 읽고 있는 동안은 물론 잠을 자는 동안에도 눈은 계속 운동하고 있다.눈 운동은 시자극에 의해 일어나는 자발적이거나 비자발적인 움직임이다. 눈 운동은 어떤 물체가 나타났을 때 물체가 이동하는 방향으로 눈이 움직이는 ‘비자발적 추종 운동’과 어떤 방향의 물체를 보기 위해 눈을 돌리는 ‘자발적 주시 운동’으로 나뉜다. 이런 눈 운동은 3개의 뇌신경에 의해 조절되는 6개의 눈 근육 수축과 이완에 의해 일어난다. 결국 뇌에서 눈 운동을 정밀하게 관리한다고 볼 수 있다. 시력의 대부분을 담당하는 곳은 전체 망막의 중앙 부분인 지름 0.5㎜ 크기의 ‘황반오목’이다. 물체를 선명하게 보기 위해 뇌는 이 작은 황반오목에 보고자 하는 물체를 맞춰야 하고 기능에 문제가 생기면 시기능에 심각한 장애가 발생한다. 뇌에서 이 기능이 얼마나 빨리 작동하는지 알아볼 수 있는 간단한 실험이 있다. 눈과 30㎝ 떨어진 곳에서 손가락을 들고 처음에는 천천히 흔들다가 점점 빨리 흔들어 보자. 천천히 흔들 때는 손가락이 정확히 보이다가 점점 빨라져 일정 속도 이상이 되면 손가락이 뿌옇게 보이는 것을 느끼게 된다. 손가락을 흔드는 속도에 눈 운동이 따라가지 못하는 것이다. 다음으로 손가락을 고정하고 머리를 좌우로 흔들어 보자. 손가락을 직접 흔드는 것과 달리 머리를 아무리 빨리 흔들어도 손가락이 정확하게 보이는 것을 느낄 것이다. 이는 손가락을 보기 위해 눈 운동이 머리 운동 방향의 반대 ?향으로 일어나기 때문이다. 이 간단한 실험을 통해 뇌가 눈을 움직이게 하는 명령이 얼마나 빠른지 알 수 있다. 이와 같은 눈 운동의 관찰을 통해 눈 근육의 문제나 뇌 기능 이상을 알 수 있으며 안과는 물론이고 신경과의 여러 질환 진단에 중요한 단서가 될 수 있다. 눈 운동 중추 부위의 경색, 위축으로 복시(1개의 물체가 2개로 보이는 것)가 생기거나 어지러움을 느끼는 등의 증상은 뇌질환 초기 증상일 때가 많아 신경 검사에서 눈 운동 검사는 매우 중요한 부분을 차지하고 있다. 눈이 자리잡고 있는 ‘안와’라는 공간에서 눈알은 3차원적으로 움직인다. 이때 눈을 둘러싼 6개 외안근과 시신경, 결합조직이 영향을 미쳐 복잡한 운동 양상을 보인다. 자기공명영상촬영(MRI) 등으로 인체 구조를 들여다보지 않는다면 동공, 홍채, 각막, 결막의 위치 변화로 눈 운동을 측정할 수 있다. 이를 통한 눈 추적 기술이 뇌과학을 비롯한 여러 분야에서 활용되고 있다. 눈 운동 연구와 이를 이용한 눈 추적 기술의 개발은 세계적인 추세다. 하지만 한편으로 우리나라에서는 근거와 효과가 검증되지 않은 치료법으로 환자들을 현혹하는 사례가 많다. 자동으로 일어나는 눈 운동을 일부러 더 유발해 시력을 회복한다거나 노안을 개선한다는 주장이 그것이다. 물론 눈 운동이 시력이나 눈 피로에 도움이 될 수 있지만 아직 과학적 검증이 없는 상태에서 일반인들이 쉽게 현혹될 수 있는 내용으로 사람들의 판단을 흐리게 할 가능성이 있다. 눈 운동뿐만 아니라 만성 피로나 만성질환 등에 대해서도 비과학적이고 검증되지 않은 ‘아니면 그만’이라는 식의 운동법과 치료법 정보가 쏟아지고 있다. 이에 대한 정확한 판단이 필요한 시점이다.

저명한 미래학자 레이 커즈와일은 2005년 발간한 저서 ‘특이점이 온다’에서 특이점을 기계가 인간을 능가하는 지능을 갖는 시점으로 정의했다. 커즈와일은 특이점 이후의 인공지능(AI)은 인간의 수준을 빠르게 능가할 것으로 예측하며 흔히 SF 영화나 소설에서처럼 기계가 인간을 지배할 수도 있다는 의견을 제시했다.현대 인공지능의 성능은 커즈와일의 언어로 표현하자면 ‘좁은 인공지능’에 머물러 있다. 좁은 인공지능은 제한된 영역의 특수한 문제를 해결할 수 있는 인공지능으로 2016년 이세돌 9단과의 대국으로 유명해진 바둑 인공지능 ‘알파고’가 대표적인 사례다. 그렇다면 특이점에 도달할 수 있는 기술은 무엇일까. 이 질문에 대답하는 것이 바로 60여년을 이어 온 인공지능 기술의 여정이었고 앞으로 나갈 길일 것이다. 인공지능의 궁극적인 목표는 인간 수준 또는 인간 수준을 뛰어넘는 지능적 기계장치를 만드는 것이다. 여기서 ‘인간 수준’이라는 기준은 인간의 지능적 행동이 ‘범용 지능’이라는 해석으로부터 기인한다. 범용 지능은 일반적으로 감각적인 정보를 취합해 문제를 인식하거나 발견하고, 나아가 해결책을 다양하게 모색하는 과정을 의미한다. 바로 ‘범용 인공지능’(AGI)은 이러한 인간의 범용 지능을 구현하기 위한 연구 분야다. 그렇지만 범용 인공지능에 대한 구체적인 정의는 아직도 논의가 진행 중이다. 가장 큰 이유는 지능적 행동을 정확하게 정의할 수 없기 때문이다. 그동안 뇌과학 분야에서 지능적 행동에 대해 많은 연구 성과가 있었지만, 아직까지 사람의 지능은 실험적으로나 이론적으로 명확하게 규명되지 않았다. 또 어떤 시스템이 범용 지능을 구현했다고 주장하려면 그것이 얼마나 범용 지능에 가까운지 측정할 수 있는 객관적인 지표가 필요하다. 그렇지만 지능적 행동에 대한 명확한 정의가 없기 때문에 특정 범용 인공지능 시스템의 성능을 정확하게 정량적으로 측정하기는 쉬운 일이 아니다. 이런 관점에서 범용 인공지능의 정의나 측정 기준은 실질적으로 연구개발(R&D)을 진행해 나가면서 정립될 것이라고 판단된다. 범용 인공지능의 정의조차 모호한 상황이지만 연구자들은 범용 인공지능을 개발하기 위해 다양한 시도를 하고 있다. 인공지능의 전통적인 방법론인 규칙 기반의 기호 인공지능과 동물의 뇌 신경망을 리버스 엔지니어링이라고 부르는 역(逆)공학 방법으로 해석해 지능을 구현하는 연구가 활발하게 진행 중이다. 특히 상당수의 범용 인공지능 R&D가 연구 결과를 공개함으로써 집단지성을 활용한 연구개발 방식으로 추진되고 있다. 앞으로의 범용 인공지능이 기대되는 대목이다.