코로나19를 가볍게 앓는 경우에도 기억 및 후각 등과 관련된 뇌 부위의 회백질이 감소하는 등 구조적 변화가 일어난다는 연구 결과가 나왔다. 7일(현지시간) BBC방송 등에 따르면 영국 옥스퍼드대 그웨나엘 두오드 교수팀은 국제학술지 ‘네이처’에서 코로나19 확진자 401명과 비감염자 384명의 뇌 자기공명영상(MRI)을 비교한 결과 코로나19를 경증으로 앓은 사람들도 뇌 회백질의 양이 감소하고 뇌의 노화 현상이 빨라지는 것으로 나타났다고 밝혔다. 뇌의 신경세포는 대부분 회백질에 분포해 있다. 연구 대상이 된 참여자들은 2012년 시작된 영국 건강 데이터베이스 사업 ‘바이오뱅크’(UK Biobank)에 참여한 51∼81세 노장년층이었고, 코로나19 환자 401명은 2020년 3월부터 2021년 4월 사이에 코로나19에 확진된 사람들로 입원 치료를 받은 15명 외에는 모두 경증이었다. 연구진은 코로나19 감염 전과 감염 4.5개월 후 이들의 뇌를 MRI로 촬영해 비교하고, 이를 비슷한 연령과 건강 상태, 흡연 여부, 사회경제적 배경 등을 가진 비감염자들과 비교했다. 그 결과 감염자는 기억·후각 관련 부위의 회백질 양이 비감염자보다 많이 감소한 것으로 나타났다. 건강한 사람의 경우 나이가 들면서 해마다 0.2~0.3% 감소하는 것이 정상이지만, 코로나19 확진자들은 회백질이 비감염자들보다 0.2~2% 더 많이 감소한 것으로 확인됐다. 코로나19 확진자들의 뇌에서는 냄새 및 기억과 관련된 영역인 안와전두피질과 해마곁이랑의 회백질 두께가 얇아지는 등 확진 후 4~5개월까지 다양한 변화가 나타났다. 또 후각피질 영역의 손상과 뇌 크기의 전반적 감소 경향 등도 보였다. 치매와 관련해 인지장애를 진단하고 뇌 기능 및 정보처리속도를 측정하는 신경심리 검사방법인 ‘선 추적 검사’(Trail Making Test)에서는 회백질이 많이 감소한 사람일수록 성적이 좋지 않은 것으로 나타났다. 두오드 교수는 “경증 환자들까지 뇌에 변화가 분명하게 나타난다는 데 매우 놀랐다”면서 영향은 대부분 후각 관련 부위에 나타나고 있지만 그 이유는 명확하지 않다고 말했다. 이어 “뇌에서 관찰된 비정상적 변화들은 대체로 후각 상실과 관련된 것으로 보여 시간이 흐르면서 후각을 회복하면 뇌 변화도 줄어들 것으로 보인다”며 “향후 변화는 1∼2년 후 다시 참가자들의 뇌를 촬영해 분석하면 이를 정확히 알 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 코로나19와 관련 없이 수집된 뇌 데이터를 코로나19 유행 이후에 추적한 데이터를 통해 비교할 수 있었다는 점에서 의미가 있다는 평가를 받았다. 이 연구에 참여하지 않은 에든버러대 뇌임상연구센터 앨런 카슨 박사는 “뇌가 감염 자체가 아니라 면역이나 염증, 혈관, 심리·행동 변화 등의 영향을 받은 것일 수 있다”며 “이 연구가 보여준 것은 신경 변화 측면의 영향일 뿐 코로나로 인한 인지변화 메커니즘을 설명해주지는 못한다”고 지적했다. 연구 저자들 역시 “회백질의 손실과 조직 손상 증가가 기억에 문제를 일으키는지 여부는 아직 확인되지 않았다”고 인정했다.

오징어와 문어의 공통 조상으로 지금까지 발견된 것 중 가장 오래된 흡혈 문어 화석에 조 바이든 미국 대통령의 이름이 붙여졌다. 미국 뉴욕 자연사박물관 무척추 고생물연구과, 예일대 지구·행성과학과 공동연구팀은 약 3억 3000만~3억 2300만 년 전에 살았던 것으로 추정되는 10개의 다리를 가진 문어 화석을 발견하고 바이든 대통령의 이름을 따 ‘실립시모포디 비데니’(Syllipsimopodi bideni)라는 학명을 붙였다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 9일자에 실렸다. 흡혈족류는 흡혈 오징어와 문어의 조상이지만 연체 동물처럼 연조직으로 형성돼 있기 때문에 화석으로 남아있는 경우가 거의 없다. 이 때문에 지구상에 나타난 시기는 물론 진화 과정을 파악하기가 쉽지 않았다. 연구팀은 이번 화석을 미국 몬태나주에 있는 베어 걸치 석회암층에서 발견했다. 지금까지 발견됐던 가장 오래된 흡혈족류 화석은 약 2억 4000만 년 전의 것이지만 이번에 발견된 실립시모포디 비데니는 연대 측정을 통해 분석한 결과 고생대 6개 시기 중 5번째 석탄기인 약 3억 3000만~3억 2300만 년 전에 살았던 것으로 확인됐다. 이번에 발견된 흡혈족류는 몸 전체 길이는 12㎝ 정도에 불과하지만 흡혈 빨판과 지느러미가 있는 10개의 다리와 삼각형 형태의 머리를 가지고 있다. 오징어와 문어의 조상이지만 오징어 형태에 더 가까웠다고 연구팀은 설명했다.과학계에서 이번 사례처럼 유명인의 이름을 따 학명을 짓는 경우는 흔한 편이다. 2020년 미국 일리노이대 연구진은 중남미 니카라과의 숲에서 새로운 뿔매미 종을 발견하고 팝스타 레이디 가가의 이름을 따 ‘카이카이아 가가’라는 학명을 붙였다. 버락 오바마 전 대통령은 거미, 물고기, 새, 기생충 등 신종 생물 9종에 이름이 붙여졌고 도널드 트럼프 전 대통령의 독특한 머리모양과 비슷해 그의 이름이 붙은 신종 나방도 있다. 이 뿐만 아니라 영국 팝스타 엘튼 존의 이름을 딴 새우, 전설적 레게음악가 밥 말리의 이름을 딴 흡혈 갑각류, 배우 안젤리나 졸리, 레오나르도 디카프리오의 이름이 붙은 생물종도 있다.

혈액형 결정하는 단백질코로나 중증화와 관련“코로나에 강한 혈액형 있다” 실제로 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)에 강한 혈액형이 존재했다. O형인 사람은 코로나19 위중증 또는 사망 위험이 상대적으로 낮은 것으로 드러났다. 최근 영국 국립보건연구원과 케임브리지대, 오스트리아 비엔나의과대 등 공동연구팀은 코로나19와 상관관계가 있는 단백질을 찾기 위해 3000종 이상의 혈액 내 단백질을 분석했다. 그 결과 중증 코로나19로 진행될 위험이 증가하는데 관련이 있을 것으로 예상되는 단백질 6종과 심각한 코로나19로부터 보호하는데 기여할 수 있는 8가지 단백질을 확인했다. 이번 공동연구팀의 연구결과는 국제학술지 ‘플로스 유전학’에 게재됐다. 연구팀은 “O형보다 그 외 혈액형이 코로나19 위중증 또는 사망 가능성이 더 크다”며 “그간 코로나19와 상관성이 높다고 언급된 A형을 우선 조사해 볼 것”이라 언급했다. 다만 연구팀은 “어느 혈액형의 사망 가능성이 더 큰지에 대해서는 추가연구가 필요하다”고 덧붙였다. 코로나19 위중증 또는 사망을 유발하는 단백질 중에는 혈액형을 결정하는 단백질인 ‘ABO’가 포함됐다.“A형, 코로나19에 더 잘 감염된다” 연구결과도 앞서 지난해 3월 미국 하버드의대 브리검여성병원 연구팀은 A형이 코로나19에 더 잘 감염된다는 연구결과를 발표했다. 당시 코로나19 바이러스의 수용체 결합 도메인(RBD)이 A형의 혈액과 잘 결합한다는 점을 근거로 들었다. 독일 연구팀도 2020년 6월 이탈리아와 스페인 병원 7곳의 중증 환자 1980명과 경증 또는 무증상 환자 2000여명을 분석한 결과 A형의 중증 확률이 50% 높다고 밝혔다. 그러나 미국 유타주 인터마운틴 메디컬센터 등 공동연구팀은 이를 반박했다. ABO 단백질 외에 5가지 단백질(GCNT4, CD207, RAB14, C1GALT1C1, FAAH2)도 코로나19로 인한 위중증 또는 사망 유발과 인과관계가 있는 것으로 드러났다. 특히 GCNT4가 가장 인과성이 높은 것으로 나타났다. 제롬 브린 영국 국립보건연구원 정신건강생물의학연구센터 연구원은 “단백질들이 코로나19 위중증 또는 사망과 어떤 형태의 인과관계가 있고 잠재적인 예방 또는 치료법이 무엇인지 알아내기 위해 후속연구를 지속할 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 비만으로 인해 발생하는 성인당뇨를 잡을 수 있는 생체물질을 발견했다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 비만이 당뇨로 연결되는 고리를 차단할 수 있는 유전물질을 찾아냈다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘당뇨’에 실렸다. 최근 들어 당뇨 판정을 받은 환자 중에 절반이 넘는 53.2%가 비만한 것으로 알려져 있다. 20~30대 젊은 당뇨환자가 증가하는 것도 비만 때문으로 분석되고 있다. 비만과 당뇨를 연결시키는 물질은 ‘엔도트로핀’이다. 엔도트로핀은 세포를 둘러싼 콜라겐에서 잘려져 나온 신호전달물질로 지방세포 주변 환경을 변화시켜 염증을 일으키고 조직을 딱딱하게 만들어 인슐린 저항성을 높인다. 연구팀은 일반인과 비만환자의 지방조직을 분석한 결과 엔도트로핀을 분리하는 단백 분해효소를 찾아내고 miRNA-29라는 물질이 단백분해 효소 합성을 억제할 수 있다는 점을 확인했다. 또 HIF1a라는 단백질이 엔도트로핀 분비를 증가시킨다는 사실도 처음으로 밝혀냈다. HIF1a는 암처럼 세포의 과다 증식으로 산소가 부족한 환경일 때 합성된다. 연구팀은 고지방식을 먹여 비만을 유발시킨 생쥐의 지방조직에 miRNA-29를 투여하는 실험을 한 결과 세포의 염증, 섬유화, 인슐린 저항성이 개선되는 것이 관찰됐다. 특히 지방조직에서 HIF1a 단백질을 합성하지 못하도록 유전자 변형된 생쥐에게서 그 효과가 더 뚜렷하게 나타났다. 박지영 UNIST 교수는 “이 연구는 HIF1a 억제제를 miRNA-29와 병용 투여하면 세포 독성은 억제하고 치료 효과를 높일 수 있음을 보여주고 있다”며 “이 같은 치료 전략은 비만 관련 당뇨치료 뿐만 아니라 엔도트로핀 생성이 크게 증가한 간 섬유화, 간암, 유방암 등 다양한 염증성, 섬유화 질환에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

지난 5일은 ‘만물이 잠에서 깬다’는 경칩이었습니다. 겨울 옷을 장롱 속에 넣기에는 아직 이르지만 불과 일주일 전 꽃샘추위와 비교하면 이젠 바람에서 온기가 느껴집니다. 경칩을 전후해 잠에서 깨는 개구리들처럼 겨우내 추위를 핑계로 웅크렸던 몸을 슬슬 움직여 줘야 할 때입니다. 때마침 신체활동의 장점에 대한 연구들도 잇따라 발표됐습니다. ●일주일 30~60분… 최대 20% 줄여 일본 도호쿠대 의대 스포츠의학과, 와세다대 체육학부, 규슈대 의대 공중보건·역학과 공동연구팀은 유산소운동과는 별도로 일주일에 30~60분 정도 근육운동을 하는 것이 각종 질병에 의한 사망 위험을 최대 20%가량 낮춘다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘영국 스포츠의학 저널’ 3월 1일자에 발표했습니다. 연구팀은 의약학 분야 데이터베이스 ‘메드라인’(MEDLINE)과 ‘엠베이스’(Embase)에 실린 운동과 건강, 수명에 관련한 연구 논문들을 메타분석한 결과 유산소운동과 별도로 근육운동을 꾸준히 한다면 심근경색, 뇌졸중, 당뇨, 폐암으로 인한 사망 위험을 10~20% 낮출 수 있다고 밝혔습니다. 미국 아이오와주립대 연구팀도 일주일에 3일 이상 규칙적인 운동을 하는 것이 수면의 질을 높이고 숙면을 취할 수 있게 도와준다는 연구 결과를 지난 1~4일까지 시카고에서 열린 ‘전미 심장협회 역학·예방의학·라이프스타일·심장대사 콘퍼런스 2022’에서 발표했습니다. 특히 근육운동은 숙면을 유도해 수면 부족으로 인해 발생할 수 있는 우울증, 불안증, 강박증 같은 신경정신질환은 물론 각종 신체 이상 증후를 예방해 줄 수 있다고 설명했습니다. 미국 워싱턴 보훈병원 연구팀은 보훈청에 등록된 참전용사 64만 9605명의 자료를 바탕으로 평소 신체활동의 정도와 치매 발병 여부를 분석했습니다. 그 결과 매일 규칙적인 신체활동을 하는 사람이 그렇지 않은 사람에 비해 알츠하이머 치매에 걸릴 가능성이 적다는 사실을 확인했습니다. 연구팀에 따르면 주당 2시간 30분 정도 걷는 것만으로도 기초 체력을 유지하고 치매도 예방할 수 있다고 조언했습니다. 이 같은 연구 결과는 지난달 27일 미국 신경학회 제74회 연례 콘퍼런스에서 발표됐습니다. 사실 운동이 건강에 도움이 된다는 사실은 많은 사람이 잘 알고 있습니다. 이 때문에 봄을 맞아 큰맘 먹고 운동을 시작하지만 평소 운동량이 적었던 사람은 조금만 움직여도 힘들어하다가 포기하기도 합니다. 왜 그럴까요. ●숙면에 도움… 치매 예방 효과도 영국 리즈대 의대 연구팀에 따르면 운동을 적게 하면 신체 필수 단백질들이 비활성화되고 감소되면서 점점 몸을 움직이기 힘들어진다고 합니다. 혈류를 감지하는 피에조1 단백질이 비활성화되면서 혈액을 근육으로 운반하는 모세혈관 밀도가 줄고 결국 운동 능력을 감소시킨다고 합니다. 이 같은 연구 결과는 의약학 분야 국제학술지 ‘임상 연구 저널’ 3월 1일자에 실렸습니다. 코로나19 오미크론 변이 바이러스의 확산세가 무섭지만 날이 풀리면서 동네 소공원에 아이들과 함께 산책을 하거나 배드민턴을 치는 사람들이 하나둘 보이기 시작합니다. 몸에 좋은 음식이나 건강보조식품을 섭취하는 것도 건강에 도움이 되겠지만 면역력을 키우는 데 신체활동만큼 좋은 것은 없습니다. 코로나19 폭증 상황을 슬기롭게 극복하기 위해서라도 규칙적인 운동이 필요합니다.

1년에 한 번 건강검진을 받을 때마다 ‘혈액검사만으로 모든 질병을 진단할 수 있는 방법은 없을까’라고 생각하는 사람이 많다. 피 한 방울로 많은 질병을 한 번에 진단하는 기술은 의과학 및 공학 분야의 최종 목표 가운데 하나다. 입자물리학에서 우주의 근본 물질과 그들의 상호작용을 하나의 방정식으로 설명할 수 있는 통일장이론을 찾으려는 것과 비슷하다고 할 수 있다. 엘리자베스 홈스가 한때 ‘여성 스티브 잡스’로 주목받을 수 있었던 것도 의과학 분야에서 오랫동안 찾아 헤맸던 성배를 발견한 것처럼 받아들여졌기 때문이다. 스탠퍼드대 화학과를 중퇴한 홈스는 2003년 바이오벤처 테라노스를 설립해 혈액 한 방울로 200가지 이상의 질병을 한 번에 진단할 수 있는 기술을 개발했다고 주장했다. 2015년 기업 가치가 90억 달러(약 11조원)까지 뛰었지만 월스트리트저널이 이 진단 기술이 조작됐다는 걸 폭로하면서 테라노스는 2018년 문을 닫았다. 혁신의 아이콘에서 실리콘밸리 역사상 최고 사기꾼으로 몰락한 홈스는 지난 1월 캘리포니아 산호세 지방법원에서 11건 사기 혐의 가운데 4건을 유죄로 평결받았다.실체가 없었던 홈스의 기술과는 달리 호주, 영국, 이스라엘 등 3개국 18개 연구기관으로 구성된 공동 연구팀은 DNA 스캔 한 번으로 50개 이상의 유전질환을 찾아내는 방법을 개발했다고 6일 밝혔다. 기존 DNA 검사 기술은 수개월에서 수년이 걸리지만 이번 기술은 단 몇 시간 만에 유전질환 여부를 진단해 낼 수 있는 것으로 알려졌다. 연구에는 호주 가번 의학연구소와 호주 뉴사우스웨일스대 의대, 시드니대 뇌·마음연구센터, 영국 런던대(UCL) 퀸 스퀘어 신경학연구소와 런던 국립 신경학·신경외과병원, 이스라엘 라빈 메디컬센터 유전학연구소 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 2월 5일자에 실렸다. 연구팀은 나노포어 기술을 활용했다. 나노포어는 나노미터(㎚, 1㎚=10억분의1m) 크기의 미세한 구멍을 말한다. 나노포어가 가득한 얇은 막을 만들고 여기에 분자를 통과시키면서 전기를 흘리면 분자의 종류에 따라 나노포어를 통과할 때 전기신호가 달라진다. 이를 분석하면 분자의 크기와 종류를 알 수 있다. DNA나 RNA를 구성하는 염기 4종류 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T) 역시 나노포어를 통과하면서 다른 전류 변화를 일으키기 때문에 이를 통해 염기서열을 파악할 수 있다.연구팀이 개발한 기술은 혈액에서 추출한 단일 DNA 샘플을 나노포어 기술로 분석해 비정상 유전자를 빠르게 찾아낼 수 있다. 이를 통해 헌팅턴병, 취약X증후군, 조기 발병 소뇌 운동실조, 근긴장성이영양증, 소아대뇌전증, 운동뉴런질환을 포함해 50개가량의 희귀 유전질환을 한 번에 진단할 수 있다는 것이다. 연구팀에 따르면 이번 기술은 임상시험을 거쳐 빠르면 2년, 늦어도 5년 내에 실제 현장에서 사용할 수 있을 것으로 전망된다. 연구를 주도한 호주 가번 의학연구소 임상 게노믹스센터 이라 데브슨 박사는 “난치성 유전 질환은 한 사람의 유전자에서 비정상적 DNA 염기서열이 반복되면서 나타나는 경우가 많아 진단이 쉽지 않았다”며 “이번 기술은 희귀성 유전 질환을 좀더 쉽게 발견하도록 해 줄 것”이라고 설명했다.

미국 미시간 앤아버대 약대 의약화학과, 의대 소화기내과, 신약재창출 연구센터, 임상·보건학연구소 공동 연구팀은 우유 단백질이 코로나19 변이 바이러스에 대해 저항성을 갖는다고 6일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 식품과학 분야 국제학술지 ‘낙농 과학’ 3월 1일자에 발표됐다. 연구팀은 우유에 포함돼 있는 ‘락토페린’ 성분이 코로나19 변이 바이러스 감염을 억제한다는 것을 실험실 실험으로 확인했다. 포유류의 모유에서 발견되는 락토페린은 항바이러스, 항균 특성을 갖고 있는 물질로 젖소의 초유에 특히 많이 들어 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀에 따르면 락토페린은 세포의 방어 체계를 활성화시켜 바이러스가 체내로 진입하는 것을 차단해 준다. 추가 연구로 우유 속 락토페린의 항바이러스 효과를 검증할 계획이다.

거미줄을 건드리면 몸을 격하게 흔들면서 움직여 유령 같다고 이름 붙여진 유령거미가 10종이나 새로 발견됐다. 환경부 국립생물자원관은 토양 무척추동물 다양성 연구를 통해 산지성 유령거미류 신종 10종을 발견했다고 3일 밝혔다. 유령거미류는 거미목 유령거미과에 속하는 거미로 작은 몸과 긴 다리를 갖고 있어서 집, 건물, 산지 등 다양한 곳에서 산다. 거미줄을 건드렸을 때 몸을 심하게 좌우, 앞뒤로 흔들어 유령처럼 움직이는 특징이 있다. 집이나 건물 등에서 흔히 볼 수 있는 유령거미와 달리 산에서 발견되는 산지성 유령거미는 얼룩무늬를 갖고 있으며 암벽이나 바위 틈에서 소수의 무리를 짓고 생활한다. 이번에 발견된 신종 유령거미 10종은 산지성 유령거미류로 목이유령거미 집단에 속한다. 목이유령거미 집단은 2011년 오스트리아 후버 박사가 처음 지정했으며 한국, 중국, 등 극동아시아에만 분포하고 있다. 한국에서는 1978년 목이유령거미를 비롯한 6종이 처음 기록된 이후 현재까지 37종이 보고됐다. 몸통은 5㎜ 정도에 다리는 30㎜로 길고 몸의 무늬와 형태가 비슷해 생식기관 관찰만으로 종을 구분이 가능하다. 생물자원관은 강원대 김삼규 교수팀과 함께 서울, 인천, 강원도, 충청도 등 한반도 중부지방 각지에서 신종 유령거미를 채집하는데 성공했다. 수락유령거미와 인천유령거미는 서울 수락산과 인천 계양산 등 도심 내 산지에서 발견됐다. 산지유령거미류는 한국 고유 생물자원이면서 숲 생태계에서 곤충과 다른 거미를 잡아먹는 포식자 역할을 하고 종의 서식범위가 좁고 지역마다 다른 종이 살아 환경지표종, 생물지리학적 특성을 이해하는데 도움이 된다. 이경진 국립생물자원관 동물자원과장은 “이번에 발견된 신종 유령거미류는 올 상반기 중에 동물 관련 국제학술지에 발표해 한국 고유생물자원이라는 것을 알릴 계획”이라며 “토양 무척추동물 다양성 연구를 계속 진행해 새로운 생물종들을 발굴하고 체계화시키겠다”고 말했다.

편리함 때문에 자신도 모르게 사용하는 플라스틱이 쓰레기가 돼 환경 뿐만 아니라 생물체에게도 심각한 영향을 미치고 있다. 더군다나 코로나19로 인해 플라스틱 쓰레기는 폭증하고 있다. 버려진 플라스틱은 잘게 쪼개져 미세플라스틱이 돼 심각한 환경오염 원인이 되고 있다. 인체에도 쉽게 축적되는 미세플라스틱이 어떻게 축적되고 어떻게 체내에서 이동하는지 실시간으로 손쉽게 관찰할 수 있는 방법을 국내 연구진이 개발했다. 한국기초과학지원연구원, 한국생산기술연구원 청정기술연구소, 기초과학연구원(IBS) 분자분광학 및 동력학연구단, 고려대 화학과, 분석전문기업 유니오텍 공동 연구팀은 별도의 처리 없이도 체내 흡수된 미세플라스틱의 위치, 이동과정, 축적상태를 실시간으로 추적·관찰할 수 있는 레이저 이미징 기법을 개발했다고 3일 밝혔다. 미세플라스틱과 세포 소기관의 움직임을 동시에 볼 수 있는 첫 분석법인 이번 연구 결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경 과학과 기술’ 3월 1일자에 실렸다. 기존에는 미세플라스틱의 생물학적 영향과 독성을 파악하기 위해 미세플라스틱과 생체기관에 각각 서로 다른 형광물질을 염색해 관찰했다. 문제는 형광 염색과정이 복잡하고 장시간 추적 관찰이 어려울 뿐만 아니라 형광물질 자체에 독성 가능성이 있다는 점이다. 이에 연구팀은 형광 염색 없이 물질의 고유 진동에너지를 이용해 서로 다른 화학성분을 가진 입자를 영상화할 수 있는 ‘다색 카스(CARS) 이미징’ 기술을 개발했다. 카스 이미징 기술은 이미 사용되고 있는 기술이지만 이미징 속도가 느려 미세입자의 움직임을 관찰할 수 없었는데 연구팀은 레이저 스캐닝 방식을 접목해 이미징 속도를 기존보다 50배 빠르게 했다. 이에 세포 내 흡수된 미세플라스탁과 세포 소기관의 생체 움직임을 수십 초 간격으로 관찰할 수 있게 됐다 실제로 연구팀은 염색하지 않은 2마이크로미터(㎛) 크기의 폴리스티렌을 인간 골세포에 흡수시킨 뒤 확산되는 과정을 관찰하는데 성공했다. 또 예쁜꼬마선충에 미세플라스틱을 흡수시킨 뒤 조직 침투여부와 이동상황을 관찰하는데도 성공했다. 이한주 기초과학지원연구원 박사는 “이번 기술은 실제 환경에서 발견되는 다양한 종류, 미세플라스틱의 생체 분석 연구에 활용하는 것은 물론 미세먼지 같은 환경오염인자 노출 평가, 유해성 규명 연구와 환경오염물질 관리 정책 수립을 위한 과학적 근거를 제공해줄 것”이라고 말했다.

코로나19 오미크론 변이바이러스가 이전 델타 변이보다 독성이 약하다는 특성 때문에 방역패스 중지, 사회적 거리두기 완화의 목소리가 높아지고 있다. 실제로 방역패스 중지 이후 신규 확진자 숫자는 폭증하고 있다. 코로나19 오미크론 바이러스 확산으로 2일 0시 기준으로 국내 신규 확진자는 21만 9241명을 기록했다. 전문가들은 코로나19를 포함해 감기, 독감 같은 호흡기 바이러스 감염은 사회적 접촉 정도가 좌우한다고 입을 모으고 있다. 이 같은 사실과는 별도로 과연 사회적 거리두기를 통해 타인과의 만남이 얼마나 줄어들었는가도 전문가들의 관심사이다. 영국 런던 위생·열대의학대학원 감염병 수학모델 연구센터, 킹스 칼리지 런던 정신과학과, 벨기에 데이터 사이언스 연구소 공동 연구팀은 코로나 발생 이후 사회적 거리두기로 타인과의 만남이 이전보다 4분의3이나 줄어들었다는 분석 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 3월 2일자에 발표했다. 많은 나라들이 코로나19 대유행 기간 동안 핵심 공중보건 정책은 사회적 접촉 감소를 통한 바이러스 확산 억제에 초점을 맞췄다. 그렇지만 이 같은 보건 정책의 영향이 정량화된 바는 없었다. 이에 연구팀은 코로나19 대확산 초기인 2020년 3월부터 2021년 3월까지 사회적 상호관계 변화를 파악하기 위해 영국에 거주하는 18~59세 남녀 1만 9914명을 대상으로 설문조사를 실시했다. 연구팀은 18세 미만 학생을 자녀로 둔 학부모들은 아이들의 사회적 관계 변화에 대해서도 답하도록 했다. 연구팀은 수학적 기법으로 사람들의 평균 일일 접촉 횟수를 계산했다. 그 결과, 18세 이상 성인들은 코로나19 발생 이후 다른 사람을 만나는 횟수가 이전에 비해 4분의1수준으로 줄었다는 것이 확인됐다. 18세 미만의 아동, 청소년들도 다른 사람을 만나는 횟수가 절반 이하로 줄어든 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번 연구에 사용된 원자료들이 자가 보고된 만큼 개인별 접촉자 수가 과대평가되거나 과소평가됐을 가능성을 배재할 수 없음에도 불구하고 코로나19 이외에 향후 발생할지 모르는 또다른 감염병을 관리할 수 있게 해줄 것으로 기대하고 있다. 연구를 주도한 크리스토퍼 자비스 런던 위생열대의학대학원 교수(전염병학)는 “사회적 접촉은 코로나19 같은 호흡기 바이러스의 전염에 핵심적 역할을 한다”며 “이번 연구 결과는 감염병 대유행 기간 동안 사회적 접촉이 어떻게 변했는지와 함께 사람들이 가장 많은 접촉을 하는 장소와 방법을 이해하게 해줘 감염병 통제에 도움을 줄 수 있다”고 설명했다.

바깥에서 소리가 들리지 않는데도 귓 속에서 또는 머릿 속에서 ‘웅’하는 소음이나 소리가 들리는 현상을 ‘이명’이라고 한다. 완전히 방음된 방에서는 95%의 사람이 이명을 느낀다고 한다. 전체 인구의 75%는 평생 동안 한 번쯤은 경험하는 것이 이명이다. 문제는 노년에 이명에 시달리면 정신건강 뿐만 아니라 삶의 질에 악영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 연세대 강남세브란스병원 가정의학과, 차의과대학 가정의학과, 세브란스병원 이비인후과, 원주세브란스기독병원 가정의학과 공동 연구팀은 이명을 앓는 노인은 우울증이나 불안감, 자살 충동이 높아진다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 노인의학 분야 국제학술지 ‘응용 노인학’(Journal of Applied Gerontology)에 실렸다. 이명은 국내 성인 기준으로 20.7%가 발병하고 매년 3%씩 증가하는 추세이다. 이명은 청각은 물론 수면의 질, 집중력 저하, 우울감 등 삶의 질에도 악영향을 미칠 수 있어 이비인후과 치료와 정신건강 측면도 치료해야 한다고 한다. 연구팀은 2013~2015년 실시된 ‘제6기 국민건강영양조사’에 참여한 60~79세 남녀 5129명을 대상으로 이명과 정신건강, 삶의 질 저하 관계를 분석했다. 연구팀은 이명 정도에 따라 이들을 정상, 경도 이명, 심한 만성 이명 3그룹으로 분류했다. 정신건강은 우울감, 심리적 고통, 자살 사고 3개 항목을, 삶의 질은 운동능력, 자기관리, 일상 활동, 통증 및 불편, 불안 및 우울 5개 항목으로 측정했다. 조사 결과, 만성 이명에 시달리는 노인들은 정상 집단보다 우울감은 1.7배, 심리적 고통은 1.9배, 자살 사고는 2.5배나 높은 것으로 확인됐다. 또 운동능력 저하도 1.8배, 자기관리능력 저하 2.1배, 일상 활동 제한은 2배, 통증 및 불편감 1.9배, 불안 및 우울감은 2.1배나 높게 나타났다. 이용제 연세대 강남세브란스병원 가정의학과 교수는 “이명과 우울증은 여러 공통적 위험인자를 공유하고 있는 것으로 알려져 있는데 이번 연구로 이명이 노인의 정신건강과 삶의 질을 심각하게 위협하고 있다는 점을 확인했다”고 설명했다. 이 교수는 “이명은 수면 질도 저하시켜 생체 리듬을 파괴하고 행복호르몬으로 알려진 세로토닌 대사에도 악영향을 미쳐 인체 전반에 영향을 준다”며 “노인 이명 자체 치료와 정신건강까지 포괄하는 치료가 필요하다”고 덧붙였다.

반려견들도 함께 생활한 개가 세상을 떠나면 슬퍼하고 이를 극복하기 위해 견주의 도움이 필요하다는 연구결과가 나왔다. 최근 이탈리아 밀라노 대학 연구팀은 한 가정에 사는 개들 중 한 마리가 먼저 세상을 떠날시 남은 개에게 미치는 영향을 분석한 연구결과를 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports) 최신호에 발표했다. 이번 연구는 사실 반려인이라면 어느정도 경험으로 느낄 수 있는 사항이지만 연구를 통해 이를 과학적으로 입증하는 것은 쉽지않다. 연구팀은 이탈리아 견주 총 426명을 대상으로 설문조사를 실시했으며 10명 중 9명은 생존한 개가 죽은 개와 1년 이상 살았다고 밝혔다. 조사 결과 약 86%의 반려견이 친구의 죽음을 슬퍼하는 부정적인 행동을 보인 것으로 드러났다. 이 행동은 평소보다 덜 먹고, 덜 놀고, 덜 자거나 더 자주 짖거나 공포를 느끼는 모습 등으로 나타났다. 특히 반려견의 이같은 행동은 먼저 죽은 개의 품종, 나이, 성별과는 관계없는 것으로 드러났다. 연구를 이끈 페데리카 피론 박사는 "개들도 사람과 같은 방식으로 친구 개에게 애착을 형성하고 슬퍼할 수 있는 것 같다"면서 "집에서 기르는 개는 여러 종의 개들에 적응한 사회적 종"이라고 설명했다. 또한 연구팀은 개의 슬픔을 극복하는데 견주의 도움이 필요하다고 역설했다. 피론 박사는 "견주가 죽은 개에 대해 슬퍼하고 있는 사실 또한 남은 개에게 부정적인 영향을 미친다"면서 "남은 개의 고통을 덜어주기 위해 견주가 할 수 있는 일이 많은데 되도록 개와 가까이 지내면서 활동을 공유하고 보호받는 느낌을 주는 것이 좋다"고 충고했다.

21세기 후반이 되면 강수량이 산업화 시기 이전에 비해 4% 증가할 것이라는 비교적 정확한 예측결과가 나왔다. 카이스트 문술미래전략대학원, 일본 국립환경연구소, 도쿄대 공동 연구팀은 금세기 말 전 지구 강수량이 이전 예측결과들보다 다소 줄어든 약 4% 이상 상승할 것이라는 예측을 28일 발표했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처’에 실렸다. 기후변화로 인해 전 지구 평균 기온이나 평균 강수량이 미래에 얼마나 상승할지에 대한 예측은 여러 종류의 기후모델을 종합해 이뤄지는데 모델간 편차가 크다. 연구팀은 그동안 강수량 변화 예측의 불확실성이 컸던 이유가 온실가스와 대기오염물질인 에어로졸의 영향을 함께 고려했기 때문으로 봤다. 미래에는 각국의 대기오염 대책으로 에어로졸이 감소하면서 온실가스의 영향이 더 클 것으로 봤다. 연구팀은 67개 기후모델에 의한 기온, 강수량의 시뮬레이션 결과와 과거 관측자료를 비교했다. 연구팀은 세계 평균 에어로졸 배출량이 거의 변하지 않았던 기간인 1980~2014년에 활용됐던 기후 모델과 관측 경향성을 비교함으로써 온실가스 농도 증가에 대한 기후예측 신뢰성을 평가했다. 그 결과, 현재와 비슷한 수준으로 온실가스가 배출된다고 가정할 때 67개 기후모델은 19세기 대비 21세기 후반 강수량이 1.9~6.2% 증가한다고 예측했지만 연구팀의 방법으로는 강수량 증가는 4% 정도로 추정됐다. 이는 예측 폭의 상한과 분산값을 줄여 예측의 정확도가 이전에 비해 높아진 것으로 평가된다. 김형준 카이스트 교수는 “이번 연구로 기온 뿐만 아니라 강수량에 대한 기후변화의 예측 정확도를 개선할 수 있게 됐다”며 “신뢰도 높은 기후변화 영향 평가가 기후변화 대응 및 적응 관련 정책 수립에 도움을 줄 것”이라고 설명했다.

입춘이 지나고 경칩을 코 앞에 두고 있지만 낮에도 여전히 바람에 찬 기운이 느껴진다. 최근 몇 년 사이 한반도에는 때늦은 한파나 때이른 무더위가 찾아오는 사례가 잦아지고 있다. 기후과학자들이 이 같은 동아시아의 이상기후는 북극의 온난화 때문이라는 사실을 밝혀냈다. 포스텍 환경공학과, 스위스 취리히대 공동연구팀은 북극 온도 변화가 동아시아 한랭 피해와 식물의 이산화탄소 흡수량에 영향을 미친다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘지구·환경 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 대기 온실가스가 증가하면서 지구 평균 기온은 점차 높아지고 있다. 겨울철 중위도 많은 국가는 겨울철 이례적인 한랭 피해가 커지고 있는 상황이다. 연구팀은 여러 관측 결과와 기후모형을 분석한 결과, 북극 바렌츠해와 카라해의 겨울 온난화가 동아시에 기후 변화를 일으킨다는 것을 밝혀냈다. 북극의 겨울 온난화는 동아시아 대부분 국가에서 한파를 일으켰고 중국 남부 아열대 상록수림에서는 식물 잎 면적이 줄어드는 현상까지 확인됐다. 이렇게 한파를 겪은 뒤 동아시아 지역 식물은 봄에도 이산화탄소를 흡수하는 능력이 떨어져 벚꽃을 비롯한 봄꽃 개화시기를 늦추는 경향성을 보이고 있다는 설명이다. 연구팀은 북극 온난화로 동아시아 지역 식물이 냉해를 입었을 때 이산화탄소 흡수량에 대한 연구도 진행했다. 그 결과 1차 생산량을 기준으로 238메가톤(Mt, 1Mt=100만t)ㅇ 덜 흡수됐다. 이는 한국 연간 이산화탄소 배출량인 611Mt의 약 40%에 해당하는 양이다. 연구팀에 따르면 온실가스가 지금보다 더 늘어난 지구 온난화 환경에서는 더욱 심해질 것이라는 점이다. 연구팀이 자체 개발한 시뮬레이션을 보면 지구 온난화로 봄이 점차 일찍 시작되고 초봄 한파 위험도 늘고 있어 냉해 피해는 더욱 심해질 것으로 예측됐다. 국종성 포스텍 교수는 “탄소중립 정책을 만들 때 단순히 배출량 감소 뿐만 아니라 생태계 탄소 흡수량 변화에 대한 정확한 예측이 필요하다”며 “이번 연구는 북극 온난화가 동아시아 기온과 강수를 비롯해 생태계에 광범위한 영향을 미친다는 것을 보여주고 있다”고 설명했다.

죽어서 사라져야 할 세포가 살아남아 무한 증식하면 ‘암’이 발생한다. 또 비정상적으로 신경세포가 사멸될 경우 파킨슨병이나 치매가 발병한다. 국내 연구진이 세포가 살고 죽는 것을 결정하는 핵심 물질을 발견했다. 가천대 의대 연구팀은 세포의 생존과 사멸이라는 세포의 운명을 결정하는 핵심인자를 찾아내고 이를 활용한 약물개발을 할 때 필요한 핵심 메커니즘을 규명했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘세포사멸과 분화’에 실렸다. 사멸 세포는 세포 표면에 ‘잡아먹어줘’(eat-me) 신호를 표시해 대식세포나 호중구 같은 탐식세포가 쉽게 제거할 수 있도록 한다. 탐식세포는 유해한 외부 물질이 신체 내에 침투하거나 수명이 다한 세포조직을 파괴하는 역할을 하는데 탐식세포 장애가 발생하면 감염과 염증이 자주 일어나 만성질환의 원인이 된다. 신체에서 사멸 세포를 신속하게 제거하는 것은 세포 내 잠재적 염증반응와 항원, 자가면역반응을 억제하는 것으로 알려져 있다. 지금까지는 세포 내 생체막 주요 성분인 인지질 중 포스파티딜세린(PS)이 사멸 세포 표면으로 노출돼 대식세포의 ‘eat-me’ 신호로 작용하는 것으로 알려져 있었다. 그렇지만 연구팀은 포스포이노시톨 포스페이트(PIP)도 대식세포 작용의 핵심 물질이라는 점을 밝혀냈다. PIP의 7종 중 PI(3,4,5)P3가 세포막 안에서는 세포 성장을 촉진하는 신호전달기능을 하는데 세포막 밖으로 나올 경우는 세포 사멸을 표시해 작용한다는 것이다.오병철 가천대 의대 교수는 “이번 연구는 세포의 생존과 사멸을 결정하는 핵심인자의 숨겨진 연결고리를 찾음으로써 자가면역질환, 암, 대사질환 연구에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대한다”고 설명했다.

대사증후군은 대사기능에 장애가 발생해 심혈관질환, 당뇨, 고지혈증, 비만 등 다양한 증상이 한꺼번에 나타나는 복합 질환이다. 치료법이 따로 없어 각 증상별로 치료하는 방식이 가장 널리 활용되고 있다. 전 세계적으로 10~40%의 유병률을 보이고 있으며 2018년 기준으로 한국에서도 대사증후군에 시달리는 환자가 30.4%로 나타났다. 대사증후군은 유전적 원인, 불규칙한 식습관, 운동 부족 같은 생활 습관 때문으로 알려져 있지만 정확한 원인 역시 밝혀져 있지 않다. 이 때문에 조기 예측을 통한 예방이 중요하다. 한국한의학연구원 한의약데이터부 연구진은 대사증후군 발병 가능성을 높일 수 있는 후성유전 바이오마커를 찾아냈다고 24일 밝혔다. 후성유전은 유전정보를 갖고 있는 DNA의 변화가 아닌 노화나 환경에 의해 특성이 변하는 것을 말한다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘유전자와 질병’(Genes&Disease)에 실렸다. 그동안 대사증후군 예측을 위한 연구는 질환자와 일반인의 유전자 내 염기서열 차이를 밝히는 것이 대부분이었다. 최근들어 환경이나 생활습관의 영향을 고려한 후성유전체 마커 탐색 연구들이 진행되고 있지만 예측력이 높은 마커를 아직은 발견하지 못했다. 연구팀은 대전시민 4000명을 대상으로 한 건강코호트 중 일반인과 대사증후군 환자의 혈액을 채취해 후성유전적 변화를 분석한 결과 대사증후군 관련 36개의 유전자를 찾아냈다. 연구팀은 36개 중 특히 GFPT2라는 유전자가 대사증후군 예측률이 높다는 사실을 확인했다. GFPT2 유전자는 성인당뇨나 당뇨로 인한 신장이상인 당뇨성 신병증과 관련 있는 유전자로만 알려져 있었을 뿐 대사질환 예측 가능성은 보고된 바 없었다. 연구를 주도한 진희정 한의학연구원 박사는 “대사증후군은 근본적 치료방법이 없어 예방을 위한 예측이 중요한 질환인데 이번 연구는 후성유전정보가 대사증후군의 바이오마커로 활용될 수 있음을 과학적으로 입증한 것”이라고 설명했다.

사람은 죽기 직전 주마등처럼 스쳐가는 자신의 과거를 경험한다는 말이 있다. 최근 미국 루이빌 대학 연구팀이 이같은 말이 실제일 가능성이 있다는 연구결과를 국제 학술지 ‘프론티어스 인 에이징 뉴로사이언스’(Frontiers in Aging Neuroscience) 최신호에 발표했다. 　 이번 연구는 간질 환자를 진단하던 중 우연히 데이터를 얻으면서 이루어졌다. 연구팀은 신원이 공개되지 않은 87세 간질 환자의 뇌파를 측정하던 중 뜻밖의 상황에 직면했다. 갑자기 발생한 심장마비로 환자가 숨진 것으로 이 과정에서 환자의 사망 직전과 이후 약 15분 간의 뇌파가 고스란히 기록됐다. 데이터를 분석한 결과는 놀라웠다. 환자가 치명적인 심장마비로 숨지기 직전 약 30초 동안의 뇌파가 꿈을 꾸거나 기억을 회상하는 것과 관련된 뇌파의 움직임과 같은 패턴을 보인 것. 이는 곧 실제로 '인간이 죽기 직전 자신의 과거를 순식간에 본다'라는 옛말이 실제일 수 있음을 암시한다. 연구를 이끈 아지말 젬마 박사는 "이번 사례는 죽어가는 뇌에 대한 최초의 기록"이라면서 "정말 우연히 이루어진 것으로 이같은 실험을 계획한 바 없다"고 전제했다. 이어 "뇌파 상으로 환자의 심장이 뇌에 혈액공급을 중단하기 30초 전에 뇌파가 꿈 혹은 추억을 회상하는 패턴을 보였다"면서 "아마도 우리가 인생에서 경험한 것의 마지막 회상일 수도 있다"고 설명했다. 그러나 연구팀은 실제로 환자가 과거를 회상했는지 증명할 수 없고 또한 간질 환자라는 특수성이 있어 이번 한 번의 연구로 광범위한 결론을 이끌어 낼 수 없다고 지적했다. 젬마 박사는 "철학적인 관점에서만 본다면 뇌는 죽기 직전 과거의 나쁜 점 보다는 좋은 점을 떠올리게 할 것"이라면서 "임사체험은 여전히 신비롭고 영적인 것이지만 이와같은 발견은 과학자들이 살아가는 이유"라고 밝혔다. 　  

우주 탐사 역사상 최초로 달의 뒷면에 착륙한 중국의 달 탐사 로버가 탐사 과정에서 투명한 유리구슬 2개를 발견했다. 미국 과학전문매체 사이언스얼러트의 23일 보도에 따르면, 중국 달 탐사 로버 위투 2호가 보내온 사진은 작은 유리구슬을 연상케 하는 구체 물질을 생생하게 담고 있다. 연구진에 따르면, 이러한 작은 유리 구체는 일반적으로 지름이 3㎜ 미만으로 매우 작으며 반투명인 것이 특징이다. 달에서 흔히 관찰되는 물질로, 달 표면에 있는 규산염이 고온에 노출될 때 형성되는 것으로 알려졌다. 과거 달에서는 화산활동이 광범위하게 이뤄졌고, 이 과정에서 규산염과 화산의 열기가 만나 이러한 구체가 형성됐다. 운석과 같은 작은 물체가 달 표면과 충돌할 때도 강한 열이 발생하면서 유리 구체가 만들어지기도 한다. "미국 아폴로 우주선이 수집한 것보다 크고 색깔도 뚜렷" 쑨원대학의 행성 지질학자이자 중국과학원 소속의 샤오즈융 박사는 “이번에 발견한 유리 구체는 과거 미국 아폴로 우주선이 수집한 것과는 다르다. 훨씬 크고 색깔도 뚜렷하다”고 설명했다. 이어 “달의 고원지대에는 이러한 유리구슬이 많이 남아있을 것으로 예상된다”면서 “달에서 발견되는 유리 구체에 대한 추가 연구를 통해, 달 기지 건설에 사용 가능한 물질을 검토할 것”이라고 설명했다.중국 측 전문가들은 분화구 근처에서 발견된 해당 구체가 달 운석 충돌 중 형성됐거나, 고지대의 사장암 등이 외부 충격과 강한 열을 받고 나서 빠르게 냉각되면서 형성됐을 가능성 등을 검토하고 있다. 사이언스얼러트는 “현재까지 달에서 발견된 대부분의 유리구슬은 위투 2호가 발견한 구체와 다소 다른 형태다. 크기도 1㎜ 미만인 경우가 많았다”면서 “이번에 발견된 것은 크기가 15~25㎜로 훨씬 더 큰 편”이라고 전했다. 최초로 달 뒷면에 착륙한 달 탐사선 창어4호와 위투 2호  한편, 위투 2호는 2019년 1월 인류 최초로 달 뒷면에 착륙한 중국의 무인탐사선 창어 4호에 실려 달로 나아갔다.위투 2호는 약 40개월 동안 달 뒷면의 토양과 광물 성분을 분석하는 등의 임무를 수행했다. 위투 2호가 주행한 거리는 1000m가 넘으며, 1000장이 넘는 사진 등 방대한 자료를 수집하는 데 성공했다. 당초 3개월 시한부 수명으로 설계됐던 위투 2호는 그 생명이 38개월로 연장되면서 기적의 로봇으로도 불리기도 했다. 그러나 지난 1월 재정비를 위해 잠시 미션을 중단했으며, 중국은 위투 2호가 재정비를 마치면 탐사를 이어갈 예정이라고 밝혔다. 한편 화산 유리와 관련한 자세한 연구결과는 중국과학원이 발행하는 학술지인 사이언스 불레틴(Science Bulletin)에 실렸다.

고대 이집트 투탕카멘(재위 BC 1361∼BC 1352)의 무덤에서 발견된 단검에 대한 비밀이 또 한꺼풀 벗겨졌다. 최근 이집트와 일본 공동연구팀은 투탕카멘의 단검이 이집트 외 지역에서 전해졌다는 연구결과를 국제 학술지 ‘운석·행성과학’(Meteoritics & Planetary Science) 최신호에 발표했다. 이 단검에 얽힌 사연은 우리에게도 유명한 투탕카멘의 과거와 함께한다. 투탕카멘은 9살 무렵 대제국의 파라오가 됐지만 18세의 나이에 의문의 죽음을 맞았다. 이 때문에 ‘비운의 소년왕’이라는 별칭도 있지만 세간에 널리 알려진 계기는 이른바 ‘파라오의 저주’ 때문이다. 이는 1922년 투탕카멘의 무덤이 영국 고고학자 하워드 카터에 의해 발굴된 이후 수십 여 명의 관련자들이 잇달아 사망하면서 유래됐다. 이 단검은 카터 박사의 발굴 당시 미라화 된 투탕카멘 다리 옆에 놓여 있었는데 빛나는 금 손잡이는 물론 양날에는 꽃과 깃털이 섬세하고 아름답게 장식돼 있었다. 투탕카멘의 단검이 세간의 화제가 된 것은 지난 2016년 이탈리아 피사 대학과 이집트 박물관 공동연구팀이 그 성분을 분석하면서다. 연구팀은 이 칼날의 성분을 조사하기 위해 X-선 형광 분석법을 동원했으며 그 결과 운석에서나 나오는 높은 양의 니켈, 코발트 등이 다량으로 함유된 것으로 드러났다. 곧 우주에서 떨어진 운철을 가공해 칼로 만든 셈이다. 이번에 연구팀은 단검에 대한 비파괴검사를 통해 성분 및 제련 방법에 대해 조사했다. 그 결과 비드만스타텐 무늬라 불리는 독특한 빗살 무늬가 확인됐는데 이는 옥타헤드라이트 철운석에서 확인된다. 실제로 우주에서 떨어진 운석을 가공해 단검을 만든 것이 또다시 확인된 것. 또한 연구팀은 비드만스타텐 무늬를 살려 단검을 만들기 위해 비교적 저온 단조 기술을 사용했을 것으로 추정했다. 연구에 참여한 일본 치바 공대 토모코 아라이 박사는 "단검의 제조와 기원을 이해하기 위해 비파괴 2차원 화학 분석을 수행했다"면서 "단검이 950℃보다 훨씬 높은 온도에서 제작되었다면 그 무늬가 사라졌을 것"이라고 설명했다. 그렇다면 당시 철 제련기술이 없었던 이집트의 왕은 어떻게 단검을 가지고 있었을까? 연구팀은 약 3400년 전 제작된 아마르나 서한이라는 고대 문서에 주목했다. 여기에는 단검에 얽힌 사연이 일부 적혀있는데 한때 고대 오리엔트의 최강국이었던 인도ㆍ이란계 민족의 나라인 미탄니 왕국의 왕이 투탕카멘의 할아버지에게 선물로 줬다고 기록되어 있다. 연구팀은 철기 시대 이전에 만들어진 단검과 같은 철 유물은 운석을 재료로 했으며 운철은 일반 철보다 녹는 점이 낮다고 밝혔다.  

뇌를 연구하는 물리학자, 방송에서 자주 등장해 대중에게 가장 익숙한 과학자로 알려진 정재승 교수가 이끄는 연구팀이 생각만으로 로봇팔을 자유롭게 움직일 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과 정재승 교수팀은 생각만으로 로봇팔을 높은 정확도로 원하는 대로 움직일 수 있는 ‘뇌-기계 인터페이스’(BMI) 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 컴퓨터 과학 분야 국제학술지 ‘어플라이드 소프트 컴퓨팅’ 2022년 3월호에 실렸다. 생각과 의도만으로 로봇이나 기계를 움직이게 만드는 BMI 기술은 최근 급속도로 발전하고 있다. 실제로 사지마비 환자들에게 적용해 일부 효과를 얻은 연구들도 있다. 그렇지만 뇌파는 개인차가 크고 단일 신경세포에서 신호를 읽는 것이 아니라 넓은 영역에 있는 신경세포 집단의 전기적 신호특성을 해석해야 하는데 그 과정에서 잡음이 크다는 한계점이 있다. 그 때문에 손 뿐만 아니라 팔까지 원하는 방향으로 움직이하게 만드는 기술의 정확도는 높지 않다. 연구팀은 로봇 팔 조종 방향에 대한 의도를 뇌 활동만으로 인식하는 인공지능 모델을 개발하고 3차원 공간에서 24개 방향을 90% 이상의 정확도로 정교하게 해석하는 시스템을 개발했다. 기존 고사양의 하드웨어가 필요한 인공지능 기술과는 달리 낮은 사양의 하드웨어에서도 AI학습이 가능하도록 해 스마트 모바일 기기에서도 폭넓게 응용할 수 있도록 했다. 연구팀은 축적 컴퓨팅 기법을 이용해 개인의 뇌파 신호의 중요 특성을 인공신경망이 자동으로 학습해 찾을 수 있도록 했다. 또 유전자 알고리즘으로 최적의 뇌파 특성을 효율적으로 찾을 수 있게 시스템을 설계했다.이번 연구에서 만들어진 BMI 인공지능 모델은 3차원 공간에서 각각 8가지 방향, 총 24가지 방향으로 움직일 수 있으며 실제 뇌파 해석을 통해 로봇팔을 움직이는 시뮬레이션 결과 평균 90%(90.9~92.6%)의 정확도를 보인 것으로 확인됐다. 이번 기술은 사지마비 환자나 사고로 팔을 잃은 환자를 위한 로봇팔 장착 및 제어는 물론 메타버스, 게임, 엔터테인먼트 애플리케이션(앱) 등 다양한 시스템에 적용이 가능할 것으로 전망된다. 연구를 이끈 정재승 카이스트 교수는 “뇌파로 로봇팔을 구동하는 기존의 BMI 시스템들은 대부분 고사양 하드웨어가 필요해 실시간 응용을 하거나 스마트 기기 등으로 적용이 어려웠다”며 “이번 기술은 90~92%의 정확도로 움직일 수 있도록 해 메타버스나 스마트기기 앱에서도 쉽게 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.