숙명여자대학교 생명시스템학부 이병철 교수가 정밀 유전자 편집 세포치료제의 임상적 적용 가능성을 검증한 연구 결과를 발표했다. 이 기술을 다양한 연구에 적용하면 향후 차세대 유전자치료 기법을 검증하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 이 논문은 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 스템 셀’(Cell Stem Cell)에 지난 20일 게재됐다. 논문명: Impact of CRISPR/HDR-editing versus lentiviral transduction on long-term engraftment and clonal dynamics of HSPCs in rhesus macaques 이병철 교수와 미국국립보건원(NIH) 신시아 던바(Cynthia Dunbar) 선임 연구자 공동 연구팀은 이 연구에서 유전자가위를 이용한 체외 조혈 줄기세포 정밀 유전자 치료의 장기간 생착 효능과 이를 통한 임상적 적용 가능성을 검증했다. 연구팀에 따르면 유전자가위(CRISPR/Cas9)를 이용한 세포유전자치료제는 해당 유전자를 녹아웃시켜 기능을 감소시킬 수 있지만, 다양한 변이를 통해 유발되는 유전질환에는 적용하기 어렵다는 한계가 있다. 또한, 바이러스벡터를 통한 유전자 삽입 방식은 백혈병 등 부작용 우려가 있고, CRISPR-상동재접합(Homology-Directed Repair) 방식을 통한 유전자 삽입은 이식 후 생체 내 지속성에 대한 의문이 존재한다. 따라서 관련성 높은 전임상 모델에서 정밀 유전자 편집 조혈 줄기세포의 이식 후 생착과 지속성, 그리고 이를 통한 임상적 적용 가능성을 검증하는 것이 중요한 과제로 남이 있었다. 연구팀은 상동재접합(HDR) 방식을 통해 타겟 위치에 유전자 바코드를 삽입하는 기술을 개발해 체외로 분리한 조혈 줄기세포를 표지하고, 인간과 유사한 조혈계의 특징을 보이는 비인간 영장류 모델에 자가 이식했다. 그 결과 장기간 추적 연구를 통해 정밀유전자 편집된 세포는 정상세포에 비해 이식 후 생존 능력이 급격히 감소하고, 이식된 세포의 클론성도 감소한다는 사실을 확인했다. 기존 체외 세포배양실험과 마우스 이종 이식을 통한 단기 실험에서는 밝혀내지 못한 새로운 사실을 발견한 것이다. 또 연구팀은 이식 전 생체 외 높은 유전자 편집 효율에도, 생착 후에는 편집세포가 소실되는 것을 확인했다. 특히 이식 세포 추적 결과를 통해 이식 후 장기 조혈 과정에 참여하는 조혈 줄기세포 그룹이 정밀 유전자 편집 기구 적용에 더 취약한 성질을 보인다는 사실을 도출하는 성과도 냈다. 이번 연구는 현재 여러 건의 임상실험이 진행 중인 렌티바이러스 벡터를 통한 유전자 삽입 세포와 앞서 기술한 유전자가위로 정밀 편집된 세포를 동일 개체에 동시에 주입해 경쟁적 자가이식모델을 구축하고, 이식 세포 추적 연구를 통해 두 치료기술의 유효성을 세계 최초로 비교 분석했다는 의의가 있다. 이를 통해 렌티바이러스를 통해 유전자를 삽입한 세포의 체내 생존율이 월등히 높고 다클론성을 유지할 수 있다는 점을 증명했다. 연구를 총괄 수행한 이병철 교수는 “최근 유전자가위 기술을 활용한 카스게비Casgevy나 리프제니아(Lyfgenia) 같은 유전자 치료제가 치료용으로 승인된 반면, 동일 질환 치료제 개발을 위한 그래파이트 바이오(Graphite Bio)의 임상실험(nula-cel)은 이유를 알 수 없는 혈액세포 감소증이 발생해 중단된 바 있다”며 “이번 연구 결과는 그 이유를 과학적으로 설명하며, 최신 유전자 치료 기술의 임상적 적용 가능성을 가늠할 수 있게 하는 주요한 연구 성과”라고 밝혔다. 이어 이 교수는 “향후 개발된 기술을 기초 및 전임상 연구에 확대 적용함으로써 유전자세포 치료기술을 고도화하고, 차세대 유전자 치료기법의 검증연구에도 도입할 계획”이라고 덧붙였다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(기본) 및 선도연구센터(SRC) 지원으로 수행됐다. 이병철 교수는 서울대 수의과대학 학사, 석·박사통합, 박사후 연구원과 미국국립보건원(NIH) 박사후 연구원을 거쳐 2023년 숙명여대 생명시스템학부 교수로 부임했다. 줄기세포생물학, 유전자세포치료제 분야 전문가로 현재 과학기술정보통신부‧한국연구재단 개인연구자지원사업(기본)과 과학기술정보통신부‧한국연구재단 선도연구센터사업(SRC) 등을 수행하고 있다.

올해 진해군항제는 역대 축제 중 가장 이른 시기에 열린다. 통상 진해군항제는 3월 말에서 4월 초 개막했지만 지구온난화 등의 영향으로 벚꽃 개화 시기가 빨라지면서 개최 시기도 앞당겨지는 추세다. 진해군항제는 2010년부터 2018년까지 매년 4월 1일 개막했고 2019년에는 3월 31일로 하루 당겨졌다. 지난해에는 3월 24일 전야제를 시작으로 4월 3일까지 진행했다. 1963년 제1회 군항제가 4월 5일 개막했던 것과 비교하면 2주 정도 빠르다. 21일 창원기상대에 따르면 벚꽃 관측을 시작한 2015년부터 4년간 진해구 여좌천 로망스다리 일대 벚꽃은 3월 29일부터 31일 사이에 폈다. 하지만 2019년과 2020년에는 3월 26일, 2021년에는 3월 23일에 벚꽃이 만발했다. 2022년에는 3월 31일로 만발 시기가 살짝 늦춰졌지만 지난해에는 다시 27일로 앞당겨졌다. 전문가들은 기온 상승, 탄소 배출을 ‘이른 개화’의 가장 큰 원인으로 꼽는다. 기상청은 탄소 배출이 현 수준을 유지한다면 2060년에는 2월에 벚꽃이 필 것이라 경고한 바 있다. 이화여대 환경공학과 이상돈 교수와 미국·영국 공동 연구팀이 지난해 발표한 논문에 따르면 지난 100년 사이 매화는 약 53일, 개나리는 약 23일, 벚꽃은 약 21일 개화 시기가 당겨진 것으로 나타났다.

컴퓨터 사용 시간이 늘어날수록 남성의 발기부전 위험이 커진다는 연구 결과가 나왔다. 21일 중국 상하이 해군 의대 왕린후이 박사 연구팀은 20만명을 대상으로 남녀의 유전적 요인과 좌식 행동, 호르몬 변화, 발기부전 간에 대한 인과적 연관성을 분석한 결과 의미 있는 결과를 확인했다고 밝혔다. 해당 논문은 유럽 남성과학회(EAA)와 미국 남성과학회(ASA) 학술지 남성학(Andrology)에 게재됐다. 연구팀은 TV 시청이나, 컴퓨터 사용, 차량 운전 같은 일상적인 좌식 행동 분석을 통해 여가에 컴퓨터를 사용한 시간이 1.2시간 증가할 때마다 발기부전 발생 확률은 3.57배 증가하는 것으로 나타났다고 주장했다. 기존 역학 조사나 관찰 연구에서는 앉아서 생활하는 행동과 발기부전이 관련이 있다는 주장은 여러 차례 나왔지만 둘 사이에 직접적인 메커니즘과 인과적 관계가 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 컴퓨터 사용은 우울증이나 불안, 혈관 건강 지표 등과는 관련이 없었지만 남성과 여성 모두에서 성 발달과 생식에 중요한 역할을 하는 난포 자극 호르몬(FSH) 수치가 낮아지는 것으로 확인됐다. 반면 TV를 보거나 운전을 하는 것이 발기부전 위험을 높인다는 증거는 발견되지 않았다. 연구팀은 컴퓨터를 사용하는 동안 적당한 신체 활동을 병행하면 발기부전을 교정하는 데 도움이 될 수 있다고 설명했다. 연구팀은 “컴퓨터 사용과 발기부전 위험 사이의 연관성에 대한 상당한 증거가 확인됐지만 아직 신체 내피 기능 장애나 심리적 장애 같은 요인도 과소평가해서는 안 된다”며 “나머지 요소들에 대한 확실한 인과관계는 추가 연구를 통해 밝혀져야 한다”고 덧붙였다. 출처 : Andrology, Linhui Wang et al. ‘A Mendelian randomization study on causal effects of leisure sedentary behavior on the risk of erectile dysfunction’

국내 연구진이 소금의 용해 현상을 원자 수준으로 관찰하고, 이온이 용해되는 원리를 밝힐 수 있는 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST)은 신소재공학과 신형준 교수팀이 하나의 물 분자를 제어해 소금에서 특정 이온을 추출할 수 있는 ‘단일 이온 제어기술’을 개발했다고 21일 밝혔다. 이온의 특성을 활용해 선택적으로 용해를 유도하는 것이다. 이온은 세포의 신호 전달이나 배터리, 반도체 등 다양한 응용 연구 분야에서 핵심적인 역할을 하는 입자다. 하지만 지금까지 간단한 소금의 용해 현상을 포함해 이온의 특성을 단일 이온 수준으로 연구하는 것은 실험적으로 불가능했다. 주변에서 가장 흔하게 볼 수 있는 소금(NaCl)은 나트륨 양이온(Na+)과 염소 음이온(Cl-) 사이의 강한 이온 결합으로 이뤄진다. 물과 닿게 되면 극성분자인 물 분자에 의해 이온 결합이 끊어져 소금물이 된다. 신형준 교수는 “물에 녹은 이온은 수화된 상태로 존재하기 때문에 용액 속의 수많은 물 분자와 함께 끊임없이 움직여 이온을 개별적으로 제어하거나 그 특성을 연구하기 어려웠다”고 설명했다. 연구팀은 영하 268.8도의 극저온과 초고진공 상태의 환경에서 원자 2~3층 두께의 얇은 소금 막(필름) 위에 개별 물 분자를 증착했다. 원자 수준 이하의 해상도를 갖는 주사터널링현미경으로 소금 표면에 놓인 물의 움직임과 단일 이온 추출에 관한 연구를 성공적으로 수행했다. 연구팀은 주사터널링현미경의 미세 탐침을 정밀하게 제어해 소금 표면에 흡착한 물 단분자를 원하는 특정 방향으로 이동시켰다. 이동시키며 발생한 약 10피코미터(10조분의 1미터) 수준의 탐침 높이 변화를 분석해 염소 음이온과 물 분자가 강한 상호작용을 하고 있음을 밝혔다. 연구팀은 하나의 물 분자를 원자 한층 두께의 소금계면 계단층을 따라 이동시켰다. 이동한 경로에서 한 개의 이온이 사라지는 것을 관측했다. 이는 물 분자의 쌍극자 모멘트 전기적으로 분극된 물질을 의미하며, 전하량와 거리로 표현되는 물리량에 의해 소금의 이온 결합이 끊어져 단일 이온이 추출된 것이다. 물 분자를 제어해 단일 이온을 추출할 때 항상 염소 음이온(C1-)이 나트륨 양이온(Na+)보다 우선적으로 용해되는 현상 또한 발견했다. 이것은 나트륨 양이온과 염소 음이온의 분극률 외부 전기장에 의해 물질에 발생하는 쌍극자 모멘트 차이 때문이다. 높은 분극률을 가진 음이온이 양이온보다 물 분자의 영향을 크게 받는다. 특히 주변에 결합하고 있는 이온이나 원자가 부족한 계단층 표면에서 더 두드러지게 나타났다. 신 교수는 “이온은 우리 주변에 아주 흔하게 존재하지만, 배터리나 반도체 재료의 성능을 획기적으로 변화시킬 수 있는 흥미로운 입자”라며 “개발한 단일 이온 제어기술을 통해 앞으로 이온과 관련된 다양한 기초 기술 및 응용에 연구를 더욱 확장해 나아갈 계획”이라고 밝혔다. 중국과학원 선전기술연구원의 펑딩교수가 공동 연구에 참여했으며, 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’)에 지난 16일 온라인 게재됐다. 연구 수행은 중견연구자지원사업과 기초과학연구원의 지원으로 이뤄졌다.

모랫바닥에 집을 짓고 물고기와 함께 사는 딱총새우의 국내 서식이 처음 확인됐다. 국립생물자원관은 지난해 11월 박진호 전북대 교수 연구팀과 제주 서귀포 섶섬 연안의 수심 15m 모랫바닥에서 딱총새우 20여 마리가 서식하는 것을 확인했다고 21일 밝혔다. 연구진이 형태 및 유전자를 분석한 결과 일본 남부 연안 등 아시아 열대·아열대 연안에 넓게 분포하는 알페우스 벨루루스(Alpheus bellulus) 종으로 확인됐다. 생물자원관은 몸 전체에 호랑이와 유사한 무늬를 가진 특징을 바탕으로 ‘호랑무늬딱총새우’(가칭)라는 국명을 부여했다. 발견 당시 딱총새우는 붉은동갈새우붙이망둑과 청황문절 등 두 종의 어류와 공생하고 있었다. 망둑어는 딱총새우가 굴 형태의 집을 지으면 함께 살면서 배설물을 먹이로 제공하고, 딱총새우가 집을 수리하는 동안 포식자의 접근을 감시해 딱총새우에게 위험 신호를 보내는 것으로 알려졌다. 청황문절은 상호작용이 알려진 바 없고, 위험을 느끼면 바위나 모래굴 속으로 숨는 습성이 있다. 서민환 국립생물자원관장은 “다양한 생물 서식지에 대한 조사를 통해 독특한 생태적 특징을 갖는 생물종에 관한 연구를 확대할 예정”이라고 밝혔다.

서울과학기술대학교 신소재공학과 박일규 교수(교신저자) 및 손상현 박사과정생(제1저자) 연구팀이 ‘층상형 이중수산화물 구조에서 수분에 의한 발전효과 방식과 반도체 기반 마찰전기 효과’에 대해 처음으로 보고하고, 두 가지 발전방식의 시너지 결합을 이뤄낸 소자를 개발했다고 21일 밝혔다. 기존의 유전체를 통한 마찰전기 기반 나노 발전기는 높은 전압 특성을 갖는 에너지 하베스팅 기술이지만, 낮은 전류 생성 특성과 직류 전기 에너지를 생성하기 위한 필수적인 정류 작용이 주요 문제점으로 대두됐다. 연구팀에 따르면 물 분자에 대한 자체적인 흡습 특성과 분해 특성을 가지는 이중수산화구조를 도입해 수분 분위기에서 발전 성능이 나타나는 소자를 개발했고, 마찰전기 나노 발전기로 응용했다. 개발된 소자는 80% 이상의 상대 습도 분위기에서 693.38mV와 65.48mAm-2의 마찰전기 발전 성능을 나타냈으며, 발생된 전기에너지를 저장하는 축전 특성을 나타내는 현상을 처음으로 규명했다. 박일규 서울과기대 교수는 “이중 수산화 구조에서의 마찰발전 특성과 수분에 의한 발전 특성이 최초로 규명되고 이 두 가지의 긍정적인 시너지 효과를 극적으로 활용한 것에 의미가 있다”며 “일상 환경이나 고습도 환경에서도 마찰발전과 수분에 의한 발전의 시너지 효과를 통해 바람과 같은 에너지를 통한 발전이 가능할 것”이라며 기대감을 나타냈다. 해당 연구는 2021년도 선정된 중견연구자지원사업 및 중점연구소지원사업의 지원을 통해 수행됐으며 ‘Synergistic Coupling of Tribovoltaic and Moisture-Enabled Electricity Generation in Layered-Double Hydroxides’라는 제목으로 소재·에너지 분야 학술지인 ‘Advanced Energy Materials (IF=27.8)’ 2024년 4월호 내부 커버로 선정돼 게재됐다.

바둑 인공지능(AI) ‘알파고’를 개발해 인공지능 개발 황금기를 연 구글 딥마인드가 지난 20일 인간 축구 코치를 대체할 수 있는 전략 인공지능 ‘택틱AI’를 공개했다. 얼마 전에는 AI의 발전 속도가 지나치게 빨라 인류에게 위협이 될 것이라는 보고서가 발표되기도 했지만 AI 관련 연구들은 다양한 분야에서 예상치 못한 성과들을 속속 내놓고 있다.구글 연구소 홍수 예측팀을 중심으로 한 영국 유럽 중기 기상예보센터, 독일 헬름홀츠 환경연구센터, 미국 랜드(RAND) 연구소 공동 연구팀이 홍수 예보의 정확성을 높일 수 있는 AI 모델을 개발했다고 밝혔다. AI 홍수 예측 시스템은 현재 예보 시스템보다 정확하고 대규모 홍수 발생에 대한 조기 경보 시기도 앞당길 수 있는 것으로 확인됐다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 21일자에 발표됐다. 지구 온난화로 인한 기후 변화 때문에 전 세계적으로 홍수 발생 빈도가 늘었다. 최근에는 국지성 호우로 인한 예측 불가능한 홍수 사태도 잦아지고 있다. 그렇지만 현재 홍수 예측 시스템은 하천에 설치된 감시 장비에 의존하기 때문에 측정 장치가 없는 곳에서 발생하는 홍수는 예측이 어렵다. 하천 정비가 돼 있지 않은 개발도상국이나 후진국에서는 홍수 피해가 더 심각해질 수 있다. 이에 연구팀은 전 세계 주요 하천 중 5680개의 홍수 감시 시스템을 바탕으로 측정 장비가 없는 하천의 수량과 흐름을 예측하는 AI 모델을 개발했다. 연구팀은 이 모델을 유럽 중기 기상예보센터에서 개발한 글로벌 홍수 경보 시스템(GloFAS)과 비교했다. 그 결과 GloFAS와 비슷하거나 더 정확한 결과를 제시한 것으로 나타났으며, AI 모델은 5일 전에 홍수 발생을 예측하는 것으로 나타났다. 중장기 예측 시뮬레이션에서는 AI 모델이 기존 홍수 예측 모델보다 월등히 뛰어난 것으로 확인됐다. 이번 연구를 이끈 구글 연구소 홍수 예측팀의 그레이 니어링 수석연구원은 “이번에 개발한 AI 모델은 모니터링 시스템이 설치되지 않은 하천 유역의 홍수 발생 가능성까지 사전에 정확히 예측한다”며 “적은 비용으로 개발도상국이나 후진국의 피해를 최소화할 수 있을 것”이라고 말했다.그런가 하면 독일 막스플랑크 인간 발달 연구소, 베를린 훔볼트대, 뮌헨 연방군대학, 샤를로테 프레세니우스대 공동 연구팀은 짧은 음성 데이터만으로도 말하는 사람의 심리 상태를 정확하게 파악할 수 있는 AI 모델을 개발했다. 이 연구 결과는 심리학 분야 국제 학술지 ‘최신 심리학’ 3월 20일자에 실렸다. 연구팀은 영어와 독일어로 된 1510개의 음성 데이터에서 무작위로 문장을 추출해 1.5초 단위로 잘라낸 뒤 AI로 문장 내 감정 상태를 파악하도록 했다. 사람의 말에서 감정 인식을 위해 필요한 시간은 1.5초 이상인 것으로 알려져 있다. 연구팀이 사용한 문장들에는 기쁨, 분노, 슬픔, 두려움, 혐오, 중립 등 6개 감정이 포함됐다. 실험 결과 음성 주파수, 음높이, 리듬 등 소리 성분을 빠르게 분석해 사람보다 정확히 감정 상태를 파악하는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 티모 폰 우르첸 연방군대학 교수(인지심리학)는 “이번 연구 결과를 활용하면 자폐 스펙트럼 증후군처럼 타인의 감정을 인식하지 못하는 이들의 치료는 물론 거짓말 탐지기의 정확도를 높이는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다.

미국 텍사스 오스틴대 인류학과를 중심으로 에티오피아, 중국, 프랑스, 남아프리카공화국 등 5개국 23개 대학과 연구기관이 참여한 국제 공동연구팀은 인류의 이동이 기존 알려진 것과 다르게 건조한 시기에 이뤄졌을 것이라고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 21일자에 실렸다. 현생인류는 아프리카에서 발생해 전 세계로 퍼져 나갔다는 것이 과학계의 지배적 견해다. 그렇지만 아프리카 밖으로 언제 이동했는지는 여전히 수수께끼로 남아 있다. 지금까지는 사람들의 이동이 쉬웠던 습한 시기에 아프리카를 벗어났을 것으로 봤다. 건조기에는 먹을거리를 찾기가 어려워 이동이 쉽지 않았을 것이라는 추정이다. 이에 대해 연구팀은 에티오피아 북서부 신파강 근처 고인류 유적지에서 발굴한 돌조각과 동물 유해의 형태, 지층을 정밀 분석했다. 연구팀이 유적지에서 발굴된 지층을 화학 분석한 결과 약 7만 4000년 전 인도네시아 수마트라섬의 토바 화산 대폭발에서 나온 화산재라는 것이 확인됐다. 타조알 껍질과 포유류 이빨 화석에서 나온 산소 동위원소를 분석한 결과 당시 환경은 상당히 건조했던 것으로 나타났다. 연구를 이끈 존 캐펄만 텍사스 오스틴대 교수(진화인류학)는 “이번 연구 결과는 인류의 행동 유연성이 전 지구적 대폭발 여파에서 인류를 살아남게 했다는 것을 보여 준다”고 말했다. 캐펄만 교수는 “이는 현생인류가 아프리카에서 벗어나 전 세계 곳곳으로 퍼져 다양한 기후와 환경에서 살아남을 수 있도록 만든 원동력이 됐을 것”이라고 덧붙였다.

처음 만났는데도 대화가 잘 통하고 마음이 맞는 사람이 있습니다. 그런 만남을 흔히 운명적이라고 표현하지만, 좀더 과학적인 무언가 있지 않을까요. 과학자들도 궁금했던 모양입니다. 미국 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬센터 연구팀은 수컷 금화조가 제 짝을 만나기 위해서는 암컷이 원하는 노래를 파악해 부르는 것이 중요하다는 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 3월 21일자에 발표했습니다. 명금(songbird)은 수컷이 암컷에게 노래로 구애하는 것으로 알려져 있습니다. 수컷은 모두 같은 노래를 부르는데 암컷이 어떤 기준으로 수컷을 선택하는지는 수수께끼로 남아 있었습니다. 연구팀은 명금 중 하나인 금화조 수컷의 노래를 수천 개 녹음했습니다. 그다음 인공지능으로 이들 소리를 분류해 약 50만개의 노래 음절을 구분해 냈습니다. 연구팀이 이 음절을 분석한 결과 암컷은 똑같은 노래라도 음절 사이 간격과 한 음절의 길이를 구분해 짝을 찾는다는 것을 밝혀냈습니다. 암컷들은 음절 사이의 길이가 긴 노래를 선호하는 것으로 나타났습니다. 음절 사이가 긴 다시 말해 호흡이 긴 음절의 노래를 수컷의 자질을 보여 주는 지표로 인식한다는 것입니다. 연구에 따르면 금화조가 구사하는 노래에는 다양한 음절이 있지만 짝이 되기 위해서는 수컷이 구사하는 음절과 암컷이 선호하는 음절이 일치해야 한다고 합니다. ‘짚신도 짝이 있다’는 속담을 동물 행동학적으로 규명한 것이라고 해야 할까요. ‘합이 잘 맞는다’거나 ‘단짝’이라는 말이 있는 것을 보면, 사람에게도 비슷한 원리가 작동할 것 같습니다. 아니나 다를까 이런 궁금증을 해결하기 위한 연구도 수행됐습니다. 중국 베이징사범대 인지 신경과학 연구실, 뇌 영상·커넥톰 연구실, 국립 뇌 연구소 공동 연구팀은 유대감이 형성된 사람들 사이에서는 신경 활동이 일치해 더 빠르고 빈번한 의사소통이 이뤄진다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 3월 20일자에 실렸습니다. 연구팀은 이전에 한 번도 만난 적이 없는 176명의 성인 남녀를 3인 1조로 구성해 서로 대화하도록 했습니다. 연구팀은 의사소통 과정 중 뇌 활동을 측정하기 위해 기능성 근적외선 분광법(fNIRS) 전극이 부착된 모자를 착용하도록 했습니다. 일부 실험 조에는 같은 색상의 유니폼을 지급해 입도록 한 다음 대화를 하도록 했습니다. 그 결과 같은 유니폼을 입고 유대감이 형성된 집단은 그렇지 않은 집단에 비해 더 자유롭게 대화하고 친근감을 느끼는 것으로 나타났습니다. 이들에게는 우측 배외측 전전두엽(rDLPFC)과 우측 측두두정 접합부(rTPj)의 활동이 활발하고 뇌파가 거의 일치하는 것으로 확인됐습니다. 이런 신경 동기화가 의사소통 과정을 원활하게 해 준다는 설명입니다. 학기 초 자녀가 아직 단짝 친구를 만들지 못했다고 걱정하는 부모들이 많습니다. 아이들도 아직 뇌파가 일치하는 친구를 만나지 못했을 뿐입니다. 부모가 억지로 친구를 만들어 주기보다는 아이들이 맘에 맞는 친구를 만날 수 있도록 기다려 주는 게 좋지 않을까요.

지난 2월 경질된 대한민국 대표팀 감독 위르겐 클린스만은 아시안컵 내내 ‘전략 없음’으로 일관하며 졸전을 펼쳐 국민의 공분을 불러일으켰다. ‘차라리 인공지능(AI)이 낫겠다’는 비판까지 나왔다. 그런데 실제로 인간 감독보다 나은 전술 인공지능이 개발돼 눈길을 끈다. 바둑 AI ‘알파고’, 단백질 분석 AI ‘알파폴드’ 등을 개발해 AI 분야를 선도하고 있는 구글 딥마인드 팀이 이번에는 인간보다 나은 축구 전술 AI를 내놓은 것이다. ●최적의 선수 구성·득점 극대화 구글 딥마인드와 현재 영국 프리미어리그 2위를 달리고 있는 리버풀 FC의 트레이닝 센터 공동 연구팀이 최적의 선수 구성을 결정하고, 득점 가능성을 극대화한 전술을 제시할 수 있는 인공지능 ‘택틱AI’(TacticAI·전술 인공지능)를 개발했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 3월 20일자에 실렸다. 이번 연구 논문에는 딥마인드의 최고경영자(CEO) 데미스 허사비스도 이름을 올렸다. 축구에서 코너킥은 득점으로 연결할 기회를 높이고 감독의 전략이 개입할 수 있는 여지도 많아 중요하게 여겨진다. 코너킥 전략은 매 경기 전에 결정하기 때문에 득점 가능성을 최대한 높일 수 있는 시스템이 있다면 코치진에게 도움이 된다. 이에 연구팀은 기하학적 분석을 이용한 딥러닝으로 주요 전술 패턴을 식별해 코너킥의 성공 확률을 예측할 수 있는 AI를 설계했다. 이를 위해 연구팀은 지난 프리미어리그 시즌에서 나온 7167개의 코너킥 자료를 활용해 택틱AI를 훈련하고 테스트했다.●전문가들도 AI 전략 선호 택틱AI는 바둑AI 알파고처럼 상대의 모든 움직임을 계산해 최적의 전략을 계산하고, 코너킥 상황에서 공을 처음 받는 선수가 득점으로 연결할 수 있는 확률을 정확하게 예측한다. 또 선수 교체 시 가능한 결과를 평가하고 이에 따른 전술적 변형도 만들어 낼 수 있다는 장점이 있다. 데이터 과학자 3명, 비디오 분석가 1명, 리버풀 FC 코치진 1명으로 구성된 전문가 그룹의 평가 결과, 택틱AI가 만들어 낸 전술이 실제 경기에서 사용하는 것과 구분하기 어려울 정도로 현실적인 것으로 확인됐다. 또 블라인드 테스트를 통해 사람이 짠 전술이나 기존 사용된 전술보다 택틱AI가 만든 전략의 선호도가 90% 이상인 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 대니얼 헤네스 구글 딥마인드 연구원은 “택틱AI는 일단 축구 코너킥을 대상으로 전략을 제시하고 있지만 다른 세트피스 상황은 물론 다양한 팀 스포츠에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

지난 2월 경질된 대한민국 대표팀 감독 위르겐 클린스만은 아시안컵 내내 ‘전략 없음’으로 일관하며 졸전을 펼쳐 국민의 공분을 불러일으켰다. ‘차라리 인공지능이 낫겠다’는 비판까지 나왔다. 그런데, 실제로 인간 감독보다 나은 전술 인공지능이 개발돼 눈길을 끈다. 바둑 인공지능 ‘알파고’, 단백질 분석 인공지능 ‘알파폴드’ 등을 개발해 인공지능 분야를 선도하고 있는 구글 딥마인드 팀이 이번에는 인간보다 나은 축구 전술 AI를 내놓은 것이다. 구글 딥마인드와 현재 영국 프리미어리그 2위를 달리고 있는 리버풀 FC의 트레이닝 센터 공동 연구팀이 최적의 선수 구성을 결정하고, 득점 가능성을 극대화할 수 있는 전술을 제시할 수 있는 인공지능 ‘택틱AI’(TacticAI·전술 인공지능)을 개발했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 20일 자에 실렸다. 이번 연구 논문에는 딥마인드의 CEO 데미스 허사비스도 이름을 올렸다. 축구에서 코너킥은 득점으로 연결할 기회가 매우 크고, 감독의 전략이 개입할 수 있는 여지도 많아 중요하게 여겨진다. 코너킥 전략은 매 경기 전에 결정하기 때문에 득점 가능성을 최대한 높일 수 있는 시스템이 있다면 코치진에게 도움이 된다. 이에 연구팀은 기하학적 분석을 이용한 딥러닝으로 주요 전략 패턴을 식별해 코너킥의 성공 확률을 예측할 수 있는 AI를 설계했다. 이를 위해 연구팀은 지난 프리미어리그 시즌에서 나온 7167개의 코너킥 자료를 활용해 택틱AI를 훈련하고 테스트했다.택틱AI는 바둑AI 알파고처럼 상대의 모든 움직임을 계산해 최적의 전략을 계산하고, 코너킥 상황에서 공을 처음 받는 선수에 따라 득점으로 연결할 수 있는 확률을 정확하게 예측한다. 또 선수 교체 시 가능한 결과를 평가하고 이에 따른 전술적 변형도 만들어 낼 수 있다는 장점이 있다. 데이터 과학자 3명, 비디오 분석가 1명, 리버풀 FC 코치진 1명으로 구성된 전문가 그룹의 평가 결과, 택틱AI가 만들어 낸 전술이 실제 경기에서 사용하는 것과 구분하기 어려울 정도로 현실적인 것으로 확인됐다. 또, 블라인드 테스트를 통해 사람이 짠 전술이나 기존 사용된 전술보다 택틱AI이 만든 전략의 선호도가 90% 이상인 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 다니엘 헤네스 구글 딥마인드 연구원은 “택틱AI는 일단 축구 코너킥을 대상으로 전략을 제시하고 있지만 다른 세트피스 상황은 물론 다양한 팀 스포츠에도 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

조금만 아파도 ‘혹시…’건강염려증 환자 年 4000명 육박‘샤이 환자’까지 전체 인구 5% 추정한국인이 유독 건강 걱정 심한 편낮은 삶 만족도·SNS 정보 등 영향의사가 이상이 없다는데도…‘불신의 병’ 들어 여러 병원 전전생활 균형 깨지며 되레 건강 해쳐염려증 환자, 조기 사망 확률 월등믿음과 긍정적인 태도가 치료제 #1. 금융업에 종사하는 조민준(37·가명)씨는 위암 걱정을 달고 산다. 10년 전 어머니가 위암으로 세상을 떠난 뒤 본인도 암에 걸릴 수 있다는 생각에 3개월마다 한 번씩 내시경 검사를 받았다. 의사는 가벼운 위염 증상이니 더 검사할 필요가 없다고 했지만 조씨는 걱정을 떨치지 못했다. #2. 김지현(35·가명)씨는 속이 더부룩하고 소화만 안 돼도 암일까 봐 잠을 이루지 못한다. 내시경 검사 결과도 믿지 못했다. 죽을 수도 있다는 불안이 엄습해 식은땀이 나고 심장이 뛰어 자주 응급실을 찾았다. #3. 이영민(52·가명)씨는 조금만 아파도 습관적으로 병원을 찾는다. 두통·복통·생리통·가슴 통증이 있을 때마다 이 병원, 저 병원에 다녔고 그때마다 큰 병이 아님을 확인했지만 늘 불안했다.세 명 모두 정신건강의학과에서 ‘질병불안장애’를 진단받았다. 큰 병이 아닌데도 자신에게 큰 병이 있다고 믿고 불안해하다 결국 마음이 병드는 질환으로 흔히 ‘건강염려증’이라고 한다. 건강염려증 환자들은 지나가는 감기에도 폐렴을 의심하고, 정상적으로 만져지는 연골조차 혹으로 오해한다. ‘이상이 없다’고 진단받아도 걱정과 불안으로 병원을 전전하는데 이런 상태가 6개월 이상 지속되면 건강염려증일 가능성이 크다. 18일 건강심사평가원은 건강염려증 환자가 한 해 4000명에 육박한다고 밝혔다. 2012년 4889명이었던 환자 수가 2017년 2733명으로 줄었다가 2021년 3864명, 2022년 3796명으로 다시 늘었다. 나이별로는 건강에 본격적으로 문제가 생기기 시작하는 50대(21.5%)와 60대(20.6%) 환자가 많고 40대 17%, 30대 14.3%, 20대 10.2% 순이었다. 정신건강의학과에서 진료를 받아 건강보험 통계에 잡힌 환자는 3000~4000명 수준이지만 전문가들은 전체 인구의 5%가 건강염려증을 앓고 있을 것으로 추정한다. 자신의 건강 걱정이 병적인 수준이라고 인정하고 스스로 정신건강의학과를 찾는 환자가 드물기 때문이다.한국인은 건강 걱정이 유독 심한 편이다. 보건복지부와 한국보건사회연구원 조사를 보면 자신의 건강 상태가 양호하다고 생각하는 비율은 2020년 기준 31.5%였다. 경제협력개발기구(OECD) 평균(68.5%)의 절반에도 미치지 못했다. 반면 한국인 기대 수명은 83.5세로 OECD 평균(80.5세)을 웃돈다. 낮은 삶의 만족도, 불안과 우울, 소셜미디어(SNS)에 떠도는 과도한 건강 정보 등이 영향을 미친 것이란 분석이 나온다. 백종우 경희대병원 정신건강의학과 교수는 “보통 환자들은 병원에서 검사받고 의사가 정상이라고 말해 주면 안심한다. 그런데 건강염려증이 있는 환자들은 더 불안해하며 ‘분명 병이 있는데 의사가 못 찾은 것’이라고 생각해 여러 병원을 전전한다”면서 “이 과정에서 가족과 갈등하고 아무도 나를 믿어 주지 않는다는 생각에 외롭고 불안해하며 병에 더 집착하는 악순환에 빠지게 된다”고 설명했다. 환자들은 여러 진료과와 병원을 찾아다니며 온갖 검사를 반복하느라 가정생활과 사회생활을 제대로 하지 못한다. 어느 병원에서도 병을 정확히 찾아내지 못한다고 낙담해 우울증에 빠지기도 한다. 자신은 너무 고통스러운데 주위 사람들이 꾀병 환자로 여기는 것 같아 억울하고 원망스럽기까지 하다. 특히 사회로부터 고립됐거나 가족과 감정적 연결고리가 느슨한 고연령층일수록 이런 경우가 많다.김석현 한양대병원 정신건강의학과 교수는 “증상이 심한 경우 틀림없이 병이 있다고 믿으며 마치 자신이 환자가 된 듯 행동하기도 한다”고 말했다. 이들은 병원을 전전하며 비슷한 약을 끊임없이 먹어 약물 부작용을 겪기도 한다. 백 교수는 “건강에 대한 염려는 필요하다. 질병을 걱정하고 검진받으니 질환을 조기에 찾아내 치료할 수 있다. 하지만 정도가 지나쳐 건강염려증 수준이 되면 건강한 생활 습관은 다 놓치고 스트레스를 더 받아 오히려 건강을 해치게 된다”고 말했다. 건강염려증이 있는 이들이 오히려 더 빨리 사망한다는 연구 결과도 있다. 스웨덴 카롤린스카 의과대학 정신의학 연구센터 임상신경과학부 다비드 마타익스콜스 교수 연구팀이 1997년부터 2020년까지 스웨덴 인구·건강 조사 데이터베이스 자료를 분석한 보고서에 따르면 건강 염려증이 있는 사람은 여러 질환으로 일찍 죽을 가능성이 대조군보다 84% 큰 것으로 조사됐다. 특히 심장, 혈액, 폐 질환, 자살로 사망할 가능성이 가장 컸다. 백 교수는 “여러 병원 의사들이 정상이라고 했는데도 안심이 안 되고 불안한 데다 내 마음을 알아주지 못하는 주변 사람들과 갈등까지 겪고 있다면 스스로 극복하겠다는 결심을 하고 정신건강의학과 문을 두드려 보는 게 좋다”고 말했다. 건강염려증은 ‘불신의 병’이다. 정신건강의학과 의사들은 환자와 신뢰를 쌓아 환자를 안심시키면서 진료를 시작한다. 김 교수는 “정신과에 오기 전에 이미 과도하게 검사받은 환자가 대부분이어서 더이상 검사가 필요하지 않은 이유에 대해 잘 설명해 줘야 한다. 만약 필요한 검사인데도 하지 않은 게 있다면 한 번만 시행한 뒤 그 결과를 충분히 설명해 준다”고 말했다. 자신에게 병이 있다는 믿음이 망상처럼 강한 환자에게는 약물을 사용하며 불안과 두려움의 원인을 밝히고 환자의 관심을 다른 곳으로 돌리기 위한 인지 치료와 심리 치료를 한다. 김 교수는 “건강염려증은 기본적으로 자기 신체에 지나치게 집중하고 있는 상태”라며 “신체 이외의 다양한 대상에 관심을 기울이려고 노력해야 한다”고 말했다. 또 “지나칠 정도로 넘쳐나는 건강 정보에 관한 관심을 줄이고, 자신이 어떤 사안을 볼 때 너무 부정적이고 극단적으로 바라보는 것은 아닌지 점검해야 한다. 그런 경향이 있다고 생각되면 그렇게 하는 것이 합리적인지 돌아봐야 한다”고 전했다. 무엇보다 있는 그대로의 자신을 받아들이려는 노력이 필요하다. 증상의 절반 이상이 ‘걱정’이므로 긍정적 사고도 중요하다. 김 교수는 “우리 몸이 아프다고 해서 그것이 반드시 불행을 의미하는 것은 아니라는 점도 잊지 말아야 한다”고 강조했다.

서강대학교 화공생명공학과 박제영 교수 연구팀은 충남대 구준모 교수, 인하대 오동엽 교수 연구팀과 공동연구를 통해 가스차단성이 우수하여 맥주병으로 적용이 가능한 친환경 생분해성 종이 복합소재를 개발했다고 18일 밝혔다. 플라스틱으로 이루어진 식품 포장재들은 식품 내용물을 보존하고, 소비자들의 까다로운 요구를 만족시키기 위해서 과대 포장되는 경향이 높다. 특히, 종이팩의 경우는 음료에 의해 종이가 눅눅해지는 문제와 내용물의 산패를 막기 위해 내부가 알루미늄으로 증착 코팅되어 있고, 맥주 페트병의 경우 내부 이산화탄소의 김빠짐을 막기 위하여 나일론 필름이 다층 구조로 형성되어 있다. 이와 같은 복합적 코팅은 포장용 플라스틱 종류 간의 분리를 어렵게 하여 재활용을 원천적으로 불가능하게 만든다. 따라서 지속가능한 사회를 위한 미래 포장소재는 재활용이 용이한 단일 물질로 제조되거나, 복합화 되더라도 모든 소재가 자연분해가 가능하도록 개발되어야 할 필요성이 제기되어 왔다. 연구팀에서는 기존의 비분해성 플라스틱 다층 포장재 및 알루미늄 증착에 의한 재활용이 불가능한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 접근법의 생분해성 종이/플라스틱 복합소재를 개발하여 음료병으로의 적용 가능성을 확인하였다. 핵심기술은 머서화(mercerization) 과정을 거쳐 내부 셀룰로오스 구조를 느슨하게 풀어준 종이 소재에 사슬 길이가 짧은 생분해성 고분자로 먼저 코팅을 진행한 후 생분해성 플라스틱으로 종이를 샌드위치처럼 감싸는 방식으로 코팅하는 것이다. 이러한 신개념의 복합재료는 촘촘한 내부구조를 가지기 때문에 높은 가스 및 수분 차폐 기능을 제공하여 탄산음료나 맥주의 김빠짐을 막을 수 있고, 소비자가 사용 시에 음료병에 가할 수 있는 반복적인 굽힘 자극에 저항하는 유연하면서도 튼튼한 코팅층을 갖추어 손상을 최소화하는 것을 확인했다. 개발한 소재의 구성성분은 모두 생분해성을 가지는 재료이기 때문에 18주간의 퇴비화 실험에서 약 70% 분해되는 것으로 확인됐으며, 무분별한 플라스틱 포장재의 자연환경 누출에 대해서도 생태계 교란 문제를 일으키지 않고 자연스럽게 자연의 탄소 순환시스템으로 흡수된다. 박제영 서강대 교수는 “이번에 개발된 생분해성 종이 복합 소재는 시중의 페트병 및 우유팩보다 월등히 향상된 가스 및 수분차단성을 나타내어 차세대 친환경 포장소재로 상업화 관점에서 여러 연구를 진행하고자 한다” 고 밝혔다.

인간보다 훨씬 먼저 지구에 등장한 곤충은 전체 동물의 80% 이상을 차지하고 있다. 흔히 곤충이라고 하면 병을 옮기는 해충으로만 생각하는 경우가 많다. 그렇지만 최근에는 식량 위기를 극복하고 영양 보충, 환경오염 저감의 문제를 해결하기 위해 곤충을 활용하자는 목소리가 커지고 있다. 실제 2013년 국제식량농업기구(FAO)도 식용 곤충을 미래 식량자원으로 발표하기도 했다. 이런 상황에서 미국 샌디에이고 주립대 연구팀은 식용 개미 4종의 독특한 맛과 향을 분석하는 데 성공했다. 연구팀에 따르면 식용 개미 4종의 맛과 향이 모두 달라 통째로 굽거나 갈아서 요리에 넣으면 풍미와 식감을 더할 수 있다. 이런 연구 결과는 17일부터 21일까지 미국 뉴올리언스에서 열리는 세계 최대 규모의 학회인 ‘미국 화학회’ (ACS) 춘계 학술대회에서 발표됐다. 이번 ACS 춘계 학술대회 주제는 ‘다양한 맛의 화학’으로 약 1만 2000여 건의 연구 발표가 온오프라인으로 진행된다. 연구팀은 멕시코 개미로 알려진 치카타나 개미, 일반 검은 개미, 가시개미, 베짜기 개미 4종의 풍미 프로필을 가스 크로마토그래피-질량 분석법으로 조사했다. 그 결과, 일반 검은 개미는 개미산으로 알려진 포름산 함량이 높아 식초 냄새가 주로 나고, 치카타나 개미는 견과류나 나무 향, 또는 지방 냄새가 났다. 고기나 빵을 조리할 때 나타나는 마이야르 반응에서 생성되는 화합물인 피라진을 갖고 있기 때문이다. 베짜기 개미는 피라진과 피롤 화합물을 갖고 있어 견과류와 달콤한 캐러멜 향이 나기도 하지만 고농도의 아민 때문에 풀 냄새나 소변 같은 불쾌한 냄새도 감지되는 것으로 확인됐다.연구팀에 따르면 식용 곤충은 동물 단백질의 대안이 될 수 있지만 음식 알레르기가 있는 사람은 주의해야 한다. 갑각류나 조개류 알레르기를 일으키는 물질인 트로포미오신이라는 물질이 곤충에 다수 포함돼 있기 때문이다. 또 식용 곤충 생산은 전통 축산업보다 온실가스 배출량이 적지만, 곤충을 대량 사육하는 것은 아직도 가격이 비싸고, 많은 국가에서 소비자들의 거부감이 식용 곤충 확산의 걸림돌이 되고 있다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 이끈 장키 뤼 교수(식품 화학)는 “식용 곤충에서 활용할 수 있는 풍미가 있다면 식재료로 활용할 수도 있고, 영양에 비해 적절치 않은 풍미가 있다면 제거하는 방법을 찾아서 쓰면 될 것”이라고 말했다. 뤼 교수는 “이번 연구로 식품 업계가 쉽게 구할 수 있는 곤충을 이용한 제품을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.

단국대학교는 신소재공학과 주수현 교수 연구팀이 꿈의 신소재라 불리는 그래핀의 크랙 결함을 없앤 나노셀룰러(나노 크기의 3차원 연속연결) 구조 그래핀 개발에 성공했다고 18일 밝혔다. 그래핀은 전기 전달이 우수하고 화학적으로 안정돼 배터리 음극재 등 다양한 응용 분야에서 주목받고 있다. 그래핀 제작에는 흑연의 산화·환원 특성을 활용한 화학적박리법과 화학기상증착 합성법(CVD) 등이 주로 사용된다. 하지만 기존에 개발된 나노구조의 그래핀은 나노구조 사이의 연결성이 떨어지고 서로 간 결합력이 약해 크랙이 쉽게 발생하는 단점이 있다. 연구팀은 일본 도호쿠 대학의 가토 히데미(Hidemi Kato) 교수팀과 금속 용탕 탈성분법(원소 간 결합 선호도 차이를 활용한 새로운 공정)과 망간·탄소를 증착해 얻은 비정질합 금막을 활용해 크랙이 전혀 없는 나노셀룰러 구조 그래핀 제작에 성공했다. 연구팀이 제작한 나노셀룰러 구조 그래핀은 기존의 그래핀보다 전기전도도가 2배 이상 높고 인장강도도 10배 이상 높다. 플렉시블 나트륨 배터리의 음극재로 활용 시 매우 빠른 속도로 7000번의 충·방전 후에도 충전용량이 유지되는 획기적인 특성 향상을 이뤘다. 주수현 교수는 “배터리 음극재, 플렉시블 디스플레이, 웨어러블 기기 등에 훨씬 높은 성능을 제공할 것으로 기대한”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 이공분야 기초연구사업 우수신진연구 지원을 받아 수행됐다. 연구 논문(Mechanically Robust Self-Organized Crack-Free Nanocellular Graphene with Outstanding Electrochemical Properties in Sodium Ion Battery)은 세계적 권위의 국제 저명 학술지 ‘Advanced Materials (2022년 IF=29.4)’ 2024년 2월 온라인으로 게재됐다.

존엄한 노년을 방해하는 대표적인 질환이 치매다. 알츠하이머는 치매의 최대 80%를 차지하는 핵심 원인으로 꼽힌다. 알츠하이머 발생 원인에 관해 다양한 연구가 진행되고 있는데, 국내 연구진이 갑상샘 호르몬과 알츠하이머의 상관관계에 대해 밝혀 눈길을 끈다. 서울대 의대 연구팀은 뇌 내 갑상샘 호르몬 결핍이 알츠하이머 악화와 밀접한 관계가 있다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 3월 16일 자에 실렸다. 알츠하이머는 아밀로이드 베타와 타우 단백질이 과도하게 뇌에 축적되면서 신경세포가 손상되고 염증이 생기면서 발생하는 것으로 알려져 있다. 그런데, 갑상샘 호르몬은 뇌 발달과 기능에 중요한 역할을 해 갑상샘 호르몬 수치의 불균형이 뇌 건강과도 밀접한 관계가 있어 알츠하이머 발병과 진행에도 영향을 미칠 것으로 보는 연구자들이 많다. 실제로 갑상선 기능 저하증은 기억력을 비롯한 인지 능력 저하, 브레인 포그 같은 알츠하이머 증상과 유사하다. 여러 역학 연구를 통해 알츠하이머 환자의 혈액, 뇌척수액, 사후 뇌 조직에서 갑상샘 호르몬 수치 변화가 보고되기는 했으나 둘 간 명확한 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 알츠하이머 치매를 일으킨 생쥐의 갑상샘 호르몬 수치 변화를 관찰했다. 그 결과, 기억에 관여하는 해마 영역에서 갑상샘 호르몬 수치가 알츠하이머 초기부터 감소하는 것이 확인됐다. 이는 혈중 갑상샘 호르몬 수치 감소보다 더 빠르게 일어났다.연구팀은 또 뇌 조직을 이용한 단일 세포 분석을 통해 갑상샘 호르몬 결핍이 뇌 면역세포인 미세아교세포의 기능에 영향을 미친다는 사실도 발견했다. 요오드 결핍 사료를 먹여 갑상샘 호르몬이 완전히 고갈된 치매 생쥐의 미세아교세포는 알츠하이머 원인 물질인 아밀로이드 베타 단백질 덩어리를 제거하지 못해 인지적 행동 장애가 더욱 악화되는 것이 관찰됐다. 연구팀은 뇌 내 갑상샘 호르몬이 부족한 알츠하이머 치매 생쥐에게 활성형 갑상샘 호르몬 T3를 투여한 결과, 치매 쥐의 기억과 인지기능이 회복된 것을 확인했다. 또 뇌 내 아밀로이드 베타와 타우 단백질의 과도한 축적도 줄어들었다. 연구를 이끈 묵인희 서울대 의대 교수는 “이번 연구는 갑상샘 호르몬이 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질에 대한 미세아교세포의 면역 반응을 형성하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여줬다”라고 말했다. 묵 교수는 “갑상샘 호르몬 보충을 통해 알츠하이머 치매 치료 가능성도 크다”라고 덧붙였다.

세계 인구는 80억 명이 넘었지만, 식량 생산은 기후변화로 매년 줄어들고 있는 가운데 ‘뱀’이 미래의 대체 식량 자원으로 지목됐다. 호주 시드니 매콰리대 대니얼 나투시 박사팀은 15일 과학 저널 사이언티픽 리포트에서 태국과 베트남 농장에서 사육되는 비단뱀의 1년간 성장 속도 등을 분석한 결과를 발표했다. 연구팀은 이 연구에서 태국 우타라딧주와 베트남 호찌민시에 있는 비단뱀 농장 두 곳에서 사육되는 4601마리의 말레이비단뱀과 버마비단뱀의 성장률과 사료 전환율(FCR. 먹이 섭취량 대비 체중 증가량) 등을 분석했다. 연구팀이 비단뱀에게 야생 설치류와 어분 등 현지에서 조달할 수 있는 단백질 먹이를 주고 1년간 정기적으로 몸무게를 측정하고 먹이를 주지 않는 기간 중 무게 변화도 조사한 결과, 말레이비단뱀과 버마비단뱀은 먹이를 자주 먹지 않아도 12개월 동안 빠르게 성장하는 것으로 나타났다. 암컷 성장률이 수컷보다 높았고 하루 체중 증가량은 버마비단뱀이 0.24~42.6ｇ, 말레이비단뱀이 0.24~19.7ｇ에 달했다. 또 20~127일 동안 먹이를 주지 않는 실험에서는 하루 체중 감소량이 평균 0.004%에 불과했고, 먹이를 다시 주면 빠른 성장세를 바로 회복했다. 사료전환율을 측정한 결과 먹이 4.1ｇ이 체중 1ｇ 증가로 이어지는 것으로 나타났다. 연구팀은 “이런 사료전환율은 지금까지 연구된 다른 가축보다 더 높고 먹이 종류에 따라서도 큰 차이가 없었다”면서 “특히 비단뱀은 전체 몸무게의 82%가 고기 등 사용 가능한 부분으로 이루어져 있는 것도 장점”이라고 설명했다. 현재 동남아 등 일부 국가에서는 이미 뱀고기의 인기가 높으며 사육도 활발한 추세다. 가축 생산에서 어류나 곤충, 파충류 같은 냉혈동물은 소나 가금류 같은 온혈동물보다 에너지 효율이 높다. 연구팀은 “이 결과는 비단뱀 사육이 기존 축산시스템을 보완할 수 있는 실현 가능하고 지속 가능한 식량 생산 대안이 될 수 있음을 시사한다”면서 “이 새로운 가축을 생산할 수 있는 효과적이고 인도적인 방법에 대한 추가 연구가 필요하다”고 밝혔다.“기후위기 피하려면 육류 소비 줄여라” 유엔 식량농업기구(FAO)는 파리기후협약의 1.5도 목표를 달성하기 위해 부유한 국가의 육류 과소비를 줄여야 한다고 권고했다. 아디티 무커르지 박사는 “기후변화는 대체로 불평등의 이야기”라며 “식량 소비의 형평성을 개선하지 않고는 문제를 해결할 수 없다”라고 말했다. 유엔에 따르면 농식품 분야는 세계 온실가스 배출량의 3분의 1을 차지한다. 그러면서 80억 5000만명에 이르는 세계 인구의 9% 이상을 차지하는 7억 3890만명(2022년)이 기아에 시달린다. 세계 인구 37%에 달하는 30억명 이상은 건강한 음식에 접근하기 어렵다. 또 다른 쪽에선 인류의 절반 이상인 42억명이 비알코올성 지방간과 과체중, 비만을 유발하는 해로운 음식을 먹고 있다. 유엔 식량농업기구는 보고서에서 “일부 지역에서는 온실가스 배출량이 많은 식품을 과도하게 소비해 불필요한 온실가스 배출에 기여하고 있다”라며 “한쪽에서는 소비자(의 잘못된) 행동이나 비효율적 공급망으로 상당한 양의 식량이 낭비되는 반면, 다른 지역에서는 식량 부족과 기아로 어려움을 겪고 있다”고 지적했다. 식량농업기구가 제시한 청사진은 2030년까지 기아를 해결하고, 2050년 모든 인류가 건강에 도움이 되는 음식을 먹도록 하는 것이다. 이 과정에서 세계 식량 생산 체제를 탄소 순배출원에서 흡수원으로 전환하는 것이 목표다. 보고서는 “‘모두를 위한 건강한 식단’에 집중하면 고소득 국가는 동물성 식품 소비를 줄이고, 저소득 국가는 (건강한 음식에 대한) 접근성을 개선해 기후 대응과 건강 양쪽 모두에서 이익을 얻을 수 있다”고 했다.

지구 온난화는 지표면뿐만 아니라 해수 온도까지 높인다. 이 때문에 많은 동식물이 멸종될 가능성이 커지고 있는데, 의외의 동물은 지구 온난화로 인해 개체수가 증가하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 주인공은 바로 식인 상어다. 미국 미시시피주립대, 알래스카 페어뱅크스대, 앨라배마 자연 보호국, 루이지애나 주립대 공동 연구팀은 지난 20년 동안 해수면 온도가 꾸준히 상승하면서 식인 상어인 황소상어 개체 수가 5배나 증가했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 3월 15일 자에 실렸다. 황소상어는 따뜻하고 얕은 해안이나 강에 서식하는 상어로 예측 불가능한 행동과 포악함으로 유명하다. 다른 바다 상어들과 달리 민물에서도 살 수 있는 황소상어는 먹이 개체수 조절로 연안 생태계 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 하지만, 뱀상어(또는 호랑이상어), 백상아리와 함께 인간을 공격하는 대표적인 식인 상어이기도 하다. 연구팀은 2003년부터 2020년까지 앨라배마주 하구 모바일 베이의 해수면 온도 변화와 황소상어 분포와 개체 수 변화를 비교 분석했다. 분석 결과, 모바일 베이의 평균 해수면 온도는 2001년 22.3도에서 2020년 23도로 상승했으며, 조사 기간 포획된 개체 수도 2001년에 비해 2020년에는 약 5배 증가한 것으로 나타났다. 연구팀이 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한 결과, 해수면 온도가 22.5도 이상이면 황소상어의 생존 가능성이 오히려 더 커지는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 조사 기간 인근 지역의 도시화가 커지면서 황소상어를 포획할 가능성이 줄어들 것으로 예상됐지만, 오히려 모바일 베이 전역에서 증가했다. 연구를 이끈 마커스 드라이먼 미시시피주립대 교수는 “황소상어 개체 수가 증가하면서 어업에 미치는 영향이나 사람을 실제로 위협하는 문제들에 대해 심각하게 생각해야 할 상황”이라면서 “해수면 온도가 추가로 상승할 경우 황소상어들의 생태에 어떤 영향을 미치는지는 추가 연구를 할 계획”이라고 말했다.

바다에서 잡은 물고기와 해산물은 우리에게 아주 중요한 먹거리다. 하지만 늘어나는 세계 인구를 감당하기 위해 점점 더 많은 물고기를 잡다 보니 남획으로 인한 문제도 커지고 있다. 해양 생태계 파괴뿐 아니라 어족 자원 고갈로 인해 인기 어종의 수급이 어려워지면서 가격이 급등하는 경우도 있다. 따라서 세계 각국은 잡는 어업이 아니라 키우는 어업인 양식업에 집중했다. 17일 유엔식량농업기구(FAO)의 ‘2022 세계 어업·양식업 동향’에 따르면 1990년에는 연간 생산량이 920만t에 불과했던 해양 양식업은 2020년에는 세 배가 넘는 3310만t으로 생산량이 급증했다. 육지에서 하는 내수면 양식업까지 합치면 양식업 생산량은 2020년에만 총 8750만t에 이르러 연간 어획량과 거의 비슷한 수준까지 늘어났다. 대표적 해양 양식 어종인 연어는 이미 양식 연어가 대세이며 세계 최대 생산국인 노르웨이에서는 광물, 석유에 이은 3대 수출품으로 자리 잡았다는 평가를 받고 있다. 연어 같은 바다 물고기를 키우는 해양 양식업은 해양 생태계를 건드리지 않고 원하는 어종만 생산하기 때문에 환경 친화적인 방법으로 여겨진다. 하지만 해양 양식업 역시 100% 친환경 산업은 아니다. 대부분의 해양 양식장은 얕은 바다에 위치하는데, 양식에 적합한 잔잔하고 안전한 바다가 생각보다 많지 않아 좁은 장소에서 많은 물고기를 밀어 넣고 양식한다. 여기에 수심이 얕다 보니 물고기가 먹고 남은 사료나 배설물이 잘 희석되지 않고 바닥에 쌓이면서 수질이 오염되고 물고기 전염병 전파 위험도도 높아진다. 양식업자와 환경 모두에 나쁜 상황이 되는 것이다. 따라서 최근 먼바다에서 물고기를 양식하는 원양 양식업이 시도되고 있다. 수심이 깊고 충분한 사육 면적을 확보할 수 있는 먼 바다에서는 물고기의 사육 밀도를 낮출 수 있고 배설물과 먹다 남은 사료 역시 잘 희석되어 오염 문제가 덜하다. 하지만 강한 파도와 폭풍을 막아줄 방파제가 없어 그물이나 부유식 양식 설비가 파손될 위험이 크다는 문제가 있다. 호주 연구팀은 기발한 아이디어를 통해 이 문제를 극복할 대안을 제시했다. 바로 잠수 양식장이다. 엉뚱한 이야기 같지만, 어차피 부유식 양식장이고 키우는 것도 물고기라는 점을 생각하면 충분히 가능한 이야기다. 호주 퀸즐랜드 대학의 치엔 밍 왕 교수와 그리피스 대학의 조르그 바우메이스터 교수가 이끄는 연구팀은 ‘시피셔’(SeaFisher)라는 부유식 양식 시스템을 제안했다. 시피셔는 길이 120m의 부유식 양식장으로 6x2m, 총 12개의 사각형 구획으로 나뉘어 있다. 속이 비어 있는 파이프로 프레임을 만들고 여기에 물을 넣고 빼면 잠수함처럼 20m 정도 물에 가라앉았다가 다시 떠오를 수 있다. 20m 정도면 거친 파도나 폭풍에서 안전하게 양식장과 물고기를 지킬 수 있다. 연구팀은 시피셔 시스템 하나의 가격이 600만 달러로 충분히 경제성이 있을 것으로 보고 있다. 기본적으로 기존의 원양 양식장과 큰 차이가 없는 구조에 물을 넣다 뺄 수 있는 파이프만 추가하면 되기 때문이다. 사료 공급 시스템은 자동화해서 사람이 자주 가지 않아도 알아서 물고기를 관리할 수 있다. 한 변이 20m인 사각형 그물망 한 개면 5㎏ 물고기를 최대 2만 4000마리를 양식할 수 있다는 게 연구팀의 주장이다. 그리고 이렇게 키운 양식 물고기는 전염병에 걸릴 위험도도 낮고 더 건강할 것으로 예상된다. 원양 양식업은 더 많은 사람에게 건강한 친환경 해산물을 공급하기 위해 꼭 필요하다. 시피셔가 실제 원양 양식 환경에서 안전성과 경제성을 입증하면 종종 태풍이 지나가는 거친 바다에서도 양식을 할 수 있어 원양 양식업이 한층 더 활성화될 것으로 기대된다.

갓 성인이 된 20대 초반 청년 가운데 절반가량이 이미 결혼과 출산을 포기하고 있다는 조사 결과가 나왔다. 16일 학계에 따르면 이화여대 이승진 일반대학원 사회복지학과 박사 수료생과 정익중 사회복지학과 교수 등은 최근 학술지 한국사회복지학에 ‘청년들은 무엇을 포기하고 있는가’라는 제목으로 게재한 논문에서 이러한 내용이 담긴 연구 결과를 밝혔다. 연구팀은 월드비전이 주관한 ‘2022년 한국 미래세대 꿈 실태조사’ 자료를 활용해 전국 6개 권역 소재 만 19∼23세 청년 500명을 대상으로 연애, 결혼, 출산, 내집마련, 자기계발 등 10가지 항목에 대한 미래 계획 여부를 물었다. 조사 결과 청년들은 ‘결혼·출산 포기형’, ‘미래계획형’, ‘N포형’ 등 세 유형으로 분류됐다. 먼저 다른 분야의 계획은 있지만 결혼과 출산은 거의 계획하지 않는 ‘결혼·출산 포기형’이 50.4％로 절반을 차지했다. 결혼·출산포기형 가운데 결혼과 출산 계획을 가진 청년은 각각 0％, 0.3％에 그쳤다. 연애 계획이 있는 경우는 35.8％였다. 다만 대인관계, 취미생활, 건강관리, 자기계발 등 항목에서 80％ 이상의 청년이 계획을 세우고 있다고 답했다. 내집마련에 대한 계획도 절반이 넘는 66.1％가 세우고 있었다. 모든 미래계획 문항에서 계획이 있다고 응답한 ‘미래계획형’은 31.2％였다. 이 경우 출산을 제외한 모든 항목에서 97％ 이상이 ‘계획이 있다’고 응답했다. 다만 출산 계획을 가진 청년은 76.2％ 수준이었다. 다수 항목의 계획을 포기한 ‘N포형’은 18.4％로 나타났다. 이들 가운데 결혼과 출산 계획이 있는 경우는 각각 13.2％, 11.5％로 가장 적었다. 또 각 문항에서 계획이 있다고 답한 경우가 최대 45.7％(취업·창업)에 불과해 절반 이상이 미래를 계획하지 않는 것으로 나타났다. 연구팀은 “한국의 ‘N포세대’는 결혼·출산포기형과 N포형으로 전체 68.8％의 매우 높은 비율을 차지하고 있다”며 “특히 결혼과 출산만을 포기하는 경우가 절반 이상이라는 점이 주목할 만하다”고 설명했다. 이어 “청년의 대다수가 N개의 미래 계획을 포기했고, 포기가 청년들의 우울·불안과 행복감에 영향을 미친 만큼 청년의 희망 고취를 위한 집중적 관심과 지원이 필요하다”고 제언했다. 또 20대 초·중반 청년들이 결혼하지 않으려는 이유로 ‘결혼비용’, ‘개인 삶·여가 중요’ 등을, 출산 계획이 없는 이유로 ‘육아 부담’, ‘개인 생활 부족’ 등을 꼽은 조사 결과를 제시하며 “청년들의 결혼, 출산과 관련한 심리적 부담을 줄이는 정책을 지속해 추진해야 한다”고 당부했다.