뎅기열은 뎅기 바이러스를 가진 모기에게 물려 감염되는 질병으로 고열을 동반하는 급성 열성 질환이다. 뎅기열이 심하면 뎅기 출혈열이나 뎅기 쇼크 증후군이 발생하기도 하는데 치료 시기를 놓칠 경우 사망 확률이 40~50%에 이르기도 한다. 뎅기열 모기는 아시아, 남태평양, 아프리카, 중남미 지역 열대, 아열대 지방에 주로 서식한다. 국내에는 뎅기 모기가 없지만 해당 지역을 여행하고 온 사람이 걸리는 경우가 있어 매년 30명 안팎으로 발생한다. 그런데, 이런 뎅기열 발생이 기후 변화 때문에 점점 더 늘어날 것이라는 예측이 나왔다. 미국 스탠퍼드 환경연구소, 하버드대 의대 공동 연구팀은 현재 뎅기열 증가의 19%가 기후 변화의 영향 때문이라고 밝혔다. 특히 연구팀은 기후변화가 현재는 뎅기열 발병의 19%를 차지하지만, 2050년까지는 40~60%, 일부 지역에서는 기존 감염률을 훌쩍 뛰어넘은 150~200%까지 급증할 가능성이 있다고 지적했다. 이 연구 결과는 13~17일 미국 루이지애나 뉴올리언스에서 열린 미국 열대의학·위생학회(ASTMH) 연례 콘퍼런스에서 발표됐다. 올해는 지구 평균 기온이 역대 가장 높은 것을 예상되는 가운데, 뎅기열 감염도 역대 가장 많은 것으로 집계되고 있다. 미주 지역에서만 지난해 뎅기열이 460만 건의 감염사례가 있었지만, 2024년에는 약 1200만 건으로 2.5배 가까이 늘었다. 동남아시아와 아프리카 지역에서도 지난해와 비교해 뎅기열 감염자가 2배 이상 늘어난 것으로 보고 됐다. 연구팀은 브라질, 페루, 멕시코, 콜롬비아, 베트남, 캄보디아 등 뎅기열 발병 국가 21곳을 대상으로 강우 패턴, 계절 변화, 바이러스 유형, 사회경제적 조건, 인구 밀도를 비롯해 뎅기열 감염률에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 정밀 분석했다. 그 결과, 페루, 멕시코, 볼리비아, 브라질 일부 지역 등 뎅기열 유행 지역에서는 향후 수십 년 동안 감염률이 지금보다 150~200% 늘어날 것으로 예상되면서 가장 위험한 지역으로 꼽혔다. 그러나, 베트남 남부와 같이 이미 기온이 높은 지역은 기후 변화의 영향을 추가로 받지 않으며, 오히려 감염자가 다소 줄어들 수도 있다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 뎅기열 모기는 20~29도에서 바이러스 배출이 가장 절정에 이른다고 밝혔다. 기후변화로 인해 이처럼 뎅기열 모기가 바이러스를 퍼트리는 최적 조건인 ‘스위트 스폿’은 늘어날 것으로 보이며, 향후 25년 동안 뎅기열 발생률이 두 배 이상 증가하는 곳은 더 늘어날 것으로 예측됐다. 이들 지역에 거주하는 인원은 현재 기준으로 약 2억 5700만 명에 이른다. 전염병 생태학자로 이번 연구를 이끈 에린 모르데카이 스탠퍼드대 교수는 “이번 연구는 아프리카와 남아시아 다른 지역을 제외하고 있어서 오히려 과소 평가됐을 수 있지만, 기온 상승과 뎅기열 감염 증가 사이에는 명확하고도 직접적인 관계가 있다는 것을 보여준다”며 “기후 변화가 이미 인류 건강에 심각한 위협이 되고 있다는 증거”라고 강조했다. 모르데카이 교수는 “탄소 배출량을 줄여 지구 온난화를 완화해 뎅기열을 비롯한 감염병 확산을 줄이도록 해야 할 것”이라고 덧붙였다.

많은 직장인이 일을 하다가 자기도 모르게 내뱉는 말 중 하나가 “아, 스트레스받아”일 것이다. 적절한 스트레스는 일이나 공부에 자극이 되지만, 과할 경우는 효율을 떨어뜨리고 정신적, 신체적 피로도를 높인다. 기억이라는 뇌 시스템에서도 마찬가지다. 스트레스를 받거나 감정적 자극을 받은 사건은 더 잘 기억되지만, 과할 경우는 기억을 어렵게 만든다. 캐나다, 네덜란드, 미국 공동 연구팀은 단기간에 과도한 자극이 주어지는 급성 스트레스는 특정 기억 형성을 방해한다고 밝혔다. 이 연구에는 캐나다 토론토 아픈어린이병원(SickKids), 토론토대 의대 생리학과, 분자 유전학과, 심리학과, 토론토 마운트 시나이 병원, 토론토 미시소가대 세포·시스템 생물학과, 캘거리대 뇌 연구소, 네덜란드 암스테르담대 생명과학 연구소, 라이덴대 화학연구소, 미국 시애틀 워싱턴대 약리학과, 정신과학·행동과학과 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 11월 16일 자에 실렸다. 흔히 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 불안장애 스펙트럼을 가진 사람들은 혐오 기억을 지나치게 일반화해 위험한 자극과 안전한 자극을 구별하지 못한다. 이런 기억 현상이 있다는 것은 알지만, 스트레스가 기억 일반화에 어떻게 영향을 미치는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 스트레스가 기억 특이성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 생쥐에게 서로 다른 소리와 전기 충격을 줘 기억을 형성하도록 했다. A 소리를 들려주면서 한쪽 발에 전기 충격을 주고, B 소리를 들려줄 때는 전기 충격을 주지 않는 방식으로 조건화한 다음, 생쥐가 각기 다른 소리에 어떻게 반응하는지 측정하는 실험을 한 것이다. 연구팀은 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단은 조건화 훈련 전에 30분 동안 좁은 공간에 가둬 극심한 스트레스를 가하고, 다른 집단에는 스트레스를 주지 않았다. 그 결과, 실험 전 극심한 스트레스를 받은 생쥐는 어떤 소리를 듣든 얼어붙은 듯한 방어 동결 행동을 보였다. 반면 스트레스를 받지 않은 생쥐들은 전기 충격과 관련된 소리를 들을 때만 동결 행동을 보였다. 이는 스트레스 경험이 특정 기억을 형성하는 데 방해가 된다는 것을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 스트레스를 받은 생쥐의 혈액 속에는 스트레스 호르몬으로 알려진 ‘코르티코스테론’(corticosterone) 수치가 높았기 때문에 연구팀은 코르티코스테론이 기억 형성에 영향을 미치는지 측정했다. 그 결과, 훈련 전에 코르티코스테론을 투여받은 생쥐는 소리에 대한 특정 기억을 형성하지 못했다. 이 생쥐들에게 코르티코스테론 합성을 억제하는 화학 물질인 메티라폰을 투여하면 스트레스를 받은 생쥐들도 특정 기억 형성 능력이 회복되는 것이 관찰됐다. 특정 기억은 뇌에 형성되는 생물학적 구조인 엔그램(Engram·기억흔적) 때문에 가능해진다. 엔그램은 기억에 따라 특정한 방식으로 코딩된 소수의 뉴런(신경세포) 그룹으로 형성된다. 연구팀은 스트레스를 받은 생쥐의 경우는 특정 기억을 형성하도록 돕는 억제성 인터뉴런이 제 역할을 하지 못하게 되면서 일반 기억을 형성하는 엔그램이 더 큰 것으로 나타났다. 이런 변화는 코르티코스테론에 반응해 편도체에서 방출되는 엔도카나비노이드라는 물질에 영향을 받는 것으로 확인됐다. 신경 기억 할당 분야 세계적 석학으로 이번 연구를 이끈 시에나 조슬린 토론토 아픈어린이병원 교수는 “이번 연구로 스트레스가 혐오 기억을 어떻게 형성하는지 알게 됐다”며 “PTSD와 불안증 환자의 새로운 치료법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

반려견들은 물에 들어갔다 나오거나 목욕을 한 뒤에는 몸을 흔들어 물을 털어 낸다. 이 때문에 주위에 서 있다가 반려견이 터는 물에 흠뻑 젖을 때도 있다. 몸에 있는 물을 털어내는 움직임은 그저 몸에 묻은 것을 떼어내려는 무작위적 움직일까, 아니면 주인을 즐겁게 해주기 위한 행동일까. 최근 과학자들이 반려견의 물 털어내기 행동 이유를 밝혀내 눈길을 끈다. 미국 하버드대 의대 하워드 휴스 의학연구소 신경생물학과, 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬 센터 정신과학과 공동 연구팀은 젖은 몸 털기 행동을 유발하는 특정 유형의 촉각 수용체와 척수와 뇌를 연결하는 신경세포(뉴런), 이를 연결하는 신경 회로를 찾았다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 11월 8일 자에 실렸다. 몸을 흔들어 물기를 털어내는 반사 행동은 생쥐, 고양이, 다람쥐, 사자, 호랑이, 곰 등 털이 많은 포유류에게서 공통으로 찾아볼 수 있다. 이런 움직임은 발이 닿기 어려운 부위에 있는 물, 벌레, 그 밖의 자극물을 제거하는 데 도움이 된다. 그렇지만 이런 행동의 명확한 이유와 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 털로 덮인 피부에는 12가지 이상 감각 뉴런이 있고, 각각의 뉴런은 다양한 감각을 감지하고 해석하는 기능을 갖고 있다. 이에 연구팀은 피부 모낭을 감싸고 있는 ‘C-섬유 저역치 기계 수용체’(C-LTMR)라는 초민감 촉각 수용체에 주목했다. 사람의 경우 C-LTMR는 부드러운 포옹과 쓰다듬기 같은 기분 좋은 촉감과 관련이 있다. 그러나 다른 동물들에게는 피부에 이물질이 닿았을 때 이를 알려주는 역할을 한다. 연구팀은 실험용 생쥐 목뒤 쪽에 기름을 몇 방울 떨어뜨린 다음, 어떤 행동을 보이는지 관찰했다. 그 결과, 모든 생쥐가 10초 이내에 기름방울을 털어내는 행동을 했다. 연구팀은 유전자 편집으로 C-LTMR을 제거한 뒤 똑같은 실험을 했는데, 기름방울 털기 행동이 절반 이하로 줄어드는 것을 관찰했다. 연구팀은 C-LTMR 신호가 어떻게 전달되는지 실험한 결과, 통증, 온도, 촉각을 처리하는 데 관여하는 뇌 팥곁핵(parabrachial nucleus)과 연결되는 것을 확인했다. 연구팀은 빛을 이용해 신경세포를 조절하는 광유전학 기술로 척수 뉴런과 C-LTMR 활동을 관찰했다. C-LTMR 신호가 척수로 가는 길이나 팥곁핵 활동을 차단하면 털기 행동이 58% 이상 감소한다는 사실을 확인했다. 재미있는 것은 털기 행동은 감소했지만, 이물질이 묻으면 벽이나 바닥에 대고 긁는 행동은 정상적으로 해서, 해당 신경 회로들이 개의 물 털기 행동에만 특이하게 작용한다는 점이다. 신경과학자이자 발달생물학자로 이번 연구를 이끈 데이비드 긴티 하버드대 의대 교수는 “젖은 개 털기(wet dog shake) 행동은 정교하게 조율된 운동 반응”이라며 “포유류가 털을 통해 감각에 반응하는 방식을 해독하면 고양이의 피부가 과도하게 경련을 일으키는 피부 실룩거림 증후군이나 사람의 피부 과민증을 비롯해 다양한 질환과 피부 민감성에 관한 비밀을 풀 수 있을 것”이라고 말했다.

-노이즈 데이터 처리 혁신적인 AI 알고리즘 발표 – 검증 및 수정 시간과 비용 절감 및 정확도 향상 기대 인공지능 초분광 솔루션을 제공하는 엘로이랩(대표 유광선)이 데이터 내 노이즈 레이블 문제를 해결하는 ‘FastSimiFeat’ 알고리즘을 세계적 AI 학회 ‘Conference on Information and Knowledge Management (CIKM)’에서 발표했다고 밝혔다. CIKM은 올해로 33회를 맞는 국제적 AI 학회로, 구글 스칼라와 BK21 Computer Science 분야의 우수 학술대회 목록에서 최상위를 차지할 만큼 신뢰성과 연구 성과가 높은 학회로 알려져 있다. 2024년에는 10월 21일부터 25일(현지시간)까지 미국 아이다호 주 보이즈에서 열렸다. 엘로이랩의 연구팀은 이번 연구에서 ‘FastSimiFeat’ 알고리즘을 개발해 별도의 훈련 없이도 데이터 내 노이즈 레이블을 효율적으로 검출하고 수정할 방법을 제시했다. 이 알고리즘은 사전 학습된 모델의 특징 벡터와 k-NN 방식을 활용해 노이즈 레이블을 검출하며, 혼동 행렬을 사용해 노이즈 비율을 추정함으로써 재학습 없이도 높은 성능을 유지한다. 엘로이랩은 이를 통해 기존 대비 최대 20배 더 빠르게 노이즈 검증 및 수정이 가능하며, CIFAR10/100 데이터셋에서 기존 대비 최대 5.18배 낮은 오류율을 달성했다고 밝혔다. 엘로이랩은 FastSimiFeat 알고리즘이 의료 및 금융 등 데이터의 정확성이 중요한 분야에서 널리 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 유광선 엘로이랩 대표는 “이번 학회를 통해 엘로이랩의 글로벌 기술력을 인정받아 기쁘다”며 “AI 기술 선도 기업으로서 앞으로도 고도화된 솔루션을 통해 업계를 선도해 나가겠다”고 전했다.

부모의 눈에 자식은 언제나 아이다. 그래서, 자식들이 하는 행동이 미덥지 못할 때가 많다. 청소년 자녀를 둔 부모들이 자식들과 갈등을 일으키는 부분이기도 하다. 그런데, 객관적으로 볼 때도 아동 청소년기에 있는 아이들이 내리는 결정은 뭔가 2% 부족할 때가 많다. 이유가 뭘까. 독일 뷔르츠부르크대 정신보건 연구센터, 막스 플랑크 인간 인지·뇌과학 연구소, 라이프치히대 메디컬센터, 드레스덴 기술대, 네덜란드 라드바우드대 뇌·인지·행동 연구소, 핀란드 헬싱키대 의대 공동 연구팀은 청소년기에는 인지 조절과 관련된 뇌 영역이 발달 과정에 있기 때문에 결정을 내릴 때 인지 자원을 활용하는 능력이 성인보다 떨어진다고 밝혔다. 그렇기 때문에 청소년들은 일반적으로 성인들보다 똑같은 사안에 대해서도 잘못된 결정을 내릴 때가 많다고 연구팀은 설명했다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생물과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 11월 15일 자에 실렸다. 사람은 성인이 될 때까지 학습 능력과 의사 결정 능력이 크게 변한다. 청소년은 목표 지향적 행동과 선택에 대한 동기부여 같은 특정 선택 행동에 대해 발달적 변화를 겪는다. 그렇기 때문에 차선책을 선택해야 할 상황에서도 고집을 피우는 경우가 많다. 이에 대해 뇌과학자나 심리학자들은 ‘의사 결정 잡음’이라고 부른다. 구체적이고 정교한 선택을 할 수 있는 능력의 발달과 의사 결정 잡음이 어떻게 연관돼 있는지는 명확히 밝혀진 바 없다. 이에 연구팀은 12세부터 42세까지 신체적, 정신적으로 건강한 남녀 93명을 대상으로 선택에 대한 동기 부여 영향을 평가하는 과제, 환경 변화에 따른 적응적 의사 결정 과제, 목표 지향적 행동을 측정하는 과제 3개 부문의 강화 학습 실험을 했다. 연구 결과, 의사 결정 잡음은 강화 학습 과제 전반에 걸쳐 강한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 의사 결정 잡음 수준이 나이에 따른 보다 정교한 선택 행동의 증가와 성과 향상을 매개하는 것으로 밝혀졌다. 즉 나이가 들수록 의사 결정 잡음이 줄어들어 선택 행동이 더 정교해지고 평가에 대한 성과가 높아진다는 것이다. 이에 대해 연구팀은 청소년은 인지 조절과 관련된 뇌 영역이 발달 과정에 있기 때문에 의사 결정을 내리는데 필요한 인지적 자원을 동원할 수 있는 능력이 성인보다 떨어지기 때문이라고 설명했다. 인지적 자원이 제한적이기 때문에 청소년들은 무리한 결정을 내리거나 잘못된 판단을 하는 경우가 많다. 또 인지적 자원 활용이 제한적이기 때문에 사회적, 환경적 영향에 더 취약하다는 설명이다. 연구를 이끈 로렌츠 데제르노 뷔르츠부르크대 교수는 “청소년들은 의사 결정 잡음 때문에 최적의 결정을 내리지 못하는 경우가 많다”며 “나이가 들면서 의사 결정 잡음이 줄어들면서 유연성, 계획성 같은 복잡한 의사 결정을 뒷받침하는 능력이 증가한다”라고 말했다. 데제르노 교수는 “그러나 나이를 먹으면서도 의사 결정 잡음이 줄지 않는 경우가 많다”며 “이번 연구 결과는 신경 발달 장애에 대한 의사 결정 소음 정도를 측정하거나 의사 결정 소음이 일상의 결정에 어떤 영향을 미치는지 신경학적 근거를 밝히는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

자연선택, 적자생존은 자연의 섭리다. 산과 들에 있는 나무와 풀은 모두 평화롭고 한가해 보이지만 사실 내부에서는 끊임없이 살아남기 위한 경쟁을 벌인다. 한자리에 뿌리를 내려 사는 식물은 위치를 옮기지 못한 채 물과 영양분, 햇빛을 받기 위한 무한 경쟁을 벌인다. 예를 들어 이웃한 식물이 줄기와 잎을 펼쳐 햇빛을 가리면 줄기를 뻗어 올리는 것이 일반적인 반응이다. 과학자들은 주변을 볼 수 있는 눈이나 명령을 내리고 조절하는 뇌가 없는 식물이 어떻게 환경을 인식하고 반응하는지 비결을 연구해왔다. 네덜란드 바헤닝언 대학의 피에르 가우트라트·롤랜드 피에릭 교수는 식물에는 환경에 적응하는 호르몬 투자 방식이 있다는 사실을 알아냈다. 식물이 줄기를 높이는 건 일종의 투자다. 자원을 줄기에 지나치게 많이 투자하면 잎이나 뿌리, 꽃 같은 생존과 번식에 중요한 곳에 쓸 자원이 줄어든다. 반면 투자 시기를 놓치면 결국 햇빛을 잘 받지 못해 죽을 수도 있다. 식물에서 다른 식물에 의해 햇빛이 가리는 상황을 인식하는 물질은 빛에 민감한 색소인 피토크롬(phytochrome)이다. 피토크롬은 적색 파장의 빛과 바로 그 옆에 있는 원적외선의 비율에 반응한다. 경쟁이 심해서 햇빛을 받기 어려운 경우 원적외선의 비율이 높아지기 때문에 눈 없는 식물도 이를 눈치챌 수 있다. 하지만 이것만으로는 정보가 충분하지 않다. 줄기를 키우는 데 필요한 영양분이 충분하지 않은데 피토크롬이 보낸 신호만 보고 키를 높였다가는 쓸 수 있는 영양분이 없어 정작 잎처럼 광합성에 필요한 부분을 만들 수 없기 때문이다. 연구팀은 식물의 뿌리에서 분비하는 호르몬인 사이토키닌(Cytokinin)이 이 정보를 전달한다는 사실을 발견했다. 토양의 영양분에 충분하면 사이토키닌이 많이 생성돼 줄기까지 신호를 보낸다. 여기에 파이토크롬의 신호가 감지되면 줄기를 키우는 것이다. 연구팀은 이를 검증하기 위해 영양분이 부족한 식물에 사이노키닌을 투여해 식물을 크게 성장하게 했다. 눈이나 뇌 같은 장기가 없는 식물도 나름의 방법으로 환경에 적응하고 있다. 그래야 치열한 경쟁에서 살아남고 후손을 남길 수 있기 때문이다. 우리 눈에는 한가하게 햇볕을 쬐는 이름 없는 잡초도 사실은 치열한 경쟁에서 살아남은 승자라는 사실을 다시 한번 일깨워 주는 연구 결과다.

자연선택, 적자생존은 자연의 섭리다. 산과 들에 있는 나무와 풀은 모두 평화롭고 한가해 보이지만 사실 내부에서는 끊임없이 살아남기 위한 경쟁을 벌인다. 한자리에 뿌리를 내려 사는 식물은 위치를 옮기지 못한 채 물과 영양분, 햇빛을 받기 위한 무한 경쟁을 벌인다. 예를 들어 이웃한 식물이 줄기와 잎을 펼쳐 햇빛을 가리면 줄기를 뻗어 올리는 것이 일반적인 반응이다. 과학자들은 주변을 볼 수 있는 눈이나 명령을 내리고 조절하는 뇌가 없는 식물이 어떻게 환경을 인식하고 반응하는지 비결을 연구해왔다. 네덜란드 바헤닝언 대학의 피에르 가우트라트·롤랜드 피에릭 교수는 식물에는 환경에 적응하는 호르몬 투자 방식이 있다는 사실을 알아냈다. 식물이 줄기를 높이는 건 일종의 투자다. 자원을 줄기에 지나치게 많이 투자하면 잎이나 뿌리, 꽃 같은 생존과 번식에 중요한 곳에 쓸 자원이 줄어든다. 반면 투자 시기를 놓치면 결국 햇빛을 잘 받지 못해 죽을 수도 있다. 식물에서 다른 식물에 의해 햇빛이 가리는 상황을 인식하는 물질은 빛에 민감한 색소인 피토크롬(phytochrome)이다. 피토크롬은 적색 파장의 빛과 바로 그 옆에 있는 원적외선의 비율에 반응한다. 경쟁이 심해서 햇빛을 받기 어려운 경우 원적외선의 비율이 높아지기 때문에 눈 없는 식물도 이를 눈치챌 수 있다. 하지만 이것만으로는 정보가 충분하지 않다. 줄기를 키우는 데 필요한 영양분이 충분하지 않은데 피토크롬이 보낸 신호만 보고 키를 높였다가는 쓸 수 있는 영양분이 없어 정작 잎처럼 광합성에 필요한 부분을 만들 수 없기 때문이다. 연구팀은 식물의 뿌리에서 분비하는 호르몬인 사이토키닌(Cytokinin)이 이 정보를 전달한다는 사실을 발견했다. 토양의 영양분에 충분하면 사이토키닌이 많이 생성돼 줄기까지 신호를 보낸다. 여기에 파이토크롬의 신호가 감지되면 줄기를 키우는 것이다. 연구팀은 이를 검증하기 위해 영양분이 부족한 식물에 사이노키닌을 투여해 식물을 크게 성장하게 했다. 눈이나 뇌 같은 장기가 없는 식물도 나름의 방법으로 환경에 적응하고 있다. 그래야 치열한 경쟁에서 살아남고 후손을 남길 수 있기 때문이다. 우리 눈에는 한가하게 햇볕을 쬐는 이름 없는 잡초도 사실은 치열한 경쟁에서 살아남은 승자라는 사실을 다시 한번 일깨워 주는 연구 결과다.

얼음으로 뒤덮인 남극에서 사상 처음으로 ‘영원한 무덤’이라는 호박(琥珀)이 발견됐다. 최근 독일 알프레드 베게너 연구소(AWI)는 남극 아문센해 946m 아래에서 발굴한 퇴적물에서 처음으로 호박 조각을 발견했다고 발표했다. 호박은 나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물을 말한다. 호박이 일반인에게 알려진 것은 영화 ‘쥬라기 공원’ 덕으로 오래 전 멸종한 고대 동식물의 모습을 생생히 볼 수 있다. 이처럼 남극 깊숙한 곳에서 호박이 발견됐다는 것은 오래 전 남극이 지금과 같은 동토의 땅이 아닌 숲으로 뒤덮일 만큼 따뜻했다는 것을 보여주는 명확한 증거다. 연구팀은 이 호박이 9200만~8300만 년 전 것이며, 크기가 매우 작아 그 안에서 고대 생명체는 찾을 수 없을 것으로 내다봤으나 나무껍질 조각으로 보이는 흔적은 감지했다. 연구를 이끈 요한 클라게스 연구원은 “호박은 늪지대에서 자라는 수지를 생산하는 나무의 존재를 직접적으로 확인시켜 준다”면서 “호박은 약 9000만 년 전 서남극의 자연 환경에 대한 직접적인 통찰력을 제공해준다”고 설명했다. 이어 “남극에서 더 많은 호박을 발견하면 오래 전 대륙의 숲에 무슨 일이 벌어졌는지 명확히 알수 있을 것”이라고 기대했다. 앞서 지난 2020년 알프레드 베게너 연구소와 영국 노섬브리아대학 등 공동연구팀은 남극에서 약 9000만년 전 온대 강우림 흔적을 발견했다는 연구결과를 과학저널 ‘네이처’(Nature)에 발표한 바 있다 .울리치 살즈만 노섬브리아대 교수는 “당시 남극은 지금과 같은 얼음이 거의 존재할 수 없을 정도로 따뜻했던 것으로 보인다”며 “적어도 지대가 낮은 서남극 대륙의 해변가는 전부 숲으로 뒤덮여 있었을 것”이라고 설명했다.

채소와 과일의 두 가지 특성을 모두 갖춘 토마토는 비타민과 무기질 공급원으로 우수한 식품이다. 토마토에는 리코펜, 베타카로틴 등 항산화 물질이 많아 뇌졸중, 심근경색을 예방하고 혈당을 낮춰주며 암도 예방하는 등 슈퍼 푸드로 알려져 있다. 그런데, 토마토를 먹을 때마다 다른 과일들처럼 좀 더 달콤했으면 하는 생각이 들 때가 있다. 식물학자와 농학자들이 토마토 내 유전자를 바꿈으로써 당도를 획기적으로 높일 수 있는 방법을 찾아 눈길을 끈다. 중국 베이징 원예연구소, 선전 농업 게놈 연구소, 산둥 농업과학 아카데미 채소 연구소, 베이징 중의학 약물연구소, 중국 농업대 원예학부, 운남사범대 생명과학부, 국립 표준연구소, 중국과학원대 식물학 연구소, 중국 열대 농업과학 아카데미, 미국 코넬대 공동 연구팀은 두 개의 유전자 조절만으로 더 달콤한 토마토를 만들 수 있다고 밝혔다. 토마토 내에 당이 축적되는 유전적, 분자적 메커니즘을 밝혀냄으로써 가능해진 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 14일 자에 실렸다. 많은 소비자는 더 달콤한 토마토를 선호하기 때문에 높은 당 함량을 가진 토마토는 농가나 관련 산업의 경제적 가치를 높인다. 그렇지만, 토마토 육종에서 단맛과 크기를 동시에 충족시키는 것은 쉽지 않다. 그동안 토마토 재배 과정에서 육종가들은 과일 크기를 우선시해왔다. 그래서, 현재 토마토가 야생 조상보다 10배에서 최대 100배 더 커졌지만, 단맛은 줄었다. 현대 토마토 육종에서 핵심 목표는 과실의 크기는 그대로 유지하면서 당도를 높이는 것이다. 이에 연구팀은 재배 토마토와 야생 토마토 종을 비교해 ‘SlCDPK27’, ‘SlCDPK26’이라는 유전자가 토마토에서 당 축적을 조절하는 핵심 인자라는 것을 확인했다. 이 두 유전자는 자당 생산을 담당하는 효소 분해를 촉진하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 유전자 가위 기술인 크리스퍼를 사용해 토마토에서 이 두 유전자를 제거한 결과, 포도당과 과당 수치가 최대 30% 증가했음을 관찰했다. 기존 육종에서는 당도가 높아지면 수확량이나 식물 중량 및 크기가 작아졌지만, 이번에는 변화가 없었다. 대신 유전자 편집된 토마토는 기존 토마토보다 크기가 작고 가벼운 씨앗이 나왔으며, 이들을 심을 경우 발아율에는 다소 영향이 있는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 산웬 황 선전 농업 게놈 연구소 교수는 “이번에 발견한 SlCDPK27과 SlCDPK26 유전자는 다양한 식물 종에 걸쳐 분포돼 있다는 사실도 새로 확인했다”며 “이 연구는 다른 과일이나 채소 등 원예작물에도 적용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

얼음으로 뒤덮인 남극에서 사상 처음으로 ‘영원한 무덤’이라는 호박(琥珀)이 발견됐다. 최근 독일 알프레드 베게너 연구소(AWI)는 남극 아문센해 946m 아래에서 발굴한 퇴적물에서 처음으로 호박 조각을 발견했다고 발표했다. 호박은 나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물을 말한다. 호박이 일반인에게 알려진 것은 영화 ‘쥬라기 공원’ 덕으로 오래 전 멸종한 고대 동식물의 모습을 생생히 볼 수 있다. 이처럼 남극 깊숙한 곳에서 호박이 발견됐다는 것은 오래 전 남극이 지금과 같은 동토의 땅이 아닌 숲으로 뒤덮일 만큼 따뜻했다는 것을 보여주는 명확한 증거다. 연구팀은 이 호박이 9200만~8300만 년 전 것이며, 크기가 매우 작아 그 안에서 고대 생명체는 찾을 수 없을 것으로 내다봤으나 나무껍질 조각으로 보이는 흔적은 감지했다. 연구를 이끈 요한 클라게스 연구원은 “호박은 늪지대에서 자라는 수지를 생산하는 나무의 존재를 직접적으로 확인시켜 준다”면서 “호박은 약 9000만 년 전 서남극의 자연 환경에 대한 직접적인 통찰력을 제공해준다”고 설명했다. 이어 “남극에서 더 많은 호박을 발견하면 오래 전 대륙의 숲에 무슨 일이 벌어졌는지 명확히 알수 있을 것”이라고 기대했다. 앞서 지난 2020년 알프레드 베게너 연구소와 영국 노섬브리아대학 등 공동연구팀은 남극에서 약 9000만년 전 온대 강우림 흔적을 발견했다는 연구결과를 과학저널 ‘네이처’(Nature)에 발표한 바 있다 .울리치 살즈만 노섬브리아대 교수는 “당시 남극은 지금과 같은 얼음이 거의 존재할 수 없을 정도로 따뜻했던 것으로 보인다”며 “적어도 지대가 낮은 서남극 대륙의 해변가는 전부 숲으로 뒤덮여 있었을 것”이라고 설명했다.

올 초 개봉한 영화 ‘파묘’는 과학적으로 설명할 수 없는 초자연적 현상을 다룬 오컬트 영화인데도 1000만 관객을 돌파했습니다. 영화 때문에 젊은 사람들 사이에서도 풍수지리나 무속 신앙에 관한 관심이 높아졌다고 합니다. 그런데 영국 맨체스터 메트로폴리탄대, 리버풀존무어스대 공동 연구팀은 미신에 대한 믿음이 강한 사람일수록 스트레스에 취약하다는 사실을 밝혀 냈습니다. 이 연구 결과는 미국 공공 과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 11월 14일자에 실렸습니다. 앞선 많은 연구들에서도 미신과 같은 초자연적 믿음이 스트레스 취약성과 연결될 수 있다는 점을 지적해 왔습니다. 그렇지만 양자 간의 관계를 명확히 설명하지는 못했습니다. 이에 연구팀은 ‘라시 정밀 수정 초자연적 믿음 척도’라는 설문조사 방법을 통해 성인 남녀 3084명을 대상으로 초자연적 믿음과 스트레스 간 연관성을 정량적으로 측정했습니다. 라시 척도에서는 초자연적 믿음을 두 가지 차원으로 구분합니다. 전통적인 초자연적 믿음은 전통적인 종교적 믿음과 마법에 대한 문화적 개념을 다루고 있으며, 뉴에이지 철학은 20세기 말 힌두교와 선불교에서 영향받은 신비주의 성향의 사상으로 개인의 초자연적 능력과 영성, 예지력에 주목합니다. 뉴에이지 철학에서는 과학과 합리성이 인간의 영적 측면을 억눌렀기 때문에 명상이나 요가 등으로 의식을 확장해야 한다고 주장합니다. 조사 결과 전통적인 초자연적 믿음이 강한 사람들은 정신적 고통이 더 크고 스트레스 대처 능력은 낮은 경향을 보였습니다. 뉴에이지 철학에 대한 믿음과 스트레스 대처 능력 사이에는 상관관계를 찾지 못했습니다. 전통적인 초자연적 현상이나 미신을 강하게 믿는 사람들은 자신의 존재에 영향을 미치는 외부의 힘에 대한 통제력이 부족하고 이에 대한 불안감이 커지기 때문이라고 연구팀은 설명했습니다. 연구를 이끈 닐 대그널 맨체스터 메트로폴리탄대 교수는 “초자연 현상에 대한 믿음은 대체 의학, 백신 반대, 음모론 등과도 쉽게 이어지는 등 사람들의 일상 언행에 영향을 미친다”고 말했습니다. 무속 신앙이나 미신 같은 것에 재미 차원에서 관심을 갖는 것은 큰 문제가 되지 않습니다. 그렇지만 뭐든 과하면 문제가 생깁니다. 개인의 일상에서도 과하면 문제가 되는데, 어떤 사안을 결정하거나 방향을 정할 때 미신이나 무속 신앙에 빠져 의존한다면 심각한 문제가 되는 것은 너무나 당연한 일일 것입니다.

2019~2023년 2만 5993대 추적비행 1회당 ‘평균 3.6t’ 탄소 배출 올해 여름은 열대야와 가마솥더위가 가장 길어 역대 최악이었다. 여름이 너무 더웠기 때문에 겨울은 그 반대로 무척 추울 것이라는 예상이 나오고 있다. 이런 극한 기상 발생 원인은 너무 뻔하지만 지구온난화로 인한 기후변화 때문이다. 이같은 상황에서 지구온난화는 되돌리기 어려운 한계선에 이미 다다랐다는 분석 결과가 나와 충격을 주고 있다. 또 거부들이 타고 다니는 개인 항공기가 기후변화에 심각한 영향을 미친다는 조사 결과도 나왔다. 스웨덴 린네대, 독일 뮌헨응용과학대 공동 연구팀은 전 세계 연간 이산화탄소 배출량에 개인 항공이 큰 영향을 미쳤다고 13일 밝혔다. 이 연구 결과는 지구·환경 과학 분야 국제 학술지 ‘커뮤니케이션즈 지구 및 환경’ 11월 8일자에 실렸다. 연구팀은 2019~23년에 등록된 비즈니스용 개인 제트기 2만 5993대의 1865만 5789회 비행 추적 데이터를 활용해 분석했다. 연구팀은 비행시간과 경로, 항공기 모델별 연비를 결합해 비행 횟수당 탄소 배출량을 계산했다. 그 결과 2023년 기준 개인 비행으로 발생한 탄소는 약 1560만t이며 비행 1회당 평균 약 3.6t을 배출한 것으로 조사됐다. 이는 2019년과 비교해 46% 증가한 수치다. 또 일반인이 이용한 상업 항공 전체 발생량보다 500배 이상 탄소를 배출한 것으로 나타났다. 영국 랭커스터대, 리즈대 공동 연구팀은 지난해 말 기준으로 산업화 이전 대비 지구 평균기온이 파리 협정에서 규정한 상승 제한선인 1.5도에 거의 이르렀다는 연구 결과를 지구·환경 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지구과학’ 11월 12일자에 발표했다. 2015년 유엔 기후변화 회의에서 채택한 파리 협정에 서명한 193개국은 지구 평균기온 상승폭을 산업화 이전인 1700년대와 비교해 1.5도 초과하지 않도록 한다는 데 합의했다. 물론 탄소 배출을 억제하더라도 인간의 활동이 계속되는 이상 대기 중 탄소 배출 총량은 증가할 수밖에 없다. 이 때문에 제대로 된 온난화 억제 정책을 수립하기 위해서는 이미 발생한 온난화 정도를 정확히 평가해야 한다. 연구팀은 남극 얼음 코어 기록을 사용해 지구 표면 온도 상승과 대기 중 탄소량 변화 추이를 재평가하고 분석했다. 그 결과 연구팀은 1850년부터 2023년까지는 이산화탄소와 온도 증가 간에 선형 비례관계가 있다는 것을 밝혀 냈다. 이 구간에서 드러난 선형 관계의 직접적 원인은 인간의 활동으로 나타났다. 연구팀은 이 선형 관계를 적용해 13~1700년까지 산업화 이전 온도 기준선을 추정했다. 이 시기에 대기 중 이산화탄소 농도는 280이었으며 이를 기준으로 2023년까지 인간이 유발한 온난화는 1.49도에 도달했다고 연구팀은 분석했다. 온난화 최후 방어선에 거의 도달한 만큼 이르면 3~5년 이내에 1.5도를 넘어서 돌이킬 수 없는 상황이 될 가능성이 크다고 추정했다. 앤드루 자비스 랭커스터대 교수는 “이번 연구 결과는 온난화 진행에 따라 기후 시스템의 변화를 추적하고 관련 정책을 수립하는 데 중요하게 활용될 것”이라고 말했다.

아프리카 코끼리가 서식지 감소와 밀렵 탓에 반세기 만에 70% 이상 감소한 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다. 11일(현지시간) 로이터 통신 등에 따르면, 국제 연구팀은 53년(1964~2016년)간 37개국(475개 지역)에서 실시한 아프리카 코끼리 개체수 조사 데이터를 사용해 이에 속하는 두 종의 코끼리인 사바나 코끼리와 숲 코끼리 수에 대한 역대 가장 포괄적인 평가를 이날 발표했다. 이 연구는 대부분 조사 장소 면적이 시간이 지남에 따라 변경됐다는 점에서 현장 개체수가 아니라 밀집도를 모델링하는 방식으로 이뤄졌다. 그 결과, 사바나 코끼리와 숲 코끼리 개체수는 조사 지역에서 각각 70%, 90% 감소한 것으로 나타났다. 이를 합치면 77% 줄어들었다는 것이다. 이와 별도로 환경 단체들이 추청한 아프리카 코끼리 개체수는 연구 마지막 해인 2016년 당시 41만5000~54만 마리였다. 이들 코끼리가 감소한 주요 원인으로는 밀렵과 서식지 감소가 꼽혔다. 밀렵은 중국 등 일부 아시아 국가의 상아 수요 탓이고, 서식지 감소는 농경지 확대가 가장 큰 요인이었다. 흥미로운 점은 아프리카 코끼리 개체수의 감소가 대륙 전체에서 균일하게 나타나지 않았다는 것이다. 일부 지역에선 완전히 사라지기도 했지만, 또 다른 지역에서는 보호 노력 덕에 빠른 회복세를 보였다. 말리와 차드, 나이지리아 등 아프리카 북부 사헬 지역의 코끼리들이 특히 타격을 입었지만, 보츠와나와 짐바브웨, 나미비아 등 아프리카 남부의 코끼리 수는 오히려 42% 늘었다. 이는 정부와 외부 단체들의 적극적인 개입과 관리 덕분이라고 연구팀은 지적했다. 연구 저자 중 한 명으로 코끼리 보호단체 ‘세이브 더 엘리펀트’의 과학위원회 의장이자 미 콜로라도주립대 야생동물보존학과 교수인 조지 위테마이어 박사는 “(아프리카 코끼리의) 많은 개체군이 지속적인 압박에 직면해 있다. 앞으로 더 많은 개체수를 잃을 가능성이 크다”면서 “우리가 이룬 성공을 인식하고 계속 발전시켜나가는 것이 중요하다”고 말했다. 그는 이어 “코끼리 보호 방법을 배우는 것은 코끼리가 겪은 쇠퇴의 심각성을 인식하는 것만큼이나 중요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(PNAS) 11일자에 실렸다.

아프리카 코끼리가 서식지 감소와 밀렵 탓에 반세기 만에 70% 이상 감소한 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다. 11일(현지시간) 로이터 통신 등에 따르면, 국제 연구팀은 53년(1964~2016년)간 37개국(475개 지역)에서 실시한 아프리카 코끼리 개체수 조사 데이터를 사용해 이에 속하는 두 종의 코끼리인 사바나 코끼리와 숲 코끼리 수에 대한 역대 가장 포괄적인 평가를 이날 발표했다. 이 연구는 대부분 조사 장소 면적이 시간이 지남에 따라 변경됐다는 점에서 현장 개체수가 아니라 밀집도를 모델링하는 방식으로 이뤄졌다. 그 결과, 사바나 코끼리와 숲 코끼리 개체수는 조사 지역에서 각각 70%, 90% 감소한 것으로 나타났다. 이를 합치면 77% 줄어들었다는 것이다. 이와 별도로 환경 단체들이 추청한 아프리카 코끼리 개체수는 연구 마지막 해인 2016년 당시 41만5000~54만 마리였다. 이들 코끼리가 감소한 주요 원인으로는 밀렵과 서식지 감소가 꼽혔다. 밀렵은 중국 등 일부 아시아 국가의 상아 수요 탓이고, 서식지 감소는 농경지 확대가 가장 큰 요인이었다. 흥미로운 점은 아프리카 코끼리 개체수의 감소가 대륙 전체에서 균일하게 나타나지 않았다는 것이다. 일부 지역에선 완전히 사라지기도 했지만, 또 다른 지역에서는 보호 노력 덕에 빠른 회복세를 보였다. 말리와 차드, 나이지리아 등 아프리카 북부 사헬 지역의 코끼리들이 특히 타격을 입었지만, 보츠와나와 짐바브웨, 나미비아 등 아프리카 남부의 코끼리 수는 오히려 42% 늘었다. 이는 정부와 외부 단체들의 적극적인 개입과 관리 덕분이라고 연구팀은 지적했다. 연구 저자 중 한 명으로 코끼리 보호단체 ‘세이브 더 엘리펀트’의 과학위원회 의장이자 미 콜로라도주립대 야생동물보존학과 교수인 조지 위테마이어 박사는 “(아프리카 코끼리의) 많은 개체군이 지속적인 압박에 직면해 있다. 앞으로 더 많은 개체수를 잃을 가능성이 크다”면서 “우리가 이룬 성공을 인식하고 계속 발전시켜나가는 것이 중요하다”고 말했다. 그는 이어 “코끼리 보호 방법을 배우는 것은 코끼리가 겪은 쇠퇴의 심각성을 인식하는 것만큼이나 중요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(PNAS) 11일자에 실렸다.

세끼 중 한 끼를 햄버거나 피자 등 ‘초가공식품’으로 해결하는 비만 아동은 이런 음식을 적게 먹는 비만 아동과 비교해 지방간 발생 위험이 1.75배 더 큰 것으로 나타났다. 질병관리청 국립보건연구원은 초가공식품이 비만 아동·청소년의 대사 이상 위험도를 높인다는 사실을 국내 최초로 규명했다고 12일 밝혔다. 초가공식품은 식품 보존과 맛 내기를 위해 식품에서 추출하거나 합성한 물질을 넣어 만든 것이다. 탄산음료, 대량 생산된 빵, 케이크, 쿠키, 달고 짠 스낵, 소스, 사탕 및 초콜릿, 레토르트, 패스트푸드, 인스턴트, 육류 가공식품(햄), 가당 시리얼 등이 모두 포함된다. 다이어트를 위해 많이 찾는 제로슈거음료도 예외가 아니다. 연구팀은 체질량지수(BMI)가 85 이상인 8~17세 비만 아동·청소년 149명을 대상으로 초가공식품 섭취와 대사 이상과의 연관성을 분석했다. 이들은 하루 섭취 식품량의 20.4%, 하루 섭취 에너지의 25.6%를 초가공식품으로 섭취하고 있었다. 섭취 수준이 가장 높은 그룹은 하루 섭취 식품량의 38.0%, 하루 섭취 에너지의 44.8%를 초가공식품에서 얻고 있었다. 세끼 중 한 끼 이상을 초가공식품으로 해결하고 있는 셈이다. 초가공식품을 가장 많이 섭취하는 상위 30%는 섭취 수준이 가장 낮은 하위 30%에 비해 지방간 위험이 1.75배, 혈당 조절이 원활하지 못해 혈액에 인슐린이 과도하게 증가하는 ‘인슐린 저항성’ 위험이 2.44배 높았다. 인슐린 저항성은 제2형 당뇨병을 초래할 수 있다. 간 지방이 10% 이상인 중등도 이상의 지방간 위험은 4.19배 높은 것으로 나타났다. 또한 섭취하는 식품 중 초가공식품 비율이 10% 증가하면 중등도 이상의 지방간 질환 유병 위험이 1.37배 늘고, 인슐린 저항성 유병 위험은 1.3배 증가하는 것으로 확인됐다. 특히 사전에 자기공명영상(MRI)으로 149명의 간을 촬영한 결과 어린 나이인데도 83%가 지방간이 있었고, 62.8%는 인슐린 저항성이 있었다. 이번 연구 결과는 영양 및 건강분야 국제학술지(Nutrients) 온라인에 게재됐다. 박현영 국립보건연구원 원장은 “비만 아동·청소년의 대사질환 유병위험을 줄이려면 초가공식품의 섭취에 유의할 필요가 있으며, 아동·청소년의 초가공식품 섭취 감소를 위한 가정, 보육·교육시설 등의 문제 해결 노력이 필요하다”고 밝혔다.

세계 최고 수준 초 고증폭 유연 소자 개발, <어드밴스드 머티리얼스> 게재 아주대와 광주과학기술원(이하 GIST) 연구진이 아주 낮은 수준의 전압에서도 생체신호를 정확하게 측정할 수 있는 유연한 고감도 전자 피부를 구현해냈다. 머리카락 두께의 1/100 수준인 초박막 센서로 인체의 다양한 움직임에도 안정적이고 정확하게 생체신호 측정이 가능해 헬스케어 기술 발전에 기여할 것으로 기대된다. 아주대학교(총장 최기주)는 박성준 교수(전자공학과·지능형반도체공학과) 연구팀이 광주과학기술원(GIST) 연구팀과 공동으로 수직 형태의 채널구조를 갖는 초유연·초저전압 전자 피부를 개발했다고 12일 밝혔다. 해당 연구는 ‘표피 신호 모니터링을 위한 초유연성 수직 코바이노 유기 전기화학 트랜지스터(Ultraflexible Vertical Corbino Organic Electrochemical Transistors for Epidermal Signal Monitoring)‘라는 논문으로 저명 학술지 <어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)> 11월호에 실렸다. 유연하고 가벼우며 생체친화적인 전자피부(e-skin) 전자 피부(e-skin)는 인간 피부와 유사한 유연성과 민감성을 갖춘 인공 센서 시스템으로, 피부에 부착해 생체신호를 감지하고 다양한 환경 정보를 수집할 수 있는 전자장치다. 이 장치는 생체 적합성·신축성·유연성을 특징으로 하며 심박수, 체온, 근전도 등 생체신호를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 연구를 이끈 박성준 아주대 교수는 “이번 연구를 통해 초저전압에서 높은 감도로 생체신호를 측정할 수 있는 비침습적 피부 인터페이스 건강 모니터링 기술에 획기적 진전을 이루어냈다”라며 “다양한 기능을 갖춘 초소형·초박형 웨어러블 기기의 구현 가능성을 높이고, 장기간 사용해도 성능을 안정적으로 유지할 수 있는 방안을 제시할 수 있을 것”이라고 설명했다. 이어 “앞으로의 후속 연구를 통해 혁신적인 솔루션을 제공, 사람들의 삶의 질을 높이는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”라고 덧붙였다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 나노소재글로벌영커넥트·나노소재기술개발사업과 아주대학교 연구비 지원을 받아 수행됐다.

천식은 알레르기 염증으로 기관지가 반복적으로 좁아지는 만성 호흡기 질환이다. 기관지가 좁아져 숨이 차고, 기침이 나며, 가슴에서 색색거리는 소리가 들리고, 가슴이 답답해지는 증상이 반복적으로 되풀이된다. 전 세계적으로 약 2억 6000만 명이 천식을 앓고 있으며, 미국에서는 약 460만 명의 어린이가, 한국의 경우 성인 인구의 약 5%가 천식을 앓는 것으로 알려져 있다. 미국 의과학자들이 아동 천식을 빨리 치료하지 않을 경우, 뇌 인지 기능 발달에 영향을 받는다는 연구 결과를 내놨다. 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 의대 연구팀은 천식이 어린이의 기억력에 심각한 영향을 미칠 수 있는 만큼, 치료를 서둘러야 한다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 의학회에서 발행하는 국제 학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 11월 12일 자에 실렸다. 연구팀은 아동 천식이 뇌 인지 발달에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 미국 국립보건원(NIH)에서 2015년부터 1만 1800명의 아동을 대상으로 진행하는 대규모 아동 뇌인지 발달 연구 데이터를 활용했다. 연구팀은 천식을 앓고 있는 9~10세 아동 2062명을 대상으로 일화 기억과 다른 인지 능력을 측정했다. 일화 기억은 특정 장소와 시간에 일어난 사건을 떠올릴 수 있는 기억이다. 예를 들어, 7살 생일이나 2년 전 크리스마스 때 있었던 일을 기억해 내는 식이다. 이는 경험, 감정, 사건과 그곳에 있었던 사람과 물체를 기억하는 방식이다. 조사 결과, 천식 아동은 일반 아동보다 일화 기억 과제에서 낮은 점수를 받았다. 연구팀은 실험 참가자 중 473명을 무작위로 선정해 2년 동안 추적 조사를 했는데, 천식 시작이 빠를수록 천식을 앓는 기간은 더 길었고, 시간이 지남에 따라 기억에 어려움을 겪는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이런 기억력 발달 저하는 성인이 됐을 때 치매에 걸릴 위험을 더 높인다고 지적했다. 노인과 동물을 대상으로 한 다른 연구에서도 천식은 치매, 알츠하이머 위험을 높이는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 천식을 유발하는 체내 염증이나 천식 발작으로 인한 뇌의 산소 공급 차단 등이 인지 발달을 늦추는 원인이라고 설명했다. 연구를 이끈 시모나 게티 UC데이비스 교수(뇌과학)는 “천식뿐만 아니라 당뇨, 심장병 등 만성질환을 앓는 어린이는 인지 발달에 어려움을 겪을 수 있다는 사실을 인지하고 이를 해소하기 위해 노력할 필요가 있다”고 말했다.

항생제 내성균은 점점 해결하기 어려운 문제가 되어가고 있습니다. 세균들이 반복적으로 항생제에 노출되어 점점 내성이 생기는 것도 문제지만, 인구가 노령화되면서 면역이 약한 노인 인구가 자꾸만 늘어나고 당뇨처럼 감염에 취약한 만성 질환을 가진 사람도 자꾸만 증가해 문제의 심각성을 더하고 있습니다. 기본적으로 항생제 내성균을 치료할 수 있는 것은 내성균도 죽일 수 있는 새로운 항생제입니다. 하지만 불행하게도 새로운 항생제를 개발하는 속도보다 내성 발현 속도가 빠르고 앞서 말한 이유로 감염에 취약한 인구가 많아지면서 매년 항생제 내성균 감염으로 사망하는 사람의 숫자가 늘어나고 있습니다. WHO에 의하면 2019년에만 127만 명이 항생제 내성균으로 사망했는데, 앞으로 이 숫자는 급격히 늘어날 것으로 우려됩니다. 따라서 과학자들은 항생제 내성균을 치료할 수 있는 새로운 항생제 개발에 나서는 한편 항생제를 사용하지 않고 다른 방법으로 세균을 잡을 수 있는 기술을 연구하고 있습니다. 시카고 대학 화학과 및 UC 샌디에이고의 과학자들은 약한 전류를 이용해 세균을 억제하는 새로운 접근법을 개발했습니다. 연구팀이 주목한 것은 피부에 살고 있는 세균인 표피 포도상구균(Staphylococcus epidermidis)이었습니다. 이 세균은 정상적인 면역을 지닌 사람의 피부에서는 별다른 문제를 일으키지 않지만, 면역이 약해지거나 혹은 피부에 상처가 생기는 경우 표면에 생물막(biofilm)을 형성하면서 증식해 감염을 일으킵니다. 특히 환자에 몸에 삽입하는 관인 카테터나 다른 기구에 감염을 일으키기 때문에 골치 아픈 병원 내 감염균입니다. 물론 이 세균 역시 항생제에 자주 노출되다 보니 내성이 생겨 과거처럼 항생제에 잘 듣지 않습니다. 연구팀은 표피 포도상구균이 산성 환경에서는 전기적인 흥분성을 보이는 데 주목했습니다. 이렇게 흥분 상태에 있는 세균은 생물막을 잘 형성하지 않고 증식 속도도 느려집니다. 연구팀은 돼지 피부를 이용해 인위적으로 전기 자극을 주고 약산성 환경을 만들어 표피 포도상구균을 억제할 수 있는지 조사했습니다. 연구팀이 개발한 블라스트(BLAST, Bioelectronic Localized Antimicrobial Stimulation Therapy) 패치(사진)는 1.5볼트의 약한 전류를 10분 간격으로 10초 동안 방출합니다. 이 정도 약한 전류는 거의 느낌도 없고 인체에 무해하지만, 피부에 살고 있는 세균에게는 적지 않은 영향을 미칠 수 있습니다. 돼지 피부를 이용한 동물 실험에서 블라스트 패치는 생물막 형성을 크게 줄이고 박테리아 숫자도 1/10 수준으로 줄이는 것을 확인했습니다. 생물막은 세균이 분비하는 물질로 만들어진 필름 같은 막으로 세균을 나쁜 환경에서 보호하는 역할을 합니다. 세균에게는 생존에 꼭 필요한 도구지만, 감염균을 제거해야 하는 인간 입장에서 보면 항생제나 면역 시스템의 공격을 차단하는 골치 아픈 장애물입니다. 따라서 약한 전기 자극으로 생물막 형성과 세균 증식을 억제할 수 있다면 항생제 내성균 치료에 상당한 도움이 될 수 있습니다. 사실 세균이 증식하지 않고 피부에서 일정한 수준으로 가만히 있는 수준이라면 아예 치료가 필요하지 않을 수 있습니다. 항생제가 더 잘 듣게 만드는 것은 물론 항생제 없이도 치료가 가능해지면 항생제 사용 빈도가 줄어들면서 항생제 내성 발현 가능성도 줄어들게 됩니다. 물론 실제 이 기술을 실제 사람에 적용하기 전까지 많은 검증 과정이 필요합니다. 그리고 원리상 모든 세균이 아니라 표피 포도상구균 같은 일부 세균에만 적용이 가능합니다. 하지만 항생제 없이 세균 억제가 가능하다면 앞서 언급한 것처럼 여러 이점이 있는 만큼 충분히 시도해 볼만한 방법이라고 생각됩니다.

우유를 발효한 요구르트는 장 건강에 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 또, 심혈관 질환에 도움이 되는 것으로 알려진 지중해식 식단에도 요구르트는 포함돼 있다. 실제로 발효되지 않은 일반 우유를 마시는 것은 여성의 심장병 위험을 높일 수 있다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 스웨덴 웁살라대 외과학과, 임상 약리학과, 카롤린스카 의학연구소 환경의학 연구원, 미국 노스캐롤라이나대 채플힐 캠퍼스 공중보건대 공동 연구팀은 요구르트 같은 발효 우유가 여성의 심장병 위험을 낮출 수 있다고 11일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘BMC 의학’ 11월 8일 자에 실렸다. 혀혈성심장질환 또는 관상동맥질환(IHD)은 심장동맥(관상동맥) 협착이나 폐색으로 심장으로 가는 혈류가 억제되면서 발생하는 질환을 총칭하는 말이다. IHD는 전 세계적으로 성인 사망의 주요 원인 중 하나다. 유제품이 IHD나 급성 심근경색(MI) 발병에 영향을 줄 것이라는 지적도 있었지만, 명확히 밝혀지지 않았다. 발효유는 요구르트와 동유럽과 중앙아시아에서 많이 마시는 케피르 등이 대표적으로 우유를 젖산균으로 발효시킨다. 영국 식이요법 협회는 하루 세 번의 유제품 섭취를 권장하고 있다. 반 탈지유 600㎖, 체더 치즈 90g, 저지방 요구르트 450g 정도를 하루 섭취량으로 권하고 있다. 연구팀은 IHD나 암이 없는 평균 연령 54세 여성 5만 9998명, 평균 연령 60세 남성 4만 777명을 포함한 스웨덴 보건 코흐트 연구 자료를 활용했다. 1987년부터 2021년까지 33년 동안 추적 기간 IHD 환자가 1만 7896명이 생겼다. 연구팀은 이들에 대해 알코올 섭취, 흡연, 당뇨 여부를 확인하고, 발효 및 비발효 우유 섭취량을 조사했다. 그 결과, 여성의 경우 비발효 우유를 하루 300㎖ 이상 섭취할 경우 IHD 발병 소지가 더 높은 것으로 나타났다. 400㎖는 5%, 600㎖는 12%, 800㎖는 21% IHD 발병 가능성이 그렇지 않은 사람보다 높은 것으로 조사됐다. 비발효유 섭취는 MI 위험도 높이는 것으로 나타났다. 반면 하루 200㎖ 발효 우유를 마시면 IHD와 MI 위험이 각각 5%, 4% 낮아지는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 비발효 우유를 많이 마실 때 이런 영향이 나타나는 것은 혈압과 혈류를 조절하는 두 가지 심혈관 대사 단백질인 안지오텐신 전환 효소 2(ACE2)와 섬유아세포 성장 인자 21(FGF21) 수준에 영향을 미치기 때문으로 설명했다. 한편, 남성은 우유 섭취와 IHD나 MI 발병의 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 카를 미카엘손 스웨덴 웁살라대 교수는 “이번 연구 결과에 따르면 일반 우유를 마시는 것이 여성의 심장병 위험을 증가시킬 수 있다”며 “이에 따라 비발효 우유를 발효 우유로 대체하는 것이 여성의 심혈관 질환 위험을 낮추는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

지역을 연고로 하는 프로 스포츠들의 경우, 홈 경기와 원정 경기의 승률을 보면 대체로 홈 경기의 승률이 높은 경우가 많다. 홈팀을 응원하는 사람들이 많이 모여 있는 경기에서 더 힘을 낼 수 있기 때문이다. 운동경기뿐 아니라 공부나 토론이나 다양한 상황에서 관중의 여부에 따라 더 잘할 수도, 더 못할 수도 있다. 이를 ‘관중 효과’(audience effect)라고 한다. 지금까지 관중 효과는 사람에게서만 나타나는 것으로 알려졌는데 유인원들에게서 관찰됐다는 조사 결과가 나왔다. 일본 교토대 야생 연구센터, 영장류 연구센터, 고등과학연구소, 아키타 현립대 종합과학 연구 및 교육센터 공동 연구팀은 침팬지와 같은 유인원들이 문제를 풀 때, 지켜보는 사람의 수에 영향을 받는다고 10일 밝혔다. 이에 대해 과학자들은 ‘관중 효과’는 평판 기반 인간 사회가 발전하기 이전부터 존재했음을 보여주는 것이라고 말했다. 이번 연구 결과는 학제 간 연구 분야 국제 학술지 ‘아이사이언스’(iScience) 11월 8일 자에 실렸다. 지금까지 관중 효과는 인간의 평판 관리에 기인한다고 알려져 있기 때문에, 연구팀은 비인간 영장류에도 관중 효과가 있는지 실험에 나섰다. 사람들은 일을 하거나 공부할 때 타인의 시선에 신경을 쓴다. 특히 자신을 지켜보는 사람이 누구인지, 친한지에 따라 성과는 달라지는 것으로 알려졌다. 침팬지들은 위계 사회에서 살고 있지만, 자신들과 다른 종이 지켜볼 때 업무 수행 능력이 어떻게 달라지는지는 알려지지 않았다. 이에 연구팀은 침팬지 6마리를 대상으로 간단한 그림 맞추기와 숫자 찾기 같은 터치스크린 작업을 3개의 난이도로 구분해 수천 회 시행했다. 연구팀은 관중 효과를 살펴보기 위해 연구원들의 숫자를 변화시키며 작업을 지켜보도록 했다. 그 결과, 침팬지가 어려운 작업을 수행할 때는 지켜보는 사람들이 많을수록 성과가 높았고, 쉬운 작업을 수행할 때는 지켜보는 사람이 많거나 친한 사람이 지켜볼 때 성적이 나빠지는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 신야 야마모토 교토대 교수는 “이번 연구 결과는 어떤 임무를 수행할 때 주변 관중에 따라 성과가 어떻게 달라지는 관중 효과가 인간 이외의 종에도 적용된다는 것을 보여준다”라며 “관중 효과가 평판에 기반하는 사회가 등장하기 전부터 진화했음을 알 수 있다”고 말했다.