인간은 일생의 3분의1을 잠을 자면서 보낸다. 현재 60세 노인이라면 약 20년은 잠을 자면서 보냈다는 의미다. 그래서 우리는 때로 잠을 부담스러운 짐으로 느끼기도 한다. 적게 잘 수 있다면 돈을 더 많이 벌고, 공부도 더 잘하고, 삶이 더 풍요로울지 모른다고 생각한다. 잠이란 그렇게 불필요하고 거추장스러운 멍에 같다. 과연 그럴까. 잠의 목적을 거론하기 전에 먼저 잠의 원리부터 알아보자. 우선 뇌과학자들은 오랫동안 깨어 있으면 왜 졸리는지에 대해 궁금해했다. 아침이면 한 잔의 커피로 잠을 쫓고 정신을 차리려는 현대인의 모습을 상상하기란 그다지 어렵지 않다. 그렇다면 졸리는 이유도 커피에 함유된 카페인의 작용기전과 관련돼 있지 않을까. 로버트 매컬리 미국 하버드의대 교수는 카페인이 ‘아데노신’이라는 물질의 작용을 방해한다는 점에 착안했다. 깨어 있는 동안 뇌활동의 부산물로서 아데노신이 증가하는데, 이 물질이 뇌 속에 쌓이면서 졸음과 수면을 유발한다는 사실을 실험적으로 증명했다. 이로써 뇌 속에 존재하는 수면유발 물질 중에서 아데노신이 중요한 물질로 알려지게 됐다. 두 번째로 규명된 사실은 수면이 뇌세포 간의 연결에 영향을 준다는 점이다. 뇌는 깨어 있는 동안 여러 가지 감각기관으로부터 수많은 신호를 받아들여 처리하며 이런 정보를 저장하기 위해 뇌세포 사이에 ‘시냅스’라는 것을 만들어 낸다. 줄리오 토노니 미국 위스콘신대 교수는 깨어 있는 동안 시냅스가 증가하고 잠을 자는 동안 시냅스가 줄어 전체적으로 일정하게 유지된다는 ‘시냅스 평형 가설’을 주장했다. 만약 이 작용이 없다면 우리 뇌는 어느 순간 시냅스로 가득 차 더이상 새로운 정보를 저장할 수 없게 될 것이다. 시냅스 평형을 정상적으로 유지하기 위해 잠이 필수적인 것이다. 이런 설명은 잠을 통해 기억이 증진된다는 사실과도 밀접하게 연관된다. 깨어 있는 동안의 경험은 여러 경로를 통해 뉴런을 자극하고, 자극에 반응한 뉴런들은 새로운 시냅스를 생성하고 기억을 만든다. 이때 강력하고 반복된 자극은 강한 시냅스를 만들고 약하고 덜 중요한 자극은 상대적으로 약한 시냅스를 만든다. 하지만 잠을 자면 일정한 비율로 시냅스가 줄어 결과적으로는 강한 시냅스만 연결이 유지되고 약한 시냅스는 연결을 잃고 만다. 때문에 중요한 기억은 선명해지고, 불필요한 기억은 희미해진다. 세 번째로 수면은 뇌세포 주변 환경에도 깊은 영향을 미친다는 사실에 주목할 필요가 있다. 2013년 마이켄 네더가드 미국 로체스터대 박사는 깨어 있는 동안 뇌 속에 쌓인 부산물이 잠을 자는 동안 뇌에서 배출된다는 사실을 발견했다. 대표적인 부산물로는 치매를 일으키는 물질로 알려진 ‘베타아밀로이드’를 들 수 있다. 연구팀은 이 물질이 수면 중 효과적으로 제거된다는 것을 실험적으로 규명했다. 비록 생쥐를 대상으로 한 실험이긴 하지만, 불면증이나 다른 수면 장애가 뇌 속을 ‘대청소’하는 시간을 빼앗아 감으로써 우리 뇌에 중대한 문제를 일으킬 수 있다는 점을 시사하는 획기적인 연구임에는 틀림없다. 인간은 누구나 하나의 뇌를 갖고 평생 살아가야 한다. 그래서 뇌 건강은 우리 몸 어떤 장기의 건강보다도 중요하다고 할 수 있다. ‘잠이 보약’이라는 옛말이 틀리지 않았음을 뇌과학이 하나씩 밝혀 나가고 있다. 또 수면의학은 건강한 수면이 우리의 뇌건강뿐만 아니라 신체건강에도 중요한 역할을 한다는 것을 이야기하고 있다. 수면건강을 지키는 것이 뇌와 정신과 신체 모두의 건강을 지키는 것임을 잊지 말아야겠다. 광주과학기술원 융합기술원 의생명공학과 교수

일반적으로 외국어를 배워 원어민만큼 유창하게 구사할 수 있는 적령기는 10대로 보고 있다. 그렇지만 학습 적령기가 지난 20·30대나 그 이후에도 꾸준히 외국어를 공부하는 것이 두뇌 노화를 막고 기억력을 높이는 데 도움이 된다는 연구 결과가 나왔다. ●생소한 언어 들을 때 뇌파 활발해져 핀란드 헬싱키대 행동과학연구소와 러시아 고등경제대(HSE) 인지과학센터 공동연구팀은 외국어를 꾸준히 학습하는 것이 뇌를 건강하게 유지하고 기억력을 높이는 데 도움이 된다는 사실을 밝혀내고 기초과학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다. 연구팀은 언어 학습의 적령기가 지난 것으로 간주되는 20·30대 남녀 22명을 대상으로 모국어와 외국어를 들려줬을 때 나타나는 뇌의 활동 상태와 뇌파 발생 형태를 파악하기 위해 뇌전도(EEG) 측정을 실시했다. 연구팀은 모국어로 익숙한 단어, 문장을 들려줬을 때와 모국어에서 잘 쓰이지 않는 단어, 생소한 외국어 단어와 문장을 들려줬을 때의 뇌파를 측정했다. 그 결과 모국어로 된 단어나 문장을 들을 때는 뇌파의 변화가 크지 않고 집중도가 떨어졌지만 생소한 단어나 외국어가 들렸을 때는 뇌가 활발하게 활동한다는 사실을 발견했다. 모국어로 된 생소한 단어를 들을 때보다는 처음 듣는 외국어를 들을 때 뇌파가 활발히 움직이고 기억을 담당하는 대뇌피질 부위의 활동이 왕성하다는 사실도 발견했다. 연구진은 모르는 외국어가 들릴 경우 사람은 대뇌피질에서 익숙한 음성이나 단어를 찾게 되는데, 그 과정을 통해 체계적으로 기억하는 방법을 습득할 뿐만 아니라 뇌를 건강하게 유지할 수 있게 한다고 설명했다. ●“약간 어려운 책 읽어도 도움” 릴리 킴파 헬싱키대 인지과학과 교수는 “이번 연구는 새로운 정보가 자극제가 돼 뇌를 유연하게 만든다는 사실을 보여 준 것으로 외국어 공부뿐만 아니라 자신의 수준보다 약간 어려운 책을 읽는 것도 뇌를 젊게 유지하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고대 지구의 하늘을 지배했던 신종 익룡의 화석이 아르헨티나에서 발견됐다. 최근 아르헨티나 에디지오 페루글리오 고생물 박물관 연구팀은 파타고니아 지역의 호수 밑에서 신종 익룡을 발굴했다는 연구결과를 발표했다. ‘날개를 가진 도마뱀’이라는 뜻을 가진 익룡(翼龍·Pterosaur)은 트라이아스 후기(약 2억 2000만년 전)에 나타나 6500만년 전 공룡과 함께 멸종했다. 익룡은 하늘의 지배세력으로 위세를 떨쳤지만 의외로 연구결과가 많지는 않다. 가장 큰 이유는 익룡의 화석이 공룡과 달리 쉽게 부서질만큼 약해 보존된 것이 거의 없기 때문으로 고생물학자은 이에 익룡을 ‘악몽같은 존재’라고 부르기도 한다. 이번에 발굴된 익룡에 학계에 관심이 쏠리는 이유는 척추와 턱뼈 뿐만 아니라 두개골 부위가 비교적 보존이 잘 된 상태로 발견됐기 때문이다. 이에 익룡의 학명도 '고대 뇌'라는 현지어의 의미를 따 '올카우렌 코이'(Allkauren koi)로 명명됐다. 이 익룡은 약 2억년 전 살았던 것으로 몸통은 고양이 만한 것으로 추정된다. 또한 당시의 다른 익룡들처럼 날카로운 이빨과 손(발)톱을 가졌으며 길게 꼬리가 나있는 것도 특징. 연구를 이끈 디에고 폴 박사는 "이번에 발굴된 올카우렌 코이는 초창기 등장한 익룡과 후기 익룡의 중간단계에 해당된다"면서 "이 때문에 익룡의 진화 역사를 연구하는데 큰 도움을 줄 것"이라고 의미를 부여했다. 이어 "가장 큰 연구성과는 바로 두개골 부위에 대한 정보를 얻게된 것으로 컴퓨터 단층촬영을 통해 거의 완벽하게 복원했다"고 덧붙였다. 한편 초기에 등장한 익룡류는 올카우렌 코이처럼 대체로 날카로운 이빨을 가졌으나 이후에는 ‘이빨빠진’ 익룡이 주류가 됐다. 곧 초창기에는 작은 크기였던 익룡류가 시간이 지나 무려 10m 이상의 날개를 가진 이빨없는 거대 익룡이 됐고, 일부 종은 땅 위에 사는 거대 종으로 바뀌었다는 것이 전문가들의 설명이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘꿈의 신소재’ 그래핀을 활용해 사람 뇌 신경세포(시냅스)의 정보처리 방식을 흉내낸 차세대 메모리 소자를 국내 연구진이 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리 연구단 이영희(성균관대 물리학과 교수) 단장과 유우종 성균관대 전자전기공학부 교수 공동연구팀은 그래핀 같은 2차원 나노소재들로 시냅스를 모방한 터널링 메모리(TRAM) 반도체 소자를 만들고 기초과학 분야 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 2일자에 발표했다. 기존의 메모리 소자는 전극이 3개여서 신호 전달과 저장 처리 과정에 시간이 걸린다. 동시에 여러 가지의 계산을 하기도 쉽지 않다. 연구팀은 시냅스는 2개의 돌기로 신호를 주고받으면서 정보를 저장하기 때문에 적은 에너지로도 고도의 사고를 빠르게 처리할 수 있다는 데 착안했다. 연구팀은 기존 메모리 소자의 전극 3개 중 저장전극을 없애고 두 개 전극만으로 신호를 수신·저장하도록 트램 반도체 소자를 만들었다. 또 그래핀을 소재로 활용해 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 반도체 주재료인 실리콘보다 100배 이상 전자이동성이 빠르며 신축성도 뛰어나다. 연구팀은 웨어러블 기기에 적용하면 기술적 진보를 가져올 뿐만 아니라 인간의 뇌를 그대로 모방한 뉴로모픽 컴퓨터, 일명 인공지능 컴퓨터 개발에도 도움을 줄 것으로 전망했다. 이번에 개발한 트램 구조는 현재 사용되고 있는 실리콘 메모리에도 바로 적용 가능하다고 연구팀은 설명했다. 그러나 전문가들은 소자의 구조 변화는 반도체 공정의 변환이 필요하기 때문에 당장 상용화하는 것은 쉽지 않을 것이라고 내다봤다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

하루에 8시간 근무하는 제도는 이미 시대에 뒤떨어진 것으로, 효율적이지 못한 방법이라고 세계적인 경영 전문가 트래비스 브래드베리 박사는 말한다. 세계적인 베스트셀러 ‘감성지능 2.0’(Emotional Intelligence 2.0)의 저자이기도 한 그는 최근 미국 경제전문지 아이앤씨닷컴을 통해 새롭고 더 생산적인 방법을 시도하라고 제시하고 있다. 브래드베리 박사에 따르면, 원래 하루 8시간 근무라는 개념은 18세기 후반 영국의 산업혁명 시대에 고안된 것으로, 공장에서 일하는 노동자들의 혹독하게 긴 육체노동 시간을 줄이는 것이 목적이었다. 이는 인류의 진보이자 200년 전 노동에 대한 인도적인 노력이었다. 그렇다고 해도 오늘날 우리의 생활방식에 적합하다고는 더는 말할 수 없다는 게 그의 주장이다. 브래드베리 박사는 “그런 과거와 변함없이 우리는 여전히 하루 8시간 노동이 적당하다는 생각에 따라 오랜 시간 계속해서 일하고 있으며 그사이에 휴식도 거의 없거나 전혀 쉬지 못하는 경우도 있다”면서 “실제로 많은 사람이 점심시간에도 계속 일하고 있는 것”이라고 말했다. 이어 “이런 구시대적 발상의 근로 방식은 더는 우리에게 도움이 되지 못한다”면서 “오히려 실제로는 걸림돌이 되기도 한다”고 덧붙였다. 그렇다면 우리는 이제 어떻게 일해야 할까. 박사가 제시하는 대안을 다음과 같이 소개한다. ■ 하루를 계획하는 최고의 방법 하루 8시간 근무제가 그다지 효율적이지 못하다는 것은 연구를 통해서도 밝혀지고 있다. ‘라트비아판 페이스북’으로 불리는 SNS(사회관계망서비스) ‘드라우기엠’(Draugiem.lv) 등을 운영하는 IT 기업 드라우기엠 그룹은 컴퓨터 응용 프로그램을 사용해 직원들의 근무 습관을 추적 조사했다. 특히 이 프로그램은 직원들이 다양한 업무에 대해 얼마만큼의 시간을 사용하고 그에 따른 생산성 수준은 어느 정도인지 비교 분석했다. 그러자 직원들의 활동을 측정하는 과정에서 어떤 흥미로운 특징이 발견됐다. 이는 근무 시간의 길이가 별로 중요하지 않았다는 것이다. 중요한 점은 사람들이 하루를 어떻게 계획하고 있는지에 관한 것으로, 특히 휴식 시간을 철저하게 지킨 사람은 오랜 시간 계속해서 일한 사람보다 훨씬 더 생산적인 것으로 밝혀졌다. 또한 일과 휴식의 이상적인 비율은 52분 업무에 17분 휴식이라는 것을 알 수 있었다. 이 일정을 유지하고 있는 사람은 자기 일에 대해 특히 높은 집중력을 유지하고 있었다. 대략 1시간을 하나로 구분하면 이들은 그동안 완수해야 할 업무에 대해 100% 집중, SNS를 잠시 확인하거나 메신저(이메일)에 신경을 쓰지도 않았다. 또한 피로를 느낄 때 즉 약 1시간 근무 뒤에는 짧은 휴식을 취하고 휴식 중에는 완벽하게 일과는 떨어져 있었다. 이에 따라 재충전한 상태로 다시 생산적인 1시간을 보낼 수 있다. ■ 당신의 두뇌는 1시간의 켜짐과 15분의 꺼짐을 원한다 마법처럼 생산성을 향상하는 이런 업무와 휴식의 비율을 알고 있는 사람은 라이벌에게도 지는 일이 없다. 이런 업무와 휴식의 비율은 사람 마음의 근본적 요구에 기반을 두고 있기 때문이다. 사람의 뇌는 본래 에너지 상태가 높을 때(대략 1시간) 일하고 그후에는 에너지가 낮은 시기 (15~20분 정도)로 들어간다. 대부분의 사람은 인간의 에너지의 자연스러운 모습으로 ‘높은 에너지에 의해 집중할 수 있는 시간’과 그 뒤에 이어지는 ‘비생산적인 시간’ 사이를 왔다갔다 한다. ‘비생산적인 시간’에는 피로를 느끼고 주의력 또한 산만해진다. 피로가 쌓이고 주의가 산만해지는 것에 스스로 혐오를 느끼는 것을 막기 위해 가장 좋은 방법은 하루를 계획적으로 보내는 것이다. 1시간 이상 일해 산만해지거나 녹초가 되기도 하는 중에, 어떻게든 노력하려고 하는 것이 아니라 생산성이 떨어지기 시작한 시기를 휴식 시간의 신호라고 파악해 보자. 진정한 휴식은 자신의 하루를 생산하는 것이라는 점을 이해한다면, 더 편하게 휴식을 취할 수 있을 것이다. 우리는 피로를 내버려 두고 피로를 느끼면서도 계속 일하는 경향이 있다. 심지어 에너지와 집중력을 잃기 시작한지 한참 지났음에도 말이다. 또한 우리가 휴식이라고 생각하는 휴식은 진정한 휴식이 아니다. 메시지를 확인하거나 유튜브를 보는 것은 산책하는 것처럼 에너지를 충전해주지 않는다. ■ 당신의 하루를 관리하라 하루 8시간 근무는 전략적으로 1시간 간격으로 쪼개야 그 역할을 할 수 있다. 당신에게 원래부터 있던 에너지를 당신의 노력만큼이나 중요한 것으로 생각하면 상황은 훨씬 원활하게 될 것이다. 다음 4단계로 완벽한 리듬을 몸에 익혀보자. 1. 하루를 1시간 간격으로 쪼개라 우리는 일반적으로 일별, 주별, 월별로 ‘○○을 완료해야 한다’는 계획을 세운다. 하지만 그보다 지금 자신이 해낼 수 있는 일에 집중하는 것이 훨씬 효율적인 것이다. 올바른 리듬을 익히는 것 이상으로 그날의 계획을 1시간 간격마다 계획을 세워 기력이 꺾일 것 같은 일도 스스로 다룰 수 있는 수준으로 나누면, 단순하게 할 수 있다. 원칙대로 제대로 하고 싶은 분은 52분 간격으로 하루를 계획할 수도 있지만, 1시간으로도 똑같이 잘 될 것이다. 2. 자신의 시간을 존중하라 이처럼 중간에 휴식 시간을 두는 인터벌 전략은 비교적 짧은 시간에 최고의 집중력을 발휘하는 것으로 최상의 상태인 에너지를 사용할 때만 효과가 있다. 휴식 시간에 메시지를 보내고 이메일이나 SNS를 확인하며 시간을 낭비하면 이 전략을 사용하는 목적 전부를 잃는 것이다. 3. 진정한 휴식을 취하라 드라우기엠 그룹의 조사에서 자주 휴식을 취하는 사람은 전혀 휴식을 취하지 않은 사람보다 생산적이라는 것을 발견했다. 그뿐만 아니라 의식적으로 휴식할 수 있는 휴식을 취하는 사람은 직장에서 휴식으로 잘 전환 않는 사람보다 더 건강한 상태일 수 있다. 생산성을 높이기 위해서는 컴퓨터 나 전화, 해야 할 일을 적은 목록에서 벗어나야 한다. 산책이나 독서, 수다 등 휴식은 에너지를 보충하기 위해 가장 효율적인 방법이다. 왜냐하면 자기 일에서 벗어날 수​​ 있기 때문이다. 바쁜 날에는 휴식 시간에 이메일이나 전화를 거는 것도 어쩔 수 없다고 생각할지 모르지만, 아니다. 그런 생각은 버려라. 4. 몸이 말해줄 때까지 휴식을 참지 말라 피곤했기 때문에 휴식을 취한다는 것은 너무 늦는다. 이미 생산성을 최대로 끌어올릴 기회를 놓치고 있는 것이다. 자신의 일정을 지킨다는 것은 자신이 가장 생산적일 때 일하는 것이며, 비생산적인 때에는 확실하게 휴식을 취하는 것이다. 피로할 때와 집중력이 없을 때 일을 계속하는 것보다 짧은 시간이라도 휴식하는 것이 훨씬 생산적이라는 것을 잊지 마라. ※ 정리하면 당신의 하루를 당신이 지닌 원래의 에너지 수준에 맞춰 일하는 시간과 쉬는 시간으로 나눠라. 그러면 그날의 업무는 더 빨라지고 생산성은 향상될 것이다. 사진=ⓒ 포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

특별한 원인 없이 손이 떨리는 ‘수전증’ 환자의 뇌에 초음파를 쬐 증상을 개선할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 2일 장진우 연세대 신경외과 교수팀은 원인 없는 수전증 치료를 위해 해외 연구팀과 진행한 공동 연구에서 ‘고집적초음파수술’(MRgFUS)의 효과를 확인했다고 밝혔다. 이 기기는 1000개의 초음파 발생장치를 활용해 650㎑의 출력으로 뇌 병변에 초음파를 집중시키는 방식이다. 볼록렌즈를 이용해 빛을 한 점에 모으면 열이 발생하는 것과 비슷한 원리다. 두개골을 절개하지 않기 때문에 환자의 부담감이 적다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘뉴잉글랜드저널오브메디슨’(NEJM)에 실렸다. 연구팀이 한국과 해외에서 모집한 76명의 수전증 환자를 대상으로 실험한 결과 손 떨림 정도인 CRST 수치는 수술 전 27.7점에서 수술 3개월 뒤 9.6점으로 크게 감소했다. 대조군은 16.0점에서 15.8점으로 큰 변화가 없었다. 환자에게 출혈이나 감염 등 심각한 치료 부작용은 없었다고 연구팀은 설명했다. 다만 36~38%의 환자에서 보행 장애증상과 가벼운 감각 이상이 나타났고 수술 12개월 뒤에는 대부분 호전됐다고 덧붙였다. 장 교수는 “수전증은 환자와 가족 모두의 삶을 피폐하게 만드는 질환으로, 많은 환자들이 두개골을 열고 수술을 받아야 한다는 부담감에 치료를 거부하는 경향이 높았다”며 “하지만 수술 다음날 일상으로 복귀할 수 있을 정도로 빠른 회복력을 갖춘 고집적초음파수술의 효과를 확인해 매우 고무적이다”라고 말했다. 아울러 “파킨슨병 같은 운동질환과 난치성 우울증·강박증 같은 정신질환 치료 연구도 진척된 단계에 도달해 조만간 좋은 결과가 나올 것으로 기대한다”고 전했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

밤새 술을 마신 다음날 오전 내내 속쓰림과 숙취로 괴로워하다가도 오후가 되면 다시 술 생각이 난다는 이들이 있다. 알코올 중독은 아닌 것 같은데 왜 자꾸 ‘한잔’ 생각이 나는 걸까. 미국 인디애나대 의대 신경과학과 데이비드 케러켄 교수팀은 술에 대한 갈망은 전두엽과 우뇌 뒤쪽 깊숙한 곳에 자리잡은 완두콩만 한 크기의 ‘복측선조체’가 지속적으로 자극되기 때문이라고 설명한다. 일반적으로 알코올 중독이 알코올 남용과 의존 증상에서 시작된다는 사실은 알려져 있지만 의존 증상의 발현 방식은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 24~26세의 건강한 남성 28명을 대상으로 일주일에 15~16잔씩 스포츠음료와 물, 맥주를 마시도록 하면서 90일 동안 추적 관찰을 했다. 음료를 마신 직후부터 3시간마다 기능성자기공명영상(fMRI)과 양전자단층촬영(PET) 기법으로 뇌를 촬영했다. 그 결과 스포츠음료와 물을 마셨을 때는 시간이 지나도 뇌에 특별한 변화가 없었지만, 맥주를 마신 직후에는 전두엽과 복측선조체가 활성화됐다. 6시간이 지나자 복측선조체가 집중적으로 자극받았다. 아울러 맥주를 즐겨 마시는 사람은 계속 맥주를 찾게 된다는 것도 확인됐다. 기쁨과 만족감에 관여하는 복측선조체는 알코올로 과다하게 자극받고, 지속적으로 알코올을 받아들이도록 뇌 회로를 바꾸기 때문이라고 연구진은 설명했다. 케러켄 교수는 “이번 연구는 우뇌 복측선조체가 알코올 중독 현상에 중요한 역할을 한다는 것을 처음으로 알아냈다는 데 의미가 있다”고 말했다. 연구 결과는 정신과학 분야 국제학술지 ‘알코올 중독-임상 및 실험연구’ 8월 30일자에 담겼다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고대 지구의 하늘을 지배했던 신종 익룡의 화석이 아르헨티나에서 발견됐다. 최근 아르헨티나 에디지오 페루글리오 고생물 박물관 연구팀은 파타고니아 지역의 호수 밑에서 신종 익룡을 발굴했다는 연구결과를 발표했다. ‘날개를 가진 도마뱀’이라는 뜻을 가진 익룡(翼龍·Pterosaur)은 트라이아스 후기(약 2억 2000만년 전)에 나타나 6500만년 전 공룡과 함께 멸종했다. 익룡은 하늘의 지배세력으로 위세를 떨쳤지만 의외로 연구결과가 많지는 않다. 가장 큰 이유는 익룡의 화석이 공룡과 달리 쉽게 부서질만큼 약해 보존된 것이 거의 없기 때문으로 고생물학자은 이에 익룡을 ‘악몽같은 존재’라고 부르기도 한다. 이번에 발굴된 익룡에 학계에 관심이 쏠리는 이유는 척추와 턱뼈 뿐만 아니라 두개골 부위가 비교적 보존이 잘 된 상태로 발견됐기 때문이다. 이에 익룡의 학명도 '고대 뇌'라는 현지어의 의미를 따 '올카우렌 코이'(Allkauren koi)로 명명됐다. 이 익룡은 약 2억년 전 살았던 것으로 몸통은 고양이 만한 것으로 추정된다. 또한 당시의 다른 익룡들처럼 날카로운 이빨과 손(발)톱을 가졌으며 길게 꼬리가 나있는 것도 특징. 연구를 이끈 디에고 폴 박사는 "이번에 발굴된 올카우렌 코이는 초창기 등장한 익룡과 후기 익룡의 중간단계에 해당된다"면서 "이 때문에 익룡의 진화 역사를 연구하는데 큰 도움을 줄 것"이라고 의미를 부여했다. 이어 "가장 큰 연구성과는 바로 두개골 부위에 대한 정보를 얻게된 것으로 컴퓨터 단층촬영을 통해 거의 완벽하게 복원했다"고 덧붙였다. 한편 초기에 등장한 익룡류는 올카우렌 코이처럼 대체로 날카로운 이빨을 가졌으나 이후에는 ‘이빨빠진’ 익룡이 주류가 됐다. 곧 초창기에는 작은 크기였던 익룡류가 시간이 지나 무려 10m 이상의 날개를 가진 이빨없는 거대 익룡이 됐고, 일부 종은 땅 위에 사는 거대 종으로 바뀌었다는 것이 전문가들의 설명이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태아 때 지카바이러스에 감염된 아기들에게서 소두증뿐만 아니라 근골격계 희귀장애인 선천성 관절만곡증이 나타날 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 소두증은 ‘빙산의 일각’에 불과하다는 지적이 나온다. 브라질 헤시페병원(RHR) 페르난도 피게이라 교수 연구팀은 최근 브리티시 메디컬 저널에 발표한 논문에서 지난 3월 기준으로 지카바이러스에 감염된 임신부에게서 태어나 선천성 감염증 진단을 받은 104명의 아기 가운데 7명이 선천성 관절만곡증 판정을 받았다고 밝혔다. 선천성 관절만곡증은 관절 자체엔 이상이 없지만 척수와 관절 주변 근육, 조직 등의 발달 이상으로 팔다리가 관절 부위에서 안으로 심하게 휘는 증상을 말한다. 혼자 일어설 수 없을 정도의 장애가 생길 수 있다. 지카바이러스가 성인에게서 감각 다발성 신경병증을 일으킬 수 있다는 연구 결과도 발표됐다. 30일 과학전문지 유레크앨러트 등에 따르면 미국 루이지애나주립대학 신경학과 존 잉글랜드 교수 연구팀은 지카바이러스에 감염된 62세 온두라스 남성에게서 지카바이러스 감염 급성 증상기에 감각 다발성 신경병증이 나타났다고 보고했다. 신경 손상으로 뇌와 척수에서 뻗어 나온 여러 곳의 말초신경에 이상 증상이 나타나는 병이다. 손이나 발이 자극과 상관없이 저릿저릿하거나 화끈거리고 때로는 칼로 도려내는 듯한 통증이 있으며 심하면 감각이 저하된다. 잉글랜드 교수팀은 다른 원인으로 이 환자가 이런 증상을 보인 것일 수도 있으나 지카바이러스에 의한 염증이 직접 감각 신경에 영향을 줄 수 있음을 시사한다고 설명했다. 우리 보건 당국도 최근 지카바이러스 유행 지역을 방문한 무증상 남성과의 성 접촉을 통해 여성이 지카바이러스에 감염된 사례가 해외에서 보고된 만큼 증상 여부와 상관없이 귀국 후 2달간은 성관계를 피해 달라고 요청했다. 한편 질병관리본부는 최근 싱가포르와 영국령 버진아일랜드에서 모기에 의한 지카바이러스 감염 추정 사례가 잇따라 보고되자 해당 지역을 지카바이러스 발생국가에 포함시켰다. 이로써 질병관리본부가 지정한 지카바이러스 발생국가는 모두 73개국이 됐다. 세종 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

흔히 지루할 때 하품을 한다고 생각들을 한다. 물론 지루한 상황에서 자신도 모르게 입을 크게 벌려 하품을 하곤 한다. 하지만 꼭 그 이유만은 아니다. 과학적 이론은 당신이 하품을 하는 몇 가지 다른 이유를 설명하고 있다. 영국 매체 더선은 최근 '하품을 하는 재미난 과학적 이유'를 소개했다. 첫째, 생리학적 이유다. 우리 몸에 쌓인 이산화탄소를 몰아내고 좀더 많은 산소를 마시려 할 때 하품한다는 이론이다. 이는 우리가 많은 사람들과 같은 공간에 함께 있을 때 하품이 더 잘 나오는 현상을 설명해준다. 하지만 신경과학자인 로버트 프로빈 매릴랜드대 교수는 "이 이론을 검증하기 위해 사람들이 많이 모여있는 곳에 산소를 더 공급하기도 하고, 이산화탄소를 줄여보기도 했지만 모두 하품을 막는 데 그리 효과적이지 못하다는 결론에 도달했다"고 말했다. 둘째, 진화론적 이유다. 하품은 인류의 조상 때부터 지속되어온 것이며, 당시 그들은 상대방을 위협하기 위해 치아를 보여주는 행동의 일환이었다는 얘기다. 다른 사람들 역시 하품은 초기 인류가 쓴 미묘한 신호체계의 하나였다고 말한다. 셋째, 그냥 지루하기 때문이다. 가장 상식적으로 널리 알고 있는 이유다. 하지만, 이는 예컨대 올림픽 참가 선수들이 왜 시합 직전 하품을 하거나 개들이 공격적 의사를 내비치기 전에 왜 하품하는지 설명해주는 데 한계가 있다. 두 경우 모두 지루한 탓은 아닐텐데 말이다. 넷째, 뇌를 차갑게 만들기 위한 것이라는 얘기다. 가장 최신 이론이기도 하다. 연구자들은 최근 '하품은 뇌가 좀 차가워져야할 상황. 즉 뇌가 지나치게 활발하게 움직여서 뜨거워진 상황에서 더욱 빈번하게 나온다'는 연구결과를 발표하기도 했다. 이들은 이 가설을 검증하기 위해 실험참가자들의 이마에 차가운 수건 혹은 뜨거운 수건을 올려놓은 뒤 그 각각 상황에 대한 뇌의 반응을 조사했다. 그 결과 차가운 수건을 올렸을 때 뇌가 차분해지면서 초롱초롱해진다는 사실을 확인했다. 즉, 사람들은 뇌가 뜨거워졌을 때 뇌를 좀더 차갑고, 기민하게 만들기 위해 무의식적로 하품을 한다는 설명이다. 이제 회의석상에서 참신한 아이디어가 떠오르지 않는다면, 힘껏 하품을 해서 뇌를 각성시키는 것도 하나의 방법이 될 수 있다. 물론 팀장의 따가운 눈치를 조금 살피기는 해야겠지만 말이다. 박성국 기자 psk@seoul.co.kr

뚱뚱한 사람의 뇌가 노화되는 속도가 날씬한 사람에 비해 훨씬 빠르다는 연구결과가 나왔다. 영국 케임브리지대학 연구진은 20~87세 성인 473명을 대상으로 비만 여부와 뇌 구조 사이의 연관관계를 밝히는 연구를 진행했다. 연구진은 실험참가자의 체질량지수(BMI)에 따라 BMI가 25이하인 날씬한 그룹과 BMI가 26이상인 과체중 그룹으로 나눈 뒤 뇌의 단면을 분석한 결과, 두 그룹 사이의 ‘백질’(white matte)의 부피에 뚜렷한 차이가 있는 것을 확인했다. 백질은 회백질 사이를 연결하는 조직으로, 뇌를 이루는 또 다른 조직인 회백질(grey matter)과 차이를 보인다. 일반적으로 어두운 색을 띠는 회백질(Grey matter)은 생각하는 기능을 담당하는 반면, 백질은 회백질과 회백질 사이를 연결하는 신경섬유로서 정보를 전달하는 통로 역할을 한다. 과체중 그룹은 날씬한 그룹보다 백질의 규모가 전반적으로 감소해 있는 것을 확인했다. 회백질 또는 백질의 부피가 줄어들면 인지능력이 떨어져 알츠하이머에 노출될 위험이 높아지는 것으로 알려져 있다. 연구진은 또 두 그룹 전체를 대상으로 나이가 들수록 백질의 부피에 어떤 변화가 생기는지 조사한 결과 과체중 그룹의 경우 50세 때부터 백질의 부피가 확연하게 줄어들었지만, 날씬한 그룹에게서는 60세부터 같은 현상이 나타났다. 즉 과체중 그룹의 뇌가 날씬한 그룹의 뇌에 비해 10년 정도 더 빨리 늙어간다는 것. 연구진은 뇌의 백질 부피가 급격하게 줄어든 과체중 그룹을 대상으로 지능지수(IQ) 등의 테스트를 진행했지만, 과체중 혹은 비만과 개개인의 인지능력 차이 간의 명확한 관계는 찾아내지 못했다. 연구진은 “비만이 뇌의 노화를 촉진하는 정확한 과정은 아직 밝혀지지 않았지만 상호 관계가 있다는 것은 확실하다”면서 “하지만 이번 연구는 몸무게나 먹는 음식, 운동 등의 요소가 뇌와 인지능력, 기억력에 미치는 영향을 밝히는데 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 자세한 연구결과는 노화 신경 생물학 저널(the Journal Neurobiology of Aging) 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

진통제로 사용되는 모르핀은 아편의 주성분인 알칼로이드로 만들어졌다. 이 탓에 강한 마취나 진통, 진정, 호흡 억제 작용이 있으나 과다 투여시 사망에 이를 수 있고 중독성이 강해 끊임없이 부작용 논란이 제기돼 왔다. 모르핀은 펜타닐과 옥시코돈 등과 함께 ‘마약성 진통제’로 분류돼 왔는데, 최근 모르핀의 부작용은 없애고 효과는 그대로 유지한 새로운 진통제가 개발돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국의 스탠포드의과대학, 독일의 에를랑겐 뉘른베르크대학 공동 연구진이 개발한 것은 ‘PZM21’로 명명된 합성물질이다. 일반적으로 마약성 진통제는 통증을 완화시키는 신경전달물질인 도파민이 뇌로 과다 유입되는 부작용이 있다. 진통제를 지속적으로 사용할 경우 도파민 수치가 높은 상황이 이어지고, 이후 같은 양의 도파민을 얻기 위해서는 더 많은 진통제를 필요로 함으로서 과다복용 혹은 중독의 부작용을 유발한다. 하지만 연구진이 만든 PZM21은 도파민 과잉분비를 유도하지 않아 모르핀 등 마약성 진통제의 대표적인 부작용인 중독성을 낮췄다는데 큰 의의가 있다. 실제 쥐를 대상으로 한 실험 결과, 실험쥐들에게서는 어떤 중독 증상도 나타나지 않았다. 뿐만 아니라 마약성 진통제의 또 다른 부작용인 변비 증상 역시 실험쥐들에게서 찾아볼 수 없었다. 현재까지 마약성 진통제의 부작용이 끊임없이 문제가 됐음에도 불구하고 사용비율이 높았던 것은 이를 대체할 수 있는 의약품이 없었기 때문이었는데, PZM21의 개발 성공으로 환자들이 안전한 진통제 처방을 받을 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 다만 아직 실험쥐를 대상으로 실험 외에 임상실험은 진행되지 않았기 때문에 유통까지는 시간이 걸릴 것으로 보인다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학 저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

한의사도 현대의료기기인 ‘뇌파계’를 사용해 파킨슨병과 치매를 진단할 수 있다는 법원 판단이 나왔다. 뇌파계의 활용이 한의사 의료 행위에 포함되지 않는다는 기존의 인식을 깬 것이어서 의료계의 주목을 받고 있다. 서울고법 행정2부(부장 이균용)는 한의사 A씨가 보건복지부를 상대로 낸 한의사 면허 자격정지 처분 취소소송에서 “면허정지 처분을 취소하라”고 판결했다고 26일 밝혔다. 서울 서초구에서 한의원을 운영하는 A씨는 2010년 9월부터 석 달간 파킨슨병과 치매를 진단하는 데 뇌파계를 사용했다는 이유로 복지부로부터 2012년 4월 면허정지 3개월 처분을 받았다. 뇌파계는 뇌파(대뇌피질에서 발생하는 전압파)를 검출해 증폭·기록하는 의료기기로, 뇌종양·간질 등을 진단하거나 뇌를 연구하는 데 사용된다. A씨는 복지부의 처분에 불복해 재결신청을 냈지만 중앙행정심판위원회는 뇌파계 사용이 면허정지 대상이라는 기존 판단을 유지했다. 2013년 3월 A씨가 다시 행정소송을 내면서 뇌파계 사용이 면허정지 대상인 ‘면허된 것 이외의 의료 행위’에 해당하는지가 쟁점으로 떠올랐다. 의료법 27조 1항에 따르면 의료인이라도 면허로 허용된 것 이외의 의료 행위를 할 수 없다. A씨는 “뇌파계는 식품의약품안전처 허가를 받은 의료기기로서 잠재적 위험성이 낮은 ‘위해도 2등급’에 속한다”며 “이는 일반인도 쓸 수 있는 다기능 전자 혈압계나 귀 적외선 체온계와 같은 수준”이라고 주장했다. 이에 1심은 “뇌파계를 파킨슨병이나 치매 진단에 사용한 것은 한방 의료에 포함된다고 보기 어렵다”며 복지부의 손을 들어 줬다. 그러나 항소심 재판부는 “의사국가시험에서도 뇌파검사 능력 평가는 필기시험만 이뤄질 뿐 임상 경력이 요구되지 않는 점에 비춰 볼 때 한의사도 환자 상태를 파악하는 데 중요한 지표로 충분히 뇌파계를 활용할 수 있다”며 “의료기기가 계속 발전하고 사용도 보편화하는 추세로, 용도·원리가 한의학적 원리와 접목된 의료기기는 (한의학에도) 허용할 필요성이 있다”고 지적했다. 서유미 기자 seoym@seoul.co.kr

어느덧 가을의 두 번째 절기인 처서가 지나고, 해가 지면 제법 선선한 바람이 불어오는 요즘이다. 하지만 22년 만의 폭염을 기록하는 등 올 여름은 유난히도 더웠고, 그 여파로 아직까지 뜨거운 열기가 남아있는 것도 사실이다. 이글이글 타오르는 햇빛으로 인해 확장된 모공과 벌겋게 달아오른 볼, 까무잡잡하게 탄 피부를 진정시키고 싶다면 우유와 화장솜을 준비해보자. 우유를 화장솜에 듬뿍 적셔 얼굴, 피부에 올려두면 열을 내려주며 진정효과까지 누릴 수 있다. 이는 우유 속의 다양한 영양소 때문이다. 한국식품과학연구원에 따르면 칼슘은 살결을 부드럽게 하고 구리와 철분은 혈색을 좋게 하며, 칼륨은 건조한 피부와 여드름에 좋다고 한다. 우유 속에는 이러한 영양소가 함유되어 있을 뿐만 아니라, 수분과 무기질이 다량 함유돼 피부와 비슷한 온도의 우유를 흡수시키면 산뜻한 피부로 가꾸는 데 도움이 된다. 우유를 섭취해 영양보충을 해주는 것도 더위에 지친 피부에 도움이 된다. 영양이 부족한 피부는 거칠고 윤기가 사라져 푸석해 보이기 마련인데, 우유 속의 단백질과 비타민 등의 영양소는 이를 보충해준다. 특히 우유 속 비타민A, 리보플라빈 등은 얼굴의 불필요한 피지 제거 및 여드름 방지와 노화 촉진의 원인인 과산화지질을 분해하기 때문에 더위에 지쳐 집에 돌아온 후에 우유 한 잔을 마시는 습관은 피부에 더할 나위 없이 좋은 습관이다. 우유는 열대야로 인한 불면증 해결에도 도움을 준다. 우유가 함유하고 있는 다양한 영양소 중 빼놓을 수 없는 것은 바로 단백질이다. 그 중, 단백질을 구성하는 아미노산 중 하나인 ‘트립토판’은 수면 및 각성 리듬을 조절하는 중요한 물질로, 식이를 통해 흡수해야 하는 필수 아미노산 중 하나다. 트립토판을 구성하는 알파-락트알부민은 뇌 세로토닌 수준을 상승시키는데, 이는 사람의 기분과 인지기능에 긍정적인 영향을 미치며 스트레스와 노화에 대한 인지를 약화시킨다. 실제로 우유 섭취 후 뇌파 검사 결과, 느리고 안정적인 뇌파가 나타나 수면의 질이 좋은 것으로 밝혀지기도 했다. 이 외에 비타민B1, 칼륨, 칼슘 등은 신경을 안정시키는 역할을 한다. 잠들기 전 공복에 마시는 우유 한 잔은 수면의 질을 높여주고, 다음 날 개운하게 기상할 수 있도록 도움을 준다. 체력이 다소 약한 노인층들은 여름이라는 계절에 취약하다. 따라서 단백질을 비롯한 다양한 영양소를 포함한 건강 음료인 우유 섭취가 더욱 권장된다. 보건복지부의 국만건강영양조사 원자료에 따르면, 65세 남성이 주2회 이상 우유를 마시면 월1회 미만으로 섭취하는 이보다 골다공증에 걸릴 위험이 55% 감소하는 것으로 나타났다. 50~64세 여성이 우유를 주1회~월1회 마시면 월1회 미만으로 섭취하는 이보다 골다공증 발생 위험이 37% 낮았다. 이 외에도 하루 우유 두 잔으로 대장암 발생률을 75%까지 낮출 수 있는 것으로 알려지기도 했다. 오한진 의학박사는 25일 “우유 속 글루타티온이라는 항산화물질이 노화 방지에 도움을 주고, 비타민B12가 뇌신경 세포 재생 역할을 해 치매 예방에 좋다”며 “이 외에도 락토페린, 비타민D 등 항암효과를 가지고 있는 성분이 우유에 함유되어 있기 때문에 노인층이 걸리기 쉬운 골다공증이나 대장 관련 질환을 예방하기 위해서는 우유를 섭취하는 것을 권장한다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

피부암 중 가장 높은 치사율과 전이율로 악명 높은 악성 흑색종이 다른 장기로 전이하는 구조를 해명했다고 이스라엘 텔아비브대 연구팀이 23일(현지시간) 발표했다. 이는 흑색종 치료에 대변혁을 가져올 수 있는 발견이라고 한다. 텔아비브대가 주도한 국제 연구팀은 모든 피부암 중에서도 가장 심각한 악성 흑색종이 이 암에 관련한 작은 물집(낭종 또는 수포)를 신체의 다른 부위로 보낼 수 있다는 것을 발견했다. 이후 연구팀은 흑색종 전이를 예방하는 물질을 개발하는 데 성공했다. 이 물질은 “미래의 치료제로 유망한 후보를 제공할 수 있다”고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 카밋 레비 박사(인간분자유전학·생화학부)는 “이번 연구는 완전한 치료법을 향한 중요한 단계다”면서 “이번 성과가 흑색종을 위협이 아닌, 쉽게 치료할 수 있는 질병으로 바꾸는 데 도움이 될 것으로 우리는 기대한다”고 말했다. 연구논문에서 레비 박사는 “흑색종의 위협은 피부에 나타나는 최초의 종양에 있는 것이 아니다”라면서 “오히려 (그 위협은) 전이에 있는데 즉, 뇌·폐·간·뼈 등의 중요 장기에 콜로니(증식 덩어리)를 형성하기 위해 이동하는 종양 세포가 위협적인 것”이라고 밝혔다. 이어 “우리는 흑색종이 어떻게 먼 장기로 전이하는지를 밝혀냈으며, 전이 단계에 이르기 전에 그 과정을 저지하는 방법도 발견했다”고 덧붙였다. 이번 연구는 텔아비브대 연구팀이 독일 등의 암 전문가들과 공동으로 시행한 것으로, 그 결과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 셀 바이올로지’(Nature Cell Biology) 최신호(22일자)에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

진통제로 사용되는 모르핀은 아편의 주성분인 알칼로이드로 만들어졌다. 이 탓에 강한 마취나 진통, 진정, 호흡 억제 작용이 있으나 과다 투여시 사망에 이를 수 있고 중독성이 강해 끊임없이 부작용 논란이 제기돼 왔다. 모르핀은 펜타닐과 옥시코돈 등과 함께 ‘마약성 진통제’로 분류돼 왔는데, 최근 모르핀의 부작용은 없애고 효과는 그대로 유지한 새로운 진통제가 개발돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국의 스탠포드의과대학, 독일의 에를랑겐 뉘른베르크대학 공동 연구진이 개발한 것은 ‘PZM21’로 명명된 합성물질이다. 일반적으로 마약성 진통제는 통증을 완화시키는 신경전달물질인 도파민이 뇌로 과다 유입되는 부작용이 있다. 진통제를 지속적으로 사용할 경우 도파민 수치가 높은 상황이 이어지고, 이후 같은 양의 도파민을 얻기 위해서는 더 많은 진통제를 필요로 함으로서 과다복용 혹은 중독의 부작용을 유발한다. 하지만 연구진이 만든 PZM21은 도파민 과잉분비를 유도하지 않아 모르핀 등 마약성 진통제의 대표적인 부작용인 중독성을 낮췄다는데 큰 의의가 있다. 실제 쥐를 대상으로 한 실험 결과, 실험쥐들에게서는 어떤 중독 증상도 나타나지 않았다. 뿐만 아니라 마약성 진통제의 또 다른 부작용인 변비 증상 역시 실험쥐들에게서 찾아볼 수 없었다. 현재까지 마약성 진통제의 부작용이 끊임없이 문제가 됐음에도 불구하고 사용비율이 높았던 것은 이를 대체할 수 있는 의약품이 없었기 때문이었는데, PZM21의 개발 성공으로 환자들이 안전한 진통제 처방을 받을 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 다만 아직 실험쥐를 대상으로 실험 외에 임상실험은 진행되지 않았기 때문에 유통까지는 시간이 걸릴 것으로 보인다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학 저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

차바이오텍은 줄기세포 기반 알츠하이머성 치매 치료제(CB-AC-02)의 임상 1상과 2a상을 시작한다고 22일 밝혔다. 이번 임상시험은 만 50세 이상 알츠하이머성 치매 환자를 대상으로 치료제의 안전성과 잠재적 치료 효과를 평가하는 1상과 2a상 시험을 동시에 하는 방식으로 시행한다. 보건복지부의 ‘보건의료기술연구개발사업’ 지원을 받아 김현숙 분당차병원 신경과 교수가 주도한다. 차바이오텍의 알츠하이머성 치매 치료제는 태반 조직에서 추출한 줄기세포를 이용해 정맥 주사 방식으로 만든 세포치료제다. 별도의 배양이 필요한 주문 생산 방식이 아닌 냉동보관 제형의 ‘기성품’으로 공급돼 기존 제품보다 비용이 적게 드는 장점이 있다. 해당 물질은 2013년 동물실험을 통해 쥐의 인지능력 개선과 알츠하이머 질환을 유발하는 물질로 알려진 뇌 내 ‘아밀로이드 베타’의 축적 감소가 확인된 바 있다. 당시 연구는 차바이오텍과 문지숙 차의과학대 바이오공학과 교수팀이 함께 진행했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

태아에게 소두증을 유발하는 것으로 알려진 지카바이러스가 성인의 뇌에도 치명적 손상을 일으킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 스템셀’ 18일자에 지카바이러스는 학습과 기억에 관여하는 뇌세포를 급속히 파괴하고 복구 속도를 늦춘다는 연구가 실렸다. 이 연구에는 미국 록펠러대 하워드휴즈 의학연구소, 라호야 알레르기·면역학 연구소, 샌퍼드버넘 의학연구소, UC샌디에이고 아동병원 유전자연구소의 연구진이 참여했다. 지금까지 지카바이러스에 감염되면 태아에게서 소두증이 나타나고, 성인에게는 발열, 두통 같은 증상이나 급성 마비성 질환인 ‘길랭바레 증후군’ 정도만 나타나는 것으로 알려졌다. 태아에게 소두증이 나타나는 이유는 지카바이러스가 뇌 신경세포(뉴런)를 만드는 줄기세포의 일종인 신경계 전구세포를 공격하기 때문이다. 태아의 뇌는 신경계 전구세포들로 채워져 있어 지카바이러스의 영향이 치명적이다. 성인의 뇌는 거의 성장을 마쳐 신경계 전구세포가 많지 않다. 이 때문에 지카바이러스에 감염되더라도 뇌에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 알려져 있었다. 그러나 연구진은 이번 연구를 통해 학습과 기억, 인지 기능에 관여하는 전뇌의 뇌실하영역과 해마의 과립하영역에 남아 있는 신경계 전구세포가 공격받는다는 사실을 밝혀냈다. 연구진이 인간 뇌 속 신경계 전구세포 분포와 비슷한 형태를 보이는 성인 쥐를 지카바이러스에 감염시킨 결과 바이러스에 감염된 지 며칠 만에 전뇌와 해마에 있는 신경계 전구세포가 급속히 감소했다. 더불어 재생과 회복도 더뎠다. 연구진은 쥐뿐만 아니라 인간에게도 이런 현상이 나타나는지, 성인의 뇌세포 손상이 장기적인 신경계 손상으로 이어지는지에 대한 추가 연구에 착수했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

건강검진이 일반화되면서 엑스레이를 찍거나 컴퓨터단층촬영(CT)을 하는 사람들이 많다. 정확한 진단을 위해 이런 영상 촬영을 여러 각도로 진행하지만, 이 경우 검진자의 방사선 피폭량이 늘어난다는 문제가 있다. 국내 연구진이 인공지능 기술을 활용해 이런 걱정을 덜어 줄 수 있는 촬영 기술을 찾아 주목된다. ●예종철 연구팀 ‘딥러닝’ 활용 카이스트 바이오 및 뇌공학과 예종철 석좌교수팀은 최신 인공지능 기술인 ‘딥러닝’을 활용해 방사선량을 적게 하고도 고화질의 CT 영상을 얻을 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 의학물리학자협회(AAPM)가 지난 1일 개최한 ‘국제 저선량 CT 영상 획득 그랜드 챌린지’ 대회에서 2위에 올랐다. CT는 엑스레이를 활용하기 때문에 찍을수록 피폭 위험이 커진다. 이 때문에 방사선량을 줄인 ‘저선량’ 촬영도 하지만 해상도가 낮아 정확도가 떨어진다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 딥러닝 기술에 주목했다. 딥러닝은 사람의 뇌 신경망을 모방해 기계가 스스로 판단하고 학습할 수 있도록 한 인공지능의 핵심 기술이다. ●방사선 줄여도 해상도 같아 연구팀은 영상변환 신호처리 기법인 ‘웨이블릿 변환’을 딥러닝과 접목시켜 저선량 CT 영상에서 발생하는 영상 왜곡과 해상도 저하 문제를 해결했다. 일반 CT 영상과 정상선량을 4분의1로 줄여 찍은 저선량 CT 영상을 확보해 딥러닝 기술을 적용했다. ‘노이즈’(영상잡음) 패턴과 이를 제거하도록 학습시켜 일반 CT 영상과 똑같은 해상도를 확보했다. 예 교수는 “이번 연구는 최신 인공지능 기술로 방사선 피폭량을 획기적으로 줄일 수 있는 CT 원천 기술을 개발했다는 데 의미가 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최초의 경험임에도 불구하고 이미 본 적이 있거나 경험한 적이 있다고 느끼는 느낌을 일컫는 ‘데자뷔’는 학계에서도 정확한 원인 및 과정과 관련해 의견이 분분한 현상으로 꼽힌다. 최근 영국 세인트앤드루스대학교 연구진은 데자뷔 현상의 원인을 밝히기 위해 총 21명의 실험참가자를 대상으로 실험을 진행했다. 연구진은 실험참가자들에게 데자뷔 현상이 나타나도록 유도하는 환경을 만들고 이 과정에서 뇌의 특정 부위가 어떻게 변화하는지 관찰했다. 예컨대 실험참가자들은 침대(bed), 베개(pillow), 밤(night), 꿈(dream) 등의 단어 리스트를 들었지만, 이 단어리스트에는 공통적으로 연관된 개념인 ‘잠’(sleep)이라는 단어는 포함돼 있지 않았다. 이후 연구진은 실험참가자들에게 어떤 단어를 들었는지 퀴즈를 냈다. 우선 알파벳 ‘S’로 시작하는 단어를 들은 적이 있냐는 물음에 실험참가자들은 ‘아니요’라고 답했지만, ‘잠’(Sleep)이라는 단어를 들었는지를 물었을 때 공통적으로 ‘그렇다’라고 답했다. 일종의 데자뷔 현상이자 틀린 기억이 삽입된 것이다. 연구진은 이 과정에서 실험참가자들의 뇌 기능성자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시한 결과, 기억과 관련한 뇌 부위인 대뇌 측두엽의 해마가 활성화 될 것으로 예상했지만 결과는 완전히 달랐다. 해마가 아닌 전두부 영역(frontal brain area)이 활성화 되는 것을 확인한 것이다. 전두부 영역은 의사결정에 영향을 미치는 뇌 부위로 알려져 있다. 연구진은 이번 실험을 통해 우리가 실제로 경험한 것과 경험했다고 생각하는 것 사이에서 충돌이 발생할 경우, 우리 뇌는 기억을 바로 잡는 의사결정을 위해 전두부 영역을 활성화 시킨다는 것을 확인했다. 동시에 이러한 데자뷔 현상으로 우리 뇌가 잘못된 기억을 할 경우, 전두부 영역이 활성화 되면서 "당신의 기억은 틀린 것"이라는 신호를 보낸다고 연구진은 설명했다. 연구를 이끈 세인트루이스대학교 애리카 오코너 박사는 “이번 연구는 데자뷔 현상이 나타나는 동안 기억을 바로잡기 위해 뇌의 특정 부위가 활성화 되며, 이러한 현상은 뇌가 매우 건강하다는 것을 의미하기도 한다”고 설명했다. 이와 관련한 자세한 연구결과는 지난달 헝가리 부다페스트에서 열린 학술 컨퍼런스인 ‘인터내셔널 컨퍼런스 온 메모리’(international conference on memory)에서 발표됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr