지난 수십년 동안 인간 사회 발전에 컴퓨터가 기여한 바는 지대하다. 커다란 방 크기의 컴퓨터가 지니고 있던 능력을 뛰어넘는 스마트폰이 이제 거의 모든 사람의 삶의 중심에 있다 해도 과언이 아니다. 나아가 여러 장치가 서로 연결된 4차 산업혁명, 빅데이터에 의한 인공지능 등 하루가 다르게 새로운 발전이 있을 것 같다.그런데 컴퓨터의 하드웨어적 한계는 예정돼 있다. 비트라 불리는 0과 1을 다루는 매우 간단한 연산자들의 집적으로 이루어져 있는 하드웨어 소자는 이제 거의 원자 크기에 근접할 정도로 작아졌다. 원자의 세계를 지배하는 양자역학에 따르면 이런 고전적 튜링 방식의 연산은 더이상 발전할 수 없다.기존 컴퓨터에 대한 대안은 무엇이 있을까. 물리학자들은 오래전부터 양자컴퓨터라는 완전히 새로운 방식의 컴퓨터를 꿈꿔 왔다. 양자물리학의 세계에서는 0과 1의 분명한 구분이 없고 0과 1의 값을 가질 확률만이 의미가 있는 것이다. 이런 확률적 최소 단위를 큐비트라 부른다. 작은 자석처럼 행동하는 원자를 활용하면 큐비트를 구현할 수 있다. 큐비트가 2개 있으면 2의 제곱만큼 많은 정보가 있게 되고 큐비트의 수가 커짐에 따라 정보량이 기하급수적으로 많아지게 된다. 원자 20개만 있어도 20배가 아닌 백만배로 커진다. 따라서 50큐비트만 있더라도 기존 컴퓨터의 능력을 이미 상회하고 300큐비트만 있으면 우주 전체의 원자수보다도 큰 정보를 다룰 수 있게 된다는 말이다. 양자컴퓨터는 대규모 데이터 검색이나 나노물질의 디자인 등에 탁월한 능력을 보일 것으로 예측되고 있다. 소인수분해는 자릿수가 커지면 기하급수적으로 하기 어려워진다. 232자리를 가진 수를 소인수분해 하려면 현재로선 기존 컴퓨터 수백대를 2년 동안 돌려야 한다. 그렇기 때문에 소인수분해는 컴퓨터의 암호화에 활용되고 있다. 그러면 현재 실제 작동하는 양자컴퓨터는 어디까지 발전했을까. 2012년 4개의 큐비트를 가진 양자컴퓨터는 15를 3과 5로 소인수분해 했다. 5년이 지난 지금은 이보다 낫지만 기존의 컴퓨터를 뛰어넘는 계산 능력은 아직 발휘하지 못하고 있다. 또 외부 온도가 높아지면 에러가 나기 때문에 섭씨 영하 270도 이하의 극저온에 장치를 넣어야 하는 문제도 안고 있다. 기본적으로 원자나 광자 하나를 제어할 정도로 정밀함이 필요하기 때문에 장치의 크기도 훨씬 크고 복잡하다. 상업적으로 나와 있는 것들은 아직 본격적 양자컴퓨터라 부르기엔 이르다. 이런 문제를 곰곰이 생각하고 있는 나의 뇌를 떠올려 보면 훨씬 작고 다양한 기능을 수행하는 컴퓨터는 얼마든지 가능해 보인다. 물론 단순하게 빠른 계산에서는 컴퓨터보다 느릴지 모르나 서번트 증후군이 있는 레인맨 같은 사례를 보면 인간의 뇌에는 아직 활용되지 않는 부분이 있을 것이다. 뇌가 과연 양자컴퓨터일까. ‘황제의 새 마음’이란 책을 낸 천재 수리물리학자 로저 펜로즈는 ‘마이크로 튜블’이라는 새로운 단백질 구조가 뇌를 양자컴퓨터로 만들고 인간의 자의식을 만들어 낸다고 주장한 바 있다. 물론 그의 주장은 잘 받아들여지지 않았다. 양자컴퓨터란 외부의 잡음이 차폐돼야 하는데 인간의 체온은 양자컴퓨터를 유지하기에는 너무 높다는 지적도 있다. 그럼에도 불구하고 최근 매우 재미있는 연구 결과를 매슈 피셔라는 이론물리학자가 발표했다. 그는 안정제로 사용되는 리튬이 화학적으로는 동일한 동위원소에 따라 결과가 전혀 다르게 나온 1986년의 쥐에 대한 실험 결과를 유심히 살펴본 뒤 리튬 핵의 자성이 뇌에 영향을 미칠 수 있는 가능성에 착안, 뇌 속 인(P)에 의한 양자컴퓨터의 가능성을 제안하게 됐다. 정신과에서 사용하는 약이 어떤 메커니즘으로 작용하는지 전혀 모르면서 사용되고 있는 현실에 새로운 빛을 던지고 궁극적으로 뇌에 대해 이해하게 하는 한편 인간의 뇌를 닮은 컴퓨터를 상상하게 만드는 재미있는 연구 결과다. 과학은 항상 경이로움을 준다.

많은 사람이 외국어는 어렸을 때 배울수록 좋다고 생각한다. 나이를 먹을수록 기억력이 퇴화해 학습 효율도 떨어진다고 여긴다. 소위 학습에 적당한 연령이 있다는 것인데, 이를 반박할 만한 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 리버사이드대(UC리버사이드), 존스홉킨스대, 로체스터대 의대 공동연구팀은 외국어를 비롯해 악기 연주나 미술 등 새로운 것을 배우는 데 적정 연령이라는 것은 없다고 밝혔다. 또 영유아들의 학습방법, 즉 깊이 공부하는 것보다 열린 마음으로 폭넓게 배우는 자세가 뇌의 노화를 막을 수 있다고 주장했다. 연구팀은 나이와 학습능력, 인지능력에 관련된 논문들을 메타분석하고 노인들을 대상으로 심층인터뷰한 연구 결과를 생물학 및 심리학 분야 국제학술지 ‘인간 발달’ 4일자에 발표했다. 연구팀은 유아나 아동은 실패를 두려워하지 않고 동시에 새로운 것들을 이것저것 배우려는 ‘넓은 학습’ 전략을 갖고 있지만 나이가 들면서 자신이 관심을 갖고 있거나 업무상 필요한 특정 분야만 학습하려는 ‘전문 학습’ 전략으로 전환한다는 것을 확인했다. 전문 학습 전략은 깊이 있게 할 수 있지만 사고를 편향시켜 ‘인지적 고령화’를 가속화한다는 설명이다. 연구팀은 인지 노화를 막기 위해서는 충분한 시간을 두고 자신에게 익숙하지 않은 분야를 배워야 하며, 학습과정에서 실수나 실패를 받아들일 자세를 가져야 한다고 강조했다. 독학보다는 여러 사람과 함께 배우면서 다양한 분야를 학습하는 것도 필요하다고 봤다. 실제로 연구팀은 노인들을 대상으로 이런 전략으로 그림이나 음악, 외국어를 배우도록 한 결과 기억력, 억제력, 주의력 등 인지능력이 향상되는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

체중 감량을 위한 가장 좋은 방법은 헬스장에서 열심히 운동하는 것으로 생각할지도 모르겠다. 그런데 이제 한 전문가는 너무 많은 운동은 오히려 어떤 호르몬을 오래 또는 강하게 방출해 날씬해지려는 당신의 노력을 억제할 수 있다고 밝혔다. 영국 일간 데일리메일은 3일(현지시간) 미국의 호르몬 전문가인 사라 고트프리드 박사가 최근 한 매체와의 인터뷰에서 밝힌 체중 감량을 위해 가장 적합한 운동량은 하루 20~30분, 주4회라는 것을 전했다. 베스트셀러 작가이기도 한 고트프리드 박사는 “온종일 의자에 앉아 있다가 몇 시간 동안 헬스장에서 운동하는 것보다 다소 덜 집중적이더라도 더 규칙적으로 운동하는 것이 더 낫다”고 말했다. 또한 그녀는 신체 활동을 하나의 운동으로 가득 채우는 대신 자리에서 일어나거나 짧게나마 산책하라고 말했다. 이와 함께 그녀는 추천 운동으로, 과도한 스트레스를 유발하지 않고 건강에 도움이 되는 전신 운동인 바레(barre·발레와 필라테스를 접목한 운동)나 요가, 필라테스 강좌를 권장했다. 강렬한 운동은 몸에 스트레스를 줘 스트레스 호르몬으로 불리는 코르티솔과 부신피질자극호르몬방출호르몬(CRH)의 분비를 촉진한다고 그녀는 설명한다. 그녀는 “CRH는 장벽(intestinal wall)은 물론 폐와 피부, 그리고 혈액-뇌장벽(blood-brain barrier)의 투과성(또는 누설성)을 증가시킨다”고 말했다. 반면 코르티솔의 높은 수치는 소화 기능을 차단하고 장으로 가는 혈류를 방해해 체중 감량을 위한 노력을 방해한다는 것. 실제로 운동 선수들은 이런 문제를 해결하기 위해 보충제를 먹기도 하지만, 당신은 올림픽 출전을 분비하는 것이 아니므로 극심한 스트레스를 주는 이런 운동을 할 필요는 없다는 게 그녀의 설명이다. 그녀는 “이미 삶의 다른 영역에서 압박감을 느낀다면 특히 고강도 운동으로 스트레스 수준을 올리지 않는 것이 중요하다”고 설명했다. 전문가들은 코르티솔의 수치가 높아지면 음식을 먹어도 위안을 얻지 못할 것으로 생각한다. 그리고 지방과 설탕, 그리고 열량이 많은 음식은 허리 둘레를 망가뜨린다. 이때 호르몬은 지방이 신체 어느 부위에 저장될지를 정하는데 스트레스를 받는 사람들은 복부 주위에 군살을 형성할 가능성이 크다. 실제로 국제 학술지 비만 저널(journal Obesity)에 실렸던 한 연구논문에 따르면, 비만으로 분류되는 사람들 역시 코르티솔 수치가 특히 높았다. 연구를 이끈 사라 잭슨 박사는 “이 결과는 만성 스트레스가 높은 수준의 비만과 연관성이 있다는 일관된 증거를 제시한다”고 말했다. 또한 “머리카락에 코르티솔 수치가 높은 사람들은 허리 둘레가 더 크게 나오는 경향이 있는데 이는 복부 주변으로 과도한 지방을 쌓이게 하는 것은 심장 질환과 당뇨병, 그리고 조기 사망의 위험 인자이므로 중요하다”고 설명했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

살이 쪄 제2형 당뇨병을 동반하면 치매 위험이 급격히 커진다는 연구 결과가 나왔다. 이화여대가 미국 유타대와 함께 30~60세 한국인 150명을 대상으로 한 공동 연구를 통해 과체중이나 비만을 동반한 제2형 당뇨병은 그렇지 않은 경우보다 뇌 조직에 악영향을 준다는 것을 밝혀냈다. 이미 비만과 제2형 당뇨병은 기존 연구를 통해 각각 독립적으로 치매 위험을 키우는 것으로 알려졌지만, 비만이 2형 당뇨병을 동반할 경우 뇌에 어떤 영향을 주는지에 대해서는 거의 알려진 것이 없었다. 연구진이 자기공명영상(MRI) 장치로, 과체중이거나 비만으로 제2형 당뇨병이 있는 집단과 정상 체중으로 제2형 당뇨병이 있는 집단, 그리고 정상 체중으로 어떤 중증 질환도 없는 집단의 뇌를 분석해, 대뇌피질의 평균 두께를 측정했다. 또한 참가자들의 기억력과 정신운동 속도, 그리고 실행 기능에 관한 검사를 통해 인지 능력을 평가했다. 그 결과, 과체중이나 비만으로 제2형 당뇨병이 있으면 뇌 조직에 악영향을 받는 것으로 나타났다. 이들 집단의 경우 뇌의 신경 세포 대부분이 있는 회백질이 건강 집단보다 훨씬 더 얇았다. 이는 치매나 알츠하이머병 등 신경 퇴행성 질환의 잘 알려진 위험 인자이다. 당뇨병 환자의 경우 뇌의 핵심 부분인 측두와 전전두두정, 운동, 그리고 후두의 피질 군집에서 회백질이 상당히 얇은 것으로 나타났다. 특히 과체중이나 비만한 집단의 측두와 운동 피질에서 그 정도로 심한 것으로 확인됐다. 또한 측두 피질의 위축은 알츠하이머병 환자 뇌의 대규모 구조에서 가장 초기에 볼 수 있는 변화 중 하나로 확인됐다. 연구진은 “이번 연구는 2형 당뇨병을 가진 환자들이 뇌 조직과 인지 기능을 유지하려면 과체중이나 비만이라는 위험 인자를 줄이기 위한 조기 개입이 필요하다는 것을 강조했다”고 말했다. 이번 연구 결과는 유럽당뇨병학회지 ‘당뇨병학’(Diabetologia) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“아빠, 축구할 때 손을 쓸 수도 있는 거 알아?”, “아냐, 축구는 골키퍼말고는 손을 쓰면 안 돼”, “아냐 아빠, ‘스로인’(throw in)할 때는 손을 써야 하는 거야.” 초등 1학년생 큰애는 요즘 축구에 푹 빠졌습니다. 동네 아이들과 하는 축구에 슬슬 관심을 보이더니, 요새는 축구 규칙을 제게 설명하기까지 합니다. ‘아빠도 스로인 정도는 안다’고 하려다 큰애가 귀여운 수다를 멈출까 봐 피식 웃고 말았습니다. 운동에 관심을 보이는 아이 모습이 그저 대견합니다. 운동이 아이들에게 주는 효과는 익히 알려졌습니다. 미국의 한 고교는 수업 전 매일 40분씩 체육 활동을 하는 ‘0교시 체육’을 전통으로 두고 있습니다. 운동으로 학생들 뇌를 깨우면 공부가 더 잘된다는 이유입니다. 매일 꾸준히 신체 활동을 하면 뇌가 자극을 받아 집중력·창의력도 향상된다는 연구가 많습니다. 이튼스쿨을 비롯해 스탠퍼드대 등 세계 유수 학교에서도 증명된 사실입니다. 큰애를 보면서 제 학창시절이 떠올랐습니다. 그동안 학교의 체육활동을 운동부 학생이냐 아니냐 두 가지로 나뉘었습니다. 운동부 학생은 운동만 하고, 반대로 일반 학생은 공부만 했습니다. 운동이 고팠던 저는 중·고교 시절 쉬는 시간에 도시락을 먹고 점심시간에는 친구들과 농구와 축구를 즐겼습니다. 이런 학교의 체육활동은 이제 큰 변화를 앞두고 있습니다. 지난 26일 연세대와 고려대가 2021학년도부터 체육특기생을 선발할 때 최소한의 학력을 보는 ‘최저학력기준’을 두겠다고 발표했습니다. 대학 스포츠 양대 산맥인 두 대학이 이렇게 밝히면서, 체육특기생을 선발하는 다른 대학들도 비슷하게 전형을 바꿔 나갈 확률이 높습니다. 물론 이 과정에서 피해를 보는 체육특기생을 최소화하는 일은 교육부와 학교가 꼼꼼히 챙겨야 합니다. 대입이 바뀌면 고교 체육도 장기적으로는 변화할 것으로 보입니다. 두 대학은 축구와 야구 등 5개 종목 엘리트 선수 간 대결로 치르던 ‘연고전’을 문화·예술·학술·아마추어 스포츠 잔치인 ‘연고제’로 바꾸겠다고도 했으니까요. 이런 흐름과 함께 교육부가 매년 5월 초등학생과 중학생을 대상으로 하는 소년체전을 바꾸려는 논의를 시작했습니다. 그동안 운동부 학생들이 출전해 상을 타던 대회를 스포츠클럽 선수들이 참여하는 형태로 전환하겠다는 밑그림입니다. 그동안 상대와 싸워 ‘이기는’ 선수를 기르던 학교 체육도 차츰 ‘즐기는’ 선수를 길러내는 체육으로 바뀌길, 우리 아이들이 운동에 치이거나 운동에 목마르지 않길 바랍니다. gjkim@seoul.co.kr

미국 국방부 산하기관의 방위고등연구계획국(DARPA·이하 다르파)이 영화 ‘매트릭스’에 나오는 훈련기법의 현실화를 위한 연구 기금을 지원한다고 밝혔다. ‘매트릭스’에는 헬리콥터 운항법이나 무술 등 관련 지식을 쌓고 훈련하는데 장시간이 소요되는 기술을 머리 속에 직접 ‘전송’해 곧바로 실전에서 응용하는 장면이 등장한다. 미국의 IT전문매체인 기즈모도 등 해외 언론의 26일자 보도에 따르면 다르파는 최근 학습 및 훈련을 빠르게 강화할 수 있는 안전한 전기 자극법(electrical stimulation) 개발을 위한 연구자금을 지원하겠다고 밝혔다. 일명 TNT(Targeted Neuroplasticity Training·목표화 된 신경가소성 트레이닝)가 현실화 된다면 군인은 더욱 빠르게 복잡한 기술을 능숙하게 발휘할 수 있으며, 몇 천 시간에 달하는 훈련시간도 단축할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 여기서 신경가소성이랑 뇌가 적응하고 채택하는 능력을 뜻한다. TNT는 사람의 말초신경계통에 전기 자극을 줌으로써 학습 과정과 시간을 가속화하는 것을 최종 목표로 한다. 총기 등 무기 사용 기술이나 외국어 등 전투에 실제로 필요한 능력을 군인의 뇌에 손쉽게 ‘다운로드’ 할 수 있게 되는 것. 다르파는 이 프로젝트에 참가하는 총 7곳의 연구소 선정을 마쳤으며 해당 기술이 현실화 될 수 있는지, 사람에게 적용했을 때 안전한지 등을 다각도에서 밝히는 연구에 자금을 지원한다. 다르파로부터 580만 달러의 연구비를 지원받는 텍사스대학의 로버트 레나커 박사는 “군인은 복잡하고 다양한 기술을 익힐 필요가 있는데, 일반적으로 이러한 기술을 능숙하게 사용하기 위해서는 엄청난 훈련 시간을 필요로 한다”면서 “우리는 잠재적인 부작용과 위험을 줄이고 윤리적인 문제가 없는 기술을 개발하기 위해 노력할 것”이라고 전했다. 이밖에도 애리조나주립대학, 존스홉킨스대학, 플로리다대학, 위스콘신대학, 메릴랜드대학, 라이트주립대학 등 총 7개 대학이 연구에 참여한다. 이번 프로젝트는 향후 4년간 계속될 예정이며, 연구비용은 연구단체마다 각기 다르게 책정됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

누구나 자신이 좋아하는 음식과 싫어하는 음식이 한둘은 있기 마련이다. 이런 음식에 대한 호불호는 단순한 편견이 아니라 유전자 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 스페인 마드리드주립대 연구팀은 편식과 특정 음식에 대한 강박적 거부반응은 뇌 속 유전자 때문이라는 사실을 밝혀내고 지난 22일 열린 ‘실험생물학회 2017’에서 발표했다. 연구팀은 유럽의 건강한 성인 남녀 818명을 대상으로 식습관과 관련한 설문조사와 유전자 분석을 했다. 모든 사람이 똑같은 유전자를 갖고 있더라도 개인별로 미묘한 차이를 보이는데 그 차이가 음식에 대한 선호로 나타난다는 것이 연구진의 설명이다. 예를 들어 단것과 초콜릿을 좋아하는 사람들은 특정 형태의 옥시토신 수용체 유전자가 잘 발달해 있기 때문이다. 실비아 베르치아노 박사는 “당뇨나 심혈관질환, 암 때문에 식이습관 개선이 필요한 사람들에게 맞춤형 식이요법을 제공하거나, 편식으로 인해 나타날 수 있는 질병의 위험을 사전에 파악하고 예방할 수 있는 정밀의학 발전에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 2003년 인도네시아 플로레스 섬의 리앙 부아 동굴에서 호미닌(Homonin·초기인류) 화석이 발견돼 세계적인 주목을 받았다. 뇌 용량이 현생인류의 3분의 1만한 이 화석은 발견된 지역의 이름을 따 ‘호모 플로레시엔시스’(Homo floresiensis)로 명명됐지만 세상에 널리 알려진 이름은 호빗(hobbit)이다. 그 이유는 키가 106cm, 몸무게 25kg에 불과해 마치 소설과 영화 속에 등장하는 ‘반지의 제왕’의 난쟁이족처럼 보였기 때문이다. 　 최근 호주국립대학 연구팀은 호빗은 250만 년 전부터 170만 년 전 사이 아프리카에 살았던 고인류인 호모 하빌리스(Homo habilis)에 뿌리를 두고 있다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 그간 호빗을 둘러싼 오래 고고학계의 논쟁에 새 학설을 주장했다는 점에서 의미가 있다. 약 10만 년 전 지상에 나타난 호빗은 그간 고고학계에 큰 논란을 안겼다. 이중 하나는 과연 호빗이 왜소증이나 장애를 가진 현생인류의 조상뻘인지, 아니면 멸종한 별개의 종인지 여부였다. 많은 학자들은 호빗이 호모 에렉투스(Homo erectus)에서 작은 사이즈로 진화한 종이라는 것에 방점을 찍었으나 일부에서는 새로운 종이 아닌 다운증후군같은 유전적 질환을 앓은 인류의 초기 조상이라고 주장하기도 했다. 이번에 연구팀은 호빗의 두개골, 이빨, 다리, 팔 등 총 133개의 화석을 다른 호미닌과 비교 분석한 결과 그 특징이 호모 하빌리스와 유사한 자매종이라고 결론지었다. 최초의 사람 속(屬)에 속하는 호모 하빌리스는 '도구를 만드는 인간’이라는 뜻으로, 현생 인류의 직계조상인 호모 에렉투스와 공존했을 것으로 추정된다. 논쟁의 여지는 있지만 호빗은 현생 인류의 직계 조상으로 보기 힘들다는 주장인 셈이다. 연구를 이끈 데비 아규 박사는 "화석을 분석한 결과 신체적 구조 등 호빗과 호모 하빌리스는 독특한 특징을 공유하고 있음이 확인됐다"면서 "이에 반해 다른 종들과는 어떤 공통점도 찾을 수 없었다"고 설명했다. 이어 "호빗은 최초 아프리카를 기원으로 등장해 아마도 200만 년 전 쯤 고향을 떠나 플로레스섬에서 독립적으로 진화했다"면서 "어떻게 아프리카를 떠나 이 지역에 정착했는지는 앞으로 풀어야 할 과제"라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

젊은 피가 노화를 막아줄 것이라는 속설은 흡혈귀 전설부터 시작해 오랜 세월 이어져 내려오고 있다. 그런데 실제로 젊은 피를 수혈했을 때 의학적 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 스탠퍼드대 의대 연구팀은 신생아의 제대혈에서 수집한 혈장을 늙은 생쥐에게 주입한 결과 기억력과 판단력 같은 뇌기능이 전반적으로 향상됐다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 19일자에 발표했다. 2014년에도 미국 하버드대 의대 연구팀이 젊은 쥐의 혈액을 늙은 쥐에게 수혈해 근육과 뇌가 젊어지는 ‘안티 에이징’ 효과를 확인했다는 연구 결과를 발표한 바 있으나 인간의 혈액이 같은 효과를 보인다는 것은 이번에 처음 확인됐다. 연구진은 신생아의 제대혈에서 수집한 혈장과 노인의 혈액에서 추출한 혈장을 늙은 생쥐의 정맥에 주입한 뒤 미로찾기 능력과 학습능력을 측정했다. 그 결과 신생아 제대혈에서 추출한 젊은 혈장은 늙은 생쥐의 미로찾기 능력과 학습능력을 높이는데 도움을 줬지만 노인의 피를 제공받은 경우는 아무런 효과가 없는 것으로 나타났다. 연구진은 생쥐의 뇌를 해부해 조사한 결과 제대혈 혈장을 공급받은 생쥐는 학습과 기억을 담당하는 해마 부위에서 신경세포(시냅스) 형성을 늘리는 유전자가 많이 발현돼 있다는 사실을 알게 됐다. 노인의 피를 수혈받은 생쥐의 뇌는 해부학적으로도 아무 변화가 없었다. 토니 위스코레이 신경과학과 교수는 “혈장 내 TIMP2가 알츠하이머 치매처럼 노인에게서 많이 나타나는 퇴행성 뇌질환 치료에 도움을 줄 수 있는지와 인간에게도 생쥐와 같은 효과가 있는지에 대해 추가 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대부분의 포유류 동물은 산소가 없는 환경에서 1분을 넘기기 어렵다. 특히 물이 아닌 육지에 사는 동물들에게 산소는 그 어떤 것보다 필수적인 생존 요소다. 하지만 최근 해외 연구진이 산소가 전혀 없는 환경에서도 무려 18분을 견디는 동물을 찾아냈다고 밝혀 학계의 관심이 쏠리고 있다. 놀라운 생존력을 가진 이 동물은 벌거숭이두더지쥐(naked mole rat)다. 갓 태어난 쥐처럼 분홍빛 피부와 떴는지 감았는지 잘 구분이 되지 않는 눈, 8㎝의 짧은 몸통과 짧은 다리 등 외모 때문에 ‘세계에서 가장 못생긴 동물’이라는 수식어를 가지고 있기도 하다. 아프리카에 주로 서식하며 수명은 약 30년으로 일반 쥐에 비해 10배 더 오래 사는 것으로 알려져 있다. 미국 시카고 일리노이주립대학 연구진은 실험실에서 벌거숭이두더지쥐를 대상으로 실험을 실시했다. 산소가 아예 없는 상자와 산소 농도가 5%인 상자 안에 가두고 지켜본 결과, 무산소 상태에서는 18분, 저산소 상태에서는 5시간까지 생존한 것을 확인했다. 일반적으로 쥐과 동물은 산소가 없는 환경에서 20초 이상을 버티지 못했다. 무산소 상자에 들어간 벌거숭이두더지쥐의 몸에서 관찰된 첫 번째 반응은 심작 박동이 느려지는 것이었다. 1분당 200회였던 심장박동수가 50회로 뚝 떨어진 것. 18분이 지난 뒤 갑작스럽게 의식을 잃는 증상이 나타났지만 다시 산소를 공급하자 부작용 없이 완전히 회복되는 모습을 보였다. 또 다른 반응은 혈당 및 단백질의 변화였다. 산소가 결핍된 상황에 놓이자 벌거숭이두더지쥐 체내에서 ‘GLUT5’ 단백질 수치가 높아지는 것을 확인했다. 이 단백질은 세포 속에 과당을 가두는 역할을 한다. 산소가 없어지면서 에너지 생성이 어려워지면, GLUT5를 이용해 세포 안에 과당을 많이 저장하고, 이를 에너지로 이용했다. 연구를 이끈 토마스 파크 일리노이주립대학 교수는 "평상시에 에너지원으로 사용하던 포도당 대신 위 과정을 통해 체내에 과당을 축적한다"면서 "이렇게 축적한 과당을 이용해 뇌와 심장 등 생존과 직접적인 관계가 있는 조직에 에너지를 공급하는 것이 무산소 상태에서도 장시간 생존하는 비결"이라고 설명했다. 연구진은 이 동물이 산소가 없어지는 응급 상황에서 기존의 에너지 공급 방식을 전환하는 대체 방법을 가지고 있으며, 이를 연구하면 폐손상 등으로 산소공급이 중단됐을 때 뇌와 심장의 손상을 최대한 막을 수 있는 방법을 찾는데 도움이 될 것이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

사람들은 셀카 사진을 찍을 때 주로 어느 쪽에서 찍을까? 호주 멜버른의 라트로브대학 연구진은 인스타그램에서 ‘셀피’(selfie) 해시테그를 사용한 남성 이용자 100명과 여성 이용자 100명으로부터 각각 10장의 최근 셀카 사진을 받고 이를 분석했다. 총 2000장의 사진을 분석한 결과, 주로 자신의 왼쪽에서 사진을 찍은 사람은 전체의 41%, 주로 오른쪽 얼굴을 찍은 사람은 31.5%, 주로 얼굴 정면에서 찍는 사람은 19.5%, 특별히 선호하는 방향이 없는 것으로 판단되는 사람은 8%였다. 사진을 찍는 방향과 성별은 큰 연관 관계가 없었다. 성별과 상관없이 자신의 왼쪽 얼굴을 찍기 좋아하는 사람이 오른쪽 얼굴 찍기를 좋아하는 사람보다 10%p 더 많았다는 것. 이는 뇌에서 왼쪽을 담당하는 우뇌가 사람의 감정표현과 밀접한 관계가 있으며, 이 때문에 인상이나 감정의 표현이 왼쪽 얼굴에 더 잘 나타나기 때문이라고 연구진은 분석했다. 연구를 이끈 아누카 린델 박사는 “이번 연구는 사람들이 사진을 찍을 때 왼쪽을 선호하는 경향이 강하다는 것을 입증한 것”이라면서 “전 인류를 통틀어 왼손잡이는 10%에 불과하지만, 많은 사람들이 왼손으로 카메라를 잡고 왼쪽 얼굴 위주로 사진을 찍으려 한다”고 설명했다. 이어 “광대 부위에 집중적으로 조명을 비추고 최대한 얼굴이 정면을 향하지 않도록 각을 주는 것이 더욱 매력적으로 보이는 셀카를 찍는 방법”이라면서 “사람들은 운전면허증처럼 정면을 찍은 사진은 매우 밋밋하고 매력이 없어 보인다고 여기는 경향이 강하다”고 덧붙였다. 사람들이 오른쪽 얼굴 보다는 왼쪽을 더 선호한다는 주장이 나온 것은 이번이 처음은 아니다. 호주 멜버른대학의 심리학자인 마이클 니콜스 박사는 1500점의 초상화와 얼굴 사진을 비교한 결과, 왼쪽을 더 부각시킨 초상화와 사진이 더 많았다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘심리학 프론티어’(Frontiers in Psychology) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

과거, 봄이 되면 의례 기생충 약을 복용해 배 속 기생충을 잡는데 주력했다면 이제는 기생충을 약처럼 먹어 신경 발달 장애를 치유하는 시대가 도래했다. 17일(이하 현지시간) 영국 데일리메일은 벌레 섭취를 통해 심한 자폐증에서 큰 회복세로 돌아선 소년의 사연을 공개했다. 그 주인공은 바로 영국 레드브릿지 출신의 밀란 솔란키(4). 자폐증을 앓고 있던 밀란은 의사에게 “현 건강상태로는 정상적인 삶을 영위하지 못할 것”이란 말을 들었다. 또한 의사는 밀란의 부모에게 아들의 보조치료를 권했고, 더 나빠질 수 있으니 다른 자녀를 갖지 말라고 충고했다. 충격을 받은 부부는 아들의 문제에 대한 해답을 찾기 위해 필사적으로 변했고, 수소문 끝에 미국의 한 전문가에게 도움을 청했다. 전문가는 부부에게 ‘기생충 치료’를 제시했다. 그는 “이 치료법은 장내에 유익한 박테리아를 증가시키는 ‘프로바이오틱스’와 동일한 방식으로 작용한다”며 “몸 속 염증을 줄여주고 면역반응을 억제함으로써 몇 가지 질병을 치료하는 것 돕는다”고 설명했다. 전문가의 처방에 따라 밀란은 한 달에 두번씩 기생충을 복용했고 실제 차도를 보이기 시작했다. 밀란의 엄마 캐롤라인(32)은 “아들의 주의력이 향상됐고, 사교적으로 변해서 낯선 사람들과도 이제 자연스럽게 시선을 맞춘다. 신경 발달 장애가 나아지고 있다”며 아들의 놀라운 변화를 설명했다. 이어 “뇌기능이 향상되고 과잉행동 장애와 장내 염증이 완화됐으며, 신경세포를 활성화하는 시냅스의 밀도가 높아졌다”고 덧붙였다. 밀란은 영국 의약품건강관리제품규제청(이하 MHRA)의 동의하에 영국 내 유일한 기생충 보급 회사인 ‘바이옴 레스토레이션’(Biome Restoration)을 통해 치료용 촌충을 받았다. 회사 공동 설립자 주디 취니츠는 “장에 존재하는 기생충이 미생물군의 품질을 개선한다. 즉, 기생충이 존재하면 장에 항염증 박테리아 종은 더 많아지고 전염증성 박테리아는 줄어든다”고 유충 치료의 장점을 밝혔다. 한편 벌레를 이용한 치료는 오래전부터 논란이 되어왔다. 전문가들은 벌레를 먹지 않고도 건강한 식단을 통해 많은 염증성 질환이 완화되거나 예방될 수 있다고 주장했고, 많은 의학 보고서도 벌레에 감염되면 오히려 설사, 빈혈, 심한 변비를 일으킨다고 언급했다. 반면 일부 과학자들은 기생충 치료가 장내 박테리아 농도의 균형을 재조정하고 염증을 하향 조절해 효과적이라고 말하고 있다. 40년 전, 영국 과학자 존 터턴은 치료제로서의 기생충 연구를 처음 수행했는데, 그는 십이지장충을 섭취하면서 만성 건초열 증상이 사라졌다는 사실을 알아냈다. 최근 장내 회충을 이용한 식이요법이 특히 면역 관련 장애를 가진 사람들에게 좋을 수 있다는 증거가 증가하고 있지만, 인간을 대상으로 한 연구들은 유충을 이용한 치료가 효과적인지 아직 결론을 내리지 못하고 있다. 사진=포토리아 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

야간 근무로 인해 후유증을 앓고 있는 근로자들, 장시간 비행으로 인해 시차적응을 겪는 사람들에게 희소식이 전해졌다. 18일(이하 현지시간)영국 더썬, 미러, 허핑턴포스트 등 외신에 따르면, 영국 에든버러 대학 연구진이 안약이 시차 적응을 치료할 묘약이 될 수 있다는 사실을 발견했다고 한다. 이번 연구를 이끈 신경 생리학 교수 마이크 루트비히는 “우리의 흥미로운 결과가 인체 내부의 생체시계를 조작하는 새로운 신약 개발의 길을 제공한다”고 소감을 밝혔다. 그에 따르면, 사람의 눈과 생체시계 사이의 연관성은 오래전부터 성립됐다. 망막의 신경세포는 빛을 감지하고 눈이 보는 것에 대한 신호를 뇌로 보낸다. 즉, 눈은 체온과 호르몬 조절 같은 24시간 주기리듬, 생리적인 운동을 뇌가 결정하도록 돕는다. 지금까지 이 둘의 관계가 오래 관측되어 왔지만, 어떤 방식으로 작용하는지 정확한 세부사항은 밝혀지지 않았다. 그러나 새로운 연구는 망막 속 ‘바소프레신 표출‘(vasopressin-expressing)’세포 무리가 정보 전송을 책임지고 있다는 사실을 알아냈다. 바소프레신은 항이뇨 호르몬으로 체내의 삼투압 조절에 관여하는 것으로 알려져있다. 연구원들은 안약과 같은 약물로 바소프레신이 뇌로 보내는 메시지를 교묘히 조정할 수 있고, 생체리듬이 바뀐 사람들의 증상을 완화시키는데 도움이 될 수 있을 것으로 보고 있다. 루트비히 교수는 “눈 속의 신호를 변경하는 것과 관련된 미래 연구들은 시차증을 없애는 신약을 개발하는 방향으로 이어질 수 있다. 그러나 이런 수준까지 도달하려면 아직 멀었다”고 말했다. 이번 연구는 어떻게 생체시계가 빛에 의해 통제되는지 간파할 수 있게 했으며, 눈을 통해 변화된 생체리듬을 제자리로 돌려놓는 것을 도와 위장 및 심혈관 질환, 우울증, 암 발생률의 증가와 같은 건강문제의 원인으로 제기되는 장기 수면 장애의 치료 가능성을 열어 줄 것이다. 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

우리는 누구나 크고 작은 스트레스를 겪으며 산다. 면접시험 등 긴장감이 고조되는 상황에 처하면 자신도 모르게 천천히 심호흡을 하며 마음을 가다듬으려 한다. 정신의학에서는 공황장애와 같은 불안장애 환자에게 복식호흡을 치료법으로 활용하기도 한다. 잠시라도 숨을 쉴 수 없다는 느낌을 갖게 되면 심한 공포감을 느끼게 된다. 그래서 호흡과 뇌기능, 특히 정서 상태는 깊은 관련이 있는 듯하다. 뇌 속에 호흡을 조절하는 부위가 있다는 것이 밝혀진 것은 지금으로부터 25년 전이다. 잭 펠드먼 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 교수는 뇌간에서 호흡을 조절하는 3000여개의 신경세포를 발견해 ‘뵈트징어 복합체’라고 명명했다. 이렇게 호흡중추를 발견했지만 당시만 해도 여전히 한숨, 하품, 킁킁거림, 웃음, 울음 등 다양한 호흡패턴이 어떻게 발생하는지 밝히진 못했다. 또 호흡중추의 신경세포체인 ‘뉴런’들이 뇌의 다른 부위와 어떻게 상호작용하고 있는지 규명하지 못해 호흡과 신체, 정신과의 연관성은 여전히 미스터리였다. 지난해 초 펠드먼 교수는 마크 크라스노 미국 스탠퍼드의대 교수와 호흡중추 내에서 ‘한숨’을 유발하는 뉴런들을 찾아냈다. 최근 크라스노 교수팀은 호흡중추의 뉴런을 유전학적 방법으로 조사해 각성 유도 효과가 있는 뉴런을 밝혀냈다. 이 뉴런들은 호흡중추 내 다른 뉴런들의 신호를 모니터링하면서 빠른 호흡이 감지되면 각성 센터인 ‘청반’이라는 뇌 부위로 신호를 보내 정신이 번쩍 들도록 만든다. 이어서 청반이 자율신경계를 자극하면 심장이 빠르게 뛰고, 입이 바짝 마르며, 호흡이 빨라짐과 동시에 심리적 불안감이 나타난다. 결과적으로 몸과 마음 모두 높은 긴장 상태가 된다. 이 뉴런들의 기능을 좀더 정확히 알기 위해 해당 뉴런을 제거한 생쥐 모델을 만들어 낯선 환경에 노출시키자 생쥐는 ‘쿨하게’ 아무런 반응을 보이지 않았다. 의식적으로 호흡을 천천히 함으로써 이 뉴런들의 활성화를 차단하면 청반의 안정화를 유도할 수 있고 긴장과 스트레스 반응을 최소화할 수 있다는 뜻이다. 생쥐의 두뇌 속 깊은 곳에 모여 있는 신경세포체가 생각하고, 느끼고, 행동하는 것까지 폭넓게 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 사람을 대상으로 호흡과 정서 상태의 관계를 설명하는 연구 결과도 최근 발표됐다. 제이 고트프리드 노스웨스턴대 교수팀은 피험자를 모집해 호흡센서를 부착한 상태로 컴퓨터 화면에 0.1초 동안 나타나는 얼굴 사진의 정서 상태를 판단하거나 기억력을 측정하는 테스트를 진행했다. 그 결과 놀랍게도 공포에 대해 빠르고 정확하게 반응하는 것은 주로 숨을 들이마실 때였다. 긴박한 상황에서 의식적으로 코로 숨을 들이마심으로써 반응속도를 빠르게 할 수 있다는 뜻이다. 반대로 긴장을 늦추고 싶을 때는 날숨을 천천히 내뱉음으로써 공포를 담당하는 부위의 활성도를 낮출 수 있을 것이다. 일반적으로 숨을 쉬는 것은 우리 몸에 산소를 공급하기 위한 행동으로 알려졌다. 하지만 우리는 경험적인 지혜로 숨을 통해 마음을 다스리기도 한다. 숨의 속도와 숨 쉬는 방법을 조절해 긴장을 줄이고 평정심을 유지한다. 심장이 일정한 리듬으로 뛰고 있듯 호흡도 일정한 리듬으로 나타난다. 한 가지 다른 점이 있다면 심장의 리듬은 마음대로 조절할 수 없지만, 호흡은 상당 부분 의식적으로 조절할 수 있다는 점이다. 요즘 부쩍 평정심을 찾고 감정에 치우치지 않는 냉철한 판단을 하는 것이 필요하다는 생각이 든다. 바쁜 일상 속에서 잠시 눈을 감고 깊은 심호흡을 해 보는 것은 어떨까.

대기오염이 심장마비와 뇌졸중 등 심혈관계 질환의 위험을 키우는 원인 중 하나로, 디젤 매연이 좋은 콜레스테롤을 줄이기 때문이라는 연구결과가 나왔다. 미국 워싱턴대 그리피스 벨 박사가 이끄는 연구진은 미국 중년과 노년층 6654명을 대상으로 한 대규모 관찰연구를 통해 대기오염의 인체 노출과 몸에 좋은 고밀도지단백(HDL) 콜레스테롤의 혈중 농도 감소 사이의 연관성을 최초로 밝혀냈다. 벨 박사는 이번 연구에 앞서 디젤 엔진에서 나오는 검은 탄소와 그을음(검댕)이 심장과 동맥을 보호하는 것으로 알려진 HDL 콜레스테롤에 악영향을 준다고 추정했다. 이런 영향이 해로운 혈중 지방을 늘리고 혈전 위험을 높여 심장이나 뇌로 향하는 혈액 공급을 차단한다는 것이다. 연구진은 이 연구로 차량 관련 대기오염이 심한 지역에 사는 사람들은 그렇지 않은 이들보다 HDL 콜레스테롤 수치가 더 낮은 경향이 있다는 것을 발견했다. 또한 검은 탄소와 그을음(검댕)에 관한 노출이 심하면 1년 뒤 HDL 콜레스테롤이 현저하게 감소하며, 다른 미립자 물질에 대한 노출도 높아지면 3개월만에라도 HDL 콜레스테롤 수치가 줄어드는 것으로 나타났다. 이에 대해 벨 박사는 “대기오염이 더 심해지면 HDL 콜레스테롤이 더 낮아져 심혈관계 질환 위험은 더 커질 수 있다”고 말했다. 또한 벨 박사는 “그 피해는 대기오염이 비교적 낮은 수준에서도 발생할 수 있다”면서 “이번 연구는 차량 관련 대기오염과 심혈관계 질환 사이의 연관성을 생물학적인 타당성으로 지지하는 데 도움이 된다”고 말했다. 이어 “우리는 이런 연관성이 어떻게 작용하는지를 천천히 이해하기 시작했다”고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘동맥경화증·혈전증·혈관 생물학 저널’(journal Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ Ingo Bartussek / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

자신에게 알츠하이머병 위험이 있는지 알고 싶다면 다음 네 그림 중 다른 것을 한 번 찾아보자. ‘그레블’(Greeble)이라는 이름의 이 작은 보라색 캐릭터는 오랫동안 알츠하이머병 치료법을 찾기 위해 연구해온 과학자들이 만들어낸 것이다. 미국 루이빌대 연구진은 그레블 그림을 사용한 검사를 통해 유전적으로 알츠하이머병 위험이 있는 사람들은 방향을 달리 하는 4개의 그레블 그림 중에서 미묘한 차이가 있는 한 그림을 찾기 어렵다는 것을 발견했다. 이번 연구를 위해 연구진은 알츠하이머병에 걸린 한 부모를 두고 있어 가족력이 있거나 그렇지 않은 40~60세 성인남녀들을 대상으로 그레블을 포함해서 여러 모양의 이미지를 보여주고 다른 이미지를 선택하는 검사를 진행했다. 그 결과, 두 집단은 모두 사람의 얼굴이나 사물, 또는 어떤 장면과 같이 실제로 있는 것을 묘사한 이미지에 대해서는 비슷한 확률로 미묘한 차이를 구별했다. 하지만 알츠하이머병 위험이 있는 사람들은 전혀 새로운 사물인 그레블 중에서는 그 미묘한 차이를 찾는데 더 큰 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 이는 알츠하이머병 위험이 있는 사람들이 일반인과 마찬가지로 아직은 다른 사람의 얼굴이나 사물, 그리고 어떤 장면에서 나타난 사소한 변화를 알아볼 수 있어 알츠하이머병이 생길 가능성을 인지하지 못할 수 있는 것이라고 연구진은 설명했다. 이에 대해 연구진은 “그레블을 사용해 검사하면 알츠하이머병 초기 환자를 저렴하고 효과적으로 진단할 수 있다”면서 “이 방법을 통해 앞으로 연구자들이 알츠하이머병을 치료하는 방법을 개발하는 데도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구를 이끈 에밀리 메이슨 박사는 미국 밴더빌트대에 있을 때부터 알츠하이머병에 따른 인지 기능의 미묘한 변화를 감지하기 위한 일련의 검사 방법을 개발하기 위해 노력해왔다. 왜냐하면 일반적으로 알츠하이머병을 진단할 수 있을 때까지 시간이 흐르면 환자의 뇌에는 많은 손상이 생겨 인지 기능을 회복하는 데 어려움이 있기 때문이다. 이에 대해 메이슨 박사는 “우리는 뇌에서 아주 초기에 진행 중인 미묘한 변화를 보길 원했다”면서 “가능한 방법은 이번과 같은 인지 검사를 통해 뇌의 특별한 영역을 주시하는 것”이라고 말했다. 연구에 참여한 브랜던 앨리 박사는 “우리는 그레블과 같은 새로운 사물을 식별하는 것이 알츠하이머병의 결정적인 진단 지표가 된다고 제안하는 것은 아니지만, 이를 일부 새로운 생물 지표와 확실한 임상 병력과 함께 사용하면 우리는 초기 환자를 더욱 확실하게 진단할 수 있을 것”이라고 말했다. 35년간 알츠하이머병을 연구한 로버트 프리들란드 교수는 “이번 연구는 알츠하이머병이 인지 능력에 미치는 영향으로 이런 치매가 생기기 수십 년 전에 진단할 수 있다는 것을 보여준다”면서 “이 질병이 진행하는 데 오래 걸린다는 사실은 우리에게 이 질병에 관한 여러 요인에 주의를 기울여 진행 과정을 늦출 기회를 준다”고 말했다. 그렇지만 연구진은 이번 결과가 명확해지려면 더 많은 연구가 필요하다고 지적했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer’s Disease) 최신호에 실렸다. 사진=그레블 이미지(정답은 4번) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘FABP7’ 유전자 없는 사람이 더 숙면 생체시계 유전자 ‘CRY1’ 돌연변이 땐 수면 장애 발생… 수면 패턴도 불규칙 “불면증, 유전자 치료로 고칠 날 올 것”햇살이 따뜻한 봄이면 시도 때도 없이 졸음이 쏟아지는 춘곤증에 시달리는 사람들이 많다. 춘곤증은 환경변화로 인한 신체 적응과정이다. 이 때문에 1~2주 정도 지나면 사라지는 경우가 많은데 간혹 한 달 이상 지속되는 이들도 있다. 다양한 요인의 스트레스 때문에 불면증과 수면 부족에 시달리는 이들이 늘고 있기도 하다. 실제로 한 통계에 따르면 국내 불면증 환자는 400만명에 이르며 이 가운데 80% 이상은 불면증이 1년 이상 지속돼 수면 치료가 필요한 상태라고 한다. 잠은 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적일 뿐만 아니라 고갈된 신경전달물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 할 수 있게 도와주기도 한다. 뇌과학의 발달은 잠이 우리 몸과 뇌에 미치는 영향에 대해 많이 알려줬지만 빙산의 일각일 뿐이다. 이 때문에 “만약 잠이 우리 몸에 정말로 중요한 기능을 하지 않는다면 진화가 만들어 낸 가장 큰 실수”라고 말하는 생물학자들도 있다. 이런 가운데 잠의 비밀을 풀어낼 단초를 제공하는 논문들이 잇따라 발표돼 주목받고 있다. 미국과 일본 공동연구진은 포유류의 뇌에 있는 ‘제7형 지방산 결합 단백질’(FABP7)이 수면의 질을 결정한다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 5일자에 발표했다. 연구에는 미국 워싱턴주립대 의대, 펜실베이니아대 의대, 위스콘신 매디슨대, 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학연구소, 시가대 의대, 도호쿠대 의대 연구진이 참여했다. 연구팀은 FABP7 유전자를 제거한 생쥐와 일반 생쥐의 수면 패턴을 비교해 본 결과 FABP7 유전자가 없는 생쥐들이 훨씬 숙면을 취한다는 것을 발견했다. FABP7 유전자가 사람의 숙면에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 일본 오사카 지방의 한 무역회사에 근무하는 성인 남성 310명의 수면패턴과 DNA 분석을 실시했다. 그 결과 FABP7이 부족하거나 손상된 사람이 깊은 잠을 잔다는 사실을 알게 됐다. 이 현상은 초파리 실험에서도 확인됐다. 또 미국 록펠러대, 코넬대 의대, 터키 빌켄트대 공동연구진은 생체시계 유전자인 ‘CRY1’에 돌연변이가 생기면 수면 장애가 발생하거나 수면 패턴이 바뀐다는 연구 결과를 세계적 권위의 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 6일자에 발표했다. 새벽 늦게 자고 아침에 일어나기 힘들어하는 ‘올빼미형 인간’의 수면패턴과 DNA를 분석한 결과 이는 일종의 수면 지연장애로 판단했다. 연구팀이 터키인 6개 가구의 수면패턴을 분석한 결과 올빼미형 인간들은 CRY1 유전자에 돌연변이가 발생해 있어 늦은 시간에 잠자리에 들었고 수면패턴도 불규칙하다는 사실을 밝혀냈다. 제이슨 가트너 워싱턴주립대 의대 교수는 “잠은 진화 과정에서 동물의 유전자에 새겨진 일종의 문양으로, 이번 연구를 통해 모든 종들이 공통적으로 갖고 있는 수면 메커니즘이 있다는 것을 추정할 수 있다”며 “심한 불면증 환자를 유전자 치료로 고치는 날이 올 것”이라고 말했다. 마이클 영 록펠러대 유전학 교수는 “유전적 문제가 있다고 해서 수면 패턴을 바꿀 수 없는 것은 아니다”라며 “불규칙한 수면 패턴과 습관을 바꾸려는 노력과 잠자리 환경을 개선한다면 수면 문제를 일정 부분 해결할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아베 신조 정부가 지난달 28일 내놓은 장시간 근로 해소 등 9개 분야의 노동개혁안에 대해 일본 직장인과 근로자들은 반신반의하며 기대하는 분위기다. ●덴쓰 신입사원 가혹 노동에 자살 광고회사 덴쓰의 신입사원 자살 사건의 충격이 가시지 않은 상황이어서 노동개혁안에 대한 관심은 어느 때보다 높다. 한 달 잔업 105시간, 53시간 회사 내 연속 근무 등은 도쿄대를 갓 졸업하고 입사한 엘리트 신입 사원에게도 힘겨운 요구였다. 덴쓰의 신입사원 다카하시 마쓰리(당시 24세)의 자살 사건이 지난해 산업재해로 인정되고 행정 당국의 조사 등이 진행되면서 지난해 사회문제로 충격을 줬다. 후생노동성 조사 결과 과도한 업무에 직장 상사가 업무 과정에서 고인을 괴롭히고 업무상 횡포를 부린 ‘파워 하라’(권력을 이용한 괴롭힘·power harassment)도 확인됐다. 관행처럼 이뤄져 온 장시간 근로와 가혹한 업무 부담 등 일본 직장의 전형적인 부정적 측면이 드러난 사건이었다. ●정부, 초과근무 月 45시간 제한하기도 아베 정부의 노동개혁안에도 이런 상황을 고려해 직장 내 상사의 괴롭힘인 파워 하라의 예방 강화를 위한 대책과 근로자의 정신건강 대책 등도 마련하기로 했다. 사측은 전날 퇴근 시간과 다음날 출근 시간 사이에 일정한 휴식 시간을 보장하도록 노력해야 한다는 근무 간 시간 간격(인터벌)을 권고하고 노사 관계자를 포함한 전문가 검토회를 설립한다는 내용도 들어 있다. 주 40시간을 초과해 근로 가능한 초과근무시간 한도를 월 45시간, 연 360시간으로 규정했다. 특별한 사정이 있는 경우 초과할 수 없는 근무시간 상한을 연 720시간(월평균 60시간)으로 특례적으로 규정하기도 했다. 그러나 덴쓰의 노사 양측이 장시간 노동 금지 협약을 맺은 상태에서도 버젓이 신입 사원을 혹사하고 파워 하라까지 있었다는 것은 제도보다 기업문화와 의식 변화가 선결 조건임을 보여 줬다. ●“장시간 노동 대책 미흡”… 의식 바꿔야 도쿄신문은 정부안이 정규직과 비정규직 간 불합리한 처우 격차를 없애기 위한 내용도 있어 일정 부분 평가할 만하지만 장시간 근무를 줄이는 부분에서는 불충분하다고 지적했다. 마이니치신문도 퇴근과 출근 사이 일정한 휴식을 확보하도록 하는 ‘근무 간 인터벌 제도’도 노력한다는 권고 조항에 그쳐 노조의 실망감이 크다고 전했다. 또 연구개발직은 규제 대상에 포함되지 않았다. 2015년 뇌·심장질환 산재 인정 건수의 절반을 차지하는 건설업, 운수업 등에 대해서는 시행 후 5년 동안 실시가 유예됐다. 아사히신문은 쟁점이 됐던 ‘장시간 근로 해소 등 초과근무 규제’ 관련 방안은 효과가 제한적일 것으로 내다봤다. 야심 찬 계획에도 입법 및 실행 단계에서 손봐야 할 부분이 많다는 의미다. 도쿄 이석우 특파원 jun88@seoul.co.kr

슈퍼인텔리전스/닉 보스트롬 지음/조성진 옮김/까치/548쪽/2만 5000원 지난해 7월 미국 뉴욕에서 열린 AGI(강인공지능)·ASI(초인공지능) 국제학회. AGI 개발을 지지하는 한 과학자가 AGI 개발 중단을 촉구하는 발제에 “어떻게 일어나지도 않을 그런 바보 같은 주제를 연구할 수 있느냐”고 반박한다. 그 과학자는 “인간들이 좀더 똑똑해지면 돌아오겠다”며 학회장을 박차고 나가버렸다. 미래학자 정지훈 경희사이버대 교수의 현장 목격담이다.인공지능(AI)이 구현할 인류의 미래 전망은 첨예하게 엇갈린다. 손정의 소프트뱅크 회장 같은 이는 지난 2월 스페인 바르셀로나의 ‘모바일 월드 콩그레스(MWC) 2017’ 기조연설을 통해 “30년 내 인간의 뇌를 능가하는 슈퍼 인텔리전스(초인공지능)가 등장하고 인류 문명을 위협하는 감염병, 핵전쟁 등의 위험을 막는 해결책이 될 것”이라고 역설했다. 그 반대 지점에는 인류 존재에 대한 디스토피아적 관점이 있다. 대표적 인물이 영국 옥스퍼드대 인류미래연구소장인 닉 보스트롬이다. 그가 2014년 출간한 ‘슈퍼인텔리전스-경로,위험,전략’은 AI에 대한 세계적 논의의 기폭제가 된 책으로 꼽힌다. 빌 게이츠가 AI의 미래를 전망하기 위해 반드시 읽어야 할 책으로 꼽아 화제가 됐다.저자는 AI 중에서도 ASI 출현 이후의 미래상에 초점을 맞춘다. 당대 인류가 놀라워하는 AI는 ‘ANI’(Artificial Narrow Intelligence·약인공지능)이다. 이 수준만으로도 이미 체스, 오셀로, 바둑 등 인류 고유의 두뇌 게임에서 인간을 뛰어넘었다. 과학계가 개발에 집중하는 AI는 그보다 월등한 ‘기계 두뇌’ AGI와 ASI다. 책의 관점은 인류 손으로 만든 ‘초지능’적 존재를 통제할 기회는 단 한 번뿐이며, 그 기회를 잡기 위해 인류가 할 수 있는 일들이 무엇이냐는 데 있다. 저자는 기존 학계 용어인 ‘싱귤래리티’(기술적 특이점) 개념이 아닌 ‘지능 대확산’이라는 개념으로 기계지능 혁명에 접근한다. 인류 전 개체의 지능지수 분포도에서 ‘동네 바보’와 ‘아인슈타인’의 지능 차이는 대단하지 않은 것처럼 여겨진다. AI 역시 그렇다. 쥐에서 침팬지 수준으로 나아가더라도 여전히 멍청하다고 여기지만, 동네 바보와 아인슈타인 사이의 아주 좁은 간격을 넘는 순간 급작스럽게 도약하게 될 것이라는 설명(인공지능 이론가 엘리저 유드코프스)이다. 저자에 따르면 초지능의 개발 경로는 인간 뇌를 모형화하는 ‘전뇌 에뮬레이션’, 인위적으로 인간 지능 자체를 높이는 ‘반복적인 배아 선별 기술’, 인간과 기계의 결합인 ‘사이보그화’ 등 세 갈래다. 이들 방식 모두 인간을 매개로 한다는 점에서 초지능의 창조주는 단연코 인류다. 초지능의 출현은 그 속도 면에서 빠른 도약이든 중간 속도의 도약이든 차이는 있을지언정 도약 자체는 의심하기 어려워 보인다. 이 대목에서 고민할 지점은 초지능이 인간 집단의 지지를 얻어 스스로 지능을 강화하든, 역으로 해킹을 통해 인류가 가두어 둔 ‘모래상자’를 탈출하든, 인류에 대해 협조적이고 윤리적이겠냐는 측면이다. 책에 예측된 복잡한 시나리오를 보면 분명한 건 ‘잠재적 위험’의 존재다. 초지능이 지구 모든 생명체의 미래를 좌지우지할 가능성, 즉 ‘존재적 재앙’을 일으키지 않을 것이라고 믿을 상당한 근거는 없다고 저자는 지적한다. 단순한 예를 들면 이것이다. 인간은 초지능의 최종 목표로 “인류가 행복해지도록 하라”라고 프로그래밍한다. 초지능은 “인간 뇌의 쾌락 중추에 전극을 이식해 자극한다”로 과제를 수행한다. 이는 인간이 초지능에 기대하는 최종 목표가 알고리즘상에서는 다른 방식으로 얼마든 왜곡될 수 있다는 점을 가리킨다. 이 밖에 하나의 초지능만 개발되는 게 아니라 여러 초지능이 동시 다발적으로 개발될 가능성, 다수의 서로 목표가 상충하는 초지능 간에 일어날 수 있는 결말도 다룬다. 저자의 우려는 극단적으로 여겨지거나 편향적이라는 공격을 받을 수 있다. 하지만 인공지능에 대해 낙관하며 인류의 미래를 기계에 의존하기에는 불안한 게 사실이다. 닉 보스트롬은 “초지능은 현재 준비되지 않은, 한동안 힘겨운 목표이긴 하지만 인간은 폭탄을 가지고 노는 작은 어린아이들 같은 존재이며, 언제 폭발이 일어날지조차 거의 예측이 불가능하다”고 말한다. 문제는 “폭탄을 손에 쥔 아이는 한 명이 아니라 다수이며, 몇몇 바보 같은 녀석들이 무슨 일이 벌어질지 보려고 점화 버튼을 누를 수 있다”(456~457쪽)는 것이다. “이 책을 쓰는 것 자체가 상당히 어려웠다”는 저자의 말마따나 현재의 첨단 기술과 각종 가설, 철학적 사유와 도덕률이 얽혀 읽기는 쉽지 않다. 하지만 저자의 사유와 통찰, 그리고 기술적 관점의 신중함은 경이롭고 탁월하다. 안동환 기자 ipsofacto@seoul.co.kr

학계가 삼겹살, 버터 등의 지방 섭취를 크게 늘리는 대신 쌀밥 등의 탄수화물 섭취를 제한하는 이른바 ‘저(低)탄수화물·고(高)지방 식이요법’에 대해 위험성을 경고하고 나섰다. 대한비만학회는 7일 쉐라톤 서울 디큐브시티 호텔에서 춘계학술대회 기자간담회를 열고 저탄수화물·고지방 식이요법이 심혈관 질환을 유발할 수 있다고 지적했다. 대한비만학회는 지난해 10월에도 대한내분비학회, 대한당뇨병학회, 한국영양학회, 한국지질동맥경화학회와 공동으로 위험성을 경고하는 성명을 낸 바 있다. 대한비만학회 정책이사인 김대중 아주대병원 내분비대사내과 교수는 “저탄수화물·고지방 식사를 장기간 지속하면 나쁜 콜레스테롤이라고 불리는 저밀도콜레스테롤(LDL)이 증가해 각종 심혈관 질환의 발병 위험이 커진다”고 지적했다. 학회에 따르면 저탄수화물·고지방 식이요법은 실질적인 에너지 섭취량을 줄여 단기간 빠르게 체중을 감소시킬 수 있지만, 동시에 영양소 불균형과 섬유소 섭취 감소로 체내 염증 반응을 유발할 수 있다. 또 탄수화물 섭취를 극도로 제한하기 때문에 신체활동에 필수적인 당질이 부족해지고 뇌로 가는 포도당이 줄어들어 집중력이 저하될 위험이 큰 것으로 알려졌다. 만약 어렵게 단기 감량에 성공하더라도 1년 이상 유지하기는 어려울 것이라는 분석이 지배적이다. 탄수화물 섭취를 계속 제한하기가 쉽지 않고, 일상 식사로 돌아가면 빠졌던 몸무게가 증가하는 ‘요요현상’을 겪을 수 있어서다. 김 교수는 “고지방·저탄수화물 식단은 의학적으로 효과가 검증되지 않은 매우 위험한 방법”이라며 “유일한 비만 예방법은 섭취 열량을 줄이고 활동량을 늘리는 것으로 몸에 좋지 않은 단순당과 포화지방을 줄이고 고른 영양 섭취를 해야할 것”이라고 말했다. 이와 함께 대한비만학회는 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)의 연구를 인용해 비만이 암 발생 위험을 높일 수 있다는 사실도 공개했다. 정상 체질량지수(BMI)를 가진 사람에 비해 비만 환자의 상대적 암 발생 위험도가 유의미하게 높다는 설명이다. 비만에 영향받는 암은 대장암, 식도암, 신장암, 유방암, 자궁암, 위암, 간암, 담낭암, 췌장암, 난소암, 갑상선암, 수막종, 다발성 골수종 등 13종이다. 관련 연구결과는 지난해 8월 국제학술지 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨’(NEJM)에 실렸다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr