부모들은 자녀가 책상에 진득하니 앉아 있지 못하고 제 또래보다 유난히 정신없고 어수선한 모습을 보면 문득 ‘우리 아이가 혹시 ADHD(주의력결핍과잉행동장애)가 아닐까’ 하고 걱정하는 경우가 있다. 2016년 미국 질병예방통제센터(CDC)가 실시한 ‘아동보건조사’ 결과에 따르면 2~17세 아동, 청소년 중 9.4%에 해당하는 610만명이 ADHD 증상을 앓고 있는 것으로 나타났고, 숫자는 매년 증가하고 있다. 문제는 ADHD가 다른 신경정신과 질환과는 달리 발병 여부를 규정하는 명확한 근거가 없고 아직 객관적 측정 방법이 없다는 것이다. 이런 이유로 ADHD 진단은 의료진의 관찰과 부모나 교사 등 보호자의 보고에 의존하고 있어서 오진 가능성도 높다. 미국 신시내티대 전자공학·컴퓨터과학과, 신시내티 아동병원 영상의학과, 소아과, 영국 페리네탈연구소 소아과학과 공동연구팀은 인공지능(AI)을 자기공명영상(MRI)을 결합시켜 ADHD 여부를 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발하고 결과를 의학분야 국제학술지 ‘영상의학 : 인공지능’ 12일자에 발표했다. 연구팀은 신경과학자들의 자율적 연구모임인 ‘뉴로뷰로’에서 제공하는 ‘ADHD-200 데이터세트’를 활용해 인공지능을 훈련시켰다. ADHD-200 데이터세트에는 청소년 973명의 기능성자기공명영상(fMRI) 정보와 ADHD 판정 연령과 현재 상태, 성별, 지능지수, 부모의 건강 상태 등 다양한 보건의료정보가 포함돼 있다. 이렇게 훈련된 AI는 MRI 촬영 즉시 ADHD 아동의 뇌인지 아닌지를 파악할 수 있다. 이번에 개발된 ADHD 진단 AI를 활용한 결과 인간 의사의 판단보다 우수한 80% 정도의 정확도로 ADHD 아동을 판별할 수 있다는 사실이 확인됐다. 리리 헤 신시내티아동병원 소아과 교수는 “해당 기술을 활용하면 ADHD 진단은 물론 미숙아들의 뇌를 측정해 성장하면서 나타날 수 있는 뇌신경학적 결함 여부 같은 다양한 신경학적 문제를 조기에 파악할 수 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

운동선수는 대체로 소리를 처리할 때 잡음이 적은 건강한 뇌를 가졌다는 연구결과가 나왔다. 9일(현지시간) CNN에 따르면 미국 노스웨스턴대 신경생물학자인 니나 크라우스는 뇌신경에서 발생하는 전기를 스피커를 통해 잡음으로 재생할 수 있는 연구장비를 갖췄다. 그는 이를 통해 하는 뇌가 소리를 해독하는 과정에서 발생하는 잡음의 양이 클수록 소리를 인지하는 능력이 떨어진다는 사실을 밝혀냈다. 크라우스에 따르면 소리 해독은 뇌가 처리하는 가장 어려운 일 중 하나인데, 마이크로초 이내에 음색, 박자, 화성 등을 분석해 내야 한다. 누군가 언어와 음악적 자극으로 가득찬 풍부한 음환경에 노출된 채 자랐다면 뇌의 잡음이 적을 가능성이 높다. 반대로 그렇지 못한 환경에서 자란 경우엔 뇌가 지나치게 시끄러워 청각 입력을 해독하는 능력에 지장이 있을 수 있다는 게 크라우스의 설명이다. 그는 “뇌는 갈망하는 정보가 충분치 않을 때 전기적 활동을 일으킨다”면서 “그런데 그 활동은 불규칙하고 시끄럽기 때문에 결국 소리를 인지하는 데 방해가 된다”고 말했다. 크라우스와 연구진은 스포츠헬스 저널에 게재된 별도 연구에서 엘리트 운동선수가 비선수보다 뇌에 잡음이 덜하다는 걸 발견했다. 이 연구는 지난해에 시작해 5년 동안 노스웨스턴대 운동선수 495명과 일반 학생 493명의 뇌 건강을 추적해 스포츠 뇌진탕 시 뇌신경의 소리 처리를 연구하는 계획의 일부다. 크라우스는 “비선수들에 비해 엘리트 선수들은 뇌의 배경 잡음이 적었다”면서 “긴박한 상황에서 팀 동료나 코치 등의 목소리 등을 더 잘 처리할 수 있다”고 설명했다. 연구에 따르면 이런 경향은 운동 종목과 선수 성별에 상관없이 일관되게 나타났다. 운동선수들의 뇌신경 잡음이 적은 것은 제2외국어를 배우거나 악기를 연주하는 행동이 뇌에 미치는 좋은 영향과는 다르다. 크라우스는 “악기를 연주하면 신호 처리 능력이 강화되지만 뇌 배경 잡음과는 아무 상관이 없다”고 말했다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

물리학계의 록스타라면 리처드 파인먼을 떠올리는 사람들이 많을 것이다. 47세에 양자전기역학에 관한 연구로 노벨상을 받았고 양자컴퓨터와 나노과학의 기초를 놓았다. 이런 업적 외에 강의 잘하기로도 유명해 물리 공부 좀 해본 사람이면 그의 물리학 강의록을 탐독했을 것이다.3권으로 돼 있는 강의록 중 1권 3장에는 물리학과 다른 학문의 연관성이 폭넓게 조망돼 있다. 특히 3장 끝부분에서 그는 “와인 한 잔에는 전 우주가 담겨 있다”는 시구를 인용하면서 와인에 어떻게 우주의 역사와 과학이 담겨 있는지 짧게 설명했다. 처음 이 글을 읽을 당시에는 필자가 와인을 즐기지 않아 잘 이해하지 못했으나, 최근 들어 그 진가를 알게 돼 초겨울에 어울리는 묵직한 맛의 이탈리아 바롤로를 음미하면서 그의 말을 다시 떠올리게 됐다. 와인을 보면 원소 생성의 우주 역사, 화학 반응과 생명 현상이 다 떠오르는 것이다. 파인먼 외에 다른 물리학자들도 와인을 즐겼던 것 같다. 캘빈경으로 더 잘 알려진 물리학자 윌리엄 톰슨의 형 제임스 톰슨은 1855년 와인을 마시기 전에 빙빙 돌린 잔 속에서 흘러내리는 와인 방울들의 독특한 형태를 발견하고 이를 ‘와인의 눈물’이라고 불렀다. 과학적으로 살펴보면 매우 재미있는 현상이다. 보통의 물잔과 달리 와인잔에서는 눈물처럼 여러 개의 흐름이 잔의 내벽을 타고 내려가는 것을 볼 수 있다. 조금 더 재미있는 것은 이렇게 흐르는 와인이 잔 속에 담겨 있는 와인에 흘러들지 않고 와인 표면에 닿기 전에 다시 튀어 오르는 것처럼 보인다는 것이다. 이런 현상은 알코올과 물이 섞여 있는 경우 나타난다. ‘마랑고니 효과’라고 불리는 이런 현상이 일어나는 이유는 증발하는 알코올, 표면장력 등이 복합적으로 작용하기 때문이다. 알코올은 물보다 더 쉽게 증발한다. 그리고 물은 알코올보다 표면장력이 더 크다. 물은 동그랗게 물방울로 잘 모이는데 알코올은 그렇지 않다는 것이다. 따라서 와인 표면에서는 알코올이 증발하면서 물의 비율이 많아지고, 따라서 표면장력이 증가한다. 알코올 비율이 낮은 곳에서는 표면장력이 커지면서 주위의 액체를 끌어당기게 되고 그 빈자리에 다른 액체가 몰려오게 되는 것이다. 이런 미묘한 힘들의 작용으로 와인의 눈물이 만들어지는 것이다. 최근에는 ‘와인의 눈물’의 응용이 여러 분야에서 연구되고 있다. 넓은 면적의 기판에 유기반도체를 고르게 펴는 데도 활용할 수 있다고 한다. 이렇게 하면 훨씬 저렴하게 태양전지를 만들 수 있을지도 모른다. 또 다른 재미있는 응용은 ‘커피 링 효과’를 완화시키는 데도 도움이 된다. 커피 링 효과는 식탁보 위에 쏟은 커피가 마르면서 커피 가루가 얼룩의 가장자리에 몰려서 원을 만드는 현상이다. 페인트칠이 고르게 되려면 이런 현상이 완화돼야 하는데, 증발하는 속도가 다른 두 가지 물질을 섞어 고르게 페인트 입자가 번지게 할 수 있다는 것이다. 와인의 눈물 하나를 가지고도 우주 생성의 빅히스토리, 생명 현상의 놀라운 과정을 생각할 수도 있고, 한편으로는 우리의 일상에서도 매우 쓸모 있게 응용할 수도 있다니 경이로울 따름이다. 와인은 우리의 입과 코만 자극하는 것이 아니고 우리의 뇌를 자극해 우주 전체와 닿아 있는 경험을 하게 할 뿐만 아니라 우리의 삶 곳곳에서 어떤 역할을 하는 것이 아닌가 한다.

생체공학 등 기술의 발전으로 인간의 뇌와 기계를 직접 연결해 전쟁터에서 셀 수 없이 많은 드론(무인항공기)을 한꺼번에 제어하는 군인이 존재하는 무서운 미래를 상상해 보자. 그런데 미군은 공상과학(SF) 영화에서나 나올 법한 이런 미래가 30년 안에 현실이 될 것으로 예상하고 있다고 비즈니스 인사이더가 3일(현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 미군은 인간과 기계가 직접 상호작용하거나 데이터를 전송할 수 있는 ‘뇌 임플란트’(뇌신경 이식·뇌에 전극을 이식하는 기술) 등 다양한 기술의 도움으로 이번 세기 중반 안에 ‘사이보그 솔저’가 출현하리라 생각한다. 최근 미 육군연구원(ARL) 산하 전투력개발센터(CCDC)가 발표한 이 군사 보고서에 따르면, 미군은 2050년까지 전투병에게 우위를 주도록 기술적으로 인간을 재설계하는 것이 가능하리라 믿는다. 이런 보고서를 주도해서 쓴 CCDC 화학생물센터(CBC) 연구원인 피터 이매뉴얼 박사는 “생물학과 공학 그리고 인공지능(AI)의 융합으로 우리 군은 인간의 보고 듣고 소통하고 움직이는 방식을 더 뛰어나게 개선할 수 있을 것”이라고 설명했다. 그는 또 “의학적이고 사회적인 발전에 의해 인공 기관(보철)과 심박 조율기 등 임플란트 분야에서 현재 이상으로 발전할 것으로 예상된다”고 말했다. ‘사이보그 솔저 2050’(Cyborg Soldier 2050:Human/Machine Fusion and the Implications for the Future of the DOD)이라는 제목으로 발표된 이 보고서는 우선 인간의 시각이 정상적인 가시 스펙트럼을 넘어 향상할 가능성에 대해 논한다. 이밖에도 청력과 의사소통을 높이기 위해 군인의 귀에 물리적인 변화를 주고 음파탐지를 통해 표적을 추적하고, 더 강한 전투병이 되도록 군인의 근육과 힘을 제어하는 기술 등에 대해서도 설명한다. 하지만 가장 흥미로워 SF 영화 속 이야기로 여겨지는 생각은 군인들이 다수의 드론과 각종 무기 체계, 기타 원격으로 조작할 수 있는 기계를 마음대로 제어하는 뇌 임플란트의 가능성이다. 보고서에 따르면, 뇌와 컴퓨터를 접속(BCI·brain-computer interfacing)하는 뇌 임플란트는 인간과 기계의 원활한(심리스) 상호작용을 가능하게 할 것이다. 이는 드론과 무기 체계를 비롯해 각종 원격 제어 체계에서 사용할 수 있다. 다만 이런 단계에 도달하려면 넘어야 할 기술적 제약이 여전히 높은 것으로 전해졌다. 이매뉴얼 박사는 “우리가 할 수 있는 일은 데이터 교환 수준을 세포 수준으로 낮추는 것이다. 일단 세포 수준까지 낮추면 특정 신경세포 간에 신호를 주고 받는 시냅스의 데이터 발생을 실제로 제어할 수 있다”면서 “그러면 양방향으로 높은 대역폭의 데이터 전송이 가능할 것”이라고 말했다. 이어 현재 진행 중이긴 하지만, 이런 뇌 임플란트 기술이 나오는 데는 적어도 10년은 더 걸릴 것이라고 덧붙였다. 이번 조사를 수행한 국방부 산하 기관(Biotechnologies for Health and Human Performance Council)은 오는 2030년까지 특수부대의 군인들과 조종사들, 드론 통제관들 그리고 정보요원들이 뇌 임플란트를 받을 수도 있다고 보고했다. 이들은 “인간 신경망과 마이크로 전자공학 시스템 간의 직접적인 데이터 교환의 잠재성은 군인들의 전술적인 의사소통에 혁신을 가져오고, 지휘 체계에 걸쳐 지식의 전달을 가속화해 최종적으로는 전쟁의 징조(전운)를 없앨 수 있을 것”이라고 지적했다. 끝으로 이매뉴얼 박사는 “결국 이 기술은 전쟁이 아닌 다른 분야에서 쓰이게 될 것이다. 우리가 세상을 이해하는 방법이나 인간이 되는 것이 무엇을 의미하는지조차 바꾸게 될 것”이라고 말했다. 사진=CCDC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중국에서 세계 최초로 돼지와 원숭이의 DNA를 혼합한 ‘키메라 돼지’가 태어났다고 뉴사이언티스트 등 과학전문매체가 6일 보도했다. 보도에 따르면 베이징의 한 실험실에서 태어난 ‘키메라 돼지’는 새끼 돼지 배아에 필리핀원숭이(학명 Macaca fascicularis)의 DNA를 주입한 것으로, 실험을 통해 탄생한 키메라 돼지는 총 두 마리다. 베이징에 있는 줄기세포 및 생식생물학연구소 측은 인간에게 이식할 수 있는 장기를 동물에게서 성장시키는 ‘대체 장기’를 발전시키기 위한 일환으로 이번 실험을 기획했다. 연구소 측에 따르면 ‘키메라 돼지’는 심장과 간, 비장, 폐 및 피부에 필리핀원숭이의 유전적 특징을 내포하고 있으며, 돼지와 원숭이의 세포를 혼합한 동물이 탄생한 것은 세계 최초다. 연구진은 배양을 통해 필리핀원숭이 세포가 GFP로 불리는 형광 단백질을 생산하도록 유전자를 변형했다. 이후 수정된 세포에서 배아줄기세포를 추출하고 수정된 지 5일 된 돼지의 배아에 주사했다. 이러한 과정으로 성장한 배아는 새끼 돼지의 형태를 띠고 세상에 나왔지만, 두 마리 모두 태어난 지 일주일 이내에 모두 죽었다. 키메라 돼지의 탄생을 위해 활용된 배아는 4000개 이상이며, 이 과정으로 태어난 새끼 돼지 10마리 중 2마리가 키메라 돼지였다고 연구진은 밝혔다. 연구진은 키메라 돼지가 일주일 이내에 모두 죽은 이유는 분명하지 않지만, 같은 과정으로 태어난 다른 새끼 돼지 8마리도 모두 죽었기 때문에 인공수정 과정에서 문제가 있었을 것으로 추측했다. 해당 연구소 측은 원숭이 세포의 비율이 더 높고 건강한 동물을 ‘만들기’ 위해 노력하고 있다면서, 만약 이 실험이 성공한다면 다음 단계는 높은 비율의 영장류 세포로 구성된 돼지를 만드는 것이라고 밝혔다. 뉴사이어티스트는 2017년 미국 캘리포니아의 솔크 연구소가 인간의 DNA가 주입된 돼지를 만들었지만, 10만개의 세포 중 단 1개 만이 인간의 세포였다고 설명했다. 당시 문제는 그렇게 만들어진 돼지의 뇌가 부분적으로 인간일 수 있다는 것이었다. 또 윤리적 이유로 배아는 단 한 달 동안만 실험에 이용할 수 있었다. 이 때문에 중국 연구진은 인간의 줄기세포가 아닌 원숭이의 것을 이용했다. 물론 이번에 태어난 키메라 돼지의 원숭이 세포 비율은 이전 솔크 연구소에서 만든 키메라 돼지의 인간 세포 비율보다는 높지만, 원숭이의 보편적 특징이 드러날 정도로 높은 비중은 아니다. 캐나다 퀸스대학의 신경과학자인 더글라스 뮤노즈는 뉴사이언티스트와 한 인터뷰에서 ”이 같은 연구 프로젝트는 윤리적인 부분에서 매우 두려움을 유발한다“면서 ”우리가 다양한 생명 기능이 어떻게 시작되거나 멈추는지 잘 알지 못하는 상황에, 실험에 잘못된 과정이 생기면 이를 멈추게 하는 것이 어려울 수 있다“고 지적했다.　 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

5년간 4000여억 투입 AI 집적단지 조성 연구소·병원·데이터센터 등 인프라 구축 AI 특화형 창업 지원·AI 사관학교도 추진 인공지능 창업 1000개·2만여명 고용 기대광주시는 최근 기존 ‘전략산업국’ 명칭을 ‘인공지능산업국’으로 변경하는 조직개편안을 입법예고했다. 내년부터 스마트시티과 인공지능(AI) 전담팀(TF)도 ‘인공지능정책과’로 격상한다. 지난 9월 조직개편 이후 3개월 만에 또다시 ‘인공지능’ 전담부서를 신설하고 인력도 충원한다. 초연결 시대에 산업 생태계를 바꾸는 ‘이니셔티브’를 쥐겠다는 야심 찬 계획이다. 시는 이를 통해 인재를 육성하고 네트워크를 구축하는 등 광주를 인공지능 중심도시로 키우기 위해 ‘올인’하고 있다. 4차 산업혁명 시대 핵심인 인공지능 분야를 발판 삼아 제2도약을 이루겠다는 게 시의 구상이다. 광주시는 앞서 지난 1월 정부가 17개 광역자치단체를 대상으로 예비타당성 면제사업을 공모했을 때 유일한 연구개발(R&D) 사업인 ‘인공지능 중심 산업융합 집적단지 조성사업’을 신청해 선정됐다고 5일 밝혔다. 이 사업은 향후 5년 동안 4000여억원을 들여 북구 첨단 3지구에 데이터센터, R&D 시설 등 인공지능 기반 인프라를 구축하는 것이다. 연구개발은 정부의 인공지능 대학원 공모에 선정된 광주과기원(GIST)이 중점 수행한다.시는 광주과기원 인근인 첨단 3지구 일대 그린벨트 4만 6200㎡(약 1만 4000평)에 ‘AI산업융합 집적단지’를 조성한다. 2020년 착공해 5년 동안 4061억원을 투입한다. AI 집적단지 사업비는 ▲인프라 구축 운영 2697억원 ▲융합분야 R&D 634억원 ▲창업보육 프로그램 730억원 등이다. 광주의 3대 전략산업인 자동차, 에너지, 헬스케어 분야를 인공지능과 연계해 4차 산업혁명 시대를 이끌어 나간다는 복안이다. AI 주요 인프라는 기업동, 실증동, 데이터센터 등으로 구성된다. 기업동에는 기업연구소·병원 등이 입주한다. 실증동은 자동차·에너지·헬스케어 등 분야별 3개 동으로 이뤄진다. 이들 시설에는 120여개의 실증 장비와 100여종의 연구 장비가 갖춰진다.자동차 실증동에는 자율주행에 필요한 주행환경과 탑승자 데이터를 구축하고, 무선 급속 충전 인프라 실증 작업도 진행된다. 에너지 실증동에서는 에너지 관리 AI 플랫폼이 구축된다. 헬스케어 실증동에는 개인별 생체, 의료, 질환, 노약자 일상 정보에 대한 종합 데이터를 갖춘다. AI 집적단지의 핵심은 데이터센터다. 1000억원이 투입되며 슈퍼컴퓨터를 활용한 인공지능으로 특화해 구축된다. 산업융합 R&D는 세계적 수준의 인공지능 연구개발을 수행하고 주력산업의 기술 경쟁력을 높이는 역할을 담당한다. 자동차 분야는 미래 자동차 인공지능 서비스 기술 개발에 중점을 둔다. 주행환경 AI 데이터 획득을 위한 ‘버드 아이 뷰 시스템’과 탑승객 맞춤형 지원 시스템 개발 등을 담당한다. 헬스케어는 건강 상태 모니터링을 통한 고독사·자살 예방 기술을 개발한다. 이 가운데 핵심은 헬스케어 데이터 구축이다. 그러나 각종 규제 등으로 개인의 병력이나 유전 정보 등을 데이터베이스화할 수 없다. 시는 이미 구축된 유전자 정보 데이터를 기업이 활용할 수 있도록 내년에 AI 집적단지를 ‘규제자유특구’로 지정해 줄 것을 정부에 건의할 예정이다. 기업 유치가 그만큼 쉬워지기 때문이다. 예를 들면 조선대 치매국책연구단이 AI 집적단지에 입주할 경우 연구단이 지난 8년간 구축한 유전체 데이터를 활용하기 위해 관련 기업들의 입주가 줄을 이을 것으로 전망된다. 연구단은 그동안 60세 이상 지역민 1만 2000명 이상의 생체의료 빅데이터를 확보했다. 초정밀 자기공명영상(MRI) 뇌사진, 유전체 정보, 뇌 인지기능 검사, 아밀로이드 양전자단층촬영(PET) 검사 등 다양한 생체의료 정보가 망라돼 비상한 관심을 끌고 있다.창업과 인재 양성 프로그램은 인공지능 분야 예비 창업자를 지원하고 전문가를 키우는 사업이다. 시는 AI 기업 맞춤형 기술 지원, 사업화를 위한 데이터 확보 등을 통해 AI 특화형 창업과 기업을 지원한다. 인공지능 사관학교 설립도 추진된다. 시는 최근 ‘멋쟁이사자처럼’과 업무협약을 하고 1년간 100명의 실무 인력을 양성하기로 했다. 18~39세이면 누구나 지원할 수 있다. 원천기술 개발 등 고급인재 양성을 목표로 하는 대상자는 AI 대학원 등과 연계해 교육한다. 사업이 계획대로 추진되면 인공지능 창업 1000개, 고용 2만 7500명, 전문인력 양성 5150명 등이 기대된다. 시 관계자는 “산업융합 중심으로 펼쳐지는 AI 역량 집중 육성은 국가 경쟁력 강화에 필수적 요소로 작동할 것”이라며 “지역적으로는 자동차, 헬스케어 등 중심 산업의 혁신성장을 앞당길 수 있다”고 말했다. 광주 최치봉 기자 cbchoi@seoul.co.kr

경구피임약을 먹는 여성은 뇌의 시상하부가 더 작다는 연구 결과가 나왔다. 시상하부는 뇌 중심부에 있으며 여러 호르몬의 분비를 조절할 뿐만 아니라 기분과 식욕, 성욕 그리고 수면욕에도 영향을 주는 중요 부위로 알려졌다.미국 뉴욕 몬테피오레 의료센터 연구진은 경구피임약을 매일 먹는 여성 21명을 포함한 건강한 여성 50명을 대상으로, 뇌 스캔 검사를 시행한 뒤 이런 결론에 이르렀다고 지난 4일(현지시간) 미국 시카고에서 북미방사선학회(PSNA)가 개최한 ‘2019 RSNA 과학분과 연례회의’(1~6일)에서 발표했다.연구진에 따르면, 연구에 참여한 모든 여성은 뇌 손상을 입거나 정신 질환을 앓은 적이 없다. 그런데도 매일 경구피임약을 복용하고 있는 여성의 시상하부 용적은 약 6% 더 작은 것으로 확인됐다. 이는 관련 연구 분야에서는 극적인 차이인 것으로 전해졌다. 연구진은 시상하부 용적의 감소가 분노 감정과 더 크게 관계가 있다는 것을 발견했다. 이뿐만 아니라 시상하부 용적에 따라 우울증 증상과도 강한 상관관계가 있는 것으로 추정된다고 연구진은 덧붙였다. 하지만 연구진은 시상하부 용적과 인지 기능 사이에서는 밀접한 관계를 발견하지 못했다고 지적했다. 시상하부 용적이 작아도 인지 기능에 영향을 받지 않았다는 것.주저자인 마이클 립턴 박사는 “그동안 경구피임약이 뇌의 시상하부에 미치는 영향에 관한 연구는 그다지 수행되지 않았다”면서 “우리는 이번 연구로 피임약 복용이 시상하부 용적 감소와 관계가 있다는 점을 처음으로 확인할 수 있었다”고 말했다. 이어 "여성 수백만 명이 일상적으로 경구피임약을 복용하고 있지만, 이를 통한 이점보다 심각한 위험이 뒤따른다”면서 “현재 이번 결과와 관련한 잠재적인 위험은 알려지지 않았지만 만일 있다면 그 영향에 관한 임상적 결과를 재현하고 이해하려면 추가 연구가 필요할 것”이라고 주장했다. 한편 연구에 참여하지 않은 학자들은 이 결과는 소규모를 대상으로 한 것이므로, 어떤 여성도 경구피임약 복용을 우려해서는 안 된다고 지적했다. 영국 런던 위생·열대의학대학원(LSHTM)의 스티븐 에번스 약물역학과 교수는 “이처럼 극적인 차이를 발견하는 소규모 연구는 매우 조심스럽게 다뤄야 한다”면서 “결과의 우연성을 과소 평가했을 가능성이 있다”고 말했다. 임페리얼칼리지런던(ICL)의 생식내분비학과 수석 임상강사인 앨리 애버라 박사도 “이번 결과는 놀랄 일이 아니며 피임약 복용을 중단하면 시상하부 용적이 원래대로 돌아갈 가능성이 있다”고 언급했다. 같은 대학의 데릭 힐 의료영상학과 교수는 “시상하부 용적 차이가 사실이라고 해도 피임약이 뇌를 손상했다는 얘기는 아니다”면서 “만일 어떤 약이 뇌의 일부를 작게 만든다면 그것은 뇌 세포 자체에 어떤 손상이라기보다도 그 부위에서 유체의 변화로 인한 것일 수 있다”고 설명했다. 사진=마이클 립턴/PSNA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 웨스트버지니아대 의대 산하 록펠러 신경과학연구소 연구진은 집속 초음파(FU)를 사용해 알츠하이머 치매를 치료하는 방법을 개발했다고 4일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 1~6일 미국 시카고에서 북미방사선학회(RSNA)가 개최한 ‘2019 RSNA 과학분과 연례회의’에서 발표됐다. 알츠하이머의 약물치료가 쉽지 않은 이유는 뇌 속으로 분자나 이온이 마음대로 오가지 못하게 하는 혈액뇌장벽 때문이다. 연구팀은 61, 72, 73세의 초기 알츠하이머 환자를 대상으로 헬멧 형태의 기기를 이용해 알츠하이머 발병 부위에 고강도 집속초음파를 순간적으로 발사해 혈액뇌장벽을 약화시킨 다음 치료약물을 주입했다. 그 결과 알츠하이머 원인 물질로 알려진 베타아밀로이드 단백질이 줄어들고 뇌 속 독성물질을 청소하는 혈액의 흐름이 빨라지는 것이 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노는 게 제일 좋은 아이와 학습에 대한 필요성을 느끼는 엄마의 고민을 둘 다 잡는 방법은 없을까? 플레이탱고는 카이스트, 서울대 출신의 개발자들이 공동 연구·개발한 스마트 블록 교구를 선보인다. 유·아동의 학습 특성을 고려하지 않는 엄마 중심·교사 중심의 주입식 교육 방식이 추후 아이의 학업 성취도에 악영향을 끼친다는 여러 연구를 토대로, ‘아이가 놀이로 인식해 자발적으로 할 만큼 재미있는’ 교구만을 수년간 연구개발 해 온 기업이다. 플레이탱고는 ‘아이에 의한, 아이를 위한’ 유아교구를 만드는 것을 목표로 한다. 촉각, 시각, 청각 등 예민한 감각을 다양하게 활용하는 과정에서 뇌 발달이 촉진되는 유아의 특성을 적극적으로 반영했다. 이 시기 아이들은 실체가 없는 추상적인 학습 개념을 제대로 이해하는 능력이 미흡하므로, 한글, 영어 글자를 하나하나 실물 블록으로 만들어 아이가 직접 만지며 배울 수 있게 했다. 글자 블록들을 조합하여 탱고 위에 올려놓으면, 아이가 조합한 글자 그대로 소리 내어 읽어준다. 무려 3,192개의 한글 소리 데이터가 내장되어 있으며, 이는 조합 가능한 모든 글자의 개수와 같다.이처럼 아기·유아 퍼즐 장난감 같은 탱고는 원하는 글자의 조합을 모두 만들어 볼 수 있는 자유 놀이는 물론이고, 단어 퀴즈, 신나는 노래와 함께 하는 그림책, 자모음 결합 연습 등 다양한 놀이학습 테마가 제공된다. 여기서 주목할 점은, 만든 글자를 소리 나는 대로 읽어주는 단순 피드백을 넘어 칭찬, 조언, 격려 등 학습 테마나 상황에 알맞은 아이-탱고 상호작용 음성 피드백이 재생된다는 점이다. 이 같은 상황별 적극 음성 피드백은 아이가 학습에 대한 흥미를 유지하고 학습 자신감을 높이는 데 큰 도움을 주며, 건강한 놀이학습 바탕의 기초가 되는 결정적 역할을 한다. 아이가 블록 놀이하듯 학습을 주도하되, 탱고는 아이의 학습 자신감을 북돋아 주는 적절한 피드백을 제공하는 것이다. 먼저 출시된 한글, 영어 콘텐츠는 현재 온라인 마켓에서 판매 중이며, 자세한 후기들은 네이버 카페를 통해 알아볼 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

해양생물 사이에서도 어미의 모유에 축적된 고농도의 유독 물질이 모유수유를 통해 새끼에게로 전달될 수 있다는 사실을 입증한 연구결과가 공개됐다. 사이언스데일리 등 과학 전문매체의 3일 보도에 따르면 영국 브루넬대학교와 런던동물원 공동 연구진은 영국에서 죽은 채 발견된 새끼 쥐돌고래를 연구실로 옮긴 뒤 부검을 실시했다. 동시에 영국 환경수산양식과학센터(Cefas)가 1992~2015년 영국 해변에 떠밀려 온 쥐돌고래 696마리의 체내 독성 관련 데이터 세트를 이용해 새끼 쥐돌고래의 체내 성분을 분석했다. 그 결과 쥐돌고래의 몸에서 고농도의 폴리염화바이페닐(PCBs)가 검출됐다. 연구진은 검출된 양과 성분 등의 분석을 통해, 유해 물질에 중독된 원인 중 하나가 어미의 모유라고 판단했다. 염소와 비페닐을 반응시켜 만드는 폴리염화바이페닐은 자동차의 자동변속기나 전기 절연체 및 각종 테이프, 도료, 인쇄잉크 등에 사용된다. 어류나 무척추동물에게 특히 유독하며, 폴리염화바이페닐에 노출된 사람에게서는 간기능장애와 피부염, 현기증 등이 유발될 수 있다. 1997년 세계자연기금(WWF)에 의해 환경호르몬(내분비교란물질)으로 지정됐다. 연구를 이끈 런던 브루넬대학교의 로지 윌리엄스 박사는 “폴리염화바이페닐에 든 유해 물질이 돌고래의 뇌 성장에 영향을 미치며, 어미는 자신도 모르게 유독물질이 든 모유를 새끼에게 먹인다”면서 “끈질긴 독소 성분은 수유 중 새끼에게 옮겨지는 그 순간까지 어미의 몸에 남아있다”고 설명했다. 이어 “특히 폴리염화바이페닐의 경우 가장 높은 먹이사슬에 있는 이빨 고래류에게서도 발견되며, 이로 인해 면역 및 생식능력의 저하가 유발돼 일부 지역에서는 개체수가 감소되기도 했다”면서 “어린 동물들이 이러한 유해 물질이 미치는 영향을 조사하는 것은 매우 중요하다. 이러한 노력이 해양 포유류의 미래를 보호하는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 연구진은 특히 먹이사슬 상위로 올라갈수록 해당 유해 물질의 누적량이 높아지기 때문에, 최고 포식자에 해당하는 고래 등은 가장 높은 농도의 폴리염화바이페닐에 노출될 수 있다고 강조했다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술전문 출판사인 엘제비어가 출간하는 종합환경과학회지(Science of the Total Environment) 최신호에 실렸다 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

　경기 용인시에 소재한 신약개발업체 (주)지엔티파마가 내년 상반기중 세계 최초로 반려견 치매치료제 신약 승인을 신청한다. 또 함께 개발한 뇌졸중치료제는 중국에서 진행된 임상 2상에서 약효와 안전성이 확인돼 내년 상반기에 임상 3 상에 들어간다. 　지엔티파마(주)는 3일 수원 컨벤션센터에서 뇌신경과학및 바이오제약 분야의 관계자 200여명이 참석한 가운데 ‘치매·뇌졸중 신약 임상 발표회’를 개최했다. 　이날 임상 발표회에서 지엔티파마의 곽병주 대표이사(연세대학교 생명과학부 겸임교수)는 자사 연구진이 발굴한 다중 표적 치매 신약인 ‘크리스데살라진’과 뇌졸중 신약 ‘ Neu2000’의 임상연구 진행 상황을 공개했다. 　크리스테살라진 등은 경기도, 과학기술부, 보건복지부 등의 지원을 받아 개발했으며 동물은 물론 사람의 임상 1상에서 안전성이 검증됐다. 　곽 대표는 “알츠하이머 치매와 유사한 반려견 치매에 대한 임상연구에서 크리스데살라진의 약효와 안전성이 입증됐다”면서 “올해 안에 임상 3상 연구를 완료하고, 내년 초 농림축산검역본부에 신약승인 신청을 할 계획”이라고 밝혔다. 　이어 “임상 연구가 예정대로 진행 된다면 내년 상반기중에는 세계 최초의 반려견 치매 치료제 출시가 가능할 것”이라고 덧붙였다. 　지엔티파마는 지난해 치매에 걸린 반려견을 대상으로 한 예비 임상연구를 끝내고 현재 임상 3상을 진행중이다. 치매로 진단받은 반려견 90마리 가운데 최종적으로 임상 3 상 등록기준에 맞고 유효평가가 가능하다고 진단된 40마리의 등록을 완료했다. 임상 3상 연구에는 서울대학교 동물병원과 충북대학교 동물의료센터 등 8개 기관이 참여했다. 　앞서 지난해 끝낸 임상 2상에서는 중증 치매로 진단받은 14살 이상의 반려견 6마리를 대상으로 총 8주간 크리스데살라진을 경구 투여한 결과 모든 반려견에서 인지기능 및 활동성이 정상 수준으로 개선된 것으로 나타났다.　반려견이 치매에 걸리면 주인식별 혼돈, 공간 인지능력및 수면장애, 잦은 배변 실수, 식욕 변화 등 증상을 보인다. 12세 이상의 반려견중 40%가 치매에 걸리는 것으로 알려졌다. 　크리스데살라진은 알츠하이머 치매 원인인 뇌 신경세포 사멸, 아밀로이드 플라크 생성을 유발한다고 알려진 활성산소와 염증을 동시에 억제하는 다중 표적 약물이다. 　곽 대표는 “이번 연구 결과를 토대로 내년에 알츠하이머 치매 환자를 대상으로 임상연구를 본격적으로 진행할 것”이라며 “국내 치매예측기술국책연구단에서 유전체, 뇌파, 뇌영상 연구 등을 통해서 알츠하이머 치매 증상이 나타날 것으로 예상되는 고위험군을 이미 선별해 놨기 때문에 이들을 대상으로 치매 치료는 물론 예방을 위한 임상연구가 가능해졌다”고 밝혔다. 　이날 임상 발표회에서는 중국의 헹디안 그룹 아펠로아 제약사에서 238명의 뇌졸중 환자를 대상으로 진행한 Neu2000의 임상 2 상연구 결과도 일부 공개됐다. 　뇌졸중 환자에게 저용량에서부터 고용량까지 투여한 결과 약물에 의한 특이한 부작용이 발생하지 않는 등 안전성이 확인됐다. 또 중등도 환자에게 고용량의 Neu2000을 5일 동안 투여했을때, 장애 증상이 줄어든 것으로 나타났다. 　지엔티파마 개발이사인 안춘산 박사는 “Neu2000임상 2 상연구 결과를 토대로 임상 3상 프로토컬을 완성해서 조만간 중국 식약처에 제출할 것”이라며 “내년 상반기에는 임상 3 상 연구를 진행할 수 있을 것으로 전망된다”고 향후 일정을 밝혔다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

세계적인 분석철학자인 김재권 브라운대 명예교수가 지난달 27일(현지시간) 별세했다. 85세. 1934년 대구에서 출생한 고인은 서울대 불어불문학과에 재학하다 1955년 미국 국무성 장학생으로 선발돼 미국 다트머스대에서 철학과 수학 등을 공부했다. 프린스턴대에서 과학철학을 연구해 박사학위를 받은 뒤 코넬대, 존스홉킨스대, 미시간대를 거쳐 1987년부터 브라운대에서 학생을 가르쳤다. 미국철학회 동부지역 회장, 동양인 최초로 미국철학회장을 지냈다. 그는 정신, 형이상학, 행동이론, 인식론, 과학철학에 관심을 보였는데, 특히 분석철학 일파인 심리철학에서 두각을 나타냈다. 물질과 정신을 분리해 온 서양 근대 철학자들과 달리 물질과 정신을 하나로 보는 ‘심신일원론’(心身一元論)을 주장했다. 심리적 현상이 물리적 현상과 분리되지 않는다는 ‘수반(隨伴)이론’을 창시해 연구했다. 이후 이 이론에 결함이 있음을 인정하고, 새로운 가능성으로 ‘기능적 환원주의’를 내세워 연구해 세계 철학계로부터 기존의 연구성과를 뛰어넘었다는 평가를 받았다. 2008년 한국에서 열린 세계철학대회에 참석한 그는 “정신적 사건의 대부분이 뇌의 사건으로 환원될 수 있다”며 “의식, 도덕 등 정신적인 것이 중요하기 때문에 물질인 뇌에 관심을 두는 것”이라고 말했다. 유려하면서도 명확한 문체로 널리 알려진 그의 글은 미국 철학자들 사이에서 ‘철학적 글쓰기의 모범’으로 자주 꼽히기도 했다. 저서로는 ‘심리철학’, ‘과학철학’이 있다. 하종호 고려대 교수 등이 철학 거장의 시각을 다양하게 해석한 ‘김재권과 물리주의’(아카넷)를 펴내기도 했다. 서우철학상, 경암학술상, 자랑스러운 서울대인상을 받았다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

비만인 아이는 그렇지 않은 아이에 비해 뇌의 특정 부위가 손상돼 있을 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다고 뉴스위크 등 해외 언론이 24일 보도했다. 브라질 상파울루대 연구진이 12~16세 청소년 120명을 대상으로 연구를 진행했다. 연구에 참여한 청소년 중 59명은 비만, 61명은 정상 체중에 속했다. 연구진이 이들의 MRI 영상을 분석한 결과, 비만인 청소년 정상 체중의 아이보다 뇌의 안와전두피질의 백질(white matter)이 감소해 있는 것으로 나타났다. 안와전두피질은 의사결정과 인지 과정에 관여하는 대뇌피질 부위로, 외측 영역은 처벌과 관련된 상황에서 활성화되고 내측 영역은 보상과 관련된 상황에서 활성화되어 상황에 맞는 적절한 사회적 행동을 하는 데 기여한다. 특히 감정적 공감에 관여하기 때문에, 손상될 경우 사회적으로 이해되기 어려운 행동을 하는 등의 정서장애가 나타날 수 있다. 뿐만 아니라 비만인 청소년은 뇌의 왼쪽과 오른쪽을 연결하는 역할을 하는 뇌들보(뇌량)가 손상돼 있었고, 혈액검사에서 체중 조절과 관련된 호르몬인 렙틴의 분비량도 정상수치에서 벗어난 것을 확인했다. 렙틴은 지방조직에서 분비하는 체지방을 일정하게 유지하기 위한 호르몬으로, 렙틴이 적정량을 벗어나 과다하게 또는 적게 분비될 경우 포만감을 느끼지 못하는 동시에 염증과 뇌 손상의 원인이 될 수 있다고 연구진은 설명했다. 연구진은 “안와전두피질은 감정 및 보상 회로와 관련된 영역이며, 이 영역이 손상되면 집중력이 저하되는 결과를 가져올 수 있다”면서 “다만 비만과 호르몬, 뇌 손상의 관계는 아직 명확하지 않다”고 강조했다. 전문가들은 뇌 손상으로 비만이 오는지, 반대로 비만으로 뇌 손상이 유발되는지의 인과관계는 명확하지 않지만, 이번 연구가 비만-뇌-호르몬의 연관관계를 밝히는데 유의미한 역할을 했다고 평가했다. 자세한 연구결과는 다음 달 1일 미국 시카고에서 개최하는 북미 최대 영상의학회인 북미 영상의학학회(Radiological Society of North America)에서 발표될 예정이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

공포영화나 스릴러영화를 보면 예상치 못한 상황에 맞닥뜨렸을 때 등장인물들이 순간적으로 ‘얼어붙는’ 장면들이 나오곤 한다. 일상생활에서도 갑자기 놀라운 상황에 접하면 자신도 모르게 몸이 움츠러들고 움직일 수 없게 된다. 미국 컬럼비아대 분자생물물리학과, 생화학과, 신경과학과, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 뇌연구소, 생체공학연구소 공동연구팀은 위험 상황에 놓였을 때 순간적으로 몸을 얼어붙게 만드는 신체 반사작용이 다름 아닌 행복 호르몬 ‘세로토닌’ 때문이라는 사실을 밝혀내고 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 11월 28일자에 발표했다. ‘놀라 얼어붙는 반응’은 사람을 포함한 포유류는 물론 파리, 물고기까지 거의 모든 동물에게서 관찰되지만 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 생물학계의 수수께끼 중 하나로 남아 있었다. 연구팀은 초파리들을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 세로토닌이 분비되지 않도록 만들었다. 세로토닌은 뇌의 시상하부 중추에 있는 신경전달물질로 ‘행복 호르몬’으로 잘 알려져 있다. 연구팀은 초파리들이 날지 않고 걷도록 한 다음 걸음걸이를 분석할 수 있는 실험 장치인 ‘플라이워커’에 넣어 실내를 갑자기 어둡게 만들거나 소형 모터로 심한 흔들림을 느끼도록 한 다음 반응을 관찰했다. 그 결과 세로토닌이 분비되지 않는 초파리들에게서는 갑작스러운 상황이 발생해도 멈추지 않고 계속 움직이는 것이 관찰됐다. 그러나 일반 초파리들에게서는 깜짝 놀라서 잠깐 멈춘 다음 정전 상황일 때는 조심해서 천천히 걷고 지진 상황에서는 이전보다 더 빨리 움직이는 것이 확인됐다. 연구팀은 세로토닌이 일종의 비상 브레이크처럼 작동해 갑작스러운 변화에 대한 정보를 수집하고 어떻게 대응해야 할지 결정할 수 있게 해주는 역할을 한다고 설명했다. 리처드 만 컬럼비아대 교수(시스템 생물학)는 “이번 연구는 기억과 정서, 기분 조절에 주로 관여하는 것으로 알려진 신경전달물질인 세로토닌이 감각 정보를 처리해 운동반응을 유도하는 데도 중요한 역할을 한다는 것을 처음 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘꿈의 화질’이 더 이상 꿈이 아니다. 집에서도 영화관처럼 생생하고 몰입감 넘치는 영상을 즐길 수 있는 초고화질 TV의 시대가 성큼 다가왔다. TV 시장에는 FHD의 16배, UHD의 4배에 달하는 8K 화질의 TV가 등장해 폭발적인 인기를 끌고 있다. 8K급 초고화질 시대에 화질을 정의하려면 눈으로 보이는 선명한 느낌 이상의 새로운 기준이 필요하다. 특히, 일반 소비자가 8K 콘텐츠를 더욱더 생생하게 제대로 누릴 수 있도록 시청 경험을 극대화해주는 영상 처리 기술이 필수적이다. TV 시장 최전선에서 8K 기술을 선도 중인 삼성전자 QLED 8K는 최근 고해상도 기술에 일가견이 있는 소비자들 사이에서 ‘똑똑한 8K TV’로 불리며 인정을 받고 있다. 저해상도의 콘텐츠도 8K급으로 자동 변환하고, 장면에 따라 화질과 사운드까지 최적화하는 기능들을 갖췄기 때문이다. 이를 가능하게 한 배경에는 고도의 머신 러닝을 기반으로 한 독자적인 인공지능 기술이 있다.현존하는 다양한 영상들을 8K급 화질로 업스케일링 삼성전자는 업계 최고의 반도체 기술을 기반으로 인공지능 화질 엔진 퀀텀 프로세서 8K를 개발했다. 퀀텀 프로세서 8K는 스스로 학습해 최적의 값을 도출하는 머신 러닝을 통해 수백만개 이상의 영상 및 이미지 데이터를 비교 분석해 알고리즘을 찾아낸다. 이 알고리즘을 바탕으로 저해상도 영상이 입력돼도 스스로 밝기, 명암, 화면 번짐 등을 보정해 8K 수준의 고화질로 업스케일링 해준다. 저해상도 영상을 고해상도로 끌어올리는 업스케일링 기술은 화소와 화소 사이에 생기는 빈 공간을 얼마나 실제와 가까운 화질 정보로 채워 넣느냐에 그 완성도가 좌우된다. 퀀텀 프로세서 8K는 스스로 학습한 데이터베이스를 기반으로 영상 소스를 분석해 최적의 공식을 적용하고, 부족한 화소들을 새롭게 만들어 넣는 방식으로 진행한다. 이 과정에서 디테일이 살아나고 선명도가 배가되어 저해상도 콘텐츠들도 8K급 영상으로 재탄생한다. 그래서 8K AI 업스케일링 기술은 8K 콘텐츠가 충분히 보급되기 전에도 기존의 다양한 콘텐츠를 8K 화질로 누릴 수 있게 해준다. 오래전부터 좋아하던 FHD급 화질의 옛 영화들도 깨끗하고 생생한 화질로 즐길 수 있다. 장면마다 최적화된 화질과 사운드로 생생한 현장감 선사 8K급의 고해상도 영상을 시청할 때는 풍부하고 생생한 음향이 뒷받침되어야 영상의 몰입감을 올려줘 초고화질을 제대로 즐길 수 있다. QLED 8K가 지원하는 8K AI 사운드 기능은 실시간으로 영상을 분석해 장면에 맞는 최적의 사운드를 들려준다. QLED 8K는 뉴스가 재생되는 경우 목소리에 집중할 수 있도록 목소리를 또렷하게 강조해준다. 현장감이 중요한 스포츠 중계에서는 관중석의 환호 소리가 배가되도록 배경음을 부각하고, 음악 프로그램에서는 저음을 강조해 더욱 풍성하게 감상할 수 있도록 한다. 또한, 액션 장면에서는 미세한 효과음이 더 잘 드러나도록 사운드를 최적화해 몰입감을 극대화한다. 뿐만 아니라 화질의 선명도와 명암비, 질감 등 다양한 시각적 요소들도 세밀하게 조정하고 최적화한다. 또한, 공간의 밝기에 맞춰 화질을 조절하기 때문에 QLED 8K가 선사하는 생생한 몰입감을 느낄 수 있다. 인공지능으로 관리하는 맞춤형TV 시청 환경 QLED 8K는 사용자 맞춤형 TV 시청 환경을 조성하기 위해 인공지능 기술을 다방면으로 활용한다. QLED 8K의 매직스크린 모드는 TV가 꺼져 있는 동안에도 인테리어의 일부가 되도록 도와준다. 퀀텀 프로세서 8K로 벽의 패턴을 분석해 어울리는 이미지를 화면에 띄우고 주변의 밝기에 따라 TV 화면 밝기도 조정한다. 날씨나 시간 등 일상생활에 필요한 다양한 정보를 띄워주기도 한다. 스마트 음성 명령 빅스비는 소비자가 하는 말을 분석해 상황에 따른 솔루션을 제공한다. 사용자는 빅스비를 활용해 목소리만으로도 편리하게 TV의 각 기능을 제어하거나 연결된 기기들을 제어할 수 있고, TV를 보다가 궁금한 점이 생기면 관련 정보를 검색할 수도 있다. 또한, 시청 패턴을 분석해 취향에 따라 맞춤형 콘텐츠를 추천해주는 유니버셜 가이드 기능을 탑재해 사용의 편의성을 더했다. 똑똑한 8K 기술에 걸맞은 국제표준 코덱 기본 탑재 삼성전자의 반도체 기술을 기반으로 완성된 똑똑한 8K 기술은 8K협회가 규정한 국제 표준 코덱 HEVC를 만나 더욱 빛을 발한다. 8K TV를 고를 때는 8K 콘텐츠가 문제없이 구동되는지를 가장 먼저 확인해야 한다. 온라인 스트리밍이나 USB 다운로드, PC 연결 등 어떤 방식이든 문제없이 8K 콘텐츠를 재생할 수 있어야 진정한 8K TV다. QLED 8K는 8K 콘텐츠를 제대로 송출하기 위한 장치를 TV 속에 기본 탑재하여 초고화질을 바로 즐길 수 있도록 했다. 고해상도 영상 송출을 위한 국제 표준 코덱인 HEVC 7680X4320 코덱이 TV 속에 내장되어 별도의 하드웨어 보조기기 없이도 즉시 8K 콘텐츠를 즐길 수 있다. HEVC는 기존 코덱 기술의 약 2배에 달하는 압축률을 자랑하면서도 콘텐츠 품질을 우수한 수준으로 유지해주기 때문에 8K급 초고화질 콘텐츠를 전송 및 재생하는 데 필수적이다. 이와 같은 시스템이 갖춰지지 않은 제품의 경우 외부에서 입력된 8K 콘텐츠가 전혀 재생되지 않거나 별도의 기기 연결을 필요로 하는 등 불편을 초래한다. 따라서 8K 초고화질 콘텐츠를 번거로움 없이 제대로 재생할 수 있는 제품인지 반드시 살펴보고 선택해야 한다. 제대로 만든 8K TV는 눈을 넘어 뇌를 만족시킨다 서울대 인지과학연구소장 이경민 교수는 제대로 만든 8K TV라면 뇌과학적 관점에서도 시청자에게 긍정적 효과를 가져다준다고 말한다. 이 교수에 따르면 8K 초고해상도 디스플레이 기술은 눈을 편안하게 해주는 정도를 넘어 뇌 인지 기능의 원활한 작동을 도와주는 ‘뇌 친화적’ 수준에 이르렀다. 이 교수는 “초고해상도 디스플레이는 현실 속 이미지가 디지털화되는 과정에서 발생하는 정보 손실과 왜곡을 최대한 줄여 시청자가 느끼는 피로감을 덜어준다”고 말한다. 특히, 삼성전자 QLED 8K는 반도체 기술을 활용한 인공지능 기술로 장면을 분석해 상황에 따라 화질을 최적화해주기 때문에 시청자는 화질이 깨지거나 선이 분절되어 보이는 등 왜곡된 시각 정보로 인한 불편함 없이 콘텐츠에 완전히 몰입할 수 있다. 삼성전자 관계자는 “8K 화질의 가치를 제대로 느끼기 위해서는 시청 경험을 극대화해주는 똑똑한 기술이 필수적”이라며 “삼성전자의 독자적인 인공지능 기술인 퀀텀 프로세서 8K를 통해 QLED 8K만의 압도적 화질을 온몸으로 느껴보시길 바란다”라고 말했다.

2초 이하의 짧은 뇌파 신호로 졸음을 잡아내는 기술이 개발돼 주간 졸음운전 사고를 예방하는 데 도움이 될 전망이다. 분당서울대병원은 윤창호 신경과 교수팀이 뇌파 검사 결과에 ‘기계 학습(machine learning) 모델’을 도입, 뇌파 분석만으로 ‘졸음’을 감지하는 알고리즘 개발에 성공했다고 27일 밝혔다. 주간졸음이란 말 그대로 낮 동안 과도한 졸음을 느끼는 것으로 수면무호흡증이나 불면증 등 수면질환이 유발하는 증상 중 하나다. 성인 인구의 약 10% 이상이 극심한 주간졸음을 겪고 있으며, 집중력 저하와 업무 생산성을 저해할 뿐 아니라 안전사고까지 야기하는 원인이 될 수도 있다. 한국도로공사 통계에 따르면 최근 10년간 고속도로 교통사고 발생원인 중 졸음운전이 1위(22.5%)일 정도로 큰 비중을 차지하며 위험성도 음주운전보다 크다고 알려져 있다. 때문에 졸음을 판단하고 경고하는 시스템이 개발되면 안전사고 역시 상당부분 예방될 것으로 기대할 수 있다. 따라서 졸음 모니터링에 대한 다양한 연구들이 발표돼 왔고, 국내외 기업들은 이를 자동차에 적용해 졸음운전 예방을 위한 시도도 해오고 있다. 예를 들어 운전대 조작빈도, 주행 패턴 등을 통해 운전 상태를 모니터링 한다거나 운전자의 얼굴표정을 인식하고 눈 감김 정도를 측정하는 카메라 시스템도 도입하고 있다. 하지만 이는 ‘순간적 졸음 발생’을 포착하기에는 한계가 있고 눈동자 변화, 눈꺼풀 변화량, 시선방향 등을 종합적으로 판단해야 한다는 복잡함, 또 이러한 정보는 외부환경에 영향을 받는다는 단점이 있었다. 이에 윤창호 교수팀은 뇌파 신호만을 이용해 순간 졸음을 판단하는 알고리즘을 개발하고자 이번 연구를 진행했다. 연구팀은 평균나이 27세의 건강한 성인 8명(남자 4, 여자 4)을 대상으로 전날 평상시대로 잠을 잔 경우(7시간초과)와 전날 평상시보다 적게 잔(4시간미만) 두 가지 경우에 따라 순간적 졸음을 평가했다. 졸음은 ▲업무수행능력을 확인하는 운동각성반응측정법 ▲생체신호를 감시하는 안구움직임 ▲뇌파를 이용해 확인했다. 운동각성반응측정법은 화면에 불빛이 나타나면 이를 인지해 버튼을 누르는 검사로 버튼을 누르기까지 걸린 시간 즉, 반응 속도를 측정하는 방법으로 이뤄졌다. 아울러 안구움직임은 눈꺼풀 처짐, 눈 깜박임, 안구움직임을 비디오카메라로 분석하는 검사인데, 눈꺼풀이 처진다거나 눈 깜박임, 안구움직임의 빈도 및 속도 저하는 졸음 상태를 나타낸다. 연구대상자는 머리에 뇌파센서를 부착한 상태로 자유롭게 생활하면서 약 2시간 마다 총 5번 운동각성반응과 안구움직임을 측정했다. 각 측정 결과치에 대한 분석 결과 버튼을 누르는 반응 속도와 안구움직임의 속도가 느려지는 짧은 순간에 뇌파 영역에서도 졸음대역 주파수 변화를 확인할 수 있었다. 결과적으로 운동각성반응과 안구움직임으로 확인되는 졸음 상태를 뇌파 기록으로 확인할 수 있음을 입증한 것이다. 여기서 운동각성반응검사는 하던 작업을 멈추고 검사를 따로 진행해 각성상태를 확인한다는 점에서 실제 생활에 적용하기 어렵고, 안구움직임 측정 장치는 주변의 조명, 바람, 습도 등에 의한 영향으로 늘 정확한 결과를 얻기 어렵다. 이에 비해 뇌파는 업무방해 없이 뇌의 자연적 전기 활동을 지속적으로 기록하고 측정할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 측정한 뇌파 결과치에 대해 기계 학습을 적용, 2초 이하의 짧은 뇌파 신호만으로 졸음을 예측하는 알고리즘도 개발했다. 이를 통해 실시간 졸음 상태를 모니터링 할 수 있을 뿐 아니라 적절한 시점에 중재(휴식)를 지시하는 알람을 제공할 수도 있다. 윤창호 교수는 “이전까지는 뇌파 신호만을 가지고 졸음을 판단한다는 것에 한계가 있었지만, 이번에 개발한 알고리즘을 통해서는 아주 짧은 뇌파 신호만으로 순간적 졸음을 예측하는 것이 가능해 졌다”며 “이 알고리즘은 졸음운전으로 인한 교통사고 등 안전사고 발생률을 감소시키는 데에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다. 연구 결과를 확장해 활용한다면 졸음으로 야기될 수 있는 사고 역시 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 “현재 개발된 알고리즘은 수집 데이터의 종류만 변경하면 다른 분야의 시스템으로도 확장될 수 있으며, 실생활에서도 사용할 수 있도록 무선화·초소형화 하는 연구도 이어나가야 한다”고 덧붙였다. 한편, 이번연구는 분당서울대병원 뇌신경센터 윤창호 교수팀과 서울대학교 공과대학 전기정보공학부 윤성로 교수팀 간 공동 연구로 진행됐으며 공학 분야 저명 국제 학술지인 ‘IEEE Access’ 10월호에 발표됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

비만인 아이는 그렇지 않은 아이에 비해 뇌의 특정 부위가 손상돼 있을 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다고 뉴스위크 등 해외 언론이 24일 보도했다. 브라질 상파울루대 연구진이 12~16세 청소년 120명을 대상으로 연구를 진행했다. 연구에 참여한 청소년 중 59명은 비만, 61명은 정상 체중에 속했다. 연구진이 이들의 MRI 영상을 분석한 결과, 비만인 청소년 정상 체중의 아이보다 뇌의 안와전두피질의 백질(white matter)이 감소해 있는 것으로 나타났다. 안와전두피질은 의사결정과 인지 과정에 관여하는 대뇌피질 부위로, 외측 영역은 처벌과 관련된 상황에서 활성화되고 내측 영역은 보상과 관련된 상황에서 활성화되어 상황에 맞는 적절한 사회적 행동을 하는 데 기여한다. 특히 감정적 공감에 관여하기 때문에, 손상될 경우 사회적으로 이해되기 어려운 행동을 하는 등의 정서장애가 나타날 수 있다. 뿐만 아니라 비만인 청소년은 뇌의 왼쪽과 오른쪽을 연결하는 역할을 하는 뇌들보(뇌량)가 손상돼 있었고, 혈액검사에서 체중 조절과 관련된 호르몬인 렙틴의 분비량도 정상수치에서 벗어난 것을 확인했다. 렙틴은 지방조직에서 분비하는 체지방을 일정하게 유지하기 위한 호르몬으로, 렙틴이 적정량을 벗어나 과다하게 또는 적게 분비될 경우 포만감을 느끼지 못하는 동시에 염증과 뇌 손상의 원인이 될 수 있다고 연구진은 설명했다. 연구진은 “안와전두피질은 감정 및 보상 회로와 관련된 영역이며, 이 영역이 손상되면 집중력이 저하되는 결과를 가져올 수 있다”면서 “다만 비만과 호르몬, 뇌 손상의 관계는 아직 명확하지 않다”고 강조했다. 전문가들은 뇌 손상으로 비만이 오는지, 반대로 비만으로 뇌 손상이 유발되는지의 인과관계는 명확하지 않지만, 이번 연구가 비만-뇌-호르몬의 연관관계를 밝히는데 유의미한 역할을 했다고 평가했다. 자세한 연구결과는 다음 달 1일 미국 시카고에서 개최하는 북미 최대 영상의학회인 북미 영상의학학회(Radiological Society of North America)에서 발표될 예정이다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

불행은 어떻게 질병으로 이어지는가/네이딘 버크 해리스 지음/정지인 옮김/심심/448쪽/1만 9800원세 살 적 버릇이 여든 간다고 한다. 어릴 적 알게 모르게 몸에 밴 습관이나 생각이 평생 영향을 미친다는 말이다. 오스트리아의 정신분석학자 지그문트 프로이트는 유아기와 유년기에 벌어진 사건이 사람의 평생을 좌우한다고 일찌감치 간파했다. 그 이론대로 어린시절의 정상적이지 못한 생활은 성장한 이후의 정서와 정신적 삶에 절대적인 영향을 미치기 마련이다. 그런데 어린시절 유독성 스트레스와 트라우마를 겪은 사람은 어른이 된 뒤 어쩔 수 없이 각종 질병에 시달리며 산다면 어떨까.미국의 소아과 의사이자 공중보건 전문가인 네이딘 버크 해리스는 이 책을 통해 어릴 적 불행과 그로 인한 질병의 연관성을 손에 잡힐 듯 생생하게 고발한다. 저자는 2007년 샌프란시스코의 빈민 지역인 베이뷰 헌터스 포인트에 진료소를 개설해 운영해 온 인물. 일반적인 치료법으론 쉽게 건강을 되찾지 못하는 아이들을 만나면서 아동기에 겪은 부정적인 경험이 신체 건강에까지 영향을 끼치는 것이 아닌지 의문을 갖기 시작했다. ●성추행 당한 아이, 천식 등 질병 시달려 정서적 어려움을 상담하기 위해 진료소를 찾아온 멕시코 이민자 출신 가정 일곱 살짜리와의 만남은 그의 연구 인생에 결정적인 계기였다고 한다. 충동조절 장애와 만성 천식, 습진을 앓는 아이의 키가 네 살 아래의 평균 정도 수준에도 못 미치는 이유를 따지던 중 아이가 어릴 적 부모의 가까운 지인에게 성추행받은 사실을 알게 됐다. 이후 어릴 적 겪은 문제점과 질병의 연관성에 천착했고 수많은 임상실험과 연구 결과를 분석한 체험적 보고서로 펴낸 게 이 책이다. 책에서 실증해 보이는 어릴 적 스트레스와 질병의 관계는 충격적이다. 학대, 무시, 방임, 부모의 알코올 및 약물 중독, 정신질환, 이혼, 그리고 그로 인한 신경계, 호르몬계, 면역계 질병. 아동기의 부정적 경험 노출 빈도를 재는 지표인 ACE 지수를 질병과 연결한 연구 결과는 놀라운 것들이다. 우선 ACE 지수가 4점 이상인 사람은 0점인 사람에 비해 흡연 가능성이 2.5배, 알코올의존 가능성이 5.5배, 정맥 주입 마약을 사용할 가능성이 10배에 달했다. ACE 2점 이상은 0점인 사람에 비해 자가면역질환으로 입원하는 비율이 2배 이상이었다. 이 대목에서 저자는 어릴 적 유독성 스트레스를 겪은 이들이 담배나 술처럼 해로운 도파민 자극제에 의존하는 것을 방지하고 싶다면 삶의 초기에 역경을 겪는 일이 뇌의 도파민 기능에 어떤 영향을 미치는지 반드시 이해해야 한다고 말한다. ●상류층에서도 아동기 스트레스 많아 어릴 적 불행과 질병의 유관성을 처음 세상에 알린 건 1998년 ‘미국 예방의학 저널’에 실린 논문 ‘아동학대 및 가정 기능장애와 성인기 주요 사망 원인들의 관계’가 처음이다. 성인 1만 7421명을 대상으로 조사, 분석한 논문에서 주목할 부분은 아동기의 부정적 경험이 놀랍도록 흔하다는 것이다. 전체의 67%가 어릴 적 최소한 한 가지의 부정적 경혐을 했고 네 가지 이상인 사람도 12.6%나 됐다. 네 가지 이상을 경험한 이들은 그런 경험이 없는 사람에 비해 심장병과 암에 걸릴 가능성이 2배 이상 컸고 만성폐쇄성폐질환에 걸릴 가능성은 3.5배나 높았다. 더 놀랄 만한 사실은 그 상관관계가 특정 인종이나 계층, 지역에 머물지 않고 모든 사회와 공동체에서 발생한다는 것이다. 실제로 저자는 샌프란시스코에서 성공을 거둔 상류층 모임에 우연히 갔다가 참석자 10명 중 절반가량이 자신이 겪은 아동기의 부정적 경험과 관련한 과거사를 털어놓는 모습을 보고 충격받았다고 쓰고 있다. 저자는 어릴 적 부정적 경험으로 인한 질병이 해결되지 않는 가장 큰 이유로 ‘나만 생각하는’ 풍토를 지적한다. 아동기 스트레스의 부정적 영향을 줄이는 방법으로 충분한 수면과 정신 건강 관리, 건강한 인간관계 유지, 규칙적인 운동, 균형 잡힌 영양 섭취, 명상 등을 통한 마음 달래기를 권한 저자가 책 말미에서 특히 강조한 건 바로 예방이다. 예방이야말로 가장 중요한 해결책임을 주장한 저자는 어린아이들의 건강과 발달 정도를 측정하는 기본 검사에 유독성 스트레스 검사를 반드시 추가할 것을 요청하고 있다. 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

19세기 중반 미국 버몬트주 중부에 건설 중이던 러틀랜드~발링톤 철도 공사장 현장감독이었던 25세의 청년 피니어스 게이지(1823~1860)는 신경과학 역사에 가장 유명한 사람 중 한 명이다. 1848년 9월 13일 길을 내기 위해 바위 사이에 화약을 다져 넣던 중 불꽃이 튀면서 폭발이 일어났고 그가 사용하고 있던 길이 1.13m, 두께 3.18㎝, 무게 6㎏의 쇠막대가 왼쪽 뺨으로 들어가 오른쪽 머리 윗부분을 관통해 20m 뒤로 날아가 떨어지는 사고가 났다.달구지로 인근 병원까지 실려갔지만 병원에 도착했을 때 다른 사람 도움 없이 혼자서 일어났던 게이지는 왼쪽 뇌 전두엽에 엄청난 손상이 생기고 머리에는 지름 9㎝ 정도의 구멍이 생기기까지 했다. 게이지의 사고는 뇌 손상이 발생했을 때 해부학적, 신경과학적, 심리학적 변화를 보여주는 대표적 사례로 남아 있다. 21세기 들어 뇌과학은 더 빠르게 발전하고 있지만 뇌의 특정 부위가 어떤 기능을 하는지, 뇌의 한 부분이 손상되거나 없어질 경우 어떤 문제가 생기는지에 대해서는 정확하게 밝혀지지는 않았다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 인문사회과학부, 매사추세츠종합병원 바이오메디컬 이미징센터, 하버드대 의대, 매사추세츠공과대(MIT) 컴퓨터과학부, 싱가포르 국립대 전자컴퓨터공학과 공동연구팀은 뇌 한쪽이 없더라도 정상인보다 더 복잡한 뇌 연결망이 만들어져 뇌가 온전하게 기능하는 데 도움을 준다는 것을 확인했다. 이번 사례분석 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 20일 자에 실렸다. 연구팀은 좌뇌와 우뇌 중 한쪽을 제거한 20~30대 남녀 6명의 뇌를 기능성자기공명영상(fMRI)으로 촬영해 뇌의 기능적 연결을 정량화하고 작동방식을 파악했다. 실험에 참가한 이들은 뇌전증으로 인한 발작이 심해 이를 완화하기 위해 생후 3개월~11살에 뇌 한쪽을 제거하는 수술을 받았다. 일반인들은 좌뇌와 우뇌가 뇌량으로 연결돼 기능적으로 네트워킹하면서 인식, 감정, 행동을 만들어 내는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 상식적으로 뇌 한쪽이 없다면 행동이나 인식, 기억 등에 문제가 있을 것으로 생각하기 쉽다. 이런 문제도 분석하기 위해 연구팀은 정상인 6명을 무작위로 선발해 이들의 뇌도 fMRI로 촬영해 비교했다. 또 일반적인 뇌 기능과 활동, 유전적 변화까지 파악하기 위해 뇌신경 관련 빅데이터인 ‘뇌 게놈 구축 프로젝트’(GSP)에 등록된 10~20대 건강한 남녀 1482명의 뇌와도 비교했다. 우선 연구팀은 뇌 한쪽이 없는 이들도 일반인과 똑같이 지능지수를 갖고 있으며 온전한 언어능력과 감정조절, 행동을 보인다고 밝혔다. 또 연구팀은 전체 뇌를 400개 영역으로 분획해 fMRI 영상을 분석했다. 그 결과 뇌의 한쪽만 갖고 있어 200개 분획 영역 밖에 없는 사람들은 일반인들보다 기능적 뇌 연결망이 비정상적이라고 할 정도로 강하게 연결돼 있는 것이 관찰됐다. 뇌의 한쪽에 문제가 생길 경우 다른 부분에서 해당 영역의 기능을 대신해 보완하는 일종의 ‘뇌 가소성’이라는 생체기능 덕분에 반쪽 뇌만으로도 일반인과 똑같이 생활할 수 있다고 연구팀은 해석했다. 도릿 클리만 칼텍 박사(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌졸중, 뇌종양, 외상성 뇌손상 등으로 뇌 손상을 입은 사람들이 정상적 삶을 살 수 있는 방법을 찾을 수 있도록 해줄 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 글래드스톤 신경질환연구소, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의생명과학과, 생리학과, 하워드 휴즈 의학연구소 공동연구팀은 특정 뇌파가 노년에 알츠하이머와 같은 기억력 상실을 예측할 수 있는 징후라는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 20일 자에 발표했다. 연구팀은 학습, 기억, 감정조절 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌의 해마에서 발생하는 SWR파에 주목했다. 연구팀은 알츠하이머 치매가 나타나도록 만든 생쥐의 뇌에서 SWR파는 점점 약해져 정상 생쥐에 비해 매우 낮은 상태를 보인다는 점을 확인했다. 실제 기억력 감퇴 현상이 나타나기 10개월 전부터 이 같은 현상이 나타나는데 사람으로 치면 30년 정도의 기간이다. 연구팀은 SWR파가 인간에게서도 나타나는 만큼 뇌파의 특정 패턴을 관찰하면 나이 들어 알츠하이머 발병 여부를 예측할 수 있을 것으로 보고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr