“초미세먼지 노출시 치매 위험 24% 상승”“초미세먼지, 뇌 신경세포 연결망 파괴”美 신경학회 학술지 ‘신경학’에 실려초미세먼지 노출이 심해지면 뇌가 쪼그라들어 치매에 걸릴 위험성이 높아진다는 연구결과가 나왔다. 특히 초미세먼지가 잔뜩 포함된 공기 오염이 심한 대도시에 사는 사람일수록 치매가 올 가능성이 높다고 연구진은 밝혔다. “초미세먼지 농도 올라갈 때마다치매 관련 뇌 부위 수축 높아져” 미국 서던 캘리포니아대학 환경보건과학 센터(Environmental Health Sciences Center)의 다이애나 유난 교수 연구팀은 초미세먼지 노출이 알츠하이머 치매와 관련된 뇌 부위들을 축소시킬 수 있다는 연구결과를 발표했다고 미 보건전문지 헬스데이 뉴스(HealthDay News)가 19일 보도했다. 연구팀은 여성 건강 연구(WHI: Women‘s Health Initiative)에 참가하고 있는 노인 여성 712명(평균연령 78세)의 5년간 조사 자료를 분석한 결과 이러한 사실이 밝혀졌다고 말했다. 연구팀은 연구 시작 때와 5년 후 두 차례 MRI로 이들의 뇌를 촬영했다. 또 첫 MRI 촬영 전 3년 동안 연구 참가자 거주지의 공기 중 초미세먼지 농도를 조사해 초미세먼지 농도에 따라 이들을 4그룹으로 분류했다. 연구팀은 “분석 결과 노출된 초미세먼지 농도가 올라갈수록 치매 관련 뇌 부위 위축은 더 심해지는 것으로 나타났다”면서 “특히 노출된 초미세먼지 농도가 3μg/m3 올라갈 때마다 치매 관련 뇌 부위 위축 점수는 평균 0.3점 높아지는 것으로 분석됐다”고 발표했다. 연구팀은 “이를 환산하면 치매 위험이 24% 높아지는 것에 해당한다”고 설명했다.“눈에 안 보이는 초미세먼지,코 통해 뇌로 들어가 뉴런 연결망 손상” 연구팀은 또 초미세먼지 노출이 이처럼 치매 위험과 연관이 있는 이유에 대해 “눈에 보이지 않는 초미세먼지가 코를 통해 뇌로 들어가 뇌 신경세포(뉴런)들의 연결망에 손상을 일으킬 수 있기 때문일 것”으로 추측했다. 실제 거주지의 초미세먼지 농도가 가장 낮은 그룹은 초미세먼지 농도가 평균 7~10μg/m3, 가장 높은 그룹은 13~19μg/m3였다. 미국 환경보호청(EPA)의 초미세먼지 농도 안전 기준은 12μg/m3 이하이다. 연구팀은 두 차례의 뇌 MRI 검사 결과 분석을 인공지능(AI)에 맡겨 치매와 관련된 뇌 부위들에 나타난 변화의 정도에 따라 0~1점의 점수를 매기게 했다. 첫 번째 MRI 때 점수는 0.28점이었고 두 번째 MRI에서는 0.44점으로 높아졌다.“공기 오염 심한 대도시 사람들 치매 위험 높다” 연구진 강조 연구진은 “공기오염이 심한 대도시에 사는 사람들은 치매 위험이 높다는 의미로 해석할 수 있다”고 강조했다. 이 결과는 연구 대상 노인들의 인종, 교육 수준, 음주, 흡연, 신체활동 등 다른 변수들을 고려한 것이라고 연구팀은 밝혔다. 그러나 이 연구는 여성 노인들만을 대상으로 했기 때문에 젊은 여성이나 남성 노인의 경우는 다를 수 있다고 연구팀은 덧붙였다. 이 연구 결과는 미국 신경학회(American Academy of Neurology) 학술지 ‘신경학’(Neurology) 온라인판(11월 18일자)에 실렸다.강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

초미세먼지 농도가 높은 지역에 사는 노년 여성은 알츠하이머병과 같은 치매를 일으키는 뇌수축이 생길 위험이 2배까지 커질 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 서던캘리포니아대 연구진은 미 여성건강계획(WHI) 조사에 참여한 78세 이상 여성 712명을 대상으로 초미세먼지 노출이 뇌용적에 미치는 영향을 분석한 결과 이같이 나타났다고 18일(현지시간) 밝혔다. 초미세먼지는 지름 2.5㎛ 이하의 물질(PM2.5)을 의미한다. 연구진은 조사 대상자를 각 거주지의 연평균 초미세먼지 농도 등급(㎍/㎥)에 따라 4개 그룹으로 분류했다. 이때 최저 농도 그룹은 평균 7~10㎍/㎥의 초미세먼지, 최고 농도 그룹은 평균 13~19㎍/㎥의 초미세먼지에 노출됐다. 미국에서는 미국 환경보호청(EPA)이 정한 초미세먼지 대기환경 기준(NAAQS)에 따라 ‘좋음’ 수준은 12㎍/㎥로 우리나라의 기준인 15㎍/㎥보다 엄격하다. 연구진은 또 알츠하이머병의 위험인자인 뇌수축 패턴을 확인하기 위해 훈련된 기계학습 도구를 사용해 각각의 MRI 사진에 대해 알츠하이머병 환자들의 것과 얼마나 유사한지에 기초해 0점에서 1점까지 점수를 부여했다. 점수가 높아질수록 뇌 용적 변화가 크다는 뜻이다. 그 결과, 전체적으로 여성의 점수는 연구 시작 당시 0.28점에서 5년 뒤 0.44점으로 높아진 것으로 나타났다. 이는 초미세먼지의 영향으로 뇌용적이 줄어들었다는 것. 초미세먼지 노출 수준이 3㎍/㎥ 증가할 때마다 5년간 뇌수축 변화는 평균 0.03점 증가한 것으로 확인됐다. 이는 알츠하이머병에 걸릴 위험이 24% 증가한 것과 맞먹는 수준이다. 심지어 이 연구는 지역의 초미세먼지 농도가 높을수록 뇌수축 위험이 점점 커진다는 것을 확인해준다. 연구에서 확인된 최고치인 19㎍/㎥의 초미세먼지 농도에 노출된 여성들은 최저치인 7㎍/㎥의 초미세먼지 농도에 노출된 여성들보다 뇌수축 위험이 2배에 달했다고 연구진은 설명했다. 게다가 이런 상관관계는 나이와 교육 수준, 고용 상태, 심장 건강 그리고 신체 활동 등 뇌수축에 관여할 수 있는 다른 요인에 대해 조정해도 유지되는 것으로 밝혀졌다. 연구 주저자 다이애나 여넌 서던캘리포니아대 박사는 “뇌용적의 감소는 알츠하이머병과 같은 치매의 위험요인으로 알려졌지만, 대기오염이 뇌구조를 변하게 하는지는 여전히 연구되고 있다”면서 “이 연구는 더 높은 수준의 대기오염에 노출된 70, 80대 여성들이 5년간 알츠하이머와 관련한 뇌 변화 위험성의 증가를 발견했다”고 말했다. 이어 “연구는 이런 독소가 뇌 구조나 뇌 신경세포망의 연결을 방해해 치매로 가는 진행에 관여할 수 있다는 점을 시사한다”고 덧붙였다.　자세한 연구 결과는 미국신경과학회(AAN)가 발행하는 국제 학술지 ‘신경과학: 임상시험’(Neurology: Clinical Practice) 최신호(18일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 MIT 논문…“풍경 달라지지만 상실만큼 창출” 인공지능(AI)과 로봇 기술 등 4차 산업혁명에 따라 인간의 대량실업에 대한 우려가 커지는 것과 달리 일자리 수가 최소 수십년 내에는 크게 줄어들지 않을 것이란 전망이 나왔다. 그러나 문제는 질 좋은 일자리의 감소라면서 이를 정치적으로 풀어나가야 할 것이라는 진단이 제시됐다. 미국 인터넷 매체 악시오스에 따르면 미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진은 19일 발표한 논문 ‘미래의 노동’에서 AI와 로봇 기술 발전에 따른 업무 자동화의 영향이 과장된 면이 있다고 지적했다. “인간이 적응력 측면에서 여전히 효율적”연구진은 업무 자동화와 AI의 영향이 과거 기술 전환기 때와 같을 것이라며 일부 직업이 사라지고 새로 생기는 과정을 거치면서 전체 고용 규모는 늘어날 것으로 전망했다. 1940년대에 존재하던 직업의 63%가 2018년에 존재하지 않는 것처럼 직업의 전체 그림은 바뀌겠지만 사람이 일할 곳은 남아있을 것이라는 설명이다. 연구를 주도한 엘리사베스 레이널즈는 “언젠가 진짜 범용 AI와 고도의 능력을 지닌 로봇이 나타나 모든 종류의 업무를 인간보다 효율적으로 할 수도 있다”고 말했다. 그러면서 “그런 종류의 기술을 받아들이고 실제 적용하는 데 시간이 걸릴 것”이라며 “우리가 지금 있는 곳은 30∼40년 주기의 초입”이라고 말했다. AI와 로봇 기술이 많이 발전했다고는 하지만 실생활에 적용되거나 상용화된 기술을 볼 때 여전히 인간의 뇌와 손이 그 어떤 기계보다 응용력과 적응력이 좋고 유연한 것이 사실이다. 논문의 주요 저자인 데이비드 민덜은 2018년까지 무인자동차가 상용화될 것이라는 예상이 나왔지만 아직도 실현되지 않는 점을 예를 들었다. 인간의 복잡한 행동을 흉내내는 기술을 설계하고 만드는 것보다 그냥 훨씬 더 효율적인 사람을 고용하는 것이 비용이 덜 든다는 것이다. 연구진은 현재로선 디지털 기술이 일자리를 대체하기보다는 업무를 자동화함으로써 사람의 생산성을 높이는 증강 효과가 있다고 설명했다. “저임금 일자리 양산 우려…1980년대 이후 이미 겪어” 그러나 로봇 기술 발전의 진짜 문제는 일자리 수의 감축보다 저임금의 ‘저질 일자리’가 양산되는 문제라고 연구진은 지적했다. 연구진은 과거 기술 발전에 따라 생산성이 향상됐지만 광범위한 임금 상승이라는 연결되지 않았다며 노동시장의 파탄을 그 원인으로 지목했다. 노동 생산성과 비관리직 노동자의 임금은 1948년부터 1978년까지는 거의 같은 비율로 상승했다. 그러나 그 이후에는 기술 발전의 도움을 받아 생산성이 향상됐음에도 중위 임금은 제자리에 머물렀다는 것이다. 연구진은 2015년 저숙련 노동자의 평균 시급이 미국 10.33달러, 덴마크 24.28달러, 독일 18.18달러, 호주 17.61달러 등으로 생산성보다는 국가별로 차이가 있다고 소개했다. “재수 좋은 소수만 막대한 보상…정치적으로 풀어야”결국 미래의 일자리 문제는 기술보다는 정치적인 방법으로 풀어야 한다고 연구진은 제안했다. 연구진은 “지난 세기에 맞게 설계된 오늘날 노동제도에 새 기술이 들어오면 익숙한 결과가 나올 것”이라며 “대다수 노동자의 기회는 정체되고 재수 좋은 소수는 막대한 보상을 누릴 것”이라고 내다봤다. 사회 분열과 갈등을 고조하는 이 같은 결과를 회피하기 위한 제안도 뒤따랐다. 연구진은 기술혁신에 동참할 수 있도록 노동자의 기본 교육과 직업훈련을 강화하고 고용보험 확대, 노동조합 단체교섭권 강화, 최저임금 인상 등 노동정책 현대화를 시행해야 한다고 주문했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

英연구팀, 헤딩 20회 뒤 인지능력 테스트…80% 통과 못해 축구의 헤딩 동작이 치매 등 뇌 손상 질환을 유발할 수 있다는 연구 결과가 또 나왔다. 17일(현지시간) 영국 일간 텔레그래프 보도에 따르면 리버풀 호프 대학 연구팀의 최신 연구 결과 축구선수가 치매에 걸릴 위험성과 헤딩 동작 간의 연관성이 나타났다. 축구선수가 치매 등 뇌 손상에 따른 질환을 겪을 가능성이 일반인의 3.5배라는 지난해 연구에서 한 단계 더 나아간 내용이다. 지난해 연구가 발표됐던 스코틀랜드에서는 12세 이하 유소년 선수의 헤딩을 금지하는 방안이 검토됐다. 리버풀 호프 대학 연구팀은 18~21세 아마추어 선수를 세 그룹으로 나눠 연구를 진행했다. 한 그룹은 공기가 최대한 많이 주입돼 단단한 공을, 다른 그룹은 공기가 최소 수준으로 들어가 덜 단단한 공으로 헤딩 연습을 하도록 했다. 나머지 그룹은 허공에 헤딩하는 시늉만 하도록 했다. 이렇게 세 그룹이 헤딩 동작을 20회 한 직후 연구팀은 선수들을 상대로 인지능력 테스트를 진행했다. 북미에서도 두부 손상을 파악하는 지표로 쓰이는 뇌진탕 진단 가이드가 포함된 테스트였다. 그 결과 단단한 공과 덜 단단한 공에 헤딩한 선수의 80%가 인지능력 테스트를 통과하지 못했다. 공을 머리로 쳐낸 선수들에게서는 뇌진탕 징후가 감지됐을 뿐만 아니라 이들의 언어·공간 작업기억(working memory)도 최대 20%가량 줄어든 것으로 나타났다. 영국 스털링대학의 다른 연구에서도 축구 선수들이 코너킥 수준의 속도로 날아오는 공을 20회 헤딩한 직후 기억력이 41~67% 가량 줄었다가 24시간이 지나서야 정상으로 돌아온 것으로 나타났다고 텔레그래프는 전했다. 리버풀 호프 대학의 이번 연구를 이끈 스포츠학자 제이크 애슈턴은 연구 결과에 대해 “매우 놀랐다”면서 “헤딩 동작의 영향이 매우 우려스럽다”고 말했다. 이번 연구는 학술지 ‘사이언스 앤 메디신 인 풋볼’(Science and Medicine in Football Journal) 최신호에 실렸다. 1960년대 잉글랜드 축구에서 스트라이커로 활약한 제프 허스트(78)는 텔레그래프와의 인터뷰에서 이번 연구 결과와 관련해 “유소년 축구선수의 헤딩을 금지해야 한다”고 목소리를 높였다. 허스트와 함께 1966년 월드컵에서 영국의 우승을 이끌었던 대표팀 선수 레이 윌슨, 마틴 피터스, 잭 찰턴, 노비 스타일스는 치매를 앓다 숨졌다고 한다. 그는 “ 선수 시절로 다시 돌아간다면 헤딩은 절대 연습하지 않을 것”이라고 말했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

알츠하이머병 발병에 관여하는 원인 유전자를 분당서울대병원 신경과 교수팀이 찾아냈다. 분당서울대병원 박영호 신경과 교수팀은 미국에서 661명,유럽에서 674명 등 1335명을 대상으로 한 코호트 연구 결과 면역세포에 의한 염증반응과 바이러스 감염과 관련된 특정 유전자의 발현이 알츠하이머병에 영향을 줄 수 있다는 사실을 규명했다고 18일 밝혔다. 알츠하이머병은 기억력을 포함한 인지기능이 점진적으로 악화하는 퇴행성 뇌 질환이다. 치매 원인 중 약 70% 정도를 차지한다. 박 교수팀은 이런 알츠하이머병의 발병에 영향을 미칠 수 있는 원인 유전자를 파악하고자 대규모 전장유전체연관분석(GWAS) 결과를 확인했다. 전장유전체연관분석이란 환자군과 정상군 두 집단에 대한 유전정보를 비교하면서 환자군에서 더 높은 빈도로 나타나는 유전정보를 찾는 법이다.질환과 연관성을 가진 유전자,유전정보 등을 파악하는 데 도움이 된다. 이를 통해 연구팀은 알츠하이머병과 밀접한 연관성이 있다고 알려진 22개의 유전자를 찾아냈다. 그다음 관련된 유전자들이 혈액에서 얼마나 많이 발현되는지를 보고,발현량의 차이가 알츠하이머병에 관여하는지를 분석했다. 그 결과 정상군과 비교해 알츠하이머병 환자군에서 해당 유전자들의 발현량이 유의한 수준으로 높았다. 