플라스틱 사용이 증가하면서 미세·나노플라스틱이 늘어나고 생체에 나쁜 영향을 미칠 수 있다는 것이 알려지면서 자연스럽게 분해될 수 있는 생분해성 플라스틱에 대한 관심이 높아지고 있다. 생분해성 플라스틱이라고 괜찮을까. 국내 연구진이 생분해성 플라스틱에서도 미세플라스틱이 발생할 수 있으며 독성 영향도 일반 플라스틱과 비슷하거나 오히려 더 클 수도 있다는 결과를 내놨다. 고려대 환경생태공학부 연구팀은 일반 플라스틱이든 생분해성 플라스틱이든 출처와 상관없이 미세플라스틱은 수생생물의 성장을 억제하고 서로 다른 유전자 발현을 일으킨다고 20일 밝혔다. 이 연구 결과는 환경과학 분야 국제 학술지 ‘환경 오염’에 실렸다. 연구팀은 일반적으로 널리 쓰이는 플라스틱인 PET와 생분해성 플라스틱인 PLA에서 발생한 미세플라스틱이 담수 생태계의 대표적 동물성 플랑크톤인 ‘큰물벼룩’에 미치는 영향을 비교했다. 연구팀은 특히 생태독성 분야에서 흔히 사용되는 성장, 생식 등 개체 수준의 독성 지표뿐만 아니라 전사체 분석을 통해 미세플라스틱이 미치는 장기적 영향을 분자 수준에서 조사했다. 분석 결과, 생분해성 PLA 미세플라스틱도 기존 PET 미세플라스틱처럼 수생생물의 성장을 억제할 수 있는 것으로 확인됐다. 전사체 분석 결과는 플라스틱 종류에 따라 분자 수준의 독성 영향이 다른 것으로 나타났다. PLA에 노출된 생물은 활성산소로 인한 세포 손상과 이를 해독하려는 체내 방어 유전자들이 광범위하게 활성화되는 것이 관찰됐다. PET의 경우에는 생체 구조 형성 및 물질 이동 기능 억제가 두드러지게 나타났으며 전사 및 전사 후 조절 과정의 변화가 주로 나타났다. 연구를 이끈 정진호 교수는 “이번 연구 결과는 미세플라스틱의 독성 영향을 분자적 경로를 통해 설명했다는 점에서 의미가 크다”며 “미세플라스틱이 생물에 일으키는 영향을 규명하기 위해서는 성장·생식 등 개체 수준의 독성 지표와 유전자 발현 같은 분자 수준의 정보를 통합해 이해할 필요가 있다”고 설명했다.

일각고래의 길고 흰 나선형 엄니 덕분에 오랫동안 ‘바다의 유니콘’으로 불리며 신화의 대상으로 받아들여졌다. 실제로 중세 유럽에서는 이 엄니가 ‘유니콘 뿔’이라며 마법을 지닌 물건처럼 거래되기도 했다. 당연히 마법은 없지만 아직도 과학계에서는 일각고래가 엄니를 어디에 쓰는지, 왜 엄니에 왼쪽 방향 나선이 그려져 있고 곧게 뻗는가라는 의문을 풀지 못하고 있었다. 이런 가운데 덴마크 오르후스대 나노과학 센터, 화학과, 덴마크공과대(DTU) 응용수학 및 컴퓨터과학과, 물리학과, 스웨덴 예테보리 찰머스공과대 물리학과, 룬드대, 스위스 연방 재료과학 연구소, 폴 세러 연구소, 로잔 연방공과대(EPFL), 중국 과학원대, 프랑스 방사광가속기 연구소, 그린란드 국립 자연물 연구소 공동 연구팀은 첨단 3차원 X선 영상 기술을 이용해 일각고래 엄니가 특유의 나선 구조를 얻게 된 원리를 규명했다고 20일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 8월 19일 자에 실렸다. 연구팀은 다양한 X선 영상 기법을 조합해 일각고래 엄니를 정밀 분석했다. 엄니 자체가 크고 구조가 복잡해서 원자, 나노, 마이크로 규모에 걸쳐 엄니 내부 전체를 3차원으로 지도화했다. 특히 강한 X선을 엄니에 통과시킨 뒤 나노미터 크기의 광물화된 콜라겐 원섬유에서 X선이 산란되는 양상을 분석하는 ‘텐서 단층촬영’이라는 특수 3차원 X선 기법을 활용했다. 일반적인 컴퓨터 단층촬영(CT)이 ‘어디에 무엇이 있는가’를 보여준다면 텐서 단층촬영은 여기에 더해 ‘그 구성단위가 어느 방향을 향하고 있는지’까지 3차원으로 확인할 수 있다. 일각고래의 엄니는 뿔이 아닌 왼쪽 송곳니가 턱뼈와 윗입술을 뚫고 자라 나오면서 2m가 넘게 길어진 것이다. 사람의 치아와 달리 법랑질이 없고 안쪽은 상아질, 바깥쪽은 백악질로 이뤄져 있다. 분석 결과, 엄니 바깥쪽 백악질 조직은 왼쪽 방향으로 꼬여 있지만 안쪽 상아질 조직은 오른쪽 방향으로 꼬여 있는 것으로 확인됐다. 서로 반대 방향으로 감긴 두 나선이 안쪽 조직과 바깥쪽 조직의 경계면에서 맞부딪히며 일종의 생물학적 평형을 이뤄 단단한 형태를 갖게 된 것이라는 설명이다. 또 엄니를 단단하게 한 것은 광물화된 콜라겐 원섬유 때문이다. 원섬유들은 기본적으로는 엄니의 길이 방향을 따라 작은 각도로 일정하게, 일종의 헤링본 형태로 정렬돼 있었다. 미세한 각도 편차가 길이 방향으로 누적되면서 수 m 규모의 거대한 나선이 만들어졌다. 서로 반대로 감긴 두 구조가 만나는 곳은 상아질과 백악질 사이의 전이 구간으로, 생물학적으로 매우 복잡하면서도 정교한 구조를 가진 것으로 확인됐다. 이런 구조는 나선이 하나뿐이거나 막대 형태인 경우에 비해 휘거나 비틀리는 힘에 훨씬 안정적인 것으로 확인됐다. 서로 반대 방향으로 감긴 두 나선 덕분에 일각고래 엄니가 특유의 왼쪽 나선을 유지하면서도 곧게 자랄 수 있다고 연구팀은 설명했다. 실제로 일각고래 엄니는 자연계에서 알려진 유일한 ‘곧은 엄니’다. 연구를 이끈 헨리케 비르케달 덴마크 오르후스대 교수는 “고래의 수명은 80년 정도이기 때문에 이빨은 일생 동안 변해 온 환경 조건의 기록보관소나 다름없다”며 “이번 연구 결과는 바다에서 가장 상징적인 동물 중 하나를 둘러싸고 수백 년 풀리지 않았던 자연과학의 수수께끼를 풀었다는 점과 함께 자연이 극한의 기계적 성능을 지닌 재료를 어떻게 만들어내는지에 대한 새로운 통찰을 얻게 한다”고 설명했다.

옥스퍼드 영어사전은 2021년 9월에 한류의 전 세계적 확산을 반영해 대박, 먹방, 오빠 등 한국어 유래 단어 26개를 실었습니다. 그중에는 애교(aegyo)도 있습니다. 사전에는 ‘한국 대중문화의 특징으로 여겨지는 일종의 귀여움이나 매력 또는 귀엽고 매력적이며 사랑스럽다고 여겨지는 행동’으로 풀이돼 있습니다. 한국 덕성여대, 스위스 취리히대 공동 연구팀은 K팝 아이돌과 드라마 속 애교 말투의 비밀을 음향학적으로 밝혀냈습니다. 애교로 말할 때는 입을 벌린 정도를 의미하는 제1포먼트(F1) 값이 일제히 높아지는 것으로 확인됐는데 이는 성인이 어린아이처럼 짧은 목구멍을 가진 것처럼 들리도록 목소리를 바꾸는 것이라는 분석입니다. 이 연구 결과는 음향학 분야 국제 학술지 ‘미국 음향학회 저널’ 8월 19일 자에 실렸습니다. 애교는 연인 관계에서 상대의 호감을 얻기 위해 사용되는 말투입니다. 어린아이 같은 말투는 서구에서는 ‘베이비 토크’로 부르는 것과 닮았습니다. 연구팀은 서울말을 사용하는 25~31세 남녀 12명에게 광고 내레이션 형식의 대본 29문장을 한 번은 애교를 최대한 넣어서, 다른 한 번은 애교 없이 건조하게 읽도록 한 다음 음성분석 프로그램으로 분석했습니다. 연구팀은 혀와 입술, 턱의 움직임에 따라 특정 주파수 대역에 목소리 에너지가 몰리는 ‘포먼트’(F)에 주목했습니다. 이 중 F1은 모음의 높낮이와 반비례하며 목구멍 안쪽 공간인 인두강의 길이에 좌우됩니다. 관이 짧을수록 높은 소리가 나는 원리와 같습니다. 분석 결과, 애교 발화에서는 F1이 전체 평균 약 28㎐ 높아졌습니다. 모음별로는 ‘ㅏ’가 약 60㎐로 상승 폭이 가장 컸고 ㅐ, ㅜ, ㅔ, ㅣ에서도 통계적으로 유의한 상승이 확인됐습니다. 성도가 짧으면 긴 경우보다 자연히 더 높은 공명이 만들어지고 포먼트 주파수도 높아지게 된다는 것입니다. 아이들의 목소리가 어른과 다르게 들리는 주된 이유도 이 때문입니다. 아이들은 성도가 짧고 후두가 충분히 내려오지 않아 F1이 높은데 애교 말투는 성인이 그 구조를 음향적으로 모방한다는 말입니다. 폴커 델보 취리히대 교수는 “아이 목소리처럼 귀엽게 들린다는 것은 상대의 보호 본능을 자극해 유대를 강화할 뿐만 아니라 타인의 마음속에 자신의 정체성을 각인시키는 데도 도움이 될 수 있다”며 “다른 사람에게 나 자신을 각인시킨다는 것은 모든 친밀한 사회적 관계가 시작되는 지점에서 매우 중요한 과정”이라고 설명했습니다.

나이 들면 면역세포도 노화100세부터 인체 면역계 재편‘CD4 CTL’이 지친 세포 깨워 이웃 나라 일본은 기대수명도 높고 100세 이상 초고령자의 숫자도 많은 대표적인 ‘장수 국가’다. 흔히 장수의 비결을 식단이나 체계적 의료 시스템에서 찾지만 과학적으로 명확한 근거를 가진다고 보기는 어려운 부분이 있다. 이런 상황에서 일본 오사카대 단백질 연구소, 이화학연구소(리켄) 통합 의과학 센터, 게이오대 의대 미생물·면역학과, 초(超)장수자 의학 연구센터, 이탈리아 휴먼 테크노폴 공동 연구팀은 110세 이상의 초장수자 혈액을 분석한 결과 인체 면역계가 재편되는 것이 관찰됐다고 밝혔다. 나이가 들수록 면역계가 약해진다는 오랜 전제를 다시 보게 하는 결과다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀 리포츠’ 8월 20일 자에 실렸다. 연구팀은 70세 이상 일본인 남녀 28명의 T세포 4만 3584개를 세포 단위로 분석했다. 실험에 참가한 이들은 70~90대 8명, 100~109세 10명, 110세 이상 초장수자 10명이었다. 분석 결과, 독특한 것이 관찰됐다. 전체 T세포 중 ‘CD4 세포독성 T림프구’ (CD4 CTL)가 100세 무렵부터 급증한다는 점이다. T세포는 면역을 지휘하는 CD4와 감염되거나 돌연변이 세포를 직접 파괴하는 CD8로 나뉜다. 그런데 CD4 CTL는 면역을 지휘하는 동시에 직접 처리에도 나서는 독특한 세포다. 전체 T세포 중 CD4 CTL 비율의 중앙값이 각각 4%, 9.6%, 17.6%로 연령에 따라 계단식으로 상승하는 것이 발견됐다. 초장수자는 T세포 다섯 개 중 하나꼴로 나타난 것이다. 이런 경향은 0세부터 110세 이상까지 1512개 시료, 500만개 이상의 면역 세포를 담은 자료를 인공지능으로 재분석했을 때도 똑같이 확인됐다. 지금까지 나이가 들수록 면역세포들도 노화해 ‘소진’ 상태가 될 것으로 여겨져 왔다. 세포가 힘이 빠진 소진 상태인지는 PD-1이라는 물질을 관찰하면 쉽게 알 수 있다. PD-1이 켜져 있으면 지친 세포라는 의미다. 면역항암제는 바로 이 표식을 건드려 지친 면역 세포를 다시 깨우는 역할을 한다. 그런데 110세 이상 노인들의 CD4 CTL에서는 PD-1의 발현도가 낮은 것으로 나타났다. 고도로 분화했지만 지치지 않은 ‘현역’ 상태였다는 것이다. 면역계는 젊을 때는 밖에서 침입하는 다양한 세균이나 바이러스에 대응하도록 작동하지만 나이가 들면 T세포를 만드는 흉선이 줄어들면서 외부 침입자보다는 노화 세포나 암과 같은 이상 증식 세포, 잠복해 있다가 다시 활동하는 바이러스 같은 몸속에서 생겨나는 것들에 대응하게 된다고 연구팀은 설명했다. 실제로 초장수자들의 CD4 CTL 수용체 서열을 대규모 데이터베이스와 대조하자 비소세포폐암, 유방암, 간세포암 환자에게서 발견된 것과 동일한 서열들이 확인됐다. 그런데 정작 이들 중 해당 암을 앓은 사람은 없었다. 겉으로 드러나기 전 단계의 이상 세포에 CD4 CTL이 대응해 온 흔적일 수 있다는 것이 연구팀의 추정이다. 연구를 이끈 하시모토 고스케 오사카대 교수는 “면역 노화는 낡아서 망가지는 과정이 아니다”라며 “초고령자에게서 나타나는 면역 변화는 그저 낡아가는 것이 아니라 면역계가 스스로를 재조직하는 과정으로 이해해야 할 것”이라고 설명했다.

단국대학교는 화학공학과 이용걸 교수 연구팀이 니켈(Ni)·코발트(Co)·철(Fe) 등 비귀금속을 활용해 높은 활성과 내구성으로 수소 생산성을 높이는 수전해 전극 촉매를 개발했다고 19일 밝혔다. 수전해는 전기로 물을 분해해 수소를 생산하는 친환경 기술이다. 산소 발생 반응(OER)은 많은 에너지가 필요한 만큼 고성능 촉매 개발이 수소 생산 효율을 좌우한다. 기존 루테늄(Ru)·이리듐(Ir) 기반 귀금속 촉매는 높은 성능에도 불구하고 가격이 비싸고 희소성이 높아 대규모 상용화에 한계가 있다. 대안으로 주목받는 니켈 기반 촉매는 장시간 사용하면 활성 구조가 변하고 성능이 저하되는 문제가 있었다. 연구팀은 Ni(니켈)-Co(코발트)-Fe(철) 합금의 표면을 전기화학적으로 재구성해 촉매 내부에 전기가 잘 통하고 표면 반응이 활발하게 일어나는 다공성 활성층을 형성하는 ‘계층형(hierarchical) 구조’를 구현했다. 연구팀이 개발한 촉매는 기존 니켈-철계 촉매(NiFe-LDH)보다 높은 전류밀도에서도 우수한 성능을 유지했으며, 기존 금속 합금보다 약 7배 높은 반응활성빈도(TOF)를 나타냈다. 태양광·풍력 등 전력 공급이 불안정한 재생에너지 환경을 모사한 반복적인 작동 시험에서도 우수한 내구성을 유지하는 등 차세대 친환경 수소 생산 기술에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다. 이용걸 교수는 “향후 대용량 수전해 시스템과 요소 기반 친환경 수소 생산 기술은 물론 다양한 전기화학 에너지 변환 촉매 설계에도 활용될 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구 결과는 나노재료기술 분야 국제학술지 ‘Small (2024 IF 12.1)’에 2026년 8월 3일 온라인판에 게재됐다. 논문명은 ‘In Situ XANES and DFT Insights Into Hierarchical NiCoFe Catalysts for Highly Active and Durable Oxygen Evolution and Urea Oxidation’이며, 한국연구재단 중견연구자사업의 지원을 받아 수행됐다.

인공지능(AI)이 대졸 이상 청년층의 일자리부터 빠르게 대체하고 있다는 한국은행 분석이 나왔다. 지난 4년간 청년층(15~29세) 일자리는 28만 5000개 줄었는데, 이 가운데 94%인 26만 8000개가 AI의 영향을 많이 받는 업종에서 사라졌다. 챗GPT 등장 이후에는 대졸 청년층 실업률이 전문대졸 이하보다 빠르게 높아졌다. ●한은 “사무·출판·IT 업무 AI 가 대체” 한국은행이 18일 발표한 ‘BOK 이슈노트: 청년고용 위축, AI 탓인가?’에 따르면 2022년 6월부터 올해 6월까지 AI의 영향을 많이 받는 ‘고노출 업종’에서 청년 일자리는 26만 8000개 감소했다. 반면 AI 영향이 상대적으로 작은 ‘저노출 업종’에서는 1만 7000개 줄어드는 데 그쳤다. 특히 컴퓨터·데이터를 다루거나 기획·인사·회계 등 사무 업무를 담당하는 청년 일자리가 크게 줄었다. 정보서비스업 청년 취업자는 31.4% 감소했고 출판업은 27.4%, 컴퓨터 프로그래밍·시스템 통합 및 관리업은 16.6%, 전문서비스업은 11.6% 줄었다. AI가 사람을 돕는 데 그치지 않고 업무 일부를 직접 대신할 수 있는 직종일수록 청년 고용 감소폭이 컸다. ●조직 경험한 50대는 되레 취업 늘어 반면 같은 기간 50대 일자리는 23만개 늘었다. 이 가운데 17만 3000개(75.2%)가 AI 고노출 업…종에서 증가했다. AI 충격이 청년층에 집중된 셈이다. 오삼일 한은 고용연구팀장은 “AI는 매뉴얼에 정리할 수 있는 업무를 주로 대체하는데 이런 업무는 청년층이 많이 맡는다”며 “반면 경력이 많은 직원은 조직의 성격과 맥락을 이해해야 하는 업무가 많아 AI가 쉽게 대체하기 어렵다”고 설명했다. 고학력 청년층의 고용 상황도 상대적으로 나빠졌다. 챗GPT 공개 전인 2019년 1월부터 2022년 10월까지 대졸 이상 청년층의 평균 실업률은 8.2%, 전문대졸 이하는 8.0%로 격차가 0.2% 포인트에 불과했다. 하지만 2022년 11월부터 올해 6월까지는 각각 7.0%, 5.4%로 격차가 1.6% 포인트까지 벌어졌다. 오 팀장은 “대졸 이상과 그렇지 않은 청년층의 실업률 차이가 최근 크게 확대됐다”며 “30세 이상에서는 이런 현상이 나타나지 않았다”고 말했다. ●미래 인재 키울 경력 사다리 재설계를 더 큰 문제는 청년들이 일을 배우고 숙련자로 성장할 기회 자체가 줄어들 수 있다는 점이다. 기업이 AI를 활용해 초급 인력 채용을 줄이면 당장은 효율적일 수 있지만, 이런 선택이 확산되면 미래 숙련 인력을 키울 통로까지 좁아질 수 있다. 오 팀장은 이를 ‘인재 파이프라인 문제’라고 지적하며 “청년들이 AI를 활용하면서도 경험을 쌓을 수 있도록 경력 사다리를 다시 설계할 필요가 있다”고 강조했다.

한은 BOK 이슈노트사라진 28.5만개 일자리94%가 ‘AI 고노출’ 업종인공지능(AI)이 대졸 이상 청년층의 일자리부터 빠르게 대체하고 있다는 한국은행 분석이 나왔다. 지난 4년간 청년층(15~29세) 일자리는 28만 5000개 줄었는데, 이 가운데 94%인 26만 8000개가 AI의 영향을 많이 받는 업종에서 사라졌다. 챗GPT 등장 이후에는 대졸 청년층 실업률이 전문대졸 이하보다 빠르게 높아졌다. 한국은행이 18일 발표한 ‘BOK 이슈노트: 청년고용 위축, AI 탓인가?’에 따르면 2022년 6월부터 올해 6월까지 AI의 영향을 많이 받는 ‘고노출 업종’에서 청년 일자리는 26만 8000개 감소했다. 반면 AI 영향이 상대적으로 작은 ‘저노출 업종’에서는 1만 7000개 줄어드는 데 그쳤다. 특히 컴퓨터·데이터를 다루거나 기획·인사·회계 등 사무 업무를 담당하는 청년 일자리가 크게 줄었다. 정보서비스업 청년 취업자는 31.4% 감소했고 출판업은 27.4%, 컴퓨터 프로그래밍·시스템 통합 및 관리업은 16.6%, 전문서비스업은 11.6% 줄었다. AI가 사람을 돕는 데 그치지 않고 업무 일부를 직접 대신할 수 있는 직종일수록 청년 고용 감소폭이 컸다. 반면 같은 기간 50대 일자리는 23만개 늘었다. 이 가운데 17만 3000개(75.2%)가 AI 고노출 업종에서 증가했다. AI 충격이 청년층에 집중된 셈이다. 오삼일 한은 고용연구팀장은 “AI는 매뉴얼에 정리할 수 있는 업무를 주로 대체하는데 이런 업무는 청년층이 많이 맡는다”며 “반면 경력이 많은 직원은 조직의 성격과 맥락을 이해해야 하는 업무가 많아 AI가 쉽게 대체하기 어렵다”고 설명했다. 고학력 청년층의 고용 상황도 상대적으로 나빠졌다. 챗GPT 공개 전인 2019년 1월부터 2022년 10월까지 대졸 이상 청년층의 평균 실업률은 8.2%, 전문대졸 이하는 8.0%로 격차가 0.2% 포인트에 불과했다. 하지만 2022년 11월부터 올해 6월까지는 각각 7.0%, 5.4%로 격차가 1.6% 포인트까지 벌어졌다. 오 팀장은 “대졸 이상과 그렇지 않은 청년층의 실업률 차이가 최근 크게 확대됐다”며 “30세 이상에서는 이런 현상이 나타나지 않았다”고 말했다. 더 큰 문제는 청년들이 일을 배우고 숙련자로 성장할 기회 자체가 줄어들 수 있다는 점이다. 기업이 AI를 활용해 초급 인력 채용을 줄이면 당장은 효율적일 수 있지만, 이런 선택이 확산되면 미래 숙련 인력을 키울 통로까지 좁아질 수 있다. 오 팀장은 이를 ‘인재 파이프라인 문제’라고 지적하며 “청년들이 AI를 활용하면서도 경험을 쌓을 수 있도록 경력 사다리를 다시 설계할 필요가 있다”고 강조했다.

화가의 붓 터치, 소설가의 문장 구조, 연주자의 미세한 화성과 리듬의 변형 등 예술가들은 작품 속에 저마다 자신만의 흔적을 남긴다. 이를 예술가들이 무의식적으로 남기는 ‘지문’이라고 부른다. 재즈는 특정 연주자에게 고유한 작곡, 즉흥 연주, 연주 기법 등이 결합되기 때문에 애호가라고 하더라도 예술적 지문을 파악하기란 쉽지 않다. 그런데 최근 과학자들이 예술의 영역으로만 알려진 창작과 즉흥 연주의 비밀을 데이터로 파악할 수 있는 기술을 내놔 눈길을 끈다. 영국 케임브리지대 음악 및 과학 연구센터, 런던 퀸메리대 디지털 음악 연구센터 공동 연구팀은 녹음된 음원으로부터 개별 연주자들을 정확히 인식할 수 있게 해주는 음악적 지문을 식별할 수 있는 인공지능을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 논쟁이 있는 예술 작품의 저작자를 판별하고 예술가의 스타일을 구분할 뿐만 아니라 문화유산이나 음악 교육에 있어서도 통찰력을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구 결과는 인공지능 분야 국제 학술지 ‘네이처 머신 러닝’ 8월 18일 자에 실렸다. 재즈 음악의 경우 작곡은 미리 쓰인 아이디어를, 즉흥 연주는 아이디어를 자발적으로 구체화하는 방식을, 연주는 다른 음악가들과 함께 물리적으로 실험하는 방식을 의미한다. 대부분의 재즈 연주가 오디오 녹음 형태로 존재하고 녹음 환경이나 장비 유형에 따라 달라지기 때문에 재즈에 대한 컴퓨터 분석은 그동안 어려움을 겪어 왔다. 이에 연구팀은 빌 에번스, 오스카 피터슨, 델로니어스 몽크, 칙 코리아, 키스 자렛, 맥코이 타이너, 아마드 자말 등 유명 재즈 피아니스트 20명이 공연한 1629회의 연주회에서 발췌한 84시간 분량의 데이터셋으로 연주자를 식별하도록 지도학습 모델을 훈련시켰다. 녹음들은 음표가 연주되는 시점과 음높이를 보여주는 디지털 표현 방식인 ‘미디 피아노 롤’ 형식으로 변환됐다. 그 결과, 가장 성능이 뛰어난 모델은 94.4%의 정확도로 연주자를 식별해 냈고 멜로디, 화성, 리듬, 완급 등을 분리해 해석 가능성을 높인 모델은 91.3%의 정확도를 보였다. 각 요소를 개별적으로 테스트했을 때 화성이 가장 정확한 예측 결과를 제공했고 그다음으로 리듬, 멜로디였으며 완급으로 구분하는 것이 가장 부정확한 것으로 나타났다. 이번에 개발된 인공지능 기술을 활용해 분석하면 빌 에번스가 하행하는 장7도 또는 단7도 아르페지오를 빈번하게 사용한다는 점과 오스카 피터슨이 선율적 인클로저를 적극적으로 활용한다는 점 등 기존 재즈 교과서의 분석과 정확히 일치하는 음악적 특징을 성공적으로 포착했다. 연구팀은 누구나 사용할 수 있도록 오픈소스 모델과 웹 애플리케이션을 공개하기도 했다. 연구를 이끈 휴 체스턴 케임브리지대 박사는 “이번 기술은 음악가들이 흔히 화성 진행, 리듬 구조, 선율적 모티브 등 연주에서 나타나는 독특한 패턴이나 지문을 쉽게 파악할 수 있도록 돕는다”고 설명했다.

1억 년 전 지구는 지금과 많이 달랐다. 하늘에는 새가 있긴 했지만, 익룡도 함께 하늘을 날았고 바다에는 고래 같은 해양 포유류 대신 수장룡 같은 해양 파충류가 헤엄쳤다. 지상 역시 지금은 볼 수 없는 공룡이 육상 생태계를 지배했다. 하지만 당시에도 볼 수 있던 것은 어두운 밤을 밝히는 반딧불이다. 과학자들은 나무의 수지가 굳어 광물화된 ‘호박’(amber) 속에서 1억 년 전 반딧불이의 조상을 발견하고 이들이 현재의 후손과 비슷하게 발광 기관을 지니고 있다는 사실도 발견했다. 따라서 공룡도 밤중에 반짝이는 반딧불이의 모습을 볼 수 있었을 것이다. 하지만 어쩌면 반짝이는 목적은 지금과 달랐을 가능성도 있다. 브리스톨 대학교 박사 과정 학생인 리 얀다와 중국과학원 난징 지질고생물학연구소(NIGPAS)의 차이 천양 교수는 미얀마 카친 호박에서 발견된 신종 반딧불이인 ‘이카로라무스’(Icaroramus)를 연구하던 도중 예상치 못했던 새로운 사실을 발견했다. 연구팀이 발견한 반딧불이는 ‘이카로라무스 페리시’(Icaroramus perisi)라고 명명한 신종으로, 멸종된 크레토펜고디대과(Cretophengodidae)에 속하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 잘 보존된 복부 발광 기관과 더불어 예외적으로 잘 보존된 더듬이를 자세히 분석했다. 사실 곤충의 더듬이는 매우 약한 실 같은 구조로 되어 있기 때문에 호박 속에 보존된 곤충 화석에서도 자세히 분석하기 쉽지 않다. 하지만 이 화석 표본은 12개의 마디로 이루어진 정교한 더듬이 구조를 잘 보존하고 있었다. 분석 결과 이 더듬이 구조는 현대의 반딧불이에서는 보기 힘든 복잡한 구조로 이카로라무스가 더듬이를 이용해서 화학적 의사소통에 특화되어 있다는 점을 보여줬다. 이것이 예외적인 이유는 복잡한 더듬이 구조는 페로몬을 이용한 짝짓기를 하는 곤충에서 볼 수 있는 특징이기 때문이다. 하지만 보통 반딧불이는 발광 신호를 이용해서 짝짓기를 하기 때문에 상대적으로 더듬이 구조는 단순하다. 이미 발광 기관에 많은 투자를 한 상태에서 페로몬에 추가 투자를 한다는 것은 낭비이기 때문이다. 연구팀은 이를 근거로 이카로라무스가 빛을 짝짓기가 아닌 다른 용도로 사용했을 가능성을 제시했다. 예를 들어 짝짓기는 페로몬으로 하고 빛은 먹지 말라는 경고 신호로 사용했을 가능성이다. 이 경우 독을 지니고 있었을 가능성도 있는데, 이는 현재의 반딧불이에서는 볼 수 없는 독특한 특징이다. 물론 발광 신호와 페로몬 신호를 동시에 짝짓기에 사용했을 가능성도 완전히 배제할 순 없지만, 연구팀은 반딧불이의 발광 기관의 진화가 이미 1억 년 전부터 시작되었을 뿐 아니라 생각보다 다양한 목적으로 사용되었을 가능성에 주목하고 있다. 우리가 생각하지 못했던 반딧불이의 반전이 아닐 수 없다.

40대 이상 구매층 비중 높아…폴리페놀 복합체와 성분 잔류 기술 차별화 탈모 증상 완화 기능성 화장품 브랜드 ‘그래비티’(폴리페놀팩토리㈜, 대표 이해신)는 자사 샴푸가 출시 27개월 만에 누적 판매량 270만 병을 넘어섰다고 밝혔다. 여름과 가을 시즌 한정 상품인 헤어 리프팅 샴푸 ‘엑스트라 쿨 프레쉬’ 또한 판매를 이어가고 있다. 그래비티 측은 동종 경쟁 제품 대비 높은 가격대에도 불구하고 네이버 샴푸 검색 트렌드에서 상위권을 유지하고 있다고 설명했다. KAIST 연구진이 직접 제품 성분과 임상 자료를 알리는 마케팅을 전개하고, 실제 사용자들의 후기가 구매로 이어진 점이 주효했다는 분석이다. 구매층에서는 40대 이상 소비자의 비중이 높은 것으로 나타났다. 회사 측에 따르면 실제 구매 고객 가운데 40대 이상이 두터운 층을 형성하고 있으며, 탈모 증상을 경험하고 여러 제품을 사용해 본 뒤 성분과 임상 자료 등을 비교해 제품을 선택하는 소비자가 주요 구매층으로 자리하고 있다. 이들 소비자는 가격보다 제품의 기능성을 뒷받침하는 근거를 우선적으로 확인하는 경향이 있으며, 제품에 대한 신뢰가 형성된 이후에는 구매를 지속하는 특성이 있다는 것이 회사 측 설명이다. 관련 온라인 스토어에도 다수의 구매 후기와 재구매율, 평점 등이 유지되고 있다고 덧붙였다. 그래비티의 제품 개발에는 성분의 잔류 특성을 높이는 기술이 적용됐다. KAIST 이해신 석좌교수 연구팀은 파도치는 바위에서도 떨어지지 않는 홍합의 접착 원리에서 착안해 폴리페놀 복합체 ‘LiftMax 308™’을 개발했다. 해당 폴리페놀 복합체는 모발 케라틴과 결합해 세정 이후에도 두피와 모발에 성분이 남도록 하는 방식이다. 유효 성분이 일정 시간에 걸쳐 점진적으로 방출되는 ‘저장 방출 효과(reservoir effect)’가 기술의 핵심으로 제시된다. 샴푸는 사용 후 물로 씻어내는 제품 특성상 성분이 두피와 모발에 오래 남기 어렵다는 일반적인 인식이 있는 가운데, 그래비티는 성분의 접착 및 잔류 특성을 활용하는 방식으로 제품을 개발했다. 이해신 교수는 2007년 홍합의 접착력과 관련한 연구를 국제 학술지 ‘Nature’에 발표했으며, 같은 해 폴리페놀 코팅 기술에 관한 논문을 ‘Science’에 게재했다. 해당 연구들은 누적 1만 회 이상 인용된 것으로 소개되며, 이 교수는 폴리페놀 분야 연구자로 알려져 있다. 그래비티는 제품 출시 초기부터 이해신 교수와 개발에 참여한 과학자들을 쇼핑 페이지와 버스 광고, 제품 패키지 등에 직접 등장시켜 제품 개발 주체를 알리는 마케팅을 진행해 왔다. 대기업에 비해 유통망과 마케팅 규모가 상대적으로 작은 인디 브랜드의 특성을 고려해 연구진과 개발 과정을 전면에 내세우는 전략을 취했다는 설명이다. 한편 그래비티는 여름·가을 시즌을 겨냥한 한정 제품으로 ‘엑스트라 쿨 프레쉬’를 출시해 운영하고 있다.

교모세포종은 가장 치명적인 악성 뇌종양으로 꼽힌다. 암세포가 정상 뇌조직으로 빠르게 퍼지고 종양 특성도 환자마다 달라서 치료가 까다롭다. 국내 연구진이 환자에게 항암제를 투여하기 전에 환자와 똑같은 상태를 재현한 칩으로 약효를 확인한 뒤 치료 효과를 극대화할 수 있는 방법을 찾는 기술을 개발했다. 카이스트 기계공학과, 성균관대 생명물리학과, 분당차병원, 차의과학대 공동 연구팀이 교모세포종 환자의 치료 반응을 예측할 수 있는 환자 맞춤형 혈액-뇌종양 장벽(BBTB) 칩을 개발했다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 재료 및 나노과학 분야 국제 학술지 ‘스몰’에 실렸다. 똑같은 암에 같은 항암제를 써도 환자마다 효과는 다르게 나타난다. 더군다나 뇌에는 혈액 속 유해물질이 뇌로 들어오는 것을 막는 혈액-뇌 장벽이 있어 뇌종양 환자의 치료를 위한 항암제가 종양세포까지 도달하는 것을 방해한다. 더군다나 교모세포종이 생기면 종양 주변 혈관장벽도 변하게 된다. 변화 상태가 환자마다 다르기 때문에 같은 항암제를 사용해도 환자마다 효과가 달라지는 이유도 여기에 있다. 이전에도 교모세포종 환자의 치료 반응 예측을 위해 종양 유전자나 바이오마커를 활용했지만 변화된 종양 주변 혈관 환경이나 약물 사용 효과를 파악하기는 어려웠다. 연구팀은 환자의 종양뿐만 아니라 항암제가 종양까지 도달하는 혈관장벽까지 구현한 칩을 개발했다. 연구팀은 환자에게 얻은 교모세포종 세포와 뇌혈관 내피세포, 별아교세포를 작은 미세유체 칩 안에서 배양해 실제 암세포와 정상 뇌조직이 맞닿는 부위와 유사한 환경을 만들었다. 혈관 주변 세포와 면역세포도 추가할 수 있도록 설계해 실제 사람의 뇌종양 주변 혈관 환경과 유사하게 재현했다. 연구팀은 서로 다른 형태의 교모세포종 환자 3명의 종양세포로 혈액-뇌종양 장벽 칩을 만들었다. 이에 교모세포종 치료에 사용되는 테모졸로마이드(TMZ)와 베바시주맙(BEV)을 적용해 환자별 치료 반응을 살폈다. TMZ는 암세포 자체를 공격하는 항암제인 반면 BEV는 암이 성장하는 데 필요한 혈관 생성을 억제하는 표적치료제다. 분석 결과 기존 유전자 검사에서는 비슷한 치료 반응이 예상됐던 환자들도 칩에서 나타난 혈관장벽의 특성과 치료제 반응은 다르게 나타났다. 칩에서 확인한 환자별 치료 반응은 실제 환자의 치료 경과와도 상당히 높은 수준으로 일치했다. 연구팀에 따르면 이번 플랫폼을 활용하면 실제 환자의 종양과 혈관장벽을 모사한 환경에서 신약 후보물질의 효과를 평가하고 어떤 환자에게 효과가 나타날 가능성이 높은지 탐색하는 전임상 평가에도 활용하는 등 신약 개발에도 활용할 가능성이 있다. 연구에 참여한 안송이 카이스트 기계공학과 교수는 “이번 연구는 환자 유래 종양세포와 혈액-뇌종양 장벽을 함께 재현함으로써 환자마다 다른 치료 반응을 실제와 가깝게 평가할 수 있는 플랫폼을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “보다 많은 환자를 대상으로 검증해 교모세포종 환자의 맞춤형 치료 전략 수립과 신약 개발을 위한 전임상 평가 플랫폼으로 발전시킬 것”이라고 말했다.

한국에너지공과대학교(켄텍) 서동한 교수 연구팀이 고려대학교 김영진 교수 연구팀과 공동으로 반도체 제조 공정에서 발생하는 치명적인 맹독성 폐수를 친환경적으로 처리할 수 있는 ‘고효율 광촉매’ 기술 개발에 성공했다. 반도체와 디스플레이 제조 공정에 현상액 등으로 쓰이는 ‘테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)’는 수생태계와 인체에 신경독성을 유발하는 맹독성 화학물질로, 반드시 정화과정이 필요하다. 하지만 기존의 화학적·생물학적 폐수 처리 방식은 막대한 에너지가 소모되거나 고농도의 2차 슬러지가 발생하는 등 현장 적용에 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 반도체 웨이퍼 생산 공정에서 버려지거나 저평가되던 저순도 흙(규조토)에 주목했다. 연구팀은 섭씨 60도 미만의 ‘수중 대기압 플라즈마 공정’을 세계 최초로 적용, 규조토 내부의 미세한 구멍들에 산소 결함이 포함된 이산화티타늄(TiO2-x) 나노층을 균일하게 합성·고정하는 기술을 개발했다. 이렇게 개발된 신형 나노 복합 광촉매 ‘DE 700’은 가시광선을 포함한 넓은 태양광 영역에서 탁월한 흡수력을 보였다. 실험 결과, 20ppm 농도의 TMAH 폐수에 이 촉매를 넣고 상용 태양광 램프를 쪼인 지 12시간 만에 오염 물질이 100% 분해됐다. 특히, 이 가운데 약 62%는 독성이 없는 암모늄 이온으로 전환됐다. 이는 현재 산업계에서 가장 널리 쓰이는 상용 광촉매인 ‘TiO2-P25’가 동일 조건에서 29.22%의 분해율과 14.11%의 전환율을 기록한데 그친 것과 비교하면 현저히 높은 성능이다. 이 촉매는 특히, 고온 가열이나 유해 화학 첨가물 없이 물속에서 단시간에 합성할 수 있다는 점에서 기존 방식 대비 에너지 소모가 적고 탄소 발자국도 최소화할 수 있는 친환경 기술로도 평가받고 있다. 특히 4번에 걸친 반복 재사용 실험에서도 91~97%의 높은 정화 효율을 유지, 우수한 내구성을 입증했다. 정화된 물을 이용한 식물 발아 테스트에서도 생태계 독성이 전혀 관찰되지 않았다. 이번 연구는 켄텍 서동한 교수와 고려대 김영진 교수가 공동 교신저자로 참여했으며, 켄텍의 알리 M. 아부-엘란와르(Ali M. Abou-Elanwar) 박사와 김선우 박사가 공동 제1저자로 연구를 주도했다. 기후에너지환경부 산하 한국환경산업기술원(KEITI) 및 한국에너지기술평가원(KETEP) 등의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 환경·에너지 분야 국제학술지인 ‘서스맷(SusMat)’에 지난 10일 게재됐다.

과거 ‘무좀 양말’이나 ‘아저씨 양말’로 통했던 발가락 양말이 최근 젊은 층의 웰니스 아이템으로 떠오르고 있다. 박진영과 류혜영 등 유명인들이 잇따라 착용하면서 관심이 커진 데다 러닝과 필라테스 등 운동 인구 증가도 인기에 한몫하고 있다. 배우 류혜영은 최근 “건강을 위해 발가락 양말을 신기 시작했다”고 밝혔다. 가수 박진영 역시 지난달 25일 방송된 MBC ‘전지적 참견 시점’에서 발가락 양말을 소개하며 “다섯 개의 발가락이 따로 놀면 (몸의) 중심을 잡아준다”며 “똑같이 살아도 훨씬 덜 피곤한 느낌”이라고 말했다. 배우 고윤정과 가수 이효리 등 연예인들의 착용 모습도 인스타그램을 통해 화제가 됐다. 운동할 때뿐 아니라 일상복에 발가락 양말을 매치하는 모습이 확산되면서 기능성 제품을 넘어 패션·웰니스 아이템으로 소비되는 분위기다. 실제 판매량도 크게 늘었다. 지그재그에 따르면 지난 7월 ‘발가락 양말’ 거래액은 전년 동기 대비 739% 증가했다. 올해 2분기(4~6월) 거래액도 지난해 같은 기간보다 217% 늘었다. 다이소에서 판매하는 발가락 양말 역시 SNS에서 입소문을 타며 다이소몰에서 품절이 이어지고 있다. 발가락 양말이 최근 등장한 제품은 아니다. 국내에서는 1990년대부터 알려졌지만 발가락 사이의 땀과 습기를 관리하는 기능성 제품이라는 인식이 강해 주로 중장년층이나 무좀 환자가 신는 양말로 여겨졌다. 그렇다면 발가락을 하나씩 나눠 감싸는 것만으로 실제 발 건강에도 도움이 될까. 가장 기대할 수 있는 효과는 발가락 사이의 습기와 마찰을 줄이는 것이다. 신발과 양말에 오랫동안 갇힌 발은 땀이 차기 쉽다. 특히 발가락 사이가 습한 상태로 유지되면 무좀을 일으키는 피부사상균이 번식하기 좋은 환경이 만들어진다. 발가락 양말은 각 발가락을 따로 감싸 피부끼리 직접 맞닿는 것을 줄여준다. 중국 상하이 해군군의대학 연구팀이 발 피부 질환이 없는 참가자를 대상으로 발가락 분리 양말과 일반 양말의 무좀 예방 효과를 비교한 결과, 발가락 분리 양말을 착용한 집단에서 유의미한 예방 효과가 나타났다. 무좀 환자를 대상으로 한 조사에서도 발가락 양말 착용자의 72.9%가 가려움과 발적, 각질, 짓무름 등의 증상이 눈에 띄게 개선된 것으로 나타났다. 러닝이나 등산을 즐기거나 장시간 걷는 사람에게도 도움이 될 수 있다. 물집은 피부가 반복적으로 마찰하면서 발생하는데, 발가락 사이를 천으로 분리하면 피부끼리 직접 쓸리는 것을 줄여 물집 발생 위험을 낮추는 데 도움이 된다. 균형 감각에 긍정적인 영향을 줄 수 있다는 연구도 있다. 발가락을 각각 움직이기 쉬워지면서 발바닥 감각과 지면을 딛는 능력에 도움을 줄 수 있다는 것이다. 미국 오하이오주 톨레도대학 연구에서 일반 양말과 맨발, 발가락 양말 착용 상태의 정적 균형을 비교한 결과 발가락 양말을 착용했을 때 일부 균형 지표가 개선됐다. 다만 발가락 양말을 신는다고 발 근육이 저절로 강화되거나 누구나 균형 감각이 좋아지는 것은 아니다. 전문가들은 발가락 사이의 마찰과 압박을 줄이고 자연스러운 움직임을 돕는 보조 수단이 될 수 있지만, 일반 양말보다 의학적으로 우월하다고 단정할 만큼 연구 근거가 충분하지는 않다고 설명한다. 발 건강을 위해서는 양말만큼 신발도 중요하다. 발가락을 각각 분리해도 발볼이 좁은 신발을 신으면 신발 안에서 다시 발가락이 압박되기 때문이다. 발가락이 자연스럽게 움직일 수 있도록 앞부분에 충분한 공간이 있는 신발을 선택하는 것이 좋다. 발가락을 각각 분리하는 방식은 양말을 넘어 신발로도 확장되고 있다. 지난해에는 제니와 이효리, 신민아 등이 이른바 ‘발가락 신발’을 신은 모습이 공개돼 화제가 됐다. 각 발가락을 장갑처럼 하나씩 끼워 넣는 형태로, 러닝과 피트니스, 수상 스포츠 등을 위한 기능성 신발에서 최근에는 독특한 패션 아이템으로 영역을 넓혔다. 다만 발가락 양말과 발가락 신발은 구분해서 볼 필요가 있다. 발가락 신발은 일반 운동화보다 밑창이 얇은 제품이 많아 처음부터 장시간 걷거나 운동하면 발바닥과 종아리에 부담이 커질 수 있다. 평발이나 족저근막염 등 족부 질환이 있다면 자신의 발 상태를 고려해 착용해야 한다. 발가락 양말도 지나치게 작은 제품은 피하는 게 좋다. 발가락을 과도하게 조이면 오히려 압박을 높이고 혈액순환을 방해할 수 있고, 봉제선이 발가락 사이를 지속적으로 자극하면 피부에 불편을 줄 수 있다. 땀이 많이 나는 사람이라면 발가락 양말에만 의존하기보다 양말을 자주 갈아 신고 신발 내부를 충분히 말리는 등 기본적인 발 관리도 병행하는 것이 좋다.

우리 은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 초거대 질량 블랙홀이 있다. 보통 은하계마다 한 개씩 존재하는 초거대 질량 블랙홀은 은하계에서 가장 많은 물질이 모이는 중심부에 형성되며 강력한 중력으로 은하계 전체에 영향을 미치는 중요한 존재다. 나라로 치면 한가운데 있는 수도라고 할 수 있다. 그런데 과학자들은 종종 은하 중심 블랙홀이 제 위치에서 이탈하는 경우를 관측한다. 가장 흔한 경우는 두 은하가 충돌하는 경우다. 은하 역시 고유한 속도와 방향으로 우주를 이동하는데, 이 과정에서 두 은하가 충돌해 더 거대한 은하를 형성하면서 은하가 점점 커진다. 이 경우 은하 중심에 있던 초거대 질량 블랙홀은 일시적으로 두 개가 되지만, 대개는 서로의 강력한 중력에 이끌려 다가간 후 하나의 더 거대한 블랙홀로 합쳐지면서 다시 은하에는 한 개의 초거대 질량 블랙홀만 남게 된다. 하지만 질량과 충돌 속도 같은 조건이 우연히 맞는 경우 두 블랙홀이 서로 합체되는 대신 작은 쪽이 은하 밖으로 튕겨 나가는 일도 생길 수 있다. 이 경우 밖으로 탈출한 초거대 질량 블랙홀은 거의 아무 물질도 없는 우주를 방랑하는 검은 구멍이 된다. 이렇게 흡수하는 물질이 없는 블랙홀은 아무리 좋은 망원경으로도 관측하기 힘들다. 방법은 충격파나 중력 렌즈 효과 같은 간접 현상을 관측하는 것뿐이다. 물론 이는 매우 드문 일이지만, 3년 전 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경과 허블 우주 망원경을 이용해서 우주를 방랑하는 초거대 질량 블랙홀인 ‘RBH-1’을 포착하는 데 성공했다. 투시프 이스람이 이끄는 미국 캘리포니아대 산타바바라 캠퍼스(UCSB) 카블리 이론물리학 연구소(KITP)와 텍사스대 오스틴 캠퍼스의 과학자들은 RBH-1이 거대한 질량에도 은하계를 탈출한 이유를 분석했다. RBH-1은 최대 추정 질량이 태양 질량의 2000만 배에 달하는 거대한 질량을 지닌 블랙홀이다. 그럼에도 초속 1000㎞가 넘는 엄청난 속도로 이동하는 중이다. 그 이유를 알기 위해 연구팀은 정교한 시뮬레이션을 시행했다. 연구팀에 따르면 이렇게 큰 질량을 지닌 블랙홀을 우주로 튕겨 낼 수 있는 존재는 더 거대한 블랙홀뿐이다. 분석 결과에 따르면 RBH-1이 대략 1대6 비율의 질량 비를 지닌 더 거대한 블랙홀에 가까이 다가갈 때 우연히 탈출 궤도로 진입한 것으로 나타났다. 이때 더 거대한 블랙홀은 매우 빠르게 자전하면서 흔들린 것으로 추정된다. 이런 떠돌이 블랙홀은 생각보다 많을 가능성도 있다. 우리 은하를 비롯한 수많은 은하가 충돌과 합체 과정을 겪으면서 커진 만큼 그 과정에서 탈출한 블랙홀의 숫자가 제법 있을 가능성도 있는 것이다. 연구팀은 현재 발사를 앞둔 낸시 그레이스 로만 우주 망원경이나 현재 개발 중인 레이저 간섭계 우주 안테나(LISA)같은 우주 기반 중력파 관측 장비가 본격 활약하면 더 많은 사례들이 발견될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

매일 토마토를 챙겨 먹으면 지방간 질환의 위험을 낮추는 데 도움이 된다는 연구 결과가 나왔다. 이탈리아 연구진이 지방간 환자를 대상으로 임상시험을 진행한 결과 토마토를 섭취한 집단에서 간 지방 감소 효과가 더 크게 나타났다. 국제학술지 ‘뉴트리언츠’에 최근 게재된 논문에 따르면 이탈리아 국립소화기질환연구소(IRCCS) 연구팀은 지방간을 앓고 있으면서 체질량지수(BMI)가 30 이하인 성인 79명을 무작위로 두 그룹으로 나눠 실험을 진행했다. 한 그룹에는 매일 생토마토 200g(큰 토마토 약 1개 분량)과 토마토소스 50g을 먹게 했고, 다른 그룹은 토마토를 전혀 먹지 않는 식단을 유지하도록 했다. 6주 뒤 연구진은 특수 스캔 장비로 참가자들의 간 지방량을 측정했다. 두 그룹 모두 간 지방이 줄었지만 토마토 섭취군의 감소 폭이 더 컸다. 토마토를 먹은 그룹은 간 지방 수치가 초기 대비 약 11% 감소한 반면, 먹지 않은 그룹은 약 6% 감소하는 데 그쳤다. 다만 토마토 섭취가 간 경직도나 섬유화 수치, 간 효소, 콜레스테롤, 혈당, 체성분 등 다른 지표에는 별다른 변화를 주지 않았다. 연구진은 간 지방이 줄어든 정확한 메커니즘은 추가 연구가 필요하지만, 토마토의 풍부한 항염 성분이 영향을 미쳤을 것으로 분석했다. 한편 음주를 하지 않아도 발생하는 비알코올성 지방간은 국내 성인 3명 중 1명꼴로 앓고 있는 흔한 질환이다. 비만이나 높은 콜레스테롤, 제2형 당뇨병과도 관련이 깊은 것으로 알려져 있다. 방치할 경우 간 염증과 섬유화를 거쳐 간부전으로 진행될 수 있어 주의가 필요하다.

여러 명이 모였을 때 사람들은 다수의 의견에 동조하는 경우가 많다. 그런데 고립을 두려워하거나 체면을 잃을 걱정도 없는 인공지능(AI)도 다른 인공지능의 눈치를 본다는 연구 결과가 나왔다. 독일 콘스탄츠대, 이탈리아 엔리코 페르미 연구센터, 복잡계 연구소, 오스트리아 복잡계 과학 허브 공동 연구팀은 인공지능(AI) 에이전트도 서로 영향을 주고받으며 협력하고 심지어 눈치 보기도 한다는 것을 확인했다고 16일 밝혔다. 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(14일 자)에 실렸다. 연구팀은 AI 에이전트 1000개에게 옳고 그름을 정확히 나눌 수 없는 두 가지 선택지를 주고 각자 고르게 했다. 정답도, 보상도 없고 ‘합의하라’는 지시도 없었다. 그런데도 이들은 하나의 답으로 수렴했다. 새 떼나 물고기 떼에서 나타나는 ‘다수 따르기’가 AI 집단에서도 그대로 작동한 것이다. 연구팀은 GPT, 클로드, 라마 세 계열의 10개 모델로 가상 집단을 만들고 질문을 던질 때마다 에이전트 하나를 무작위로 뽑아 자신을 뺀 나머지 전원이 어떤 의견을 지지하는지 보여준 뒤 새로 고르게 했다. 에이전트에게는 기억이 없어 직전에 자신이 무엇을 골랐는지 모르는 상태였다. 그 결과 대부분 모델이 다수 쪽 의견을 따라가는 현상을 보였다. 집단 크기를 50개로 했을 때 클로드 오푸스3과 GPT-4 터보는 20번의 실험에서 모두 완전 합의에 이르렀다. 반면 성능이 낮은 클로드 하이쿠3과 GPT-3.5 터보는 합의에 이르지 못했다.

부모와 자녀가 마주 앉는 ‘가족 밥상’이 빠르게 사라지고 있다. 초등학교 6학년 때만 해도 3명 중 2명이 부모와 매일 밥을 먹었지만 고등학교 3학년이 되자 5명 중 1명 수준으로 뚝 떨어졌다. 부모와 밥을 자주 먹지 않는 청소년일수록 이후 심한 스트레스와 우울감, 불안감을 겪을 가능성도 높았다. 16일 질병관리청의 ‘제7차 연도(2025년) 청소년건강패널조사 통계집’을 보면 부모와 매일 식사하는 비율은 초등학교 6학년 66.3%에서 중학교 3학년 42.4%, 고등학교 1학년 27.4%, 고등학교 3학년 19.2%로 학년이 올라갈수록 가파르게 떨어졌다. 질병청은 2019년 초6이던 청소년 5051명을 조사 대상으로 정해 매년 건강행태 변화를 추적해 왔다. 이번 통계에는 고3이 된 2025년까지 7차례 조사에 모두 응한 3756명의 답변이 담겼다. 부모와 함께 밥을 먹는 날이 주 4일도 안 되는 청소년은 반대로 늘었다. 초6 때 14.7%에서 고3 때 60.9%로 4배 넘게 뛴 것이다. 초6부터 고3까지 7개 학년의 비율을 단순 평균하면 35.0%로 청소년 8명 중 약 3명꼴이다. 고3 10명 중 6명은 일주일에 나흘도 부모와 밥을 같이 먹지 않았고 10명 중 1명(10.4%)은 부모와 식사한 날이 하루도 없었다. 식사만 사라진 게 아니다. 주중 하루 부모와 함께 있거나 대화하는 시간이 전혀 없거나 30분도 안 되는 청소년은 중1 20.6%에서 고3 37.4%로 늘었다. 부모와 2시간 이상 함께한다는 비율은 같은 기간 26.7%에서 9.8%로 급감했다. 맞벌이 가구 비율도 중1 60.8%에서 고3 71.3%로 높아졌다. 이런 변화를 가정형편 탓으로만 돌리기는 어렵다. 질병청의 ‘초기 청소년기의 부모 동반 식사 빈도와 후기 청소년기 정신건강의 종단적 관련성’ 연구를 보면 초6~중1 때 부모와 주 4회 미만 식사한 청소년은 주 4회 이상 함께 먹은 청소년보다 고소득·맞벌이 가구 비율이 오히려 높았다. 가난해서만이 아니라 맞벌이 부모와 입시 준비로 바쁜 자녀의 생활시간이 서로 엇갈리면서 생긴 ‘시간 빈곤’이 가족 밥상을 밀어낸 셈이다. 부모와 함께하는 식사 횟수는 이후 청소년의 정신건강과도 연관이 있었다. 연구팀이 2019년부터 2023년까지 5년 동안 조사에 모두 참여한 청소년 3986명을 분석한 결과, 부모와 함께 식사하는 날이 일주일에 하루 늘어날 때마다 이후 심한 스트레스를 겪을 가능성은 12%, 우울감을 겪을 가능성은 9%, 높은 수준의 불안감을 보일 가능성은 8% 낮아졌다. 가족 화목도 역시 부모와 자주 식사하는 청소년일수록 높게 나타났다. 연구팀은 “부모와 함께하는 식사가 청소년 정신건강을 지지하는 일상적인 생활 요인이 될 수 있다”고 설명했다.

여러 명이 모여있을 때 사람들은 다수의 의견에 동조하는 경우가 많다. 소수파에 속하는 사람은 목소리를 덜 내면 다수는 더 커 보이게 만들고 남은 소수는 더욱 침묵하게 된다. 독일 언론학자 엘리자베트 노엘레노이만이 1974년 제시한 ‘침묵의 나선 이론’이다. 그런데 고립을 두려워하거나 체면을 잃을 걱정도 없는 인공지능(AI)도 다른 인공지능의 눈치를 본다는 연구 결과가 나왔다. 동조라는 행위에 반드시 마음이 필요한 것은 아니라는 뜻이기도 하다. 독일 콘스탄츠대, 이탈리아 엔리코 페르미 연구센터, 복잡계 연구소, 오스트리아 복잡계 과학 허브 공동 연구팀은 인공지능(AI) 에이전트도 서로 영향을 주고받으며 협력하고 심지어 눈치 보기도 한다는 것을 확인했다고 16일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 8월 14일 자에 실렸다. 연구팀은 AI 에이전트 1000개에게 옳고 그름을 정확히 나눌 수 없는 두 가지 선택지를 주고 각자 고르게 했다. 정답도, 보상도 없고 ‘합의하라’는 지시도 없었다. 그런데도 이들은 하나의 답으로 수렴했다. 새 떼나 물고기 떼에서 나타나는 ‘다수 따르기’가 AI 집단에서도 그대로 작동한 것이다. 연구팀은 GPT, 클로드, 라마 세 계열의 10개 모델로 가상 집단을 만들고 질문을 던질 때마다 에이전트 하나를 무작위로 뽑아 자신을 뺀 나머지 전원이 어떤 의견을 지지하는지 보여준 뒤 새로 고르게 했다. 에이전트에게는 기억이 없어 직전에 자신이 무엇을 골랐는지 모르는 상태였다. 그 결과, 대부분 모델이 다수 쪽 의견을 따라갔고 작은 차이가 눈덩이처럼 불어나 집단 전체가 한쪽 의견으로 굳어졌다. 집단 크기를 50개로 맞췄을 때 클로드 오푸스3과 GPT-4 터보는 20번의 실험에서 모두 완전 합의에 이르렀다. 반면 성능이 낮은 클로드 하이쿠3과 GPT-3.5 터보는 합의에 이르지 못했다. 연구팀은 쏠림의 세기를 ‘다수 힘’이라는 값으로 요약했다. 눈에 띄는 것은 GPT-3.5 터보를 뺀 9개 모델의 데이터가 모두 같은 곡선 위에 포개졌다는 점이다. 이 수식은 쇳조각 속 원자 자석들이 같은 방향으로 정렬해 자석이 되는 현상을 설명하는 물리 모형인 ‘퀴리-바이스 모형’과 완전히 일치했다. 이에 연구팀은 통계물리학 이론을 그대로 적용해 ‘임계 집단 크기’를 계산했다. 임계 집단은 합의에 걸리는 시간이 폭증해 사실상 합의가 불가능해지는 규모다. 라마 3 70B는 약 30개, GPT-4o는 약 80개, GPT-4 터보는 약 1000개였다. 클로드 소네트 3.5는 실험 최대치인 1000개에서도 한계에 닿지 않았다. 모델의 언어 능력이 높을수록 이 값이 지수적으로 커지는 것이 확인됐다. 이번 연구 결과는 지금까지 AI 안전성 평가 방식에 의문을 던진다. 모델 하나를 놓고 위험한 답을 하는지 검사하는 방식이었지만 개별적으로 멀쩡한 에이전트들도 서로 눈치를 보다가 아무도 원치 않은 상태로 변할 수 있다는 의미다. 예를 들어 공동 코딩 작업에서 단지 널리 쓰인다는 이유로 비효율적 코드가 계속 재생산되는 상황으로 “다수 AI 에이전트가 만든 규범이 인간의 가치에 부합한다는 보장은 없으며 뭉친 집단은 방향을 되돌리기도 어렵다”고 지적했다. 연구를 이끈 데이비드 가르시아 독일 콘스탄츠대 교수는 “이번 연구 결과는 AI가 사회를 형성했다는 측면으로 보기는 어렵다”며 “협력하라고 설계하지 않더라도 협력과 비슷한 현상이 나타난다는 것을 확인한 만큼 지금까지 AI 안전성 평가를 할 때처럼 ‘위험한 답을 하는가’를 검사하는 것만으로는 부족하다”고 말했다.

과학자들이 태양 표면인 ‘광구’를 역대 최고 해상도로 관측하는 데 성공했다. 데이비드 쿠리제 미국 국립태양관측소(NSO) 연구원 연구팀은 하와이 마우이섬 할레아칼라 화산 정상에 있는 ‘대니얼 K. 이노우에 태양망원경’으로 태양 광구를 최고 해상도로 관측했다. 광구는 눈으로 관찰할 수 있는 태양의 얇은 표면층이다. 연구팀은 광구에 존재하는 흑점 근처 플라스마층의 자성 활성 구역을 관측했다. 자성 활성 구역은 강력한 자기장이 집중 형성되는 구역이다. 관측 결과 ‘켈빈-헬름홀츠 불안정성’(KHI)이라는 유체역학적 현상이 관측됐다. KHI는 서로 다른 속도나 방향으로 맞닿아 흐르는 두 유체층(플라스마층)의 경계면에서 물결이나 소용돌이가 발생하는 현상이다. 구름, 목성 대기, 태양 코로나 대기에서 관측된 적이 있으나 자기장이 지배하는 광구에서 KHI가 관측된 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 고속 연사 촬영 기법으로 고해상도 프레임을 매우 짧은 시간 간격으로 연속 촬영했다. 그 결과 기존에 광구에서 관측되지 않았던 띠 모양과 소용돌이 모양의 구조가 반복해 나타나는 것을 발견했다. 연구팀은 “자성 활성 구역의 자기장선 사이를 흐르는 플라스마층의 속도 차이가 KHI를 유발하고 KHI로 발생한 소용돌이가 자기장선을 강하게 뒤튼다”며 “물과 기름처럼 섞이지 않는 자기화 플라스마와 비자기화 플라스마를 섞어 자기장이 빠르게 확산되도록 만든다“고 설명했다. 스마트폰 먹통 만드는 태양 폭발 현상과 연관연구팀이 촬영한 KHI는 스마트폰 등 지구의 필수 전자 기기의 작동에 이상을 일으키는 태양 폭발 현상과도 관련이 있다. 일반적으로 KHI로 인해 발생한 소용돌이가 플라스마를 섞고 뒤틀면 자기장에 축적돼 있던 에너지가 열과 파동 에너지로 터져 나온다. 에너지가 솟구치면서 태양 상층 코로나 대기의 온도를 높이고 태양 플레어, 코로나 질량 방출 등의 태양 폭발 현상을 일으키는 것으로 알려졌다. 이번 연구는 태양의 표면층에서 자기장과 유체가 어떻게 상호 작용하며 태양 표면의 에너지와 질량을 코로나와 같은 상층 대기로 어떻게 수송하는지 설명하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 자세한 연구 결과는 지난 5일(현지시간) 국제학술지 ‘네이처’에 발표됐다. “태양 폭발로 먹통 되는 GPS 잡는다”한편 우리 정부는 우리나라의 태양권 탐사 추진 계획을 내놓았다. 지구·달 과학탐사선은 지구 저궤도 등에 비해 장기 관측 데이터가 상대적으로 부족한 지구와 달 사이 공간에서 태양풍과 지구 자기장의 영향을 폭넓게 관측할 수 있다. 우주항공청이 구상 중인 ‘태양권 물리 탐사선’(Heliospheric Physics Probe)은 ‘OSEL’(off-the-Sun-Earth-line) 접근에 필요한 위성 기술과 관측 역량을 검증하는 탐사선이다. OSEL은 태양-지구 연결 선상에서 벗어난 궤도를 의미한다. 태양의 측면에서 태양 활동을 관측할 수 있는 최적의 위치로 꼽힌다. 태양풍으로 흑점 폭발 등이 발생해 막대한 에너지 입자가 지구에 도달하면 지구 자기장이 교란돼 지상 통신, 전력망, 항공 운행 등이 직접적인 타격을 입는다. 오태석 우주항공청장은 “태양 폭발로 발생하는 우주 방사선과 태양풍은 위성 고장, 위치정보시스템(GPS) 오차, 항공기 통신 장애, 전력망 이상 등 국민 생활과 직결된 피해를 일으킬 수 있다”며 “지구 저궤도에서의 우주 환경 관측을 넘어 지구·달 공간에서 태양 활동을 관측할 수 있도록 관측 범위를 확대하겠다”고 말했다. 대니얼 K. 이노우에 태양망원경은 구경 4m의 세계 최대 태양망원경으로 이전 세대 태양망원경보다 훨씬 높은 공간 해상도를 제공한다. 태양 표면을 약 20km 규모로 나눈 구조로 식별할 수 있다.

과학기술의 발달에도 불구하고 여전히 정복하지 못한 질병 중 하나가 ‘암’이다. 암 치료법은 계속 발전하고 있지만 환자의 생존을 위협하는 것은 합병증으로 대표적인 것이 ‘암 악액질’이다. 암 악액질은 체중과 근육이 급격히 감소하는 질환으로 전체 암 환자의 80% 가량에서 나타나며 암 관련 사망의 약 20%와 관련 있다. 그러나 이를 근본적으로 치료하는 약물은 없다. 이런 상황에서 한국과학기술연구원(KIST) 천연물유효성최적화연구센터는 장내 미생물 생태계를 조절해 암 악액질을 개선할 수 있는 천연물 후보물질을 발굴하고 그 작용 메커니즘을 처음으로 규명했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘마이크로바이오옴’에 실렸다. 연구팀은 4000여 종의 천연물 라이브러리를 분석한 결과 마이켈리올라이드(MCL)가 암 악액질 개선 효과를 보인다는 사실을 확인했다. 이를 근거로 대장암과 췌장암을 일으킨 생쥐에게 MCL을 투여한 결과 종양 크기에는 영향을 주지 않지만 근육량은 34%, 근력은 31% 증가하는 것을 확인했다. 암세포를 직접 공격하지 않고도 암으로 인한 근육 감소를 억제할 수 있다는 것이다. MCL은 암으로 인해 저하된 면역세포인 T세포 기능을 회복시키고 염증성 사이토카인 분비를 억제해 근육 파괴를 유도하는 염증 반응을 줄이는 것으로 나타났다. 또 항생제로 장내 미생물을 완전히 제거한 생쥐에게서는 MCL 효과가 나타나지 않는다는 것을 확인했다. 연구팀은 MCL이 장내 유익균인 포카이콜라 불가투스를 선택적으로 증가시킨다는 것을 확인하고 해당 균주가 생성하는 대사물질을 분석해 근육 합성을 촉진하고 염증 반응을 억제하는 신종 사이클로펩타이드 11종도 밝혀냈다. 연구를 이끈 이충구 KIST 박사는 “이번 연구는 암세포를 직접 표적으로 하는 기존 치료 접근에서 벗어나 장내 미생물과 면역 체계를 조절해 암 악액질을 개선할 수 있는 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “추가 연구를 통해 암 환자의 생존율과 삶의 질을 높일 수 있는 혁신 신약 개발에 나설 것”이라고 밝혔다.