며칠 사이에 푸석해진 얼굴, 갑자기 늘어난 흰머리. 밤샘 공부를 하거나 잇따른 야근을 한 사람들은 바쁘고 피곤하게 보낸 며칠 동안 갑자기 몇 살은 더 들어보이는 모습을 마주하면서 한숨을 내쉬는 경우가 있다. 사실 외부 환경이나 생활 패턴 때문에 자기 나이보다 더 들어보이는 이들이 있다. 반대로 겉보기에는 어려보이지만 체력이 받쳐주지 않아 힘들어 하는 이들도 있다. 모두 나이와 실제 신체 나이가 불일치하면서 나타나는 현상이다. 내 정확한 신체나이는 몇 살일까 궁금해하는 사람들이 많지만 정확한 신체나이를 알기는 쉽지 않다. 미국 연구진이 장내미생물의 형태 변화를 통해 정확한 신체나이를 진단할 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 미국의 인공지능(AI) 스타트업 인실리코 메디슨, 하버드대 의대 부설 브리검여성병원, 벅 노화연구소, 영국 생물노화연구재단 공동연구팀이 장내미생물의 종류와 형태를 정밀 분석해 사람의 생물학적 나이를 1~2년, 최대 3~4년 정도의 오차 이내에서 정확히 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 11일 보도했다. 이 연구결과는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 최신호에 실렸다. 장내미생물은 음식 소화에서 인체 면역계 작용까지 다양한 차원의 인체 기능에 영향을 미친다고 알려져 왔다. 그렇지만 여전히 장내미생물이 시간이 지나면서 어떻게 변화하는지 정상균총과 이상균총의 형태적 차이, 정상균총의 분포에 대해 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 전 세계 20세 이상 건강한 성인남녀 1165명에게서 채취한 3663개 장내 미생물 샘플을 인공지능 기술인 머신러닝(기계학습)으로 분석했다. 연구팀은 인공지능으로 샘플의 90%에서 찾아낸 95가지 상이한 미생물 종류와 형태를 사람의 연령과 연동시킬 수 있도록 훈련시켰다. 그 다음 나머지 10% 샘플에서 연령을 예측하도록 했다. 그 결과 인공지능은 사람의 생물학적 나이를 1~2살, 평균 3.94년의 오차범위에서 정확히 예측해 냈다. 또 95가지 상이한 장내미생물 중에서 39종이 연령을 예측하는데 가장 중요한 것으로 밝혀졌다.또 연구팀은 나이가 들어갈수록 장내 신진대사에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 장내미생물(Eubacterium hallii)이 풍부해진다는 사실을 확인했다. 또 염증을 유발시켜 궤양성대장염을 유발시키는 것으로 알려진 장내미생물(Bacteroides vulgatus)은 줄어드는 것으로 조사됐다. 노화연구자들은 이같은 장내미생물 종의 변화는 나이들면서 나타나는 식습관, 수면습관, 신체활동 패턴 때문인 것으로 해석하고 있다. 알렉스 자브론코프 인실리코 메디슨 박사는 “이번 연구는 장내미생물은 놀랍도록 정확한 생물학적 시계로 사람의 신체 나이를 단 몇 년의 오차 범위에서 예측할 수 있음을 보여주고 있다”며 “이번 연구결과를 이용해 특정 개인의 신체 노화속도를 예측하는 것은 물론 알콜, 항생제, 식단 등이 장수에 어떻게 영향을 미치는지도 알아낼 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 6월 처음으로 발견된 ‘암소'(The Cow)라는 별칭의 밝고 짧은 폭발은 갓 태어난 블랙홀이거나 초밀도의 중성자 별에 의한 것일 가능성이 있다고 새로운 연구보고서가 발표됐다. “X-선과 자외선 방출을 보인 ‘암소’는 백색왜성을 삼키는 블랙홀에 의한 것 같다”고 논문 대표저자 라파엘라 마르구티 노스웨스트 대학 천체물리학 조교수가 밝혔다. 백색왜성은 태양과 같은 작은 항성이 죽을 때 남겨진 작은 속심 같은 것이다. 태양보다 10배 이상 무거운 항성은 초신성 폭발로 최후를 맞는데, 폭발 후 별의 잔재는 밀도가 높은 중성자 별이나 블랙홀이 된다. 마르구티 교수는 “스펙트럼을 가로지르는 다른 파장의 관측으로 ‘암소’가 실제로 블랙홀 또는 중성자 별을 형성을 가리키는 것으로 해석되었다”면서 “이론상으로 블랙홀과 중성자 별은 별이 죽었을 때 형성되지만, 태어난 직후의 블랙홀이나 중성자 별은 아직까지 관측된 적이 없다”고 설명했다. ‘암소’는 비교적 가까운 우주에서 일어난 사건이다. 방향은 헤르쿨레스자리고, 거리는 지구로부터 약 2억 광년 떨어진 곳이다. 천문학자들은 하와이에 있는 한 쌍의 망원경 ATLAS(Asteroid Terrestrial-Impression Last Alert System)를 사용하여 이 폭발(AT2018cow)을 발견했다. ‘암소’는 처음부터 연구자들에게 흥분을 안겨주었는데, 무엇보다 엄청나게 밝았다. 놀랍게도 전형적인 초신성보다 10배에서 100배 더 밝았다. 게다가 불과 2주 만에 사라져버렸다.공동저자인 라이언 코르노크 오하이오 대학 천체물리학 조교수는 “이 광원이 단 며칠 만에 비활성 상태에서 최고 광도에 달했다는 것을 즉시 알아챘다”고 밝히면서 “이것은 너무나 특이할 뿐더러 천문학적 기준에서 볼 때 아주 가까이에서 일어난 사건이라는 점에서 모두를 흥분시키기에 충분했다”고 말했다. 이 같은 이유로 전세계의 연구자들은 다양한 망원경을 동원해 이 수수께끼 같은 광원을 추적하기 시작했다. 예컨대, 마르구티 팀은 미 항공우주국(NASA)의 NuSTAR와 유럽우주국(ESA)의 INTEGRAL 및 XMM-뉴턴 관측선을 사용하여 ‘암소’의 X-선 파장을 연구했으며, 국립천문대의 VLA 전파망원경, 미국 애리조나의 MMT 광학망원경, 칠레 남천 천체물리학 연구소(SOAR) 망원경의 동원되었다. 과학자들은 또 하와이의 케크 천문대에 있는 두 대의 대형 망원경에 장착된 장비를 사용하여 ‘암소’의 모양과 화학적 조성을 조사했다. 이 연구에 의해 수소와 헬륨의 존재가 밝혀지는 한편, 블랙홀과 중성자 별 사이의 극적인 합병을 포함하는 암소 시나리오는 배제될 수 있었다. 결국 그 강렬한 빛은 산산조각난 천체의 파편들을 게걸스럽게 집어삼키는 신생 천체에 의해 주로 생성된 것으로 결론 내려졌다. 이 연구결과는 지난 10일(현지시간) 시애틀에서 열린 미국천문학회(AAS) 회의에서 발표되었으며, ‘천체물리학 저널’에 실릴 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

태평양 남동부에는 오랜 시간 세상에 알려지지 않았던 ‘신비의 섬’이 존재한다. 바로 거대석상인 ‘모아이’의 고향 이스터섬이다. 최근 미국 애리조나 대학 등 공동연구팀은 모아이의 비밀을 밝힌 흥미로운 연구결과를 미국에서 발행되는 국제 학술지 플로스원(PLOS ONE) 최신호에 발표했다. 우리에게도 잘 알려진 모아이는 사람 얼굴을 한 거대 석상으로 수백여 개가 섬 전체에 늘어서 있다. 그간 현대의 연구진들을 괴롭힌 것은 이스터섬 원주민들이 왜 이렇게 많은 모아이를 만들어 세웠느냐는 점이었다. 이에 전문가들은 다양한 이론을 제기했지만 모아이가 아무 자리에나 그냥 세워진 것이 아니라는 것이 이번에 확인됐다. 연구팀에 따르면 모아이의 위치는 놀랍게도 마실 수 있는 민물이 있는 위치와 같았다. 곧 민물이 중요한 섬의 특성상 주민들이 섬 여기저기에서 쉽게 물을 마실 수 있도록 모아이를 세워 위치를 알린 것이다. 이와 반대로 물이 없는 지역에는 모아이도 세워지지 않았다. 연구의 공동저자인 테리 헌트 박사는 "모아이들은 섬 주민들에게 매일 필요한 신선한 물에 접근할 수 있는 장소에 위치해있다"면서 "이는 모아이가 이상한 의식을 치르는 장소와 대상은 아니라는 점을 보여준다"고 설명했다. 이어 "모아이는 주민들에게는 신격화된 조상과 같은 상징적인 존재"라면서 "매일 이곳에서 소중한 물을 마시며 가족과 사회적 유대를 키웠을 것"이라고 덧붙였다.한편 화산폭발로 생성된 이스터섬은 칠레 본토에서도 3500㎞ 떨어져 있는 외딴 섬이다. 원주민들은 이스터섬을 ‘라파누이‘(Rapa Nui)라 부르는데 이는 커다란 땅을 의미한다. 전체 면적이 163.6㎢로 서울 면적의 4분의 1 정도. 원래는 숲이 우거진 풍요로운 공간이었던 이스터섬이 세상에 처음 알려진 것은 1722년이다. 당시 네덜란드인들은 이 땅에 처음 발을 내딛으며 900개에 달하는 모아이와 1500~3000명의 원주민들이 살고 있다고 세상에 처음 알렸다. 이후 이스터섬은 찬란하게 꽃핀 문명을 뒤로하고 불과 수백 년 만에 몰락의 길을 걸었다. 이스터섬 몰락 원인에 대해 학자들 사이에 의견은 엇갈린다. 지금까지 정설은 원주민들의 무분별한 벌채와 카니발리즘(인육을 먹는 풍습)에서 찾았다. 거대 석상인 모아이를 운반하기 위해 수많은 나무를 베며 숲이 사라졌고, 점점 먹을 것이 부족해진 원주민들이 사람까지 해치게 됐다는 설명이다. 그러나 최근들어서는 이스터섬 몰락원인이 유럽인들 때문이라는 주장이 힘을 얻고있다. 버지니아 커먼웰스 대학 크리스토퍼 스티븐슨 박사는 “유럽인들이 이스터섬에 도착하면서 천연두와 매독을 옮겨왔다”면서 “이 때문에 원주민들은 관련 질병에 시달리기 시작했으며 일부는 노예로 끌려가 자연스럽게 인구수가 감소할 수밖에 없었다”고 주장했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 불과 6광년 떨어진 곳에 위치한 이른바 '슈퍼지구'에 외계생명체가 존재할 가능성이 제기됐다. 지난 10일(현지시간) 미국 CNN 등 주요언론은 외계행성 ‘바나드-b’ 표면 아래에 원시생명체가 존재할 가능성이 있다는 연구결과를 보도했다. 지난해 11월 처음 발견된 바나드-b는 뱀주인자리의 어두운 별인 바나드(Barnard)의 주위를 도는 외계행성이다. 지구와 같은 바위형 행성이지만 표면온도가 -130℃도 넘는 차가운 얼음왕국인 바나드-b는 항성을 233일 만에 공전한다. 항성과의 거리로만 보면 태양과 수성 사이 정도지만 바나드가 태양과 비교하면 약 0.4%의 빛을 방출해 표면에 액체상태의 물은 없고 얼음만 가득할 것으로 보인다. 이같은 가혹한 조건 때문에 당초 전문가들은 외계생명체의 존재가능성에 대해 회의적이었으나 최근 연구결과는 다르다. 지난 10일 빌라노바 대학 연구팀이 시애틀에서 열린 미 천문학회 연례회의에서 바나드-b 내 생명체 존재가능성에 대한 논문을 발표한 것.연구를 이끈 에드워드 귀난 박사는 "바나드-b의 표면에서는 생명체가 살 가능성이 없지만 그 아래는 다르다"면서 "바나드-b는 그 코어에 뜨거운 액체상태의 철과 니켈을 가지고 있을 수 있어 지열난방을 통해 원시적인 생명체가 살 수 있는 환경이 된다"고 설명했다. 이어 "이같은 지열난방은 남극대륙에서 발견되는 지하호수의 조건과 마찬가지"라면서 "표면 아래에 바다가 숨겨져있을 것으로 보이는 목성의 달 유로파와도 비슷하다"고 덧붙였다. 　 바나드-b는 지난해 11월 미국의 카네기 연구소, 스페인 우주과학 연구소 등 국제공동연구팀이 지난 20년 간 이루어진 관측 데이터를 재분석한 끝에 발견했다. 다만 아직까지는 유력한 외계행성 후보로, 보다 확실한 데이터는 차세대 우주망원경 ‘제임스웹 우주망원경'(JWST)이 배치돼야 알 수 있으나 2021년 이후로 발사가 연기된 상태다. 전문가들에 따르면 바나드 별은 90억 년 정도의 나이로 우리 태양보다 2배는 더 많다. 이 때문에 주위 행성 역시 지구보다 훨씬 오래 전 생성됐을 것으로 보인다. 이중 바나드-b는 역대 발견된 것 중 2번째로 가까운 곳에 위치한 외계행성이다. 지구에서 가장 가까운 항성계는 3개의 별이 모인 삼성계인 알파 센타우리로 지구에서 약 4.3광년 떨어진 곳에 위치해있다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

주둥이 길이만 약 1m에 달하며 독특한 이빨을 가진 2억 년 전 대형 어룡의 화석이 학계의 관심을 사로잡았다. 라이브사이언스 등 과학전문매체의 8일 보도에 따르면 이 동물(학명·Protoichthyosaurus prostaxalis)은 2억 년 전 지구상에 생존했던 어룡으로, 지금까지 발견된 적이 없던 신종이다. 이 어룡의 화석은 1955년 잉글랜드에서 처음 발견됐지만, 학계는 최근까지 이 화석에 큰 관심을 보이지 않았다. 하지만 수 십 년이 지난 후 잉글랜드 맨체스터대학의 고생물학자인 딘 로맥스 박사는 해당 화석이 신종 어룡일 가능성이 높다고 판단하고 본격적인 연구를 시작했다. 연구진의 CT촬영 분석 결과 이 어룡은 현대의 돌고래와 비슷한 외형을 가졌으며, 머리에는 현존하는 해양 동물에서는 보기 드문 이빨 뼈를 가지고 있었다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 이 이빨은 해당 어룡이 물고기를 사냥해 먹을 때 사용했던 것으로 추정되며 끝이 매우 뾰족한 형태였다. 긴 주둥이 위로 불룩 솟은 이빨 부분의 보존 상태는 매우 양호했으며, 이를 토대로 연구진은 2억 년 전 지구의 바다를 헤엄쳤던 어룡의 모습을 짐작해낼 수 있었다. 딘 로맥스 교수는 라이브 사이언스와 한 인터뷰에서 “CT 스캐닝을 한 뒤 이 뼈가 매우 잘 보존돼 있다는 사실에 매우 놀랐다. 뿐만 아니라 뇌의 혈관과 신경까지도 확인할 수 있었다”면서 “CT 결과와 3D 이미지 촬영 등을 통해 지금은 멸종된 어룡의 모습을 복원할 수 있었다”고 전했다. 이어 “두개골 화석의 길이는 0.8m, 아래턱의 길이는 이보다 약간 긴 0.87m에 달했으며, 이를 토대로 몸 전체 길이는 3.2~4m에 달했을 것으로 추정한다”면서 “이번 연구결과가 쥐라기 시대에 살았던 어룡을 연구하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 연구진은 추가적인 관찰을 마친 뒤 해당 화석을 대중에 공개할 예정이다. 이번 연구결과는 지난 8일 국제학술지 ‘피어제이’(PeerJ)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

최근 생물학 분야에서 가장 주목받는 기술은 크리스퍼로 대표되는 ‘유전자 가위’ 기술이다. 유전자 가위에는 못 미치지만 여전히 줄기세포 기술은 생물학 분야에서 관심을 끌고 있다. 줄기세포 기술이 임상에서 폭넓게 활용되지 못하는 이유는 체내에 주입됐을 때 목적하지 않은 다른 세포로 분화되던지 돌연변이가 발생해 종양으로 분화될 가능성이 높기 때문이다. 국내 연구진이 줄기세포가 체내에서 정착될 때 과정을 실시간 고해상도 이미지로 관찰하는 기술을 개발했다. 부산대 생명과학과 김태진 교수팀은 줄기세포에 바이오센서를 주입해 체내 정착 과정을 촬영하는데 성공해 줄기세포 체내 주입후 정착시 신호전달 과정을 규명했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호에 실렸다. 줄기세포 이식이 성공하기 위해서는 주변 조직과 붙어서 일반 세포와 똑같이 작동해야 한다. 줄기세포 접착 과정을 추적하기 위한 다양한 시도가 있었지만 기술적 한계 때문에 정밀하게 탐지하는 것은 쉽지 않았다. 연구팀은 줄기세포 세포막에 바이오센서를 설계해 실시간으로 정착과정을 볼 수 있게 했다. 형광공명에너지전이(FRET) 기술을 이용한 바이오센서는 세포접착 과정의 주요 신호물질인 국소접착 인산화효소와 칼슘이온을 탐지해 이미지로 보여주는 것이다.연구팀은 줄기세포 이식에 활용도가 높은 인간중간엽줄기세포(hMSC)에 바이오센서를 삽입해 관찰한 결과 접착이 성공적일 때는 세포막 DMR에서 인산화효소와 칼슘이온이 활성화되고 실패할 경우는 그렇지 않다는 것이 밝혀졌다. 김태진 교수는 “줄기세포의 초기 접착과정에서 국소접착인산화효소와 칼슘의 상호작용을 밝힌 연구로 줄기세포 이식에서 발생하는 세포접착 난제를 해결하는데 유용한 정보가 될 것”이라며 “줄기세포 돌연변이 발생으로 암세포로 전환돼 동반되는 세포접착을 차단하는 약물 개발에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 치약, 각질제거를 위한 세안제는 물론 공업용 연마제에 사용되는 미세플라스틱이 생태계에 심각한 영향을 미치고 있어 우려가 커지고 있다. 더군다나 여기저기 버려진 폐플라스틱이 햇빛이나 마모로 서서히 부서져서 만들어지는 것으로 알려져 있다. 바다로 흘러들어간 미세플라스틱을 해양생물들이 먹고 먹이사슬을 따라 최종 소비자는 사람이기 때문에 우리가 알지 못하는 사이에 미세플라스틱이 축적될 가능성도 높다. 문제는 미세플라스틱의 위험성은 알려져 있으나 구체적인 위험에 대해서는 명확히 분석돼 있지 않다. 국내 연구진이 실험동물을 이용해 실험한 결과 미세플라스틱이 세포는 물론 태아에 치명적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 밝혀내 충격을 주고 있다. 한국생명공학연구원 환경질환연구센터와 질환표적구조연구센터 공동연구팀은 5㎜ 이하의 미세플라스틱이나 1㎛(마이크로미터) 이하의 초미세플라스틱(나노플라스틱)이 체내에 흡수될 경우 태아에게까지 전달될 뿐만 아니라 몸 속 세포의 에너지공장인 미토콘드리아에도 문제를 일으킨다는 사실을 확인했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노스케일’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 제브라피쉬라는 실험동물에 초미세플라스틱을 흡입하도록 한 다음 형광분석과 전자현미경으로 체내 흡수와 복합독성 영향을 분석했다. 그 결과 초미세플라스틱은 난막을 통과해 제브라피쉬 배아의 체내에 쌓이는 것을 확인했다. 특히 새끼에게 영양을 공급하는 난황에 대부분 축적돼 신경이나 각종 기관으로 확산된 것이 관찰됐다. 미세플라스틱이 체내에 남아 각종 이상을 유발시킬 가능성이 크다는 것을 의미한다.또 연구팀은 전자현미경으로 세포수준에서 관찰한 결과 세포 에너지공장인 미토콘드리아도 손상시킨다는 것을 확인했다. 미토콘드리아가 손상될 경우 약한 독성을 가진 물질이 함께 흡수될 경우 치명적인 급성독성이 나타날 수 있다. 실제로 연구팀은 금이온을 초미세플라스틱과 함께 흡입하도록 한 다음 미토콘드리아를 관찰한 결과 미토콘드리아가 심각하게 깨지거나 망가지는 것으로 나타났다. 정진영 박사는 “초미세플라스틱이 몸 속에 축적될 경우 세포 내 소기관인 미토콘드리아에 영향을 주고 다른 물질에 의한 독성을 증폭시키는 역할을 할 수 있게 된다”며 “이번 연구는 미세플라스틱과 초미세플라스틱의 체내 흡수와 분포, 잠재적으로 심각한 독성 유발 가능성을 보여준 것으로 미세플라스틱 안전성과 관리방안 마련에 중요한 기초자료가 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“혁신학교는 토론식 수업을 통해 글로벌 인재를 키울 수 있는 우리 교육의 미래.”(혁신학교 찬성) “혁신학교는 아이들의 학업 성적을 떨어뜨리고 대학입시에 불리한 보여 주기식 제도.”(혁신학교 반대) 최근 교육계와 학부모들이 바라보는 혁신학교에 대한 시선은 극과 극의 두 가지 의견으로 나뉜다.혁신학교는 9000가구에 달하는 서울 송파구 헬리오시티 입주 예정 주민들이 단지 내 가락초와 해누리초·중학교의 혁신학교 지정을 반대하고 서울교육청이 결국 혁신학교 지정을 1년 유보하기로 하며 논란의 중심에 섰다. 혁신학교를 도입하려는 쪽에서는 혁신학교에 우리 교육의 미래가 달렸다고 하고, 반대하는 쪽에서는 대입에 아무런 도움이 되지 않는 진보 교육감들의 보여 주기식 제도라고 맞선다. 혁신학교는 어떤 제도이고, 실제로 많은 학부모들이 도입을 반대하고 있는지, Q&A를 통해 정리해 봤다.→혁신학교, 일반학교와의 차이점은? -혁신학교는 2009년 김상곤 당시 경기교육감이 13개 학교에 처음 도입했다. 누구보다 교육 소식에 밝은 학부모들이 스스로 입소문을 내 혁신학교를 찾았고, “그 학교에 가면 학교에 적응 못하는 아이들도 쉽게 적응한다더라” 등 혁신학교는 학부모들의 인기를 등에 업고 전국으로 확대됐다. 2018년 기준 혁신학교 수는 경기 541개, 서울 189개 등 전국 1525개교다. 전국 1만 1636개 초·중·고교의 13.1%다. 혁신학교 수가 가장 많은 경기와 서울의 비율은 각각 22.9%(2362개교 중 541개교), 18.2%(1308개교 중 189개교)다. 혁신학교가 일반학교와 가장 큰 차이점은 수업 방식이다. 일반고 수업이 교과서와 교재 등을 활용해 교사가 내용을 알려주고 학생들이 듣고 이해하는 방식이라면 혁신학교는 교과 과정 내 특정 주제 등에 대해 학생들이 조별 토론을 진행하고 이에 대한 결과를 바탕으로 평가를 한다. 교육청에서 혁신학교에는 수업 방식의 자율권을 부여하기 때문에 토론 수업 비율 등은 학교마다 다르다. →혁신학교에 가면 정말 대학에 가기 어렵나? -가장 논쟁적인 부분이지만 아직 명확한 답이 나오지 않았다. 혁신학교를 반대하는 학부모들은 “대입에 불리하다”는 것을 가장 큰 이유로 꼽는다. 자율성이 강조된 토론 위주의 수업을 하다 보면 대학수학능력시험이나 학교 내신을 중심으로 이뤄지는 대입에서 손해를 볼 수밖에 없다는 논리다. 이와 관련해서는 각 입장에 따라 상반된 연구결과가 모두 있다. 지난달 19일 한국교육과정평가원이 발표한 연구자료에 따르면 혁신학교 학생은 국어·수학·영어 3과목을 기준으로 초등학교에서 중학교 진학 이후 성적 상승폭이 일반학교 출신보다 큰 것으로 나타났다. 혁신학교가 학생들 성적 향상에 오히려 도움이 된다는 분석이다. 그러나 교육부가 실시한 ‘2016년 국가수준 학업성취도 평가’에서 혁신학교 고교생 중 기초학력 미달 학생 비율은 11.9%로 전국 고교 평균 4.5%보다 2배 이상 높았다. 혁신학교 학생들의 기초학력이 일반학교에 비해 낮다는 통계 결과다. 교육부에서는 혁신학교가 상대적으로 일반학교에 비해 학업성취도가 낮은 이유가 도입 초기 교육 여건이 취약한 지역을 중심으로 혁신학교 지정이 이뤄졌기 때문이라고 설명한다. 혁신학교에 원래부터 성적이 낮은 학생들이 많기 때문에 학업성취도가 낮은 것처럼 보인다는 것이다. 실제 현재 서울에서 학업 성적이 상대적으로 높은 강남3구(강남·서초·송파)의 혁신학교 수는 16곳으로 전체 158곳 중 10.1%에 불과하다. 고등학교는 송파의 잠일고 1곳뿐이다.→혁신학교는 정말 모든 학부모들이 반대하나? -결론적으로 이야기하면 아니다. 환영받는 곳도 있다. 2009년 혁신학교가 처음 도입됐을 당시 혁신학교는 학부모들의 적극적인 지지를 받는 쪽이었다. 자유로운 수업 방식 덕분에 초등학교처럼 단체생활을 처음 겪는 아이들이 상대적으로 학교 생활에 쉽게 적응할 수 있다는 입소문이 번졌기 때문이다. 이 같은 긍정적 평가는 지금도 일부 유효하다. 특히 초등학교의 경우 입시와 직접적인 연관이 없기 때문에 아이들의 학교 수업 참여도를 높이고 적응을 빨리 할 수 있는 혁신학교 선호도가 높은 편이다. 2014년 당시 경기 성남 판교동의 혁신학교 보평초·중학교를 배정받을 수 있는 지역인 ‘동판교’가 그렇지 않은 ‘서판교’보다 같은 면적의 아파트 매매가가 2억 이상 더 비쌀 정도로 인기를 끌었다. 현재도 같은 면적의 동판교 지역 아파트는 서판교 대비 2억~3억원 더 비싸다. 일부 학부모들은 지금도 “혁신학교가 수업 커리큘럼이 더 충실하고, 아이들도 수업을 더 좋아하는 것 같다”며 만족감을 나타내고 있다. →초·중·고교 혁신학교는 어떻게 다른가? -학교 운영과 수업 방식 등에서 더 많은 자율성이 보장된다는 혁신학교의 기본 원칙은 초·중·고교 모두 같다. 다만 학부모 선호도에서는 큰 차이를 보인다. 대입의 영향이 커지게 되는 중·고교로 올라가면 기피 현상도 커진다. 실제로 대부분의 혁신학교는 초등학교에 많다. 서울의 경우 총 213개 혁신학교 중 74.1%인 158곳이 초등학교다. 중학교는 40곳, 고교는 15곳에 그친다. 다만 송파 헬리오시티의 경우 초등학교 혁신학교 지정을 반대해 기존 경향과는 다른 양상을 보였다. 한 교육계 관계자는 “송파 헬리오시티의 경우 강남 지역이라는 특수성이 있고, 젊은 학부모들을 중심으로 집값 하락에 대한 불안감이 영향을 미치는 등 진보 교육감의 정책에 대한 무조건적인 저항 심리가 작용한 것으로 보인다”고 말했다. →교육당국은 왜 혁신학교를 늘리려는 건가. 혁신학교는 얼마나 늘어날까? -혁신학교는 진보 교육감들의 ‘대표 상품’으로 불릴 만큼 성공적인 정책으로 평가받았다. 경기도가 처음 도입한 뒤 서울과 전북·전남·대구 등 지역에 관계없이 앞다퉈 도입됐다. 시·도교육청 차원에서 자체적으로 확대되던 혁신학교는 문재인 정부 출범 이후 국정과제로 ‘혁신학교의 우수사례 발굴 및 성과 확산’이 포함되면서 정부 차원에서 관리되기 시작했다. 전체 17개 시·도 중 14곳의 진보 성향 교육감들은 모두 혁신학교 확대를 내세우고 있다. 서울교육청은 올해 업무계획에서 현재 199개교(2018년 12월 기준)의 혁신학교를 230개교로 늘릴 방침이다. 서울교육청은 혁신학교가 성적 줄세우기 교육에서 벗어나 학생의 소질과 소양을 향상시키는 교육을 추구하기 위한 학교 모델로 보고 있다. 조희연 교육감은 지난 3일 “혁신학교 등 혁신교육 정책이 성공적으로 확산해 왔다”면서 “반대하는 목소리도 있으나 이는 ‘성공에 따른 새로운 도전’으로 지극히 자연스러운 현상”이라고 말했다. 다만 정부에서는 혁신학교 확대가 아닌 성과 확산에 초점을 맞춰 정책을 펴 나가겠다는 입장이다. 교육부 관계자는 “혁신학교 지정 확대 등은 각 시·도교육청에서 자율적으로 정할 일”이라면서 “교육부에서는 우수사례를 발굴하고 성과를 확산하는 데 주력할 것”이라고 말했다. →혁신학교는 어떤 길로 가야 하나? -전문가들은 혁신학교의 긍정적 효과는 인정하면서도 이제는 양적 확대보다 내실에 집중해야 한다고 조언한다. 김경근 고려대 교육학과 교수는 “토론의 훈련 등을 대학교에 입학하기 전에 할 수 있다는 측면에서 혁신학교의 기능은 중요하다”면서 “다만 교육 정책이란 학생과 학부모 등 수요자들이 받아들일 수 있을 때 그 효과가 나타나는데, 현재와 같이 혁신학교에 대한 학부모들의 믿음을 완전히 얻지 못한 상황이라면 속도 조절을 할 필요가 있다”고 말했다. 김영식 좋은교사운동 대표는 “혁신학교가 처음 도입된 이후 학교 내 의사 소통 문화나 학생 중심의 학교 운영, 업무 정상화 등에서 분명 성과가 있었고 교육당국도 이러한 성과를 학생과 학부모들에게 더 적극적으로 알릴 필요가 있다”면서 “다만 이제는 교육과정과 수업 등에서 실질적인 효과를 내는 데 집중해야 할 필요가 있고 이를 위해 불필요한 학교의 행정업무를 줄이고 교사들이 교육과정과 수업에 집중할 수 있는 환경을 만들도록 해야 할 것”이라고 말했다. 박재홍 기자 maeno@seoul.co.kr

쿠바의 미국대사관 직원들이 머무는 호텔과 사저에서 발생하던 미스터리한 소음의 정체가 귀뚜라미로 밝혀졌다. 과학전문매체 라이브사이언스의 7일 보도에 따르면 지난 2016년 말, 쿠바 내에서 머무는 미국 대사관 직원들은 지속적으로 들리는 미스터리한 소음으로 불안에 떨어야 했다. 문제의 소음은 매우 크고 지속적으로 발생했으며, 이 때문에 미국대사관 직원들은 현기증과 두통, 귀 통증을 호소했다. 2017년 10월부터 시작해 지난해 6월까지 외교관 등 26명이 위와 같은 괴 증상을 앓았고, 미국 정부는 그 원인을 일종의 ‘음파 공격’이라고 판단, 공관 인력을 절반 이상 줄이고 미국 주재 쿠바 외교관 15명을 추방하기까지 했다. 지난해 12월, AP통신은 이 일을 두고 ‘쿠바의 미국 대사관 직원들이 미스터리 질병에 시달렸다’고 보도했을 정도로 큰 관심을 끌었던 이 사건의 원인을 밝히기 위해 미국 버클리 캘리포니아대학의 알렉산더 L 스텁스 교수와 영국 링컨대 생물학교수 페르난도 몬테알레그레-사파타 교수 공동 연구진이 나섰다. 연구 결과, 청력손실과 두통 및 인지능력 장애까지 초래했던 문제의 ‘음파 공격’은 중남미 열대지방에 서식하는 짧은꼬리귀뚜라미(학명 Anurogryllus celerinictus)로부터 시작됐다는 사실이 밝혀졌다. 연구진에 따르면 이 귀뚜라미는 7kHz(킬로헤르츠)에 달하는 고주파 영역 대의 울음소리를 내며, 이 소리가 사람에게 전달되면 매우 날카로운 떨림소리로 들릴 수 있다. 실제로 짧은꼬리귀뚜라미의 울음소리와 문제의 건물들에서 녹음한 미스터리 소음을 비교한 결과, 유사한 것을 확인했다. 하지만 두 소리가 완벽하게 일치하지는 않았는데, 이는 실내에서 사람들을 괴롭힌 귀뚜라미의 소리는 실내에서 녹음한 것인데 반해 비교대상으로 활용한 귀뚜라미의 소리는 실외에서 녹음했기 때문이라고 연구진은 설명했다. 이번 연구결과는 미국의 음파 공격설을 전면 부인하는 쿠바 측에 상당한 도움이 될 것으로 보이는 가운데, 당시 ‘미스터리 소음’의 피해를 입은 일부 외교관들은 자신이 들은 소리가 연구진이 들려준 귀뚜라미의 소리와는 달랐다는 주장을 내놓아 여전히 논란의 소지는 존재한다. 이번 연구결과는 지난 7일 미국 샌프란시스코에서 열린 통합비교생물학학회(Society for Integrative and Comparative Biology) 연례회의에서 발표됐으며, 지난 4일 생명과학 분야 논문을 정식 출간 전에 수록하는 온라인 저널 ‘바이오아카이브‘(bioRxiv)에 먼저 공개됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

노년층의 가장 큰 걱정은 암과 같은 치명적인 질병 뿐만 아니라 자기 자신, 그리고 살아온 날들의 기억을 잃는 것이다. 기억이 사라져 좋든 싫던 삶의 궤적을 뒤돌아볼 수 없게 되고 고상하게 늙어갈 권리마저 빼앗는 치매는 고령화 사회로 가는 전 세계 모든 국가들의 걱정꺼리이다. 치매의 절반 이상이 알츠하이머성 치매로 알려져 있음에도 알츠하이머의 발병원인이 정확히 밝혀지지 않아 치료 방법도 마땅치 않은 상황이다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 유성운 교수, 서울대 치의과대 이성중 교수, 한국생명공학연구원 김선영 박사 공동연구팀은 뇌 면역세포의 자가포식 작용이 방해를 받으면서 알츠하이머가 발생한다는 사실을 규명했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘오토파지’ 최신호에 실렸다. 자가포식은 기능 이상이 생기거나 오래돼 손상된 세포, 독성을 가진 세포 내 물질을 제거하는 생체현상이다. 일본 도쿄공업대 오스미 요시노리 명예교수는 자가포식 현상을 규명해 질병 치료 길을 확장시킨 공로로 2016년에 노벨생리의학상을 단독 수상한 바 있다. 뇌에서는 미세아교세포라는 면역세포가 뇌 조직에 생긴 해로운 물질을 없애는 청소부 역할을 하고 있다. 그 동안 뇌 염증 반응과 뇌세포 자가포식 작용이 퇴행성 뇌질환과 관련이 있다는 것을 보여주는 연구는 많았지만 구체적인 메커니즘에 대해서는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 미세아교세포 표면에 존재하는 ‘TLR4’라는 수용체에 염증유도 물질이 결합되면서 세포내 관련 신호전달 경로가 활성화돼 자가포식 작용을 억제시킨다는 사실을 밝혀냈다. 자가포식 작용이 억데되면 알츠하이머를 일으키는 원인물질로 알려진 베타아밀로이드 분해 능력 저하로 이어지게 되고 결국 알츠하이머를 악화시킨다는 설명이다. 유성운 DGIST 교수는 “퇴행성 뇌질환에 걸리면 항상 신경염증이 증가하는데 이번 연구는 염증이 늘어나면서 미세아교세포에서 자가포식 현상이 억제된다는 사실을 처음으로 밝혀냈다는데 의미가 크다”며 “미세아교세포의 자가포식 활성은 베타아밀로이드 분해, 신경회로 재구성, 사이토카인 분비 조절 등 다양한 역할을 수행하는 만큼 신경염증을 유발시키는 다양한 퇴행성 뇌질환과 정신질환의 치료에 이용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

맞춤형 베이비, 모든 질병에서 해방된 인류의 출현, 슈퍼 휴먼의 출현. SF영화에서나 들어볼 만한 이야기가 지난해 말 과학계에서 가능할지도 모른다는 연구 결과가 나왔다.중국 남방과학기술대 허젠쿠이 교수는 지난해 11월 28일 유전자 가위 학회에서 자신이 유전자 가위를 이용해 후천성면역결핍증(AIDS)에 저항성이 있는 쌍둥이를 만들었다고 발표해 과학계에 큰 충격을 주었다. 유전자 치료의 근본 생각은 질병에 취약한 유전자를 가진 환자의 유전자를 병이 발생하기 전에 미리 고쳐 질병에 걸리지 않도록 하겠다는 것이다. 실제로 유전자와 질병의 상관관계를 알아내기 시작한 1980년대부터 의생명과학자들은 유전자 발현이나 유전자 염기서열 변화로 질병을 치료하려는 시도를 끊임없이 해 왔다. 선천적 면역결핍증의 유전적 원인이 밝혀진 뒤 1990년대부터 유전자 치료가 행해졌다. 문제는 환자의 면역결핍증은 치료가 됐지만 유전자 치료과정 중에 사용한 바이러스 벡터가 세포의 항암 유전자를 파괴하는 부작용 때문에 환자들은 약 10년 뒤 암으로 사망한다는 것이다. 유전자 치료의 부작용에 대한 심도 있는 연구 없이 임상시험을 진행한 결과였다. 이로 인해 유전자 치료의 연구개발은 상당히 퇴보했고 유전자 치료에 대한 회의 역시 과학계에 자리잡게 됐다. 아직까지 유전자 가위 기술은 안정성이 완전히 증명되지 않은 기술이다. 지금도 이 기술을 사용할 경우 생각지도 않은 부작용이 있다는 연구결과가 있기도 하고 이를 극복하는 새로운 방법이 보고되기도 한다. 아직까지는 완벽하게 인체실험까지 가기는 어려운 상황이라는 것이다. 또 유전자 가위 분야의 전문가들이 모여서 만든 가이드라인에는 배아에 행하는 유전자 가위의 유전자 편집은 안전성이 완벽하게 증명될 때까지 금지하기로 돼 있다. 이런 의생명과학 분야의 약속, 그리고 유전자 가위를 이용한 기술의 발전 가능성을 허젠쿠이 교수의 연구결과가 약 20년 전 유전자 치료 때처럼 퇴보시키는 것이 아닐까 하는 걱정과 불안감이 엄습하는 것이 사실이다. 유전자 가위는 현재까지 발견된 생명현상이 만들어 낸 가장 우수한 유전자 편집 기술이다. 이 기술이 안정성 등 여러 측면을 고려해 연구가 진행되면 우리가 SF영화에서나 보던 질병으로부터의 해방, 삶의 질 향상 등 많은 것을 이뤄 낼 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 책임감 없는 일부 과학자들의 배아 조작 같은 행동은 오히려 발전하고 있는 과학 분야를 저해하는 결과를 낳을 수 있다. 이번 사건으로 많은 모방성 시도가 있을 수 있고 이로 인해 현재까지 몰랐던 유전자 가위 기술의 부작용이 상당수 발견될 것이다. 이런 부작용들이 세포 실험, 동물 실험으로 밝혀지는 것이 아니라 인체 실험에서 나오게 된다면 유전자 가위 기술에 대한 부정적 반향은 걷잡을 수 없을 것으로 생각된다. 결과적으로 좋은 기술이 매장당하는 결과가 올 수도 있다. 이번 사건을 보면서 영화 ‘스파이더맨’에서 나온 “큰 힘을 사용하는 데는 큰 책임감이 따른다”라는 대사가 생각난다. 유전자 가위를 가지고 인체 실험을 진행하려는 의생명과학자들, 그리고 다른 기술을 사용하려는 과학자들이 자신이 하려는 실험을 하기 전에, 이 문장을 한 번만 생각해 보았으면 한다.

영남대는 영남새마을장학회가 최근 영남대학교 법정관에서 제13회 영남새마을장학회 장학금 전달식을 가졌다고 7일 밝혔다. 영남새마을장학회는 영남대 지역사회개발학과(현 새마을국제개발학과)에서 ‘새마을장학금’을 받고 수학한 동문들이 중심이 돼 후배들의 학업을 지원하기 위해 만든 장학회다. 대학 시절 받은 장학혜택에 대한 감사함을 후배들에게 되돌려 주기 위해서다. 13번째를 맞은 올해에도 십시일반 모은 장학금 1600만원을 후배들에게 전달했다. 올해 장학금은 학생들의 글로벌 역량강화를 위해 해외조사연구 계획서 발표대회를 통해 장학생을 선발해 지급했다. 참가자들은 국제사회가 당면한 빈곤과 다양한 개발현안을 ‘새마을개발’의 시각에서 조망하고 분석해 보려는 조사연구계획을 발표하며 열띤 경연을 펼쳤다. 장학생으로 선발된 학생들은 ‘송구영신 팀’ 등 4개 팀 총 16명이다. 이들은 말레이시아, 중국, 일본, 태국 등을 방문해 녹색혁신에 기반을 둔 ‘지속가능개발목표 달성’, ‘한중일의 지역사회개발 사례’, ‘각국의 젠트리피케이션 현상에 대한 대처방안’, ‘개도국의 건전한 도시화 달성을 위한 한국의 지자체 ODA 협력모델’에 대한 조사연구 활동을 수행할 연구계획을 발표해 참여 학생들과 심사위원들의 뜨거운 호응을 얻었다. 최우수상을 수상한 ‘송구영신 팀’(4학년 최현규·정예은, 2학년 강은수, 1학년 윤관)은 도시재생 활성화에 부정적 영향을 미치는 젠트리피케이션 현상의 특성과 전개과정, 그리고 해결방안을 주거·상업· 관광의 영역을 기준으로 미국·영국·일본·한국의 사례를 통해 비교분석할 예정이며, 현지조사활동으로서 일본을 방문할 계획이다. 이밖에 ‘Green Innovation 팀’(3학년 송준의·조영원·추성훈, 2학년 신명석)은 말레이시아를 방문해 녹색혁신 육성 정책 현황에 관하여 저탄소기술 개발, 친환경제품의 생산 및 소비 구조, 그리고 물처리 시스템 등을 중심으로 관련 사례연구를 실시할 계획이다. ‘스펙트럼 팀’(4학년 고사론, 3학년 신요한, 2학년 유정함·전수지)은 태국을 방문해 개도국의 건전한 도시화 달성을 위한 대구시 ODA 모델 구축을 주제로 개도국의 도시문제 해결을 위한 지자체의 기여방안과 도시형 새마을운동의 적용 방안을 조사할 예정이다. ‘새국의 정석 팀’(4학년 윤정영, 3학년 이재석, 2학년 윤정민, 1학년 방은석)은 한·중·일의 대표적인 지역사회개발모델인 새마을운동, 신농촌건설운동, 마치즈쿠리(마을만들기)에 대하여 UN의 지역사회개발사업 10대 원칙을 기준으로 사업추진 원리와 성과, 그리고 파급효과 등을 조사할 계획이며, 현지조사활동으로서 중국과 일본을 방문할 계획이다. 해외 조사연구 활동에 참여하는 장학생들은 현지조사를 마치고 연구보고서를 작성해 별도의 성과공유 세미나를 통해 학과 재학생들과 연구결과를 공유할 예정이다. 영남새마을장학회는 2003년 12월에 설립된 이래, 올해까지 200명에게 1억 9,600만 원의 장학금을 지원했다. 장학금 전달식에는 최외출 회장을 비롯해 영남대 정치행정대학 김정훈 학장, 대구광역시 하영숙 여성가족정책관, 영남새마을장학회 이경섭 사무국장, ㈜툴이즈·㈜나노텍 정재훈 대표이사, 영남대학교 새마을국제개발학과 이정주 교수, 황승일 교수 등 각 분야에서 활약하고 있는 동문들이 참석했다. 최외출 영남새마을장학회 회장은 “매년 장학금 전달식에서 학생들의 향상된 역량을 볼 때 보람을 느낀다. 작은 금액이지만 학생들이 자신의 역량을 키워 사회발전에 기여하는 인재로 성장하길 바란다”면서 “사회가 보다 더 안전하고 행복한 세상이 되는데, 우리 학생들이 기여할 수 있도록 장학금 지원을 확대해 나가겠다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

이세돌 9단과의 대국에서 압승을 거둔 바둑 인공지능 ‘알파고’를 만들어 낸 구글 딥마인드가 지난해 말 보드게임 분야에서 활용가능한 범용 인공지능 ‘알파제로’를 공개해 전 세계를 놀라게 했다. 최근 인공지능 기술이 눈부시게 발전하고 있다고는 하지만 사람처럼 모든 분야를 배워 활용할 수 있는 수준에는 이르지 못하고 있다. 또 특정 분야에서 활용되는 인공지능 역시 아직까지는 완벽하지 못한 것이 사실이다. 일반 대중들이 가장 가깝게 느끼는 인공지능인 AI 스피커 같은 경우도 목소리를 정확히 인식해 명령을 수행하는데는 어려움이 있다. 그런데 최근 잇따라 사람들이 머릿 속 생각을 말이나 글로 바꿔주는 기술이 초보적이기는 하지만 가능하다는 연구결과가 발표되고 있다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 지난 2일자에 이와 관련한 연구 추세를 소개했다. 뇌신경 손상으로 인해 말을 하거나 글을 쓸 수 없는 환자들의 경우 머릿 속으로는 말하고자 하는 내용이 있지만 이를 밖으로 끄집어 낼 수 있는 방법이 아직까지는 없다. 그런데 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘’바이오아카이브’(bioRxi)에 최근 공개된 세 편의 논문에 따르면 뇌 속에 이식된 전극을 통해 얻은 신호를 신경망 컴퓨터를 이용해 단어와 문자로 재구성하는데 성공했으며 일부는 사람들이 바로 이해할 수 있을 정도의 수준이 됐다는 것이다. 지난해 초 타계한 세계적인 물리학자 스티븐 호킹처럼 눈이나 미세한 몸짓으로 컴퓨터 커서를 작동시키거나 화면의 글자를 선택해 말을 하거나 글을 쓸 수 있지만 언어의 톤이나 억양을 조절하거나 대화에 빠르게 끼어들지는 못한다. 연구팀들이 개발한 기술은 인공지능과 신경망 컴퓨터를 이용해 뇌 신호를 언어로 직접 전환할 수 있는 방법의 첫 발을 내딛은 수준이다. 우선 미국 컬럼비아대, 호프스트라 노스웰 의대 공동연구팀은 5명의 뇌전증 환자의 청각피질에서 얻은 전기신호를 바탕으로 연구를 수행했다. 연구팀은 환자들이 오디오북과 숫자를 말하는 사람들의 목소리를 들을 때 발생하는 전기신호를 분석해 생각을 언어로 표현할 수 있도록 구성했다. 그 다음 사람들의 신경 신호를 컴퓨터 음성으로 재구성해 사람들에게 들려준 결과 75% 정도의 정확성으로 알아들었다는 것이다. 이 연구는 지난해 10월 바이오아카이브에 실렸다. 바이오아카이브 11월 말에 실린 또 다른 논문에는 독일 브레멘대, 네덜란드 마스트리흐트대, 미국 노스웨스턴대, 버지니아 커먼웰스대 공동연구팀이 뇌종양 수술을 받은 환자 6명을 대상으로 한 연구결과가 실렸다. 연구팀은 환자들에게 한 음절씩 단어를 크게 읽도록 해 녹음하는 동시에 전극으로 뇌의 음성계획영역과 목소리로 단어를 발음하도록 명령을 내리는 운동영역의 전기신호를 기록했다. 연구팀은 신경망 컴퓨터로 전기신호를 오디오 기록과 매핑시킨 다음 환자들이 발음하지 않은 단어를 생각하도록 해 인공지능으로 단어를 말할 수 있도록 해본 결과 40% 이상 이해 가능한 것으로 나타났다는 것이다.미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 신경외과 연구팀은 세 명의 뇌전증 환자들에게 글을 읽도록 한 뒤 언어영역과 운동영역에서 포착된 뇌신호로 끄집어 낸 다음 이 신호들을 재조합해 컴퓨터가 문장을 구성하도록 했다. 이렇게 뇌 신호로만으로 만들어진 컴퓨터 언어를 166명의 일반인들에게 들려준 뒤 이해정도를 측정한 결과 80% 이상의 정확도로 이해가 됐다는 연구결과를 발표했다. 이들은 앞선 연구진들보다 한 발 더 나아가 문장을 생각하도록 하고 소리 내지 않고 입만 뻥긋하는 동안 전기신호만으로 인공지능 컴퓨터가 문장을 구성하는데도 성공했다. 크리스티앙 헤르프 네덜란드 마스트리흐트대 교수는 “뇌-컴퓨터 인터페이스 연구는 생각을 컴퓨터의 목소리로 즉시 구성해내는 것이 궁극적인 목표”라면서 “상상된 언어를 실제로 구현하기 위해서는 좀 더 노력이 필요하겠지만 AI 기술과 결합될 경우 말하지 못하는 환자들에게도 일종의 ‘언어보철물’이 생기는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연구진 “스타틴의 긍정적 효과가 더 크다는 사실 간과해선 안돼” 강조 질병관리본부에서 집계하는 국민건강영양조사 결과를 보면 혈액 내 지방성분이 높은 고지혈증이나 고콜레스테롤혈증 유병률이 계속 높아지는 것으로 조사되고 있다. 실제로 2005년 8%에서 2017년 21.5%로 3배 가까이 늘어났다. 육류 위주의 식습관과 운동 부족이 혈관 내에 나쁜 콜레스테롤을 쌓이도록 하는 것이다. 고콜레스테롤혈증은 고지혈증 중 나쁜 콜레스테롤과 중성지방이 특히 혈액 내에 많이 분포해 있는 질병으로 고콜레스테롤혈증 진단을 받게 되면 식이요법, 운동요법과 함께 약물치료를 받는 경우가 많다. 이 때 전 세계적으로 가장 많이 처방되는 약물은 스타틴 계열로 혈중 콜레스테롤 수치를 낮춰 심장마비 위험을 줄이는 것으로 알려져 있다. 그런데 스타틴 계열 약물이 체중감소에 도움을 주는 갈색지방 조직을 감소시킨다는 연구결과가 발표됐다. 스위스 취리히연방공과대(ETH), 취리히대학병원, 바젤대학병원, 슬로바키아 코메니우스대, 슬로바키아 과학아카데미 생의학연구센터, 프랑스 코티다쥐르대, 스웨덴 카롤린스카 연구소, 예테보리대 의대 공동연구팀은 스타틴 계열의 약물이 갈색 지방조직을 감소시키고 생성을 저해한다는 사실을 규명하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 최신호에 발표했다고 4일 밝혔다. 체지방에는 흰색 지방 뿐만 아니라 갈색 지방이 있는데 갈색지방은 당분과 지질을 열로 전환시켜 에너지를 소비시킨다. 이 때문에 갈색 지방은 ‘살을 빼주는 착한 지방’으로 알려져 있기도 하다. 갈색 지방조직이 많은 사람은 겨울에 체온조절이 좀 더 쉽게 되고 과체중이나 당뇨에 걸릴 가능성도 낮은 것으로 알려져 있다.연구팀은 세포 배양실험을 통해 ‘피로인산 게라닐게라닐’이라는 대사물질이 나쁜 백색 지방세포를 좋은 갈색지방으로 전환시킨다는 사실을 확인했다. 연구팀은 스타틴이 갈색 지방조직에 어떤 영향을 미치는지 동물실험과 환자 관찰을 동시에 실시했다. 연구팀은 취리히대학병원과 바젤대학병원 환자 8500명을 대상으로 양전자방출단층촬영(PET)을 실시해 갈색 지방조직 분포를 살펴보는 동시에 스타틴 복용여부를 비교분석했다. 그 결과 스타틴을 복용하지 않는 사람들은 6% 정도가 갈색 지방조직을 갖고 있어지만 스타틴 복용자들은 1% 정도만 갈색 지방조직을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 연구진은 별도로 16명의 환자를 대상으로 임상시험을 실시해 스타틴이 갈색 지방조직의 활동과 생성을 억제시킨다는 것을 확인했으며 이는 생쥐를 이용한 동물실험과 동일한 것으로 나타났다. 그러나 연구팀은 이번 연구를 통해 스타틴의 부정적 영향을 확인했지만 스타틴 효능을 무시해서는 안된다고 강조했다. 연구를 주도한 크리스티앙 볼프럼 ETH 교수는 “갈색 지방조직이 적을 경우 당뇨 발병 위험이 높아질 수 있지만 스타틴이 혈중 콜레스테롤 수치를 낮춰 심혈관 질환으로 인한 돌연사를 예방하고 있다는 점은 간과해서는 안된다”며 “스타틴이 전 세계 수 백만명의 생명을 구하고 있으며 그렇기 위해 처방되고 있는 만큼 이번 연구는 스타틴의 부정적 영향을 밝혀내 어떤 환자가 그런 영향을 받는지 사전에 파악함으로써 개인 맞춤형 치료법을 찾기 위한 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

디메틸에테르를 석유화학산업 기본물질 전환기술도 개발 지난 여름의 가마솥 더위, 지난해와 올 겨울의 냉장고 추위 원인을 찾아보면 너무도 뻔하지만 온실가스 증가로 인한 지구온난화이다. 국내 연구진이 지구온난화의 주범 이산화탄소를 청정연료와 석유화학 제품 생산 원료로 전환할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 성균관대 화학공학과 배종욱 교수팀은 균일한 기공을 갖고 있는 나노촉매를 이용해 이산화탄소를 석유화학 중간 물질로 전환할 수 있는 화학공정 기반기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘ACS 촉매’ 최신호에 실렸다. 최근 석유자원 고갈과 지구온난화에 따라 이산화탄소의 효율적 제거나 활용 기술의 필요성이 증가하고 있다. 특히 이산화탄소를 이용해 메탄올, 디메틸에테르 같은 석유화학 원료를 만드는 촉매기술이 연구되고 있지만 효율을 높이는데 한계가 있었다. 연구팀은 알루미늄과 구리 나노물질을 결합시킨 촉매를 개발해 이산화탄소를 디메틸에테르로 전환시킬 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 5~8나노미터의 구멍이 규칙적으로 만들어진 알루미늄이 구리 분자의 안정성을 높여 고온과 고압의 반응조건에서도 촉매가 안정적이고 효율적으로 작동될 수 있도록 했다. 특히 갈륨, 아연 산화물을 추가로 포함시킴으로써 이산화탄소의 디메틸에테르로 전환율이 기존 기술보다 30% 이상 늘어난 것도 확인됐다. 연구팀은 추가로 5~8나노미터 크기의 기공이 있는 알루미늄, 제올라이트 촉매를 만들어 이산화탄소를 이용해 만들어낸 디메틸에테르에서 석유화학 산업에서 기본적으로 활용되는 올레핀, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등을 합성하는 기술도 개발해냈다.배종욱 교수는 “이번 기술은 이산화탄소 저감은 물론 지속가능한 석유대체 자원의 효과적 활용 방법이 될 수 있을 것”이라며 “이산화탄소 수소화 반응으로 청정연료인 디메틸에테르를 만들어 내는 반응은 셰일가스나 제철소에서 발생하는 부생가스를 고부가가치를 가진 에너지원으로 전환시키는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람과 마찬가지로 뚱뚱한 개는 정상 체중의 개에 비해 수명이 훨씬 짧다는 연구결과가 나왔다. 텔레그래프 등 영국 현지 언론의 2일 보도에 따르면 리버풀대학 연구진은 1994~2015년 미국 유명 동물병원인 밴필드 동물병원에 등록된 12품종의 개 5만 마리(5.5~9.5세)를 대상으로 건강상태와 수명을 추적 관찰했다. 그 결과 각각의 품종에서 과체중일 경우 정상체중에 비해 수명이 짧은 현상이 두드러지게 나타났다. 구체적으로 독일셰퍼드, 골든리트리버, 래브라도리트리버 등은 과체중이 정상체중에 비해 수명이 최대 5개월에서 1년 미만으로 짧았고, 수컷 요크셔테리어는 최대 2년 6개월이 더 짧은 것으로 밝혀졌다. 몸집이 큰 견종보다는 작은 견종에게서 이러한 현상은 더욱 두드러졌다. 치와와 또는 포메라니안 등은 과체중일 경우 정상체중일때에 비해 수명이 훨씬 더 짧았다. 일반적으로 몸집이 작은 개일수록 수명이 더 긴 편인데, 과체중이나 비만이 될 경우 이로 인해 악영향을 받기 때문이라고 연구진은 설명했다. 대부분의 품종에서 과체중이 정상체중에 비해 암, 고혈압, 심장과 신장 질환의 위험이 모두 높은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 알렉스 저먼 교수는 “반려견을 키우는 사람들은 개에게 맛만 좋은 먹이를 주거나 혹은 먹다 남은 음식을 주는 경우가 있는데, 이는 개의 건강에 영향을 미칠 수 있다”면서 “개에게 먹이를 줄 때 반드시 주의해야 하며 살이 찌지 않도록 하는 것이 개가 오래살 수 있도록 돕는 방법”이라고 설명했다. 텔레그래프에 따르면 영국 전역에 등록된 반려견 중 59%가 과체중 또는 비만에 해당되며, 수의사들 역시 반려견을 키우는 주인들에게 이러한 사실을 강조하고 있다. 이번 연구결과는 국제학술지 수의내과학저널(Journal of Veterinary Internal Medicine) 최신호에 실렸다. 사진설명=반려견의 건강과 수명을 위해 철저한 체중관리가 필요하다는 것을 입증하는 연구결과가 나왔다(출처=123rf.com) 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

요즘 TV를 틀거나 컴퓨터를 켜면 각종 동영상 사이트에는 소위 ‘먹방’(먹는 방송)이 넘쳐나고 있다. 출연자들이 맛있게 음식을 먹는 모습을 보다보면 나도 모르게 ‘꿀꺽’하고 침을 삼키게 된다. 사실 맛있는 음식을 먹으면 기분이 좋아지는 것이 사실이다. 독일과 미국 의학자와 생물학자들이 맛있는 식사가 기분을 좋게 만드는 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 독일 막스플랑크 대사연구소, 쾰른대 의대, 미국 예일대 의대, 심리학과, 현대영양및생리학연구센터, 마운트시나이 아이칸의대 공동연구팀은 기분을 좋게 만드는 도파민이라는 호르몬은 음식을 먹을 때 두 번 방출된다는 사실을 확인하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 28일자에 발표했다. 연구팀은 12명의 건강한 성인남녀를 대상으로 양전자방출단층촬영(PET)을 실시했다. 연구팀은 실험대상자들을 PET 장치에 누인 뒤 맛있는 밀크쉐이크나 맛 없는 음료를 마시도록 한 뒤 뇌의 움직임을 살펴봤다. 그 결과 음식을 섭취할 때 뇌에서 도파민이 두 번 방출되는데 첫 번째는 입 안으로 음식이 들어가서 맛을 느낄 때와 두 번째는 음식이 위장에 도착했을 때이다. 첫 번째 도파민이 분비되는 곳은 보상과 감각 인식과 관련된 뇌 부위였지만 두 번째 도파민이 분비되는 부분은 좀 더 높은 인지기능과 관련된 영역에서였다. 지금까지 위장에 음식이 도달했을 때 도파민이 분비되는 것은 생쥐실험에서는 확인됐지만 인간에게서 확인된 것은 이번이 처음이다. 그렇지만 맛있는 음식과 맛없는 음식을 먹었을 때 도파민의 분비량과 뇌 부위는 다른 것으로 조사됐다. 맛있는 음식을 먹었을 때는 입 안에 들어갔을 때 도파민 분비가 활발했고 맛없는 음식을 먹었을 때는 위에 도착했을 때 도파민 분비가 활발한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 음식을 먹을 때 사람마다 일정한 도파민 분비량이 있기 때문에 충분한 도파민이 방출될 때까지 계속 먹게 되는 것이라고 설명했다. 맛없는 음식을 먹게 되면 충분히 먹었다고 하더라도 도파민 분비량이 적정 수준에 도달하지 못했기 때문에 식사 뒤 간식이나 다른 먹거리를 찾게 되는 것이라는 말이다. 헤이코 벡스 독일 막스플랑크 대사연구소 교수는 “이번 연구결과는 사람들이 과식을 하는 이유를 알게 해줄 뿐만 아니라 이를 활용하면 과식을 줄이고 몸에 부담을 주지 않고 식이조절을 할 수 있는 방법을 찾을 수 있게 될 것”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 질 낮은 유지(油脂)를 일반 디젤과 똑같은 분자구조를 가진 바이오디젤로 변환시킬 수 있는 마법 같은 기술을 개발했다. 연세대 환경공학과 노현석 교수와 전남대 고창현 교수 공동연구팀은 올레익산을 기존 디젤과 동일한 분자 구조의 바이오디젤로 바꿀 수 있는 코발트-몰리브덴 촉매를 개발해 화학분야 국제학술지 ‘응용 촉매B:환경’ 30일자에 발표했다. 올레익산은 버터나 올리브유 등에 포함된 지방산으로 친환경 바이오연료인 바이오디젤에도 많이 포함돼 있다. 바이오디젤은 식물성 기름을 원료로 해 만든 것으로 석탄이나 석유를 대체하고 이산화탄소 배출량도 적어 유망한 미래기술로 꼽히고 있다. 문제는 현재 만들어지고 있는 바이오디젤은 기존 디젤과 분자구조가 다르기 때문에 점성이 높고 에너지를 생산할 수 있는 발열량이 적으며 열적으로 불안정해 기존 경유를 완전히 대체하기는 어려운 상황이다.연구팀은 식용이 아닌 질 낮은 저급 유지에 포함된 올레익산을 디젤과 성질이 동일한 바이오디젤로 전환해줄 수 있는 고성능 코발트-몰리브덴 촉매를 개발했다. 특히 기존에도 비슷한 촉매가 있었지만 고압의 수소와 용매를 사용해야 했기 때문에 제작비용이 많이 들고 공정이 복잡하다는 문제가 있었다. 연구팀은 졸-겔법이라는 방법으로 촉매를 만들어 생산단가를 낮췄을 뿐만 아니라 바이오디젤 내 다량의 산소를 쉽게 제거할 수 있는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발한 기술로 저급 유지로 만든 바이오디젤은 기존 바이오디젤보다 연료로서 더 적합할 뿐만 아니라 발열량도 일반 디젤의 99.4%에 이른는 것으로 조사됐다. 노현석 연세대 교수는 “현재 개발된 수소연료전지나 전기모터로는 대형화물차, 군용차랑, 비행기 등에 적용하기 어려운 만큼 차세대 바이오디젤이 친환경 에너지원으로 유일한 대안이 될 수 잇을 것”이라며 “이번 연구결과는 질 낮은 지방을 기존 디젤과 비슷한 수준의 에너지원으로 만들어 줄 수 있는 것으로 상용화를 위해 대용량 촉매 제조 실증 연구를 진행할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘기해년’ 새해가 하루 앞으로 다가왔다. 전 세계 많은 성인들은 새해가 되면 다이어트, 금연과 함께 금주를 결심하지만 ‘작심삼일’이 되기 일쑤다. 영국 연구진이 1월 한 달 동안만이라도 술을 끊는다면 술에 대한 자제력이 늘어날 뿐만 아니라 건강과 생활 패턴이 놀라울 정도로 달라진다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 영국 서섹스대 실험심리학과와 생물학과 연구진은 올해 1월 ‘드라이 재뉴어리’(Dry January)에 참여했던 성인남녀 약 800명을 대상으로 설문조사, 심리검사, 건강검진를 실시한 결과 많은 사람들이 이전에 비해 잠을 더 잘 자게되고 피부가 좋아질 뿐만 아니라 다이어트 효과까지 있다는 것을 확인했다고 30일 밝혔다. 드라이 재뉴어리는 영국 음주예방협회가 ‘한 달 만이라도 술을 끊어보자’는 취지에서 1월 한 달 동안 금주를 하는 공중보건캠페인으로 2013년에 시작됐다. 협회에 따르면 올 1월 영국 내에서만 400만명이 ‘드라이 재뉴어리’에 참여했으며 금주 어플리케이션를 내려받은 사람은 10만명에 이른다. 드라이 재뉴어리를 통한 금주 효과가 1월 한 달에만 나타날 뿐이라는 비판을 검증하기 위해 연구자들이 나선 것이다.연구팀은 1월 한 달 동안 ‘완전 금주’에 성공한 사람들은 8개월이 지난 시점에도 이전에 비해 음주량이나 빈도가 현저하게 낮다는 것이 관찰됐다고 밝혔다. 실제로 금주운동에 참여한 사람들의 음주 빈도는 월 3.4회에서 월 2.1회로 줄어들고 일일 음주량 역시 8.6잔에서 7.1잔으로 감소한것으로 나타났다. 드라이 재뉴어리 참여 이후 10명 중 9명은 술로 지출되는 비용을 절반 가까이 줄일 수 있었으며 71%는 숙면을 취함으로써 피로감이 줄었으며 54%는 피부가 좋아졌고 58%는 체중이 줄었으며 집중력이 향상되는 효과를 느꼈다고 답했다. 또 4주간 금주를 통해 간기능이 정상으로 회복되는 한편 혈중 콜레스테롤 수치도 낮아지는 것이 확인됐다. 리처드 드비서 서섹스대 교수는 “이번 연구결과는 금주가 생활 패턴의 변화 뿐만 술로 인한 암이나 간질환 등 건강에 도움이 된다는 것을 보여준 것”이라며 “드라이 재뉴어리는 술 없이도 다른 사람과 사교활동이 가능할 뿐만 아니라 음주에 대한 자기통제력을 확보할 수 있다는 것을 깨닫게 함으로써 자존감까지 높여주는 효과도 있다”고 설명했다. 다만 연구팀은 ‘드라이 재뉴어리’의 효과는 술에 의존하지 않는 일반인들에게만 나타날 뿐이며 흔히 ‘알콜 중독’으로 불리는 ‘알콜 의존증’이 심한 경우는 개인의 의지로 해결하기 쉽지 않은 만큼 의료진의 도움을 받는 것이 필요하다고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침식사를 거르면 당뇨병에 걸릴 위험이 현저하게 커진다는 연구결과가 나왔다. 독일 뒤셀도르프 당뇨병센터 연구팀이 식단이 당뇨병에 미치는 영향을 탐구한 기존 연구 6건의 참가자 총 9만6000명의 자료를 분석한 결과, 아침식사를 거르는 사람들은 제2형 당뇨병에 걸릴 확률이 33% 더 높은 것으로 나타났다. 이뿐만 아니라 1주에 적어도 4번 아침을 거르는 사람들의 경우 당뇨 위험은 항상 아침을 먹는 사람들의 경우보다 55% 더 높았다. 이에 대해 이번 연구를 이끈 사브리나 슐레진저 박사는 전 세계 30%의 사람들이 아침식사를 거르고 있는 것으로 생각된다고 말했다. 슐레진저 박사에 따르면, 과체중인 사람들은 아이러니하게도 아침식사를 거를 가능성이 더 높다. 왜냐하면 이들은 이런 행위가 전반적인 열량 섭취를 줄일 것이라고 잘못 생각하고 있기 때문이다. 연구팀은 처음에 과체중인 사람들이 제2형 당뇨병에 걸릴 확률이 훨씬 높으므로 이런 점이 결과를 왜곡했을 수도 있다고 생각했다. 하지만 이들은 참가자들의 체질량을 고려하더라도 아침식사를 거르면 당뇨병에 걸릴 확률이 22% 더 높다는 사실을 발견할 수 있었다. 이에 대해 슐레진저 박사는 “우리는 아침식사를 거르는 사람들이 낮에 더 많은 간식을 먹고 전반적으로 더 많은 열량을 섭취한다고 생각한다. 이들은 또 점심을 많이 먹는데 이는 포도당과 인슐린을 급격히 늘려 신진대사에 좋지 않고 제2형 당뇨병 위험을 높이기 때문”이라고 설명했다. 또한 슐레진저 박사는 바쁜 현대인들이 아침식사를 거르지 않을 수 있는 가장 현실적인 대책으로 “뮤즐리와 같은 시리얼(통귀리와 기타 곡류, 생과일이나 말린 과일, 견과류를 혼합해 만든 아침식사용 스위스 시리얼)로 아침식사를 하면 이런 상태를 피할 가능성이 가장 높다”고 지적했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘영약학 저널’(Journal of Nutrition) 최신호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr