많은 부모들이 아이들이 어릴 적에는 전집으로 위인전이나 동화책, 세계문학책을 구입해 억지로 읽히려고 든다. 초등학교 고학년만 되더라도 부모들은 아이들이 책을 읽고 있으면 ‘공부 안하고 책 읽고 있다’며 수학, 영어 등 다른 공부를 하라고 혼내는 경우도 많다. 또 글쓰기 능력이 강조되면서 뒤늦게 글쓰기에 관심을 갖는 성인들도 늘고 있다. 작문 실력 향상을 위한 가장 기본 중 하나는 ‘다독’(多讀), 많이 읽기이다. 성인 독서량은 매년 떨어지고 있는 가운데 글을 잘 쓰고 싶어한다는 모순된 상황이 벌어지고 있는 것이다. 이런 가운데 실험심리학자와 뇌과학자들은 학업성적이나 업무능력 향상을 위해 중요한 것은 다름 아닌 꾸준한 독서와 글쓰기 연습이라는 연구결과를 내놨다. 미국 인디애나대, 펜실베니아주립대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 시카고 일리노이대, 스탠포드대 공동연구팀은 글쓰기 연습과 독서 습관을 유지하는 것이 학습 성취도와 지속성에 가장 큰 영향을 미친다고 19일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 16일자에 실렸다. 연구팀은 미국 중서부 지역대학에 다니는 1학년에 입학한 남녀학생 1063명을 대상으로 글쓰기와 독서능력을 평가했다. 연구팀은 이들 중 글쓰기와 독서 관련 수업을 듣는 학생과 그렇지 않은 학생들의 학업성적과 학교생활, 일상생활 변화를 3년 동안 장기 추적관찰했다. 연구팀은 특히 흑인계, 라틴계, 미국원주민계, 동양계 학생들의 변화에 주목했다. 관찰 조사 결과 독서와 글쓰기 연습을 한 학생들의 경우 그렇지 않은 학생들보다 학업성적이 11~19% 가량 향상됐고 학업을 중도에 포기하는 경우도 9~10% 가량 줄어든 것으로 확인됐다. 또 독서와 글쓰기 연습을 꾸준히 한 학생들은 지역대학을 졸업하고 주립대학 등으로 진학해 공부를 지속하거나 취업도 쉽게 된 것으로 확인됐다. 메리 머피 인디애나대 교수(사회심리학)는 “요즘 같은 불확실한 시기에 각급 학교에서 학생들의 학업능력을 향상시키기 위해 집중해야 할 부분이 무엇인지를 보여주는 연구”라고 말했다. 머피 교수는 또 “이번 연구는 지역대학생들을 대상으로 한 관찰실험이지만 꾸준한 독서와 글쓰기 연습은 초중고등학교에서도 학업 기초능력을 치워주는 중효한 부분으로 다른 어떤 과목의 학습보다 중요하며 학업성적과 학습태도를 향상시키기 위한 왕도”라며 “성인들의 업무 능력 향상을 위해서 독서와 글쓰기가 중요하다는 것은 너무나도 당연하지만 쉽게 간과되는 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람이 죽음에 이르는 마지막 순간까지 신체에서 유지되는 부분은 청각 기관임을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 캐나다 브리티시컬럼비아대 연구진은 밴쿠버에 있는 세인트존 호스피스병원에서 지내고 있는 환자 8명과 젊고 건강한 참가자 17명을 대상으로 특정 소리를 들려주고 반응 패턴을 기록했다. 이 연구는 호스피스 환자 8명이 아직 일반인처럼 반응할 때 청력 검사를 수행했으며 이 중 5명은 연구 기간 중 의식을 잃었을 때도 같은 검사를 진행했다. 따라서 사람이 죽음에 가까워졌을 때의 청력 반응을 검사한 사례는 이번 연구가 처음이다. 모든 참가자는 뇌파기록장치(EEG)라고 부르는 64개의 전극이 달린 모자를 쓰고 이따금 변하는 5가지 패턴으로 묶인 일련의 소리를 들었다. 의식이 있는 호스피스 환자들에게는 패턴이 바뀐 횟수를 세도록 했고, 대조군의 참가자들에게는 패턴 변화를 듣고 버튼을 누르도록 했다.그 결과, 의식이 있는 환자들은 소리를 들었을 때 뇌에서 일어나는 활동 변화가 대조군과 매우 비슷하며 이는 의식이 없을 때도 마찬가지인 것으로 나타났다. 심지어 몇몇 환자는 다른 환자들보다 뇌에서 좀 더 활발한 활동 변화를 보였다. 이에 대해 이번 연구를 이끈 엘리자베스 블런던 박사는 “사람은 죽음에 이르기 몇 시간 전에 의식이 없더라도 들을 수 있다”면서 “이번 결과는 의료 종사자들에게 사람이 죽음에 이르는 과정에서 청각 기관이 끝까지 활동한다는 믿음을 갖게 할 것”이라고 말했다. 블런던 박사는 또 “뇌가 최소한으로 수신하는 청각 정보를 어떤 능력에서 반응하고 처리하고 있다는 것은 고무적인 신호다. 하지만 환자가 자신이 무슨 말을 듣고 있는지를 알고 있는지는 알 수 없다”면서 “임종 전 듣는 것에 관한 신비를 더 깊이 탐구하려면 더 많은 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 이번 연구는 이 병원에서 최근 은퇴한 완화의학과 전문의 로메인 갤러거 박사의 제안으로 시작됐다. 갤러거 박사는 자신의 직장에서 30년간 일하다가 환자들은 전화상으로도 사랑하는 사람의 목소리를 들으면 긍정적인 반응을 보이는 것을 알아챘었다면서 사랑하는 사람의 이야기를 들으면서 시간은 보내면 어느 정도 위안을 얻을 수 있다고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호(6월25일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 하버드대의 비교심리학자 아이린 페퍼버그 박사가 기르고 있는 그리핀(Griffin·22)이라는 이름의 회색앵무는 돌멩이를 보여주고 ‘이게 뭐야?’라고 물으면 “돌”(Rock)이라고 답할 뿐만 아니라 개수까지도 정확하게 맞출 만큼 지능이 높아 천재 앵무새로 불린다. 그런데 최근 이 대학에서 시행한 한 기억력 검사에서 이 천재 앵무새가 하버드대생들에게 웃도는 높은 점수를 기록한 것으로 전해졌다. 하버드대의 대학신문인 ‘하버드 가제트’에 따르면, 하버드대 등 공동연구진이 그리핀의 인지 능력이 얼마나 되는지를 알아보기 위해 그리핀 외에도 하버드대생 21명과 6~8세 어린이 21명을 대상으로 시각 작업 기억을 검증할 수 있는 셸 게임을 시행했다.셸 게임은 먼저 준비해둔 색상이 다른 털실방울인 폼폼의 위치를 기억하게 하고 그 위에 컵을 덮어 보이지 않는 상태에서 섞기를 한다. 참가자는 어느 색의 폼폼이 어느 위치로 이동했는지를 기억해야 한다. 이는 어찌 보면 컵 3개를 가지고 그 밑에 구슬 같은 작은 물건을 숨겨서 이리저리 섞는 '야바위'로 흔히 부르는 놀음과 비슷해 보인다. 하지만 이 게임은 컵 4개에 각각 폼폼을 2개나 3개 또는 4개라는 3가지 패턴으로 숨기고 1회 섞기에 2개의 컵을 교체한다. 섞기 횟수는 0~4회로 5가지이고 지정한 색을 가진 폼폼의 위치를 손가락으로 가리켜 맞히면 성공이다. 다만 그리핀의 경우 부리로 가리킨다. 이런 방식으로 그리핀과 하버드대생들은 각각 총 120회, 6~8세 어린이들은 총 36회의 게임을 수행했다. 셸 게임은 보이지 않게 된 사물을 기억하며 위치 변화라는 새로운 정보에 직면해도 대처할 수 있는지를 검증하는 것이다. 이 인지 기능은 시각 작업 기억으로도 알려져 있으며 지적 활동에 있어 중요한 기반 중 하나다.검사 결과, 그리핀은 놀라운 시각 작업 기억력을 지닌 것으로 나타났다. 그리핀은 6~8세 어린이들의 점수를 모든 면에서 앞섰고, 하버드대생들에 대해서도 대부분 회차에서 같거나 그 이상의 점수를 기록했다.폼폼이 2개인 경우 그리핀은 단 한 번도 실수하지 않았고 3개인 경우 단 2차례를 제외한 나머지 횟수 모두 성공했다. 다만 폼폼이 4개가 되자 섞기 횟수를 2회 이상했을 때 점수가 급격히 떨어졌다. 그런데도 대부분 조건에서 그리핀이 1위에 올라 조류의 뇌 크기로는 생각할 수 없는 놀라운 점수를 받은 것이다. 종합적으로 평가하면 그리핀의 지능은 일반적이 4세 어린이를 웃돌아 6~8세 어린이와 같은 것으로 나타났다.시각 작업 기억은 높은 지능을 지닌 생물들에 필수적인 능력이다. 눈에는 보이지 않는 머릿속 이미지를 제어하는 힘은 이런 시각 작업 기억에 의한 것으로, 외부의 시각 정보를 도입해 기억하고 그것을 자유자재로 제어하는 기능을 가능하게 한다. 이는 상상이나 공상 또는 망상이라고도 불리는 능력이다. 인류가 지구상에서 정점에 서게 된 것은 무엇보다 상상력이 압도적으로 뛰어났기 때문이다. 셸 게임의 난도가 높아지면서 그리핀의 점수가 급격히 떨어진 것과 달리 하버드대생들의 점수가 비교적 안정적이었던 이유는 사람 특유의 시각 작업 기억 수준이 높기 때문일지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최근호(5월6일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)이 폐뿐만 아니라 신장, 간, 심장, 뇌와 신경계, 피부, 위장까지 손상 시킨다는 연구 결과가 나왔다. 11일(현지시간) CNN에 따르면 미 뉴욕시 소재 컬림비아대 어빙 메디컬센터 연구팀은 자체 연구 결과와 전 세계 의료팀 연구 보고서를 수집한 결과 이 같이 밝혔다. 코로나19가 인체의 거의 모든 주요 체계에 영향을 주는 것으로 나타났다고 발표했다. 이 논문은 네이처 메디슨 최신호에 실렸다. 코로나19는 직접적으로 장기를 손상시키고 혈전을 만들며 심장 박동 이상을 초래했다. 또 신장의 혈액과 단백질을 떨어뜨리고 피부 발진을 일으켰다. 기침과 발열 등 전형적인 호흡기 질환 외에 두통, 현기증, 근육통, 복통 등의 증상도 보였다. 연구진은 “의사들은 코로나19를 다발성 질환으로 생각할 필요가 있다”며 “혈전에 대한 이야기가 많지만 코로나19는 호흡기 질환뿐만 아니라 신장, 심장, 뇌 손상을 일으킨다는 점을 고려해 치료해야 한다”고 강조했다. 또 연구진은 “혈관과 신장, 췌장, 장 내 호흡기에 있는 세포들은 모두 ACE2 수용체들로 덮여 있다”면서 “이 연구 결과는 최소한 부분적으로는 직접적인 바이러스 조직 손상으로 인해 여러 기관에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다”고 설명했다. 코로나19는 면역 체계도 활성화한다. 반응 중 일부는 ‘시토킨’으로 불리는 염증성 단백질 생산을 포함하는데, 이것은 세포와 장기에 손상을 줄 수 있다. 또 췌장 손상은 당뇨병을 악화시킬 수 있다. 당뇨병 환자는 코로나19 환자 중 사망 위험이 가장 높은 것으로 보고되고 있다. 코로나19는 직접적인 뇌 손상을 유발할 수 있지만 일부는 치료 과정에서의 신경학적 효과로 분석됐다. 또 면역체계와 관련해선 바이러스 감염을 막아주는 ‘T세포’를 줄이는 것으로 나타났다. 연구진은 “세포 면역 장애의 상징인 림프구 감소증은 코로나19 환자의 67~90%에서 보고됐다”고 전했다. 위장과 관련된 증상은 장기간 앓을 경우 영향이 있을 수 있지만 사망률 증가와는 관련이 없다고 연구진은 설명했다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)으로 인한 뇌손상으로 신경계 합병증이 급증할 수 있다는 경고가 영국 연구진으로부터 나왔다. 코로나19가 호흡기관뿐 아니라 신경계에도 영향을 미치는 실제 영향이 더욱 심각할 수 있다는 것이다. 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 연구진들은 8일(현지시간) 뇌 기능장애와 뇌졸중, 말초신경 손상 등 뇌에 이상이 발생한 코로나19 환자 43명의 증상을 분석한 논문을 신경학 저널 ‘브레인(Brain)’에 발표했다. 연구진은 9명의 환자가 뇌와 척수의 조직에 광범위한 염증을 일으키는 급성 확산성 뇌척수염(ADEM) 진단을 받았다는 사실에 주목했다. 일반적으로 ADEM에 걸린 성인 환자는 한 달에 한건 가량 관찰되지만, 연구가 진행된 1주일간 9명이나 관찰된 것은 일반적이지 않다는 이유에서다. 연구진은 코로나19 환자 치료 시 신경 관련 질환에 걸렸는지 여부도 진단할 필요가 있다고 지적했다. 캐나다 웨스턴 대학의 뇌신경학자 에이드리언 오언은 “전 세계적으로 수백만 명의 사람들이 코로나19에 감염된다”라면서 “이 중 일부 환자들은 회복 후에도 신경 손상으로 업무능력이 손상되고 일상활동이 제한될 수 있다”고 우려했다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

50대 이후에 주로 발병하는 뇌졸중은 대표적인 심혈관질환이다. 뇌혈관이 막히거나 혈액을 공급받지 못해 뇌 부위가 손상되는 뇌졸중은 다양한 후유증을 남기는 질환으로 잘 알려져 있다. 국내 연구팀이 이런 뇌졸중 후유증이 발생하는 원인을 밝혀내 다양한 뇌 질환 치료 방법을 찾는데 도움을 받을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 공동연구팀은 뇌졸중이 발생하면 언어장애나 운동능력, 인지능력 저하 같은 후유증이 일어나는 메커니즘을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 8일자에 실렸다. 뇌졸중은 손상된 뇌 부위 뿐만 아니라 멀리 떨어져 있는 다른 부위에도 기능적 변화를 일으킨다. 기능해리라고 부르는 이 같은 변화는 뇌신경세포들의 활동성이 낮아지면서 뇌 대사와 기능을 떨어뜨리는 것으로 알려졌지만 정확한 발생 원인은 규명되지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 백질부분에서 뇌졸종우 발생하면 멀리 떨어져 있는 운동을 담당하는 뇌 부위인 운동피질 부분에 초미세 신경변성이 발생한다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 신경변성 부위에서 별세포라고 부르는 뇌세포가 다른 신경세포의 활성과 대사를 억제해 기능해리를 일으킨다고 보고 백질부분에 뇌졸중을 유도한 생쥐의 뇌를 관찰했다. 별세포는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 별모양의 비신경세포로 그 숫자와 크기가 증가하면 주변 신경세포에 여러 영향을 미쳐 파킨슨병, 알츠하이머, 중풍 등 다양한 뇌질환을 일으키는 것으로 알려져 있다.관찰 결과 연구팀은 뇌졸중이 발생한 생쥐의 뇌에는 멀리 떨어져 있는 운동피질에 신경세포의 활성과 대사를 억제시키는 가바라는 신경전달물질이 증가하면서 뇌 기능이 떨어진다는 것을 확인했다. 뇌졸중이 발생하면 별세포가 증가하면서 가바를 과다분비해 주변 신경세포 기능을 저하시키고 결국 기능해리를 일으킨다는 것이다. 또 연구팀은 별세포에서 가바를 생성하는 핵심효소인 마오비를 억제하는 약물을 자체 개발해 적용한 결과 기능해리 현상이 완화된다는 것을 관찰하기도 했다. 이창준 IBS 인지및사회성연구단 단장은 “이번 연구는 뇌졸중 뿐만 아니라 편두통, 뇌종양, 뇌염 같은 다양한 뇌질환에서 나타나는 기능해리 유발 원리를 규명했다는 점에 의미가 크다”라며 “별세포 조절로 다양한 신경학적 뇌질환 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나라마다 천차만별 생활상은 사회규범 탓 빡빡함과 느슨함 문화 차이로 서로 갈등도양쪽을 서로 보완할 때 불행과 낭패도 예측 네덜란드에서는 대마초를 커피숍에서 합법적으로 판매하지만, 사우디아라비아에서 마약을 소지하면 사형을 당할 수도 있다. 일본에선 열차의 도착이 지연되는 경우가 거의 없지만, 브라질의 대중교통은 시간을 지키지 않는 게 다반사다. 인터넷과 기술 발달로 인류가 가깝게 연결되고 소통하는데 생활상은 왜 이렇게 천차만별일까.`문화규범 연구´의 선구자로 유명한 미셸 겔펀드 미국 메릴랜드대 교수는 그 원인을 사회규범의 `빡빡함´(tight)과 `느슨함´(loose)의 차이에서 찾는다. 사회규범의 강도에 따라 인간 생활이 달라진다는 것이다. 그래서 이제 세상의 문화와 생활 방식을 빡빡함과 느슨함의 렌즈로 바라보고 대처해야 한다고 강조한다. 맹수보다 약한 인간이 생존하고 만물의 영장으로 번영할 수 있었던 건 사회규범 때문이다. 인간은 사회규범을 갖춘 유일한 종(種)이다. 인간과 아주 비슷한 유인원 침팬지만 하더라도 서로 보고 배우는 능력을 갖췄지만 물질적 이득 없는 사회 학습은 하지 않는다. 인간만이 집단의 일원이 되기 위해 사회규범을 지키고 따르는 셈이다. 저자에 따르면 사회규범은 집단을 하나로 만드는 접착제와 같다. 그 접착제가 얼마나 강력한지에 따라 문화가 달라지고 세계관, 환경, 뇌에 심오한 영향을 끼친다는 것이다. 가장 오래된 규범 중 하나는 흔한 인사법인 악수다. 악수는 기원전 9세기 고대 그리스에서 자신이 어떤 무기도 숨기고 있지 않다는 걸 보여 주기 위해 고안한 동작이다. 요즘 고대처럼 소맷자락에 도끼나 칼을 숨기고 돌아다니는 경우는 없지만 악수는 그대로 남아 있다. 집단의 합동과 단결을 함양하고 유지하기 위한 집단 규범 사례는 도처에 흔하다. 때로는 그 규범을 지키기 위해 극심한 고통을 감내한다. 전 세계 타밀 공동체가 참여하는 힌두교 축제 타이푸삼 참가자들은 전쟁을 관장하는 무루간 신을 향한 헌신을 증명하려고 피부나 혀를 꼬챙이로 뚫는다. 스페인 산페드로만리케의 하지(夏至) 의식 참가자들은 섭씨 648도의 뜨거운 석탄불 길을 맨발로 걷는다. 저자는 이 대목에서 “사회규범은 시대가 바뀌면서 강도가 수없이 변했지만 빡빡함과 느슨함의 법칙은 변함이 없다”고 잘라 말한다. 스파르타인은 어렸을 때부터 어떤 버릇을 몸에 익혀야 하는지 기준이 명확하게 배운다. 복장, 머리 모양, 행동 양식 등 모든 면에서 통일성을 갖춰야 했다. 이에 비해 아테네는 실컷 먹고 마시는 것을 즐기는 느슨하고 관대한 사회였다. 활발한 정치 토론을 벌이면서 새로운 사상과 사상이 격돌하고, 반대 사상을 찬양하는 여유를 보였다. 고대 스파르타와 아테네처럼 현대의 멕시코 나우아족과 캐나다 중앙 북극 이누이트 코퍼 지파도 극단적인 차이를 보인다. 빡빡한 문화와 느슨한 문화의 차이는 인류 사회의 역사를 통해 계속 반복된다는 것이다.책은 어느 쪽이 더 낫다고 말하지 않는다. 규범은 인간이라는 종이 성공을 거둔 비법이지만 세계 곳곳에서 엄청나게 심각한 갈등을 일으키는 원인이기도 하다. 사회규범의 빡빡함과 느슨함은 양쪽 모두 장단점을 갖고 있는 만큼 서로 보완할 때 불행과 낭패를 예측하고 바꿀 수 있다는 게 저자의 지론이다. 저자는 “세계적 변화 앞에 숨이 턱 막히는 시대에 우리는 문화에 재빨리 반응하는 반사작용을 재조정할 채비를 해야 한다. 나는 빡빡한가, 느슨한가라는 단순한 질문을 계속 던지길 바란다”며 책을 마무리하고 있다. 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

코로나19 감염으로 인해 산소 공급이 부족해지면서 영구적인 뇌세포 손상까지 이어질 수 있다는 점이 부검으로 확인됐다. 코로나19에 걸렸다 완치되더라도 후유증이 우려된다는 의미다. 미국 워싱턴포스트(WP)는 사망자 87명의 폐, 38명의 뇌, 41명의 심장을 부검한 결과를 2일(현지시간) 소개했다. 사망자들의 공통적인 특징은 골수나 폐에만 존재하는 거핵세포가 다른 장기들에서도 지나치게 많이 발견됐다는 점이었다. 우리 몸에서 혈소판은 혈액을 굳어지게 만들어 출혈을 멈추는 역할을 하는데, 거핵세포는 혈소판을 만들어내는 세포다. 의료진은 코로나19가 혈소판의 작용을 증폭해 위험한 혈전(핏덩어리)를 만들어내는 것으로 의심하게 됐다. WP는 인과관계가 규명되지는 않았으나 이 같은 특이증상과 함께 여러 장기에 문제가 생겼다고 보도했다. 폐 내부에 미세한 핏덩어리 수천개 발견 미국 루이지애나 주립대가 올해 4월 공개한 44세 남성 사망자의 폐 검사 결과는 충격적이었다. 폐를 절단해 검사한 결과 그 안에 미세한 혈전이 수천 개 발견됐기 때문이다. 부검에 참여한 리처드 밴더 하이드는 “이런 사례는 본 적이 없었다”면서 다른 사망자들에게서도 같은 패턴이 나타났다고 밝혔다. 사망자들의 폐에는 거핵세포가 너무 많이 존재하는 것으로 조사됐다. 이탈리아, 독일 연구진이 시행한 부검에서도 같은 결과가 나왔으며, 이들 연구는 영국 랜싯을 비롯해 권위 있는 의학지를 통해 잇따라 소개됐다. 심장에 있어선 안될 특수세포 다량 발견 코로나19 사망자들의 심장에서도 지나치게 많은 거핵세포가 발견됐다. 이는 일부 감염자들이 심근경색 증세를 일으키며 갑자기 사망한 것과 관련이 있을 것으로 의심됐다.중국 연구진의 초기 조사결과에서는 입원한 중증환자의 20∼30%가 심장 기능에 문제를 겪은 것으로 나타났다. 뉴욕대 랜곤메디컬센터에서 부검을 진행한 에이미 라프키비츠는 “심장에 거핵세포가 존재하는 걸 본 기억이 없다”고 말했다. 코로나19 사망자들의 심장에는 염증이 크게 나타나지 않은 점도 특징이었다. 일반적인 심근염은 염증의 흔적이 부검에서 곧바로 확인된다. 심근염은 면역 반응을 담당하는 백혈구의 일종인 림프구의 공격을 받으면서 발생하는데 코로나19로 사망한 환자들의 심장에는 이러한 현상이 발견되지 않았다. 광범위한 뇌 손상…후각 마비도 연관 가능성 코로나19 확진자 중 일부는 미각이나 후각 마비 증세를 보이기도 했다. 어떤 환자들은 우울증, 발작, 경련, 정신착란 등도 겪었는데 이는 모두 신경의학적 증세들이다. 의료진은 바이러스가 뇌에 침투해 염증이 생긴 것으로 의심했는데 부검 결과 예상과 달랐다. 미국 보스턴 여성병원의 신경의학자인 아이작 솔로몬은 사망자 18명을 대상으로 대뇌피질, 시상, 기저핵 등 뇌의 각 부분을 검사했다. 그 결과 뇌에 침투한 바이러스는 의미 없는 소량에 불과하고 염증 부위도 작았으나 산소 공급 부족 때문에 손상된 부위가 넓게 발견됐다. 이 같은 손상은 병원에서 장기 치료를 받은 중증환자, 갑자기 숨진 환자에게서 똑같이 나타났다. 뇌가 산소를 제대로 공급받지 못해 신경세포가 죽었고, 그로 인해 영구적인 손상이 남은 것이다. 부검 결과는 뇌가 산소를 공급받지 못해 광범위하게 손상되면서 신체의 여러 기능이 퇴행했다는 의심으로 이어졌다. 솔로몬은 “코로나19에 감염됐다가 살아남은 이들에게 뇌 손상이 어떤 영향을 미칠지 커다란 문제가 남아 있다”고 말했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

“생화학을 전공한 연구자로 지금까지 살아오면서 연구현장에서 함께하며 힘들 때 격려해 준 동료, 선후배에게 영광을 돌립니다.” 올해 ‘대한민국 최고과학기술인상’ 수상자로 선정된 서판길(68) 한국뇌연구원장은 수상소감을 이렇게 말했다. 2일 과학기술정보통신부와 한국과학기술단체총연합회(과총)는 생명현상 이해에 필요한 기본개념인 ‘신호전달 메커니즘’의 새로운 패러다임을 정립하고 연구방향을 제시함으로써 한국 생명과학의 위상을 높인 공로를 인정해 서 원장을 올해 최고과학기술인으로 선정했다고 밝혔다. 서 원장은 신호전달 핵심 물질인 ‘포스포리파아제C’(PLC)를 세계 최초로 뇌에서 분리정제해 유전자를 복제하는 데 성공했다. 서 원장은 신호전달 과정에서 불균형이 발생할 경우 세포성장에도 이상이 생겨 암이나 뇌질환을 일으킨다는 사실을 규명해 난치병 연구에 도움을 줬다는 평가를 받았다. 서 원장은 “퇴행성 뇌질환 극복을 위한 연구에 집중하고 미래를 책임질 연구인력 양성에도 노력하겠다”고 밝혔다. 올해 수상자로 선정된 서 원장은 3일 온라인으로 열리는 ‘2020 대한민국과학기술연차대회’ 개회식에서 대통령 상장과 상금 3억원을 받는다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임병택 경기 시흥시장이 1일 시청 늠내홀에서 ‘민선 7기 취임 2주년 맞이 미래 비전 브리핑’을 열고 시정 후반기 계획을 발표했다. 임 시장은 ‘함께 꿈꾸는 변화, 함께 누리는 행복’을 비전으로 제시하며 시민사회와의 협력을 통해 미래 시흥의 도시 가치를 창출하겠다고 밝혔다. 이날 브리핑은 코로나19 확산 방지를 위해 참석 인원을 최소한으로 제한했으며, 유투브 생중계를 통한 온라인 브리핑으로 진행됐다. 특히 임 시장이 프레젠테이션 형식으로 지난 성과와 향후 계획을 직접 발표해 눈길을 끌었다. 임 시장은 먼저 코로나19 현안을 언급하며 재난안전대책본부 구성과 선별진료소 운영, 천막 시장실 설치, 시흥 안심카 선별진료소 도입, 재난기본소득 및 생활안정자금 지급 등 민생 안정에 주력하고 있다고 밝혔다. 그러면서 “무엇보다도 코로나19 위기 극복은 기부, 봉사 등 함께의 가치를 보여주고 계신 시민 여러분 덕분”이라며 시민에 대한 감사의 마음을 전했다. 이어 민선7기 전반기 주요 성과로는 ▲미세먼지 저감 최우수 지자체 선정 ▲전철사업 추진 ▲경기도 유일 미래형 교육자치 협력지구 선정 ▲시흥도시공사 설립 ▲시흥스마트허브 스마트 선도 산업단지 선정 ▲동아시아 최대 인공서핑 웨이브파크 기공 ▲서울대 시흥스마트캠퍼스 1단계 사업 완료 ▲시흥배곧서울대병원 설립 협약 체결 ▲배곧경제자유구역 선정 등을 꼽았다. 특히 임 시장은 “시민의 여전한 갈증으로 여겨지고 있는 교통문제 해결을 위해 많은 노력을 기울였다”며 취임 이후 버스 관련 예산을 60억원 이상 증액하고, 16개의 버스 노선을 신설했으며 운행버스는 54대가 늘었다고 말했다. 또 “신안산선과 월곶~판교선, 제2경인선 등 현재 추진 중인 시흥시 전철 사업의 90%가 향후 5년 이내에 완료되면 대중교통 여건이 한층 더 개선될 것”이라고 강조했다. 브리핑 후반에는 구체적인 시흥의 미래가 펼쳐졌다. 임 시장은 시정 전반기가 시흥의 기반을 다진 준비기였다면 시정 후반기는 미래상을 실현해가는 성장기라며 해양레저와 스마트시티, 바이오메디컬산업, 교육주도성장, V-City, 시흥밸리, 공원도시의 7가지 미래 전략에 기반한 시흥의 청사진을 제시했다. 오는 8월 문을 여는 동아시아 최대 규모의 인공서핑 웨이브파크는 주변에 관광숙박시설과 상업시설을 구축해 해양스포츠 명소로 조성한다는 계획이다. 거북섬 인근 해역과 육지에 마리나 항만시설 등 해양레저 거점시설을 조성하고, 여기에 해양생태과학관, 아쿠아펫랜드, 스트리트몰2까지 건설해 대한민국 해양레저 중심지로 구축한다. 더불어 체감 가능한 스마트시티 구현을 위한 발걸음도 빠르다. 현재 시흥시 정왕동 일대에서 사물인터넷(IoT) 기반 연구개발 기술 실증이 진행 중이며, 관련 기술에 대한 검증과 안정화를 마치면 시흥시 전역을 비롯한 국내에 확산한다는 계획이다. 시는 이를 위해 도시 전체의 데이터를 수집?활용할 시흥시 데이터 센터를 만들고, 빅데이터 활용으로 똑똑한 도시를 구현한다. 코로나19 위기로 공공의료의 중요성이 높아진 가운데 시는 시흥배곧서울대병원을 중심으로 시흥시 공공의료체계를 강화한다는 목표다. 800병상을 갖춘 시흥배곧서울대병원은 뇌인지 바이오헬스 분야를 특화 진료로 개발하고, 진료와 연구가 한 곳에서 이뤄지는 융합 모델을 실현하며, 서울대시흥스마트캠퍼스, 지역 의료 기관 등과 바이오메디컬 산업 혁신 생태계를 조성한다. 임 시장은 4차 산업 시대에 미래 세대를 키우는 교육의 중요성을 부각하며 ‘모든 시민이 교육으로 성장하는 교육주도 성장도시’를 실현하겠다는 의지도 드러냈다. 기존에 장학사업을 주로 했던 교육청소년재단의 기능과 역할을 확대해 시흥시인재양성재단을 시작하고, 전 세대를 대상으로 한 장학 지원을 기존의 10배 이상 확대할 예정이다. 더불어 미래형 이동체 연구와 개발이 이뤄질 V-City(미래형 첨단 자동차 클러스터)를 통해 미래 먹거리 산업인 자율주행 모빌리티 산업을 선점하고, V-City를 중심으로 한 정왕지구의 경제자유구역 지정을 추진해 배곧경제자유구역과 함께 시흥의 미래를 견인하겠다고 밝혔다. 시흥시는 이러한 유망 산업 거점들을 연계해 미국의 실리콘밸리와 견줄 수 있는 시흥밸리를 구축한다. 거북섬, 시흥스마트허브, 배곧신도시, V-City 등이 미래 혁신 성장 동력을 창출할 것이다. 임 시장은 “무엇보다도 시민 행복을 높이는 지속가능한 도시 발전을 위해서는 지역이 균형 있게 발전하는 일이 중요하다”며 “권역별로 분포한 생태자원을 활용해 공원 같은 도시를 조성함으로써 산업과 교육, 주거환경까지 모두 갖춘 도시를 만들겠다”고 덧붙였다. 구체적으로 북부권은 소래산, 은계 호수, 은행천, 신천을 연결하고, 동부권은 목감역, 양달천, 따오기 공원, 물왕저수지까지 이어지는 생태공간을 조성한다. 중부권은 갯골생태공원과 연꽃테마파크, 호조벌을 그린웨이로 연결하고, 남부권은 정왕천, 군자천, 옥구천과 바닷길을 통해 시민의 여가 공간을 만든다는 계획이다. 임병택 시장은 “미래는 주어진 것이 아니라 만들어가는 것이고 미래는 홀로 상상하는 것이 아니라 함께 실현하는 것”이라며 “시민과 같이 미래를 만들어가는 일에 함께 해달라”고 당부했다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr

알츠하이머 환자의 기억력 쇠퇴와 인지능력 저하의 근본 원인이 밝혀졌다. 오스트리아 그라츠의대 라인홀트 슈미츠 교수가 주도하고 네덜란드 네이메헌 라드바우드대 신경의학센터, 독일 루트비히 막시밀리안 뮌헨대 메디컬센터 연구진으로 구성된 공동연구팀은 알츠하이머 환자의 인지능력 저하는 뇌 속 철분이 쌓이기 때문이라는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘방사선학’ 6월 30일자에 발표했다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명과 인지능력이 정상인 일반인 100명을 대상으로 고해상도 영상을 얻을 수 있는 3T(테슬라) 자기공명영상(MRI) 장치로 뇌를 정밀하게 촬영했다. 또 연구팀은 알츠하이머 환자 100명 중 56명을 무작위로 뽑아 17개월 동안 신경심리학적 검사와 3T MRI 촬영을 주기적으로 했다. 분석 결과 알츠하이머 환자들은 일반인들보다 뇌에서 철분 농도가 높게 나타났으며 알츠하이머 환자들 사이에서도 뇌 철분 농도가 높을수록 인지능력이 더 떨어진다는 사실을 확인했다. 특히 알츠하이머 환자의 뇌에서는 다른 부위보다 측두엽에서 유독 철분 농도가 높다는 것이 확인됐다. 측두엽은 언어와 기억, 학습, 사회적 관계에 관여하는 뇌 부위다. 또 이번 연구에 따르면 뇌의 부피가 정상적이라도 철분 수치가 높게 나타날 경우 기억력을 포함한 인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구팀은 뇌 속 고농도 철분이 그동안 알츠하이머 치매 원인으로 알려진 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질 축적을 촉진시켜 뇌에서 독성물질을 만들어 내 인지 기능을 저하시키는 것으로 분석했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

알츠하이머 치매는 오랫동안 축적되어 온 기억과 인지능력을 상실하게 만듦으로써 아름다운 노년을 방해하는 가장 심각한 질환으로 꼽힌다. 과학과 의학이 발달한 현대에서도 알츠하이머의 발병원인과 인지능력이 급격히 떨어지는 이유에 대해 정확히 밝혀지지 않았다. 이런 가운데 오스트리아 그라츠의대, 네덜란드 네이메헌 라드바우드대 신경의학센터, 독일 루트비히 막시밀리안 뮌헨대 메디컬센터 공동연구팀은 알츠하이머 환자의 인지능력 저하는 뇌 속 철분이 쌓이기 때문이라는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘방사선학’ 6월 30일자에 발표했다. 알츠하이머는 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 뇌에 과도하게 쌓이면서 기억력을 비롯한 인지능력이 저하되는 질환으로 치매 발병 원인의 50% 이상을 차지하고 있다. 이전에도 알츠하이머 환자들이 일반인들에 비해 뇌 철분수치가 비정상적으로 높다는 것은 알려져 있었지만 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 밝혀내지 못한 상태였다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명과 인지능력이 정상인 일반인 100명을 대상으로 고해상도 영상을 얻을 수 있는 3T(테슬라) 자기공명영상(MRI) 장치를 이용해 뇌를 정밀하게 촬영했다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명 중 56명을 무작위로 뽑아 17개월 동안 신경심리학적 검사와 3T MRI 촬영을 주기적으로 실시했다.분석 결과 알츠하이머 환자들은 일반인들보다 뇌에서 철분 수치가 높게 나타났으며 알츠하이머 환자들 사이에서도 뇌 철분수치가 높을수록 인지능력이 더 떨어진다는 사실을 확인했다. 특히 뇌의 다른 부위보다 측두엽에서 유독 철분 수치가 높게 나타나는 것을 발견했다. 측두엽은 언어와 기억, 학습, 사회적 관계에 관여하는 뇌 부위이다. 또 알츠하이머 환자들은 뇌의 부피가 줄어들면서 인지능력이 저하되는 것으로 알려져 있었지만 이번 연구에 따르면 뇌의 부피가 정상적이라도 철분 수치가 높게 나타날 경우 기억력을 포함한 인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구팀은 뇌 속 고농도 철분이 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질 축적을 촉진시키고 이들이 신경독성을 나타내도록 촉진시키는 요인으로 보고 있다. 라인홀트 슈미츠 그라츠의대 교수(노인신경학)는 “이번 연구는 뇌 속 철분농도를 알츠하이머를 미리 예측하는 수단으로 사용하는 한편 뇌에서 과도한 철분을 제거하는 방식으로 알츠하이머를 치료할 수 있다는 점을 제시했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 교통사고나 산업재해 같은 사고로 인한 척수 손상 환자나 운동신경 세포가 파괴되는 루게릭병 같은 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 김정범 교수팀은 피부세포에 2종의 유전인자를 주입해 척수를 구성하는 운동신경세포를 만드는데 성공했다고 29일 밝혔다. 연구팀은 동물실험을 통해 운동신경세포의 재생능력을 확인하기도 했다. 이 같은 연구결과는 유럽분자생물학회에서 발행하는 국제학술지 ‘이라이프’에 실렸다.신체를 지탱하는 척추뼈 안에 있는 신경조직인 척수는 뇌 신호를 몸 구석구석으로 전달하고 신체 감각을 뇌로 전달하는 중요한 역할을 한다. 척수가 손상이 되면 운동기능이나 감각을 잃거나 몸을 움직일 수 없는 심각한 후유증을 겪게 된다. 약물치료나 외과수술로 척수손상을 치료하기도 하지만 효과가 크지 않다. 이 때문에 줄기세포를 이용해 손상된 조직을 재생시키는 세포치료제가 주목받고 있지만 줄기세포 분화과정에서 암세포가 형성되는 경우도 환자에게 사용되지는 못하고 있다. 연구팀은 피부세포에서 원하는 목적의 세포를 바로 얻을 수 있는 직접교차분화 기술을 이용해 운동신경세포를 만들었다. 환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 만능세포단계를 거치지 않고 곧장 운동신경세포로 만들어지도록 해 기존 줄기세포치료제의 문제점인 면역거부반응과 암세포로 분화 가능성을 모두 해결했다.기존의 직접분화 기법으로 만들어진 세포수는 너무 적어 환자 임상치료에 활용하기 충분치 않았지만 연구팀은 세포 자가증식을 통해 대량생산이 가능토록 했다. 실제로 이렇게 만들어진 세포치료제를 척수를 손상시킨 실험쥐에 주입한 결과 운동기능이 회복되고 손상된 척수조직에서 신경이 재생되는 것이 확인됐다. 김정범 교수는 “척수 손상은 산업재해에 의한 발병률이 높은데 반해 지금까지 나온 기술로 치료는 쉽지 않았는데 이번에 개발된 세포치료제는 기존 치료방법들의 한계를 극복해 실질적인 치료효과를 가져다 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 2008년 3월 터키의 열아홉 살 여성은 간을 당장 이식해야 할 상황이었다. 적합한 장기를 기다리는 동안 독성 물질을 걸러주는 간 기능이 떨어져 혈류 공급이 안돼 뇌에까지 영향을 미칠 지경이 됐다. 병원들을 수소문했더니 아흔세 살 할머니의 간이 그나마 이식 가능한 것으로 여겨졌다. 분명 이식 기준에 부적합했지만 앞뒤 잴 겨를이 없었다. 말라탸 이노누 대학의 간이식 연구소는 수술을 단행했다. 이 여성은 목숨을 건졌고 6년 뒤 건강한 딸까지 낳았다. 딸의 첫 번째 생일에 여인은 스물여섯 살이 돼 자신의 간이 백 년이 됐음을 자축했다. 26일(현지시간) 영국 BBC의 ‘백년 인생’ 섹션은 할아버지나 할머니 몸 속에 있어야 할 장기로 건강하게 살아가는 사례가 꾸준히 늘고 있다고 전했다. 우리 장기 가운데 몇몇은 우리보다 더 오래 살아 제대로 기능하고, 몇몇은 더 빨리 수명을 다한다. 세포도 마찬가지여서 우리 몸은 물리적 생일을 세는 것보다 훨씬 복잡하다. 수명을 연구하는 이들은 나이가 생각했던 것보다 덜 중요한 역할을 하는 것처럼 보인다고 입을 모은다. 연구자들은 햇수로 따지는 나이와 생체 나이가 보이는 격차에 더 흥미를 갖는다. 나이가 들어간다는 것은 보통 인간의 몸이 전체적으로 차츰 노화된다는 것을 의미하지만 사람들은 각자 다른 속도로 노화가 진행된다. 유전적 요인, 라이프스타일, 환경 요소 등이 복합적으로 작용하며 우리의 모든 장기가 같은 속도와 규모로 나이들지는 않는다. 해서 서른여덟 살인데도 훨씬 어리게 보일 수도 있고 신장이 예순한 살처럼 움직이는 것처럼 보일 수도 있다. 팔십에 주름이 지고 머리가 빠지는 일이 대부분이지만 마흔 살처럼 심장이 마구 뛸 수도 있다. 스탠퍼드 대학 유전학과의 마이클 스나이더는 자동차에 빗댄다. “시간이 갈수록 차의 모든 기능은 떨어지는데 몇몇 부품은 다른 것보다 훨씬 빨리 닳는다. 엔진이 맛이 가 당신이 수리하면 그 다음 차체가 노쇠해지고, 그러면 당신은 또 수리하면 그만이다. 그런 식이다.” 따라서 더 오래 더 건강하게 살고 싶다면 우리 몸의 모든 부분이 똑같이 늙어가지 않는다는 사실에 더 많은 주의를 기울일 필요가 있다. 하지만 어느 장기의 생체 나이를 정확히 아는 일은 그리 간단하지 않다. 많은 온라인 정보들이 심장이나 폐 같은 장기들의 나이를 측정하는 데 도움이 되지만 장기 기능과 세포 구조와 구성, 유전적 건강도를 정확하고 상세하게 파악해야 한다. 장기 이식 데이터들은 나이 들수록 이식하면 안 좋아질 것이란 통념을 뒤집고 우리 몸의 어떤 부품들은 나이 들수록 더 좋아진다는 것을 보여준다. 예를 들어 심장과 췌장은 나이 마흔이 넘으면 안 좋아지고, 폐도 기증자가 65세를 넘길 때까지는 나이에 따른 차이점이 거의 없다. 각막은 모든 장기 가운데 저항력이 가장 강해 기증자 나이가 전혀 영향을 미치지 않는다.영국 리버풀 대학 연구진은 “각기 다른 장기들의 혈관 분포와 미세혈관 분포가 나이에 따라 어떻게 달라지느냐가 나이에 관련된 고장에 기여하는 중요한 요인이라고 생각하는 것이 논리적”이란 보고서를 내놓았다. 장기 이식 데이터들은 또 어떤 장기의 수명에 상한이란 게 존재하는지 의문을 품게 한다. 예를 들어 간은 재생 능력이 탁월한 것으로 널리 알려져 있다. 수술 등으로 간의 3분의 2를 제거해도 일년 안에 거의 원 모습이 된다. 몇몇 연구자들은 간 이식 기증자의 연령 제한을 없애는 것이 좋겠다고 제안하기도 한다. 또 다른 연구자들은 100세가 된 간을 이식받은 환자들을 선택적 그룹으로 분류해 추적 관찰하기도 한다. 어떤 장기는 또 라이프스타일에 민감하게 영향을 받는지도 모른다. 킹스칼리지 런던 노화연구소의 리처드 시오 소장은 “아주 좋은 예가 폐와 환경오염이다. 폐는 도시나 많이 오염된 환경에서 살수록 나이를 더 먹는다”고 말했다. 그는 “무얼 먹고 어떻게 먹고, 어떻게 자고 언제 자는지가 우리가 충분히 알지 못하는 다양한 방식으로 장기에 영향을 미친다”고 덧붙였다. 세포도 시간이 지나면 완전히 재생하는데 다만 정도는 각기 엄청난 차이를 드러낸다. 적혈구 세포는 정맥이나 동맥을 한바퀴 도는 데 평균 4개월이 걸리는 반면, 장(腸) 속 세포들은 며칠 만에 대체된다. 대부분의 뇌세포나 뉴런들은 나이가 들어도 대체되지 않는다. 그러나 지난해 살크 생체학연구소의 마틴 헤처가 이끄는 연구팀은 포유류에서만 뉴런이 긴 수명을 누리는 것으로 알려졌는데 생쥐의 간과 췌장에 있는 뉴런들도 더 젊은 세포들과 공존하는, 이른바 “나이 모자이크”를 한다는 사실을 파악하고 놀라워했다. 오래 된 세포들이 나이가 들면 취약해지는 것은 당연한데 뇌 밖에 존재하는 세포들이 다른 장기들에 영향을 미쳐 이를 보완한다는 가설이 가능하다는 것이다. 모든 장기는 시간이 갈수록 복원력이 떨어지지만 새로운 연구들은 어떤 장기가 먼저 망가질 것인지를 예측할 수 있다는 것을 보여준다. 지난 1월 스나이더와 저우옌유, 사라 아하디 등 스탠퍼드대학 연구진은 몸 속에 존재하는 적어도 87가지 분자와 미생물들이 나이듦의 “바이오마커” 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 자발적 참가자들의 마커를 분기별로 점검했더니 사람들이 각기 다른 생체 메카니즘을 통해 나이 들어 가는 것처럼 보인다고 결론내렸다. 나아가 개인들을 어떤 카테고리 “에이지오타이프(ageotype)”로 묶을 수 있다고 제안했다. 네 가지 노화 경로를 신장 기능, 간 기능, 대사질환, 면역질환으로 분류했는데 심장노화도 존재할 수 있다고 믿었다. 그들은 이렇게 사람의 에이지오타이프를 유전과 환경 요인을 더하면 나이가 먹기 훨씬 전에 파악해낼 수 있다고 스나이더는 주장했다. 이들이 옳다면 젊은이들이 나이가 들면 자신이 건강하게 지내려면 어떤 것들을 돌아봐야 하는지 미리 알 수 있게 된다는 것이다. 그는 “심장노화가 있다면 나쁜 콜레스테롤을 주시하고 심장 검진을 받아야 하며 운동해야 한다. 대사노화가 있다면 식단을 살피고 간노화가 있으면 술을 덜 마셔야 한다”고 말했다. 그러나 아직은 이런 연구는 초보 단계라 할 수 있다. 조금 더 개별 사례를 충실히 들여다봐야 한다는 것이다. 스나이더는 “모두에게 통하는(One-size-fits-all) 연구는 말이 안 된다”며 “운동과 좋은 식단이 총체적으로는 도움이 되지만 당신의 심장이나 신장이 망가진다면 조금 더 타깃이 집중된 전략이 필요할지 모른다”고 말했다.최근에는 DNA 메틸화(methylation) 연구가 유행하고 있다. 유전자 형질 발현을 조절하는 화학적 변형으로 유전자들이 라이프스타일과 환경에 어떤 영향을 받는지 파악해낼 수 있다는 것이다. DNA 메틸화의 양은 나이 들수록, 생체유전 양상이 바뀌는 데 따라 달라진다. 해서 학자들은 생체유전 시계를 개발해 유전적인 나이까지 예측할 수 있다고 믿는다. 여성들의 유방 세포를 분석했더니 노화가 우리 몸의 어떤 다른 부품보다 빠르게 진행돼 유방암을 예측할 수 있다는 연구가 진행되고 있다. 나아가 수명 연구는 생체시계를 늦추는 것뿐만 아니라 아예 되돌리는 쪽으로 나아가고 있다. 지난 3월 스탠퍼드 의과대학 연구진은 어르신들의 세포에 있는 야마나카 요소를 길러내 젊게 만드는 데 성공했다고 발표했다. 야마나카 요소는 세포를 배아 상태로 되돌리는 단백질이다. 가장 최근에는 어르신들의 건강 수명(healthspan)을 늘리는 연구에 집중하고 있다. 유니버시티 칼리지 런던의 린다 패트리지 연구팀은 라파미신(rapamycin), 메트포르민(metformin), 리튬(lithium) 약물 등이 질환이 발병할 여지와 노화에 동반하는 문제들을 늦출 만한 잠재력을 갖고 있다고 결론내렸다. 하지만 이런 개입으로 모든 노화의 수많은 증후를 되돌릴 수 있다고 보는 것은 아니다. 이 긴 기사의 결론은 이렇다. 시오 소장은 모든 것들이 긴밀히 연결돼 있다는 것이며 어떤 것의 노화는 다른 것에 영향을 미친다고 강조했다. 그는 “관절에 염증이 있으면 뇌에도, 심장에도 영향을 미친다. 모든 장기에는 제각기 다른 노화가 투영되지만 모두 내적으로 연결돼 있다”고 말했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr 혹시 맨 앞 이노누 대학 연락처가 필요한 분이 있을지 몰라 첨부한다. 웹서핑을 했더니 외국인 환자들에게 인기가 높은 곳인 듯하다. Cuneyt Kayaalp, Department of Surgery, Turgut Ozal Medical Center, Inonu University, Malatya 44315, Turkey. Email: cuneytkayaalp@hotmail.com

보통 기억력이 나쁘거나 우둔한 사람들에게 ‘새대가리’라고 놀리는 경우가 많다. 우둔한데다가 자기 중심적이기까지 하면 ‘벌레 또는 곤충만도 못한 인간’이라고 비난하는 경우도 있다. 그런데 거의 눈으로 보이지 않을 정도로 작은 뇌를 가진 곤충들도 학습하고 기억하고 사회적 추론을 할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 미시건 앤아버대 생태·진화생물학과 연구팀은 종이말벌 또는 쌍살벌로 불리는 벌들은 생물학자들이 ‘사회적 엿듣기’라고 부르는 능력을 통해 잠재적 적들의 집단적 행동을 살펴 본 뒤 기존에 학습하고 기억한 것들을 되살려 신속하게 평가한 뒤 행동한다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 26일자에 발표했다. 영장류는 물론 제브라 피시 같은 물고기나 일부 조류들은 잠재적 경쟁자들의 행동을 살펴보고 자신의 현재 능력과 비교함으로써 대응전략을 세움으로써 분쟁 비용을 최소화하도록 진화한 것으로 알려져 있다. 그렇지만 곤충들에게서는 이 같은 능력이 확인되지 않았다. 그렇지만 연구팀은 곤충들의 작은 뇌신경계가 정교한 행동을 제한하는 것은 아니라는 연구결과들을 내놓은 것이다. 연구팀은 학교가 있는 앤아버 주변에서 폴리스테스 푸스카투스(Polistes fuscatus)라는 쌍살벌들을 수집해 관찰했다. 푸스카투스 쌍살벌은 여러 마리의 여왕벌이 한 둥지에서 사는 경우가 많은데 이 때문에 벌들 사이에 먹이 분배, 일 분담, 번식 우선권 등을 둘러싸고 싸움이 벌어질 수 있기 때문에 엄격한 위계질서가 필요하다. 만약 엄격한 질서가 없다면 각 파벌들로 나뉘어 싸움을 벌이다 모두 멸종할 수 있다는 것이다.연구팀은 서로 다른 여왕벌을 섬기는 말벌 6마리를 뽑아 가슴에 물감으로 색깔을 표시해 구분할 수 있도록 한 다음 가로, 세로, 높이 각 ㎝의 작은 투명유리상자에 넣었다. 그 다음 전투말벌 한 마리씩 뽑아 작은 통에 넣은 뒤 전투를 하도록 하고 나머지 네 마리는 이를 관찰하도록 했다. 연구팀에 따르면 네 마리의 벌들은 전투말벌이 싸우는 것을 오랫 동안 관찰한 다음 다시 벌집으로 돌아갔을 때도 싸우는 것을 보고 익힌 것을 바탕으로 적과 아군을 정확하게 판단하고 행동한다는 것을 확인했다. 연구팀은 쌍살벌들이 미세한 얼굴의 특징과 행동을 파악해 불필요한 경쟁이나 싸움을 피하도록 진화한 것으로 보고 있다. 엘리자베스 티베츠 교수(신경·행동생물학)는 “복잡한 사회관계와 상황 판단 능력은 두뇌 진화, 특히 사회적 지능 발달에 따른 것으로 알려져 있지만 곤충의 뇌에서도 그 같은 판단이나 사고가 가능하다는 것을 보여주는 연구”라며 “쌍살벌의 경우 놀라운 장기기억력을 갖고 있으며 이전에 관찰하거나 학습한 사회적 상호작용에 근거해 행동한다는 것을 알 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

계명대 동산병원 신경과 조용원 교수와 계명대 의용공학과 구정훈 교수는 10여 년간의 연구를 통해 하지불안증후군 환자가 하지불안자극을 느끼는 것과 관련된 뇌 메커니즘을 밝혀냈다. 하지불안증후군은 수면장애의 하나로, 잠들기 전 다리에 불편한 느낌이 나타나 다리를 움직이게 되면서 수면을 방해하는 질환이다. 조 교수팀은 하지불안증후군 환자의 뇌가 활성화되지 않은 휴지상태에 기능자기공명영상을 촬영해 뇌의 연결성을 분석했다. 기능자기공명영상은 인체에 고통을 주지 않고, 자기공명영상(MRI)을 이용해 혈류나 산소화 상태를 인지하여 뇌 또는 다른 장기의 기능을 검사하는 것이다. 이 연구팀은 2010년 공동연구를 시작으로 인연을 맺었다. 지속적인 연구 결과, 2014년에 자극을 우선 처리하는 영역인 뇌시상과 대뇌피질과의 연결이 하지불안증후군 환자들과 정상 군 사이에 유의미한 차이를 보인다는 것을 확인했다. 그리고 2년 뒤인 2016년에는 아무런 활동을 하지 않는 상태에서도 기본적인 활동을 관리하는 기본네트워크회로(Default mode network)가 환자 군에서는 자극과 움직임을 처리하는 영역에 좀 더 강화됨을 알아냈다. 이 회로는 아침과 저녁에 다르게 작용하며 환자가 밤에 증상을 더 겪는 현상을 뇌의 관점에서 설명할 수 있게 했다. 이러한 연구결과는 세계수면학회지 ‘Sleep Medicine’ 2014, 2016, 2018년에 각각 게재되었다. 이런 뇌 네트워크가 치료를 진행함에 따라 유의미하게 정상 군과 비슷한 상태로 회복됨을 보였다. 뿐만 아니라, 최근에는 하지불안증후군 환자가 겪는 불편한 감각이 여러 뇌 회로의 이상으로 발현된다는 것을 바탕으로, 자극에 민감하게 반응하여 처리하는 현출성신경망(Sailence network)이 환자 군에게 더욱 두드러져 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구결과는 국제학술지 네이처 ‘Scientific Report, 2020’에 게재됐다. 조 교수는 “이번 연구는 하지불안증후군을 뇌 메커니즘의 관점에서 이해하는데 진일보된 결과이며, 이후 치료에 대한 접근법 및 진단 방법에도 영향을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

프린스턴대 교수… AI 분야 최고 석학 글로벌R&D센터 15곳 기술 연구 관장 삼성전자가 미래의 핵심 성장 산업으로 꼽히는 인공지능(AI) 사업 육성에 속도를 내고 있다. 현재 삼성전자를 지탱해 주는 반도체, 스마트폰과 더불어 앞으로는 AI가 4차 산업혁명 시대의 새로운 ‘미래 먹거리’가 될 수 있다는 판단에서다. 삼성전자는 24일 AI 분야의 최고 석학인 세바스찬 승(한국명 승현준·54) 미국 프린스턴대 교수를 삼성전자의 통합 연구조직인 삼성리서치 소장(사장)에 내정했다고 밝혔다. 이재용 삼성전자 부회장이 지난달 대국민 기자회견을 한 이후 단행한 첫 사장급 영입인사다. 이번에 합류한 승 소장은 뇌 기반의 AI 연구를 개척한 세계적인 석학이다. 2018년 삼성리서치 부사장급인 최고연구과학자(CRS)를 겸직한 이후 삼성전자 AI 전략 수립과 우수인재 영입 등에 기여했다. 삼성전자 18명 사장단에 들어간 승 소장은 이제는 자문 역할에 그치지 않고 한국을 포함해 13개 국가에 위치한 글로벌 15개 연구개발(R&D) 센터 등의 미래 신기술 및 융복합 기술 연구를 관장하게 된다. 삼성전자는 2018년 8월 AI를 5세대(5G) 이동통신, 전장용 반도체, 바이오 등과 함께 ‘미래 성장산업’으로 지정하고 집중 육성해 왔다. 한국, 미국, 영국, 러시아, 캐나다 등 5개국에 총 7개 ‘글로벌 AI 연구센터’를 설립하고 글로벌 석학들과의 ‘오픈 이노베이션’(개방형 혁신)을 확대하며 AI 기술을 발전시켜 오고 있다. 이번에 승 소장을 영입함으로써 AI 구현에 핵심적인 시스템반도체 등 관련 사업 고도화에 박차를 가할 것으로 보인다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

“우리가 화초사위로 두고 볼 처지가 못 되니까 인제는 일을 좀 해봐야지. 해가 한나절까지 자빠져 잠이나 자서야 쓰나!” 벽초 홍명희가 쓴 ‘임꺽정’에는 연산군 당시 유배됐다가 탈출해 함경도까지 가게 된 홍문관 교리 이장곤이 고리백정 딸 봉단과 만나 결혼하는 이야기가 나온다. 이장곤은 날이면 날마다 해가 중천에 뜨도록 늦잠을 자는 바람에 미운털이 박혀 아예 ‘게으름뱅이 사위’라는 별명까지 얻는다. ‘여름에 하루 놀면 겨울에 열흘 굶는다’던 전통시대에 늦잠이란 굶어 죽기 딱 좋은 악덕일 뿐이었다.경제개발에 매진하던 20세기 후반기 한국에서도 잠은 적게 자야 성공한다는 인식이 파다했다. 대학입시를 위해선 사당오락(四當五落)이고, 승진을 위해선 얼리버드를 해야 했다. 하지만 21세기 들어 분명한 변화 흐름이 나타나고 있다. 이제 잠이란 부러움의 대상이 됐다. 조선시대만 해도 농한기에 여유를 부릴 수 있었지만 21세기에는 원 없이 잠을 자고 싶다는 사람들 투성이다. 잠이 부족한 사람들과 함께 잠을 제대로 못 자는 사람들까지 넘쳐난다. 자연스럽게 꿀잠을 자기 위한 각종 도우미도 넘쳐난다. 사람은 인생의 3분의1을 자는데 보낸다. 100세 수명이라 치면 33년은 꿈속을 헤매는 게 인생이다. 근육과 혈관이 긴장에서 풀려나 이완되고 손상된 세포가 회복된다는 등 잠이 건강에 어떤 영향을 미치는지는 상식 중에서도 상식이 됐다. 하지만 현실은 반대로 간다. 건강보험심사평가원의 최근 통계를 보면 2013년 약 42만명이던 불면증 환자는 2019년 약 63만명 정도로 늘어났다. 잠이 좋은 줄도 알겠고 잠을 잘 자고 싶다는 사람도 많은데 정작 잠을 잘 못 자는 사람만 늘어나는 역설이다. 상황이 이렇다 보니 잠과 경제를 합성한 ‘슬리포노믹스’란 말까지 생길 정도로 기능성 매트리스 같은 섬유·침구·가구, 수면장애 관련 의료서비스와 의약품, 조명이나 음향·아로마 등 수면을 위한 각종 제품 등이 규모를 키우고 있다. 숙면을 도와주는 스마트폰 앱에 심지어 끌어안고 잘 수 있는 로봇까지 등장했다. 한국수면산업협회는 우리나라 수면산업 규모가 3조원이 넘고 연평균 약 5% 성장하고 있다고 한다. 수면은 각각 다른 특성을 가지는 렘수면과 비렘수면으로 이뤄져 있다. 전체 수면시간 중 약 75%를 차지하는 ‘비렘수면’에서는 뇌의 일정 부분만이 기능을 하기 때문에 뇌의 에너지 소비가 적고 뇌가 일종의 휴식상태에 있지만, 수면시간의 나머지 25%를 차지하는 ‘렘수면’ 중에는 뇌의 모든 부분이 활동적이고 에너지 소비도 깨어 있을 때와 비슷하다. 우리가 새벽녘에 꿈을 많이 꾸는 이유도 바로 이렇게 수면 후반부로 갈수록 렘수면이 점차 늘어나기 때문이다. 잠은 신체기능 회복, 학습내용 기억, 성장 촉진이라는 세 가지 구실을 한다. 우리 몸은 깨어 있는 동안은 신진대사가 활발하게 일어나면서 여러 세포가 손상을 받게 되는데, 비렘수면기에는 깨어 있을 때에 비해 신진대사의 속도가 느려지고 두뇌의 온도가 낮아지면서 손상된 세포가 회복된다. 또 깨어 있을 때 습득한 내용을 장기간 기억하는 데도 수면이 중요하다. 성장호르몬은 비렘수면 시기 중 깊은 수면 단계에서 최고의 분비를 보인다. 따라서 성장기에 있는 어린아이는 적절한 성장을 위해 충분한 시간과 깊은 수면을 취하는 것이 중요하다.수면장애라고 하면 흔히 떠올리는 불면증은 사실 진단명이 아니라 발열이나 두통 같은 하나의 증상이다. 기간이 한 달 미만이면 일시적 불면증이라 하고, 6개월 이상이면 만성적 불면증으로 분류한다. 성인의 경우 일시적 불면증은 전 인구의 3분의1에서, 만성적 불면증은 전 인구의 10% 내외에서 경험하는 것으로 알려져 있다. 불면증을 초래하는 대표적인 질환은 수면무호흡증, 우울증, 주기적 사지운동증, 하지불안증후군, 약물남용이나 금단, 통증 등이 있다. 불면증과 관련해 주의가 필요한 집단 중에는 고령층도 있다. 정석훈 서울아산병원 정신건강의학과 교수와 심창선 울산대병원 직업환경의학과 교수가 국민건강보험공단 표본(2005~2013년)을 바탕으로 한 연구를 보면 국내 80세 이상 노인 5명 가운데 1명은 불면증을 겪고 있다. 정 교수는 “노인은 신체 기능이나 면역력, 정신적인 회복도가 종합적으로 저하돼 있다. 불면증을 방치할 경우 기저질환이 악화된다거나 새로운 질환이 발생하는 등 심각한 건강문제를 겪을 수 있다”고 강조했다. 불면증 치료에는 크게 약물치료와 비약물 치료가 있다. 분당서울대병원 정신건강의학과 윤인영 교수는 23일 “수면클리닉에 불면증을 호소하며 찾아오는 환자 중 최소 25% 이상에서 불면증이 우울증의 한 증상으로 나타난다”면서 “특별한 원인이 없는 불면증의 경우 신경안정제, 수면제, 소량의 항우울제를 사용한다”고 말했다. 윤 교수는 “신경안정제와 수면제를 장기간 사용할 경우 담당의사와 반드시 상의해야 한다”고 당부했다. 약을 투여하지 않고 불면증을 치료하는 비약물 치료는 수면에 방해가 되는 생활습관 요인을 제거하고 수면에 대한 오해를 교정하는 과정으로 인지행동치료라고도 부른다. 스트레스를 극복하기 위한 이완훈련은 중요한 비약물 치료법 중 하나다. 불면증 환자는 자주 초조와 불안 증상을 보이고 스트레스에 민감하게 반응하는 경향이 있다. 세브란스병원 정신건강의학과 이은 교수는 “불면증이 길어지면 과도한 각성이 지속되면서 불면증이 만성화되는 2차적 문제가 발생한다”고 지적했다. 이 교수는 이어 “낮잠, 오래 누워 있기, 일찍부터 자려고 노력하기 등은 불면증을 심화시킬 수 있으므로 졸리기 전에는 눕지 않는 것이 좋다”고 설명했다. 그는 특히 “평소 수면 스케줄을 그대로 유지하는 것이 불면증 해결에 도움이 된다”고 강조했다. 잠자리에 오래 누워 있는 것은 바람직하지 않고 아침에 일정한 시간에 일어나는 것이 중요하다. 잠자리에서 수면 이외에 독서, TV 시청, 스마트폰 사용 등은 금지해야 하고 운동은 수면에 도움이 되지만 심한 운동은 자기 전에 피해야 한다. 카페인에 민감할 경우 커피는 아침에만 마시고 술을 마시면 새벽에 일찍 깬다는 사실도 숙지해야 한다. 수면을 취하기에 적절한 온도는 사람마다 차이가 있지만 겨울철에는 16~18도, 여름철에는 25~26도가 적당하다. 온도가 너무 높아도 문제지만 너무 낮아도 숙면에 방해가 된다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

미국 페어필드대학 심리학과 린다 헨켈 교수는 27명의 대학생을 모집해 박물관 견학을 갔다. 이들은 회화, 조각, 보석 등 30개의 작품 리스트를 받았다. 작품 앞에서 20초 동안 보고 15개는 바로 사진을 찍고 나머지 반은 10초 동안 더 지켜보고 외우도록 했다. 다음날 학생들은 관람한 작품의 이름을 써 보도록 요청받았다. 기억이 안 나면 어떤 종류인지, 기억나는 디테일이라도 쓰면 됐다. 결과는 직접 외우기로 한 작품이 사진을 찍기로 한 작품보다 잘 회상됐고 정확했다. 헨켈은 이를 ‘사진상실효과’라고 불렀다. 사진을 찍기로 한 순간 뇌는 ‘머리에 남겨 두지 않아도 되겠구나’라고 여기고 기억에 남기지 않은 것이다. 뇌는 어디에 저장하느냐에 따라 기억의 필요성을 분류해 온 것이다.넓은 쇼핑몰에서 주차를 하고 나중에 차의 위치를 찾는 게 매번 고역이다. 어떤 때는 지하 3층에 세워 놓고 지하 2층에서 몇 분을 헤맨 적도 있다. B-34의 구역이 써 있지만 그걸 기억하는 것도 부담이다. 그래서 주차하자마자 바로 휴대폰을 꺼내 사진을 찍으면 마음이 편해진다. 저장해 놓으면 기억하고 있을 필요가 없으니 말이다. 외부 저장장치는 애초에 설계되지 않았을 텐데 어떻게 뇌는 외부에 저장하는 것은 덜 외우도록 시스템을 만들었을까. 신기한 일이다. 아마 기원전 1만 5000년 전 그린 알타미라 동굴 벽화도 기억을 외부에 저장하려는 노력의 시초인지도 모른다. 그 노력이 문자를 만들고, 책을 만들고, 지금의 PC와 인터넷으로 발전한 것일까. 인간 문명의 발달은 기억의 외주화 작업의 일환이었다. 문제는 현대에는 외부에서 흘러오는 정보가 과도해졌다는 것이다. 매일 쏟아지는 정보는 한 개인의 뇌로는 감당이 안 되는 양이다. 대략 250억 기가바이트에 달하고, 이는 해리포터 소설 전집 6500억권으로 환산된다. 그냥 밀고 들어오는 것을 선별분류하는 것만으로도 벅차게 생겼다. 40년 전만 해도 대학교수들은 한 번씩 해외에 나가서 신간 학술서적을 사오는 것이 자산이었다. 남들이 갖고 있지 못한 지식의 울타리를 세울 수 있었던 것이다. 지금은 인터넷만 검색하면 하루 안에 책 한 권 분량의 최신 지식을 모으는 것은 일도 아니다. 머릿속에 모든 걸 다 외우고 다니는 사람은 천재가 아니라 미련한 사람이 돼 버렸다. 일상에서 일어나는 많은 사건들이 뇌를 스쳐 지나간다. 일부는 남겨야 하고, 어떤 것은 빨리 처리하고, 또 일시저장을 해 둬야 한다. 이런 분류를 잘하는 사람이, 마냥 모든 것을 다 외워서 가려는 사람에 비해 편하게 살고, 덜 지친다. 저장이 아니라 분류가 소중해졌다. 컬럼비아대학 심리학과의 베스트 스패로 등이 한 다른 연구가 있다. 40개의 애매한 문항을 주면서 다양한 조건에 타자를 치며 외우도록 했다. 이 경우에도 인터넷이나 PC에 저장된 문장보다, 타자를 치는 순간 사라지는 문장을 더 잘 기억했다. 거기에 더해서 외울 정보보다, 뭘 외워야 할 것인지 아닌지를 가리는 것을 더 중요하게 여겼다. 문항을 제대로 못 외운 경우라 해도, 대충 어디에 저장된 것인지는 아주 잘 기억했다. 기억에 있어서 ‘무엇’보다 ‘어디’에 있는지 기억하는 게 우선한다는 것이 밝혀졌다. 특히 내용을 잘 기억하고 있을 때에는 저장위치는 기억할 필요가 없었지만 모를 때에는 저장한 위치를 훨씬 빨리 기억해 냈다. 이미 뇌는 정보의 양이 기하급수적으로 늘어날 것, 삶이 복잡해질 것을 예측하고 발전해 준 것이다. 인감도장을 찾아야 할 때 집안을 다 뒤집어 엎기보다 ‘나는 보통 이런 물건을 어디쯤 두지’라는 맥락을 바탕으로 어렵지 않게 찾는 건 바로 이 덕분이다. 정보의 양이 늘면 개별정보의 가치는 작아진다. 1400그램에 불과한 뇌는 이미 포화 상태이니 더 많이 알고 외워야 한다는 원시적 강박은 해가 된다. 학습과 저장의 방향도 바뀌어야 한다. 노웨어(know-where)의 지혜로 뇌의 부담을 줄여 주는 것이다. 뇌의 처리 방식은 이미 그런 방향으로 세팅이 됐다. 그럼에도 조급함과 실수를 부끄러워하는 완벽주의는 기억의 외주를 꺼리고 불안해한다. 포화된 뇌는 새로운 정보를 튕겨내고, 집중력 저하와 피로를 호소한다. 이제 현대사회에 마음의 평온은 ‘구글신’에 나를 의탁하고, 인터넷 클라우드에 뇌를 연결해 얻을 수 있는 게 아닌가 생각해 보았다.

공상과학(SF) 영화에서 속도는 우주선 등의 성능을 나타내는 데 중요한 요소 중 하나다. 어떤 우주선은 설정상 빛의 속도나 그에 가까운 속도로 비행할 수 있다고 나온다. 그런데 광속에 가까운 속도인 아광속으로 이동하는 물체가 실제로 우리 눈에 어떻게 보이는지를 쉽게 설명하는 논문은 거의 없었다. 이에 영국 서리대 연구진이 시행한 한 연구에서는 아광속으로 이동하는 자전거가 맨눈에 어떻게 보이는지를 평면(2D)과 입체(3D) 이미지 양쪽 모두에서 컴퓨터로 시뮬레이션(모의실험)을 진행했다. 그 결과, 아광속으로 이동하는 자전거는 관찰자와의 위치 관계에 의해 극적으로 늘어나 보이는 것으로 나타났다. 평면상 아광속 자전거, 가장 가까이 지날 때 가장 길게 늘어나연구를 수행한 에번 크라이어젱킨스 연구원과 폴 스티븐슨 박사는 논문을 통해 먼저 단순화한 평면상의 아광속 자전거가 어떻게 보이는지를 설명했다. 이들이 공개한 그림 속 2D 자전거는 선으로 구성돼 있는 것처럼 보이지만 실제로는 많은 작은 점이 모여 모양을 이룬 것이다. 이들 연구자는 아인슈타인의 상대성 이론을 적용했을 때 가상의 공간에서 이 2D 자전거를 광속의 90%로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하게 했다. 이때 관찰자의 시선은 그림에서와같이 자전거의 이동 방향과 수직으로 했다. 그 결과, 자전거는 아광속으로 이동할 때 관찰자와 가까워질수록 앞뒤로 늘어나 보이고 멀어질수록 앞바퀴와 뒷바퀴 폭이 좁아 보이는 것으로 나타났다. 이처럼 자전거가 늘어나 보이는 이유는 같은 시간에 물체의 각 부위를 동시에 보는 행위가 물리적으로 불가능하기 때문이다. 우리가 사물을 볼 때 영상(물체의 형체)은 물체가 동시에 방출하는 광자가 아니다. 따라서 사람이 보는 것은 물체에서 서로 다른 시기에 나오는 광자들이 함께 엮인 일종의 조각보(패치워크)이다.또 사람은 눈이 두 개 있어 엄밀하게 말하면 빛은 오른쪽 눈과 왼쪽 눈에 서로 다른 시간에 도달한다. 따라서 뇌가 인식하는 능력을 떠나 오른쪽 눈과 왼쪽 눈에 도달하는 빛의 시차를 고려하면 자전거가 겹쳐 보인다. 입체상의 아광속 자전거는 어떻게 보이나그다음으로 이들 연구자는 더욱더 현실에 가까운 3D로 그린 자전거로 모의실험을 진행했다. 입체상의 아광속 자전거는 평면일 때와 마찬가지로 점의 집합으로 이뤄졌다. 또 3D 이미지에서는 각 점에서 붉은빛을 발하도록 설정을 바꿨다. 이미지에 색상을 더한 이유는 빛의 도플러 효과를 확인하기 위한 것이다. 빛에는 파도로서의 성질도 있어 파장이 긴 빨간색이라도 아광속으로 접근하면 파장이 압축돼 파장이 더욱더 짧은 노란색이나 파란색 또는 보라색으로 변한다.연구진은 붉게 빛나는 3D 아광속 자전거가 광속의 65%로 눈앞을 지날 때(그림) 어떻게 다르게 보이는지를 타임랩스 방식으로 나타냈다. 이 역시 자전거가 붉게 빛나도 접근하고 있는 부분은 파란색이나 노란색으로 표시되고 멀어져가는 부분은 검붉게 보인다. 마지막 프레임에서 멀어지는 자전거가 검게 표시돼 있는 그림은 도플러 효과에 의해 자전거가 발하는 색상이 가시광 구역을 벗어나 적외선이 됐다는 것을 의미한다. 이처럼 아광속의 세계에서는 모양뿐만이 아니라 색상도 다르게 보이는 것이다.반면 아광속 자전거의 속도를 광속의 90%로 설정했을 때(그림), 가시광선 상에서 보이는 부분은 좁아져 맨눈으로는 거의 보이지 않는다. 또 접근할 때의 왜곡도 매우 커져 입체적인 원형을 확인하는 것이 어려워진다. 광속에 가까워질수록 눈에 보이지 않으며 고무처럼 늘어나 이 연구를 통해 만일 SF 영화 등으로 아광속 이동을 현실적으로 나타낼 때는 속도 제한을 둘 필요가 있음을 알 수 있었다. 광속에 매우 가까운 경우(90%) 우주선은 고무처럼 급격히 늘어나고 줄어들어 보일 뿐만 아니라 색상도 가시광선 영역에서 벗어나기 때문이다. 하지만 적절하게 속도를 설정하면 우주선의 색상을 바꿔 표현할 수 있는 것이다. 1938년 물리학자 조지 가모브가 출간한 저서 ‘톰킨스 물리열차를 타다’(Tomkins ‘Adventures in Wonderland)에서는 자전거 속도가 광속에 가까운 기묘한 세계가 그려진다. 이 세계에서는 약간의 가속으로 주변 경치가 쉽게 일그러지고 경치의 색상이 변화한다. 여기서 그려진 아광속 세계의 표현은 1905년 발표된 아인슈타인의 상대성이론에 입각한 것이지만, 어디까지나 상상할 수 없었다. 하지만 이번 연구를 통해 SF적인 상상이 과학적 사실과 일치한다는 것이 증명된 것이다. 자세한 연구 결과는 ‘영국 왕립학회보A’(Proceedings of the Royal Society A) 최신호(6월3일자)에 실렸다. 사진=영국 왕립학회보A 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr