엄마들은 자식을 위해 위험한 상황에 과감하게 몸을 던지는 경우가 많습니다. 진화생물학자 리처드 도킨스 교수는 저서 ‘이기적 유전자’에서 부모가 자신의 생명을 잃을 수 있는 위험한 상황에서도 자식을 구하는 데 망설이지 않는 것은 자신의 유전자를 오랫동안 이어질 수 있도록 하는 최선의 방법이기 때문이라고 해석하고 있습니다. 이런 진화론적 설명 말고는 부모의 희생에 대해 명확히 설명해 주는 연구는 없었습니다. 그런데 엄마가 아이를 구하기 위해 위험을 무릅쓰는 이유를 뇌과학과 유전학적 측면에서 분석한 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. ●뇌 속 특정단백질 ‘칼시토닌 수용체’ 때문 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학센터, 리켄 생물시스템동역학연구센터, 뇌회로·행동생리학연구실, 행동유전학연구실, 센슈대 자연과학연구소, 국립 수의·생명과학대 동물과학과, 도쿄대 의대, 농업생명과학대학원, 도쿄대 고등과학연구소, 후쿠시마의대 공동연구팀은 엄마가 아이를 위해 위험을 감수하는 행동을 하는 이유는 뇌 속 특정 단백질 때문이라고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 6월 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 시상 아래쪽, 입천장 바로 위쪽에 존재하는 ‘시상하부’, 그중 ‘중심 내측전시각중추영역’(cMPOA)에 주목했습니다. 아몬드 크기 정도로 작지만 먹고 마시는 행위, 체온 조절, 호르몬 분비, 감정 조절 등에 관여하는 자율신경계 중요 부위로 알려져 있습니다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 cMPOA에 있는 7종의 주요 뇌신경세포(뉴런) 중 양육과 관련된 20개의 후보 단백질을 찾아냈습니다. 그중 칼시토닌 수용체라는 단백질이 양육 행동의 핵심이라는 사실을 밝혀냈습니다. 칼시토닌은 혈액 속 칼슘량을 조절하는 갑상선 호르몬인데 칼시토닌 수용체는 칼시토닌을 받아들이고 결합하는 단백질을 말합니다. 연구팀에 따르면 칼시토닌 수용체를 갖고 있는 cMPOA의 뉴런 숫자는 새끼를 낳은 경험이 있는 암컷 생쥐가 짝짓기를 하지 않은 암수 생쥐나 짝짓기를 한 수컷 생쥐들보다 훨씬 많습니다. 또 출산 경험이 있는 암컷 생쥐는 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성화 정도가 높고 다른 뇌 부위와의 연결성도 활발하다고 연구팀은 밝혔습니다. 연구팀은 출산 경험이 있는 암컷 생쥐에게 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성을 낮추거나 차단하자 양육에 관심을 보이지 않고 새끼들을 방치하는 것으로 나타났습니다. ●cMPOA 뉴런 차단한 암컷 생쥐, 새끼 방치 또 연구팀은 생쥐들이 공포감을 느끼는 높이에 새끼들을 올려놓고 어미 생쥐의 행동 관찰실험도 했습니다. 실험 결과 칼시토닌 수용체를 가진 cMPOA 뉴런 활성도를 낮춘 어미 생쥐들은 고소공포증 때문에 새끼를 구하려 하지 않았지만 정상적인 어미 생쥐들은 새끼들을 찾아 나서는 것으로 확인됐습니다. 자식에 대한 사랑이나 희생 같은 단어들로 표현되는 양육 행위의 이면이 궁금하기도 하지만 이런 과학연구 결과들을 보면 도킨스 교수가 이야기한 것처럼 ‘유전자의 조종’이나 ‘양육 기계’로 설계된 것 같다는 생각이 들어 씁쓸한 기분이 드는 것도 사실입니다. 그렇지만 수많은 도덕적, 윤리적 행위들의 과학적 배경을 알게 됐다고 해서 그것들의 가치가 폄하되거나 인간으로서 존엄성이 사라지는 것은 결코 아닐 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

유한양행이 개발한 국산 31호 신약 ‘렉라자’(성분명 레이저티닙)에 제약업계의 관심이 집중되고 있다. 돌연변이 폐암 치료제로 임상 3상까지 안정적으로 마무리되면 ‘국내 블록버스터’(연매출 100억원 이상)를 넘어 ‘글로벌 블록버스터’(연매출 1조원 이상)로 부상할 기대주다. 오는 3분기쯤 본격적인 판매가 이뤄질 전망이다. 지난 28일 렉라자 개발을 총괄한 오세웅(51) 유한양행 중앙연구소장(전무)을 만나 신약 개발에 얽힌 전반적인 이야기를 들었다. 서울대 수의학과를 졸업한 오 소장은 같은 대학원에서 박사 학위를 받은 뒤 2011년 유한양행에 입사했다. 렉라자는 폐암 치료제 가운데 ‘3세대’에 속하는 약물이다. 폐암은 소(小)세포암과 비소(非小)세포암으로 나뉜다. 비소는 ‘작지 않다’는 뜻인데, 비소세포암 환자가 전체 폐암 환자의 80% 이상을 차지한다. 비소세포암 환자 10명 중 3~4명은 상피세포 성장인자 수용체(EGFR)에 돌연변이가 생긴다. 이들을 치료하기 위해 현재는 1~2세대 치료제가 투약되고 있다. ●환자 30~40% EGFR에 돌연변이 그러나 문제는 치료 1년이 지나면 약물 저항성이 생긴다는 점이다. 이들을 위해 개발된 게 렉라자를 비롯한 3세대 치료제다. 오 소장은 “이 돌연변이가 인종적으로 서양인(약 15%)보다는 아시아인(약 40%)에게 더 많이 발생하는 것으로 알려졌다”면서 “아시아 지역에서 임상이 활발히 진행되고 있으며, 그만큼 이 지역에서 시장성도 더 크다”고 말했다. 폐암 치료에서 어려운 부분 중 하나가 바로 ‘뇌전이’다. 폐암을 진단받은 시점에 환자의 25% 정도는 뇌로 전이된 상태다. 투병 기간이 늘수록 전이 확률은 절반 이상까지 올라간다. 뇌전이 환자에게도 우수한 효능을 보이는 것이 렉라자의 장점이다. 다른 3세대 폐암 치료제들에서 심장 관련 부작용이 많이 나타나는데, 여기서도 안전성을 확보한 것으로 평가돼 의학계의 기대가 크다. 오 소장은 “뇌는 뇌혈관장벽 탓에 외부 약물이 효과를 발휘하기 어렵지만, 개발 초기부터 이 문제를 극복하자는 쪽으로 방향을 잡았다”면서 “심장에 미치는 영향을 측정할 때도 임상적으로 주목할 만한 문제가 없었다”고 설명했다. ●2015년 신약 물질 도입 후 본격 개발 유한양행이 렉라자 개발에 뛰어든 것은 2015년이다. 중소 바이오벤처 오스코텍의 신약 후보물질 ‘레이저티닙’의 기술을 이전하면서 시작했다. 렉라자의 성분 원료가 되는 물질이다. 이후 자체적인 연구개발을 거쳐 2018년 글로벌 제약 기업 얀센에 기술 수출하며 업계의 이목을 집중시켰다. 물론 좋은 기억만 있는 것은 아니다. 2017년 중국의 한 기업에 기술 수출을 타진하다가 최종 무산된 적도 있다. 오 소장은 “가능성은 봤지만, 완벽한 확신이 들었던 것 같진 않다. 특히 중국 수출 무산 이후 회사 안팎에서 우려의 시선을 받으면서 팀이 힘들어했다”면서도 “절치부심해 ‘전진 앞으로’를 한 결과 임상에서 좋은 결과가 나왔고 얀센에 기술 수출해 짜릿한 ‘반전’을 이룰 수 있었다”고 평가했다. 렉라자는 지난 1월 식품의약품안전처에서 임상 3상 진행을 조건으로 품목허가를 받았다. ●심평원 새달 약값 결정 후 7월 판매 건강보험심사평가원에서 최근 급여 적정성을 인정받았고 다음달 중 약 가격이 결정될 것으로 보인다. 오는 7월부터는 본격적인 판매가 이뤄질 것으로 업계가 내다보는 이유다. 현재 1차 치료제로 쓰이는 경쟁약물 ‘타그리소’ 등이 렉라자로 대체되면 국내에서 수백억원 매출은 충분히 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 문제는 ‘글로벌’이다. 세계적인 의약품 시장조사기관 글로벌데이터가 최근 발표한 보고서에 따르면 전 세계 비소세포암 치료제 시장은 2019년 192억 달러(약 21조 4560억원)에서 2029년 329억 달러까지 증가할 것으로 전망된다. 이 보고서는 글로벌 3상 임상을 진행 중인 레이저티닙이 최대 5억 6900만 달러의 연매출을 올릴 것으로 내다보기도 했다. 오 소장은 “다른 약물에 비해 유효성, 안전성 측면에서 장점이 충분하다고 생각한다”면서 “국내뿐만 아니라 세계적으로도 우수한 효과를 증명해 수년 내 조 단위 매출도 가능할 것으로 기대한다”고 했다.‘포스트 렉라자’에도 관심이 쏠린다. 우선 회사는 지난해 국내 바이오벤처 GI이노베이션에서 파이프라인(연구개발 프로젝트)을 도입한 알레르기 치료제 물질 ‘GI30’에 기대를 걸고 있다. 두드러기, 천식, 아토피 등 알레르기 환자 치료에 쓰이는 약물로 기존에 시판되고 있는 약물보다 훨씬 강력한 효능을 갖고 있다는 설명이다. 최근에는 제약사들에 ‘무모한 도전’으로 꼽히는 치매, 파킨슨병 등 뇌질환 치료제에도 도전하고 있다. 유한양행에서 근무했던 김한주 대표가 창업한 아임뉴런바이오사이언스에 전략적으로 지분을 투자해 뇌질환 치료제 3개 과제를 공동으로 연구하고 있다. 오 소장은 “뇌질환은 굉장히 어렵고 성공 확률도 떨어지지만, 성공하면 그만큼 큰 보상이 따르는 영역”이라면서 “약물들이 뇌로 잘 전달되게 하는 게 핵심인데, 관련 원천기술을 갖고 있으며 머지않은 미래에 좋은 결과물을 공개할 수 있을 것 같다”고 기대했다. ●차기 주자는 알레르기 치료제 물질 ‘GI30’ 유한양행은 한국 근현대사를 관통하는 기업이다. 사업가이자 독립운동가, 교육자였던 유일한 박사가 1926년 창업해 2026년 100주년을 맞는다. 일제강점기 한국인의 보건 문제를 해결하기 위해 회사를 설립했으며, 경영에서 물러난 뒤로는 가족이 아닌 회사 임원에게 경영권을 넘겼다. 그의 경영철학을 잘 드러내는 “기업은 개인의 것이 아니며 사회와 종업원의 것이다”라는 문장으로도 유명하다. 오 소장은 회사 창립 100주년을 앞두고 “내수시장의 한계를 벗어나 글로벌 기업으로 거듭나겠다는 목표로 일하고 있다”고 말했다. 그는 “세계적으로 주목받는 파이프라인을 3개 이상 확보하면서 글로벌 시장에서 인정받는 신약 하나쯤은 가져야겠다고 생각하고 있다. 렉라자가 그 역할을 할 것으로 기대하고 있다”고 했다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

지금까지 연구한 사례 중 가장 건강한 심장을 지닌 한 아마존 부족이 인류의 노화를 늦추는 열쇠를 쥐고 있을지도 모른다고 과학자들이 주장했다. 미국 서던캘리포니아대(USC) 등 국제연구진은 새로운 연구를 통해 볼리비아의 아마존 부족 ‘치마네이’(Tsimané) 원주민은 나이가 들어도 미국인이나 유럽인보다 뇌 위축이 덜하다는 점을 발견했다. 이는 의자나 소파에 앉아서 생활하는 방식과 고지방·고당분 식사를 하는 선진국 사람들이 알츠하이머병과 같은 질환에 더 취약할 수 있다는 점을 시사한다.이와 달리 1만6000명 정도의 치마네이족 사람들은 매우 활동적이고 전통적으로 자신이 먹을 음식을 사냥하거나 채집하는데 섬유질이 많은 채소와 생선 그리고 지방이 적은 고기를 먹는다는 것이다. 이에 대해 연구 공동저자 중 한 명인 안드레이 일리미아 USC 조교수(노년학·신경과학·생체공학)는 “치마네이족은 오늘날 생활 방식이 건강에 미치는 잠재적 악영향에 대해 놀라운 자연 실험을 우리에게 제공했다”면서 “이번 발견은 심장질환 위험을 낮추는 것과 관계가 있는 생활 방식에 의해 뇌 위축 역시 실질적으로 늦출 수 있다는 점을 시사한다”고 말했다. 이 연구에서 연구진은 중년과 노년의 뇌 용적 차이가 서양인에서보다 치마네이족에서 70% 더 작다는 점을 발견했다. 이는 치마네이족의 뇌는 나이가 들어도 서양인보다 뇌 위축을 겪을 가능성이 훨씬 더 낮다는 점을 시사한다.이 연구에는 치마네니족의 40~94세 성인남녀 700여 명이 참가했다. 연구진은 또 치마네이족 구성원들의 염증 수치가 높지만, 서양인의 경우와 달리 뇌 위축에 뚜렷한 영향을 미치지 않는다는 점을 확인했다. 이에 따라 치마네이족의 심혈관계 질환 위험이 낮은 것이 염증에 의한 위험을 상쇄한다고 보고 치매 원인에 관한 새로운 의문을 제기했다. 한 가지 가능한 설명은 서양인의 경우 염증은 비만과 신진대사의 원인과 관계가 있지만 치마네이족에서는 호흡기와 위장 기관 그리고 기생충 감염에 의해 염증 수치가 높아진다는 것이다. 그리고 감염에 의한 전염병은 이 부족에서 가장 큰 사망 원인이기도 하다. 거의 20년간 치마네이족을 연구해 왔으며 이번 연구에도 동참한 힐러드 캐플런 미 채프먼대 보건경제학·인류학과 교수는 “우리가 의자나 소파에 앉아서 생활하는 방식과 지방이 많은 식사를 하는 것은 나이가 들수록 뇌 조직의 상실을 가속화해 알츠하이머병과 같은 질병에 더 취약하게 만들 수 있다”면서 “치마네이족은 건강한 뇌 노화의 기준이 될 수 있다”고 말했다.과거 치마네이족은 혈압과 콜레스테롤 수치가 낮을 뿐만 아니라 비만과 제2형 당뇨병 비율도 낮아 건강한 것으로 확인됐다. 이는 이들의 활동적인 생활 방식 때문이기도 하다. 2017년 미 뉴멕시코대 연구진이 수행한 한 연구에서는 치마네이족이 지금껏 연구된 다른 어떤 인구 집단보다 심혈관계 상태가 건강한 것으로 나타났다. 당시 연구진은 참가자의 거의 90%가 심장질환 위험이 전무한 깨끗한 동맥을 갖고 있다는 점을 발견했다. 특히 75세 이상 인구의 거의 3분의 2는 위험이 거의 없었고 단 8%만이 중간에서 높은 위험 수준을 갖고 있었다. 끝으로 캐플런 교수는 “이번 연구는 치마네이족의 경우 심장이 건강할 뿐만 아니라 뇌도 현저하게 건강하다는 점을 보여준다”면서 “이런 결과는 비록 염증 수치가 높은 사람이라도 뇌 건강을 개선하기 위한 개입 기회가 아직 충분히 있다는 점을 시사한다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국노년학회(GSA)가 발행하는 국제학술지 ‘노년학회지: 시리즈 A’(Journals of Gerontology: Series A) 최신호(5월 26일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

카이스트 의과학대학원, 연세대 의대 세브란스아동병원, 프랑스 소르본대 뇌연구소, 프랑스 국립보건의학연구소, 로스차일드재단병원 공동연구팀은 난치성 뇌전증 환자에게서만 나타나는 돌연변이 유전자를 뇌척수액에서 찾아냈다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경정신의학 분야 국제학술지 ‘신경학 연보’에 실렸다.연구팀은 난치성 뇌전증 환자 12명의 뇌척수액에서 극미량으로 존재하는 ‘세포유리DNA’를 채취해 디지털중합효소연쇄반응(PCR) 분석을 했다. 혈액의 혈장 속에 떠다니는 세포유리DNA는 뇌혈관장벽 때문에 뇌에서 채취하기가 쉽지 않다. 분석을 통해 연구팀은 병을 유발시키는 돌연변이 유전자를 검출했다. 연구팀은 이번 연구로 외과수술 없이 난치성 뇌전증 환자의 병인 돌연변이를 손쉽게 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초파리는 매우 작은 곤충이지만, 탁월한 비행 능력과 상황에 맞는 적절한 행동으로 크기의 불리함을 극복하고 크게 성공한 생물이다. 초파리를 이용해 뇌의 비밀을 연구한 과학자들은 초파리의 영리함과 복잡한 행동에 여러 차례 경탄했다. 미국 존스홉킨스 의대의 크리스토퍼 포터 교수가 이끄는 연구팀은 이 작은 곤충의 뇌에 얼마나 많은 뉴런(신경세포)이 들어 있는지 조사했다. 연구팀은 다른 곤충과 비교를 위해 질병을 옮기는 대표적인 모기인 이집트 숲모기를 포함한 모기 3종의 뇌와 초파리의 뇌를 같이 분석했다. 그런데 초파리가 아무리 작다고 해도 뇌는 절대 단순하지 않다. 초파리의 뇌 역시 사람이 셀 수 없을 만큼 많은 뉴런과 이를 지지하는 세포로 이뤄져 있기 때문에 일일이 수작업으로 숫자를 세는 것은 불가능하다. 따라서 연구팀은 우선 초파리와 모기의 뇌를 적출해 이를 용액에 녹인 후 다시 세포가 균일하게 분포하게 용액을 잘 혼합했다. 그리고 난 후 용액의 일부를 표본 추출해 숫자를 계산했다. 그 결과 초파리의 뇌는 대략 20만 개의 뉴런을 지닌 것으로 나타났다. 다른 모기 3종의 숫자도 22~23만 개 수준으로 거의 동일했다. 절지동물의 경우 중앙 뇌 외에 시각 정보를 처리하는 시신엽을 지니고 있는데, 뉴런의 숫자는 각각 절반 정도인 것으로 나타났다. 종합하면 초파리나 모기처럼 비행 능력이 뛰어난 곤충도 뉴런의 숫자는 20만 개 정도에 불과했다. 참고로 인간의 뇌는 860억 개 정도의 뉴런을 가지고 있으며 소형 포유류인 쥐도 120억 개 정도의 뉴런을 지니고 있다. 따라서 초파리나 모기의 뇌는 크고 고등한 포유류의 뇌와는 비교할 수 없을 만큼 적은 수의 뉴런을 지닌 셈이다. 그래도 이 곤충들은 놀랄 만큼 복잡한 3차원 비행이 가능하고 여러 가지 상황에 맞춰 적절한 행동이 가능하다. 초파리의 뇌는 인간이나 다른 포유류 실험동물보다 훨씬 단순하면서도 충분히 복잡한 구조를 지니고 있기 때문에 뇌를 연구하는 과학자들에게 인기 있는 대상이다. 앞으로도 과학자들은 초파리의 작은 뇌에서 또 다른 우주라고 불리는 뇌의 비밀을 계속해서 밝혀낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

‘1인 기업’이라는 단어가 있다. 집단을 가리키는 기업이라는 개념에 ‘1인’이라는 모순된 단어를 연결시켜 주의를 환기시키는 이 용어를 널리 알린 것은 1998년에 출간되어 베스트셀러에 오른 구본형의 ‘익숙한 것과의 결별’일 것이다. 이 단어는 당시 늘어나던 프리랜서와 같은 자유계약직을 대변한다는 점에서, 그리고 정보화와 IT산업의 발달로 인해 조직이 아닌 1인이 특정 산업에서 독립된 역할을 맡을 수 있게 됨을 알렸다는 점에서 새로운 시대를 상징하는 말이라 할 수 있다. 1인 기업의 가장 큰 특징은 자신이 하루를 어떻게 보내는지가 그대로 결과와 보상으로 나타난다는 점이다. 그런데 인간은 사회적 동물로 장소나 분위기, 타인과의 상호작용에 영향을 받는다. 즉, 1인 기업은 타인의 시선이나 지시가 없는 상황에서 스스로의 의지로 업무를 수행해야 하며, 이는 자신을 채찍질하고 수련하는 방법에 대한 새로운 수요로 작용했다. 비슷한 시기에 일어난 전 세계적인 자기계발 열풍도 이와 무관하지 않을 것이다. 찰스 두히그의 ‘습관의 힘’을 비롯해 습관에 대한 다수의 베스트셀러가 나온 것도 이 시기이다. 앞서 말한 것처럼 1인 기업은 항상 긴장을 유지하고 높은 생산성을 유지해야 하지만 이는 쉽지 않은 일이다. 비슷한 시기에 나온 의지력에 관한 여러 뇌과학 연구는 인간의 의지력에는 한계가 있으며, 따라서 불필요한 일에는 의지력을 가능한 한 사용하지 않는 것이 뇌의 효율적 사용법임을 밝혔다. 즉, 자신이 원하는 행동이나 실천하기 어려운 일을 습관으로 만듦으로써 의지력을 사용하지 않고도 자신이 원하는 자신을 만들 수 있음을 보인 것이다.실천하기 어려운 일만이 아니라 덜 중요한 일을 신경 쓰지 않는 것이 중요하다는 개념도 등장한다. 스티브 잡스의 상징과도 같은 검은 목티나 마크 저커버그의 회색 티는 더 중요한 일에 신경 쓰기 위해 덜 중요한 문제에는 에너지를 쏟지 않겠다는 의지로 읽힌다. 물론 무엇이 사소한 일인지에 대한 판단은 사람마다 다를 것이며, 자신을 드러내는 방법이라는 패션의 목적을 생각할 때 그들의 판단은 어쨌거나 결과적으로 충분한 역할을 했다고 볼 수 있다. 이 밖에도 시간을 효율적으로 쓸 수 있게 하는 방법에는 여러 종류가 있다. 일에서 멀어지게 만드는 전자기기나 SNS와 거리 두기가 있고, 할 일 관리 같은 구체적 업무 수행 방법이 있다. 긴 시간을 홀로 보내다 보면 놓치기 쉬운 주기적 움직임과 산책, 운동 등을 하는 방법이 있다. 수면이나 기상 습관 같은 생활 전반의 질을 높이는 방법도 제시된다. 코로나19가 등장하면서 사람들은 ‘재택근무’란 이름으로 어찌 보면 1인 기업과 비슷한 생활을 경험하게 되었다. 이 기간 동안 사람들은 홀로 시간을 보내며 업무를 수행하는 더 나은 방법을 생각했을 것이다. 구체적으로 자신이 시간을 어떻게 보내는지, 어떻게 하면 생산성을 높일 수 있을지, 어떤 습관을 만들어야 할지를 생각했을 것이다. 그러나 습관에 긍정적 면만 있는 것은 아니다. ‘늙어감의 기술’을 쓴 마크 윌리엄스는 노인의 사고가 편협해지는 이유로 습관에 대한 의존을 든다. 습관은 어제의 틀로 오늘의 문제를 푸는 것인 만큼 습관에 의지할수록 예측불허 상황에 대처하는 뇌의 회복탄력성이 떨어진다는 것이다. 그런 면에서 가능한 한 많은 것을 미리 결정해 놓는 삶보다 때론 즉흥적 판단으로 새로운 상황을 만들어 도전하는 삶이 더 바람직하며, 실제로도 더 흥미로울 것이다.

운동하면 뇌에 변화가 일어난다. 마음과 기분에 커다란 영향을 미친다. 창의력과 자존감을 높이고 의식을 다른 경지로 이끌어 줄 수도 있다. 신체를 도구로 이용해 생각과 감정을 바꿀 수 있다는 얘기다. 지난 19일 영국 과학잡지 ‘뉴사이언티스트’에 실린 기사에 따르면 그렇다. 지난달 ‘움직여라! 신체가 정신에 미치는 영향의 과학’(Move! The new science of body over mind)을 펴낸 캐럴린 윌리엄스 기자가 책 내용을 토대로 썼다. 그는 “진화생물학, 생리학, 신경과학, 세포생물학의 최신 연구를 반영했다”면서 다음의 여섯 가지 운동을 추천했다. 첫째, 두 발로 서라. 본인이 편안한 정도로 걷거나 뛰면 뇌 전전두피질의 활동이 일시적으로 느려진다. 이성적이고 직선적인 사고를 선호하는 이 영역의 활동이 줄어들면 폭넓고 창의적인 생각이 나온다. 미국 스탠퍼드대 연구팀에 따르면 아이디어 회의를 하기 전에 산책을 하면 효과가 있다. 한편 뇌로 가장 많은 혈액이 흘러 들어가는 것은 빠르게 걸을 때였다. 뉴멕시코하일랜즈대의 실험에 따르면 1분당 120보(시속 5.4킬로미터)에 맥박이 120회 뛸 때라고 한다. 이때 뇌 활동이 가장 활발해지는 것으로 예상할 수 있다. 둘째, 근력을 키워라. 조사에 따르면 중년에 체력이 좋았던 사람은 10년 뒤에도 뇌의 회백질이 더 많았고 기억력도 더 좋았다. 체력이 강한 사람은 자존감이 높으며 모든 분야에서 자신감을 느낀다. 현대인에게 불안을 비롯한 정신질환이 퍼져 있는 것은 체력이 저하된 탓일지도 모른다. 우리의 근골격계가 뇌로 보내는 메시지는 우리에게 자신감을 가질 근거를 전혀 주지 않는 것이 아닐까? 근력 운동은 우울과 불안에 대항하는 강력한 도구로 떠오르고 있다. 셋째, 춤을 춰라. 여기에는 사람들을 하나로 뭉치게 하는 효과가 있다. 우리는 춤을 좋아하도록 태어났다. 갓난아기의 뇌를 촬영한 영상을 보면 리듬 음악이 예상 밖으로 박자를 틀리면 (리듬을 놓치면) 이를 알아차린다. 영국 옥스퍼드대 연구팀에 따르면 리듬 음악은 뇌에서 쾌감 관련 물질인 도파민을 흘러나오게 한다. 박자에 맞춰 몸을 움직이면 더욱 많이 흘러나온다. 혼자 있을 때 음악에 맞춰 움직이면 행복감이 커진다. 다른 사람들과 함께 추면 우리는 이들을 더욱 좋아하고 무언가를 함께 더 많이 나누게 된다. 넷째, 깊은 호흡을 하라. 우선 입을 다물고 분당 6회 코로 숨을 들이쉬고 내쉬어 보자. 이 속도는 폐의 공기주머니를 효율적으로 채워서 혈액의 산소포화도를 2% 높게 만들어 준다. 또한 이런 호흡은 미주신경을 자극하는 것으로 확인됐다. 미주신경이란 신체가 스트레스를 겪은 뒤 평온한 상태로 회복하게 만드는 부교감 신경의 일부다. 이에 더해 숨을 1분에 세 차례만 들이쉬고 내뱉게 되면 뇌파가 달라진다. 2018년 이탈리아 피사대학 연구팀은 자원자들의 코에 공기를 불어넣어 분당 3회 공기를 들이쉬고 내뱉게 만들었다. 그러자 이들의 뇌파 주파수가 델타파와 세타파라는 낮은 대역에서 동조하게 됐다. 세타파는 깊은 이완 상태와 관련된 파장이다. 느린 숨쉬기는 아무런 화학물질의 도움 없이 의식의 또 다른 상태로 들어가는 무료 입장권이었다. 다섯째, 자세를 똑바로 세워라. 기존 연구에 따르면 구부정한 자세는 부정적 생각 및 패배감과 연관돼 있다. 가슴을 내밀고 똑바로 세운 자세는 좀더 긍정적인 정신 자세를 가져다준다. 실험에 따르면 스트레스 상황에서 자세를 바로 세우면 스트레스를 덜 받고 더 빨리 여기서 회복하는 데 도움이 되는 것으로 나타났다. 여섯째, 스트레칭을 하라. 기분뿐 아니라 면역에도 좋다. 2016년 하버드대 의대의 연구팀이 들쥐에게 염증 물질을 주사한 실험을 보자. 이틀 후 스트레칭을 시킨 쥐들은 그러지 않은 쥐에 비해 염증 수준이 크게 낮아진 것으로 나타났다. 다른 연구들에 따르면 근육을 감싸는 근막의 구조는 젖은 스펀지와 같다. 스트레칭은 체액을 쥐어짜 림프계로 흘러 들어가게 해 준다. 염증 물질도 흘려보낸다. 이것은 마음에도 중요하다. 통제되지 않은 염증은 우울증, 만성통증, 피로와 관련돼 있기 때문이다.

올해 검은 곰팡이증 환자 8848명적절히 치료하지 않으면 치사율 50%과도한 약물 사용·비위생적 환경 영향인도의 코로나19 환자 사이에서 확산하고 있는 ‘검은 곰팡이증’이 면역력이 약화된 사람의 호흡기 등을 통해 감염된다는 분석이 나왔다. 전문가들은 스테로이드 등 항염증제를 무분별하게 사용해 면역력이 약화된 사례가 늘고 있기 때문으로 추정했다. 다만 이 질병은 사람 사이의 접촉으로는 확산되지 않는 것으로 조사됐다. 인도 최고 의료기관으로 꼽히는 전인도의학연구소(AIIMS)의 란디프 굴레리아 소장은 22일(현지시간) NDTV와 인터뷰에서 검은 곰팡이증은 접촉에 의해 전염되지 않는다고 밝혔다. 미국 CNN방송 등 외신도 이날 “검은 곰팡이증은 전염되지 않으며 사람에게서 사람으로 확산하지 않는다”고 설명했다. 현지 언론과 외신에 따르면 ‘털곰팡이증’이 공식 명칭인 검은 곰팡이증은 그리 흔한 질병이 아니었다. 털곰팡이는 흙이나 거름, 썩은 나뭇잎과 과일 등 주변에서 흔히 볼 수 있다. 그러나 곰팡이 포자에 감염되는 사례는 극히 드물었다. 과거 인도 전국 29개 도시 병원에서 1년간 발견되는 검은 곰팡이증 환자는 12~15건에 불과할 정도였다. 하지만 올해 들어 환자가 폭증하면서 인도 정부 집계 결과 이날까지 8848명의 관련 환자가 나왔다. 환자는 주로 코로나19 감염자나 음성 판정 후 회복하고 있는 사람이었다. ●코로나19 환자 중심으로 곰팡이증 급증 검은 곰팡이증이 무서운 이유는 일단 감염되면 치사율이 매우 높기 때문이다. 곰팡이 포자에 감염되면 코피를 흘리고 눈 부위가 붓거나 피부가 검게 변하는 등의 증상이 나타난다. 눈, 코 외에 뇌와 폐 등으로도 전이될 수 있으며 적절하게 치료하지 않을 경우 치사율은 50%에 달하는 것으로 전해졌다. 초기 치료가 지연되면 뇌 전이 등을 막기 위해 안구, 코, 턱뼈 등을 절제해야 하는 경우도 자주 발생한다. 이 질병이 검은 곰팡이증으로 불리는 것은 감염된 피부 조직이 괴사해 검게 변한 데에서 비롯된 것으로 알려졌다. 검은 곰팡이증에 걸렸더라도 8주가량 항곰팡이 약품을 투여하면 어느 정도 치료가 가능한 것으로 알려졌다. 그러나 환자가 폭증하면서 ‘암포테리신B’ 같은 항곰팡이 약품에 품귀현상이 나타나고 있다. 검은 곰팡이는 호흡기를 통해 감염될 가능성이 있는 것으로 분석됐다. 비위생적인 환경에서 곰팡이 포자가 증식해 사람의 몸으로 들어간다는 것이다. 니킬 탄돈 AIIMS 교수는 현지 일간 민트에 “확률은 매우 낮지만 곰팡이가 공기를 통해 사람의 폐로 들어갈 수도 있다”고 말했다.포르티스 병원의 당뇨·비만·콜레스테롤 팀장인 아누프 미슈라는 인도 일간 이코노믹타임스에 “만약 병원이나 가정의 벽, 환기 시스템, 의료 장비 등이 곰팡이로 오염된 상태에서 살균 과정을 제대로 거치지 않았다면 검은 곰팡이증이 발생할 수 있다”고 말했다. 우잘라 시그너스 그룸 병원의 호흡기내과 전문의인 산디프 가르그는 코로나19 중환자에게 의료용 산소가 투입되는 과정에서 오염이 발생했을 가능성도 제기했다. 가르그는 “의료용 산소는 환자에게 투입되기 전에 가습 과정을 거쳐야 한다”며 “그런데 가습에 사용되는 물이 제대로 살균되지 않으면 검은 곰팡이증 감염의 원천이 될 수 있다”고 주장했다. ●“무분별한 스테로이드 사용으로 면역 약화” 현지 전문가들은 코로나19로 인한 면역력 약화가 환자 급증에 영향을 미친 것으로 보고 있다. 굴레리아 소장은 “(인도의) 많은 당뇨병 환자와 무분별한 스테로이드 사용 때문에 검은 곰팡이증이 확산한 것으로 보인다”고 말했다. 당뇨병 환자가 코로나19에 걸리거나 치료에 욕심을 낸 코로나19 환자들이 스테로이드를 과용하면서 면역력이 심각하게 떨어졌고 이로 인해 곰팡이균에 쉽게 감염됐다는 것이다. 인도는 세계에서 당뇨병 환자가 가장 많은 국가로 알려져 있다. 또 처방전 없이도 약품 대부분을 구할 수 있기 때문에 약물 과용이 심각한 경우가 많다. 스테로이드는 염증 치료나 면역 과잉 반응 방지 등에 주로 사용된다. 굴레리아 소장은 “지난해 1차 유행 때도 검은 곰팡이증은 있었지만, 이번 2차 유행 때는 스테로이드 과용 때문에 관련 환자 수가 크게 늘었다”고 말했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

삼성이 지원한 연구 과제들이 국제적으로 인정받는 최상위 학술지에 연이어 실리며 성과를 인정받고 있다. 삼성전자는 양희준 카이스트 물리학과 교수 연구팀과 김종호 한양대 재료화학공학과 교수 연구팀의 연구과제가 각각 국제학술지인 ‘사이언스 어드밴시스’와 ‘어드밴스드 머티리얼스’에 게재됐다고 20일 밝혔다.양 교수 연구팀은 뇌 신경망의 정보 처리 과정을 모방해 황화주석 기반 ‘멤리스터’ 소자를 적용한 인공지능 센서를 개발한 성과를 인정받았다. 연구팀이 개발한 인공지능 센서는 여러 글자가 섞여 있는 복잡한 환경에서도 ‘가자’, ‘사자’ 등 간단한 한글을 91% 수준으로 인식하는 데 성공했다. 김 교수 연구팀은 세균성 감염병을 신속하게 진단하고 치료할 수 있는 새 인공항체 기술을 개발한 성과를 인정받았다. 연구팀이 개발한 인공항체로 식중독의 원인인 대장균·살모넬라·포도상구균에 실험한 결과 인공항체가 고온을 통해 세균을 사멸시킬 수 있다는 점을 증명해 냈다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

코로나19로 인해 집에서 지내는 시간이 많아지면서 TV나 각종 온라인동영상서비스(OTT)의 이용률이 늘고 있다. 아동, 청소년의 경우 TV, 동영상 과다 시청이 자존감을 낮추고 우울증이 발생하기 쉽다는 연구결과들이 있다. 그런데 성인들도 TV, 동영상을 과다 시청할 경우 인지기능을 떨어뜨리고 치매를 유발시킬 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 컬럼비아대 의대, 존스홉킨스대 의대, 노스캐롤라이나대 의대, 앨라배마대 의대 공동연구팀은 동영상 시청 시간이 긴 중년은 동영상 시청을 않는 또래보다 인지기능이 낮고 노년에 치매가 발생하기 쉽다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국심장학회가 20~21일 온라인으로 개최하는 ‘2021 역학·예방·라이프스타일·심혈관대사 연례콘퍼런스’에서 3편의 논문으로 발표됐다. 연구팀은 미국 내 지역사회에서 의료서비스와 심혈관질환, 뇌인지기능 관련 질환 발병상태를 장기추적 조사한 ‘지역사회 죽상동맥경화위험 및 신경인지 코흐트 연구’(ARIC-NCS)에 참여했던 사람들 중 30~70대 남녀 약 1만 2900명을 무작위로 선정했다. 연구팀은 이들을 대상으로 TV 및 동영상 시청 습관을 조사하고 정기적으로 인지기능 측정과 뇌 자기공명영상(MRI)을 촬영해 비교분석했다. 그 결과 TV나 동영상을 보지 않거나 1주일에 1회, 1시간 미만으로 시청하는 사람보다 매일 2시간 30분 이상 시청하는 사람은 인지기능이 7%가량 낮은 것으로 조사됐다. 이 같은 인지기능 저하는 지속적으로 이어지면서 동영상 시청시간이 긴 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 치매 발병률도 2배 이상 높은 것으로 확인됐다. 또 주당 평균 동영상 시청 시간이 1시간 늘어날 때마다 뇌의 회백질 부피가 0.5%씩 줄어드는 것으로 나타났다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 인해 집에서 지내는 시간이 많아지면서 TV나 각종 온라인동영상서비스(OTT)의 이용률이 늘고 있다. 아동, 청소년의 경우 TV, 동영상 과다 시청이 시청이 자존감을 낮추고 우울증이 발생하기 쉽다는 연구결과들이 있다. 그런데 미국 의과학자들이 성인들도 TV, 동영상을 과다시청할 경우 인지기능을 떨어뜨리고 치매를 유발시킬 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 컬럼비아대 의대, 존스홉킨스대 의대, 노스캐롤라이나대 의대, 앨라바마대 의대 공동연구팀은 동영상 시청시간이 긴 중년은 동영상 시청을 않는 또래보다 인지기능이 낮고 노년에 치매가 발생하기 쉽다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국심장학회가 20~21일 온라인으로 개최하는 ‘2021 역학·예방·라이프스타일·심혈관대사 연례컨퍼런스’에서 3편의 논문으로 발표됐다. 연구팀은 미국 내 지역사회에서 의료서비스와 심혈관질환, 뇌인지기능 관련 질환 발병상태를 장기추적 조사한 ‘지역사회 죽상동맥경화위험 및 신경인지 코흐트 연구’(ARIC-NCS)에 참여했던 사람들 중 30~70대 남녀 약 1만 2900명을 무작위로 선정했다. 연구팀은 이들을 대상으로 TV 및 동영상 시청습관, 식습관, 음주, 흡연 여부를 조사하고 인지기능 측정과 뇌 자기공명영상(MRI)을 정기적으로 촬영해 비교분석했다. 그 결과 TV나 동영상을 보지 않거나 1주일에 1회, 1시간 미만으로 시청하는 사람보다 매일 2시간 30분 이상 시청하는 사람은 인지기능이 7% 가량 더 낮은 것으로 조사됐다. 인지기능의 저하는 지속적으로 이어지면서 동영상 시청시간이 긴 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 치매발병률도 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 이와 함께 주당 평균 동영상 시청시간이 1시간 늘어날 때마다 뇌의 회백질 부피가 0.5%씩 줄어드는 것으로 확인됐다. 회백질은 신경세포가 집중돼 있는 부분으로 뇌의 주요활동이 이뤄지는 곳이다. 연구팀에 따르면 동영상 시청은 한 자리에서 움직이지 않고 이뤄지는 수동적 행위이기 때문에 신체적, 정신적 운동이 줄어들면서 인지기능을 떨어뜨리는 것으로 볼 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 앨라바마대 보건대 켈리 피티 가브리엘 교수는 “TV, 동영상의 장시간 시청이 뇌와 신체 건강에 미치는 잠재적 영향에 대해서는 생각만큼 많이 알려져 있지 않다”라면서 “아동, 청소년 뿐만 아니라 중년기에도 한 자리에서 오랜 시간 화면을 쳐다보고 있는 것보다는 독서나 가벼운 운동 같은 건강한 행동을 하는 것이 나이들어서도 건강한 뇌를 유지할 수 있는 비결”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들이 알고 있듯 암세포는 정상세포와는 달리 비정상적으로 무한증식한다는 특징이 있다. 외과수술, 화학적 항암요법, 방사선치료 등으로도 쉽게 죽지 않고 살아남아 환자를 괴롭히는 경우가 있다. 국내 연구진이 암세포가 외부 스트레스에도 끄떡없이 빠르게 증식하는 이유를 밝혀내 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 세포 분열 중 발생하는 DNA 복제 스트레스를 해소시켜 암세포가 죽지 않고 살아남게 만드는 단백질을 발견했다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산연구’에 실렸다. 세포가 분열해 중식할 때는 세포 속 DNA가 함께 복제된다. DNA를 이루는 약 30억쌍의 염기물질이 복제되는 과정 중에는 다양한 원인 때문에 오류가 발생하는데 이 오류를 제때 교정되지 못하면 복제스트레스가 발생해 세포가 죽게 된다. 복제스트레스는 복제 과정에서 발생하는 오류 때문에 DNA 복제가 멈춰 세포 분열과 증식도 멈추게 만드는 역할을 한다. 연구팀은 살아있는 세포에서 실시간으로 단백질 위치를 확인할 수 있는 단초점 세포형광이미징 기술을 활용해 암 세포의 변화를 관찰했다. 그 결과 세포 핵 내부에서 DNA 복제 스트레스 때문에 DNA 복제가 멈춘 위치로 NSMF 단백질이 빠르게 이동하는 것이 관찰됐다. NSMF 단백질은 신경세포 이동을 촉진해 뇌의 발달과 형성에 관여하는 것으로 알려져 있었는데 이번 연구를 통해 암세포의 생존과 확산에도 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다. NSMF 단백질은 PRP19, ATR 같은 DNA 복제스트레스를 해소하는 역할을 하는 단백질들을 복제 오류가 발생한 지역으로 이동시켜 복제오류를 수정해 DNA 복제가 다시 이뤄지도록 한다는 것이다. 실제로 정상세포와 비교해 암세포에서는 NSMF 단백질 발현량이 특히 높았는데 이는 NSMF 단백질이 암세포 성장과 분열, 전이를 촉진시키는 역할을 한다는 의미이다. 연구팀은 유전자가위 기술을 이용해 관련 유전자를 제거해 NSMF 단백질 발현을 억제시키면 DNA 복제오류가 누적돼 DNA 복제가 멈추면서 암세포가 성장하지 못하고 죽는 것을 관찰했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 이 같은 사실을 입증하는데 성공하기도 했다. 채영찬 교수는 “지금까지 암세포의 복제스트레스 대응 과정은 미지의 상태로 남아있었다”라며 “이번 연구를 통해 뇌발달에 관여한다고 알려졌던 NSMF 단백질이 세포 복제스트레스 해소에도 참여한다는 새로운 사실이 밝혀져 암세포 복제 스트레스 대응방식을 교란시켜 암세포를 죽이는 방식의 4세대 표적항암제 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

14개월 교통 대기오염 노출된 쥐알츠하이머 증상 뚜렷하게 관찰돼 환경 기준치 이내의 초미세먼지(PM2.5)라도 장기간 노출될 경우 알츠하이머를 비롯한 노화 관련 치매에 걸릴 가능성이 높다는 연구 결과가 18일 발표됐다. 미국 캘리포니아대학 데이비스(UC Davis) 소속 연구팀은 최근 ‘환경 보건 전망’ 저널에 게재한 논문을 통해 이 같이 밝혔다. 연구팀은 “교통 관련 대기오염과 알츠하이머를 포함한 노화 관련 치매 위험 증가 사이에 연관성이 있음을 발견했다”고 전했다. 연구팀은 보통 유전자를 가진 쥐(야생형 유전자)와 사람의 알츠하이머 취약 유전자를 가진 쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 각기 한 쪽 그룹에 대해서는 자동차 통행이 잦은 터널 속 공기를 가져와 그대로 노출했고, 다른 한쪽은 오염물질을 걸러낸 공기에 노출시켰다. 오염된 공기 속의 초미세먼지 농도 평균치는 ㎥당 15.6㎍(마이크로그램, 1㎍=100만분의 1g)이었다. 한국과 미국의 연간 환경기준은 ‘15㎍/㎥ 이하’, 24시간 기준치는 ‘35㎍/㎥ 이하’로 같다. 지난해 국내 초미세먼지 평균 농도는 19㎍/㎥ 수준이었다.교통 관련 대기오염 노출 쥐, 치매 관련 증상 발견 연구팀은 14개월 동안 대기오염 물질에 노출하는 실험을 진행하면서 3개월과 6개월, 10개월, 15개월이 될 때마다 쥐들의 상태를 조사했다. 그 결과, 교통 관련 대기오염(TRAP)에 노출된 쥐들에게서는 치매 관련 증상이 발견됐다. 알츠하이머 환자 뇌에서 발견되는 단백질 응집체인 아밀로이드 플라크가 더 많이 나타났고, 치매의 특징인 과인산화되고 응집된 타우 단백질도 더 많았다. 쥐의 뇌 해마에서는 나노 크기의 초미립자가 검출되기도 했다. 또, 신경 세포 손실도 컸고, 인지 결핍 현상도 관찰됐다. 연구팀은 “알츠하이머 위험 유전자를 가진 경우는 물론 야생형 유전자를 가진 쥐에서도 알츠하이머병 증세가 가속화하는 것을 확인했다”며 “교통 관련 대기오염이 알츠하이머병의 발병 시간을 단축하고, 질병 진행을 가속할 수 있다”고 지적했다. 이어 “터널 공기 속의 초미세먼지가 미 연방 초미세먼지 기준치(24시간 평균 35㎍/㎥) 이하였는데도 영향을 미치는 것으로 나타났다”며 “현재 환경기준이 뇌를 보호하지 못하는 것으로 보인다”고 강조했다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

주당 55시간 이상의 장시간 노동 때문에 연간 74만명 이상이 심장질환이나 뇌질환으로 사망하고 있다고 세계보건기구(WHO)와 국제노동기구(ILO)가 17일(현지시간) 경고했다. 전 세계를 대상으로 한 장시간 노동에 따른 사망자수를 연구한 최초의 보고서라고 더힐은 보도했다. 연구 대상이 된 시기인 2016년 전 세계 인구 중 장시간 노동으로 인한 사망자는 약 74만 5000명으로 집계됐다. 주로 60~79세 연령대가 많았고, 사망자 중 남성 비중이 72%에 달했다. 보고서는 또 동남아시아·서태평양 지역에 장시간 노동으로 인한 사망자가 많이 발생했다고 전했다. 보고서는 “주당 55시간 이상 일하는 사람들은 주당 35~40시간 노동자에 비해 심장마비 위험이 35% 높고, 동맥이 좁아져서 발생하는 국소빈혈 심장질환 위험도 17% 상승한다”면서 “사용자들이 장시간 노동의 위험을 알아야 한다”고 경고했다. 테드로스 아드하놈 게브레예수스 WHO 사무총장은 “코로나19로 재택근무가 늘면서 가정과 일의 경계가 허물어지고 있다”면서 “장시간 노동을 막기 위한 대책이 강구되어야 한다”고 총평했다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

구광모 LG그룹 회장이 인공지능(AI)을 ‘미래 성장동력’으로 낙점한 가운데 LG가 세계 최고 수준의 ‘초거대(슈퍼스케일) AI’를 올해 하반기에 공개한다. 이를 발전시키기 위한 개발 및 인프라 구축에 향후 3년간 1억 달러(약 1100억원) 이상을 투자한다. ●매개변수 1750억개 현존 최다 GPT3의 3배 LG의 AI 전담조직인 LG AI연구원은 17일 서울 강서구 마곡에 위치한 LG사이언스파크에서 비대면 방식으로 진행된 ‘AI 토크 콘서트’를 통해 연내 6000억개의 파라미터(매개변수)를 갖춘 초거대 AI를 공개하겠다고 밝혔다. 인간의 뇌세포가 시냅스에 의해 서로 연결돼 있는 것처럼 AI도 시냅스의 역할을 담당하는 파라미터의 규모가 커질수록 성능이 올라간다. 현존하는 최고 지능의 초거대 AI는 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO) 등이 주도해 설립한 비영리 AI연구회사 ‘오픈 AI’가 개발한 ‘GPT3’(파라미터의 1750억개)다. LG에서는 이것의 3배 넘는 파라미터를 보유한 초거대 AI를 내놓겠다는 것이다. 이를 위해 필요한 인프라도 연내 세계 최고 수준으로 구축할 계획이다. 인간의 뇌세포 역할을 하는 기반 시설을 ‘컴퓨팅 인프라’라고 하는데 이것을 1초에 9경 5700조회 연산 처리하는 수준으로 발전시키게 된다. 이 정도면 글로벌 톱3 수준이라는 평가가 나온다. 구 회장이 지난해 12월 야심 차게 설립한 LG AI연구원은 설립 당시 향후 3년간 글로벌 인재 확보와 AI 연구개발에 2000억원을 투자하겠다고 밝혔는데, 이번에 1000억원 이상을 추가 투입하는 것이다. LG의 16개 계열사가 AI연구원에 추가 투자하는 방식으로 진행되며 향후에는 외부 재원도 확보할 계획이다. 이를 통해 미래에는 초거대 AI가 스스로 프로그램을 짜서 개발 시간을 단축하거나, 고객상담 때도 AI가 상대방의 감정까지 분석할 수 있게 될 전망이다. 또한 AI가 디자인 시안 수백개를 내놓으면 이를 바탕으로 제품을 만들거나, 항암치료제·차세대 배터리 소재 등을 개발할 때에도 AI가 활용될 수 있다. ●16개 계열사 공동 투자… 전 사업에 활용 포석 구 회장이 AI연구에 공을 들이는 이유는 미래에는 AI가 LG그룹의 전 사업 분야에 직간접적으로 활용될 수 있다고 보기 때문이다. LG의 16개 계열사가 LG연구원에 공동 투자한 것도 이곳에서 개발한 원천기술을 각 계열사에서 사업화하기 위해서다. 2023년까지 LG그룹 내에 AI 전문인력을 1000여명까지 늘리겠다고 공언한 것도 같은 맥락이다. 국내에서는 네이버·카카오·SK텔레콤 등이 초거대 AI 개발에 공을 들이고 있고, 중국 화웨이에서도 최근 2000억 파라미터 수준으로 개발을 완료한 것으로 알려졌다. 업계 관계자는 “미국의 GPT3는 주로 영어를 기반으로 개발됐는데 LG가 개발한 초거대 AI는 한국어 학습도 충분히 해 국내 이용자들에게도 유용한 기술이 될 것”이라고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

자폐스펙트럼증후군은 자신의 세계에 갇혀 타인과 상호관계가 형성되지 않는 발달장애로 아동 1000명 중 1명에게서 나타나는 흔한 신경정신질환이다. 자폐증 아동은 행동, 심리치료와 함께 약물치료가 병행되는데 자폐치료제를 장기간 복용할 경우 소아비만이 발생하는 경우가 많다. 국내 과학자가 중심이 된 연구팀이 이같은 항정신성약물로 인한 비만의 원인을 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 미국 텍사스주립대 사우스웨스턴메디컬센터 공동연구팀은 도파민 및 세로토닌 수용체에 결합해 뇌 신경전달물질 작용을 차단하는 비정형 항정신성 약물로 인해 발생하는 비만의 원인을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학분야 국제학술지 ‘실험의학저널’에 실렸다. 비정형 항정신성 약물은 자폐스펙트럼장애를 비롯해 조현병, 양극성장애 등 신경정신질환을 치료하기 위해 널리 사용되는 치료제이다. 비정형 항정신성 약물은 다른 정신성 약물에 비해 운동 부작용은 적지만 식욕을 과도하게 자극해 비만을 유발시키는 부작용이 발생한다. 과학자들은 이 같은 문제의 근본 원인을 찾아내기 위해 동물실험을 실시했지만 사람과 같은 비만증상이 유도되지 않는 경우가 많아 원인 규명이 어려웠다. 연구팀은 조현병을 유발시킨 생쥐에게 리스페리돈이라는 약물을 먹이에 섞어 먹이는 방식을 통해 비만을 유도하는데 성공했다. 이를 통해 비정형 항정신성 약물이 뇌의 시상하부에서 식욕을 억제하는 신경전달물질인 멜라노코르틴에 대한 반응성이 줄여 비만을 유발시킨다는 사실을 확인했다. 연구팀은 지난해 미국 식품의약국(FDA)에서 승인받은 식욕억제제를 비정형 항정신성 약물과 동시에 투약하면 비만과 신경정신과 치료효과를 동시에 얻을 수 있다는 것을 확인했다. 손종우 카이스트 교수는 “이번 연구는 비정형 항정신성 약물에 의한 식욕증가와 비만 원인을 신경세포와 분자수준에서 처음으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “비정형 항정신성 약물을 처방받는 환자들에게 발생하는 비만을 예방할 수 있게 해줘 질병치료에 집중하게 도와줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간 같은 복잡한 척추동물은 신체 재생 능력이 크게 떨어진다. 특화된 기능을 지닌 장기와 복잡한 조직 때문에 본래 모습대로 재생하기가 쉽지 않은 것이다. 반면 편형동물 같은 단순한 무척추동물은 몸이 둘로 잘려도 살아남을 수 있다. 몸을 여러 조각으로 잘라도 각각의 조각이 완전한 개체로 재생되는 플라나리아가 대표적이다. 참고로 플라나리아 역시 편형동물의 일종이다. 플라나리아의 뛰어난 재생 능력의 비결은 단순한 몸 구조와 더불어 반복적인 구조에 있다. 예를 들어 플라나리아의 신경은 사다리 모양으로 몸통을 따라 배치되어 있으며 뇌는 이 가운데 가장 큰 신경절에 불과하다. 따라서 머리 부분이 잘려도 몸통 부분의 신경절이 뇌의 역할을 대신하면 그만이다. 그러나 눈의 역할을 하는 안점(eyespot)은 머리 부분에 한 쌍만 존재한다. 따라서 머리를 자를 경우 몸통 부분은 눈을 재생할 때까지 한동안 장님이 되는 수밖에 없다. 편형동물의 눈은 작고 원시적이라서 없어도 될 것처럼 보이지만, 사실 생존에 매우 중요한 역할을 한다. 대표적인 역할은 편형동물에 치명적인 자외선(UV-A)를 감지하는 것이다. 주로 토양에 사는 편형동물은 매우 얇고 약한 외피를 지니고 있어 자외선에 오래 노출되면 치명적이다. 따라서 이런 환경에 노출되지 않도록 빛을 감지하는 눈이 필요하다. 과학자들이 잘려 나간 몸통 부분이 생존에 불리할 것으로 예상한 이유다. 하지만 실제로는 그렇지 않다는 연구 결과가 발표됐다. 인도 하이데라바드 대학 줄기세포 과학 및 재생 의학 연구소의 과학자들은 머리가 잘린 편형동물의 몸통 부분이 빛을 감지하는 능력을 검증했다. 연구팀은 빛을 감지하는 단백질인 옵신(opsin)이 눈 이외의 부위에서도 검출되었다는 이전 연구 결과를 토대로 혹시 눈 이외의 다른 부분도 빛을 감지하는 것이 아닌가 의구심을 품었다. 이를 증명할 방법은 간단하다. 편형동물의 머리를 자른 후 자외선을 비춰주고 각 부분이 어떻게 움직이는지 관찰하면 된다. 그 결과 연구팀은 몸통 부분도 해로운 자외선을 피해 달아나는 것을 확인했다. 이후 연구팀은 편형동물의 세포를 분석해 광수용체를 지닌 특수 감각 세포가 몸 전체에 퍼져 있다는 사실을 확인했다. 이 광감각 세포는 눈이 아니라 몸통에서 해로운 자외선을 독립적으로 감지해 편형동물이 피할 수 있게 해준다. 다시 말해 편형동물은 몸으로 빛을 볼 수 있다. 편형동물은 대부분 긴 지렁이처럼 생겼기 때문에 머리 부분에서만 해로운 자외선을 감지하면 몸 전체를 보호하지 못할 위험이 있다. 따라서 사물을 보지 못해도 특정 파장의 빛의 세기를 감지할 수 있는 감각 세포를 몸 전체에 갖춘 것으로 해석된다. 따라서 몸이 잘려도 어디서든 빛을 감지할 수 있다. 한 가지 더 흥미로운 사실은 이 광감각 세포가 잘 때도 빛을 감지해 편형동물을 이동시킨다는 점이다. 잠자는 도중에도 빛은 볼 수 있다는 것인데, 이 역시 생존을 위한 적응으로 생각된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

요즘 주식과 가상화폐의 인기가 워낙 높다보니 간혹 “그 때 왜 그 주식을 팔지 않았을까” “그 때 망설이지 말고 코인을 샀어야 했는데” “그 때 조금 더 투자하려고 했었는데” 등 과거의 선택을 후회하는 말을 하는 사람들을 볼 수 있다. 사람들이 하는 후회의 대부분은 잘못된 선택에 대한 것들이다. 잘못된 선택의 이유는 여러 가지가 있겠지만 신경과학자와 행동경제학자들은 불완전한 기억이 잘못된 선택의 주요 원인이 될 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 하스경영대학원, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경과학부 공동연구팀은 심리학과 행동경제학의 의사결정실험과 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 통해 사람들이 어떤 선택을 할 때 가장 좋아하는 것을 까먹고 우리가 어렴풋이 또는 잘못 기억하고 있는 것에 좌우된다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNSA’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 2811명의 성인 남녀를 대상으로 패스트푸드, 과일, 운동화, 샐러드 드레싱 등 6가지 종류의 소비재에 대한 선택을 조사했다. 우선 연구팀은 각각의 소비재 범주만 정해주고 좋아하는 브랜드나 종류를 선택하도록 한 ‘외부 메뉴 조건’(EMC) 조사와 소비재 범주 내에서 다양한 종류의 목록을 제시한 뒤 좋아하는 브랜드나 종류를 ‘내부 메뉴 조건’(IMC) 조사를 실시했다. 쉽게 이야기하면 EMC는 주관식, IMC는 객관식 평가라고 할 수 있다. 또 연구팀은 실험에 참가한 사람들 중 32명을 무작위로 선택해 EMC, IMC 조사를 실시하는 동안 뇌에서 어떤 일이 일어나는지 알아보기 위해 fMRI 촬영을 했다. 그 결과 사람들은 자신이 가장 좋아하는 항목보다는 덜 선호하지만 더 쉽게 기억하는 것들을 고른다는 사실이 확인됐다. 패스트푸드 같은 경우 EMC 조건에서는 많은 사람들이 맥도날드를 자신이 좋아하는 브랜드라고 선택했지만 IMC 상황에서는 다른 브랜드보다 맥도날드를 좋아하지 않는 것으로 나타난 것이다. EMC 상황에서는 맥도날드를 좋아한다고 선택한 사람들이 30%였지만 IMC 상황에서는 맥도날드를 좋아한다는 사람은 15%에 불과했고 나머지는 인앤아웃이나 칙필레 등 다른 브랜드들을 좋아한다고 답한 것이다.연구팀 관계자는 “미국인들에게 ‘좋아하는 패스트푸드점 세 개를 빨리 대보라’라고 하면 인앤아웃이나 칙필레를 훨씬 좋아하더라도 많은 사람들이 맥도널드, 웬디스, 버거킹을 대는 경우가 많다”라며 “기억력이 의사결정에 미치는 영향을 조사하기 위해 연구를 시작했다”고 말했다. 이 같은 특성은 과일이나 신발 등 다른 소비재를 선택하는데서도 똑같이 나타났다. fMRI 촬영에서도 사람들은 EMC에서는 뇌의 기억검색 영역과 가치평가 영역이 활성화되고 두 영역간 소통이 강화되는 것으로 나타났지만 IMC에서는 가치평가 영역은 활성화됐지만 기억영역의 활동은 적은 것으로 나타났다. EMC에서는 기억이 상황판단에 직접적으로 관여하는 경향이 강하게 나타난다는 것이다. 연구를 이끈 밍 쉬 UC버클리대 교수는 “IMC 상황이 원하는 것을 정확하게 결정할 있도록 도와주는 것이 사실”이라면서 “인생에서 맞닥뜨리는 대부분의 문제들은 IMC와 같은 객관식 문제가 아니라는 점에 주목한다면 제한적인 사람의 기억력이 의사결정에 지대한 영향을 미칠 수 있다는 것이 이번 연구의 의미”라고 설명했다. 연구에 참여한 행동신경학자인 앤드류 카이저 UCSF 의대 교수도 “사람들이 불완전한 기억 때문에 자신이 정말 원하는 선택을 못하는 경우가 많다는 것을 이번 연구를 통해 확인할 수 있었다”라며 “전통적 경제학 모델에 따르면 사람들은 모든 가능한 옵션에서 여러 가지를 고려한 뒤 합리적 결정을 내린다고 보기 때문에 후회할 일은 거의 없다고 주장하지만 실제로는 미리 주어진 옵션들 중에서 선택하는 것이 아니라 기억을 근거로 선택을 한다는 것”이라고 말했다. 카이저 교수는 “알츠하이머 환자는 기억력이 떨어지면서 의사결정능력도 상실하게 되는데 이번 연구로 의사결정능력이 어떻게 변화할 수 있는지 예측할 수도 있다”라며 “이번 연구결과는 소비자 조사, 공공정책 수립부터 퇴행성 신경질환 관리에 이르기까지 다양한 영역에 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2010년 개봉한 SF영화 ‘아바타’에는 부상으로 다리를 움직일 수 없는 군인이 가상현실(VR)과 뇌컴퓨터인터페이스(BCI) 기술을 이용해 자신의 뇌와 연결된 또 다른 자아를 움직이는 모습이 나온다. 또 다른 SF영화 ‘매트릭스’에서도 뇌와 컴퓨터가 연결돼 만들어진 가상현실이 등장한다. SF에서나 볼 수 있었던 것처럼 생각만으로 의사소통을 하고 사물을 움직이는 BCI 기술은 1970년대 초 처음 등장했다. 그렇지만 뇌과학과 전자공학, 인공지능(AI) 기술이 빠르게 발전하기 시작한 2000년 들어서야 가시적인 성과가 나타났다. 이 같은 상황에서 미국 스탠퍼드 하워드 휴즈 의학연구소, 스탠퍼드대 전기공학과, 신경생물학과, 스탠퍼드의대 신경과학연구소, 바이오X 연구소, 프로비던스 보훈병원 신경재활·신경공학 R&D센터, 브라운대 뇌과학연구소, 하버드대 의대 공동연구팀은 사지마비 환자가 생각만으로 글씨를 쓸 수 있게 하는 데 성공했다. BCI 기술을 다시 한번 도약하게 만들었다는 평가를 받는 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 5월 13일자에 실렸다.연구팀은 2007년 척추 손상을 당해 목 아래로는 몸을 움직일 수 없는 65세의 남성 환자 ‘T5’를 대상으로 새로운 BCI 기술을 시험했다. 연구팀은 환자 ‘T5’의 좌뇌 운동피질에 마이크로 탐침 100개가 박혀 있는 전자칩 2개를 이식했다. 소아용 아스피린 크기의 이 전자칩들은 환자가 손과 손가락을 움직이려는 생각을 전기신호로 전환해 컴퓨터로 전달하는 역할을 한다. 컴퓨터로 전달된 전기신호는 신경망 인공지능을 거쳐 화면에 글자로 표시된다. 기존에도 생각만으로 글씨를 쓸 수 있도록 하는 BCI 기술이 개발된 바 있다. ‘포인트 앤드 클릭 타이핑’으로 이름 붙여진 기존 기술은 사지마비 환자가 생각이나 눈동자의 움직임으로 컴퓨터 화면에 표시된 가상 키보드나 마우스를 원하는 글자로 이동시켜 타이핑하는 방식이었다. 이 방식으로는 분당 최대 40자 정도밖에 쓸 수 없었고, 타이핑 정확도는 50% 이하인 것으로 알려져 있다. 이번 연구팀은 환자 T5에게 손발이 마비되기 전처럼 펜을 들고 종이에 글자를 쓰는 상상을 하도록 했다. 환자가 생각으로 쓴 필기체 형태의 글자는 신경망 인공지능이 빠르게 단어와 문장으로 변환시켰다. ‘마인드 라이팅’, ‘브레인 투 텍스트’로 이름 붙여진 이번 BCI 기술은 기존처럼 원하는 글자를 가상 키보드를 찾아서 클릭을 하는 것이 아니라 글자를 상상만 하면 인공지능이 즉시 변환시켜 준다. 글자를 쓰는 속도는 물론 타이핑 정확도도 2배 이상 향상됐다. 연구팀에 따르면 이번 기술을 이용하면 분당 평균 90자, 18개 단어를 타이핑할 수 있게 됐다. 정확도는 94.1%까지 높아졌다. 이는 T5와 비슷한 연령대의 일반적인 스마트폰 타이핑 속도인 분당 115자와 비슷한 수준이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 총괄한 하워드 휴즈 의학연구소 크리슈나 셰노이 교수는 “이번 연구는 신체 기능 일부가 손상되더라도 해당 부분을 관장하는 뇌 부위에서는 미세한 신호를 보낼 수 있다는 사실과 생각으로 쓴 글자를 AI로 신속하게 읽어 내는 기술을 결합시킨 것”이라며 “연구의 궁극적 목표는 사지마비나 말을 할 수 없는 환자에게 문자로 의사소통할 수 있는 능력을 회복시켜 주는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

자폐증은 타인과 의사소통에 곤란을 겪고 반복적 행동과 제한된 관심만을 보이는 일종의 뇌신경질환으로 전 세계 인구 중 2%가 앓고 있는 것으로 알려져 있다. 이런 자폐증상과 함께 지적 장애, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 뇌성마비, 조현병 등 비정상적 뇌발달로 유발되는 뇌신경질환들은 뇌발달장애라고 부른다. 뇌발달장애는 전 세계 인구의 15% 정도가 앓고 있을 정도로 흔하다. 뇌의 발달은 뇌세포 내 다양한 신호전달체계에 의해 조절된다는 사실은 잘 알려져 있지만 구체적으로 뇌발달장애를 일으키는 원인이나 발생 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 특정 단백질이 자폐를 비롯해 뇌발달장애를 유발시킨다는 사실을 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스뇌질환 연구단은 ‘TANC2’라는 단백질 결손이 자폐증이나 뇌발달장애를 촉발시킨다는 사실을 규명했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 11일자에 실렸다. ‘mTOR 신호전달’ 체계는 세포의 사멸과 생존, 단백질 생산 등을 조절하는 뇌세포 신호전달 시스템 중 하나로 신호전달체계에 이상이 생길 경우 자폐나 뇌발달장애를 유발하는 단백질의 돌연변이를 일으키는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 신경계에서 mTOR 조절 메커니즘은 알려지지 않았다. 연구팀은 앞서 TANC2 단백질이 정상적인 뇌 발달에 필수적이라는 사실을 밝혀내고 이 단백질이 mTOR 신호전달체계를 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 TANC2 단백질 발현이 절반으로 줄어든 자폐증 생쥐를 만들어 관찰했다. TANC2 단백질 결손은 mTOR 신호전달을 지나치게 활성화시켜 시냅스 연결을 줄이고 기억과 학습 같은 뇌 기능을 떨어뜨리는 것을 확인했다. 연구팀은 mTOR 저해 약물인 ‘라파마이신’을 투여하면 시냅스와 뇌인지기능이 정상으로 회복되는 것이 관찰됐다. 이와 함께 인체 신경세포에서도 실험생쥐에서처럼 TANC2가 줄어들면 mTOR 신호전달체계가 비정상적으로 활성화된다는 것을 발견했다. 연구를 이끈 김은준 IBS 단장은 “이번 연구를 통해 최근 자폐 및 뇌발달장애 원인으로 지목받고 있는 TANC2 단백질의 발병 메커니즘을 확인할 수 있었다”라며 “추가 연구를 통해 mTOR 신호전달 억제제를 이용하면 TANC2 유전자 돌연변이로 인하 발생하는 자폐, 뇌발달장애 치료에 활용할 수 있음을 확실히 밝혀낼 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr