AI 딥러닝 통해 유형별 서열 분석자르지 않고도 유전자 조절 가능특정 세포서만 효과적으로 작용유전자 치료제 개발 신기원 기대 올해 노벨과학상을 한 단어로 설명해 보라고 하면 단연 ‘인공지능’(AI)이다. 노벨물리학상은 AI 기계학습의 기초를 마련한 학자들에게, 노벨화학상은 AI로 새로운 단백질을 찾고 단백질의 3차원 구조를 예측하는 방법을 찾아낸 연구자들에게 돌아갔다. 실제로 최근에는 많은 연구 현장에서 AI를 사용하고 있다. 미국 의생명과학 연구기관 잭슨연구소(JAX), 매사추세츠공과대(MIT)-하버드대 브로드연구소, 예일대 공동 연구팀은 AI로 다양한 세포 유형에서 유전자 발현을 정밀하게 조절할 수 있는 수천 개의 새로운 DNA 스위치를 설계했다. 이번에 만든 DNA 스위치는 특정 조직에서 유전자를 원하는 대로 활성화하거나 억제할 수 있게 해 유전자 치료나 생명공학 분야의 혁신을 이끌 것으로 전망된다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 10월 24일자에 실렸다. 최근 과학자들은 크리스퍼 같은 유전자 편집 기술을 이용해 생체 세포 내 유전자를 바꿀 수 있는 방법을 개발했다. 그렇지만 특정 세포 유형이나 조직에서만 유전자를 조절하는 것은 여전히 어려운 문제로 남아 있었다. 한 유기체 내 모든 세포에는 같은 유전자가 포함돼 있지만 특정 기능을 할 때 모든 유전자가 필요한 것은 아니다. 이는 DNA 스위치인 ‘시스조절인자’(CREs) 때문이다. CREs는 전사인자와 결합해 유전자 발현을 조절하는 유전체 서열 부위로 세포 특이적 활성을 갖고 있어 유전자 치료제 개발을 위한 표적으로 주목받고 있다. 사람에게 수천 개의 서로 다른 CREs가 존재한다는 것은 파악했지만 CREs의 작동 방식을 정확하게 이해하지는 못했다. 이에 연구팀은 AI 딥러닝으로 혈액, 간, 뇌 세 가지 유형 세포에서 모든 DNA 서열을 분석하고 조합해 새로운 합성 CREs를 만드는 데 성공했다. 이 과정에서 연구팀은 DNA 내 CREs 서열이 RNA 생성량에 영향을 미칠 수 있다는 사실도 확인했다. 연구팀은 이를 바탕으로 원하는 CREs를 효과적으로 설계할 수 있는 ‘DNA 활성화 계산 최적화’(CODA)라는 AI 플랫폼을 만들었다. CODA를 활용하면 혈액 세포에서는 활성화하지만 뇌나 간 등 다른 부위의 세포에서는 억제되는 CREs를 만들 수 있다. 연구팀은 AI로 설계한 합성 CREs를 생체 세포에 추가해 원하는 세포 유형에서는 잘 활성화되는 대신 다른 세포에서는 활성화되지 않는지를 실험했다. 그 결과 합성 CREs가 자연 CREs보다 훨씬 효과적으로 작동하는 것이 관찰됐다. 또 CODA로 설계한 합성 CREs를 이용해 제브러피시와 생쥐 실험을 한 결과, 부작용 없이 효과적으로 원하는 생체 특성을 얻는 데 성공했다. 실제로 합성 CREs를 통해 제브러피시의 간에서는 형광 단백질을 활성화하지만 다른 세포에서는 활성화하지 않도록 했다. 연구를 이끈 라이언 튜헤이 JAX 교수는 “이번 기술은 신체의 나머지 부분에 영향을 미치지 않고 원하는 조직에서 유전자 발현을 높이거나 낮출 수 있게 해 준다”며 “기초 연구뿐 아니라 유전자 치료의 신기원을 열어 줄 것”이라고 말했다.

한없이 더울 것만 같던 여름이 가고 가을이 깊어지면서 거리의 나무들도 울긋불긋 옷을 갈아입고 있습니다. 가을이 되면 우울감과 함께 극심한 피로감을 느끼며 수면 장애를 겪는 이들도 늘어납니다. 평소와 똑같이 생활하고 스트레스가 더 심해진 것 같지도 않은데 날씨가 선선해지고 계절이 바뀌면서 갑자기 밤잠을 이루기 힘들어지곤 합니다. 밤이 길어지고 일조량이 줄어들어 멜라토닌 분비가 늘어나면서 나타나는 ‘계절성 불면증’ 때문입니다. 이상하게 생각될 수 있겠지만 갑자기 잠이 많아지는 것도 불면증이랍니다. 어쨌든 ‘시간이 약’이라며 불면증을 방치할 경우 다양한 질환의 원인이 될 수 있기 때문에 주의해야 합니다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 연구팀은 수면의 질이 좋지 않아 잠드는 데 시간이 오래 걸리거나, 깊이 잠들지 못하는 사람은 중년 후기부터 뇌 건강이 급격히 악화할 수 있다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘신경학’ 10월 24일자에 실렸습니다. 연구팀은 평균 연령 40세인 건강한 성인 남녀 589명을 대상으로 수면과 뇌 건강의 관계를 장기 추적 조사했습니다. 실험 참가자들은 5년 간격으로 수면 시간, 깊이 잠드는 정도, 잠드는 데 걸리는 시간, 잠에서 깨는 횟수, 아침에 일어나는 시간, 낮에 졸림 정도 등 수면의 질과 관련한 여섯 가지 특성을 묻는 설문지를 작성했습니다. 연구팀은 설문 조사의 나쁜 수면 특성 답변 개수에 따라 실험 참가자들을 세 그룹으로 나눴습니다. 첫 번째 그룹은 나쁜 수면 특성이 0~1개 있는 사람, 중간 그룹은 2~3개, 높은 집단은 4개 이상 답한 사람으로 구분했습니다. 그리고 15년 뒤 기능성자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 찍었습니다. 연구팀은 설문 조사와 fMRI 결과를 종합해 인공지능(AI) 기계학습으로 참가자별 뇌 나이를 계산했습니다. 그 결과 중간 그룹은 낮은 집단에 비해 평균 1.6세 뇌 나이가 더 많았고, 높은 그룹은 평균 2.6세 더 많은 것으로 나타났습니다. 특히 잠들기 어려워하고, 깊이 잠들지 못하며, 이른 아침에 깨는 것이 다른 요인보다 뇌 노화에 더 큰 영향을 미치는 것으로 조사됐습니다. 불면증은 신체적 피로감과 함께 우울감까지 동반해 삶의 질을 악화하고, 장기적으로는 뇌 건강에도 악영향을 미치는 만큼 서둘러 치료하는 것이 좋을 듯싶습니다.

美연구팀 “낙태권 폐기 후 영아사망률 증가”텍사스 여성, 기형아 진단 받고도 결국 출산“딸이 보라색으로 변해가” 4시간 만에 사망전문가 “치명적인 선천적 기형아 임신 증가” 미국 연방 대법원이 연방 차원의 낙태(임신중절)권을 보장한 ‘로 대 웨이드’ 판결을 폐기한 이후 1년 반 동안 예상보다 수백명 많은 영아가 사망했으며, 사망한 영아의 대다수는 선천적 이상 또는 결함을 가지고 있었다고 지난 21일(현지시간) CNN이 보도했다. 보도에 따르면 이날 미국의사협회지(JAMA)에 게재된 오하이오주립대 공중보건대학 부학장인 마리아 갈로 교수가 이끈 연구팀의 관련 논문에는 낙태권 폐기 판결 이후 18개월 동안의 영아 사망률을 이전의 추세와 비교한 내용이 담겼다. 연구팀은 판결 이후 몇달간 영아 사망률이 평소보다 높았다고 밝혔다. 2022년 10월, 지난해 3월과 4월의 영아 사망률은 평소보다 약 7% 높았다. 이 기간 매월 247명의 영아가 추가로 사망했다. 논문의 제1 저자인 대학의 역학 조교수 파르바티 싱 박사는 “이것은 빙산의 일각”이라며 “사망률은 모든 건강 상태의 궁극적인 결과이며, 근원적인 질병과 어려움을 보여주는 지표일 수 있다”고 말했다. CNN은 지난 7월 텍사스주 보건서비스부에 요청해 입수한 영아 사망률 데이터를 공개하면서 2022년 텍사스에서 전년 대비 11.5% 증가한 227명의 영아가 사망했다고 전했다. 특히 심각한 유전 및 선천적 결함으로 인한 영아 사망률은 같은 기간 21.6%나 급증했다. 텍사스주는 2021년 임신 6주 이상 임신부의 낙태를 금지했다. 이듬해 연방 대법원이 낙태권을 폐기하자 산모의 생명을 보호하기 위한 낙태를 제외한 모든 낙태를 금지했다. 사만다 카시아노라는 이름의 여성은 임신 20주차에 병원에서 태아가 뇌와 두개골 발달이 미흡한 희귀병을 앓고 있다는 진단을 받았다. 태아는 죽은 채로 태어나거나 출생 직후 사망할 것이라는 설명도 덧붙었다. 그럼에도 텍사스에 거주하던 카시아노는 낙태가 합법인 다른 주로 수술을 받으러 갈 여유가 없었다. 결국 지난 3월 카시아노는 출산을 했고, 세상에 나온 딸은 4시간 동안 숨을 헐떡이다가 사망했다. 텍사스주를 상대로 소송을 제기한 카시아노는 “딸이 분홍색에서 빨간색으로, 다시 보라색으로 변해가는 것을 지켜봐야 했다”며 법정에서 증언했다. 그는 소송을 제기한 이유에 대해 “낙태를 할 수 있었다면 딸은 고통받지 않았을 것이기에 소송은 큰 의미가 있다”고 CNN에 말했다. 또 다른 연구에서는 낙태가 금지된 주에서 출산율이 증가하는 현상 중 일부는 치명적인 선천적 기형을 가진 태아를 임산한 여성이 증가하고 있는 것과 관련 있다는 분석이 나왔다. 캘리포니아대 샌프란시스코 산부인과의 우시마 우파디아이 부교수는 “임신을 원했든 원치 않았든 사람들이 낙태 서비스를 받을 수 있었다면 낙태로 끝났을 임신이 (기형아 임신의) 상당수를 차지한다는 것을 알고 있다”고 말했다. 전문가들은 낙태 금지가 의료 서비스에 대한 접근성에도 광범위하게 영향을 미칠 수 있으며, 이는 산모와 아기 모두의 위험을 증가시킬 수 있다고 말한다고 CNN은 전했다.

오메가3가 치매가 없는 40대 이상에서 인지기능 중 하나인 집행기능을 향상시키는 것으로 나타났다. 성남 분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수팀이 40대 이상 중장년층의 오메가3 섭취량과 기간에 따른 인지기능 영향을 분석해 발표했다. 오메가3는 EPA, DHA 등을 주요 구성성분으로 하는 지방산의 한 종류다. 오메가3를 섭취하면 지질개선과 항염증과 항혈소판 작용으로 혈관을 보호하고 신경발달, 시냅스 기능을 촉진시켜 인지기능을 개선시키는 것으로 알려져 있다. 오메가3에 대한 그동안의 섭취 용량 가이드라인 연구는 심혈관계 질환 예방에 초점이 맞추어져 있고, 인지기능 관리 차원에 오메가3 용법에 대한 연구는 없었다. 이에 김기웅 교수팀은 기존 연구들을 활용하는 메타분석으로 치매가 없는 40대 이상에서 오메가3 섭취량과 인지기능간의 상관관계를 규명하고자 연구를 진행했다. 김교수팀은 오메가3와 관련된 논문 1386편 중 ▲40대 이상 무작위 선별 ▲위약 대조 ▲3개월 이상의 연구 기간 ▲적절한 인지테스트 결과 등을 기준으로 연구에 적합한 논문 24편을 선정했다. 선정된 논문을 종합하면 연구 대상 수는 치매가 없고 40대 이상인 9660명이었으며, 연구 기간은 3개월~36개월, 오메가3 하루 복용량은 230mg~4000mg이었다. 이를 바탕으로 메타분석을 진행했다. 연구 결과 치매가 없는 40대 이상에서 오메가3 섭취는 인지기능 중 하나인 집행기능을 향상시키는 것으로 나타났다. 특히, 오메가3 섭취를 시작한 첫 12개월 동안 집행기능의 향상 효과가 증가했고, 하루에 500mg 이상의 오메가3를 섭취하거나, EPA 성분을 하루 420mg까지 섭취할 때 이러한 효과가 두드러졌다. 집행기능이란 여러 하위 인지기능을 제어, 조절하는 것으로 목표를 설정하고 이를 달성하기 위해 계획을 세우고 행동을 조절하는 능력을 말한다. 이번 연구는 오메가3의 섭취량과 기간에 따라 중년이후의 집행기능에 미치는 영향을 연구한 최초의 메타분석이다. 단순히 오메가3와 집행기능 사이의 연관성만 살핀 것이 아니라 집행기능에 긍정적인 영향을 기대할 수 있는 오메가3 섭취량과 기간을 구체적으로 제시했다는 점에서 의의가 있다. 김 교수는 “기존의 오메가3 섭취 용량 가이드라인이 심혈관계질환 예방에 초점을 맞췄다면, 이번 연구는 집행기능을 관리할 수 있는 오메가3 섭취량을 밝혔다는데 의미가 있다”며 “식사 패턴에서 고등어, 등푸른 생선과 계란, 아몬드, 두부 등 오메가3가 풍부하게 들어있는 식품의 섭취량을 증대시키면 건강한 뇌를 유지하는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 한편, 이번 연구는 SCIE 국제의학학술지인 ‘BMC Medicine’(IF 9.3)에 게재됐다.

서점가 쏟아지는 러시아문학 연구서·에세이 인간의 심연을 탐구하거나 광장에 나와 세계의 대안을 찾거나. 최근 서점가에 러시아문학 연구서·에세이가 쏟아지고 있다. 우크라이나 전쟁이 장기화하고 최근 북한까지 가세하면서 불안은 점점 커지고 있지만 그럴수록 더 깊은 이해가 필요한 법. 한국에서 사랑받고 지금까지도 재해석되는 러시아문학은 주로 러시아혁명(1917년) 이전에 활동했던 작가들의 작품이다. 인간의 실존을 웅숭깊게 사유했던 러시아의 문학과 지성은 100년이 지난 지금 어디로 사라졌는지도 생각해 볼 필요가 있다. 연세대 노어노문학과 김진영 교수의 ‘광장의 문학’(성균관대출판부)은 한국문학 속 러시아문학의 영향을 추적한 연구서다. 이 책에서 김 교수는 한반도에서 러시아와 소비에트 문학이 어떻게 읽히고 해석됐는지 분석했다. ●이효석·이태준도 체호프에게서 영감 한국에서 러시아 극작가이자 소설가인 안톤 체호프(1860~1904)의 작품은 거의 한 해도 거르지 않고 꾸준히 무대에 오른다. 얼마 전 배우 전도연이 연기한 작품도 체호프의 ‘벚꽃동산’이었다. 체호프의 이 작품은 한국에서 1934년 12월 당시 ‘앵화원’이라는 제목으로 극예술연구회가 처음 무대에 올렸다고 한다. 소설에서도 영향이 확인된다. ‘메밀꽃 필 무렵’의 작가 이효석(1907~1942)은 10대 시절 체호프의 작품을 즐겨 읽었다고 하고 한국 근대 단편소설을 완성했다고 평가받는 이태준(1904~?) 역시 체호프에게서 깊은 영감을 받았다. 김 교수는 “1930년대 조선 작가들은 체호프 문학에 비추어 식민지 현실의 절망감을 대리 분출함과 동시에 체호프극 메시지 안에서 ‘절망 속의 희망’을 찾고자 했다”고 정리했다. 러시아 대문호 도스토옙스키(1821~1881) 연구의 권위자로 꼽히는 석영중 고려대 노어노문학과 교수의 ‘눈 뇌 문학’(열린책들)은 평생을 러시아문학에 헌신했던 그의 연구를 집대성했다. ‘보이는 것과 보이지 않는 것에 관한 문학적 성찰’이라는 부제의 책은 ‘본다는 것은 무엇인가’라는 질문에서 시작해 자유로운 인문적 상상을 펼친다. ‘성경’을 비롯해 다양한 텍스트를 다루지만 그래도 핵심적으로 인용되는 건 단연 러시아문학이다. 특히 러시아문학 고전인 알렉산드르 푸시킨(1799~1837), 도스토옙스키, 체호프 등의 문학에서 구현된 꿈, 몽상, 환각, 환시 등의 문제를 현대 인지신경과학의 논의와 접점을 찾아내면서 문학의 새로운 가능성을 탐구하는 장면이 인상적이다. ●입문자들을 위한 에세이 개정판도 석 교수는 레프 톨스토이(1828~1910)와 도스토옙스키를 처음 읽는 입문자들을 위한 에세이의 개정판도 최근 펴냈다. ‘인생의 허무는 어디에서 오는가’(톨스토이), ‘무엇이 삶을 부유하게 만드는가’(도스토옙스키)로 둘 다 위즈덤하우스에서 출간됐다. 돈만이 최고 미덕으로 치부되며 도덕은 무용한 것으로 여겨지는 세상에서 우리가 건질 것이라고는 허무뿐이다. 어떻게 살아야 하는가. 책장 한편에 놔뒀던 ‘카라마조프가의 형제들’(도스토옙스키)을 펼쳐 볼 때다.

순천향대(총장 김승우)는 순천향의생명연구원 심재원 교수 연구팀이 자가포식(autophagy) 현상이 WNT 신호전달체계 제어로 사람 신경세포 분화 과정 조절을 통해 특정 뇌신경 발생 질환의 발병 과정을 규명했다고 21일 밝혔다. 자가포식조절 이상은 다양한 신경 질환과 관련이 있다. 비키 증후군(Vici syndrome)은 자가포식 기전과 관련된 유전자의 돌연변이로 인해 발생하는 희소 질환으로, 뇌 신경계에 소두증(microcephaly)을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이러한 질환 양상을 통해 자가포식 기전의 변화가 뇌신경 발달에 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있지만, 그 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 심 교수 연구팀은 한양대 의과대학 이상훈 교수, 장미윤 교수 연구진과 공동으로 사람 전분화능 줄기세포로부터 신경세포를 분화시키는 과정을 사람 신경발생의 시험관 모델로 삼아, 자가포식이 신경발생 과정에서 수행하는 역할을 규명했다. WNT 신호체계는 세포 발생 과정에서 다양한 기능을 하며, 신경전구세포(neuronal progenitor)에서는 세포분열을 촉진하고 신경세포로의 분화를 억제하는 역할을 한다. WNT 신호체계의 매개체인 DVL2 단백질이 필요할 때 자가포식에 의해 조절되며, 신경세포 분화 시 자가포식에 의해 WNT 신호체계가 억제돼 신경분화가 정상적으로 진행된다는 사실을 규명한 것이다. 교신저자인 심재원 교수는 “이번 연구로 사람 전분화능 줄기세포를 이용한 질환 모델 연구를 자폐 스펙트럼 장애 등 뇌신경 발달 질환의 병리 기전 규명 및 치료법 개발로 확장하겠다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 지역혁신 선도연구센터사업, 중견연구자 지원사업 및 범부처재생의료기술개발사업의 지원을 통해 수행됐다. 연구성과는 “자가포식의 WNT 신호전달체계 제어에 의한 신경세포 분화 조절 (Autophagy controls neuronal differentiation by regulating the WNT-DVL signaling pathway)” 제목으로 국제학술지 Autophagy (IF 14.6, CELL BIOLOGY 분야 rank 93.9%, 2023 JCR 기준) 10월 온라인 판에 게재됐다.

코미디나 시트콤을 보다 보면 남자들끼리 서로 시비가 붙었을 때, 좀 더 약해 보이는 남자가 쪼르르 여자 뒤로 숨는 모습이 등장해 웃음을 자아낸다. 그런데, 이런 전략이 실제로 동물들에게서는 갈등을 피하는 수단으로 쓰이는 것으로 나타나 눈길을 끈다. 미국 델라웨어대 정신·뇌 과학과, 통합 신경과학 연구부, 데이터 과학 연구소, 프린스턴대 신경과학 연구소, 에모리대 생물학과, 에모리 국립 영장류센터 사회 신경과학연구부 공동 연구팀은 수컷 생쥐는 다른 수컷 생쥐에게 공격받을 때 암컷 생쥐를 이용해 공격자의 주의를 분산시키고 갈등을 피한다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 10월 16일 자에 실렸다. 연구팀은 수컷 생쥐 두 마리와 암컷 생쥐 2마리를 우리에 넣고 상호 작용하는 모습을 5시간 동안 관찰했다. ‘수컷 2-암컷 2’로 짝지은 여러 생쥐 집단을 관찰한 결과, 다른 많은 동물처럼 생쥐도 사회적 지위 또는 계층이 나뉘어져 있으며, 거의 모든 집단에서 수컷 한 마리는 다른 수컷에게 상당히 공격적인 것으로 나타났다. 연구팀은 단순한 관찰만으로는 생쥐 간 사회적 상호작용을 관찰하기 쉽지 않기 때문에 공격적 상호작용과 그에 따른 반응을 분석하기 위해 기계 학습 모델링도 사용했다. 연구팀은 3000건 이상의 수컷 생쥐 간 충돌을 관찰했고, 기계 학습 알고리즘은 공격받았을 때 가장 가능성 높은 반응과 이런 행동이 갈등을 해결했는지, 심화시켰는지 조사했다. 그 결과, 공격받은 수컷 생쥐는 암컷 생쥐 중 한 마리에게 달려가 공격을 피하는 것으로 나타났다. 이는 일종의 ‘미끼-전환 전술’의 일종이라고 연구팀은 설명했다. 공격적인 수컷 생쥐는 다른 생쥐를 쫓아가다가, 암컷 생쥐를 만나면 공격적인 상황을 멈춘다는 것이다. 다른 전술을 쓰는 수컷 생쥐도 있었지만 그럴 때는 잠시 공격을 피할 뿐, 결국에는 더 큰 싸움으로 확대되는 것으로 관찰됐다. 그렇지만 ‘미끼-전환 전술’을 사용하는 경우는 공격받은 수컷 생쥐는 공격자 생쥐가 암컷과 만나는 동안 멀리 떨어져 있을 수 있어 더 큰 싸움이 벌어지지 않는 것으로 나타났다. ‘미끼-전환 전술’이 갈등을 완화하는 효과적인 방법일 수 있지만, 공격받는 생쥐에게는 자기 암컷을 상대에게 넘겨준다는 단점이 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 조슈아 노이누벨 델라웨어대 교수(뇌과학)는 “인공지능을 활용해 수컷 생쥐가 근처 암컷에게 의지해 상대의 공격을 분산하고 갈등을 완화한다는 사실을 새로 알게 됐다”고 말했다. 노이누벨 교수는 “이번 연구는 인공지능 기계학습이 동물 행동을 연구하는 데도 도움이 된다는 사실을 보여준다”며 “비슷한 방법으로 사회적 계층이 나뉘어 있는 다른 동물 종들도 공격과 갈등을 어떻게 해결하는지 연구할 계획”이라고 덧붙였다.

노벨상 수상자 발표 시즌이 끝났다. 올해는 한국인 첫 노벨문학상 수상 소식에 가려 노벨과학상에 관한 관심이 다른 해보다 적었다. 한강 작가의 노벨문학상 수상을 축하하면서 노벨과학상으로 눈을 돌려 보자. 2024년 노벨과학상에서 가장 화제가 된 것은 인공지능(AI)이다. 노벨물리학상은 기계학습 시스템의 기초가 된 뇌의 뉴런 구조를 모방한 신경망 모델 연구에 주어졌다. 노벨화학상은 AI 모델을 개발해 복잡한 단백질 구조를 예측한 연구에 돌아갔다. 사실 AI에 대한 대중의 관심은 2023년 챗GPT와 함께 뜨거웠다가 미지근해졌다. 그러나 현실에서 AI는 빠르게 발전하고 있으며 우리 사회관계와 일상에 조용히 그러나 폭넓게 퍼져 나가고 있음을 2024년 노벨과학상이 새삼 일깨워 줬다. 과학기술 발전과 함께 인간의 신체 능력과 감각 능력은 계속 확장됐고 증강 인간 개념까지 등장했다. 증강 인간의 쉬운 예는 영화 ‘어벤저스’의 ‘아이언맨’이다. 과학기술이 인간 능력을 향상시킨 역사는 길다. 안경, 망원경, 현미경은 시각의 확장이고 도르래, 지렛대, 바퀴는 근육의 확장이다. 도구의 인간, ‘호모 파베르’가 인간 본성을 나타낸다면 21세기의 도구인 첨단기술을 활용한 증강 인간의 등장은 자연스럽다. 그런데 현실에서는 교육에 AI를 일찍부터 도입하는 것에 관해 의견이 나뉜다. 증강 인간이 인간의 본성에 가깝다면 조기 AI 교육과 활용은 인지 능력과 추론 능력을 확장하기 위한 적극적인 행위다. 이에 대해 너무 일찍 AI에 노출되는 것이 정상적인 인지 능력, 학습 능력, 문해력 발전을 방해하므로 적절하지 않다는 반론이 있다. 어느 쪽이 맞는지 아직 사회적 합의가 이뤄지지 못한 상태다. 이미 AI 시대가 됐으므로 초중등교육 과정에서 적극적인 AI 교육과 활용은 피할 수 없어 보인다. 다만 AI로 대체되는 능력 대신 어떤 새로운 능력을 키워 주는 것이 좋을지, 또 그런 교육을 어떻게 실현할지에 대해서는 고민이 필요하다. 현미경이 시각의 확장이 되려면 현미경을 능숙하게 조작할 수 있는 능력이 필수이기 때문이다. AI와 감성의 관계 문제도 있다. 인간은 이성과 감성을 모두 가지고 있는데 AI는 어떨까? AI는 인간 감성의 확장이 될 수 있을까? 어떤 이는 AI가 인간 감성을 흉내낼 뿐 이해하고 표현하는 데는 한계가 있다고 하고, 어떤 이는 AI가 센서 기술과 결합하면 충분히 가능하다고 본다. 어느 쪽이든 상관없이 우리는 AI를 활용하면서 감성지능을 향상시킬 수 있다고 생각한다. 감성지능은 감정 및 정서가 주는 정보를 처리하고 파악하는 능력이고, 공감 능력은 상대방의 감정과 주장에 대해 자신도 그러하다고 느끼는 능력이다. 우리는 이미 문자, 소리, 이미지로 표현된 감정의 정보를 파악하고 공감하는 능력을 갖추고 있다. AI는 실시간 반응하면서 다양한 감정 정보를 제공할 수 있으므로 책과 방송이 그러했듯 우리 인간에게 더 풍부한 감성지능과 공감의 경험을 줄 수 있을 것이다. 이은경 전북대 과학학과 교수

약 90년 전 멸종한 ‘태즈메이니아 호랑이’(thylacine)가 부활할 가능성이 현실화되고 있다. 최근 호주 멜버른 대학과 미국 생명공학 업체 ‘콜로설 바이오사이언스’는 태즈메이니아 호랑이 복원의 획기적인 진전을 이루었다고 발표했다. 이들 연구팀이 밝힌 획기적인 진전은 108년 된 태즈메이니아 호랑이 표본 샘플에서 DNA 염기서열을 추출했는데, 이것이 원래의 염기서열과 99.9% 동일하다는 주장이다. 또한 연구팀은 이 표본에서 더 취약한 RNA를 추출해 이를 통해 연구팀은 태즈메이니아 호랑이의 어떤 유전자가 특정 조직에서 발현되는지 확인할 수 있었다고 밝혔다. 콜로설 바이오사이언스의 CEO 벤 램은 “태즈메이니아 호랑이가 언제 복원될 지 구체적인 날짜를 정하지는 않았지만 우리 팀이 핵심 연구 분야에서 상당한 진전을 이뤘다”고 평가했다. 콜로설 바이오사이언스의 자문위원이자 멜버른 대학에서 게놈 복원을 이끌고있는 안드레 파스크 박사도 “이 뛰어난 샘플은 태즈메이니아 호랑이의 유전자 발현을 이해할 수 있는 훌륭한 기회를 제공했다”면서 “이를 이용하면 태즈메이니아 호랑이가 어떤 맛을 느끼고 어떤 냄새를 맡고 시력과 심지어 뇌가 어떻게 기능하는지까지 알아낼 수 있을 것”이라고 기대했다. 연구팀은 밝힌 훌륭한 샘플은 멜버른 대학에 오랜시간 방치돼 있던 태즈메이니아 호랑이 표본을 말한다. 이 표본은 110년 전 죽은 태즈메이니아 호랑이의 머리 가죽을 벗겨 에탄올에 담겨있었다. 다만 이렇게 멸종한 태즈메이니아 호랑이의 유전체를 완벽하게 재구성해도 세상에 태어나게 해야하는 또다른 과정은 남아있다. 이를 위해 연구팀은 태즈메이니아 호랑이와 유사한 DNA를 가진 생쥐를 닮은 유대류종 ‘두나트’에서 줄기세포를 채취하고 유전자 편집 기술을 사용한다는 계획이다. 곧 두나트 줄기세포를 태즈메이니아 호랑이 줄기세포로 변환하고 다시 이를 배아로 만들어 이후 암컷 두나트에 이식하면 태즈메이니아 호랑이 새끼가 태어날 수 있다는 복안이다. 그러나 유전자 편집을 통해 멸종 동물 복원을 한다는 점에서 이에대한 반대도 만만치 않으며, 일각에서는 그 돈으로 멸종 위기에 처한 동물의 서식지를 보존하는데 사용하는 것이 더 낫다고 주장하고 있다. 한편 1936년 태즈메이니아 호바트 동물원에 살던 마지막 한마리의 죽음으로 멸종된 태즈메이니아 호랑이는 400만 년 전 출현해 호주 전역에 서식했다. 흥미로운 점은 태즈메이니아 호랑이가 캥거루처럼 주머니에서 새끼를 키우는 유대류(有袋類)라는 사실이다. 호랑이라는 무서운 이름이 붙은 것은 허리에 호랑이같은 줄무늬가 있기 때문이다. 이후 태즈메이니아섬으로 이주한 태즈메이니아 호랑이는 이곳을 터전으로 삼아 번성했으나 비극은 인간이 나타나면서 시작됐다. 19세기 서구인들이 이 섬에 상륙하면서 양을 키우기 시작하자 이를 잡아먹을 수 있는 육식동물인 태즈메이니아 호랑이가 표적이 됐다. 결국 인간들은 닥치는 대로 태즈메이니아 호랑이를 사냥하기 시작했고 곧 씨가 말랐다. 이렇게 비운의 태즈메이니아 호랑이는 지구상에서 완전히 자취를 감춰 이제는 오래된 흑백 영상으로만 그 존재를 보고있다.

약 90년 전 멸종한 ‘태즈메이니아 호랑이’(thylacine)가 부활할 가능성이 현실화되고 있다. 최근 호주 멜버른 대학과 미국 생명공학 업체 ‘콜로설 바이오사이언스’는 태즈메이니아 호랑이 복원의 획기적인 진전을 이루었다고 발표했다. 이들 연구팀이 밝힌 획기적인 진전은 108년 된 태즈메이니아 호랑이 표본 샘플에서 DNA 염기서열을 추출했는데, 이것이 원래의 염기서열과 99.9% 동일하다는 주장이다. 또한 연구팀은 이 표본에서 더 취약한 RNA를 추출해 이를 통해 연구팀은 태즈메이니아 호랑이의 어떤 유전자가 특정 조직에서 발현되는지 확인할 수 있었다고 밝혔다. 콜로설 바이오사이언스의 CEO 벤 램은 “태즈메이니아 호랑이가 언제 복원될 지 구체적인 날짜를 정하지는 않았지만 우리 팀이 핵심 연구 분야에서 상당한 진전을 이뤘다”고 평가했다. 콜로설 바이오사이언스의 자문위원이자 멜버른 대학에서 게놈 복원을 이끌고있는 안드레 파스크 박사도 “이 뛰어난 샘플은 태즈메이니아 호랑이의 유전자 발현을 이해할 수 있는 훌륭한 기회를 제공했다”면서 “이를 이용하면 태즈메이니아 호랑이가 어떤 맛을 느끼고 어떤 냄새를 맡고 시력과 심지어 뇌가 어떻게 기능하는지까지 알아낼 수 있을 것”이라고 기대했다. 연구팀은 밝힌 훌륭한 샘플은 멜버른 대학에 오랜시간 방치돼 있던 태즈메이니아 호랑이 표본을 말한다. 이 표본은 110년 전 죽은 태즈메이니아 호랑이의 머리 가죽을 벗겨 에탄올에 담겨있었다. 다만 이렇게 멸종한 태즈메이니아 호랑이의 유전체를 완벽하게 재구성해도 세상에 태어나게 해야하는 또다른 과정은 남아있다. 이를 위해 연구팀은 태즈메이니아 호랑이와 유사한 DNA를 가진 생쥐를 닮은 유대류종 ‘두나트’에서 줄기세포를 채취하고 유전자 편집 기술을 사용한다는 계획이다. 곧 두나트 줄기세포를 태즈메이니아 호랑이 줄기세포로 변환하고 다시 이를 배아로 만들어 이후 암컷 두나트에 이식하면 태즈메이니아 호랑이 새끼가 태어날 수 있다는 복안이다. 그러나 유전자 편집을 통해 멸종 동물 복원을 한다는 점에서 이에대한 반대도 만만치 않으며, 일각에서는 그 돈으로 멸종 위기에 처한 동물의 서식지를 보존하는데 사용하는 것이 더 낫다고 주장하고 있다. 한편 1936년 태즈메이니아 호바트 동물원에 살던 마지막 한마리의 죽음으로 멸종된 태즈메이니아 호랑이는 400만 년 전 출현해 호주 전역에 서식했다. 흥미로운 점은 태즈메이니아 호랑이가 캥거루처럼 주머니에서 새끼를 키우는 유대류(有袋類)라는 사실이다. 호랑이라는 무서운 이름이 붙은 것은 허리에 호랑이같은 줄무늬가 있기 때문이다. 이후 태즈메이니아섬으로 이주한 태즈메이니아 호랑이는 이곳을 터전으로 삼아 번성했으나 비극은 인간이 나타나면서 시작됐다. 19세기 서구인들이 이 섬에 상륙하면서 양을 키우기 시작하자 이를 잡아먹을 수 있는 육식동물인 태즈메이니아 호랑이가 표적이 됐다. 결국 인간들은 닥치는 대로 태즈메이니아 호랑이를 사냥하기 시작했고 곧 씨가 말랐다. 이렇게 비운의 태즈메이니아 호랑이는 지구상에서 완전히 자취를 감춰 이제는 오래된 흑백 영상으로만 그 존재를 보고있다.

달콤한 비스킷, 곡물 시리얼, 과즙 100% 주스, 햅쌀로 만든 즉석밥, 프로바이오틱스 요거트. 흔히 접하는 이 음식들에는 공통점이 있다. 바로 ‘초가공식품’이라는 것. 포장지 뒷면 성분표에는 변성 옥수수 전분이라든가 대두 레시틴, 구아검, 말토덱스트린, 팜 스테아린, 인공색소, 향미료, 감미료, 안정제 등의 성분명이 빼곡하게 적혀 있다. 책은 초가공식품이란 무엇인지, 어떻게 만드는지, 왜 위험한지를 살핀다. 감염병 전문의인 저자는 초가공식품을 ‘비닐이나 플라스틱으로 포장돼 있고, 우리 주방에서 흔히 볼 수 없는 성분이 한 가지라도 들어 있는 식품’으로 정의한다. 초가공식품의 기원은 1850년대 미국에서 행해진 상하기 전의 폐우유를 이용한 아이스크림 제조 과정으로 거슬러 올라간다. 폐기물로 버려야 할 음식을 먹을 수 있도록, 게다가 맛있게 만들려면 정교한 장비와 복잡한 공정을 거쳐야 한다. 옥수수, 콩 같은 작물을 기계를 써 기름·단백질·전분 등의 성분으로 분해하고 화학 첨가물을 넣어 압출해 뽑아 내서 먹기 편하도록 성형하는 식이다. 저자는 초가공식품이 몸에 미치는 영향을 알아 보기 위해 매일 섭취해야 하는 칼로리의 80% 이상을 초가공식품으로만 때우며 4주를 지냈다. 체중이 7㎏ 늘었고 소화불량에 걸렸으며 변비와 치열이 생겼다. 집중력이 저하되고 잠도 깊이 잘 수 없었다고 한다. 무엇보다 식욕 호르몬 분비에 말썽이 생겼다. 배부르게 먹었지만 ‘배고픔 호르몬’이 식사 직후 치솟았다. 중독성이 그만큼 강하다는 의미다. 저자는 초가공식품이 개인 건강뿐 아니라 사회 전체에 해로운 영향을 미친다고 꼬집는다. 초가공식품 제조 기업들은 소비자를 현혹하는 기만적인 마케팅을 벌이고 해로운 첨가물을 넣을 수 있도록 로비를 하며 사기성 짙은 연구를 진행한다. 목적은 단 하나. 소비자의 주머니에서 돈을 뽑아 내기 위해서다. 저자는 이들에게 농락당하지 않도록 유해 식품에는 경고 라벨을 붙이고 해로움을 측정할 때는 식품회사의 간섭을 배제해야 한다고 주장한다.

건강에 좋은 채식이 65세 이상 노년에는 오히려 건강에 도움이 되지 않을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아주의 로마린다대 연구진은 지난 8월 ‘임상영양학회지’(American Journal of Clinical Nutrition)에 발표한 연구 결과를 통해 대부분의 채식 식단이 중년층의 질병 위험을 낮추지만 65세가 넘어가면 완전한 채식보다는 생선을 추가 섭취하는 것이 사망 위험을 낮출 수 있다고 밝혔다. 이번 연구는 캐나다와 미국에서 온 30~85세 8만 8000명을 대상으로 했다. 연구진은 참가자들을 비채식주의자, 반채식주의자(채식 위주 식사를 하되 가끔 육류나 해산물을 섭취하는 사람), 페스코 채식주의자(육류는 먹지 않지만 생선은 먹는 사람), 락토-오보 채식주의자(유제품과 달걀은 먹는 사람), 비건(육류는 물론 우유와 달걀도 먹지 않는 엄격한 채식주의자) 5개 그룹으로 나눠 분석했다. 연구진은 나이가 많은 채식주의자들 사이에 뇌졸중, 치매, 파킨슨병과 같은 질환에 걸릴 위험이 약간 더 높다는 것을 발견했다. 그러나 생선이 식단에 추가됐을 때 그 위험은 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 전반적으로 채식을 하는 사람은 육식을 하는 사람에 비해 사망 위험이 약 12% 더 높은 것으로 나타났다. 채식을 하되 생선을 먹는 페스코 채식주의자의 경우 사망 위험은 18% 더 낮았다. 엄격한 채식을 하는 비건은 육식을 하는 사람에 비해 사망 위험이 3% 낮아지는 데 그쳤다. 연구진은 이와 함께 채식주의 식단에 유제품과 달걀을 추가한 식단이 사망 위험을 15% 더 낮춘다는 사실도 발견했다. 80대 채식주의자 사이에서는 채식이 오히려 신경학적 질환 발병 위험을 증가시키는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구진은 생선을 먹지 않을 경우 지방산과 같이 뇌에 도움이 되는 필수 영양소를 놓칠 수 있기 때문일 것으로 추정했다. 연구진은 오메가3가 풍부한 생선을 먹으면 뇌 건강에 도움이 될 수 있다고 밝혔다. 오메가3는 알츠하이머병과 치매 발병에 기여하는 염증 및 산화 스트레스는 줄이는 데 도움을 줄 수 있는 것으로 알려져 있다. 영국영양협회에 따르면 오메가3는 달걀이나 견과류 등에도 들어있지만 생선에 훨씬 더 많이 들어있다.

귀여운 외모로 사랑받는 병코돌고래가 실제로 ‘미소’를 지을 수 있다는 내용의 연구결과가 나왔다고 영국 BBC 등 외신이 3일(이하 현지시간) 보도했다. 이탈리아 피사대학 연구진은 병코 돌고래 22마리가 조련사와 함께 있는 모습을 분석한 결과, 병코돌고래는 ‘친구’들과 놀이시간을 가질 때 의사소통을 위해 미소와 비슷한 입을 벌리는 표정을 짓는다는 사실을 확인했다. 다른 병코돌고래가 시야에 있을 때에는 거의 대부분 ‘웃는’ 얼굴 표정을 지었지만, 사람(조련사) 등과 함께 있거나 홀로 있을 때에는 이러한 표정이 나오지 않았다. 또 다른 병코돌고래가 자신의 시야에 있을뿐만 아니라 얼굴을 마주볼 수 있을 때에는 미소짓는 표정을 더욱 자주 사용하는 것으로 확인됐다. 구체적으로 홀로 놀 때에는 입을 벌리는 행동이 단 한 차례만 기록됐지만, 다른 돌고래와 함께 있을 때에는 1288번의 ‘미소’를 보였으며, 이중 92%는 돌고래와 돌고래가 함께 놀 때 나타났다. 연구를 이끈 엘리자베타 팔라 피사대학 진화생물학자는 “원숭이의 장난기 어린 얼굴이나 인간의 웃음 표정에서 볼 수 있는 ‘느슨히 벌어진 입’은 장난을 칠 때 나오는 보편적인 신호”라면서 “이러한 신호는 동물이 인간과 놀 때 즐거움을 표현하는 한편 갈등을 피하게 하는데 도움이 된다”고 설명했다. 이어 “돌고래의 이런 표정은 미어캣 또는 말레이곰에게서도 볼 수 있다”면서 “병코돌고래의 미소짓는 표정은 의사소통의 방식”이라고 덧붙였다. 병코돌고래는 무리지어 생활하며 사회적 능력이 뛰어난 해양 동물로 알려져 있다. 물 위로 점프하는 등의 장난기 있는 행동을 포함해 복잡한 상호작용을 할 줄 아는 것으로 유명하다. 연구진은 “이번 연구를 통해 돌고래가 다른 돌고래의 얼굴 표정을 따라할 수 있다는 것을 알게됐다”면서 “입을 벌리는 신호는 돌고래뿐만 아니라 많은 종(種)의 동물 사이에서 복잡한 사회적 상호작용을 형성하는데 중요한 역할을 했다는 것을 시사한다”고 전했다. 이어 “이번 연구에서는 돌고래의 음향신호를 따로 기록하지 않았다. 향후에는 놀이적 상호작용 시간 동안 발성과 촉각 신호가 어떤 역할을 하는 지 탐구해야 할 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 저명한 국제학술지 셀(Cell)의 자매지인 아이사이언스(iScience) 최신호에 실렸다. 한편, 병코돌고래는 고래하목 참돌고래과에 속하는 돌고래로, ‘큰 돌고래’라고 부르기도 한다. 몸길이는 4m, 몸무게는 300kg에 달하며 극지방을 제외한 거의 모든 온대 바다와 열대 바다에서 볼 수 있다. 일반적으로 15~20마리로 이뤄진 무리가 함께 생활하는데, 종종 1000여 마리로 이루어진 무리를 짓기도 한다. 주로 작은 물고기나 갑각류, 오징어 등이 먹잇감이다. 여러 연구를 통해 병코돌고래의 뇌가 인간보다 크고, 학습 능력 또한 다른 야생동물에 비해 월등하다는 사실이 증명된 바 있다.

조현병은 망상, 환청, 와해된 언어와 행동을 보이고 움직임과 의사소통이 심각할 정도로 둔화하는 긴장증 행동을 보인다. 시간이 지날수록 정서 표현 감소, 의욕 감소, 대인관계 감소 등 증상이 뚜렷해지는 경향을 보인다. 특히 조현병이라고 하면 많은 사람이 떠올릴 정도로 대표적인 증상은 망상과 환각이다. 환각은 감각기관에 대한 외부 자극이 없는 데도 마치 있는 것처럼 지각하는 것으로 질적으로는 실제 지각과 비슷한 것으로 알려졌다. 그중 환청이 가장 흔히 나타나는데 사람 목소리가 가장 많고 그 밖의 소리나 음악이 들리기도 한다. 그렇다면, 조현병 환자가 환청을 들을 때 뇌에서는 어떤 일이 생길까. 중국 상하이 교통대 의대 정신보건 연구센터, 심리학·행동과학 연구소, 상하이 뉴욕대 뇌·인지과학 연구소, 인공지능(AI) 및 딥러닝 과학연구센터, 화둥사범대 심리학·인지과학부 공동 연구팀은 청각 환각이 있는 사람과 그렇지 않은 사람의 뇌를 측정해 관련 뇌 신경망을 모델링하는 데 성공했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 10월 4일 자에 실렸다. 조현병을 비롯해 특정 정신 질환 환자들은 외부 소리 없이 목소리를 듣는 경우가 있다. 환자들은 자기 생각과 외부 목소리를 구별하지 못해, 스스로 사고하는 능력이 급격히 감소한다. 이에 연구팀은 청각 환각을 경험한 조현병 환자 20명과 이런 환각을 경험하지 않은 조현병 환자 20명을 대상으로 뇌전도(EEG) 측정을 했다. 청각 환각은 자기 생성된 소리를 억제하지 못하는 ‘손상 보조 방출’과 이런 소리를 지나치게 강하게 듣는 ‘시끄러운 운동 복사본’ 두 과정으로 인해 나타나는 것으로 알려져 있다. 보통 사람들이 말할 준비를 할 때, 뇌에는 자신의 목소리를 억제하고 조절하는 ‘보조 방출’ 신호를 보낸다. 측정 결과, 청각 환각이 있는 환자들은 음절을 말하려고 할 때, 뇌에서 내부 소리를 걸러내고 억제하지 못할 뿐만 아니라 계획된 음절 외에 내부 소리에 대한 운동 복사본 반응이 강화된 것으로 확인됐다. 쉽게 말하면, 조현병 환자는 뇌의 청각 조절 기능이 손상돼 손상 보조 방출과 시끄러운 운동 복사본 반응이 지나치게 강화되면서 환청을 듣게 된다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 싱 티안 상하이 뉴욕대 교수(신경·인지과학)는 “청각 환각으로 고통받는 각종 정신질환자는 외부 자극 없이 소리를 듣는 경험을 하게 된다”라며 “이번 연구 결과는 뇌의 운동 시스템과 청각 시스템 사이에 기능적 연결 손상이 환각과 현실을 구별하는 능력을 잃게 한다는 것을 보여주는 만큼 환각에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

짧은 동영상인 숏츠와 소셜미디어(SNS)가 유행하면서 긴 호흡으로 책을 읽는 것을 힘들어하는 사람들이 많다. 청소년뿐만 아니라 인쇄매체에 익숙한 중장년층 이상에서도 책 읽기를 버거워하는 사람이 많다. 그렇지만 많은 과학자는 ‘읽기’라는 행위가 뇌 발달에 도움이 된다는 연구 결과를 자주 발표한다. 이런 가운데 어린 시절 독서 습관이 상급학교 진학은 물론 장래 직업 결정에도 중요한 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 소아과학회(AAP)는 유아기 및 아동기에 소리 내서 함께 책을 읽는 것이 두뇌 발달의 핵심이며 양육에 있어서 긍정적 애착 관계를 형성하는 데 도움을 준다고 4일 밝혔다. AAP는 이런 조사 결과를 바탕으로 부모와 보호자에게 신생아 및 어린이에게 함께 책을 읽는 것을 권장하고, 소아과 의사들도 아동 건강 검진 시에 이와 관련한 안내를 할 것을 권고하는 내용의 정책 성명서와 기술 보고서를 내놨다. 이 보고서는 지난달 29일부터 10월 1일까지 미국 플로리다 올랜도에서 ‘우리는 어린이를 위한 챔피언입니다’라는 주제로 열린 ‘AAP 2024 춘계 컨퍼런스’에서 공개됐다. 이들 자료는 오는 12월 의학 분야 국제 학술지 ‘소아과학’에 실릴 예정이다. ‘문해력 증진: 1차 진료 소아과에서 실천의 필수 요소라는 제목의 이번 정책 보고서는 해당 분야에서 이뤄진 방대한 연구 결과를 바탕으로 구성됐다. 이 보고서에서는 어린 시절 부모와 함께하는 독서가 부모-자녀의 관계를 강화하고 초기 애착을 긍정적으로 형성하며, 뇌를 자극하는 데 가장 효과적인 방법이라고 밝혔다. 연구진은 어려서부터 부모와 함께하는 공유 독서가 정서, 인지, 언어, 문해력 발달의 기초를 형성해 취학 후 학교 적응에도 도움을 주고 주의력, 실행 능력, 자존감, 사회성 등에 영향을 미쳐 전 생애에 걸쳐 지속적 이점을 제공한다고 강조했다. 연구진은 아동기에는 디지털 기기 사용을 제한하는 것이 좋으며, 책도 디지털 책보다는 인쇄된 책이 도움을 준다고 조언했다. 디지털책은 부모-자녀 상호 작용을 촉진하지 않는다고 지적했다. 또 책은 특정 분야만 선택하는 것보다 다양한 문화, 등장인물, 주제를 포함할 수 있도록 해, 포용력과 사회적 형평성, 소속감 등을 깨닫게 해주는 것이 좋다고도 연구팀은 설명했다. 보고서 주저자이자 아동 문해력 전문가인 페리 클라스 뉴욕대 의대 교수(소아과학)는 “어린이와 함께 책을 읽는 것은 언어와 풍부한 상호작용의 순간을 일상생활과 연결하는 중요한 순간”이라며 “책 읽기를 잠자리 루틴의 일부나 시간을 정해 놓고 함께 책을 읽는다면 가족 간 유대감을 강화하고 아이의 뇌 발달에도 상당한 도움이 될 것”이라고 조언했다. 클라스 교수는 “많은 연구에 따르면 초등학교 3학년까지의 독서 능력이 상급 학교 진학과 직업적 성공의 중요한 예측 요소”라며 “부모와 함께 책읽는 습관을 갖는다면 이후 독서 활동에서도 큰 거부감이 없을 것”이라고 덧붙였다.

반쪽짜리서 완전한 지도 작성 성공 “다른 종 뇌 구조·작동 원리에도 적용” 세계적인 뇌신경과학자 세바스찬 승 미국 프린스턴대 컴퓨터과학과·신경과학연구소 교수가 초파리의 정밀한 뇌신경 지도를 그려 내 화제가 되고 있다. 인공지능(AI) 분야 석학이기도 한 승 교수는 2018년 삼성전자 최고 연구과학자로 영입된 뒤 2020년부터 2023년까지 삼성전자 통합 연구조직인 삼성리서치 소장으로 재직하다 올해 초 다시 프린스턴대로 복귀했다. 미국, 영국, 이스라엘, 필리핀, 스위스, 독일, 한국, 푸에르토리코, 호주, 포르투갈, 대만, 프랑스 12개국 53개 연구기관과 대학이 참여한 국제 공동 연구팀은 승 교수의 주도하에 초파리의 뇌와 신경 구조를 정밀하게 분석해 일종의 ‘뇌·신경 배선도’를 그리는 데 성공했다. 연구팀은 이번 연구로 초파리의 뉴런 약 14만개와 5000만개 이상의 신경 연결 구조를 밝혀냈다. 이번 연구에 참여한 연구기관은 미국 프린스턴대, 아이와이어(Eyewire), 앨런뇌과학연구소, 웹 디자인·개발 기업인 야이크스 LLC, 매사추세츠공과대(MIT), 하버드대 의대, 하워드휴스의학연구소, 버몬트대 의대, 영국 케임브리지 MRC분자생물학연구소, 케임브리지대, 옥스퍼드대, 이스라엘 하이파대와 플라이와이어(FlyWire) 연구 컨소시엄이다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 10월 3일자에 9편의 논문으로 실렸다. 뇌 기능은 뇌 신경세포(뉴런)와 이들을 잇는 시냅스의 연결에 좌우된다. 뉴런과 시냅스가 동물 개체의 다양하고 정교한 행동을 가능하게 만든다는 말이다. 많은 과학자가 뉴런·시냅스 연결 지도를 작성하려고 하는 이유는 뇌가 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 높일 수 있기 때문이다. 초파리는 생명과학 분야에서 일반적으로 사용되는 동물 모델로, 생애 주기가 짧고 번식력이 뛰어날 뿐만 아니라 다른 동물보다 유전체가 간단해 오랫동안 실험 모델로 사용됐다. 특정 유전자를 수정하거나 제거하는 등 유전자를 조작하기도 쉽다. 초파리는 비행, 항법, 사회적 상호작용 등 다양하고 복잡한 행동을 보이지만 인간의 뇌보다 뉴런이 약 100만 배 적어 신경 회로 지도를 만드는 데 이상적인 동물로 꼽힌다. 지금까지 초파리에 대한 부분적 지도는 작성됐지만 전체 뇌에 대한 완전한 지도는 없었다. 이전까지 가장 큰 초파리 뇌 연결망은 뉴런 약 2만개와 1400만개의 시냅스로 연결된 반쪽짜리였는데 이번 플라이와이어 연구 컨소시엄이 만든 새로운 지도는 7배 많은 13만 9255개의 뉴런, 4배 많은 5450만개의 시냅스를 찾아 지도로 만들었다. 또 연구팀은 뉴런의 분류, 세포 유형, 기능을 정밀하게 구분해 8400개 이상의 세포 유형을 식별했고, 그중 4581개는 새로운 유형이라는 사실을 밝혀냈다. 다른 논문들에서는 특정 뉴런 간의 연결성이 움직임과 같은 행동들을 어떻게 조정하는지 밝혀냈다. 승 교수는 “초파리 뇌 신경망을 분석하는 데 사용된 이번 연구 방법은 다른 동물 종(種)의 뇌 신경망을 매핑하는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다.

남성의 몸에서 매일 일어나는 호르몬의 변화가 하루 뇌 크기에 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 과학 전문 매체 라이브 사이언스는 미국 펜실베이니아 대학교 펄먼 의과대학 정신과 연구팀이 최근 ‘신경과학회지’(Journal of Neuroscience)에 발표한 연구 결과를 지난 21일(현지시간) 소개했다. 연구팀은 26세 남성의 뇌를 30일 동안 40회 스캔한 결과, 남성의 뇌가 하루 동안 점차 수축한 후 밤사이에 수면을 통해 다시 원상 복구되는 패턴을 발견했다. 이 연구에서 자기공명영상(MRI) 스캔은 매일 오전 7시와 오후 8시에 진행됐다. 스테로이드 호르몬인 테스토스테론, 코르티솔, 에스트라디올의 수치가 오전 7시에 가장 높고 오후 8시에 가장 낮기 때문이다. 공동 연구저자이자 펄먼 의과대학 연구원인 로라 프리쳇은 “남성의 스테로이드 호르몬이 아침부터 밤까지 70% 감소하는 것을 보여준다”고 설명했다. 변화의 정도는 나이가 들면서 범위가 줄어들지만 일반적인 패턴은 평생 지속된다. 남성의 뇌 부피는 오후 8시에 가장 작아지는 것으로 나타났다. 여성 역시 하루에 호르몬의 변화가 나타나긴 하지만 남성에 비해 그렇게 뚜렷하지는 않은 것으로 나타났다. 월경 주기가 동시에 호르몬의 장기적인 변화를 주도하기 때문이다. 이번 연구는 호르몬 변동에 따른 뇌 변화가 주로 여성의 월경 주기와 관련해 연구돼왔던 기존의 고정관념을 깨고 남성도 호르몬의 영향으로 뇌에 중요한 변화가 생길 수 있다는 시각을 제공했다는 점에서 의의가 있다. 그렇다면 이런 뇌의 변화는 어떤 영향을 미칠까. 뇌 크기의 변화로 영향을 받는 영역은 운동 조정, 뇌와 신체 사이의 정보 전달, 기억 저장에 관여하는 것으로 알려졌다. 저녁에는 집중력, 의사 결정 능력, 감정 조절과 같은 뇌의 기능적 측면이 영향을 받아 인지적, 감정적 변화가 일어날 수 있다. 아침의 상태와 저녁의 상태가 다른 것이 뇌 크기의 변화 때문일 수 있는 것이다. 연구팀은 또 다른 연구를 통해 시각 정보를 처리하는 측면에서 뭔가 일어나고 있음을 감지했다. 다만 아직까지 뇌 부피 감소가 남성의 행동에 어떻게 직접적인 영향을 미치는지는 명확하지 않다. 연구진은 이번 결과를 기반으로 수면의 차이가 뇌의 변화에 어떤 영향을 미치는지 추가로 살필 계획이라고 밝혔다.

충북 진천군이 노인 돌봄 우수 지자체로 주목받고 있다. 27일 군에 따르면 진천군의 노인 돌봄 시책을 배우기 위해 타 지자체와 관계기관들의 방문이 잇따르고 있다. 2021년부터 해마다 20여곳이 진천군을 찾고 있다. 지난 8월에는 국민건강보험공단 본부와 대전세종충청지역본부장 등 공단 관계자 20여명이 진천에 모여 노인 의료돌봄 정책 발전 방향을 논의했다. 전남 영암군과 서울 성동구청도 다녀갔다. 일본의 한 대학 연구진도 진천군을 방문할 예정이다 군이 초고령사회에 대비하는 대표 지자체로 우뚝 선 것은 각종 시범사업을 수행하며 농촌형 노인 의료-돌봄 모델을 성공적으로 구축했기 때문이다. 군은 2019년부터 2022년까지 보건복지부가 주관하는 ‘지역사회 통합돌봄 선도사업’에 참여했다. 2023년 7월에는 ‘노인 의료 돌봄 통합지원 시범사업’에 선정돼 수행 중이다. 전국에서 2개의 시범 사업을 진행하는 것은 군 단위 지자체 가운데 진천군이 유일하다. 계속된 시범사업을 통해 군은 촘촘한 돌봄 체계를 마련했다. 군은 관내 종합병원에 통합간호센터 역할을 수행하는 ‘우리동네 돌봄스테이션’을 설치해 운영 중이다. 노인의 입원 단계부터 퇴원 후 필요한 돌봄서비스 연계까지 꼼꼼하게 챙겨준다. 거동이 불편한 노인의 의료 욕구 충족을 위한 재택의료센터도 눈에 띈다. 재택의료센터 소속 의사와 간호사, 사회복지사로 구성된 팀이 환자 집을 찾아 의료서비스를 제공한다. 의사는 월 1회 이상, 간호사는 월 2회 이상 정기적으로 방문해 진료와 약 처방뿐만 아니라 환자·보호자의 정서적 지원과 맞춤형 건강관리까지 지원한다. 뇌출혈·고혈압·당뇨로 장기요양 1등급 판정을 받은 환자 보호자 A씨는 “어머니가 퇴원하시면서 비위관(콧줄) 교체가 가장 큰 문제였는데 지금은 재택의료를 이용해 많은 걱정을 덜었다”고 말했다. 진천군은 노인 의료-돌봄 통합지원 체계 마련을 위해 복지-보건 담당 인력으로 구성된 전담팀도 구성했다. 도내 처음이다. 각 읍·면마다 복지, 보건 인력으로 구성된 ‘통합지원창구’도 설치했다. 군 관계자는 “2019년부터 현재까지 112억원을 투입해 약 7000명에게 16종의 서비스를 제공하고 있다”며 “진천군 65세 이상 노인인구 비율은 19%로 충북 평균 21.6%보다 낮지만 고령화에 선제적으로 대응하는 것“이라고 설명했다.

아모레퍼시픽공감재단이 국내 최대 규모의 마음 건강 축제인 ‘Look at ME 청년 마음 축제’ 참가자 3000명을 모집한다고 25일 밝혔다. 아모레퍼시픽공감재단과 아모레퍼시픽이 공동 주최하는 이번 축제는 다음달 19일 서울숲 가족마당에서 개최된다. ‘Look at ME’ 캠페인의 일환인 이번 축제는 ‘진정한 나를 찾는 시간’이라는 슬로건 아래 진행되며 참가비는 무료다. 축제에서는 마음 건강 돌봄의 중요성과 그 방법을 알 수 있는 다양한 프로그램이 진행된다. 몸과 마음, 뇌를 연결하자는 취지로 아모레퍼시픽공감재단 이사인 윤대현 서울대병원 정신건강의학과 교수와 뇌 과학자 장동선 대표, 김경일 아주대 심리학과 교수, 허지원 고려대 심리학부 교수가 참여해 청년 공감 토크를 진행한다. 운동 전문 강사들을 통해 ‘고스또소 댄스 메디테이션’, ‘라틴핏’, ‘타바타’를 배워보는 ‘운동 테라피’를 비롯해 나만의 퍼스널 컬러를 찾는 ‘메이크업 아티스트 프로그램’ 등의 체험 행사도 펼쳐진다. 마음 건강 및 문화 예술을 테마로 한 다양한 체험 부스도 눈길을 끈다. 체험 부스에는 ㈜282북스, ㈜무브유어마인드, 걱정안냥연구소, 느루문화예술단, 비웨이브주식회사, 사단법인 공감인, 사단법인 오늘은, 사단법인 온기, 생명보험사회공헌재단, 서울광역청년센터, 숙명여자대학교 음악치료 대학원, 스프링미, 주식회사 하이, 헤이마인드 등 마음 치유 파트너사들이 참여한다. 이 밖에도 아모레퍼시픽공감재단의 이사진과 아모레퍼시픽그룹 현직자가 멘토로 나서 청년들과 1대1 멘토링을 진행하는 멘토링 부스도 열린다. 참여자들 전원에게 ‘에스트라 아토베리어 365크림’을 기념품으로 제공하며, 각종 이벤트를 통해 ‘구딸 아이코닉 세트’도 준다. 아모레퍼시픽공감재단의 ‘청년 마음 축제’ 신청은 다음달 1일까지 아모레퍼시픽공감재단 공식 인스타그램을 통해 가능하다.

노년기에 음식을 씹는 기능이 떨어지는 증상이 치매 위험을 알리는 신호일 수 있다는 국내 연구 결과가 나왔다. 25일 분당서울대병원·서울대병원·강북삼성병원 기업정신건강연구소 공동 연구팀이 대한의학회지 최신호에 발표한 연구 논문에 따르면 노인의 씹는 기능 저하와 치매 위험 사이에 이러한 연관성이 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 60세 이상의 지역 사회 거주 노인 5064명(남자 2195명, 여자 2869명)을 대상으로 씹는 기능이 떨어지면 치매 발생에 어떤 영향을 미치는지 보기 위해 8년을 추적 관찰했다. 씹는 기능은 1년 동안 밥을 삼키기 전에 평균적으로 씹는 횟수를 평가했다. 분석 결과 남성은 밥을 삼키기 전 30회 이상 씹는 사람은 10회 미만으로 씹는 남성에 비해 전반적인 인지 기능과 기억력이 더 빨리 저하되는 것으로 나타났다. 연구팀은 30회 이상 씹는 남성의 치매 발생 위험이 10회 미만인 남성보다 2.9배 높은 것으로 추산했다. 치매 중에서도 예후가 더 나쁜 알츠하이머병은 같은 비교 조건에서 발생 위험이 3.2배였다. 평균적으로 평소보다 밥을 씹는 횟수가 5회 늘어나면 치매와 알츠하이머병 발생 위험이 각각 16%, 23% 증가한다는 게 연구팀의 분석이다. 남성 노인의 씹는 횟수 증가와 치매의 연관성은 뇌 자기공명영상(MRI)에서도 확인됐다. 씹는 횟수가 많은 남성일수록 저작 조절, 알츠하이머병과 관련된 뇌 영역(백질·측두엽·후두엽 등)의 용적이 감소했다. 반면 여성 노인에게서는 저작 횟수와 치매 위험·뇌 용적 사이에 유의미한 연관성이 관찰되지 않았다. 연구팀은 “노년기 저작 횟수 증가가 치매 병리에 대한 보상 행동일 수 있는 만큼 만약 나이가 들어 음식을 너무 오래 씹는 현상이 나타났다면 가까운 보건소나 병원을 찾아 치매 검사를 받아보라”고 권고했다.