특히 ‘CD33’과 ‘PILRA’라고 하는 유전자가 알츠하이머병 발병에 크게 기여하는 것으로 확인됐다. 본래 우리 몸속의 식세포는 체내 불필요한 물질을 잡아먹으면서 우리 몸을 보호한다. 정상적으로는 알츠하이머병의 원인 물질에 대해서도 식세포가 활동하면서 알츠하이머병의 발병을 억제하게 된다. 그러나 CD33은 이런 식세포의 면역반응을 어렵게 해 결국 알츠하이머병을 유발하는 것으로 추정됐다. 또 PILRA는 단순포진 바이러스(HSV)가 세포 안으로 쉽게 침투할 수 있도록 도와 결과적으로 우리 신체가 감염에 취약하게 만드는 작용을 한다고 알려져 있다. 연구팀은 이번 연구를 통해 알츠하이머병을 야기하는 원인 유전자를 규명하고 치료제 개발에서 전환점을 맞이할 것으로 기대하고 있다. 단 이번 연구는 서양인을 대상으로 한 탓에 국내 환자에 바로 적용하는 데는 한계가 있다고 연구팀은 밝혔다. 유전체 분석 결과는 인종마다 다르게 나타날 수 있기 때문이다.연구팀은 국내 환자를 대상으로 하는 후속 연구를 설계해 알츠하이머병의 진단과 발병 과정 등을 확인할 계획이다. 연구 결과는 미국 신경과학회(American Academy of Neurology) 학술지 ‘유전신경학’(Neurology Genetics) 온라인판에 게재됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

미국 국립공원에서 조난 당해 홀로 밤을 지샌 뒤 구조돼 병원으로 옮겨진 45세 남성이 후송된 병원에서 45분 동안 심장이 멎었으나 소생하는 믿기지 않는 일이 벌어졌다. 16일(이하 현지시간) 영국 BBC 보도에 따르면 마이클 크나핀스키는 지난 7일 워싱턴주에 있는 레이니어 산 국립공원에 지인과 하이킹을 갔다가 조난 당해 혼자 영하의 날씨에 헤매며 저체온증을 겪었다. 겨우 구조대의 눈에 띄어 시애틀 병원에 헬리콥터로 후송됐는데 도착했을 때만 해도 맥박이 있었지만 얼마 뒤 심장이 뛰지 않았다. 제넬레 바둘락 박사는 지난 14일 현지 일간 시애틀 타임스와의 인터뷰를 통해 “응급실에 있을 때 그는 죽어 있었다”고 말했다. 의료진은 심폐소생술(CPR)을 실시했고 심장과 폐에 산소를 빼내 따듯하게 데워 공급하는 장치인 에크모(ECMO) 기계에 그를 들여보냈다. 45분 뒤 거짓말처럼 그의 심장은 다시 뛰었고, 이틀 뒤 깨어났다. 트라우마 전문 치료사인 휘트니 홀렌은 “그도 울었고 의료진도 모두 울었다. 나 역시 조금 울었던 것을 확실히 말할 수 있다. 우리가 처음부터 끝까지 그렇게 열심히 매달려 나중에 누군가 극적으로, 그렇게나 감동적으로 깨어나는 것을 지켜보는 일은 정말 각별했다”고 말했다. 크나핀스키는 아직도 회복 중인데 CBS 뉴스 인터뷰를 통해 심각한 약물 중독을 이겨내기 위해 하이킹을 즐기기 시작했다고 털어놓았다. 그는 “아주 건강이 좋지 않고 아픈 사람이었는데 하이킹을 즐기면서 삶의 태도가 달라졌다”면서 의료진은 한사코 자신이 숨졌다는 사실을 받아들이지 않았다고 털어놓았다. 이어 “그들은 날 살려내려고 엄청난 일을 해냈다”고 덧붙였다. BBC의 의학 전문기자 필리파 록스비는 극한의 추위는 사람의 목숨을 빼앗을 수 있지만 아주 희귀한 여건에서는 인체를 보호하는 역할도 한다고 지적했다. 정상적인 체온 상태에서 심장이 오랫동안 멈추면 뇌에 손상이 와 소생할 가능성이 거의 없어지지만, 모든 것이 얼어붙을 만큼 기온이 떨어지면 뇌 기능 저하 속도를 떨어뜨려 오히려 뇌와 인체를 보호하게 된다는 것이다. 지난해와 올해 초에 걸친 겨울 강추위 속에서 아주 오래 생존한 어른과 어린이들의 예가 있었다. 한 여성은 프랑스와 스페인 국경을 이루는 피레네 산맥을 하이킹하다 6시간이나 심장이 멈췄다가 의료진에 의해 소생한 일이 있었다. 물론 한 시간 이상 심장이 멈췄다가 살아나는 일은 아주 희귀한 일이 아니다. 이런 이유 때문에 의사들 중에는 난산 끝에 뇌가 손상되는 위험을 줄이기 위해 일부러 신생아의 체온을 낮추려 시도하는 의사도 있다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

2015년, 브라질 상파울루 대학 과학자들은 브라질 남부에서 매우 원시적인 공룡 화석을 발견했다. 약 2억 3000년 만 전 살았던 '부리올레스테스 슐트지'(Buriolestes schultzi)는 두 발로 걷는 작은 공룡으로 외형상 수각류 육식 공룡처럼 생겼지만, 사실 거대한 네 발 초식공룡인 용각류의 일종이다. 우리에게 친숙한 거대한 초식 공룡도 처음에는 이렇게 곤충이나 작은 동물을 잡아먹는 소형 육식 공룡에서 시작했다. 하지만 이들의 진화 과정은 아직 베일에 가려 있다. 브라질 산타 마리아 연방 대학의 로드리고 템프 뮐러 박사가 이끄는 연구팀은 고해상도 CT 스캔을 이용해서 부리올레스테스의 두개골을 정밀하게 분석했다. 그 결과 놀랍게도 이 작은 공룡의 뇌실(brain case, 뇌를 둘러싼 두개골 부분)이 거의 완벽하게 보존되어 있다는 사실이 밝혀졌다. 덕분에 과학자들은 부리올레스테스의 작은 뇌가 어떤 형태인지 재구성할 수 있었다. (사진 참조) 부리올레스테스는 몸길이 1m가 약간 넘는 소형 육식 공룡이지만, 이를 감안해도 무게 1.5g에 불과한 작은 뇌를 지니고 있었다. 뇌의 구조 역시 영화 쥐라기 공원에 등장하는 영리하고 민첩한 수각류 공룡보다 악어를 닮은 원시적인 형태였다. 참고로 악어류는 공룡과 함께 지배 파충류라는 큰 그룹에 속하는데, 트라이아스기 중반 초기 공룡은 아직 악어와 비슷한 원시적인 두뇌를 가지고 있었음을 시사하는 결과다.부리올레스테스의 뇌에서 또 다른 특징은 상대적으로 잘 발달된 소뇌 및 시각 부위와 예상보다 작은 후각 신경이다. 따라서 부리올레스테스는 주로 눈으로 먹이를 찾고 사냥했던 것으로 보인다. 하지만 그 후손인 디플로도쿠스나 브라키오사우루스 같은 초대형 초식 공룡은 후각 신경이 잘 발달되어 있다. 이는 용각류 진화 과정에서 나중에 획득한 특징으로 해석된다. 마지막으로 흥미로운 사실은 부리올레스테스의 뇌가 후손보다 오히려 크다는 것이다. 1.5g에 불과한 뇌에도 불구하고 몸무게 비율로 봤을 때 부리올레스테스의 뇌는 대형 초식 공룡보다 큰 편이다. 수각류 공룡과는 반대로 용각류 공룡의 경우 뇌의 상대적 크기가 작아지는 방향으로 진화했는데, 과학자들은 이번 연구를 통해서도 그 사실을 확인할 수 있었다. 물론 비율이 낮아져도 뇌 자체는 커졌기 때문에 용각류가 진화과정에서 더 바보가 되었다고 말할 순 없지만, 용각류 초식 공룡의 진화 과정에서 뇌는 그렇게 생존에 중요한 장기는 아니었던 셈이다. 과학자들은 조그만 부리올레스테스의 두개골 화석에서 많은 사실을 밝혀냈다. 하지만 이 작은 공룡이 어떻게 거대한 초식 공룡으로 진화했는지 여전히 모르는 부분이 많다. 이 비밀을 밝히기 위해서 과학자들은 계속해서 지층을 뒤져 새로운 화석을 발견하고 첨단 장비를 이용해서 이를 상세히 연구할 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

냄새/A S 바위치 지음/김홍표 옮김/세로/484쪽/2만 2000원 누구나 ‘맛은 입에서 느끼는 것’이라고 여긴다. 이는 절반만 옳다. 나머지 절반은 코의 몫이다. 혀의 미각 수용체는 단맛 등의 오미(五味)에 지방 맛을 더해 여섯 가지 맛을 느낀다. 한데 마늘 맛이나 그을린 맛 등 우리가 흔히 향미라고 부르는 걸 느끼지는 못한다. 수용체가 없어서다. 이런 맛들은 모두 코를 지나 뇌에서 만들어진다. 국제표준기구에서도 이 점을 들어 ‘맛은 미각은 물론 향미라고 일컬어지는 날숨 냄새를 포함한다’고 규정하고 있다. 후각은 사실 오랜 기간 경시된 감각이었다. 철학자 칸트는 “가장 천박하면서 없어도 되는 감각”이라고 했고, 찰스 다윈도 “냄새 감각이 인류에 기여하는 바는 매우 적다”고 평가절하했다. 후각이 관심을 받기 시작한 건 20세기 들어서다. 1991년 후각 수용체가 발견되면서 후각 연구는 새로운 전기를 맞고 있다. ‘냄새’는 이런 활발한 연구의 연장선에 있는 책이다. 인지과학, 철학 등 다양한 분야의 지식을 동원해 냄새의 본질을 파헤친다. 책은 크게 네 개의 주제로 이야기를 풀어간다. 냄새 감각에 대해 과학적 관심을 기울인 역사, 냄새란 무엇인지에 대한 철학적 고찰, 후각의 경로와 구조를 밝히는 신경과학, 냄새 인지 과정에 관여하는 심리학 등이다. 대부분 우리가 깨닫지 못했던 분야들이라 꽤 신선하게 다가온다. 날숨을 예로 들자. 인간은 날숨 때 코로 전달되는 냄새를 통해 향미를 느낀다. 이 날숨 냄새는 인간과 동물을 가른 진화 특징 중 하나다. 인간 코는 가로판 모양의 뼈가 사라져 호흡과 후각이 붙어 있지만, 대부분의 동물은 나뉘어 있다. 이는 들숨으로 킁킁대며 냄새는 잘 맡아도 날숨에 포함된 향미까지 인지하지는 못하는 결과로 이어진다. 개나 곰이 사람보다 몇 배 더 냄새를 잘 맡아도 정작 맛있게 음식을 먹을 수 있는 건 인간이라는 뜻이다. 책은 이처럼 우리의 생각 이상으로 삶의 모든 영역에서 중요한 역할을 하는 냄새의 작동 방식을 꼼꼼하게 짚고 있다. 손원천 선임기자 angler@seoul.co.kr

소년이 이어도로 간 까닭은(이어도연구회 지음·펴냄) 20세기 말까지만 해도 아무도 본 적이 없는 상상 속의 섬이었던 이어도. 실제 이어도는 섬이 아닌 수중 암초였다. 2003년에 국내 최초 해양과학기지가 지어져 재탄생됐다. 이어도연구회가 그곳에 500년 된 이무기가 산다는 상상을 입혀 이를 퇴치하는 주인공의 이야기를 실었다. 109쪽. 1만원.물속에 쓴 이름들(손호철 지음, 이매진 펴냄) 진보 정치학자의 이탈리아 여행기. 로마, 피렌체 등 22일에 걸친 기행에 담긴 이탈리아는 다양한 사람들이 시대의 제약과 개인적 한계 속에서 자기만의 사상을 펼친 곳이다. 마키아벨리와 그람시를 중심축으로 단테, 갈릴레이, 다빈치 등 시대의 반항아들이 남긴 흔적을 돌아봤다. 344쪽. 1만 8000원.도덕적 혼란(마거릿 애트우드 지음, 차은정 옮김, 민음사 펴냄) 해마다 노벨 문학상 유력 후보로 거명되는 캐나다 작가 마거릿 애트우드의 연작 단편 소설집. 자전적 요소가 반영된 한 여성의 삶을 유년부터 노년에 걸쳐 스냅 사진처럼 포착했다. 애트우드는 자신의 ‘가지 않은 길’을 상상하며 생의 단계에서 마주칠 수 있는 도덕적 혼란에 대해 말한다. 396쪽. 1만 6000원.내가 처음 뇌를 열었을 때(라훌 잔디얼 지음, 이한이 옮김, 윌북 펴냄) 신경외과 전문의이자 신경과학자가 들려주는 뇌 이야기. 실제로 만난 환자들의 이야기에 최신 뇌과학 정보와 두뇌 건강 관리법을 덧붙였다. 이야기들 사이사이 기억력, 언어, 창의력, 노화, 수면, 학습, 음주, 꿈, 치매까지 뇌와 관련한 정보를 총망라했다. 296쪽. 1만 5800원.비판 인문학 100년사(성일권 지음, 르몽드코리아 펴냄) 지난 한 세기의 인문학사를 10년 단위로 나눠 들여다본 저작. 프로이트의 정신분석학에서부터 멀티미디어 시대의 집단지성에 이르기까지 사상적 흐름을 짚어보면서 21세기를 살고 있는 인류의 존재론적 의미를 탐구한다. 272쪽. 1만 6000원.예술가의 손끝에서 과학자의 손길로(김은진 지음, 생각의힘 펴냄) 국립현대미술관에서 학예연구사로 일하고 있는 미술보존가가 미술품 보존과학에 대해 썼다. 저자는 미술 복원 과정을 알게 되면 우리가 오늘 눈앞에서 보고 있는 예술 작품이 시간의 흐름 속에서 어떻게 변화해 왔는지 더 깊게 이해할 수 있다고 말한다. 304쪽. 1만 7000원.

세기의 복서 무하마드 알리, SF 영화 백투더퓨처 주인공 마이클 제이폭스의 무릎을 꿇린 질병은 다름 아닌 ‘파킨슨병’이다. 파킨슨병은 알츠하이머에 이어 두 번째로 발병률이 높은 퇴행성 뇌질환으로 꼽히며 근본적 치료법도 없는 상태이다. 국내 연구진이 파킨슨병으로 인해 발생하는 운동 이상증을 정상 수준으로 회복시킬 수 있는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 도파민 신경세포에서 ‘오글루넥당화’가 도파민 신경세포 기능과 사멸에 관여한다는 사실을 밝혀내고 이를 활성화시키면 파킨슨병의 대표적인 증상인 근육마비나 경련 같은 운동 이상증세를 완화시킬 수 있다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인’ 9일자에 실렸다. 파킨슨병에 걸리면 뇌 속 도파민 신경세포가 죽어 인체 운동과 근육 움직임에 관여하는 물질인 도파민 분비가 줄어든다. 이 때문에 현재는 도파민을 보충해 운동이상을 치료하는 대증적 요법으로 파킨슨병에 대응하고 있다. 그렇지만 도파민 신경세포 자체가 죽기 때문에 근본적 치료는 아니다. 연구팀은 오글루넥당화 활성화를 통해 도파민 신경세포 조기 사멸을 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 오글루넥당화가 신경세포 조기사멸의 원인으로 꼽히는 단백질 인산화를 차단하기 때문이다. 실제로 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐에게 오글루넥당 분해를 억제하는 약물을 투여하고 관찰한 결과 도파민 신경세포가 일찍 죽는 현상이 억제되고 운동이상 증상이 완화되는 것을 확인했다. 김재익 UNIST 교수는 “오글루넥당화는 그동안 신경세포와 신경계에서 중요한 역할을 할 것으로 추정돼 왔는데 이번 연구는 오글루넥당화가 도파민 신경세포에 미치는 영향을 새롭게 밝혀냈다”라며 “오글루넥당화가 과인산화를 억제한다는 것을 증명함으로써 단백질 과인산화로 나타나는 파킨슨병 뿐만 아니라 알츠하이머 치료의 새로운 가능성을 보였다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 퇴행성 뇌질환을 일으키는 새로운 독성 인자를 발견해 효과적인 치료방법 개발에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 이성배 교수팀은 퇴행성 ‘핵인자 카파비’라는 물질이 뇌질환 발병에 영향을 미치는 새로운 독성 인자라고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘세포 생물학’에 실렸다. 고령화 사회가 가속화되면서 퇴행성 뇌질환 환자 숫자가 증가하고 있지만 관련 치료제나 치료방법은 아직 개발되고 있지 않고 있다. 연구팀은 헌팅턴병처럼 신경퇴행성 질환인 폴리글루타민 뇌질환과 루게릭병으로 알려진 근위축성 측삭경화증의 병리학적 메커니즘에 대한 연구를 진행한 결과 평소 활성이 억제돼 있던 핵인자 카바비가 뇌질환 초기부터 비정상적으로 과활성화되면서 신경독성을 유발시키고 신경세포의 형태를 변화시키고 사멸 시키는 등의 방법으로 심각한 신경병증을 일으키는 것으로 확인됐다. 연구팀은 헌팅턴병이나 루게릭병 이외에 알츠하이머나 파킨슨병에도 핵인자 카파비의 신경독성이 작용할 가능성이 크다는 것을 확인했다. 이에 따라 핵인자 카파비의 활성 억제를 통해 다양한 퇴행성 뇌질환의 효과적 치료제 개발이 가능할 것으로 연구팀은 기대했다. 이성배 교수는 “이번 연구는 강한 신경 독성을 갖고 있지만 평소는 억제돼 있다가 질병상황에서 비정상적으로 활성화되는 독성인자를 실험적으로 증명한 것”이라며 “기존에 알려진 퇴행성 뇌질환 유발 독성인자와 함께 핵인자 카바비를 감소시킬 수 있다면 효과적인 치료가 가능할 것으로 기대된다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 뇌·인지과학전공 이성배 교수 연구팀은 퇴행성 뇌질환 발병에 기여하는 새로운 잠재 독성 인자로 ‘핵인자 카파비(NF-κB)를 발굴하고 이를 통한 신경병리 기전을 규명했다. 이번 연구를 통해 마땅한 치료제가 없던 다양한 퇴행성 뇌질환들을 효과적으로 치료할 새로운 약물 개발의 가능성을 제시할 것으로 기대된다. 이 교수 연구팀은 헌팅턴병처럼 신경퇴행성 질환인 폴리글루타민 뇌질환과 근위축성 측삭경화증(루게릭병)의 병리기전에 대한 연구를 진행했다. 그 결과, 평소 활성이 억제돼 있던 핵인자 카파비가 뇌질환 초기에 비정상적으로 과활성화되며 신경독성을 유발하고, 신경세포의 형태 변화나 사멸과 같은 심각한 신경병증을 일으킨다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구를 통해 이 교수 연구팀은 퇴행성 뇌질환에서 신경 세포의 병증과 그 사멸에 기여하는 잠재 독성 인자인 핵인자 카파비를 발굴하며 추가적인 잠재 독성 인자들도 존재할 수 있는 가능성을 제시했다. 특히 이번 연구는 특정 잠재 독성 인자의 활성 억제 약물 개발과 이를 활용한 표적 치료제 개발의 가능성을 열어, 기존과 전혀 다른 퇴행성 뇌질환 치료제의 가능성을 보여줬다. 이 교수는 “이번 연구는 강한 신경 독성을 가졌기에 평소에는 억제돼 있던 잠재 독성 인자가 질병상황에서 갑자기 비정상적인 활성화로 독성을 지니면서 퇴행성 뇌질환을 일으킬 수 있단 것을 실험으로 증명한 것이 핵심”이라며 “핵인자 카파비 인자 외에도 퇴행성 뇌질환을 일으키는 다른 잠재 독성 인자를 찾는 후속 연구와 궁극적으로 독성 인자들의 활성을 선택적으로 감소시켜 병 완화에 효과적인 치료제를 개발하는 연구를 계속 진행하려 한다”고 말했다. 이번 연구 결과는 美 록펠러(Rockefeller) 대학에서 출간하는 세계적 권위의 학술지인 ‘Journal of Cell Biology(JCB)’ 온라인판에 지난 10월 22일 게재됐다. 또 하버드 의대 소속 권민지 박사후 연수연구원, DGIST 뇌·인지과학전공 한명훈, 고병수 석·박사통합과정생이 공동 제1저자로 참여했다. 이번 연구 결과는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구실 지원사업과 중견연구자 지원사업의 성과이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

공간감각이 둔해 몇 차례 가본 길이나 장소를 제대로 기억하지 못하고 처음 가본 것처럼 헤매는 사람들을 두고 ‘길치‘라고 부른다. 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못하기 때문에 나타나는 행태이다. 길치도 음악감각이 떨어지는 음치처럼 노력해도 쉽게 고쳐지지 않는 경우가 많다. 그런데 뇌에 빛을 비추는 단순한 방법만으로도 ‘길치’에서 벗어날 수 있다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 영국 런던대 의생명연구소, 신경과학과, 노르웨이 국립과학기술대(NTNU) 시스템 신경과학연구소, 독일 막스플랑크 생물사이버네틱스연구소, 프랑스 파스퇴르연구소 공동연구팀은 뇌에 빛을 쪼여 GPS 세포라고 불리는 장소세포를 재조정할 수 있다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 7일자에 실렸다. 사람을 포함해 대부분 동물의 뇌에는 장소를 인지하거나 길 찾기를 담당하는 ‘장소세포’가 있다. 뇌 속 위성항법장치(GPS)라고도 불리는 장소세포는 그동안 공간정보만 처리하는 것으로 알려졌지만 최근에는 감각이나 기억에도 관여하는 것으로 확인되기도 했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 길을 제대로 찾지 못하는 길치 쥐라도 장소세포를 빛으로 자극하면 위치에 대한 기억을 재활성화시킬 수 있음을 확인했다. 연구팀은 장소세포가 단순히 공간에 대한 기억 뿐만 아니라 뇌 속 정보들을 탐색해 찾게 만들어주는 역할을 한다는 사실을 증명한 것이다. 연구팀은 생쥐의 신경세포를 조작해 뇌 신경세포가 활성화될 때 빛이 발생해 쉽게 파악할 수 있도록 했다. 그 다음 디지털 홀로그램으로 특정 경로를 기억하도록 설탕물로 보상을 했다. 연구팀은 홀로그램과 똑같은 실제 미로에 생쥐를 갖다 놓은 뒤 길을 찾도록 했다. 가상현실과 실제가 똑같았지만 처음에 생쥐는 길을 찾지 못하고 우왕좌왕하는 모습을 보였다. 이후 연구팀이 레이저를 이용해 장소세포를 자극한 결과 생쥐는 실제 미로에서도 손쉽게 길을 찾아내는 것이 관찰됐다. 이번 연구를 주도한 신경과학자 마이클 하우저 런던대 교수는 “이번 연구는 장소세포라는 특정 신경세포를 이용해 기억이 뇌에 저장되는 방식을 좀 더 정확하게 알 수 있게 해주고 있다”라며 “기억이 저장되는 방식에 대한 새로운 사실과 이해도를 높여 통해 치매나 알츠하이머 같은 기억관련 장애를 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

김 교수, 글로벌 제약사 ‘화이자’ 개발 신약 효과 수학적 예측에도 참여 국내 대표적인 생물수학자가 세포질 혼잡을 일으키는 비만, 치매, 노화가 불안정한 수면상태를 유발한다는 것을 수학적으로 규명하고 해결책을 제시해 주목받고 있다. 카이스트 수리과학과 김재경 교수팀은 수학적 모델로 세포내 분자 이동을 방해하는 세포질 혼잡 현상이 일주기 생체리듬을 불안정하게 만들어 불면증을 유발시킨다는 것을 예측해냈다고 9일 밝혔다. 김 교수팀의 예측은 미국 플로리다주립대 이주곤 교수팀의 실험을 통해 검증됐다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 사람을 비롯한 많은 동물들은 뇌 속 생체 시계를 갖고 있다. 사람의 생체시계는 24시간 주기에 맞춰 살 수 있도록 행동과 생리작용을 조절하는 역할을 한다. 실제로 사람의 생체시계는 밤 9시가 되면 멜라토닌 분비를 촉진시켜 수면을 취할 수 있도록 하고 학습능력에도 영향을 미친다. 2017년에는 생체시계와 관련한 연구를 수행한 과학자 3명이 노벨생리의학상을 받았다. 이들에 따르면 ‘PER 단백질’이 일정 시간에 세포핵 안으로 들어가고 나오는 것이 생체 시계의 핵심이다. 그렇지만 다양한 물질이 존재하는 복잡한 세포 환경에서 수 천 개에 이르는 PER단백질이 일정한 시간에 핵 안으로 들어가는 것은 생체시계 연구의 오랜 수수께끼로 남아있다. 연구팀은 이 같은 난제를 풀어내기 위해 세포 내 분자의 움직임을 묘사하는 ‘시공간적 확률론적 모형’을 자체 개발해 분석한 결과 PER 단백질이 세포핵 주변에 충분히 응축되고 인산화되면서 핵 안으로 들어간다는 사실을 예측했다. 연구팀은 노화나 비만, 치매가 발생할 경우 PER 단백질이 핵 안으로 들어가 응축되는 것을 방해하는 지방액포 같은 물질들이 세포 내에 많아지기 때문에 세포질이 혼잡해지면서 인산화 스위치가 작동하지 않아 일주기 리듬이 불안정해지고 불면증 같은 증상이 나타난다고 설명했다. 김재경 교수는 “이번 연구는 비만과 치매, 노화가 세포질 혼잡을 일으킴으로써 불면증 같은 불안정한 수면을 유발시키는 핵심 원인이라는 것을 수학과 생명과학의 융합연구로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “세포질 혼잡을 해소시킨다면 수면질환을 효과적으로 치료할 수 있을 것”이라고 설명했다. 김 교수는 비선형 역학이론, 확률론 등 수학 이론을 이용해 신체 내 생화학적 반응과 생체주기 조절 메커니즘 같은 생물학 분야의 문제들을 연구하는 대표적인 생물수학자다. 2016년에 세계적인 다국적 제약사 화이자가 개발 중인 생체리듬 조절과 관련된 신약 효과를 수학적으로 예측하는 연구를 맡으면서 이미 화제가 된 바 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 학습과 기억, 인지기능과 관련한 새로운 신경회로와 유전자를 발견했다. 경희대 의대, 충남대 생명과학과, 한국뇌연구원 퇴행성뇌질환연구그룹 연구팀은 뇌에서 인지, 학습, 기억의 메커니즘에 관여하는 새로운 신경회로와 원인 유전자를 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신과학’에 실렸다. 연구팀은 뇌 고삐핵에서 인지장애와 관련한 유전자 GNG8를 발견했다. 뇌 고삐핵은 정서나 혐오 같은 감정조절과 수면에 관여하는 부분으로 알려져 있었을 뿐 인지기능과 관련한 구체적인 관련성은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 고삐핵에서 ‘삼돌이’라는 유전자가 활성화되지 않을 경우 자폐증으로 이어질 수 있다는 사실을 밝혀내기도 했다. 삼돌이는 신경계에서 발현되는 사이토카인 유전자로 자폐증 관련 핵심인자로 보고됐다. 연구팀은 삼돌이처럼 뇌 고삐핵에서 특이적으로 발현되는 GNG8라는 유전자가 인지장애와 밀접한 관계를 갖고 있음을 밝혀냈다. 연구팀은 유전자 가위기술을 이용해 GNG8 유전자를 제거한 생쥐를 대상으로 수동회피검사와 수중미로검사를 실시한 결과 장기기억과 공간학습 같은 인지관련 장애가 발생한다는 것을 확인했다. 연구팀은 이같은 인지기능 저하가 뇌 고삐핵에서 기억과 학습을 조절하는 대표적인 신경전달물질인 아세틸콜린과 그 합성효소가 현저히 적게 생성되기 때문에 나타나는 결과라고 설명했다. 아세틸콜린이 적게 합성되면 학습과 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마의 장기강화 효과가 눈에 띄게 감소한다. 실제로 알츠하이머 치매도 베타아밀로이드 단백질이 뇌에 쌓이면서 아세틸콜린이 생성이 적어지면서 나타나기 때문에 기억력 손상 완화를 위해 아세틸콜린분해효소 저해제가 사용되기도 한다. 연구팀은 생쥐에게 아세틸콜린 신호전달을 강화하는 화합물을 투여할 경우 장기기억과 공간학습 장애가 회복되는 것이 관찰됐다고 밝혔다. 심인섭 경희대 의대 교수는 “이번 연구는 인지결핍을 동반하는 발달장애의 새로운 원인 유전자를 밝혀냈으며 기존의 중격-해마 기억회로 이외에 내측 고삐핵-대뇌다리사이핵 신경회로도 학습과 기억을 관장하는데 중요한 역할을 환다는 것을 새롭게 규명했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 심 교수는 “이번 연구는 지적장애, 발달장애, 정서장애 분야의 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아메리칸 엔드 게임(김광기 지음, 현암사 펴냄) 코로나19로 드러난 미국의 민낯을 파헤친다. 경북대 일반사회교육과 교수로 재직 중인 저자는 미국이 코로나 사태로 의료 시스템 미비뿐 아니라 저금리로 돈을 풀어 활황을 이끈 왜곡된 경제 속에 중산층이 몰락했다고 말한다. 368쪽. 1만 8000원.변화하는 뇌(한소원 지음, 바다출판사 펴냄) 뇌 인지과학을 연구하는 심리학자가 쓴 자전적 고백의 뇌 과학서. 플라스틱 같은 재료가 열이나 외부 힘에 의해 모양이 변하는 특성을 가소성이라 하는데, 이것이 뇌에도 동일하게 적용되는 것을 ‘뇌 가소성’이다. 276쪽. 1만 6000원.어른이 되어 처음 만나는 한자(이명학 지음, 김영사 펴냄) 수십 년간 한자를 가르쳐 온 이명학 성균관대 명예교수가 펴낸 실용 한자 안내서. 우리가 자주 쓰는 말의 70%를 차지하지만 외우기 힘든 언어로 여겨지는 한자를 일상 속 대화와 영화 대사, 뉴스에 나오는 낱말과 표현들을 통해 차근차근 설명한다. 292쪽. 1만 5000원.생명을 보는 마음(김성호 지음, 풀빛 펴냄) 생명과학자이자 생태작가가 자연과 함께한 60여 년의 삶을 기록했다. 보이지 않아도 존재하는 세균·진균·원생동물 등의 미생물과 우리가 맺는 관계를 새롭게 조명하며 생명과 자연에 대한 공감을 불러 일으킨다. 336쪽. 2만 2000원.인텔렉추얼 비즈니스(장준환 지음, 한스컨텐츠 펴냄) 4차 산업혁명과 코로나19 팬데믹의 파고 속에서 기업들 사업의 성패를 가르는 지적재산권에 관한 투자 지침서. 264쪽. 1만 5000원.유랑의 달(나기라 유 지음, 정수윤 옮김, 은행나무 펴냄) 올해 일본서점대상을 수상한 장편소설. 세상의 편견 속에서 서로를 구원한 두 사람의 이야기다. 온라인상의 상처를 뜻하는 디지털 타투, 데이트 폭력 등 자칫 어두울 수 있는 소재에도 예측 불가능한 서사로 일본 내 베스트셀러에 등극했다. 372쪽. 1만 5000원.

뇌가 하는 선택의 결과를 제어하는 방법이 개발됐다. 미국 세인트루이스 워싱턴대 연구진이 원숭이를 대상으로 한 연구에서 뇌의 선택 담당 부위에 전기 자극을 가해 선택을 제어하는 데 성공했다고 밝혔다. 만일 이 기술이 사람에게 적용된다면 개인의 의사 결정을 뇌에 전류를 흘리는 스위치 버튼을 가진 제삼자가 지배할 우려도 나온다. 그렇다면 이들 연구자는 원숭이의 선택을 어떻게 제어할 수 있었던 것일까. 선택은 생물에게 있어 필수적인 능력이다. 좋은 선택은 생존율을 높여 개인이나 종족 전체에 번영을 가져올 수 있기 때문이다. 하지만 선택을 담당하는 신경 메커니즘(기전)의 기능은 오랫동안 수수께끼에 싸여 있었다.그런데 최근 안와전두피질이라는 눈 뒤쪽 뇌 영역이 선택의 결과를 제어하는 것으로 밝혀졌었다. 예를 들어 아이스크림과 초콜릿 중 어느 것을 먹을 것인가 하는 선택지가 제시됐을 때 이 뇌 부위의 뉴런(신경 세포)에서 아이스크림에 관한 뇌 회로와 초콜릿에 관한 뇌 회로가 구축돼 양측의 활성도를 비교한다. 그러고나서 아이스크림 뇌 회로가 초콜릿 뇌 회로보다 활발하게 활동하면 뇌가 아이스크림을 선택한다는 것이다. 이에 따라 이번 연구에서는 이 뇌 회로에 외부 전극을 심어 전기적 자극을 가했다. 이는 외부의 전류에 의해 비교 대상이 되는 뇌 회로를 자극함으로써 그 활성도를 바꿔 마지막 선택 결과를 왜곡할 수 있다고 생각했기 때문이다. 다른 사람에 의해 선택 제어를 실현하는 데 있어 연구진은 개체 수가 많고 사람과 비슷해 실험에 자주 쓰이는 히말라야원숭이(학명 Macaca mulatta)의 뇌에 전극을 심어 서로 다른 맛의 주스 A와 B를 마시게 하는 실험을 진행했다. 주스 A와 B의 조합은 레모네이드나 포도주스, 체리주스, 복숭아주스, 프루트펀치, 사과주스, 크렌베리주스, 페퍼민트티, 키위펀치, 수박주스 또는 소금물 중에서 선택했으며, 원숭이들은 제시된 두 주스 가운데 하나를 선택함으로써 그 맛의 주스를 얻어 마실 수 있었다. 또 이때 주스 A는 항상 주스 B보다 맛있는 것으로 조정됐다. 그래서 원숭이들은 대개 주스 A에 해당하는 맛을 선택했다. 하지만 연구진이 뇌에 심은 전극에 전류를 흘려보내자 변화가 나타났다. 선택을 담당하는 중추에 강한 전류를 흘리자 원숭이는 원래 좋아하지 않는 쪽의 주스 B를 선택하게 된 것이다. 이 사실은 전류의 개입으로 인해 주스 A와 B의 정상적인 뇌 회로 활동 비교가 방해되고 있다는 것을 의미한다. 또 이 실험에서는 적정 수준의 전류를 흘리면 원래 취향인 주스 A를 선택할 빈도를 더욱더 높일 수 있다는 것도 확인됐다. 적정 수준의 전류는 두 개의 뇌 회로 활동을 모두 높였지만, 그와 동시에 활동의 차이까지 벌렸다. 주스 A에 관한 뇌 회로 활동의 상승이 주스 B에 관한 뇌 회로 활동 상승보다 컸다는 것이다. 또다른 실험에서는 주스 A와 B가 하나씩 제시돼 원숭이들에게 시차를 두고 선택할 기회를 줬다. 이 실험에서는 원숭이가 한쪽 주스, 예를 들어 주스 A를 검토하는 동안 강한 전류를 뇌로 흘렸다. 그런데 흥미롭게도 원숭이가 다른 주스 B를 선택했다는 것이다. 이는 검토 중인 뇌 회로에 강한 전류가 유입되면 계산이 중단돼 검토하던 주스에 관한 매력이 떨어지는 것을 의미한다. 이번 연구로 지금까지 기억 장소로 여겨진 뇌의 선택을 전류에 의해 제어할 수 있다는 사실이 처음 밝혀졌다. 뇌는 생체 소재로 구성된 거대한 전기 회로로서 잘못된 전류가 가전제품에 오작동을 일으키듯 뇌 역시 유입되는 전류에 영향을 받아 최종적인 선택 결과에 오류를 일으켰던 것이다. 이에 대해 연구를 총괄한 이 대학 신경과학부 교수인 카밀로 파도아스키오파 박사는 “이번 연구 결과는 사람에게도 적용할 수 있다”고 지적했다. 이는 원숭이와 사람의 선택 체계가 매우 비슷해 식당에서 메뉴를 고르는 등의 작은 선택부터 투자나 결혼 상태를 가리는 등 커다란 선택의 바탕에도 원숭이처럼 선택 회로가 존재하는 것으로 여겨지기 때문이다. 다른 사람에 의한 선택의 제어는 안 좋은 쪽으로 생각할 수도 있지만, 의료 분야에서는 치료 목적으로도 사용할 수 있다. 조현병이나 우울증 또는 발달장애 등을 가진 환자는 종종 바람직하지 못한 선택을 하는 경향이 있지만 이 기술을 이용하면 바람직하지 않은 선택을 피할 수 있어 더 나은 삶을 살 수 있게 한다는 것이다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(11월 2일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

무게 1.4~1.6㎏, 부피 1300~1500㎖의 신체기관. 포도당의 75%, 심장에서 보내지는 산소의 15%를 소비하는 기관. 바로 ‘뇌’다. 뇌는 척수와 함께 생명체의 모든 신경을 조절하는 중추신경계다. 인간 개인의 정체성을 형성하는 사고, 감정, 기억, 인식, 마음 같은 작용 대부분이 뇌 없이는 결코 일어날 수 없다. ‘우리는 우리 뇌다’라는 말이 나오는 이유이기도 하다. 최근 20년 동안 뇌와 관련한 지식이 기하급수적으로 증가하고 있음에도 여전히 뇌는 많은 부분이 베일에 싸여 있다. 이 때문에 ‘인간의 뇌는 소우주’라고 불리기도 한다. 인간이 보이는 독특한 행동양식들이 뇌의 특정 작용 때문이라는 재미있는 연구 결과들이 쏟아져 나왔다. 미국 존스홉킨스대 신경과학부, 심리·뇌과학과, 신경과학연구소, 미네소타대 신경과학부 공동연구팀은 똑같은 선택지라도 상황에 따라 음식의 선호도를 달라지게 만드는 뇌 부위를 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 11월 5일자에 발표했다. 연구팀은 우리 안쪽에 발판을 밟으면 생수나 설탕물이 나오는 장치를 설치하고 생쥐에게 각각의 용액이 나오는 곳을 기억하도록 훈련시켰다. 그다음 물을 주지 않아 갈증을 느끼도록 만든 뒤 어떤 선택을 하는지 관찰했다. 그 결과 생쥐 대부분이 갈증을 느낄 때는 설탕물보다는 생수를 선택했으며 이후 갈증이 해결된 뒤에는 생수가 아닌 설탕물을 마시는 것이 확인됐다.연구팀은 뇌파 분석을 통해 음식 선택을 할 때는 보상과 관련된 전뇌의 ‘배쪽창백핵’이라는 부위가 작동한다는 사실을 확인했다. 실제로 달콤한 초콜릿 케이크와 딱딱하고 오래된 빵을 놔뒀을 때 생쥐들은 대부분 초콜릿 케이크를 선택하지만 배쪽창백핵을 자극할 경우 케이크보다 딱딱하고 오래된 빵을 선택하는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 신경과학자 패트리샤 자낙 존스홉킨스대 의대 교수는 “이번 연구는 단순히 어떤 것을 먹을 것인가를 선택하는 데 작용하는 것뿐만 아니라 중독 증상이나 지나친 의사결정 장애를 겪는 사람들을 치료하는 데도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 사람들은 자신의 취향에 딱 맞는 음악을 들었을 때 ‘소름 끼친다’라거나 ‘전율을 느꼈다’는 표현을 하곤 한다. 생존에 전혀 도움이 되지 않아 보이는 음악이 인류의 시작과 함께 지금까지 이어지는 이유와 음악을 들을 때 희열을 느끼는 이유는 오랫동안 과학계의 수수께끼로 남아 있었다. 프랑스 부르고뉴 프랑슈콩테대 통합임상신경과학연구실, 브장송대 메디컬센터 신경이미지연구센터 공동연구팀은 뇌파측정(EEG)을 통해 음악을 들으면서 전율을 느끼는 것은 뇌의 보상 체계, 감정 처리와 관련된 ‘안와전두피질’, 신체 움직임에 관여하는 중뇌의 ‘운동보조영역’, 청각정보 처리에 관여하는 ‘우측 측두엽’이 복합적으로 작용하면서 나타나는 신체 반응이라고 4일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘최신 신경과학’ 11월 3일자에 실렸다. 연구팀은 음악을 좋아해 악기를 한두 개 정도 다룰 수 있으며 음악을 즐겨 듣는 18~73세의 정신적·신체적으로 건강한 남녀 18명을 대상으로 실험했다. 실험에 참가한 이들은 모두 음악을 듣거나 연주하면서 전율을 느낀 경험을 갖고 있는 사람들이었다. 연구팀은 실험 참가자들이 좋아하는 음악 90곡 중 하이라이트만 모아 15분짜리 음악으로 편집해 들려주면서 고밀도 뇌파를 측정했다. 또 참가자들에게 음악을 들으면서 즐거움을 느낀 정도와 전율을 느끼는 순간을 기록하도록 했다. 그 결과 참가자들은 전체적으로 305번의 전율을 느꼈으며, 전율의 지속 시간은 평균 8.75초가량인 것으로 보고됐다. 전율을 느꼈다고 보고할 당시 뇌파 측정 결과를 보면 뇌의 다양한 영역이 복합적으로 작용했으며 뇌의 활동이 갑작스럽게 폭발적으로 증가한 것으로 확인됐다. 티에리 뮐린 브장송대 메디컬센터 교수는 “음악을 들을 때 감동과 함께 전율을 느끼는 것은 민감한 청각 기능과 함께 다음에 무슨 선율이 나올 것인가를 기대하고 예측할 때 가능하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고층빌딩이나 높은 산에서 불야성을 이루고 있는 서울 시내 풍경을 보노라면 자신도 모르게 탄성이 나옵니다. 실제로 한국을 찾은 외국인들이 가장 놀라워하는 것 중 하나도 서울의 야경이라고 합니다. 1879년 토머스 에디슨이 미국 뉴저지 멘로파크 연구소에서 백열전구를 공개했을 때만 해도 지금 같은 도시의 밤풍경은 상상도 못 했을 것입니다. 이후 다양한 인공조명이 발명돼 인간의 활동 시간을 획기적으로 늘리는 데 지대한 영향을 미쳤지만 최근 들어 야간 인공조명으로 인한 문제들이 점점 불거지고 있는 상황입니다. 우선 영국 엑서터대 환경·지속가능성연구소, 생태보존센터, 프랑스 집단생물학연구센터, 국립농업연구소, 몽펠리에대 공동연구팀은 126건의 관련 연구를 메타분석한 결과 야간 인공조명이 동물은 물론 식물들의 호르몬 수치, 번식 주기, 생존에 악영향을 미친다고 4일 밝혔습니다. 메타분석은 비슷한 주제로 연구된 문헌들을 통계적으로 통합하거나 비교해 새로운 결론을 도출해 내는 연구 방법입니다. 이 같은 연구 결과는 생태학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학·진화학’ 11월 3일자에 실렸습니다. 인공조명 때문에 생체주기를 조절하는 역할을 하는 멜라토닌 수치가 감소하고 야행성 동물들의 활동 시간이 줄어든다고 합니다. 주행 중인 자동차 불빛으로 날아들었다가 죽는 곤충들도 늘고 있으며, 인공조명을 햇빛으로 착각해 각종 이상 행동을 보이는 동물들도 증가했다고 합니다. 식물은 인공조명 때문에 계절에 맞지 않게 싹을 틔우거나 꽃을 피우기도 한다고 합니다. 벌과 나비 같은 곤충도 인공조명으로 생체리듬이 교란되면서 식물 가루받이를 제때 하지 못하는 경우도 늘고 있다고도 합니다. 생태계 교란을 일으키는 인공조명이 영향을 주는 범위와 빛의 강도가 최근 10년 동안 전 세계적으로 매년 2% 이상씩 꾸준히 증가하고 있다는 점이 더 큰 문제입니다. 미국 북텍사스보건국, 텍사스대 사우스웨스턴메디컬센터 정신의학교실, 뇌과학연구소, 일본 쓰쿠바대 통합수면의학연구소 공동연구팀은 빛공해로 인한 수면 부족이 각종 중독 증상을 촉발한다는 충격적인 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘e뉴로’ 11월 2일자에 발표했습니다. 연구팀은 밤과 낮 생체주기가 12시간인 암수 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단은 정상 생체주기를 유지하도록 하고, 다른 집단은 8시간만 자도록 해 수면 부족을 유도했습니다. 그다음 코카인이 섞인 식사와 일반 식사를 동시에 제공한 뒤 선호도를 관찰한 결과 수면 부족을 겪은 생쥐들이 코카인에 쉽게 중독된다는 사실을 확인하게 됐습니다. 수면 부족으로 인한 중독 증상은 뇌 속 시상하부 ‘오렉신’이라는 물질 때문이라고 연구팀은 설명하고 있습니다. 수면이 부족하면 오렉신이 증가하는데 오렉신은 잠 부족을 다른 방식으로 충족시키려고 하기 때문에 갖가지 중독에 빠지기 쉬워진다는 것이지요. 2015년 미국 의학협회는 인공조명이 암, 당뇨, 심혈관질환 발병 가능성을 높일 수 있다고 지적하며 인공조명 노출을 줄이라는 권고를 내놓은 바 있습니다. 어둠에 대한 인간의 원초적 두려움을 없애 준 인공조명은 이제 부메랑이 돼 인간은 물론 생태계 전체를 위협하는 존재가 됐습니다. 과학자들의 지적처럼 이제는 인공조명을 지구온난화로 인한 기후변화와 비슷한 관점에서 관리해야 하는 것 아닌가 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

“도전과 혁신의 DNA를 계승 발전시키자.” 김기남 삼성전자 대표이사(부회장)가 2일 경기 수원 삼성디지털시티에서 열린 삼성전자 창립 51주년 기념식을 통해 강조한 메시지다. 이번 행사는 지난달 25일 이건희 삼성전자 회장이 별세한 직후 열리다 보니 그를 추모하고 향후 ‘지속가능한 100년 기업’을 만들자는 다짐을 나누는 자리가 됐다. 김 부회장은 “이 회장님의 타계는 코로나19, 불확실한 경영 환경 등으로 어느 때보다 힘든 시간을 보내고 있는 우리 임직원 모두에게 또 하나의 충격과 슬픔이었다”면서 “우리에게 내재된 도전과 혁신의 DNA를 계승 발전시키고 지혜와 힘을 하나로 모으기 위해 이 회장님이 남기신 도전과 열정을 이어받아 업계의 판도를 바꿔 나가는 창조적인 기업으로 진화하자”고 말했다. 또 “사회적 책임을 다하고 미래 사회에 공헌하는 ‘지속가능한 100년 기업’의 기반을 만들자”고도 했다. 지난해 행사에서 영상을 통해 등장했던 이 부회장은 올해 불참했으며 별도의 메시지도 없었다. 그는 이 회장의 영결식이 끝난 이튿날(지난달 29일) 곧바로 일터로 복귀해 현안을 챙긴 것으로 알려졌다. 이 부회장의 ‘뉴삼성’은 그가 2018년 2월 ‘국정농단 항소심’에서 집행유예를 받고 출소한 뒤 6개월 만에 발표한 ‘4대 신성장동력’(인공지능(AI)·5세대(5G) 이동통신, 바이오, 자동차 전자장비)을 중심으로 ‘미래 엔진’ 모색에 나설 전망이다. AI 부문은 삼성전자가 현재 잘하고 있는 반도체·스마트폰·가전과 시너지 효과가 크다. 이미 삼성전자는 메모리반도체 글로벌 1위에 자리했지만 향후에는 AI 반도체에 ‘큰 시장’이 열릴 전망이다. 스마트폰·가전기기에는 지금도 초기 단계의 AI가 접목돼 있는데 앞으로 이를 얼마나 더 고도화하느냐가 시장을 주도하는 주요 변수가 될 것으로 전망된다. 지난 6월 뇌 기반 AI 연구 분야에서 최고 석학인 세바스천 승(승현준) 미국 프린스턴대 교수를 삼성리서치 소장(사장)으로 영입한 것도 이런 맥락에서 이뤄진 결정이다.5G에서는 성과가 나오고 있다. 시장조사기관 IHS에 따르면 지난해 글로벌 5G 통신장비 점유율은 화웨이(26.18%)와 에릭슨(23.41%)에 이어 삼성전자가 23.33%로 3위에 자리했다. 중국 화웨이에 대한 미국 정부의 제재가 올해 들어 더 거세지고 있기 때문에 삼성전자의 반사이익이 예상된다. 통신 장비는 앞선 세대와 같은 업체의 것을 써야 호환성이 좋은데 5G 점유율이 높아지면 향후 6G에서도 유리한 고지를 점할 수 있다. 2차 전지를 포함한 자동차 전장 사업 또한 ‘미래 먹거리’로 꼽힌다. 이 부회장은 지난 5월 삼성SDI 충남 천안 배터리 공장을 방문한 정의선 현대자동차그룹 회장을 직접 만나 사업 확대 가능성을 보여 줬고, 2016년에는 국내 기업의 해외 인수합병(M&A)으로는 당시까지의 최대 금액인 80억 달러에 미국 전장기업 하만을 인수하며 오래전부터 해당 사업에 공을 들여 왔다. 바이오 사업은 2010년 5월 이 회장도 ‘5대 신수종사업’(태양전지·자동차전지·LED·의료기기·바이오제약) 중 하나로 꼽았던 분야다. 이 부회장으로선 아버지가 다 이루지 못한 부분을 완성한다는 의미가 있다. 이와 관련, 삼성바이오로직스는 9월 말까지 1조 8127억원을 수주해 지난해 전체 수주액(3084억원)의 6배에 가까운 실적을 내놓으며 가파른 성장세를 보이고 있다. 신진영 연세대 경영대학 교수는 “이 부회장은 4대 사업 분야가 이미 굉장히 심한 경쟁 상태에 직면해 있다는 점에서 1987년 이 회장이 취임할 때보다 경영 환경이 쉽지 않다”면서 “이 부회장의 어깨가 더 무거워질 수밖에 없어 보인다”고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr