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  • 뇌가 알려준 AI 설계법…“부품을 늘리면 정확도는 계속 좋아진다” [사이언스 브런치]

    뇌가 알려준 AI 설계법…“부품을 늘리면 정확도는 계속 좋아진다” [사이언스 브런치]

    우리 뇌는 수십억 개의 신경세포(뉴런)가 만들어내는 활동으로 외부 세계를 머릿속에 그려낸다. 정교해 보이지만 이 시스템은 의외의 약점이 있다. 똑같은 그림에 여러 번 노출될 경우 같은 뉴런이 똑같이 반응하지 않는다. 어떤 때는 활발하게 반응하고 다른 때는 활성도가 떨어지게 된다. 자극은 그대로인데 반응이 달라지는 것인데 신경과학에서는 이를 ‘잡음’이라고 한다. 이런 문제를 뇌는 일종의 ‘인해전술’로 해결한다. 같은 정보를 뉴런 한 개가 아니라 수천, 수만 개에 나누어 담아두는 ‘집단 부호화’ 전략을 쓰는 것이다. 여론조사에서 한 사람에게 똑같은 질문을 던지더라도 기분에 따라 답이 달라지지만 표본 수를 늘려 평균을 내면 개인차는 상쇄돼 사라지는 것이다. 참여자가 많아질수록 오차가 줄어드는 방식이다. 그러나 이것 역시 문제가 있다. 수많은 뉴런의 신호가 한꺼번에 올라갔다 내려가는 일이 벌어진다. 여러 뉴런이 공유하는 흔들림을 ‘잡음 상관’이라고 부른다. 여론조사에 비유하면 1000명에게 물었을 때 그들 모두가 똑같은 정보에 노출돼 같은 생각을 하는 경우다. 이럴 때는 표본을 아무리 늘려도 오차가 줄지 않게 된다. 게다가 자극 자체가 흔들리는 것과 구별되지 않는 미분 상관이라는 잡음까지 생긴다. 뉴런을 늘리면 신호도 커지는 동시에 이 잡음도 똑같은 비율로 커지기 때문에 아무리 많은 세포를 동원해도 구별 능력이 나아지지 않는다. 뉴런이 계속 늘어봐야 특정 지점부터는 정보량이 더 이상 늘지 않는 한계에 부딪친다는 점이다. 그렇다면 일차시각피질 한 곳에만 수십만 개의 뉴런이 있는데 한계가 있다면 뇌는 왜 이렇게 많은 세포를 유지하는 것일까. 일본 교토대, 미국 하버드대, 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA) 공동 연구팀은 지난 30년 동안 신경과학계를 지배했던 상식을 깨고 뉴런들이 공유하는 잡음은 정보가 쌓이는 속도만 늦출 뿐 뇌가 담을 수 있는 정보량에 한계를 지우지는 않는다고 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 9월 26일 자에 실렸다. 연구팀은 생쥐 5마리를 대상으로 눈에서 들어온 신호가 대뇌에서 가장 먼저 처리되는 일차시각피질을 연구한 내용을 재분석했다. 이 연구에는 생쥐 한 마리당 약 1만 8000~2만 1000개 뉴런의 활동이 담겨 있다. 연구팀은 전체 뉴런 중 크기가 제각각인 집단을 무작위로 수백 번 뽑아내 비교하는 부분 추출 기법을 활용했다. 이를 통해 뉴런 수가 늘어날 때 정보량은 어떻게 변하는지를 추적했다. 그 결과 집단 크기를 보정하면 뉴런이 100개든 1000개든 잡음 모양이 거의 똑같은 것으로 확인됐다. 연구팀은 뉴런 집단 잡음에서 잡음 성분들의 세기가 어떻게 분포하는지와 각 잡음 성분이 정보가 실린 방향과 얼마나 일치하는지 두 종류의 거듭제곱 법칙을 찾아냈다. 그 결과 생쥐 다섯 마리 모두에서 잡음 상관은 정보량에 상한을 씌우지 않는 것으로 나타났다. 또 정보량은 뉴런 수에 정비례해 늘지 않는다. 뉴런을 두 배로 늘려도 정보는 두 배가 안 된다. 그렇지만 증가가 멈추지도 않는다. 공유된 잡음은 정보가 늘어나는 속도를 늦출 뿐 성장 자체를 가로막지는 못한다는 것이다. 아날로그 반도체나 뉴로모픽 칩, 양자 소자처럼 잡음을 피할 수 없는 기술들의 경우 부품을 더 많이 붙이면 정확도가 계속 좋아질 것인지, 아니면 공유된 잡음 때문에 처리 정보량에 한계가 있는 것인지에 대한 질문에서도 이번 연구가 내놓은 답은 “느려지더라도 계속 좋아진다”는 방향으로 해석할 수 있다. 연구를 이끈 시마자키 히데아키 일본 교토대 교수는 “지난 30년 동안 학계에서는 뉴런들이 공유하는 요동 때문에 정보량이 결국 포화될 것이라고 예상했지만 이번 연구 결과는 그것이 필연이 아니라는 점을 보여준다”라고 설명했다.
  • 돼지 위장에서 사흘 작동하는 ‘먹는 종이 배터리’ 개발 [사이언스 브런치]

    돼지 위장에서 사흘 작동하는 ‘먹는 종이 배터리’ 개발 [사이언스 브런치]

    몸속 의료기기에 전기를 공급한 뒤 용도가 끝나면 분해돼 사라지는 ‘먹는 종이 배터리’가 개발돼 눈길을 끈다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 기계공학과, 전기공학·컴퓨터과학과, 미디어 아트 및 과학 프로그램, 데이비드 코흐 통합 암 연구센터, 비교 의학 연구부, 하버드대 의대 부설 브리검 여성병원, MIT-하버드 브로드 연구소 공동 연구팀은 마그네슘과 삼산화몰리브데넘으로 만든 생체흡수성 종이 배터리를 개발하고 돼지 실험으로 안전성을 확인했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 화학공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 화학공학’ 9월 22일 자에 실렸다. 삼키거나 몸에 심는 전자기기는 실시간 건강 모니터링과 전기 자극 치료의 폭을 넓히고 있지만 전원 공급이 항상 문제였다. 알칼리·리튬 이온 전지는 포장이 손상되면 전해질이 새어 체내 조직을 손상할 수 있고 분해되지 않는 케이스는 그대로 몸속 전자 폐기물이 된다. 단추처럼 작은 전지를 잘못 삼키면 식도 천공이나 누공, 심할 경우 사망에 이르는 사례만 봐도 알 수 있다. 연구팀은 음극(-)에 마그네슘 합금, 양극(+)에 삼산화몰리브데넘과 셀룰로스 나노섬유, 활성탄을 7대 2대 1로 섞은 종이 형태의 복합체를 만들었다. 셀룰로스 나노섬유는 효소로 체내에서 쉽게 분해된다. 전해질은 콜린 염화물과 젖산을 녹여 만든 생분해성 이온성 액체를 젤라틴 겔에 섞어 굳혔고 전체를 밀랍으로 약 300㎛(마이크로미터) 두께로 감싸 위산에 너무 빨리 녹지 않도록 했다. 크기는 지름 7.5㎜ 원형, 6×24㎜ 대면적 두 가지로 만들어 캡슐에 넣었다. 종이 배터리의 개방 회로 전압은 1.84V(볼트)로 일반적으로 쓰는 아연 전지 1.4V나 산화은 전지 1.55V보다 높았다. 면적당 용량은 2.43㎃h/㎠, 에너지 밀도는 4.13㎃h/㎠였고 계속 방전시켜도 하루 동안 1.6V 안팎을 유지했다. 연구팀은 위장 구조가 사람과 비슷한 요크셔종 돼지에 내시경으로 캡슐을 넣고 사흘간 관찰한 결과 엑스선 영상에서 캡슐은 장으로 넘어가지 않고 위에 머물렀다. 전압은 1.8V에서 1일 차 1.6V, 3일 차 1.45V로 서서히 떨어졌다. 1주일을 넘기면 겔 전해질이 마르고 마그네슘이 부식되며 성능이 급격히 떨어지는 것이 관찰됐다. 연구팀은 모의 위액으로 분해 실험도 진행했다. 그 결과 종이 배터리는 수 주 내에 부서졌고 캡슐은 40일 안에 대부분 녹았다. 체내에 완전히 노출되더라도 용출되는 마그네슘은 최대 3.4㎎, 몰리브데넘은 하루 1㎎ 미만으로 일일 섭취 기준(각 420㎎, 2㎎)을 크게 밑돈다. 두 금속 모두 체내 흡수와 신장 배설 경로가 알려진 필수 미량원소다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 기술은 복약 순응도를 추적하는 배터리 보조형 RFID 태그, 위 전기자극 치료 캡슐로 사용될 수 있다. 기존 수동형 태그는 판독기를 목이나 허리에 붙여야 했지만 종이 배터리 태그는 4m 이내까지 안정적으로 신호를 보낼 수 있다. 실제로 살아 있는 돼지 식도에 넣고 1.5m 떨어진 곳에서 측정하자 신호 세기가 삼키기 전보다 약 10㏈(데시벨) 떨어져 제대로 약을 삼켰다는 것을 알 수 있었다. 또 위가 제대로 비워지지 않는 위마비 치료에 쓰이는 위 전기자극 치료는 현재는 복강경 수술로 전극을 위 근육에 꿰매야 한다. 연구팀은 종이 배터리를 캡슐에 넣어 삽입하면 최대 7일 정도 자극을 이어갔다. 실제로 돼지 위를 20분 정도 자극하자 식욕 촉진 호르몬인 그렐린이 최대 50%, 평균 36.3% 늘었고 조직 손상은 관찰되지 않았다. 연구를 이끈 지오반니 트라베르소 MIT 교수는 “이번 연구는 ‘먹는 전자기기’의 가장 약한 고리였던 전원 문제를 생체흡수성 재료만으로 풀어낸 첫 사례”라며 “회수 절차를 없애고 기기가 몸에 남을 위험과 위장관 내 전자 폐기물을 함께 줄인다는 점에서 지속 가능하고 환자 친화적인 생체전자 의학으로 가는 중요한 단계”라고 평가했다.
  • 수학 못하는 아이의 뇌, 들여다보니… [사이언스 브런치]

    수학 못하는 아이의 뇌, 들여다보니… [사이언스 브런치]

    한국에서 학창 시절을 보내고 있거나 보냈던 사람에게 가장 싫어하는 과목이 무엇이냐고 물었을 때 답변은 대부분 한 과목에 수렴한다. 바로 ‘수학’이다. 우리뿐만 아니라 다른 나라에서도 수학에 대해 골머리를 앓기는 마찬가지다. 그래서 뇌과학, 심리학, 교육학적 측면에서 다양한 연구가 이뤄졌다. 기능적 자기공명영상(fMRI)을 활용한 뇌신경과학 연구들에 따르면 수학에 불안을 느끼는 학생들은 수학 문제에 직면했을 때 뇌에서 공포와 통증을 담당하는 편도체는 강하게 활성화되고 논리적 사고와 문제 해결을 관장하는 전전두엽의 활동은 급격히 감소한다. 뇌가 수학을 인지적 과제가 아닌 위협으로 인지해 정보 처리 능력이 마비된다는 것이다. 수학은 규칙, 공식, 중간 계산값을 머리에 동시에 유지하고 조직해야 하는 학문인데 인지심리학 측면에서 보면 인간의 작업기억 용량에는 각자 한계가 있기 때문에 복잡한 연산 과정에서 인지 부하가 이 한계를 초과하면 병목 현상이 발생해 수학을 포기하게 된다고 설명한다. 또 심리 환경적 요인으로 보자면 ‘수학은 재능이 필요해’라는 고정관념이나 편견은 학생들에게 무의식적 고정관념 위협으로 작용해 실제 수행 능력을 저하시키고 학습 과정에서 겪는 한두 번의 실패가 부정적 피드백 루프를 형성해 자아 효능감을 손상시키기 때문이라는 것이다. 이런 상황에서 미국 스탠퍼드대 연구팀은 8~10세 아동 68명을 대상으로 수학 문제를 푸는 동안 뇌의 활동을 살펴본 결과 수학을 못하는 아이들의 뇌는 숫자 자체를 어려워하거나 싫어한다기보다는 수학 문제 풀이 전략을 효과적으로 구사하지 못한다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘신경과학 저널’ 9월 22일 자에 실렸다. 일부 아이들은 수학 학습에서 유독 어려움을 겪는다. 발달성 계산장애라고 부르는 이 증상은 지능이나 교육 기회, 감각 기능에 특별한 문제가 없는데도 수 개념과 계산 능력 습득에 지속적으로 심각한 어려움을 겪는 신경발달장애의 일종이다. 미국정신의학회의 DSM-5에 따르면 특정 학습 장애 중 수학 동반 손상으로 분류하고 세계보건기구(WHO)의 ICD-11에서는 발달성 학습 장애 수학 손상 동반으로 구분한다. 그러니 이런 상태가 구체적으로 어떻게 나타나는지 그 이면의 메커니즘은 무엇인지 정확히 알려져 있지 않다. 이에 발달성 계산장애를 겪는 아동을 포함한 8~10세 남녀 아동 68명을 대상으로 수학 문제를 풀 때 어떤 전략을 쓰는지, 뇌가 어떻게 움직이는지를 관찰했다. 그 결과 발달성 계산장애가 있는 아동은 다른 아이들에 비해 여러 가지 수학 문제 풀이 전략을 효율적으로 구사하지 못하는 것으로 나타났다. 여러 가지 특이적 행동이 관찰됐는데 하나의 풀이 방법에서 다른 방법으로 갈아타는 속도가 느렸고 문제 난이도의 변화에 덜 민감한 것으로 확인됐다. 문제가 쉬워지거나 어려워져도 그에 맞춰 접근 방식을 조정하지 못했고 수학 문제 풀이의 경험이 쌓이면 더 나은 방법을 택하게 되는 데 발달성 계산장애 아동들은 그런 일반적 학습 곡선을 보이지 않았다. 특정 뇌 시스템 활동 양상은 발달성 계산장애가 있는 아동과 수학 전략을 더 능숙하게 구사하는 일반 아동을 서로 구분할 수 있게 해준다고 연구팀은 설명했다. 연구팀 관계자는 “이번 연구 결과는 아동기에 수학의 문제 풀이 전략을 사용하는 일과 주의력, 사고, 기억을 조절하는 일에서 지속적으로 겪는 어려움이 발달성 계산장애로 이어질 수 있다”며 “나아가 이번 연구를 바탕으로 아이들의 수학 능력 발달을 예측할 수도 있을 것”이라고 설명했다.
  • 쥐 수염 훔쳐 온 드론, 칠흑 같은 어둠에서도 출구 찾았다 [사이언스 브런치]

    쥐 수염 훔쳐 온 드론, 칠흑 같은 어둠에서도 출구 찾았다 [사이언스 브런치]

    생쥐는 동굴, 땅속, 건물 내부, 하수도처럼 어둡고 비좁은 공간을 거침없이 헤집고 다닌다. 한 치 앞도 보이지 않는 곳을 마음대로 다닐 수 있는 ‘초능력’의 비결은 바로 수염이다. 과학자들이 생쥐의 수염에서 영감을 받아 초소형 자율 드론에 인공 수염을 장착해 어둠, 먼지, 연기를 뚫고 스스로 길을 찾을 수 있게 하는 기술을 개발했다. 네덜란드 델프트공과대(TUD) 항공우주공학부 연구팀은 생쥐 수염을 모사해 주변 물체를 부드럽게 더듬어 가며 길을 찾고 공간을 탐색할 수 있는 가벼운 수염형 촉각 센서를 개발했다고 20일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9월 18일 자에 실렸다. 복잡한 환경을 스스로 헤쳐 나가는 능력은 자율 로봇의 기본기에 해당한다. 그러나 무게가 100g도 되지 않는 초소형 드론은 감지 능력, 연산 능력, 에너지 모든 면에서 제약을 받는다. 카메라, 라이다, 거리측정 센서 같은 기존의 크고 무거운 항법 센서는 너무 무거워 장착하기 어렵고 연기가 가득 찬 건물이나 동굴처럼 시야가 확보되지 않는 환경에서는 사용하기도 쉽지 않다. 실제로 기존 접촉 기반 시스템은 로봇 팔이나 기계식 범퍼를 갖춰 드론의 크기는 커질 수밖에 없었다. 연구팀은 설치류의 진동모를 본떠 가볍고 반응 지연이 짧은 촉각 인지 프레임워크를 개발했다. 인공 수염은 시각에 의존하지 않고 물체에 닿아 있는 동안 주변 환경에 대한 정보를 계속 제공해 항법이 가능하게 도와준다. 연구팀이 개발한 인공 수염에는 뿌리 부분에 초소형 압력 센서 3개가 달려 있어 드론이 접촉 상황을 3차원으로 파악할 수 있다. 수염이 물체 표면에 닿아 휘어지면 압력 변화를 통해 접촉 지점이 공간상 어디인지, 얼마나 깊이 닿아 있는지를 추정하는 방식이다. 이렇게 드론은 가까이 있는 표면에 대한 상세한 정보를 얻고 장애물 회피, 표면 따라가기, 촉각 지도 작성 같은 동작을 수행할 수 있다. 또 연구팀은 잡음, 신호 표류, 각종 왜곡을 만드는 프로펠러가 일으키는 기류와 진짜 접촉 신호를 구분할 수 있게 잡음을 보정하고 수염 신호를 밀리미터 단위의 정밀한 추정값으로 바꿔주는 가벼운 실시간 처리 파이프라인도 개발했다. 연구팀이 개발한 잡음 처리 시스템은 드론의 프로펠러가 만드는 난류에서 의미 있는 촉각 정보만 분리할 수 있는데 여기에 사용되는 메모리는 37킬로바이트(KB)에 불과하다. 연구팀은 인공 수염을 장착한 초소형 드론이 완전한 암흑 속에서 단단한 표면과 무른 표면의 윤곽을 모두 구분하고 벽을 따라가는 방식으로 밀폐된 공간을 탐색할 수 있다는 사실을 확인했다. 연구를 이끈 살루아 하마자 교수는 “이번 연구는 촉각을 이용해 미지의 공간을 탐색하고 날아가는 촉각 항법이라는 새로운 개념을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “가벼운 하드웨어와 정교한 온보드 처리 기술을 결합해 가장 작은 자율 비행 로봇에서도 촉각이 견고한 감지 수단이 될 수 있음을 입증했다”고 설명했다.
  • 만화책도 좋아…즐기는 독서가 치매 안걸리는 뇌 만든다 [사이언스 브런치]

    만화책도 좋아…즐기는 독서가 치매 안걸리는 뇌 만든다 [사이언스 브런치]

    20~30년 전까지만 해도 ‘독서’가 취미라고 이야기하면 “학생한테 책 읽기가 어떻게 취미가 될 수 있냐”며 타박을 받곤 했다. 스마트폰과 소셜 미디어(SNS)로 인해 책 읽는 사람이 줄어들면서 좋아하는 분야, 흥미를 느끼며 읽을 수 있는 책으로 재미를 붙여 보라는 조언도 나오고 있지만 독서율을 높이기에는 역부족이다. 학부모들은 자녀가 책 읽는다고 하면 입시에 도움이 되는 고전 같은 책 읽기를 권하다 보니 아이들이 책 읽기에 의무감을 느껴 오히려 책을 더 멀리하게 된다는 지적도 나오고 있다. 실제로 그래픽 노블이든 만화든 웹소설이든 간에 재미로 읽는 독서가 뇌 구조를 바꿔 치매 위험까지 낮춰준다는 조사 결과가 나와 눈길을 끈다. 영국 케임브리지대 정신의학과, 행동 및 임상 신경과학 연구소와 카밀라 왕비가 설립한 독서 자선단체 ‘퀸스 리딩 룸’ 공동 연구팀은 독서가 뇌를 건강하게 유지해 인지 기능과 정신 건강에 긍정적 영향을 미친다고 17일 밝혔다. 단, 의무감에 하는 독서가 아닌 재미를 느끼는 자발적 독서일 때만 나타나는 현상이다. 이 연구 결과는 정신의학 분야 국제 학술지 ‘정신보건 의학’ 9월 16일 자에 실렸다. 연구팀은 설문조사, 종단 연구, 뇌영상 촬영, 행동 실험 등 다양한 방식으로 수행된 기존 연구들을 한데 모아 비교했다. 방법론이 다른 연구들이 같은 방향을 가리키는지 확인하기 위해서였다. 즐기는 독서의 강력한 힘을 보여주는 가장 확실한 근거는 연구팀이 중국 푸단대와 함께 수행한 연구로 미국 청소년 뇌인지발달(ABCD) 연구에 참여한 9~11세 청소년 1만 243명을 2년 이상 추적한 분석 결과였다. 실험 대상자 중 절반이 넘는 51.8%가 3~10세 사이에 재미로 책을 읽기 시작했는데 이들은 책을 읽지 않은 아이들보다 주의력, 억제 조절 능력, 작업 기억, 일화 기억에서 더 나은 성적을 보였고 학업 성취도도 높은 것으로 나타났다. 또 정신 건강 문제와 주의 산만 증상은 적었고 수면 시간은 길고 스크린 사용 시간은 짧았다. 독서의 효과 모든 연령대에서 나타나뇌 자기공명영상(MRI) 촬영에서는 구조적 차이가 확인됐다. 조기 독서 집단은 언어와 인지, 정서 조절을 담당하는 상측두이랑, 좌측 각이랑, 안와전두피질, 시상 등의 피질 면적과 부피가 더 컸다. 이런 차이는 나이와 성별, 사춘기 진행 정도, 인종, 가족 구조는 물론 부모의 학력과 가구 소득까지 모두 통제한 뒤에도 그대로 유지됐다. 독서 효과가 가정의 경제적 지위나 부모의 교육 수준과는 상관없다는 의미다. 노년기 독서 효과는 더 뚜렷하게 나타났다. 55세 이상 5437명을 5년간 추적한 연구에서 독서를 자주 한 사람은 인지 장애가 생길 확률이 유의하게 낮았다. 65세 이상 801명을 평균 4.5년간 추적한 연구에서도 신문, 잡지, 책을 읽는 습관이 알츠하이머병 발병 위험을 33% 낮췄고 75세 이상 469명을 평균 5.1년간 추적한 연구에서도 독서가 치매 위험을 35% 낮추는 것으로 확인됐다. 64세 이상 1962명을 14년간 관찰한 연구에서는 주 1회 이상 책을 읽는 습관이 학력 수준과 관계없이 인지 기능 저하를 늦췄다. 독서가 뇌를 바꾼다는 직접적인 단서도 있다. 7~11세 난독증 아동 11명에게 8주간 글자와 단어를 떠올리고 소리 내 읽고 따라 쓰게 하는 훈련을 시켰더니 읽기 능력이 향상됐고 좌측 방추이랑과 해마, 쐐기앞소엽의 회백질 부피가 함께 늘었으며 이 변화는 훈련 이후에도 계속 유지됐다. 특히 소설 읽기는 타인을 이해하는 능력에 영향을 미쳤다. 19~26세 26명이 문학 작품을 읽는 동안 기능적 자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 관찰한 결과 사회적 내용이 풍부한 대목에서 배내측 전전두피질이 활발해졌다. 실제로 소설을 자주 읽는 사람일수록 사회 인지 능력이 뛰어난 것으로 조사됐다. 성인에겐 스트레스 완화아이들에겐 학업성적 향상“만화책을 읽는 것도 좋아”성인에게 즐기는 독서는 스트레스 완화 효과가 컸다. 한 조사에서 성인 5명 중 2명꼴로 책이 긴장을 푸는 최고의 방법으로 나타났다. 책으로 위안을 찾는다는 응답(35%)이 와인(31%), 목욕(10%)보다 훨씬 컸다. 퀸스 리딩 룸이 2024년 의뢰한 신경과학 조사에서는 소설을 단 5분만 읽어도 스트레스가 최대 20% 줄고 집중력과 문제 해결 능력이 향상되는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 바버라 사하키안 영국 케임브리지대 교수는 “독서는 뇌 건강을 지키고 중요한 인지 능력을 키우며 웰빙을 높이는 훌륭한 방법으로 어린 시절부터 권장하는 것이 좋지만 시작하기에 너무 늦은 나이란 없고 노년까지 평생에 걸쳐 이득을 준다”고 설명했다. 사하키안 교수는 “무엇을 읽는지는 중요하지 않다”며 “아이들이 정말 재미있어할 소재를 찾는 것이 중요한 만큼 TV 프로그램이나 게임이 통로가 될 수 있고 만화책과 그래픽 노블은 소설보다 덜 부담스러워 훌륭한 입문서가 된다”고 덧붙였다.
  • 양천구, 서울대와 함께하는 평생학습 ‘양천 지식 브런치’

    양천구, 서울대와 함께하는 평생학습 ‘양천 지식 브런치’

    서울 양천구는 서울대 교수진과 함께하는 평생학습 프로그램 ‘양천 지식 브런치’를 운영한다고 16일 밝혔다. 양천 지식 브런치는 2023년 서울대 평생교육원과 맺은 업무협약을 바탕으로 운영한 인문·교양 릴레이 강좌다. 지금까지 총 21회 강연에 3200여명이 일상과 맞닿은 다양한 지식을 만났다. 이번 강연은 다음달 2일부터 11월 6일까지 5회에 걸쳐 해누리타운에서 진행된다. 10월 2일 곽금주 서울대 명예교수가 ‘불안 심리에서 나를 찾기’를, 16일에는 배정한 교수가 ‘공원, 도시를 되살리다’를 주제로 강연한다. 같은달 23일에는 김동일 교수가 ‘지능이란 무엇인가? 지혜롭게 사물을 보는 법’을, 30일에는 황호성 교수가 ‘우주 이야기: 천문학이라는 위로’를 전달한다. 11월 6일에는 정현채 서울대병원 소화기내과 명예교수가 ‘죽음학으로 배우는 행복한 삶’을 주제로 강연할 예정이다. 강좌별 정원은 300명이며 양천구민이라면 누구나 무료로 참여할 수 있다. 양천구 평생학습포털을 통해 선착순으로 신청하면 된다. 강의는 오전 10시 30분부터 90분간 진행된다. 이기재 구청장은 “각 분야의 전문성과 깊이를 갖춘 서울대 교수진의 강연을 집 가까운 곳에서 만날 좋은 기회가 되길 바란다”며 “앞으로도 배움이 일상의 즐거움과 삶의 성장으로 이어지는 ‘평생학습도시’를 만들어가겠다”고 말했다.
  • 뇌 절반 없앤 생쥐에 사람의 미니 뇌 이식했더니…[사이언스 브런치]

    뇌 절반 없앤 생쥐에 사람의 미니 뇌 이식했더니…[사이언스 브런치]

    성인 인간의 뇌는 약 1.4㎏으로 체중의 2%에 불과하지만 섭취하는 에너지의 약 20%를 소모한다. 약 860억개의 신경세포가 시냅스를 통해 100조개 이상의 방대한 연결망을 형성하고 새로운 것을 배우거나 경험할 때마다 신경세포 간 연결이 새로 생성되거나 물리적으로 강화되는 신경가소성까지 갖추고 있다. 그래서 인간의 뇌는 우주에서 가장 복잡한 구조물로 불리기도 한다. 이런 작은 ‘소우주’인 사람의 뇌를 직접 실험할 수가 없기 때문에 인간과 생물학적으로 비슷해 뇌를 자유자재로 조작하고 관찰하기도 쉬운 생쥐로 실험하는 경우가 많다. 미국 스탠퍼드대 정신의학·행동과학과, 생명공학과, 심리학과, 의대 신경외과, 병리학과, 스탠퍼드 신경과학 연구소 및 바이오-X, 스페인 바스크 인지·뇌·언어 연구센터, 바스크 과학 재단 공동 연구팀은 뇌의 절반 이상이 제거된 생쥐에게 인간 세포로 키운 3차원 뇌 유사 조직 ‘뇌 오가노이드’를 이식하자 대뇌 피질의 90% 이상이 인간 뇌 세포로 채워지는 것을 확인했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 9월 17일 자에 실렸다. 인간 뇌 발달 연구는 살아 있는 사람의 뇌 조직에 직접 접근하기 어렵다는 근본적 한계가 있다. 그래서 줄기세포를 이용한 뇌 오가노이드를 생쥐에 이식함으로써 인간 신경세포가 실제 생체 안에서 어떻게 작동하는지 탐구할 수 있고 관련 질환과 잠재적 치료법을 연구할 수 있다. 문제는 머리뼈 안 공간이 작고 숙주인 생쥐의 뇌 신경세포가 이식된 인간 뇌 세포에 대해 면역 반응을 일으킬 수 있다는 점이다. 이런 상황에서 연구팀은 발생 초기에 대뇌피질을 이루는 세포만 골라서 제거해 신피질과 해마가 대부분 사라지고 인간 세포를 이식했을 때도 거부 반응 없이 자랄 수 있는 면역결핍·대뇌피질 결손 생쥐 29마리를 만들었다. 이 생쥐들의 뇌는 일반 생쥐 뇌의 절반 이하 수준이었다. 생후 5~17일 된 면역결핍·대뇌피질 결손 생쥐에게 인간 유도만능줄기세포로 30~60일 키운 인간 대뇌피질 오가노이드를 이식했다. 이후 자기공명영상(MRI), 단일핵 RNA 시퀀싱, 칼슘 이미징, 공간전사체 분석으로 이식 조직 전체의 신경 활동을 측정했다. 또 인공지능 기반 자발 행동 분석, 보행 분석, Y자 미로 작업기억 과제, 공포 조건화, 사회성 및 감각 검사도 실시했다. 그 결과, 이식 조직은 29마리 중 86.2%에서 살아남았고 이식 3개월 뒤에는 생쥐 대뇌피질 조직의 91.9%를 인간 뇌 조직이 차지한 것이 확인됐다. 생쥐 뇌 곳곳에 연결됐고 척수까지 신경 돌기를 뻗었고 이식 조직에서는 임신 2분기 후반 태아 수준의 다양한 피질 세포가 나타났다. 특히 기존 이식법보다 ‘5층 투사 신경세포’가 3배 이상 많았고 ‘폰 에코노모 신경세포’와 유사한 세포도 발견됐다. 행동 검사에서 이식된 뇌 세포는 Y자 미로 작업기억 과제를 상당한 수준으로 수행했지만 공포 조건화 학습 능력은 떨어지는 것으로 확인됐다. 조직에 산소가 충분히 공급되지 않는 저산소 손상 뒤 일반 생쥐와 달리 이식 생쥐는 걸음걸이가 달라지는 현상이 관찰됐다. 연구를 이끈 세르지우 파슈카 스탠퍼드대 교수는 “소두증이나 발달 초기의 심각한 허혈성 손상에 대한 치료 방법 및 치료제 개발에도 도움이 될 것으로 기대한다”고 설명했다.
  • 모든 길은 로마로 통한다고? 30만㎞ 전수조사했더니 진짜 길목은 딴 곳[사이언스 브런치]

    모든 길은 로마로 통한다고? 30만㎞ 전수조사했더니 진짜 길목은 딴 곳[사이언스 브런치]

    12세기 프랑스 신학자이자 시인인 알랭 드 릴은 저서 ‘비유의 책’에서 “모든 길은 로마로 통한다”라는 말을 남겼다. 정확한 라틴어 원문은 “천 개의 길이 사람들을 영원히 로마로 이끈다”(Mille viae ducunt homines per saecula Romam)였다. 로마 초대 황제 아우구스투스가 로마 중심인 포로 로마노에 ‘밀리아리움 아우레움’이라는 기념비를 세우고 제국의 모든 길이 이곳에서 뻗어나가도록 설계했다는 사실에서 비롯된 것이다. 그런데 정말로 모든 길이 로마로 통했을까. 덴마크 아르후스대 역사·고전학과, 아르후스 사회 회복력 연구소, 도시 네트워크 진화연구센터, 인문 컴퓨팅 연구센터, 스페인 바르셀로나 자치대 고고학과, 영국 런던 퀸 메리대 물리·화학과, 밀라 이 폰타날스 인문학 및 과학 연구소, 프랑스 보르도-몽테뉴대, 네덜란드 라이덴대 고고학부 공동 연구팀은 고대 로마제국 전역에 깔린 도로 29만 9171㎞ 전체를 계량 분석한 결과 로마의 길이 일관되게 곧지 않았으며 육상 이동의 실제 길목은 로마가 아니었다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9월 16일 자에 실렸다. 고대 로마 제국은 ‘오현제’ 중 한 명이었던 트라야뉴스 황제가 사망하기 직전인 117년에 약 550만㎢에 이르는 최대 영토를 확보했다. 제국 곳곳을 잇는 도로망은 많은 연구자들의 관심의 대상이었지만 제국 전역의 구조를 정밀하게 계량화한 연구는 없었다. 연구팀은 자신들이 구축한 로마 가도 디지털 지도 ‘이티네르-에’를 1㎞ 단위로 40만 7800개 구간으로 잘라 경사도, 지형위치지수(TPI), 방위, 굴곡도를 계산하고 현대 포장도로 자료와 비교했다. 굴곡도는 실제 도로 길이를 양 끝점 직선거리로 나눈 값으로 1에 가까울수록 곧게 뻗어 있다는 의미다. 로마 가도의 굴곡도는 평균 1.048, 중앙값 1.0045를 기록했지만 현대 주요 도로의 1.024, 1.0026과 비교했을 때는 굴곡이 많았다. 서유럽, 포강 유역, 북아프리카 같은 저지대에서는 곧았고 산악지대와 동남유럽에서는 그렇지 않았다. 최대한 직선을 선호했지만 제국 전체로 보면 로마 가도가 직선이었다는 통념은 정확하지 않다는 것이다. 또 전체 도로의 90.57%에 해당하는 27만 955㎞는 최대 경사 9.09 수준으로 수레와 짐마차가 다닐 수 있는 범위였다. 또 유럽 최고봉 지대인 알프스 도로의 평균 경사가 2.68도로 피레네 3.14도, 타우루스 3.33도보다 오히려 완만했는데 이는 이탈리아와 유럽 각국을 잇기 위해 대규모 토목 공사가 동원됐기 때문으로 분석됐다. 또 연구팀은 도로를 1만 516개 노드, 1만 4901개 구간의 네트워크로 바꿔 이동 시간 기준 매개 중심성을 계산했다. 매개 중심성은 모든 지점 사이의 최단 경로를 그렸을 때 그 길을 지나가는 횟수, 다시 말하면 사람이 많이 사는 곳이 아니라 남들이 반드시 거쳐 가는 길목을 찾아내는 지표로 끊기면 전체가 마비된다는 뜻이다. 분석 결과 육상 이동의 대동맥은 지중해 연안도로인 것으로 나타났다. ‘모든 길은 로마로 통한다’는 말과 달리 안티오카, 앙카라, 비잔티움(이스탄불), 코린토스가 로마보다 중개지로 유리한 것으로 확인됐다. 로마는 이탈리아 내에서도 매개 중심성이 가장 높은 도로 위에 있지는 않았다. 물론 이번 분석은 육로만 다뤘고 장거리 이동을 담당한 하천길, 바닷길을 포함하면 로마의 중심성은 높아진다고 연구팀은 설명했다. 45개 속주 수도 중 24곳은 제국 전체 매개 중심성 상위 20%에 들었다. 간선도로가 지선도로보다 전략적으로 중요했다는 오랜 가정도 처음 수치로 확인됐다. 간선과 지선이 함께 있는 43개 속주 중 40곳에서 간선도로의 매개 중심성이 더 높았다. 속주별 도로망은 나일강·도나우강처럼 하천을 따라 늘어선 선형, 니시나 아우크스부르크처럼 한 거점에 모이는 중앙집중형, 갈리아처럼 여러 축이 퍼진 분산형으로 갈렸다. 중앙집중형은 교역과 군 보급을 통제하기 쉽지만 봉쇄나 표적 공격에 취약했던 것으로 분석됐다. 로마 가도와 현대 주요 도로 위치의 상관계수는 0.46으로 중간 수준이었고 현대 인구밀도와의 상관은 0.17에 그쳤다. 버밍엄·브뤼셀·파리·마드리드처럼 작은 취락이 대도시로 성장한 곳에서 도로 밀도 증가가 가장 컸지만 로마 시대 도시화가 앞섰던 그리스·소아시아·북아프리카는 오히려 줄었다. 이베리아반도의 변화는 근대 이후 마드리드 중심의 중앙집권화와 이집트의 변화는 하천 운송에 의존하던 나일 계곡이 차량 운송으로 재편된 과정과 관련이 있다는 분석을 내놨다. 연구를 이끈 톰 브뤼그만스 덴마크 아르후스대 교수는 “이번 연구는 사람과 물자, 사상, 질병이 제국을 가로질러 어떻게 퍼졌는지 규명할 정량적 토대를 마련했다는 데 의미가 크다”고 설명했다.
  • 자라도 뼈 생김새가 거의 안 변한 공룡 있다고? [사이언스 브런치]

    자라도 뼈 생김새가 거의 안 변한 공룡 있다고? [사이언스 브런치]

    ‘트로오돈 포르모수스’(Troodon formosus)는 중생대 백악기 후기 북미 지역에서 살았던 사람 키 크기의 수각류 공룡이다. 알을 품고 새끼를 돌본 증거가 가장 잘 남은 공룡 중 하나이자 이름의 정당성을 놓고 170년째 다투고 있는 공룡이기도 하다. 시작은 지금으로부터 170년 전인 1865년 이빨 화석 한 점을 근거로 도마뱀류로 분류되고 이름이 지어지면서부터다. 문제는 이빨이 트로오돈을 다른 공룡과 구별해주지 못한다는 점이다. 이 때문에 2011년부터 여러 연구에서 이름을 새로 지어야 한다는 주장이 나왔다. 이런 상황에서 미국 몬태나 주립대 지구과학과, 노스캐롤라이나 주립대 생명과학과, 노스캐롤라이나 자연사박물관 공동 연구팀은 알 속 배아부터 다 자란 성체까지 다섯 세트의 화석을 통째로 분석해 이빨을 대신해 골반뼈, 뒷다리뼈 등 새로운 기준 표본의 해부학적 근거를 내놨다고 13일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 9월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 몬태나 주립대 부설 로키스박물관이 소장한 다섯 세트 표본을 분석했다. 대퇴골 길이를 기준으로 33.8㎜인 알 속 배아, 126㎜인 생후 1년 미만 새끼, 한 살짜리 새끼, 여러 개체가 함께 묻힌 뼈층 ‘잭스 버스데이 사이트’, 알 무더기와 함께 발견된 320㎜의 성체다. 뼈조직학상 큰 개체들은 3~18세로 추정되며 지층 연대는 백악기 후기에 해당하는 7699만~7478만 년 전이다. 연구팀 분석 결과 가장 눈에 띄는 것은 성장에 따른 변화가 적었다는 점이다. 허벅지 뼈인 대퇴골 윗부분에 돌출돼 있는 두 개의 큰 돌기인 대전자, 소전자와 발가락뼈의 신근 같은 주요 구조는 배아 화석에서도 발견됐고 성체가 될 때까지 사라지거나 새로 생기지 않았다. 달라진 것은 비율로, 대퇴골 대 경골 길이 비율은 어린 개체 0.72에서 성체 0.89로 커졌고 뼈 표면은 다공성 질감에서 매끈한 질감으로 바뀐다. 이런 변화는 개체마다 제각각이 아니라 일정한 성장 단계에서 공통적으로 나타난다는 점에서 트로오돈 성장이 환경에 크게 변하지 않는 정해진 궤도를 따른다는 것을 보여준다. 이런 불변성은 다른 공룡의 신분을 가리는 잣대가 된다. 화석 연구에서는 크기가 다른 뼈가 나오면 두 종인지, 한 종의 새끼와 성체인지 가려내기가 쉽지 않다. 아시아에서는 같은 지층에서 트로오돈과 다른 공룡 여러 종이 발견될 때마다 “한 종의 성장 단계일 뿐”이라는 의심을 받았다. 연구팀은 다른 공룡에서는 트로오돈과 달리 극단적인 비율의 변화가 발생한다고 밝혔다. 그래서 별개 종으로 구분할 수 있게 되는 것이다. 중국 네이멍구에서 나온 린헤베나토르와 필로베나토르가 대표적이다. 연구팀은 필로베나토르가 린헤베나토르의 새끼이려면 자라는 동안 대퇴골 대비 발허리뼈 길이가 급격히 줄어들어야 하는데 트로오돈에서는 그런 극단적 변화가 없었던 만큼 별개 종으로 보는 편이 타당하다고 밝혔다. 다 자란 뒤에도 몸집은 제각각이었다. 뼈층에서 나온 정강이뼈 하나는 성체 표본보다 20%가량 길었다. 발 부위 병변도 두드러져 발허리뼈 3점, 발가락뼈 5점에서 병리 소견이 확인됐다. 성체급 표본만 놓고 보면 부위별 20~30%에 이른다. 트로오돈처럼 낫 발톱을 가진 드로마이오사우루스류에서도 드문 현상이어서 발을 쓰는 방식이 달랐다고 해석할 수 있다. 연구팀 관계자는 “생물의 학명은 실물 표본 하나에 묶여 있어야 하기 때문에 트로오돈의 이름을 짓게 된 것은 1856년의 이빨인데 이것만으로 트로오돈과 공룡이라는 사실까지만 알 수 있다”며 “이번 연구로 새로운 부분을 발견한 만큼 학명이 바뀌어야 할 것”이라고 설명했다.
  • 화성에서 집짓기의 비밀 재료…젤리와 맥주 효모? [사이언스 브런치]

    화성에서 집짓기의 비밀 재료…젤리와 맥주 효모? [사이언스 브런치]

    스페이스X의 일론 머스크가 호기롭게 2030년대에 화성에 정착민을 보내겠다고 했으나 최근에는 달 기지 건설로 우선순위를 바꿨다는 소식이 들려온다. 지구와 전혀 다른 환경에 거주공간을 짓는다는 것은 쉽지 않은 일이다. 음지와 양지의 엄청난 온도차, 보호막 없이 지표면으로 쏟아져 내리는 우주방사선에 진공에 가까운 대기까지 아무리 단순한 집을 짓는다고 하더라도 수많은 건축 자재를 우주 공간에 몇 달씩 실어 날라야 공사가 가능하다. 그래서 화성이나 달 등 우주에서 구할 수 있는 재료로 건축 자재를 생산하는 방법도 고려되고 있다. 홍콩 과학기술대 토목·환경공학과, 화학생물공학과, 홍콩 폴리테크닉대 건축·부동산학과 공동 연구팀은 화성의 토양과 암석에 지구에서 가져간 젤라틴과 효모를 배합해 3D 프린팅해 집을 짓는 방법을 제시했다. 암석과 효모, 젤라틴을 섞어 만든 반죽이 굳으면 저강도 콘크리트에 맞먹는 단단함을 갖게 되고 필요할 경우 다시 부수어 재활용하고 효모를 새로 배양해 다음 건축에 쓸 수 있다는 장점이 있다. 이 연구 결과는 순환경제형 화학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘켐 서큘래리티’(Chem Circularity) 9월 11일 자에 실렸다. 지구 밖에 도시를 건설하려는 기존 아이디어들은 화성 암석이나 달 먼지를 고온으로 녹여 벽돌과 들보로 만드는 방식이다. 이런 방식은 막대한 에너지가 사용된다. 연구팀은 동결건조 과일이 생과일일 때보다 더 단단해진다는 것에서 아이디어를 얻었다. 화성의 극도로 낮은 온도와 기압은 과일을 동결건조할 때와 비슷한 조건이라고 연구팀은 설명했다. 3D 프린팅이 가능한 재료를 만들기 위해서는 모래와 접착제 역할을 하는 소재의 적절한 배합이 필요하다. 연구팀은 젤라틴과 특수하게 조작된 효모로 접착제를 만들었다. 홍합이 바위에 달라붙을 때 쓰는 단백질을 비롯해 접착력이 강한 단백질을 효모 표면에 입혔다. 젤라틴이 재료를 하나로 엮어 주는 동시에 세포가 자랄 수 있는 환경을 만들고 모래는 무게와 구조를 담당하게 된다. 연구팀은 이 재료를 화성 환경을 재현한 조건에서 시험했다. 혼합물이 프린터 노즐을 통과해 나오는 순간 극한의 저온과 저기압이 동결건조시키는 것이다. 수분은 얼어붙었다가 액체 단계를 거치지 않고 곧바로 수증기로 날아가 미세한 구멍을 남기게 되는데 이렇게 만들어지는 것은 가볍고 구멍이 많으면서도 단단한 발포제에 가까운 형태의 물질이다. 연구팀이 프린팅에 성공한 구조물은 높이 4.5㎝, 폭 3㎝ 크기의 와인 병마개 크기의 작은 돔이다. 그렇지만 재료의 압축강도가 10~12㎫(메가파스칼)로 저강도 콘크리트 수준으로 단단하다. 연구를 이끈 지센 추 홍콩 과기대 교수는 “이론적으로는 이번에 개발한 재료는 화성보다 중력이 세 배 강한 지구에서도 1~2층 건물을 지을 수 있을 만큼 충분히 단단하기 때문에 화성에서 건물 짓기는 더 쉬울 것”이라며 “이번 기술로 건축 재료 양을 줄일 수 있다고 하더라도 여전히 지구에서 가져가야 하는 재료가 많기 때문에 핵심은 수백 톤의 화물을 우주로 실어나를 수 있는 로켓 기술의 발전”이라고 설명했다.
  • 코끼리도 행동하기 전에 생각을 한다 [사이언스 브런치]

    코끼리도 행동하기 전에 생각을 한다 [사이언스 브런치]

    실수가 잦은 사람, 행동이 앞서서 일을 망치는 사람들을 보면 “생각을 좀 해보라고”라며 불평 아닌 조언을 할 때가 있다. 행동하기 전에 생각을 하고 본능이나 충동을 참고 합리적인 결정을 내리는 것은 인간만이 할 수 있다고 생각하는 경우가 많다. 그렇지만 미국 뉴욕시립대 심리학과, 세인트 자비어대 심리학과, 태국 골든 트라이앵글 아시아 코끼리 재단, 왈라일락대 수의과학대, 국립 코끼리 연구소 공동 연구팀은 아시아 코끼리들도 순간적인 충동을 억누르고 더 합리적인 행동을 선택하는 경우가 많다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 9월 10일 자에 실렸다. 억제 조절이란 충동이나 눈앞의 이익을 참고 더 합리적인 행동을 골라 실행하는 능력이다. 과거에는 사람만 갖고 있는 것으로 알려졌지만 최근 들어 조류나 인간 이외 포유류에게서도 의사결정과 인지적 유연성을 뒷받침하는 핵심 요소라는 사실이 밝혀지고 있다. 동물들의 억제 조절 능력은 우회 과제라는 실험으로 확인한다. 먹이가 눈에 보이는 직선 경로를 막아 놓고 먹이를 얻기 위해서는 빙 둘러 가는 간접 경로를 택하는 상황을 만들어 어느 쪽을 선택하는지 보는 것이다. 연구팀은 태국 국립 코끼리 연구소에서 아시아 코끼리 암수 16마리를 대상으로 실험했다. 코끼리 앞에 가로, 세로, 높이 각각 40㎝의 불투명한 상자와 투명한 상자를 준비했다. 5개 면 각각에는 작은 구멍을 여러 개 뚫고 뒷면만 큰 구멍을 뚫어 코를 집어넣어 물건을 꺼낼 수 있도록 했다. 연구팀은 우선 불투명 상자를 이용해 뒷면에 들어가면 먹이를 꺼낼 수 있다는 사실을 학습시켰다. 그다음 투명 상자 안에 파인애플, 사과, 바나나를 넣어놓고 코끼리가 상자를 건드린 순간부터 코로 과일을 꺼낼 때까지 걸린 시간을 측정했다. 그 결과, 코끼리들은 곧장 먹이 쪽으로 코를 뻗어 과일을 꺼내고 싶은 유혹을 참고 크게 뚫려 있는 뒤쪽에서 과일을 꺼냈다. 연구팀은 상자를 회전시켜 크게 구멍이 뚫린 쪽의 위치를 바꿨다. 코끼리들은 처음에는 원래 구멍이 있던 뒤쪽으로 코를 뻗었지만 막혀 있음을 파악하고 곧바로 자기 행동을 수정했다. 재미있는 것은 이런 행동 수정 속도는 나이가 많은 코끼리일수록 느렸다. 이에 대해 연구팀은 노화로 인한 인지 기능 저하가 원인일 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 조슈아 플로트닉 미국 뉴욕시립대 교수는 “이번 연구는 코끼리들도 충동적이지만 소용없는 행동을 참고 효과적인 행동을 택할 수 있으며 심지어 이전까지 잘 통하던 방식을 바꿔야 하는 상황에서도 생각해 유연하게 대처할 수 있다는 점을 보여준다”며 “이런 억제 조절 및 사고 능력이 코끼리의 문제 해결 능력과 사회적 상호작용 능력을 떠받치는 핵심 요소일 수 있을 것으로 본다”고 설명했다.
  • 사춘기, 임신기, 갱년기…여성 뇌 3번 변한다 [사이언스 브런치]

    사춘기, 임신기, 갱년기…여성 뇌 3번 변한다 [사이언스 브런치]

    사춘기와 임신, 폐경은 여성의 생애에 걸쳐 나타나는 세 번의 주요 호르몬 전환기로 뇌에 상당한 영향을 미친다. 그러나 이 세 단계가 공통된 메커니즘을 따르는지 아니면 각기 다른 방식으로 뇌를 바꾸는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 사춘기와 임신기의 뇌 변화를 다룬 연구는 축적돼 왔지만 폐경기, 갱년기와 관련된 종단 연구는 지금까지 세계적으로 한 편에 그쳤고 그마저 해마 한 부위에 국한돼 있었다. 네덜란드 암스테르담대 의료센터(UMC) 정신의학과, 라이덴대 뇌·인지 연구소와 심리학 연구소, 로테르담 에라스무스대 사회·행동과학부 공동 연구팀은 구조적 자기공명영상(sMRI)으로 세 전환기의 뇌를 동일한 방법으로 분석한 결과, 폐경기 여성의 뇌 변화가 사춘기·임신기와 극명한 대조를 보인다고 밝혔다. 이 연구 결과는 자연과학 전 분야를 다루는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 서로 다른 세 집단, 모두 1095명의 뇌를 각각 두 차례씩 촬영해 비교했다. 한 여성을 사춘기부터 폐경까지 따라간 것이 아니라, 각 시기에 해당하는 별개의 집단을 같은 잣대로 나란히 잰 방식이다. 사춘기와 임신 집단은 네덜란드 라이덴대에서, 폐경 집단은 영국 UK 바이오뱅크에서 자료를 얻었다. 이번 연구의 핵심은 대조군 설계에 있다. 여기에 같은 기간 아무 일도 겪지 않은 대조군 108명, 40명, 723명을 붙였다. 나이가 같은 대조군을 통해 뇌 변화가 그 사건 때문인지 아니면 그저 나이를 먹었기 때문인지 갈라낼 수 있게 한 것이다. 그 결과 초경과 임신을 겪은 여성은 같은 기간 그 일을 겪지 않은 또래보다 대뇌 회백질이 뚜렷하게 줄었다. 대조군은 같은 기간 유의미한 변화가 없었다. 첫 아이든 둘째든 감소 폭에는 차이가 없었다. 주목할 부분은 사춘기와 임신이 닮은 곳과 갈리는 곳이 함께 나타났다는 점이다. 전전두엽·두정엽·측두 연합피질 등 고차 인지를 담당하는 영역에서는 두 시기의 감소 폭이 서로 다르지 않았다. 반면 감각운동 영역과 대상피질에서는 사춘기가 임신보다, 임신이 폐경보다 크게 줄어드는 뚜렷한 위계가 나타났다. 섬엽 일부에서는 사춘기에서만 나타나는 독자적인 변화 궤적이 확인됐다. 대뇌피질 74개 영역 가운데 절반 이상에서 사춘기와 임신은 서로 다른 양상을 보였다. 폐경은 정반대였다. 두 차례 촬영에서 모두 폐경 전이었던 여성과 모두 폐경 후였던 여성은 회백질이 꾸준히 줄어든 반면 그 사이에 폐경을 지난 여성은 감소가 멈춘 것처럼 나타났다. 연구팀은 이를 두고 세 전환기가 호르몬 변화에 대한 단일하고 획일적인 반응이 아니라 각기 다른 패턴의 뇌 구조 변화와 연관돼 있다고 해석했다. 호르몬이 급증하는 사춘기·임신에서는 회백질 감소가 가속되고, 호르몬이 급감하는 폐경에서는 노화에 따른 감소가 오히려 둔화되는 방향이라는 것이다. 회백질이 줄었다는 것이 뇌가 손상됐다는 뜻은 아니다. 신경과학계에서는 사춘기의 회백질 감소를 쓰지 않는 신경 연결을 정리해 회로를 효율화하는 ‘시냅스 가지치기’ 과정으로 이해해 왔다. 이번 연구에서 임신기 변화가 집중된 곳도 설전부와 상측두구 등 사회적 인지를 담당하는 영역이었다. 연구팀은 이런 변화가 모성 양육 행동과 아이와 애착을 뒷받침하는 적응적 리모델링일 수 있다고 밝혔다. 폐경기 여성이 흔히 ‘브레인 포그’와 인지 저하를 호소하고 알츠하이머병 환자의 3분의 2가 여성이라는 점 때문에 폐경은 오랫동안 뇌가 나빠지는 시기로 인식돼 왔다. 연구팀은 이번 연구에서 적어도 대뇌피질 부피라는 지표에서는 폐경 전환기가 위축이 가속되는 시기로 보이지 않는다는 결과를 제시했다. 다만 연구팀은 구조 영상만으로는 이것이 가소성이 높아진 것인지 단순히 노화가 늦춰진 것인지 판단할 수 없으며, 그것이 기회인지 취약성인지도 알 수 없다고 선을 그었다. 연구를 이끈 소피 반트호프 네덜란드 UMC 박사는 “여성은 전 세계 인구의 절반을 차지하지만 신경과학 연구에서 여전히 크게 과소대표돼 있다”며 “여성만을 대상으로 한 연구는 전체의 2~6%에 불과하고 성별을 분석 변수로 다룬 연구는 5%에 못 미치는 만큼 세 전환기의 뇌 변화를 하나의 동일한 분석 틀에 놓고 비교했다는 점에서 이번 연구 의미가 크다”고 설명했다.
  • 온 국민 울린 ‘피터팬 아빠’ 전경철 작가 별세…“아들, 희미하게 날 기억하길”

    온 국민 울린 ‘피터팬 아빠’ 전경철 작가 별세…“아들, 희미하게 날 기억하길”

    시한부 암 진단을 받고 중증 자폐장애를 가진 아들의 앞날을 위해 고군분투한 ‘피터팬 아빠’ 전경철(63) 작가가 작고했다. 정유진 발달장애지원전문가포럼 대표는 6일 페이스북에 “2026년 9월 5일 토요일 밤 7시 56분 전경철 ‘피터팬 아빠’가 먼 길을 떠났습니다”라고 전했다. 이어 “장례는 평소의 뜻에 따라 무빈소 장례로 치르기로 하였습니다. 현재는 병원에 안치되어 있으며 빈소는 별도로 설치되지 않습니다”라며 “삼가 고인의 명복을 빕니다”라고 밝혔다. 고인은 현재 27세 청년이지만 정신연령은 2~3세 수준인 중증 자폐를 앓는 아들을 20여년간 홀로 키웠다. 그는 아들을 동화 속에서 영원히 자라지 않는 아이인 ‘피터팬’에 비유했다. 그는 자신의 치료보다 아들이 홀로 살아갈 앞날을 걱정해 1년 넘게 전국의 장애인 돌봄시설 1000여곳의 문을 두드렸다. 아들이 안정적으로 살아갈 보금자리를 찾기 위해서였다. 지난달 tvN ‘유 퀴즈 온 더 블록’에 출연했을 때 고인은 “시한부 암 진단을 받았을 때 일종의 해방감을 느꼈다”면서 항암치료를 거부했다고 밝혔다. 그러나 곧 ‘내가 죽으면 이 아이는 어디서 살지’라고 걱정했고, 전국의 장애인 거주시설을 1000여곳 가까이 알아봤으나 대부분 거절당했다고 밝혔다. 아들과 같은 조건의 중증 장애인을 장기간 받아줄 수 있는 시설이 턱없이 부족한지 깨닫게 되는 계기였다. 그는 의사에게 다시 돌아가 “내가 잘못 생각했다. 조금만 더 살려달라”며 항암치료를 받겠다고 했다. 아들이 혼자 살아갈 기반을 마련할 시간을 벌기 위해서였다. 간신히 체험 입소를 받아준 곳에서도 입소 불가 결정 통보를 받고 난 뒤 진정서를 행정기관에 제출하고, 사연을 알리려 동분서주했다. 그 결과 지난 3월 MBC ‘실화탐사대’를 통해 사연이 알려졌고, 시민들의 응원과 후원이 이어졌다. 고인이 브런치에 연재한 회고록 ‘안녕, 피터팬’에도 수많은 응원과 후원금이 모였고, 회고록은 책으로 출간됐다. 덕분에 아들의 거처도 마침내 마련돼 현재 24시간 돌봄을 받을 수 있는 시설에서 지내며 아버지와 떨어진 생활에 적응하고 있었다. 방송에서 그는 아들을 향해 “아빠라는 존재를 잊고 행복하게 살라고 말하고 싶지만, 솔직히 완전히 잊히기는 원치 않는다”면서 “나를 따뜻하게, 아들을 바라봐 주던 늙은 남자가 있었다 정도의 희미한 그리움으로 기억되길 바란다”는 마지막 바람을 남겼다. 고인은 저서 인세와 관련 수익을 피터팬 재단 설립 기금으로 기부해 24시간 돌봄 공동체 설립을 추진했다. 아들뿐 아니라 중증 발달장애 자녀를 둔 부모들이 자녀의 앞날을 걱정하며 세상을 떠나지 않아도 되는 공간을 만들기로 했다. 이름은 ‘네버랜드’다. 그는 ‘유퀴즈’에서 “저와 제 아들만큼, 그보다 더 힘든 사람들이 많다”며 “저처럼 힘들지는 않았으면 하는 마음”이라고 말했다.
  • “미국엔 치타가 없었다”…3만 년 전 DNA가 밝힌 정체 [사이언스 브런치]

    “미국엔 치타가 없었다”…3만 년 전 DNA가 밝힌 정체 [사이언스 브런치]

    과학기술의 발달로 과거 고생물학 연구의 결과가 바뀌는 경우가 많다. 과거 북미지역에 서식했다가 멸종한 ‘미국 치타’에 대해 수십 년 동안 이어져 왔던 통념이 새로운 연구에 의해 뒤집혔다. 미국 산타크루즈 캘리포니아대(UCSC) 생태·진화생물학과, 알래스카대 물·환경 연구센터, 해양생물학과, 디모인대 해부학과, 콜로설 바이오사이언스, 캐나다 유콘 고생물학 프로그램 공동 연구팀은 화석 핵 고유전체와 안정동위원소를 분석한 결과 미국 치타는 진짜 치타가 아니라 퓨마의 친척이며 물고기를 잡아먹기도 했다고 6일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 9월 4일 자에 실렸다. 미국 치타는 플라이스토세(약 258만~1만 1700년 전)에 날씬한 몸통과 긴 앞다리로 북아메리카 초원에서 서식했던 육식 동물로 알려졌다. 성체의 몸무게는 평균 68㎏ 안팎이며 어깨 높이는 90㎝, 코끝에서 꼬리 끝까지 길이는 약 2.4m로 추정된다. 최근까지 이어진 많은 연구에서 이 동물은 땅 위에서 먹잇감을 뒤쫓는 추격 사냥과 강한 앞다리로 먹이를 붙잡는 사냥을 모두 해낼 수 있는 다재다능한 포식자라고 밝혀졌다. 지난 수십 년 동안 미국 치타는 북미 고생태학 단골 소재로, 특히 아메리카 가지뿔영양(프롱혼)이 왜 빠른지를 설명하는 진화적 이유로 자주 인용됐다. 이른바 ‘과거 포식자의 유령’ 가설로 가지뿔영양의 달리기 속도는 치타처럼 고속으로 추적하는 사냥꾼에 맞서 함께 진화해 온 방어 수단이라는 설명이다. 실제로 가지뿔영양의 최고 속도는 시속 97~99㎞로 치타 다음으로 빠르지만 치타가 단거리 선수라면 가지뿔영양은 최고 속도로 오랫동안 달릴 수 있다는 측면에서 지구상 가장 빠른 동물이라고 해도 과언이 아니다. 연구팀은 2만 3000년~3만 1000년 전 미국 치타의 화석에서 확보한 유전체 데이터를 해독해 후기 플라이스토세의 극한 환경에서 번성할 수 있게 해준 구체적 유전적 설계도를 조사했다. 그 결과 미국 치타는 치타가 아니라 현생 퓨마의 자매종이며 약 260만 년 전 퓨마 계통에서 갈라져 나왔다는 것을 확인했다. 서식 범위도 그동안 알려졌던 것보다 위도로 20도나 더 북쪽까지 뻗어 있었다. 미국 와이오밍주나 플로리다주 같은 남부 지역에 서식한 개체군은 온대 초원에서 이것저것 가리지 않고 사냥하는 일반적 포식자로 살았던 반면 북극권 유콘에 살던 같은 종의 개체들은 연어처럼 바다와 강을 오가는 소하성 어류를 주로 잡아먹는 3차 소비자로 독특한 생태적 지위를 가진 것으로 나타났다. 또 치타처럼 날씬한 몸매는 수렴 진화 때문으로 확인됐다. 수렴 진화는 서로 가깝지 않은 두 종이 비슷한 환경에서 살아남기 위해 비슷한 형질을 각각 진화시키는 현상이다. 연구팀은 겉모습만 보고 멸종한 종에 이름을 붙이는 일은 위험하다고 지적했다. 미국 치타라는 이름 때문에 치타와 가까운 혈연 관계라는 인상을 주고 치타와 같은 사냥 방식을 공유했다는 인상을 주지만 지금까지 확보한 데이터는 그 어느 쪽도 뒷받침하지 않고 있다. 이번 연구에서 분석한 모든 고양잇과 계통은 신맛 수용체를 만드는 유전자 기능을 잃은 상태라는 것을 확인했다. 모든 고양이가 단맛을 느끼지 못한다는 사실은 이미 잘 알려져 있지만 고양잇과에서 신맛 인지에 관여하는 유전자가 불활성화된 사례가 확인된 것은 이번이 처음이다. 연구를 이끈 베스 서피로 UCSC 교수(고유전체학)는 “이 육식동물은 북극에서 미국 본토 48개 주에 이르기까지 어마어마하게 넓은 서식 범위를 갖고 있었다”라며 “멸종은 갑작스러운 것이 아니라 느리게 진행됐는데 가장 큰 이유는 기후변화로 적응하지 못했기 때문일 것”이라고 말했다.
  • 배란기 여성, ‘큰 로고’ 명품에 더 끌린다? 알고 보니 [사이언스 브런치]

    배란기 여성, ‘큰 로고’ 명품에 더 끌린다? 알고 보니 [사이언스 브런치]

    남에게 보여주기 위해 값비싼 물건을 사는 이른바 ‘과시적 소비’는 미국 경제학자 소스타인 베블런이 저서 ‘유한계급론’에서 처음 제시한 뒤 사회학자와 경제·경영학자, 심리학자들 연구 대상이 됐다. 짝짓기 동기와 과시적 소비를 연결한 연구는 대부분 남성을 대상으로 했고 여성의 명품 소비는 지위 추구나 동성 간 경쟁으로 설명하는 데 그쳤다. 그 배경에 어떤 생물학적 조건이 작동하는지에 대해서는 상대적으로 덜 다뤄졌다. 전북대, 미국 럿거스대 경영대학원, 플로리다 뉴베리 스키마 행동과학 연구소, 오네온타 뉴욕주립대(SUNY Oneonta) 경제경영학부, 미네소타대 경영대학원 공동 연구팀은 가임 능력과 관련된 호르몬 변화가 여성이 눈에 잘 띄는 명품 소비 경향을 높인다고 밝혔다. 이는 남성의 시선을 끌기 위한 행동일 가능성이 있다고 설명했다. 전북대 경영학과 김애경 교수가 제1저자 및 교신저자로 참여한 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스원’ 9월 3일 자에 실렸다. 전 세계적으로 소비자들은 해마다 수십억 달러를 명품 의류, 액세서리, 보석, 고급 자동차 같은 제품 구입에 쓴다. 대체로 자기를 과시하기 위해서다. 명품과 관련 서비스 지출 절반 가까이는 여성이 차지하는데 자신의 사회적 지위를 알리려는 동기가 일부 작용한다고 알려져 있다. 연구팀은 이런 지위 추구와는 별개로 에스트로겐 수치가 올라가고 임신 가능성이 높아지는 배란기 무렵에 여성이 짝을 끌어들이기 위해 눈에 띄는 명품 소비에 나서는지 주목했다. 이에 연구팀은 배란기에 가까운 여성일수록 명품을 선호하고 다른 사람 눈에 잘 띄는 큰 로고가 박힌 옷을 입는 식으로 명품을 과시적으로 드러낼 가능성이 크다고 가정했다. 연구팀은 호르몬 피임약을 복용하지 않는 여대생 70명(평균 22.6세)을 대상으로 핸드백과 구두에 구찌, 샤넬, 루이비통 같은 명품 브랜드 로고를 연필로 직접 그리게 한 뒤 캘리퍼로 가로, 세로 크기를 측정해 면적을 계산하게 했다. 그 결과 참가자들은 가임력이 낮은 시기보다 배란기에 가까울 때 로고를 더 크게 그렸다. 이에 대해 연구팀은 이성의 눈에 띄기 위해 과시적 명품을 선호하는 것으로 해석할 수 있다고 설명했다. 두 번째 연구에서는 역시 호르몬 피임약을 복용하지 않은 여성 332명을 대상으로 설문해 배란 예정일을 추정한 뒤 명품 브랜드와 일반 브랜드 구매 의향, 그리고 명품 브랜드를 공개 착용할 것인지 집에서만 착용할 것인지를 물었다. 그 결과 배란기에 가까운 여성일수록 남들이 보는 자리에서 착용하는 명품에 대한 구매 욕구가 높았지만 혼자 쓰는 명품에 대해서는 그렇지 않은 것으로 나타났다. 배란기에 명품 욕구가 커지는 이유는 눈에 띌 가능성을 높이기 위해서라는 점을 시사하는 것이라고 연구팀은 밝혔다. 세 번째 실험에서는 358명의 여성을 두 그룹으로 나눠 한쪽은 “남성은 여성의 미소와 미모, 걸음걸이를 보지만 입은 옷의 브랜드는 보지 않는다”는 가짜 기사를 보여주고 다른 쪽은 “관측 가능한 우주에 은하가 2조 개”라는 기사를 읽도록 한 뒤 일반 브랜드와 명품 브랜드의 100달러 상품권 중 하나를 고르도록 했다. 그 결과 앞선 남성 성향에 대한 가짜 기사를 읽은 여성들은 배란기에 가깝더라도 명품 브랜드를 선택하는 경우가 많지 않은 것으로 나타났다. 이번 연구는 여성의 명품 선호가 눈높이가 높다는 것을 알려 부적절한 남성을 걸러내는 ‘짝 선별’ 신호로 쓰인다는 기존 연구에 대해 반박하며 ‘더 많은 남성의 눈에 띄기 위해’ 명품을 쓴다고 주장한다. 이번 연구는 과시적 소비와 짝짓기 동기를 엮은 연구들 대부분이 남성을 대상으로 하고, 여성들은 섹시한 옷차림 연구가 주였지만 미모를 높여주지도 않는 명품이 왜 배란기에 더 매력적으로 느껴지는지를 다룬 것은 이번이 처음이라고 연구팀은 설명했다. 연구팀 관계자는 “이번 연구는 여성이 남성의 관심을 끌려는 모든 상황에 적용할 수 있는 것이 아니며 인과관계를 입증하도록 설계된 것은 아니다”라고 전제했다. “배란이 명품 욕구에 미치는 영향이 단순히 값비싼 제품 전반에 대한 선호가 높아지는 현상이 아니며 오히려 사회적으로 전략적 성격을 보인다”며 “명품 소비가 남들 눈에 보이고 자신에게 직접 해당될 때 효과가 강해지는 반면 남성이 그런 신호에 주목하지 않는다고 믿을 때는 사라진다”고 덧붙였다.
  • 숨결이 바뀔 때마다 뇌파도 달라진다 [사이언스 브런치]

    숨결이 바뀔 때마다 뇌파도 달라진다 [사이언스 브런치]

    긴장하고 있는 사람을 보면 깊이 숨을 들이마시고 복식 호흡을 해보라고 말하곤 한다. 복식 호흡은 횡격막의 깊은 수축과 이완을 유도함으로써 스트레스와 긴장 상태에서 나타나는 빠른 베타파를 억제하고 안정되고 편안한 알파파를 끌어내는 방법이다. 그런가 하면 미국 대표 특수부대인 네이비실에서는 전투처럼 극도의 스트레스 상황에서 교감신경계의 과각성을 막기 위해 들이마시고 멈추고 내쉬고 멈추기를 각각 동일한 시간 동안 유지하는 상자 호흡을 추천하기도 한다. 이렇듯 호흡으로 뇌파를 바꾸는 방법들이 많다. 실제 과학적 근거가 있는 것일까. 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 인지과학과, 데이터 과학 연구소, 신경과학 대학원, 뇌·마음 연구소, 노스웨스턴대 의대 신경과, 신경외과, 워싱턴DC 국립아동병원 신경외과, 조지워싱턴대 의대 신경과, 아이오와대 신경외과 공동 연구팀은 호흡의 리듬과 인지, 감정, 기억에 관여하는 뇌 영역의 신경 활동 형태가 밀접하게 연관돼 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 신경학 분야 국제 학술지 ‘신경과학 저널’ 9월 1일 자에 실렸다. 연구팀은 호흡과 뇌파가 같은 주기로 뛰는지를 넘어 개별 호흡의 미세한 형태가 뇌파의 형태와 일치하는지를 확인하기 위해 3개 병원에서 임상 모니터링을 받고 있는 난치성 뇌전증 환자 16명에게서 입체뇌파(sEEG) 데이터를 수집했다. 환자들은 머리뼈 안에 전극을 삽입하고 있었다. 호흡 신호는 코에 부착한 비강 캐뉼라를 통해 기류 측정과 흉부 및 복부에 두른 호흡 벨트를 통한 흉곽 변위 측정 등 두 가지 방식으로 기록됐다. 기존 주파수 평균화 방식을 벗어나 호흡과 국소장전위 신호 모두에서 흡기와 호기의 파동을 개별 주기 단위로 추출해 각 파동의 상승 시간, 하강 시간, 전체 주기 시간, 호흡 형태 등을 정량화했다. 그 결과 호흡은 비대칭적 형태를 띠며 사람별로 호흡 주기마다 흡기와 호기의 부피와 속도 등이 다르게 나타나는 것을 확인했다. 비강 기류와 호흡 벨트 신호 모두 안와전두피질, 하전두회, 측두엽, 편도체, 해마 등 대뇌피질 및 변연계의 광범위한 영역에서 유의미한 주파수 동기화가 확인됐다. 연구팀에 따르면 가장 핵심 결과는 단순한 주파수 일치를 넘어 매 호흡마다 호흡 파동의 구체적 형태가 뇌 신경 진동 형태와 밀접하게 결합돼 있다는 것이다. 또 코를 통한 비강 기류 신호가 뇌파에 강한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 비염이나 축농증 환자들이 코로 숨 쉬지 못해 항상 머리가 무겁게 느껴지는 이유도 이런 부분에서 찾을 수 있다. 호흡 타이밍이 주의력과 기억에 영향을 미칠 수 있다. 사람들은 숨을 내쉴 때보다 숨을 들이마실 때 정보를 접하면 기억력 과제에서 약간 더 나은 성과를 보인다. 호흡 조절은 외상후스트레스장애(PTSD) 증상을 겪는 사람들을 진정시키는 데 도움을 주는 도구로도 활용할 수 있다. 또 신체의 가장 근본적인 리듬 중 하나인 호흡을 통해 뇌전증 환자 돌연사(SUDEP), 영아 돌연사 증후군(SIDS) 등을 더 잘 이해할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀에 따르면 이번 연구는 호흡은 단순한 숫자가 아니라 고유한 형태를 지닌 정보로 뇌는 숨결 하나하나의 세밀한 모양새를 신경 활동에 그대로 투영하고 있음을 과학적으로 증명했다는 점에 의미가 크다. 연구를 이끈 브래들리 보이텍 UCSD 교수는 “이번 연구 결과는 호흡 형태와 신경활동에 따른 뇌파 형태 사이에 놀랍도록 긴밀하고 풍부한 결합이 있다는 것을 보여준다”라며 “호흡과 뇌파의 상관관계가 밝혀진 만큼 우리가 탐구할 수 있는 새로운 선택지가 늘어나게 됐다”고 설명했다.
  • 존쿡 델리미트, 2026 추석 선물세트 9종 출시

    존쿡 델리미트, 2026 추석 선물세트 9종 출시

    종합 식품 기업 에쓰푸드㈜(대표이사 조성수)가 운영하는 존쿡 델리미트가 다가오는 2026년 한가위를 맞아 총 9종의 선물세트를 출시한다고 밝혔다. 이번 추석 선물세트는 프리미엄 바베큐 세트를 비롯해 정통 델리미트, 샤퀴테리, 브런치, 미식, 건강식까지 다채로운 라인업으로 준비됐다. 가족과 지인은 물론 비즈니스 선물까지 받는 이의 취향과 선물 목적에 따라 폭넓게 선택할 수 있는 것이 특징이다. 특히 이번 추석에 처음 선보이는 ‘애플우드 스모크 비프 립 세트’는 사과나무로 정성스럽게 훈연한 비프 립과 애플우드 스모크 베이컨 스테이크에 치미추리 소스와 바베큐 소스를 더한 프리미엄 바베큐 세트다. 은은하고 부드러운 훈연 풍미를 살려 특별한 마음을 전하는 명절 선물용으로 차별화를 꾀했다. 존쿡 델리미트의 정통 델리미트를 다양하게 맛볼 수 있는 제품도 눈에 띈다. ‘수제 델리미트 세트’는 마이스터가 만든 정통 델리미트와 바베큐, 유러피언 고메 소시지, 트러플 파테 등을 한데 담았다. ‘샤퀴테리 플래터 세트’는 스페인 정통 하몽 세라노와 이탈리아 살라미, 프로슈토, 판체타 등 다양한 건조육과 스낵을 함께 담아 풍성한 샤퀴테리 플래터를 즐길 수 있도록 했다. 존쿡 델리미트의 인기 제품을 한 번에 만나볼 수 있는 ‘시그니처 세트’와 ‘브런치 세트’도 함께 선보인다. 시그니처 세트는 바베큐 백립, 킬바사, 잠봉, 베이컨 등 브랜드의 대표 제품을 폭넓게 담았으며, 브런치 세트는 브리또와 잠봉, 소시지, 베이컨, 브로첸 등을 중심으로 간편하면서도 든든한 한 끼를 즐기기 좋은 제품들로 채웠다. 특색 있는 미식 선물을 찾는 소비자를 위한 선택지도 있다. ‘까챠토레 컬렉션’은 정통 이탈리아식 살라미인 까챠토레를 오리지널, 블랙트러플, 오렌지 제스트, 휀넬 등 서로 다른 풍미의 4종으로 구성한 프리미엄 미식 컬렉션이다. 와인 페어링은 물론 다양한 풍미를 비교해 즐길 수 있어 미식 선물로도 적합하다. 이 외에도 ▲이탈리아의 자연을 담은 델베르데 면과 다양한 식재료를 함께 담은 ‘델베르데 파스타 세트’ ▲LA 갈비와 전용 양념을 함께 담은 ‘LA 갈비 세트’ ▲맞춤 영양 솔루션 식단을 제공하는 ‘메디쏠라 한국형 지중해식 건강케어 세트’ 등 다양한 제품을 더해 소비자의 선택 폭을 넓혔다. 구매 고객을 위한 배송 편의와 할인 혜택도 지원한다. 원하는 날짜를 선택하는 배송일 지정 서비스와 복수 배송지로 나누어 발송하는 다중 배송 시스템을 운영한다. 1세트 주문 시에도 무료 배송이 적용되며, 구매 수량에 따라 품목별로 최대 40% 할인 혜택을 제공한다. 존쿡 델리미트 관계자는 “이번 추석 선물세트는 정통 델리미트부터 프리미엄 바베큐, 샤퀴테리, 미식과 건강을 고려한 제품까지 다양한 취향에 맞춰 준비했다”며 “소중한 분들에게 감사의 마음과 함께 특별한 미식의 즐거움까지 전할 수 있기를 바란다”고 말했다. 한편, 존쿡 델리미트 2026 추석 선물세트는 공식 온라인몰 존쿡몰과 존쿡 네이버 브랜드 스토어를 통해 구매할 수 있으며, 모든 세트는 예약 주문으로 판매된다.
  • 수십만 년 걸리는 이산화탄소 청소, 미생물로 앞당긴다 [사이언스 브런치]

    수십만 년 걸리는 이산화탄소 청소, 미생물로 앞당긴다 [사이언스 브런치]

    바위가 물과 공기에 노출돼 부서지고 녹는 암석 풍화는 지구의 천연 온도조절 장치다. 규산염 광물이 풍화되면 대기 중 이산화탄소가 물속에서 중탄산염 형태로 포집되고 이것이 바다로 흘러들어가 기온을 낮추는 식이다. 문제는 이런 순환이 수십만 년 단위로 움직인다는 점이다. 그래서 잘게 부순 규산염 암석을 농경지나 바다에 뿌리는 ‘강화 암석 풍화’(ERW)가 등장했지만 이것 역시 진행 속도가 생각만큼 빠르지 않아 경제성을 확보하지 못했다. 이런 가운데 미국 하버드대 의대 시스템생물학과, 하버드대 와이스 생명공학 연구소, 스탠퍼드대 지구시스템과학과 공동 연구팀은 미생물을 이용해 바위가 잘게 부서지고 녹는 암석 풍화 속도를 높여 대기 중 이산화탄소를 제거하는 방식을 개발했다고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 8월 28일 자에 실렸다. 연구팀은 세균이 철을 확보하려고 분비하는 작은 분자인 ‘시데로포어’에 주목했다. 감람석 같은 규산염 광물이 녹으면 마그네슘, 철, 규산이 나오는데 이때 방출된 철이 공기와 만나면 물에 녹지 않는 산화철이 돼 광물 표면을 코팅한다. 일종의 녹인데 이 녹층이 더 이상의 용해를 막아 풍화 속도를 떨어뜨린다. 시데로포어는 이 녹을 다시 녹이는 일종의 광물 표면의 녹을 벗겨내는 역할을 한다. 연구팀은 자체 제작한 생물반응기를 이용해 자연 상태의 세균이 언제 시데로포어를 만드는지 분석했다. 그 결과 철이 든 광물이 아주 조금만 있어도 시데로포어 생산이 완전히 멈춰버린다는 사실을 확인했다. 이에 연구팀은 해양세균 중 하나인 ‘알테로모나스 마클레오디’의 유전자를 조작해 주변 철 농도와 무관하게 시데로포어를 계속 만들도록 했다. 연구팀은 이렇게 유전자 조작된 시데로포어를 바닷물 환경에서 실험했다. 연구팀은 감람석 모래 수 ㎏을 보스턴 항에서 길어온 정제하지 않은 바닷물에 잠기게 한 뒤 소형 생물반응기 여러 대를 가동했다. 그 결과 풍화 속도가 2.6배 증가하고 반응기 기준으로 하루에 대기 중 이산화탄소 0.5g을 흡수했다. 하루 0.5g은 성인 한 명이 약 15분 동안 내쉬는 이산화탄소 수준이다. 연구를 이끈 파엘라 실버 하버드대 교수는 “이번 연구는 합성생물학을 이용해 지질학적 시간 규모의 과정을 앞당길 수 있다는 원리를 입증했다는 데 의미가 크다”며 “인류가 연간 배출하는 이산화탄소가 수백억t이라는 점을 감안할 경우 실용성을 확보하기 위해서는 경제성 있는 먹이, 광물 공급원 확보, 유전자변형 미생물을 실제 해양 환경에 적용할 때 발생할 수 있는 문제점 등에 대해 추가 연구가 필요하다”고 말했다.
  • 청소 세정제 사용 후 남은 그 향기…호흡기 위협하는 나노입자 만든다 [사이언스 브런치]

    청소 세정제 사용 후 남은 그 향기…호흡기 위협하는 나노입자 만든다 [사이언스 브런치]

    2020년대가 시작하면서 전 세계를 공포에 떨게 한 코로나19로 인해 세정제와 소독제 등 사용이 늘어났다. 바이러스와 박테리아를 줄이기 위해 가정이나 직장에서 표면 청소, 소독용으로 일상적으로 사용되고 빨래를 했을 때도 아무런 향이 나지 않는 것보다 레몬향이나 코튼향, 꽃향기 등이 나는 것을 선호하기도 한다. 그런데 이렇게 향이 첨가된 세정제 사용이 실내 환경에 오히려 더 좋지 않을 수 있다는 분석 결과가 나왔다. 미국 퍼듀대 토목·건설공학과 연구팀은 향이 첨가된 실내 세정제의 테르펜 성분이 공기 중 오존과 반응하면 폐 깊이 침투할 수 있는 막대한 양의 초미세 나노입자를 단 몇 분 만에 생성할 수 있기 때문에 2차 오염을 막기 위해서는 무향 제품을 사용하고 청소할 때 환기를 하는 것이 중요하다고 27일 밝혔다. 이 연구 결과는 23일부터 27일까지 미국 시카고에서 열리는 ‘2026 미국화학회 추계학술대회’(ACS Fall 2026)에서 발표됐다. 연구팀은 코로나19 팬데믹 기간부터 청소용품과 화학소독제의 실내 환경 영향을 연구했다. 이 과정에서 연구팀은 많은 제품들이 쾌적한 실내 향기 경관을 조성하기 위해 짙은 향을 낸다는 사실을 파악했다. 대기화학자들은 소나무가 내뿜는 피넨 같은 식물성 화학물질인 테르펜이 오존과 반응해 대기 중 나노입자를 생성하고 나노입자들끼리 응집해 구름 씨앗이 될 만큼 커진다는 사실도 밝혀낸 바 있다. 개방된 환경인 숲에서는 테르펜 농도가 상대적으로 낮아 입자 형성이 천천히 일어난다. 실내에서 향이 포함된 제품을 사용하면 표면에나 스프레이 물방울에서 향 화합물이 증발하면서 테르펜이 방출된다. 세정액에 포함된 테르펜에는 소나무향을 내는 피넨, 레몬향을 내는 리모넨, 타임향을 내는 티몰, 라벤더향을 내는 리날콜 등이 있는데 자연 상태보다 훨씬 높은 농도로 존재한다. 그렇기 때문에 청소 후 공기 중 테르펜 농도는 숲에서 측정되는 농도의 최대 수백 배에 이를 수 있다. 연구팀은 향기 나는 세정제나 소독제로 청소할 경우 어떤 일이 일어나는지 파악하기 위해 집과 똑같은 크기와 환경을 만든 뒤 향이 첨가된 일반 액체 제품과 식물성 성분이 포함된 소독 스프레이와 세정 티슈를 사용해 청소를 했다. 그 결과 향이 첨가된 제품으로 바닥을 닦거나 조리대에 스프레이를 뿌리거나 표면을 닦으면 수십억에서 수조 개의 입자를 형성한다는 것을 확인했다. 나노입자 또는 초미세입자로 불리는 입자들은 폭이 1~30㎚(나노미터)였으며 가정용 공기질 측정기나 공기청정기에서는 감지되지 않는 범위다. 그래서 일상적인 청소가 야외에서 발생되는 수준 이상의 초미세입자 오염을 발생시킬 수 있다고 연구팀은 경고했다. 특히 살균용 자외선램프와 향이 첨가된 소독제 및 세정제로 청소하는 것이 나노입자를 빠르게 형성하는 것으로 확인됐다. 자외선램프는 공기 중 산소와 상호작용해 오존을 생성하는데 이렇게 형성된 오존과 고농도 테르펜은 주택 내에서 강한 입자 형성을 유발해 폐 건강에 악영향을 미칠 수 있다는 설명이다. 연구를 이끈 브랜든 부어 교수는 “세정제나 소독제로 청소하는 것이 표면의 바이러스, 박테리아 제거에는 효과적이지만 눈에 보이지 않는 공기 오염을 유발할 수 있다는 사실을 이번에 밝혀냈다”라고 설명했다. 부어 교수는 “진짜 맑은 공기 환경에서는 고농축 감귤향이나 코튼향 같은 인위적인 향 없이 아무 냄새도 나지 않아야 정상”이라며 “세정제를 이용해 청소하는 것이 표면의 바이러스와 박테리아를 제거하지만 보이지 않은 공기 오염을 유발할 수 있다는 사실도 염두해야 한다”고 덧붙였다.
  • 경기관광공사, ‘임신부 맞춤형 관광콘텐츠’ 발굴

    경기관광공사, ‘임신부 맞춤형 관광콘텐츠’ 발굴

    경기관광공사(공사)가 임신부를 무장애 관광의 새로운 수요층으로 보고 맞춤형 관광 콘텐츠 발굴에 나섰다. 공사는 지난 6월 11일부터 18일까지 임신부 및 최근 6개월 이내 출산 경험자를 대상으로 조사(유효표본 192명)한 결과, 임신 중 또는 출산 전후 관광 경험이 있는 응답자는 94.8%였으며, 임신 중 여행 의향은 5점 만점에 4.68점으로 나타났다. 임신부가 선호하는 관광 콘텐츠는 ▲카페·브런치 4.66점 ▲자연·정원 4.55점 ▲웰니스·치유 4.42점 순으로, 활동적인 체험보다는 편안하게 머물며 정서적 안정을 얻을 수 있는 콘텐츠에 대한 선호가 높았다. 관광 환경의 중요도는 ▲화장실 접근성 4.80점 ▲주차·교통 접근성 4.76점 ▲휴식 공간 확보 4.69점 ▲보행 편의성 4.58점 순으로 나타났다. 반면 ‘관광 시 배려받아야 한다’는 인식은 4.53점인 데 비해 실제 배려 경험은 3.05점에 그쳐 현장 환경 개선의 필요성도 확인됐다. 공사는 설문조사와 국내외 사례를 종합해 임신부 관광을 ‘M.O.M.S.’ 4대 유형으로 구분하고, 지역 관광자원에 복합적으로 적용할 수 있는 가이드라인을 제시했다. 제시된 4대 유형은 ▲M(Mindful Stay, 머무는 쉼): 무리 없이 머물며 충분한 휴식을 취하는 체류·휴식형 관광 ▲O(Open Healing, 열린 치유): 자연·웰니스·명상 등을 통해 몸과 마음의 회복을 돕는 치유형 관광 ▲M(Moments Together, 함께하는 순간): 배우자·자녀와 함께 출산 전 특별한 추억을 만드는 가족 동반형 관광 ▲S(Smooth Route, 부드러운 동선): 화장실·주차·휴식 공간 등을 연결해 이동 부담을 최소화한 편안한 동선의 관광이다. 이와 함께 임신부 친화 관광 코스 설계 시 전체 여행 시간 2시간 이내, 연속 보행 최대 20분, 30분 단위 휴식, 주요 관광 거점 간 거리 500m 이내 등의 가이드라인을 제안했다. 공사 조원용 사장은 “이번 조사는 임신부를 무장애 관광의 새로운 수요층이자 적극적인 관광객으로 바라봤다는 데 큰 의미가 있다”며, “일시적으로 이동에 제약을 경험하는 관광객의 수요를 세밀하게 발굴, 누구나 편안하게 여행할 수 있는 관광 환경을 확대해 나가겠다”라고 말했다.
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