어린아이를 키우는 부모들은 육아 프로그램이나 육아 관련 서적에서 아이들에게 ‘안 돼’라는 말을 쓰지 말라는 조언을 자주 듣는다. 안 돼라는 말을 자주 듣게 되면 세상만사에 대해 부정적 견해를 갖기 쉬워지기 때문이라는 것이다. 그런데, 어른들에게 ‘안 돼’ 또는 ‘노’라는 말은 오히려 대상에 대한 부정적 인식을 완화한다는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 미국 뉴욕대 심리학과, 프랑스 고등사범학교, 독일 튀빙겐대, 프랑크푸르트 에른스트 스트륑만 신경과학 연구소 공동 연구팀은 ‘아니다’, ‘안 된다’는 부정이 포함된 문장은 의미를 반전시키는 것이 아니라 완화한다고 2일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 5월 31일 자에 실렸다. 광고에서 법률 서류에 이르기까지 많은 소통 도구에서 부정 표현은 문구에 대해 명확한 이해를 감추기 위해 의도적으로 쓰이는 경우가 많다. 이 때문에 인공지능의 대규모 언어 모델에서도 부정이 포함된 문장을 해석하는 데 어려움을 겪는다. 인간이 언어를 사용하면서 부정적 단어들을 사용해 긍정 의미를 끌어내는 것처럼 단어들의 조합으로 새롭거나 복잡한 의미를 만들어 낸다. 그렇지만, 이런 과정이 어떻게 일어나고 상대가 어떻게 받아들여지는지 명확히 설명되지 않았다. 이를 밝혀내기 위해 연구팀은 실험 참가자들이 부정이 포함된 형용사 구문을 읽고 1점에서 10점 척도로 의미를 평가하도록 했다. 예를 들어 ‘정말 좋지 않다’ 또는 ‘정말 정말 좋다’라는 문장을 보고 1점(매우 나쁘다)부터 10점(매우 좋다)의 척도로 점수를 매기도록 했다. 이는 사람들이 부정이 포함된 문구를 부정이 없는 문구와 반대 의미로 해석하는지처럼 의미의 인식도를 측정하기 위한 것이다. 그 결과, 연구팀은 사람들이 부정이 없는 문구보다 부정이 포함된 문구를 해석하는 데 더 오랜 시간을 쓰는 것을 확인했다. 복잡성이 커질수록 부정이 의미 처리 속도를 늦추고 완화한다는 것을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 예를 들어 ‘덥지 않다’라는 문장을 보면 처음에는 ‘덥다’와는 완전히 반대쪽인 ‘춥다’에 가깝다고 해석했지만, 시간이 지날수록 ‘덥지 않다’를 중간 정도의 선선하다는 의미로 받아들이는 것이 관찰됐다는 것이다. 연구팀은 참가자들이 실험을 받는 동안 뇌자도(자기뇌파검사·MEG) 검사를 실시했다. 문구 해석 실험에서처럼 ‘춥다’, ‘덥다’와 같은 부정이 포함되지 않은 단순 표현보다 ‘덥지 않다’와 같이 부정 표현이 들어간 문구를 보면 뇌의 활동이 더 빨라지는 한편 실제 의미를 보다 완화해 받아들이는 것으로 나타났다. 독일 에른스트 스트륑만 신경과학 연구소 소장을 맡고 있는 데이비드 푀펠 뉴욕대 교수(신경과학)는 “이번 연구로 부정 단어가 우리 뇌에서 어떻게 작용하는지, 뇌가 의미의 미묘한 변화를 어떻게 해석하는지 알 수 있게 됐다”라면서 “부정 의미의 단어들은 사고의 극단을 완화하는 역할을 하는 것으로 확인됐다”고 말했다.

세계 7대 불가사의로 꼽히는 피라미드와 스핑크스를 세운 고대 이집트인들은 미라를 만들 정도로 의학이 발달했다는 증거가 고대 문헌을 통해 곳곳에서 발견된다. 실제로 현대의 의사들이 하는 것처럼 뇌수술하고, 충치를 치료하는 등 각종 질병과 외상을 치료했던 것으로 알려졌다. 그런데 고대 이집트인들이 암 치료까지 시도했다는 증거가 발견돼 놀라움을 주고 있다. 독일 튀빙겐 에버하르트 칼스대 고고과학 연구소, 영국 케임브리지대 고고학과, 스페인 사그랏 코르 대학병원, 바르셀로나대 의대, 산티아고 데 콤포스텔라대 사학과, 대서양 문화경관 연구센터(CISPAC) 공동 연구팀은 약 4000년 전 고대 이집트인들이 뇌종양 부위를 치료하기 위해 수술을 했다고 1일 밝혔다. 이번 연구 결과는 ‘최신 의학’(Frontiers in Medicine) 5월 29일 자에 게재됐다. 연구팀은 고대 이집트의 의료 수준을 파악하기 위해 영국 케임브리지대 덕워스 박물관에 소장된 이집트인 두개골 2점을 조사했다. 두개골 중 하나는 기원전 2687~기원전 2345년의 것으로 추정되는 30~35세 남성(236번 컬렉션)이며, 다른 하나는 기원전 663~343년의 것으로 추정되는 50세 이상의 여성(E270 컬렉션)이었다.236번 두개골을 현미경 관찰한 결과, 거대한 크기의 종양이 발생했던 것으로 확인됐고, 두개골 전체에 30개 정도의 작고 둥근 전이성 병변도 함께 관찰됐다. 연구팀이 주목한 것은 종양으로 보이는 병변 주변에서 금속 도구와 같은 날카로운 물체에 의해 생긴 것으로 보이는 흔적들이다. E270 두개골에서도 머리뼈 일부를 제거하고 암 병변을 제거하려고 시도했음을 추정하는 흔적들이 발견됐다. 연구팀에 따르면 암은 생활 방식 변화와 고령화, 암 유발 환경 물질의 증가에 따라 현대에 가까워져 오면서 증가한 것으로 알려졌지만 고대에도 암은 흔한 질병이었다. 특히 E70 두개골에서 놀라운 점은 암 발생 이전에 날카로운 무기로 머리뼈가 부서진 적이 있으며. 이를 외과 수술로 치료받았다는 것이다. 보통 여성 이집트인 두개골에서 이런 상처가 발견된 적은 거의 없었기 때문에, 여성이 군인으로 근무했을 가능성도 제시됐다. 연구를 이끈 알베르트 이시드로 사그랏 코르 대학병원 교수(외과학·종양학)는 “이번에 발견된 흔적들을 미뤄볼 때 고대 이집트인들도 암세포의 존재에 대해 알고 있었으며 이에 대해 외과적 개입을 통해 제거하려고 했던 것으로 보인다”라면서 “4000년 전 이집트에서도 암과 관련한 다양한 치료를 시도했고 의학적 연구를 수행했음을 알 수 있다”고 말했다.

독일 라이프치히 진화인류학연구소에서 침팬지 106마리, 어린이 105명, 오랑우탄 32마리를 대상으로 38가지의 인지검사를 한 결과 두 살 반의 어린아이들은 인간보다 작은 뇌를 가진 침팬지와 차이가 거의 없었다. 심지어 도구 사용에서는 침팬지가 74%의 정답률로 23%의 정답률을 보인 아이들을 압도했다. ●인간의 뇌 침팬지와 차이 없어 인간은 어떻게 세계를 지배하는 종이 될 수 있었을까. 무엇이 우리 종을 이토록 특별하게 만들었을까. 언뜻 커다란 뇌를 떠올리겠지만 앞선 실험 결과가 보여 주듯 우리는 생태적으로는 다른 종보다 뛰어나지 않다. 인류 진화에 대해 뇌, 생물학, 행동을 연계한 유전학으로 풀어 보려는 노력이 어느 순간 막히는 이유다. 저자는 이 지점에 ‘문화’라는 열쇠를 내놓는다. 문화와 유전자가 상호 작용하며 진화했다는 ‘문화적 공진’ 개념이다. 돌이켜보면 우리는 젖먹이 때부터 무엇을 누구에게서 배울지 주의 깊게 선택하는 학습자였다. 인류가 다른 종에 비해 우월함을 보인 구석기시대로 돌아가 보자. 서로를 배우기 시작하면서 무언가가 점차 쌓이게 됐다. 그러면서 지금까지 없었던 새로운 산물인 불, 조리, 자르는 도구, 옷, 간단한 몸짓언어, 투창 따위가 우리의 마음과 몸을 유전적으로 변화하게 했다. 치아와 위는 작아지고 결장은 짧아졌다. 던지기 실력은 늘었지만 식물 해독 능력은 약해졌다.●문화와 유전자 작용 진화에 ‘속도’ 저자는 진화의 시발점은 소수의 갑작스러운 변화가 아니라고 강조한다. 인간 무리에 문화가 쌓이면서 결국 어느 순간 특이 지점을 넘었다는 것이다. 그의 표현에 따르면 인류가 1만년 전쯤 ‘루비콘강을 건넌’ 순간부터 지금까지와는 새로운 동물로 거듭날 수 있었다. 문화에 대한 학습이 점차 쌓이면서 집단 내 규범이 등장했다는 부분도 상당히 설득력 있다. 규범은 사람들이 어떻게 행동해야 하는지에 대한 인식을 공유할 수 있게 만들었고, 그 기준을 공유하는 개인들 사이에서 평판 정보가 흐를 수 있게 했다. 유전자의 차이를 극복하기 위해 집단 간 경쟁도 시작됐는데, 이 경쟁에서 성공을 부른 규범은 점점 더 선호를 받았다. 이런 식으로 집단은 점점 커지고 결속은 강해졌으며, 결국 사회를 이루는 원동력이 됐다. 이런 ‘문화 공진’ 개념은 재러드 다이아몬드의 ‘총, 균, 쇠’나 유발 하라리의 ‘사피엔스’, 그리고 스티븐 핑커의 ‘우리 본성의 선한 천사’ 등과 같은 책에서 느낄 법한 의문들을 적절하게 설명한다. 문화는 지리적 조건과 자연을 넘고, 의사소통 능력이나 본성을 보완하는 역할을 했다. 앞서 2022년 출간된 ‘위어드’(WEIRD)에서 교회에서 출발한 각종 장치와 제도가 수백 년 서구 사회 발전의 원동력이라고 설득력 있게 제시했던 저자의 역량이 이번에도 확실하게 드러난다. 흥미로운 가설을 던지고 인류학, 생물학, 심리학 등을 넘나들며 적절한 실험을 끌어와 설득력 있게 입증한다. 두꺼운 분량에도 책장이 술술 넘어가는 이유다. ●진화는 한 명이 아닌 ‘세대 집적물’ 문화를 통해 인류 진화의 첫발을 설명한 저자는 진화가 한 명의 천재에게서 나오는 것이 아니라 서로 연결된 정신과 여러 세대에 걸친 아이디어, 관행, 행운, 통찰 등의 조합에서 나온다고 강조한다. 그러니까 지금 우리가 똑똑한 이유는 태어날 때부터 잘나서가 아니라 ‘문화적으로 물려받은 방대한 공용 노하우와 관행에 접속해 막대하게 비축된 정신적 앱들을 내려받아 왔기 때문’이라고 비유한다. ‘인간의 진화는 여전히 진행 중일까’ 하는 의문이 자연스레 들 텐데, 저자는 분명하게 “그렇다”고 말한다. 책을 다 읽고 나면 저자의 의견에 동의하게 될 터다.

기억력에 문제가 없는 사람이라도 가끔 자동차 키나 휴대전화를 어디에 둔 지 깜박할 때가 있다. 그러나, 가족이나 가까운 지인이 기억력에 문제가 있는 것 아닐까 의심하는 단계가 된다면 치매 고위험군이라는 연구 결과가 나왔다. 미국 하버드대 의대, 브리검 여성병원 공동 연구팀은 가깝게 지내는 사람이 기억력을 의심하는 주관적 인지 기능 감퇴 상황이라면 일반인보다 알츠하이머와 관련된 바이오마커인 타우 단백질의 엉김 수치가 매우 높을 것이라고 밝혔다. 주관적 인지 기능 감퇴는 치매 표준검사에 나타날 정도로 인지 기능 저하는 아니지만 본인이나 주변 사람이 기억력이나 사고력에 이상을 느끼는 단계다. 이 같은 연구 결과는 미국신경학회에서 발행하는 국제 학술지 ‘신경학’ 5월 30일 자에 실렸다. 연구팀은 치매 표준검사에서 인지 장애가 없는 것으로 나타난 평균 연령 72세의 성인 남녀 675명을 대상으로 뇌의 악성 단백질 침착 정도를 촬영했다. 그 결과, 실험 참가자 중 60%는 아밀로이드 베타 단백질 수치가 높은 것으로 나타났다. 이는 알츠하이머로 인한 인지 장애 발생 위험이 매우 크다는 것을 의미한다. 더군다나, 참가자들은 자기 아밀로이드 베타 단백질 수치를 제대로 알고 있지 못한 것으로 확인됐다. 연구팀은 참가자 본인은 물론 배우자, 자녀, 친구 등에게 실험 참가자의 사고력, 기억력, 일상 업무 수행 능력에 대한 설문조사를 실시하는 한편 뇌 스캔으로 또 다른 알츠하이머 원인 물질인 타우 단백질 엉김 수준을 촬영했다. 연구팀에 따르면 “1년 전보다 기억력이나 판단력이 저하됐다”는 평가를 한 사람들의 뇌에서는 높은 아밀로이드 베타 단백질 수치는 물론 타우 단백질 엉김도 많은 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 레베카 아마리글리오 하버드대 교수(신경학)는 “진단할 수 있는 초기에 알츠하이머 치료를 시작하는 것이 질병의 진행을 늦추기 위한 핵심이다”라면서 “이번 연구는 객관적 지표가 나타나기 전부터 기억력에 대한 초기 의심이 알츠하이머 원인인 타우 단백질 엉김 수준과 밀접하다는 것을 보여준다”라고 말했다.

‘건강한 삶, 행복한 인생’을 주제로 열리는 홈케어·재활·복지전시회 ‘Reha·Homecare 2024’가 다음달 4일부터 6일까지 3일간 코엑스 전시장(COEX) B홀에서 한국장애인단체총연합회와 한국의료기기유통협회와 위엑스포 공동 주최로 열린다. ‘Reha·Homecare 2024’는 불편을 해소하고, 건강증진을 위한 재활‧복지기자재의 편리성과 필요함을 느낄 수 있는 체험의 장으로, 185개 기관과 기업들이 참여해 그동안 개발한 고령 친화‧재활· 복지용품과 바이오헬스케어 제품들을 선보인다. 전시회에는 한국산업기술시험원, 김해의생명산업진흥원 등의 전문기관들과 협력으로 개발한 다양한 첨단제품들이 등장한다. 또한 국가전략산업인 바이오헬스케어산업 전시관도 병행 개최된다. 이번 전시회에서는 요즘 대두되고 있는 치매 문제 관련해 예방하고자 시니어 교육 관련 기업들이 다수 참가했다. 대표적으로 온라인 플랫폼을 통해 시니어 세대만을 위한 차별화된 교육 서비스를 제공하는 실버에듀넷, 동영상 기반의 콘텐츠와 워크북을 통해 퇴화 지연을 위한 고령자 인지 훈련 프로그램 호호웍스, 학습지로 교육 컨텐츠를 제공하는 교원 구몬, AI 기반의 전산화 인지언어재활훈련소프트웨어를 개발한 마인드허브 등이 있다. 장애인 보조기기 관련 기업도 많이 참석해 간단히 소개하면, 네오엘에프엔은 휠체어 동력 보조장치를 이용한 단거리부터 장거리까지 지체 장애인의 이동을 편리하게 하는 제품이 전시된다. 네오에이블은 고령자와 장애인의 문제를 빅데이터와 인공지능 기술을 활용해 장애인 근로자를 위한 보조공학기기, 뇌 병변 아동을 위한 아동용 기립 보조기를 제조 및 판매한다. 재성기업은 동행자와 상호교감을 할 수 있는 전동휠체어 전문스마트 모빌리티 기업이다. 오토복코리아헬스케어는 이동의 자유를 유지하고 되찾는데 도움을 주는 토탈 솔루션 회사로, 이동∙보행 관련 기구를 선보인다. 리하센스는 휠체어 산업의 고품질 부품을 제조하고 공급하는 휠체어 부품전문 회사다. 전년보다 더 전문화된 세미나가 3일 동안 코엑스 컨퍼런스룸에서 15회 개최돼 관련 종사자 및 전문가에게 알차고 새로운 정보를 공유하는 유익한 시간을 제공할 예정이다. 국립재활원의 ‘장애∙노인 자립생활을 위한 보조기기 연구’와 ‘로봇기술의 상지재활로봇 워크샵’ 등이 로봇기술을 고령친화산업에 적용하는 내용을 담아 열린다. 또 작업치료사협회 ‘치매전문 보수교육’과 단국대학교의 고령인을 위한 중요한 ‘메디푸드산업의 현재와 미래’ 한국재활복지공학회의 ‘미래를 이끌어가는 Ai의 재활복지 공학 기술’ 첨단세미나도 열린다. 400명 이상 참여하는 경희대 ‘고령친화산업 -Age Tech 시장활성화전략’ 세미나와 고령친화산업 기업-기관 네트워킹으로 산업의 발전적 기회를 제공한다. 이밖에 국민건강보험공단의 ‘찾아가는 복지용구 전시체험관’이 마련돼 복지용구 체험과 올바른 사용법과 노인장기요양보험에 대한 정보도 제공한다. 전시회 관계자는 “참관객의 즐거운 참관을 위해, 행운 찾기 경품 이벤트로 제스파 안마의자(1명)와 인바디의 개인 체중계(체지방 측정 15명) 등 총 416명에게 크고, 작은 행운을 드린다”고 밝혔다. 입장료는 무료다.

‘아내를 모자로 착각한 남자’의 저자 올리버 색스(1933~2015) 박사는 신경정신과에서 진료하며 만난 환자들의 사례를 바탕으로 쓴 ‘뮤지코필리아’에서 음악적 성향은 인간 본성 중 하나라고 주장했습니다. 뇌과학 분야에서 음악, 말, 뇌의 관계는 대표적인 연구 주제 중 하나이기도 합니다. 음악과 언어가 무엇인지 이해하는 것은 우리가 누구인지를 이해하는 것과 같기 때문이라고 합니다. 볼프강 아마데우스 모차르트도 “언어가 끝나는 곳에서 음악이 시작된다”라고 말했을 정도로 우리의 하루 일상을 곰곰이 생각해 보면 생활 소음을 제외하고 가장 많이 듣는 소리는 말과 음악일 것입니다. 우리는 음악으로 가득 찬 공간에서도 다른 사람의 말소리를 쉽게 구분해 냅니다. 뇌는 어떻게 음악과 말소리를 구분해 낼까요. 미국 뉴욕대, 홍콩중문대, 멕시코국립자치대, 독일 프랑크푸르트의 에른스트 스트륑만 신경과학연구소 공동 연구팀은 인간의 뇌와 청각 시스템은 비교적 단순한 변수를 사용해 음악과 말을 구별한다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미 공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 5월 29일자에 실렸습니다. 연구팀은 300명 이상의 남녀 성인 참가자에게 다양한 속도와 강도, 규칙성을 가진 소리를 듣게 한 다음 음성인지 음악인지 구분하게 하는 실험을 했습니다. 실험 결과 인간의 청각 시스템은 의외로 간단하고 기본적인 음향 매개변수를 사용해 음악과 음성을 구분하는 것으로 나타났습니다. 실험 참가자들은 2㎐(헤르츠) 미만으로 주파수 변조가 규칙적인 소리는 음악으로, 속도가 빠르고 주파수가 4㎐ 이상으로 불규칙하게 변조된 소리는 음성으로 구분했습니다. 1㎐는 1초에 한 번 변화가 나타나는 것이며 2㎐는 1초에 두 번의 주기 변화가 나타난다는 것을 의미합니다. 규칙성이 떨어지는 소리는 음성으로 인식한다는 뜻입니다. 사람들은 저마다 생각하는 음악이나 음성의 형태와 특징이 있다고 합니다. 주파수 변조 정도와 사람들이 생각하는 소리의 특성에 따라 백색소음도 음악이나 말처럼 들을 수 있다고 연구팀은 설명했습니다. 이번 연구는 실어증 환자를 치료하는 데도 상당한 도움을 줄 것으로 기대되고 있습니다. 실어증은 입이나 발성기관, 귀의 외상 없이 뇌 손상으로 인해 언어의 이해나 표현 능력을 잃어버린 상태입니다. 미국에서는 매년 300명 중 1명꼴로 발생하는 흔한 언어 장애입니다. 액션 영화 ‘다이하드’의 주연 배우 브루스 윌리스도 실어증에 걸린 것으로 알려져 있습니다. 연구를 이끈 데이비드 포펠 뉴욕대 교수(신경과학)는 “인간의 뇌가 음악과 음성을 어떻게 구별하는지 알게 된다면 실어증 같은 청각 및 언어 장애를 치료하는 데도 상당한 도움이 될 것”이라고 말했습니다. 실제로 실어증 환자에게 쓰이는 ‘멜로디 억양 치료’법이 있는데, 손상된 언어 기능을 우회하기 위해 뇌의 음악적 메커니즘을 활용해 말하고 싶은 것을 노래하도록 훈련하는 것입니다. 포펠 교수는 “이번 연구 결과가 실어증 환자의 음악 치료 효과를 획기적으로 높여 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였습니다.

특정 이유로 바깥출입을 하지 않고 심한 경우 가족과도 접촉을 꺼리는 일이 6개월 이상 지속되면 ‘은둔형 외톨이’로 분류된다. 일본에서는 일찍부터 ‘히키코모리’라고 부르는 이런 증상을 보이는 사람이 늘고 있어 심각한 사회문제가 됐다. 최근에는 한국에서도 사회적 문제로 부각되고 있다. 미국 CNN 방송이 26일(한국시간) 사회적 관계를 단절하고 정서적으로 고립된 채 살아가는 한국과 일본, 홍콩의 은둔 청년들을 조명했다. CNN은 ‘움츠러드는 삶:일부 아시아 젊은이들이 세상에서 물러나는 이유’라는 제목의 기사에서 세 나라의 은둔 청년을 포함해 해당 문제를 다각도로 살펴봤다. 최근 일본 정부 조사에 따르면, 일본에는 히키코모리가 150만명에 달하는 것으로 나타났다. 일본에서 은둔형 외톨이는 생활비 상승, 임금 정체 등 광범위한 경제 문제가 반영된 문제로 여겨진다. 세키미즈 뎃페이 메이지가쿠인대 부교수는 “일본에서는 직장을 잃거나 가족을 부양하기 위해 고군분투한 후 히키코모리가 되는 경우가 많다”고 전했다. 또 가토 다카히로 규슈대 부교수는 “나가서 열심히 일하라고 남자아이들에게 가해지는 압력” 때문에 특히 남성들이 사회적 고립의 위험에 처해있다고 설명했다. 35세부터 5년간 은둔형 외톨이로 살았다는 한 일본 남성은 “부모 병간호를 위해 고향으로 내려온 후 외동아들로서 간병과 재정관리를 잘해야 한다는 심한 압박감을 느꼈다. 이후 침실에 틀어박히게 됐다”고 말했다. 홍콩에도 최대 5만명의 은둔형 외톨이가 있는 것으로 추산됐다. 홍콩대 폴 웡 부교수는 이들 대부분이 중학생이나 고등학생이지만 10대 초반 청소년에게서도 은둔형 외톨이 문제가 나타나고 있다고 전했다.한국도 24만 4000명 규모…‘완벽주의적 걱정’ 성향 한국보건사회연구원 조사에 따르면 2022년 기준 한국의 19∼34세 인구 중 2.4%가 은둔형 외톨이로 파악된다. 전국적으로 24만 4000명 규모다. 허지원 고려대 심리학과 교수는 “은둔 청년의 증가와 관련해 밀레니얼 세대와 Z세대에 속한 많은 이들이 ‘완벽주의적 걱정’을 하는 성향이 있다”고 분석했다. 윤철경 지엘청소년연구재단 상임이사는 “과거에는 대가족이었고 형제자매가 많아서 관계를 맺는 방법을 많이 배울 수 있었는데, 생활 환경이 바뀌면서 예전보다 공동체적 관계 형성 경험이 적다”며 핵가족이 은둔형 외톨이 문제와 관련이 있다고 진단했다.“사회적 고립 상태, 뇌의 형태까지 변형 시킨다” 최근 영국 글래스고대 의학·수의학·생명과학대, 수학통계학부 공동 연구팀은 타인과 만남이 적은 고독한 사람은 그렇지 않은 사람들보다 수명이 짧다는 연구 결과를 발표한 바 있다. 히키코모리 같은 사회적 고립 상태는 뇌의 형태까지 변형시킬 수 있다는 것이다. 연구팀은 대표적인 의생명과학 분야 빅데이터인 ‘영국 바이오뱅크’에 등록된 성인 남녀 45만 8146명을 대상으로 사망률과 5가지 유형의 사회적 상호 작용 사이의 연관성을 정밀 분석했다. 연구팀은 가까운 사람에게 속마음을 털어놓는 빈도, 외로움을 느끼는 빈도, 친구나 가족의 방문 빈도, 여러 형태의 집단 활동 참여 빈도, 독거 여부에 대한 조사를 정기적으로 실시하고 약 13년 동안 장기 추적 조사했다. 그 결과, 친구나 가족의 만남이 6개월 동안 한 번도 없는 사람은 그렇지 않은 사람보다 사망 위험이 39% 높은 것으로 나타났다. 특히 개인적인 만남이 없는 사람은 매주 각종 모임에 참여하더라도 사망 위험이 낮아지지 않는 것으로도 확인됐다. 연구팀은 개인적 대인 접촉이 사망 확률을 낮추는 데 중요한 역할을 한다고 설명했다. 은둔형 외톨이 현상이 아시아에서 처음 나타났지만, 미국, 스페인, 프랑스 등 다른 국가에서도 비슷한 문제가 감지되고 있다고 했다. 전문가들은 인터넷 사용 증가와 대면 상호작용 감소가 은둔형 외톨이의 전 세계적 확산을 가져올 수 있다고 진단했다. CNN은 “아시아 전역의 정부와 단체들이 은둔형 외톨이의 사회 재진입을 돕기 위해 노력하고 있다”며 “많은 국가가 인구 노령화, 노동력 감소, 출산율 저하, 청소년 문제로 어려움을 겪고 있는 가운데, 이와 관련된 해결책이 더욱 시급해지고 있다”고 전했다.

45세 이상 중년은 ‘초가공식품’(Ultra-processed foods)을 소량만 섭취해도 뇌 기능이 떨어지고, 뇌 질환 발병 위험이 커진다는 연구 결과가 나왔다. 미국 매사추세츠종합병원(MGH) 등 공동 연구팀은 45세 이상 3만명을 대상으로 식단이 뇌 질환을 유발하는 데 미치는 영향을 20년간 추적 관찰했다. 연구팀은 참가자가 섭취하는 식단에서 초가공식품이 차지하는 비중에 따른 뇌 질환 발생 위험을 비교·분석했다. 실험 참가자의 인종은 백인과 흑인이 각각 절반을 차지했다. 연구 결과, 초가공식품을 가장 많이 섭취한 그룹은 가장 적게 섭취한 그룹보다 뇌졸중 발생 위험이 8%, 인지 능력 저하 위험이 16% 증가하는 것으로 나타났다. 초가공식품 비중을 10%만 높여 섭취해도 인지 능력 저하 위험이 커졌다. 초가공식품 섭취량이 늘수록 위험도도 증가했다. 반면 가공되지 않거나 가공이 적게 된 식품을 섭취하면 뇌졸중 발생 위험은 9%, 인지 능력 저하 위험은 12% 낮아졌다. 초가공식품은 여러 공정 과정을 거치며 첨가제나 방부제 등이 들어 있는 식품을 말한다. 대표적으로 햄버거, 과자, 간편식(인스턴트 식품) 등이 있다. 당분과 지방, 나트륨이 대거 들어가 열량이 높은 반면 단백질과 식이섬유는 적은 것이 특징이다. 초가공식품은 뇌 질환뿐 아니라 여러 심혈관·대사 질환도 유발한다. 초가공식품을 섭취해 체중이 증가하면 비만으로 이어지고, 당뇨병·고혈압 등 대사 질환으로 진행될 수 있다. 실제 여러 연구에서는 초가공식품 섭취가 당뇨 발생 가능성을 40% 높인다는 결과가 나오기도 했다. 가공이 적게 된 식품은 신선 재료에 소금 등 조미료가 첨가된 식품으로, 냉동 과일과 통조림 음식 등이 있다. 가공되지 않은 식품은 생고기나 우유, 신선한 과일과 채소 등을 말한다. 초가공식품인지 구별하려면 식품을 구매하기 전 원재료 목록을 살피면 된다. 유엔 식량농업기구(FAO)는 ▲카세인 ▲유당 ▲글루텐 ▲말토덱스트린 ▲고과당 옥수수 시럽 ▲경화유 ▲향미 강화제 등이 함유돼 있으면 초가공식품에 해당한다고 정의했다. 테일러 킴벌리 하버드대 신경학과 교수는 “인지 능력 저하는 치매로 이어질 수 있어 주의해야 한다”며 “건강한 식단은 중·장년층의 뇌 건강을 향상시킬 수 있다”고 설명했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘신경학’(Neurology)에 실렸다.

지난해 한 기업이 소셜미디어(SNS)에 “심심한 사과의 말씀을 드린다”는 사과문을 올려 논란이 됐다. ‘하나도 안 심심하다’, ‘심심하다고 해서 기분 나쁘다’는 등의 댓글이 달린 것이다. 몇 년 전에는 임시공휴일 때문에 3일간 연휴가 발생한 것과 관련해 ‘사흘간 황금연휴’라고 쓴 기사 제목을 두고 ‘3일을 쉬는데 왜 사흘이라고 하느냐’는 글들이 인터넷을 달구는 일도 있었다. 얼마 전 한 온라인 매체는 10일을 의미하는 열흘을 ‘10흘’이라고 쓰기도 했다. 이런 일련의 사태를 보고 사람들은 읽고 이해하는 ‘문해력’의 문제라고 말한다. SNS 사용이 활발해지면서 언어 파괴 현상은 심해지고 긴 글을 읽기 힘들어하는 사람이 늘고 있는 것도 사실이다. 지난달 문화체육관광부가 발표한 ‘2023년 국민독서실태조사’ 결과를 보면 성인 10명 중 6명은 1년 동안 책을 한 권도 안 읽었으며 하루 독서 시간도 18.5분으로 이전 연구보다 2분 줄어든 것으로 나타났다. 부모들이 자녀의 문해력을 높이겠다며 독서 논술 학원 문을 두드리고 정부까지 나서서 책 좀 읽으라고 하는 상황을 보면서 드는 생각은 ‘과연 텍스트를 읽고 이해한다는 것은 인간의 자연스러운 행위인가’라는 점이다.사실 자기가 사는 나라에서 쓰는 문자를 알아볼 수만 있다면 ‘읽는’ 것은 가능하고 당연한 일이라고 생각한다. 그렇지만 뇌과학적 관점에서 본다면 사람에게 읽는다는 것은 자연스러운 행위가 아니다. ‘읽기’ 능력은 진화학적으로도 비교적 최근에 발달한 능력이다. 그런 이유로 놀랍게도 학계에서는 아직도 ‘읽기란 무엇’이라고 명확한 정의를 내리지 못하고 있다. 손가락 지문이 저마다 다르듯 텍스트를 읽는 방법과 ‘읽는다’는 행위에 대한 정의도 천차만별, 각양각색이다. 영국 퀸 메리 런던대의 현대문학 교수인 저자는 직접 수집한 사례와 인문학은 물론 뇌과학 분야 최신 연구 문헌을 통해 읽기의 근본을 찾아 나선다. 접근 방법은 좀 독특하다. 독서광이나 애서가를 소개한다거나 책에 집중할 수 있는 방법을 이야기하는 것이 아니라 난독증, 과독증, 실독증, 공감각, 환각, 치매 같은 신경질환 때문에 읽기를 어려워하는 사람들의 시선으로 읽기의 핵심을 파고든다. 후천적 문맹이나 단어맹으로 불렸던 실독증은 뇌졸중, 외상성 뇌손상 때문에 지능이나 언어 표현은 정상이지만 문자를 인지하고 읽는 능력에만 문제가 생기는 상태다. 과독증은 자폐스펙트럼장애와 관련된 증상으로 단어를 이해하거나 해독하지도 못하면서 책을 통째로 외우는 증상이다. 더스틴 호프먼과 톰 크루즈가 주연한 1989년 영화 ‘레인맨’의 주인공처럼 말이다.그런가 하면 공감각 기능이 과발현된 한 대학생은 ‘회장’이란 단어에서 설탕에 절인 체리 맛이, ‘참석자’라는 단어에서는 치킨너깃 맛이 느껴진다고 고백했단다. 이 역시 정상적인 책 읽기를 방해할 수 있다. 책 속에는 읽는 방법을 새로 배우거나 반대로 그만 읽기 위해 고군분투하는 사람, 읽기 능력을 잃고 자신만의 읽기 방법을 찾아 나서는 사람 등 다양한 사례가 등장한다. 이들의 이야기를 읽고 있노라면 지각, 언어처리, 주의력, 해독, 이해 등 당연하게 느껴지는 뇌 기능의 어느 한 부분만 어그러져도 읽기는 불가능해지거나 어려운 일이 된다는 것을 새삼 깨닫게 된다. 책을 덮고 나면 SNS의 짧은 글, 책의 줄거리 요약이나 겨우 읽는 것을 보면서 ‘독서의 실종’을 이야기할 수 있는가 하는 의문이 생긴다. 어쩌면 현대인들은 각자의 방식으로 자신만의 새로운 독서를 하는 것이 아닐까.

“내 아이의 감정, 기억, 언어 능력은 어떻게 발달하는 것일까?” 서울 강서구는 ‘부모와 아이를 위한 뇌과학’이라는 주제로 제180회 강서지식비타민강좌를 진행한다고 22일 밝혔다. 강사로 나선 장동선 박사는 뇌 탄생 이유, 연령대 별 뇌 발달과정 등을 소재로 다채로운 이야기를 전달할 예정이다. 강좌는 사전 신청 없이 오는 25일부터 한달간 누구나 강서구청 공식 유튜브 채널에 접속해 시청할 수 있다. 이번 강의에 장박사는 중추신경계인 뇌의 탄생과 인류가 커다란 뇌를 가지고 있는 이유를 진화 생물학 측면에서 흥미롭게 설명한다. 또, 뇌에 대한 잘못된 지식을 바로잡고 자아가 확립되면서 타인과 맺는 긍정적인 관계의 중요성을 강조할 예정이다. 더불어 AI시대 자녀에게 필요한 지식과 기술을 알아보고 지속적인 성장을 가능케 만드는 내적 동기부여 방법을 함께 나눈다. 뇌과학자 장동선 박사는 세계적인 기초과학 연구기관이자 ‘노벨상 사관학교’라고 불리는 독일의 막스플랑크 연구소에서 박사 및 연구원으로 재직했다. JTBC 뭐털도사, tvN 알쓸신잡 등 다양한 방송에 활발히 출연하며 어려운 뇌과학 분야를 쉽고 재미있게 설명해 화제를 모으고 있다. 구 관계자는 “자녀의 양육과 교육에 도움을 주기 위해 뇌과학자이자 과학 커뮤니케이터 장동선 박사가 전하는 뇌과학 강좌를 마련했다”라며 “앞으로도 주민들에게 도움을 줄 수 있는 다양한 주제의 비타민 강좌를 개최하겠다”라고 말했다. 한편 강서구의 장수 교양프로그램인 강서지식비타민강좌는 평생학습의 대중화를 위해 2007년부터 매월 1차례씩 개최되고 있다.

1980년대 ‘슈퍼맨’으로 이름을 날렸던 ‘크리스토퍼 리브’ (1952~2004)는 1995년 승마를 즐기다가 낙마 사고를 당해 얼굴을 제외하고 전신마비가 됐다. 전신마비가 된 지 5년 만인 2000년에 자신의 의지로 손가락 하나를 움직이는 데 성공하면서 전 미국인을 흥분시키기도 했다. 전신마비는 리브처럼 낙상, 충돌사고 같은 외상이나 척수종양, 척수염 등 질병으로 인해 척수 손상이 생기면서 척수신경에 신호 전달이 끊기면서 생기는 증상이다. 미국, 네덜란드, 캐나다, 영국, 스위스 5개국 25개 연구기관이 참여한 국제 공동 연구팀은 비침습적 척수 자극 장치를 이용해 사지 마비 환자들의 기능을 개선했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 의학’ 5월 21일 자에 실렸다. 신경세포는 뇌와 몸 각 부분을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절한다. 특히 신경세포에는 나뭇가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기가 있는데 뇌나 척수를 다치면 이 부분이 크게 손상되면서 전신마비나 상반신 또는 하반신 마비 같은 심각한 운동장애로 이어진다. 더군다나 한 번 손상된 신경세포는 다시 재생되기가 어렵다는 점이다. 척수 손상은 신경 기능을 조절하는 뇌와 척수 사이의 연결이 끊기면서 생기는 증상이다. 특히 경추에 문제가 발생하면서 팔과 다리 기능에 장애를 일으킨다. 보통 척수에 전기 자극을 가하면 손상된 신경 기능이 회복되는 연구 결과가 많았다. 문제는 이를 위해서는 척수 특정 부위에 전극을 이식하는 침습적 수술이 필요하다. 이에 연구팀은 피부에 붙이는 방식의 표면 전극을 통해 척수에 전류를 전달해 문제를 일으킨 척수 부위의 뉴런을 변화시킬 수 있는 비침습 장치 ‘ARCEX’를 개발했다. 연구팀은 척수 손상으로 인한 사지 마비 진단을 받은 지 12개월 이상 된 환자 65명을 대상으로 임상시험 했다. 모든 시험 참가자는 2개월 동안 표준 재활 프로그램을 받은 뒤, 추가로 2개월 동안 재활 프로그램과 함께 ARCEX 치료를 추가했다. 4개월 뒤, 임상에 참여한 환자 중 43명이 근력과 기능이 모두 개선된 것으로 나타났다. 또, 손가락 끝의 잡는 힘과 움직임, 근력과 감각 기능이 부분적으로 회복됐으며 삶의 질도 향상된 것으로 나타났다. 연구를 이끈 그레구아르 쿠르틴 스위스 로잔연방 공과대(EPFL) 교수(생체공학)는 “이번에 개발한 ARCEX 요법은 경추 손상을 입은 사람들의 손과 발 기능의 신경학적 회복을 돕는 데 효과적”이라고 말했다.

공부하는 학생들이나 각종 시험을 앞둔 수험생들은 한 번 공부했던 것을 절대 까먹지 않는 것이 가장 큰 바람일 것이다. 서점가에 가면 효과적인 기억법에 관한 책들이 넘쳐 나지만, 자신에게 꼭 맞는 방법을 찾기는 쉽지 않다. 뇌과학자와 통계학자들이 뇌가 특정 상황을 기억하는 메커니즘을 밝혀내 눈길을 끈다. 미국 예일대 통계·데이터과학과, 심리학과 연구팀은 뇌에서 쉽게 설명할 수 없는 상황을 훨씬 쉽게 기억할 수 있다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 심리학 및 행동과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 5월 13일 자에 실렸다. 인간은 태어나서 죽을 때까지 수많은 일을 겪는다. 그렇지만 뇌가 기억하는 것은 특정한 시기나 상황이다. 감각 정보의 홍수 속에서 뇌에 각인되는, 소위 ‘기억에 남는’ 상황은 무엇인지 과학자들은 오랫동안 연구해 왔다. 연구팀은 기억 형성의 두 단계라고 할 수 있는 시각적 신호의 압축과 재구성을 다루는 계산 모델을 개발했다. 이 모델을 바탕으로 실험 참가자를 대상으로 빠르게 연속적으로 흘러가는 자연 이미지 속에 숨겨진 특정 이미지를 기억하는지 실험했다. 그 결과, 연속적으로 등장하는 이미지와 전혀 상관없거나 맥락에 맞지 않는 사진일수록 쉽게 인식하고 기억하기 쉽다는 사실을 확인했다. 예를 들어, 자연환경의 모습이 보이는 중에 소화전처럼 맥락에 맞지 않는 사진을 더 잘 기억하는 식이다. 연구팀은 이번 연구 결과가 기억의 비밀에 한 발 더 다가가는 한편, 인공지능의 효율적 기억 시스템을 개발하는 데도 도움이 될 것으로 기대한다. 연구를 이끈 일커 일디림 예일대 교수(인지 컴퓨팅)는 “특정 상황이나 장면을 예측할 수 있거나 놀랍지 않을 때, 뇌는 무시하는 경향이 크다”라며 “기억을 잘하고 싶다면 뇌는 설명이 쉽지 않은 독특한 상태를 우선 기억하려고 한다는 점을 명심하면 된다”고 말했다.

중국 연구진이 극저온에서 냉동시킨 인간의 뇌를 해동한 뒤에도 뇌세포의 유지와 성장을 가능케 하는 연구에서 유의미한 성공을 거뒀다고 밝혔다. 뉴사이언티스트 등 과학전문매체의 15일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 중국 푸단대학의 샤오즈청 박사 연구진은 인간 배아 줄기세포를 이용해 오가노이드라고 불리는 뇌 조직 샘플을 제작했다. 오가노이드는 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 장기 유사체로, 미니 장기‧ 유사 장기‧인공 장기 등으로 불린다. 연구진은 해당 뇌 오가노이드의 냉동과 해동 전, 오가노이드를 담고 있을 특정 화합물들을 선별했다. 여기에는 설탕물부터 부동액, 다양한 화학물질을 섞어 만든 혼합물 등이 포함돼 있었다. 각각의 화합물들에 뇌 오가노이드 조직 샘플을 담근 뒤 액체질소에서 최소 24시간 보관한 뒤 해동했고, 이후 2주 동안 ㅗ니세포의 사멸 또는 신경세포의 성장 등을 관찰했다. 그 결과 특정 화학 혼합물에서 세포 사멸이 최소화되고 동시에 세포 성장이 최대치를 기록하는 것으로 확인됐다. 해당 화합물은 메틸셀룰로오스, 에틸렌 글리콜, 다이메틸설폭사이드(DMSO), 산화질소의 활동을 억제하는 약물인 ROCK 저해제 ‘Y27632’ 등이 특정 비율로 배합된 것으로, 연구진은 이를 ‘메디’(MEDY)로 명명했다. 연구진은 해당 화합물이 해동된 뇌세포를 사멸로 이끄는 과정을 막는데 도움을 주는 것으로 추정했다.일반적으로 뇌세포의 80%는 물로 이뤄져 있으며, 냉동 과정에서 얼음 결정으로 인한 손상을 입을 수 있다. 이러한 세포 손상은 해동 후에도 기능상의 문제를 일으킨다. 그러나 샤오 교수 연구진이 만든 ‘메디’에 뇌조직을 넣고 냉동 및 해동 과정을 거친 결과, 해동된 오가노이드의 외관과 성장 및 세포 기능이 냉동된 적이 없는 오가노이드와 매우 유사하다는 사실이 확인됐다. 더불어 연구진은 간질이 있는 생후 9개월 아기의 뇌 조직을 소량 채취해 ‘메디’에 담근 상태로 냉동 및 해동하는 실험을 진행했다. 그 결과 실제 아기의 뇌 조직은 동결 전 구조를 유지했고, 최소 2주 동안 실험실 배양에서 활성 상태를 유지했다. 이번 연구는 ‘메디’라는 화학적 혼합물이 조직의 손상 없이 동결과 해동을 가능케 한다는 점에 초점이 맞춰져 있다. 해당 연구결과를 확인한 영국 서리대학의 로만 바우어 박사는 “인간 뇌 조직의 동결‧해동이 가능해지면 뇌 발달에 대한 더 나은 조사가 이뤄질 수 있을 것”이라고 기대했다. 영국 버빙엄대학의 노화 분야 전문가인 주앙 페드로 드 마갈량 교수는 “이번 연구가 성공적으로 세포 사멸을 예방하고 기능을 보존한다는 것에 깊은 인상을 받았다”면서 “훨씬 더 많은 연구와 더 큰 조직을 이용한 실험을 통해 언젠가는 뇌 전체를 동결시킬 수 있을 것”이라고 전했다. 이어 “앞으로는 수십 년 또는 수백 년 후를 생각해 환자가 불치병에 걸렸을 때 냉동 보존되거나, 우주비행사가 다른 항성계로 여행하기 위해 냉동 보존되는 것을 상상할 수 있을 것”이라면서 “‘메디’는 그 목표를 향한 ‘작은 한 걸음’이 될 수 있다”고 호평했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 셀 리포츠 메소드(Cell Reports Methods) 최신호에 실렸다.

“기술 발전으로 생물학과 의학 분야에서 엄청난 데이터들을 생산하고 있습니다. 비유하자면 유전체 정보라는 책을 만들기는 했지만 아직 그 책의 내용을 대부분 이해하지 못하고 있는 상황입니다. 생물정보학은 책 속 데이터를 분석해 암과 같은 각종 질병에 어떻게 관련이 돼 있는가 탐구하는 학문입니다.” 피터 박(53·한국명 박정수) 미국 하버드대 의대 교수는 14일 서울신문과의 서면 인터뷰를 통해 자신이 연구하고 있는 생물정보학에 대해 이렇게 설명했다. 올해 호암상 의학상 수상자로 선정된 것에 관해 박 교수는 “제가 잘해서 받는 것이라기보다는 연구실에서 함께 많은 시간을 보낸 학생들과 박사후연구원들 덕분”이라고 소감을 밝혔다. 그는 오는 31일 서울 신라호텔에서 열리는 호암상 시상식에서 상장과 메달, 상금 3억원을 받는다. 박 교수는 하버드대에서 응용수학으로 학·석사를 취득하고 캘리포니아공과대(캘텍)에서 응용수학으로 박사학위를 받았다. 학사부터 박사까지 수학만 공부했던 수학자가 생물학으로 방향을 전환한 이유는 뭘까 궁금했다. “저도 대학원 다닐 때까지만 해도 일반인처럼 생물학은 외울 것만 많고 재미없는 학문이라고 잘못 생각했었죠. 그런데 박사과정을 마칠 때쯤 의학 분야에서 나오는 데이터를 보니 수학적으로 분석하면 재미있을 것 같고 다른 사람에게도 많은 도움이 될 것이란 생각이 들었습니다.” 많은 연구자가 암 연구를 오랫동안 해오고 있지만 암은 여전히 정복되지 않고 있는 이유는 뭘까. 암은 세포 돌연변이로 생기는데 돌연변이는 정상세포 분열 중에도 자연적으로 발생한다. 지난 수십 년 동안 항암약물 수는 크게 늘었지만 약물 내성을 일으키는 돌연변이도 흔하다. 박 교수는 “획기적인 치료까지는 아직 갈 길이 멀다고 생각한다”며 “수많은 유전체 연구를 통해 다양한 암종을 이해하는 노력이 필요하다”고 했다. 그는 “제가 하는 연구도 질병의 특성에 따른 돌연변이가 환자에게 어떤 영향을 미치는지, 치료제와 어떤 반응성을 보이는지 관계를 찾아 질병의 효과적 치료법을 제공하는 것이 궁극적 목표”라고 강조했다. 지난해 대입에서 미적분학을 필수 과목에서 제외한 것과 연구개발(R&D) 예산을 대폭 삭감한 것에 대한 의견도 물었다. 박 교수는 “미적분학은 문제를 푸는 방법이 아니라 깊이 생각하는 것을 연습하는 과목이기 때문에 필수 과목에서 제외되는 것은 바람직하지 않다”고 했다. 그는 또 “연구개발 정책에서 중요한 것은 전체 연구비가 안정적으로 지원되는 것과 연구비를 어떻게 잘 배분하느냐 두 가지”라며 “전문가들의 장시간 토론과 장기적 계획 없이 갑자기 예산이 바뀐다면 큰 문제”라고 지적했다. 앞으로의 계획에 대해 박 교수는 “생물정보학은 새로운 연구 주제들이 끊임없이 생겨나고 있다”며 “인간이 노화하면서 유전체가 어떻게 변하는지, 어떤 유전체 변이가 뇌 질환을 일으키는지 연구하는 한편 인공지능(AI) 기술을 유전체 연구에 적용하는 연구에 관심이 많다”고 답했다.

국내 기업과 연구진이 저비용, 고효율 인공지능(AI) 시스템을 만드는 데 성공했다. 로봇 개발 스타트업 코가로보틱스와 대구과학기술원(DGIST), 미국 캘리포니아 어바인대(UC 어바인) 공동 연구팀이 인간 뇌를 흉내 낸 초차원 연산(HDC) AI 시스템을 실용화했다고 14일 밝혔다. 인공지능은 거대언어모델과 딥러닝(심화학습)을 활용하는데, 이 과정에서 막대한 비용과 전력이 소모된다. 그래서, 전 세계적으로 경량 AI, 맞춤형 온-디바이스 AI에 관한 관심과 연구가 활발하다. 온-디바이스 AI는 클라우드 서버를 거치지 않고 스마트 기기 자체적으로 정보를 수집하고 연산할 수 있는 장치다. 이번에 개발된 HDC AI는 인간 뇌가 효율적으로 데이터를 정의하고 연산하는 방식을 응용하기 때문에 저비용·고효율 특성이 있다. 경량 AI, 맞춤형 온-디바이스 AI에 손쉽게 적용할 수 있다. HDC를 활용한 실내 자율주행 인공지능 로봇은 비싼 GPU 대신 일반 컴퓨터에 쓰는 저렴한 범용 CPU를 장착하고도 15배 빠른 자율주행 기능을 선보였다. 이를 통해 자율주행 AI 로봇의 제조원가 절감과 학습효과 증대가 가능해지는 것이다. 실제로 딥러닝 대비 30분의1 가격의 컴퓨터를 써서 속도는 15배 높이고, 전력은 20분의1로 줄이고 똑같은 학습 및 추론 결과를 얻을 수 있다. 이 성과는 14일 일본 요코하마에서 열린 세계 최대 로봇학회인 ICRA 연례 콘퍼런스에서 발표됐다. 또 HDC 기법으로 스마트폰 앱에 동작이나 음성 명령을 학습시켜 공동현관이나 개별 현관문을 손쉽게 열 수 있는 기술도 개발됐다. 이 기술은 국내 대형 건설사에서 짓는 아파트 도어 개폐 시스템에 적용될 예정이다. 연구팀은 “HDC는 딥러닝이 가진 한계를 극복할 수 있으며, 다양한 로봇과 자동차 자율주행 등 적용 사례는 계속 늘어날 것”이라고 설명했다.

미국 마이애미대 의대, 마이애미 실베스터 종합 암센터 공동 연구팀은 혈액-뇌 장벽(BBB)을 통과할 수 있는 나노 입자를 개발했다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 5월 7일 자에 실렸다. 2차 종양은 유방암, 폐암, 대장암 같은 고형암에서 흔하게 나타나는 증상으로 암이 뇌로 전이되는 현상이다. 종양이 뇌에 침범하면 혈액-뇌 장벽으로 인해 약물 치료가 쉽지 않아, 2차 종양은 예후가 좋지 않은 경우가 많다. 혈액-뇌 장벽은 혈액으로 운반될 수 있는 병원균이 뇌에 침입하는 것을 차단하는 역할을 한다. 연구팀은 전통적 화학 항암제인 시스플라틴을 변형해 약물이 염색체와 게놈을 구성하는 핵 DNA가 아니라 세포 에너지 공장이라고 불리는 미토콘드리아의 DNA를 공격하도록 만들었다. 미토콘드리아 외막뿐만 아니라 혈액-뇌 장벽도 쉽게 통과할 수 있다는 장점도 있다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 나노 입자는 생분해성 고분자로 만들어 인체에 해가 되지 않고, 암세포의 에너지 공장을 직접 공격하기 때문에 다른 건강한 세포를 파괴하지 않고 종양만 선택적으로 제거할 수 있다. 연구를 이끈 샨타 다르 마이애미대 의대 교수(생화학·분자생물학)는 “이번에 개발한 암 치료용 나노 입자의 궁극적 목표는 단 한 번으로 원발성 종양과 뇌 전이 종양을 동시에 제거하는 것”이라며 “이번 연구에서도 알 수 있듯이 나노 의학은 암 치료의 새로운 미래”라고 말했다.

‘쥬라기 월드’ 같은 영화에 등장하는 중생대 백악기 포식자 티라노사우루스 렉스는 매우 영리한 육식 공룡으로 등장하는 경우가 많다. 그런데 실제로 공룡은 현재 파충류 수준의 지능을 갖고 있었을 뿐, 원숭이만큼의 수준에 못 미친다는 사실이 밝혀졌다. 독일, 체코, 캐나다, 스페인, 미국, 오스트리아, 영국 7개국 공동 연구팀이 공룡의 뇌 크기와 구조를 재분석한 결과 공룡, 특히 티라노사우루스는 악어나 도마뱀처럼 행동했다고 5일 밝혔다. 이 연구에는 독일 뒤셀도르프 하인리히 하이네대 세포생물학 연구소, 체코 프라하 체코 생명과학대 야생 생물학과, 캐나다 앨버타대 생명과학과, 왕립 온타리오 박물관, 스페인 바르셀로나 자유대, 미국 피츠버그 카네기 자연사박물관, 위스콘신 카르타고대 생물학과, 메릴랜드대 지리학과, 워싱턴 국립자연사박물관, 오스트리아 빈 대학, 영국 에든버러대 지구과학부, 브리스톨대 지구과학부, 사우샘프턴대 생명과학부 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 및 의학 분야 국제 학술지 ‘해부학적 기록’(The Anatomical Record) 4월 29일 자에 실렸다. 지난해 발표된 연구 중에는 티라노사우루스 같은 공룡의 뉴런 수는 매우 많았으며, 생각보다 훨씬 지능적이었다고 주장하는 것이 있었다. 이런 많은 뉴런 수로 인해 일부 습관은 원숭이와 비슷했을 것이라고 추정하기도 했다. 문화적 지식 전달, 도구 사용 등도 티라노사우루스 집단의 특징이었을 것이라고 주장했다. 그러나, 이번 연구팀은 공룡 화석을 바탕으로 뇌의 크기와 뉴런 수를 예측하고, 행동과 생활 방식을 추론한 수십 년간의 연구 결과들을 재검토했다. 공룡 뇌에 대한 정보는 두개골 안쪽을 뜬 틀인 ‘엔도캐스트’를 통해 뇌의 모양과 크기를 측정했다.그 결과, 공룡의 전뇌 크기가 지금까지 과대 평가됐으며, 뉴런 수도 마찬가지라는 사실을 확인했다. 연구팀에 따르면 뉴런 수 추정치가 지능에 대한 신뢰할 수 있는 지표가 아니다. 연구를 이끈 카이 카스퍼 독일 뒤셀도르프 하인리히 하이네대 교수(유기체 생물학)는 “공룡처럼 멸종한 동물의 지능을 파악하기 위해서는 신경세포 수 추정치만 의존하지 말고 골격학, 뼈 조직학, 현재 남아있는 진화한 친척 동물, 화석, 발자국 등 다양한 증거를 사용해야 한다”고 지적했다. 카스퍼 교수는 “뉴런 수로만 인지능력을 파악할 경우, 매우 잘못된 해석으로 유도될 수 있다”고 꼬집었다. 교신 저자인 크리스티안 구티에레즈 캐나다 앨버타대 교수는 “영화나 소설에서는 티라노사우루스가 개코원숭이만큼 똑똑했을 수 있을 것이라는 가능성을 계속 제시하며 상상력을 자극한다”라면서 “그렇지만 데이터에 기반한 이번 연구에 따르면 공룡은 원숭이에도 못 미치는 그저 똑똑한 거대한 악어 수준임을 보여준다”라고 말했다.

식당이나 카페에 가면 영유아들이 부모의 스마트폰을 능수능란하게 다루는 모습을 흔히 볼 수 있다. 스마트 기기와 영상콘텐츠 플랫폼의 발달로 디지털 미디어에 노출된 아이들이 늘고 있는 가운데, 프랑스 정부가 3세 미만 영상 시청 금지·13세까지 스마트폰 소지 금지 방안을 검토 중이다. 1일(한국시간) 영국 매체 텔레그래프와 가디언에 따르면 프랑스 엘리제궁의 어린이 스마트폰 사용 제한 지침과 관련한 연구 용역을 위탁받은 전문가들은 최근 이같은 내용의 보고서를 제출했다. 전문가는 보고서에서 3세 미만 영·유아의 경우 TV를 포함한 영상 시청의 전면 금지, 3~6세 사이 어린이는 교육적인 콘텐츠만 시청하도록 제한해야 한다고 강조했다. 휴대전화 사용은 11세부터, 휴대전화를 통한 인터넷 접속은 13세부터 할 수 있게 해야 한다는 내용이 담겼다. 또 소셜미디어(SNS) 사용은 15세부터 허용하되 윤리적인 소셜미디어로 한정해야 한다고 권고했다. 특히 틱톡이나 인스타그램, 스냅챗 등은 만 18세가 되어야만 접속할 수 있게 해야 한다고 전문가들은 주장했다. 이 밖에도 산부인과 병동에서 아기가 부모와 유대감을 형성할 수 있도록 휴대전화나 텔레비전의 사용을 최대한 제한하고, 어린이집 등에서도 컴퓨터나 텔레비전을 금지해야 한다고 전했다.이번 제안을 내놓은 전문가 그룹은 신경학자와 중독 전문 정신과 의사 등 총 10명으로 구성됐다. 이들은 “어린이들이 상품이 되고 있다”며 기술업계의 “모든 형태의 인지적 편견을 사용해 어린이들을 화면에 잡아두고 통제하면서 수익을 창출하는 전략으로부터 어린이들을 보호해야 한다”고 강조했다. 이번 보고서를 받은 프랑스 정부가 어떤 방안을 내놓을지는 아직 불확실하다. 다만 에마뉘엘 마크롱 대통령은 지난 1월 어린이들의 영상 시청과 스마트폰 사용에 “금지나 제한이 있을 수도 있다”고 언급한 바 있다. 한편 미국 소아과학회(AAP)에서도 2세 이전 미디어 노출을 권장하지 않고 있다. 앞서 해외 연구진이 진행한 뇌자기공명영상(MRI)을 이용한 관찰연구에서는 영유아의 미디어 노출은 뇌의 인지 기능 전반을 활성화하기보다는 주로 시각 피질을 자극하는 것으로 나타났다. 반면 사람과의 상호작용은 뇌 발달을 훨씬 더 활성화하는 것으로 확인됐다.

생물학, 의학 연구를 위해서는 생체를 이용한 임상실험이 필수적이다. 그렇지만 최근 동물권 보호의 목소리가 높아지면서 생쥐나 유인원 등을 이용한 실험도 줄어드는 추세다. 대신 신약 개발, 질병 치료, 인공장기 개발 등을 위해 ‘오가노이드’(organoid)나 ‘어셈블로이드’(assembloid)를 활용하는 사례가 늘고 있다. 오가노이드는 배아줄기세포, 성체줄기세포, 유도만능줄기세포 등을 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 장기 유사체로 미니 장기, 유사 장기로 부른다. 어셈블로이드는 세포 재구성으로 만든 조립형 미니 인공장기다. 오가노이드가 인간 장기의 기능을 완벽히 구현해 내는 데 한계가 있는 점을 극복하기 위해 나온 것이다. 미국 스탠퍼드대 정신과학·행동과학과와 신경학과, 에모리대 인간 유전학과 공동 연구팀은 중증 신경 발달 질환인 티모시 증후군에 대한 유전자 교정 치료법을 개발했으며 뇌 오가노이드와 어셈블로이드로 실험해 효과를 확인했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 4월 25일자에 실렸다.티모시 증후군은 인지 장애, 자폐 스펙트럼 증후군, 뇌전증 등 다양한 신경정신과 증상을 동반하는 질환이다. 신경세포의 칼슘 채널을 암호화하는 ‘CACNA1C’라는 유전자에 문제가 생기면서 나타나는 선천성 유전 질환으로 알려져 있다. 연구팀은 CACNA1C 유전자 일부를 표적으로 한 짧은 가닥의 합성 RNA인 ‘안티센스 올리고뉴클레오타이드’로 돌연변이 유전자 발현을 억제해 티모시 증후군을 치료할 수 있을 것이라는 아이디어를 제시했다. 이 방법을 실험하기 위해서 연구팀은 티모시 증후군 환자 3명의 줄기세포를 이용해 뇌 오가노이드를 만든 뒤 새끼 생쥐의 뇌에 이식했다. 생쥐가 커갈수록 티모시 증후군 환자의 뇌 오가노이드가 생쥐의 뇌와 완벽히 통합되는 것이 관찰됐다. 그다음 연구팀이 안티센스 올리고뉴클레오타이드를 주입한 결과 칼슘 채널 결함이 교정돼 티모시 증후군이 치료된 것이 확인됐다. 연구를 이끈 세계적인 신경과학자 세르지우 파스카 스탠퍼드대 교수는 “이번 연구 결과는 현재 치료 불가능한 신경 퇴행성 질환이나 신경 발달 장애 치료를 위한 신약 개발에 앞서 줄기세포 기반 오가노이드로 검증하는 것이 효과가 있음을 보여 준다”고 말했다.그런가 하면 스위스 로잔 연방공과대(EPFL) 생명공학연구소, 스위스 국립실험암연구소(ISRCEC), 레만 국립암센터, 바젤 로셰 혁신센터 공동 연구팀도 대장 오가노이드를 이용해 대장암 발병 과정을 상세히 파악하는 데 성공했다고 과학 저널 ‘네이처’ 4월 25일자에 발표했다. 오가노이드는 암세포의 움직임을 연구하는 데 많이 사용되고 있지만, 기존 방식으로 만들어진 오가노이드는 다양한 세포 유형과 조직 수준에서 나타나는 현상을 고해상도로 실시간 파악하기에는 어려움이 있다. 연구팀은 새로운 대장암 오가노이드 모델을 개발했다. 이 오가노이드 모델은 청색광을 이용해 원하는 부위에 암세포가 발생하도록 유도할 수 있는 한편 몇 주 동안 고해상도로 실시간 추적 관찰할 수 있다. 연구팀은 대장암 오가노이드를 생쥐에게 이식해 실험한 결과 실제 대장암 진행 과정과 같게 종양을 발달시킨다는 사실을 확인했다. 파스카 교수와 함께 오가노이드 연구의 세계적 석학인 마티아스 루돌프 EPFL 교수는 “오가노이드는 종양 성장과 관련한 복잡한 과정을 연구하는 데 도움이 되며 새로운 치료법 발견 속도도 앞당길 수 있게 해준다”며 “이번 연구는 이전에는 동물 모델에서만 볼 수 있었던 복잡한 과정을 모방할 수 있다”고 설명했다.

갑작스런 활동에 심장도 ‘악’심근경색 10년 새 2배 가까이 증가쥐어짜는 통증 지속 땐 의심해야환자의 20~30%는 전조 증상 없어2시간 ‘골든타임’ 놓치면 치명적 치료보다 중요한 건 예방한번 발생하면 재발 확률 높은 편금연하면 1년 뒤엔 위험 절반으로동맥경화 촉진하는 짠 음식 피하고과한 운동보다 유산소로 체중 관리 날씨가 따뜻해지니 야외로 나가고 싶은 마음이 굴뚝같다. 하지만 겨우내 잠들어 있던 신체가 갑작스러운 야외 활동이나 과격한 운동에 화들짝 놀랄 때 조심해야 한다. 심근경색 때문이다. 전조 증상이 잘 드러나지 않고 골든타임을 놓치면 치명적이라는 점에서 심근경색은 돌연사의 원인으로 빈번하게 등장한다. 특히 요즘처럼 일교차가 10℃ 이상 날 때는 갑작스러운 기온 변화로 심장에 무리가 올 수 있으니 더 조심해야 한다. 22일 건강보험심사평가원에 따르면 급성 심근경색증 환자는 2013년 7만 6002명에서 2022년 13만 1759명으로 10년간 2배 가까이 증가했다. 심장은 1분에 60~80회 정도 근육의 수축과 이완을 반복하며 뇌와 온몸에 혈액과 산소를 보내는 생명 유지 필수 기관이다. 심근경색이란 심장에 혈액을 공급하는 관상동맥이 갑자기 막히는 질환이다. 관상동맥은 심장 근육에 필요한 산소와 영양분을 공급해 주는 유일한 혈관인데 이곳이 막히면 심장은 혈액과 산소를 제때 공급받지 못해 괴사하거나 돌이킬 수 없는 심장 기능 손상으로 이어질 수 있다. 대표적인 증상은 가슴 한가운데를 누군가 짓누르는 듯한 극심한 통증이다. 언덕이나 계단을 오를 때 갑자기 가슴 한켠을 누군가 쥐어짜는 것 같은 통증이 나타나고 이러한 통증이 20~30분 이상 지속된다면 심근경색일 가능성이 높다. 가슴에서 시작된 통증은 시간이 지날수록 팔과 목, 턱, 배꼽 등으로 퍼져 나가기도 한다. 이때 땀이 비오듯 흐르고 어지럼증과 호흡 곤란이 동반되기도 한다. 즉각 치료가 이뤄지지 않으면 심정지로 발전해 돌연사를 일으킬 수 있다. 급성 심근경색 후유증으로 다리를 절단한 한 30대 여성 유튜버는 “가슴에 총을 맞은 것 같은 느낌이었다”고 당시를 설명했다. 심근경색 환자 중 20~30% 정도는 전조 증상 없이 심근경색이 발생한다. 심근경색이 생기는 원인은 간단하다. 심장에 영양을 공급해 주는 관상동맥이 좁아진 상태에서 혈관 벽에 뭉쳐 있던 기름때가 터지며 혈전(피떡)이 생겨 막히는 것이다. 관상동맥이 좁아지는 이유는 혈관이 딱딱해지는 동맥경화 탓이다. 이는 고혈압, 고지혈증, 당뇨, 담배, 비만, 유전력의 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 이광제 중앙대병원 순환기내과 교수는 “동맥경화는 출생 직후부터 시작돼 흔히 40대 이상이 되면 여러 혈관에 동맥경화반이 생긴다고 알려져 있다”면서 “하지만 동맥경화의 진행 속도와 정도는 사람마다 달라 예측이 불가능하다. 흡연과 고혈압, 당뇨병과 같은 위험 인자들만이 알려져 있다”고 말했다. 심근경색이 무서운 이유는 발생했을 때 신속히 조치 받지 않으면 큰 후유증을 남길 뿐만 아니라 심한 경우 죽음에 이를 수 있기 때문이다. 조성수 연세대 강남세브란스병원 심장내과 교수는 “심장은 내막과 외막 근육층으로 구성되는데 혈관이 막혀 심장 근육이 죽을 때는 내막 쪽 근육층이 먼저 죽고 점점 외막 근육층으로 괴사가 진행된다”면서 “심장 근육이 망가지는 데 걸리는 시간이 보통 2시간이어서 심근경색 치료의 골든타임을 2시간으로 본다. 4~6시간이 넘어가면 혈액 공급을 재개하더라도 죽은 심장 근육을 되살리기 어렵다”고 밝혔다. 일단 통증이 느껴진다면 즉시 119 구급대에 연락해 응급조치를 취하는 게 최선이다. 조 교수는 “치료법은 크게 혈전용해제를 정맥에 주사해 혈관을 막고 있는 혈전을 녹이거나 혈전을 물리적으로 제거하거나 강제로 뚫는 재관류 치료가 있다”면서 “최근 많은 병원에서는 관상동맥 중재술 같은 재관류 치료를 한다. 혈전 부위를 확인한 후 다리나 손목 혈관 등을 통해 막힌 부위에 금속 스텐트를 삽입하는 것”이라고 설명했다. 치료보다 중요한 건 예방이다. 특히 금연은 심근경색 예방을 위해 무엇보다 중요하다. 강도윤 서울아산병원 심장내과 교수는 “금연 후 1년이 지나면 심혈관질환 발생 위험이 절반으로 감소하며 15년이 지나면 담배를 전혀 피우지 않는 사람과 위험도가 비슷해진다. 오늘이라도 금연하는 게 중요하다”고 강조했다. 고혈압 역시 심근경색의 주요한 위험 요인이기 때문에 관리가 필요하다. 국내외 연구 결과를 보면 고혈압이 있는 환자들은 정상 혈압인 사람보다 심혈관질환 발생률이 높다. 혈압은 심장이 혈액을 각 신체 부위로 보내는 과정에서 발생하는 압력을 뜻한다. 혈압이 높으면 심장이나 뇌, 신장 등 다른 장기에 부담을 줘 손상을 일으킬 수 있다. 때문에 20대 때부터 혈압의 일정 수치(140/90mmHg)를 기준으로 꾸준히 관리하는 것이 좋다. 짠맛에 익숙한 한국인의 입맛도 위험 요소다. 원호연 중앙대병원 순환기내과 교수는 “짠 음식은 동맥경화를 촉진하고 혈압 상승을 유발하는데 소금은 하루 6g 이하로 섭취하는 것이 적당하다”면서 “육류 위주로 식사할 때 나쁜 콜레스테롤인 LDL이 증가하니 생선 위주의 식사를 하는 게 좋고, 붉은 살 생선보다는 흰살 생선을 튀기지 않고 먹는 것을 추천한다”고 말했다. 규칙적인 운동도 필요하지만 지나치게 무리해서는 안 된다. 주 3회 이상 30분에서 1시간 정도의 유산소 운동을 통해 정상 체중을 유지하는 게 좋다. 과로와 정신적 스트레스가 동맥경화반의 파열로 이어지지 않도록 심신을 평안하게 유지하는 것도 중요한 예방법이라고 전문가들은 말한다. 심근경색은 한번 발생하면 재발 확률이 비교적 높다. 스텐트를 넣고 나면 새살이 돋아나는 과정에서 혈관이 좁아지거나 또 혈전이 생기는 경우도 간혹 발생한다. 이럴 땐 의료진의 복약 지도를 성실하게 따르는 것이 가장 좋다. 심장 재활을 받아 보는 방법도 있다. 매뉴얼화된 프로그램에 따라 심장의 기능을 최대한 회복시켜 후유증으로 인한 피해를 최소화하자는 취지다. 이 교수는 “의학의 발달로 심혈관질환 대부분 큰 수술 없이 잘 치료되고 있기는 하지만 일단 발병하면 병원에 도착하기 전에 사망 위험이 있고 심부전 등 돌이킬 수 없는 합병증을 남길 수 있으므로 위험 인자를 조기에 발견하고 적절히 관리하려는 노력이 매우 중요하다”고 강조했다.