연초 다양한 종류의 코로나19 백신이 개발돼 많은 나라들에서 접종이 시작되면서 많은 이들이 코로나19와 인류의 전쟁이 곧 끝날 것이라는 기대를 품었다. 그렇지만 1년 넘게 인류를 괴롭혀 온 바이러스는 쉽게 포기하지 않고 변이를 만들어 반격에 나섰다. 국내에서도 최근 델타변이의 확산과 방역 피로감까지 겹치면서 4차 대유행이 진행 중이다. 4차 대유행이 시작됐지만 여전히 인류는 코로나19에 대해 모르는 것이 많다. 특히 코로나19 바이러스가 사람의 뇌신경에 어떤 영향을 미치는지는 명확히 밝혀지지 않은 상태였다. 이 같은 상황에서 의과학자들이 코로나 바이러스의 침투전략과 확산 과정에 대해 새로운 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 신경과학과, USCD 의대 소아과, 샌디에고 래디 아동병원 유전자의학연구소, 럿거스대 의대 면역·염증연구센터, 위스콘신-메디슨대 화학생명공학과, 위스콘신-메디슨대 의대 신경외과 공동연구팀은 줄기세포를 이용해 코로나19 바이러스가 인간의 뇌에 어떻게 침투해서 영향을 미치는지 과정을 규명했다고 18일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 7월 9일자에 실렸다. 연구팀은 줄기세포로 뇌신경 오가노이드를 만들어 코로나19를 일으키는 바이러스(SARS-CoV-2)에 노출시켰다. 오가노이드는 다양한 형태의 줄기세포를 이용해 3차원(3D) 형태로 재조합하거나 배양해 만든 장기유사체이다. 연구팀은 ‘주피’(Pericytes)라고 불리는 혈관주변세포가 오가노이드에 형성되도록 해 보다 정교한 형태의 뇌신경세포를 만들었다. 실험 결과 사람의 신경세포(뉴런)은 코로나19 바이러스의 직접적인 공격에 대해서는 저항성을 보이는 것으로 확인됐다. 그렇지만 코로나19 바이러스는 ‘트로이 목마’처럼 뇌신경세포를 직접 공격하는 것이 아니라 인체에 무해한 것처럼 세포를 속여 뇌신경 주변 주피를 먼저 감염시키는 것으로 나타났다. 뇌신경세포 주변 혈관을 감염시킨 뒤 코로나19 바이러스는 성상교세포로 알려진 ‘별아교세포’를 주요 공격대상으로 삼는 것으로 확인됐다. 성상교세포는 신경세포의 이온농도조절, 신경세포의 지지, 노폐물 제거, 식세포작용 등 다양한 역할을 수행하는 것으로 알려져 있다. 보통 뇌-혈관장벽 때문에 혈액을 통해서 약물이나 병원균이 뇌에 쉽게 침투하지 못하지만 코로나19 바이러스는 혈액이 아닌 혈관세포를 직접 감염시켜 뇌로 침투한다는 설명이다. 연구팀에 따르면 이처럼 뇌신경 혈관주변세포가 코로나19 바이러스에 감염되면 혈관염증을 유발해 가볍게는 편두통에서 혈액응고, 뇌졸중, 뇌출혈 같은 증상을 유발시킨다는 것이다. 실제로 코로나19 중증환자는 편두통과 뇌졸중, 뇌출혈 등 증상이 빈번히 나타나는 것으로 알려져 있다. 연구를 주도한 조셉 그리슨 UCSD 의대 교수는 “이번 연구를 통해 코로나19가 유발시키는 합병증 중 하나인 뇌신경질환을 효과적으로 설명할 수 있게 됐을 뿐만 아니라 감염병과 다른 뇌신경질환을 이해하는데 도움을 받을 수 있게 됐다”라고 설명했다.

국내 대표적 어깨질환 치료 전문의로 알려진 명지병원 정형외과 이용걸 교수가 오십견 치료에 부분마취를 도입해 치료 성과를 높이고 있다. 17일 명지병원에 따르면 오십견은 회전근개 파열 다음으로 많은 어깨질환이다. 50대 무렵 주로 발병한다고 해서 ‘오십견’이라고 부르지만, 정식 의학명칭은 ‘유착성 관절낭염’이며 ‘동결견’이라고도 한다. 오십견은 어깨관절을 감싸고 있는 주머니(관절낭)가 오그라들어 관절이 굳어져 버리는 상태다. 팔을 움직이지 못해 머리 빗질을 하거나 세수를 하는 일상적인 생활에 큰 불편을 준다. 통증이 심하고 어깨관절의 운동범위가 제한된다는 점에서 회전근개 파열과 혼동하기도 하는데, 회전근개 파열은 반대편 팔로 아픈 팔을 들어 올릴 수 있다. 하지만 오십견은 팔을 거의 들어 올릴 수가 없고 야간에 통증이 더욱 심해져 잠을 이루기 힘들 정도다. 도수치료(맨손 치료)나 물리치료, 주사요법 같은 비수술적 치료를 받으면 호전되는 경우가 많다. 이 교수는 도수치료를 진행할 때 환부에 부분마취를 한다. 환자가 통증을 느낄 수 없는 상태에서 수동 조작으로 딱딱하게 굳어진 어깨를 최대한 많이 풀어주는 게 중요하기 때문이다. 그렇게 하면 팔의 가동범위가 넓어져 운동치료의 효과를 높여준다. 예를 들어 앞으로 팔을 들어 올리는 운동의 경우 수술 전 100도였다면 수술 후엔 170도까지 올라간다. 그러다보니 일반 도수치료 후 일상 활동에 복귀하는데 수개월 이상 걸렸다면, 부분마취를 하면 빠르면 2주 후부터 일상생활이 가능하다. 진료와 치료, 운동요법까지 당일 끝낼 수 있고 회복 속도도 빨라 1년 여 간 치료 받은 환자 70여 명 가운데 90%가 만족하고 있는 것으로 전해졌다. 이 교수의 무통도수치료 성과는 지난 해 12월 SCI급 국제학술지인 JSES(Journal of Shoulder and Elbow Surgery)에 실리기도 했다. 이 교수는 1979년 경희대 의과대학을 졸업하고 1989년부터 경희대학교병원 정형외과 교수로 재임했으며, 지난 해 3월 명지병원으로 자리를 옮겼다. 대한견주관절학회장, 대한정형외과초음파학회장, 대한관절경학회장, 대한정형외과학회 총무, 아시아견주관절학회 사무총장 및 교육위원장 등을 역임했다. 또 국내외 학술지에 견주관절 질환에 관한 SCI급 논문 110편을 포함해 연구 논문 200여 편을 발표했다. 2015년 제26회 유럽 견주관절학회에서 ‘Best Poster Award’를 수상했고 2019년 9월 아르헨티나에서 개최된 제14회 세계견주관절학술대회에서 ‘견주관절 선구자상’을 아시아인 최초로 수상했다.

영국이 하루 5만명이 넘는 코로나19 신규 확진자가 쏟아지는데도 모든 방역규제를 해제할 방침을 고수했다. 과학자들은 영국 정부의 섣부른 방역조치 해제가 백신에 내성을 가진 변이를 초래하는 최적의 환경을 제공할 수 있다며 우려를 표했다. 영국 보건부가 16일(현지시간) 발표한 신규 확진자는 5만 1870명이다. 영국의 하루 신규 확진자가 5만명을 웃돈 것은 1월 11일(5만 7097명) 이후 처음이다. 누적 확진자는 533만 2371명이 됐다. 사망자(코로나19 양성 판정 후 28일 내 사망)는 이날 49명 추가되면서 총 12만 8642명을 기록했다. 영국의 코로나19 확산세는 1월 정점을 찍은 이후 백신 접종이 본격적인 단계에 올라서면서 수그러든 바 있다. 그러나 최근 전파력이 높은 델타 변이(인도발)가 기승을 부리면서 감염세가 다시 거세졌다. 영국은 1회차라도 백신을 맞은 사람이 4615만 9145명이고 이 중 2회차까지 접종받은 사람은 3554만 3321명이다. 이는 각각 18세 이상 국민의 87.6%와 67.5%다. 하루 신규 확진자 수가 5만명을 넘어서는 등 증가세가 이어지는데도 접종률에 기대어 영국 정부는 19일 모든 방역 규제를 해제할 예정이다. 실내 마스크 착용 의무와 사적모임 규모 제한이 사라지며 병원과 공항 등 일부 장소를 빼고는 1m 이상 거리두기 규정도 없앤다. 그러나 백신 접종이 순조롭더라도 섣부른 방역규제 해제는 더 위험한 결과를 초래할 수 있다는 지적이 쏟아졌다. 최근 과학자 1200명은 영국의 방역규제 해제가 백신에 내성이 있는 변이가 나올 최적의 환경을 제공할 수 있다고 우려하는 서한을 국제의학전문학술지 랜싯에 보내기도 했다. 방역규제 해제 이후 확진자가 급증할 것이라는 전망은 정부 내에서도 이미 제기됐다. 이달 초 사지드 자비드 보건부 장관은 “19일쯤 일일 신규 확진자가 5만명 안팎씩 나올 수 있으며 우리가 방역규제를 풀고 여름이 되면 10만명대에 이를 수 있다”라고 말했다. 이를 알면서도 영국 정부는 확진자 수보다 중증 환자와 사망자 수에 집중하겠다는 방침이다. 자비드 장관은 “입원환자와 사망자 수가 더 중요하다”면서 백신 접종이 이뤄지면서 코로나19 감염과 입원·사망 간 ‘연결고리’가 매우 약해졌다고 강조했다. 영국 코로나19 일일 사망자는 3월 14일(94명) 두 자릿수로 떨어진 이후 줄곧 세 자릿수 아래를 유지하고 있다. 신규 입원환자는 12일 717명 등 최근 다소 증가했지만, 하루 4000명 안팎이 입원하던 1월 초중순에 견줘선 아직 안정적이다. 결국 영국 정부는 백신을 통해 치명률을 낮출 수 있게 됐다고 자신하며 ‘코로나19와 공존’하는 미래를 택한 셈이다. 그러나 이러한 선택이 현존 백신을 무력화하는 또 다른 ‘영국발’ 변이를 배양하는 결과를 초래할지도 모른다는 우려는 계속 이어지고 있다.

뇌졸중으로 말하는 능력을 잃은지 15년 이상 지난 남성에게 ‘뇌 임플란트’를 이식해 다른 사람들과 의사소통하는 데 도움을 줬다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아대 샌프란시스코캠퍼스(UCSF) 연구진에 따르면 ‘신경보정술’(neuroprosthesis)이라고도 불리는 뇌 임플란트 기술은 현재 단 한 명의 환자에게만 적용됐지만 앞으로 다른 마비 환자들이 의사소통하는데도 도움을 줄 것으로 기대를 모았다. 연구를 주도한 UCSF 신경외과 전문의인 에드워드 장 박사는 성명에서 “우리가 아는 한 이번 성과는 마비로 말할 수 없게 된 사람의 뇌 활동에서 완전한 단어를 직접 해독하는 데 성공한 첫 번째 사례”이라면서 “뇌의 자연스러운 언어능력 체계를 이용해 의사소통 능력을 회복하는 매우 유망한 가능성을 보여준 것”이라고 설명했다. 연구진은 뇌졸중으로 마비 증상이 생겨 20세의 젊은 나이부터 말할 수 없게 된 남성 환자의 언어 능력을 관장하는 뇌 부위에 다수의 전극을 부착했다. UCSF는 성명을 통해 “남성은 뇌졸중 후유장애로 머리와 목 그리고 팔다리의 움직임이 극도로 제한돼 있지만, 야구 모자에 부착한 포인터로 컴퓨터 화면의 글자를 누르는 방식으로 소통해 왔다”면서 “인지 기능은 손상되지 않았다”고 밝혔다. 연구진은 컴퓨터 알고리즘을 이용해 현재 30대 후반인 이 남성 뇌의 전기적 활동을 번역하는 동안 이 남성에게 제한된 어휘를 사용하도록 요청했다. 연구진이 기록한 영상에는 남성 앞에 컴퓨터 화면이 배치돼 있는 모습이 담겨 있다. 연구원이 이 화면을 통해 “좋은 아침”(Good morning)이라고 아침 인사를 건네자 몇 초 뒤 화면에는 남성이 “안녕”(Hello)이라고 생각한 것이 문자로 입력됐다. 연구원이 또 “오늘 기분 어때?”(How are you today?)고 질문하자 남성은 잠시 머뭇거리며 “매우 좋다”(I am very good)고 답했다.이에 대해 연구진은 “우리는 이 참가자의 피질 활동에서 나온 문장을 분당 중간값 15.2개 단어로 실시간 해독하며 단어 오류 비율은 중간값으로 25.6%”이라고 설명했다. 이 장치는 결국 익명을 요구한 환자가 “네”, “아니오”, “가족”, “청소”, “간호사” 등의 단어를 포함한 50개의 단어 어휘를 만드는 데 도움을 줬다. 이는 “아니오, 난 목마르지 않아요”와 같은 완전한 문장으로 확장됐다. 다만 이번 실험에 쓰인 전극은 영구적인 고정 장치가 아니다. 전극은 아직 실험 과정에 있어 두개골의 내부가 아닌 위쪽에 부착한 것으로 연속해서 사용할 수 없는 커다란 장치다. 연구 공동저자인 데이비드 모지스 박사는 “이는 자연적으로 의사 소통을 할 수 없는 사람에게 중요한 기술적 이정표이며 심각한 마비나 언어 장애를 지닌 사람들에게 목소리를 줄 가능성을 보여준다”고 지적했다. 장 박사도 “이 연구는 시작에 불과하다. 환자는 이 연구에 참여한 최초의 참가자”라면서 “이번 연구에서 처음으로 실험을 통해 뇌 임플란트로 언어 능력을 회복하는 것이 가능하다는 점을 증명했다”고 말했다. 이어 “하드웨어 측면에서는 더 많은 정보를 더 빠르게 기록할 수 있는 데이터 해상도를 갖춘 시스템을 구축해야 한다. 알고리즘 측면에서는 뇌에서 나오는 매우 복잡한 신호를 문자가 아니라 실제로 구두로 들을 수 있는 음성 단어로 번역할 시스템이 필요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디신’ 14일자에 실렸다. 사진=UCSF

국회서 논의 미뤄 ‘행정규칙’에 머물러서울 마포·영등포·강남 100대 운용 중정식 보급 안 돼 경찰관들 자비로 구입 ‘현장 감시 악용’ 우려 도입 반대 여론도업무 도중 욕설을 듣고 폭행을 당하는 일이 잦은 경찰관 10명 중 7명 이상은 증거 확보와 안전 보장을 이유로 몸에 부착하는 카메라인 보디캠이 공무 수행에 도움이 된다고 인식하는 것으로 나타났다. 하지만 보디캠을 사용할 법적 근거가 없어 정식 도입은 5년 넘게 미뤄지고 있다. 15일 한국경찰연구학회가 발행하는 학술지 ‘한국경찰연구’에 실린 논문 ‘지역경찰관의 보디캠에 대한 인식에 관한 연구’에 따르면 서울·경기지역 지구대·파출소·치안센터 등에서 근무하는 경찰관 151명 중 76.8%가 보디캠 사용이 업무 수행이나 안전에 도움이 될 것이라고 응답했다. 설문조사는 지난 4월 20일부터 5월 11일까지 진행됐다. 보디캠의 영상증거가 범죄혐의 입증에 도움이 된다는 물음에 경찰관의 92.1%가 동의했다. 경찰청 통계에 따르면 최근 5년(2015~2019년) 동안 해마다 약 1만 2800건의 공무집행방해 사건이 발생하고 있다. 경찰청은 2015년 11월 보디캠 장비 100대를 도입해 ‘웨어러블 폴리스캠’이라는 이름을 붙여 시범 운용 중이다. 현재 서울 마포·영등포·강남경찰서에서 사용하고 있다. 하지만 보디캠 정식 도입은 5년 넘게 미뤄지고 있다. 장비 사용방법과 절차, 영상기록물 처리 및 보호 방법을 규정하는 법적 근거가 없기 때문이다. 국회가 논의를 5년째 미루는 바람에 행정규칙에 근거한 시범 사업에 머물러 있다. 보디캠을 4만~5만대까지 확대 운용할 생각으로 구축한 영상물 저장·관리 서버도 제대로 활용하지 못하고 있다. 서버 사용 연한이 다음달로 만료돼 보디캠 사업을 유지하려면 수억원을 들여 서버를 교체해야 하는 상황이다. 설문조사에 참여한 경찰관들의 53.0%는 보디캠을 정식 도입해야 한다고 밝혔다. 경찰 관계자는 “경찰청이 운용 중인 보디캠이 100대에 불과해 다른 경찰관들은 자비로 보디캠을 사서 쓰는 형편”이라고 말했다. 보디캠의 정식 도입을 우려하는 목소리도 나온다. 설문에 참여한 경찰관의 20.8%는 보디캠이 현장 경찰관의 업무를 감시하는 수단으로 악용될 가능성이 있고 장비 관리의 책임이 증가한다는 등의 이유로 보디캠의 정식 도입에 반대했다. 논문을 쓴 표선영 가톨릭대 행정학과 조교수는 “보디캠으로 찍은 영상기록물에서 확인된 경찰관의 특정 행위가 불공정한 처분으로 연결되지 않을 것이라는 공감대가 형성될 필요가 있다”면서 “보디캠은 시민 인권과 사생활에도 영향을 줄 수 있으므로 공청회를 통해 시민 의견을 수렴해 정식 도입 여부를 결정해야 할 것”이라고 말했다.

아이들이 있는 가정에서 고민 중 하나는 어떻게 하면 편식 안하고 골고루 음식을 먹도록 할 수 있을까이다. 그래서 요리 방법도 바꿔보고 부모들이 맛있게 먹는 모습을 보여주기도 하지만 편식습관을 고치기는 쉽지 않다. 더군다나 최근 코로나19로 인해 등교를 하지 않다보니 그나마 골고루 음식을 먹을 수 있는 급식 기회도 사라져 부모들의 고민이 더 커졌다. 그런데 아동 심리학자, 실험 심리학자, 경제학자, 식품영양학자로 구성된 연구진은 아이들의 편식은 부모의 노력보다 친구들의 도움으로 바로잡을 수 있다는 재미있는 연구결과를 내놨다. 아랍에미리트(UAE) 자예드대, 샤자르아메리칸대, 아부다비 뉴욕대, 스페인 그라나다대, 스위스 생갈렌대, 룩셈부르크 국립사회경제연구소 공동연구팀은 아동, 청소년들은 음식을 고르거나 새로운 음식을 접했을 때 친구들의 결정을 따르는 경우가 많다는 연구결과를 심리학 분야 국제학술지 ‘아동 발달’ 15일자에 발표했다. 아이들의 식습관이나 음식선택에 있어서 친구 따라 강남가는 경향이 강하다는 말이다. 세계보건기구(WHO)의 통계에 따르면 2016년 기준으로 과체중 또는 비만상태에 있는 전 세계 5~10세 아동은 3억 4000만명에 이르고 있다. 이는 1975년과 비교해 14%포인트 증가한 수치이다. 소아비만은 제대로 관리하지 않을 경우 청소년기와 성인기까지 계속 이어지면서 당뇨, 심혈관질환 등대사질환이 조기발병할 위험이 커진다. 코로나19 확산으로 인해 지난해부터 등교하지 않고 집에 머무는 시간이 늘면서 아동, 청소년의 체지방지수(BMI)가 높아지는 추세라는 분석도 나오고 있다. 이 때문에 실내에서 할 수 있는 신체활동과 함께 건강한 식습관을 들이려는 부모들이 많지만 쉽지 않다. 연구팀은 이 같은 전 세계적 추세에서 아동, 청소년들의 식습관 형성에 결정적 요인은 무엇인지에 주목했다. 이를 위해 연구팀은 UAE 아부다비에 있는 국제초등학교 3곳에 재학 중인 5~6학년생 467명을 무작위로 선정했다. 연구팀은 우선 이들에게 평소 식습관에 대한 설문조사와 함께 같은 또래 다른 아이들은 어떤 음식을 좋아할지를 예상해 답하도록 했다. 그 다음 연구팀은 일주일 동안 건강한 식품(사과, 바나나, 배, 녹색야채, 물 등), 건강하지 않은 식품(초콜릿, 사탕, 설탕이 많이 포함된 음식, 가당음료 등)이 섞인 급식을 제공하며 식판에 4개의 음식을 선택해 담도록 한 뒤 어떤 음식을 선택했는지 분석했다. 분석 결과 아이들은 또래 아이들이 좋아한다고 생각하는 음식을 선택하거나 옆 친구들의 음식과 같은 것을 선택하는 경향이 큰 것으로 나타났다. 가정에서 주로 먹는 음식이나 자신이 선호하는 음식과는 다른 선택을 하는 경우도 많은 것으로 조사됐다. 연구팀은 건강하지 못한 음식을 좋아하고 편식이 심한 아이 옆에 건강한 음식을 즐겨먹는 친구를 짝으로 만들었을 때 건강하지 못한 음식을 먹던 아이들이 건강한 음식을 선택하는 경향성이 강한 것으로 나타났다. 의외로 반대의 경우는 많지 않은 것으로 나타났다. 이와 함께 5학년 학생들보다 6학년 학생들이 친구들의 영향을 더 많이 받는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 스페인 그라나다대 프란시스코 라고스 교수는 “이번 연구는 아동, 청소년들은 의사결정을 할 때 동료의 의견을 따라가는 경향이 강하다는 것을 보여주고 있다”라며 “아동, 청소년이 건강한 식습관을 갖게 하기 위해서 또래가 함께 식품영양교육을 받게 하는 등의 전략이 필요하다”라고 말했다.

달의 인력이 파도 거세게 만들고바다 수량 늘면서 이중 타격 될듯알래스카 제외 美 해안지역 위험 약 10년 후부터 달의 인력이 파도를 크게 만드는 주기가 해수면 상승과 결합해 미국의 해안도시에 잦은 홍수를 불러 일으킬 것이라는 연구 결과가 나왔다. 미국을 대상으로 한 연구이지만 세계 다른 지역도 비슷한 상황을 겪을 것으로 보인다. 워싱턴포스트(WP)는 14일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)를 인용해 달은 18.6년을 주기로 공전하는데 조수의 세기를 누르던 시기가 끝나고 조수의 격차를 확대하는 시기에 진입했다고 전했다. 또 향후 10년간 지금의 속도대로 해수면이 상승할 경우 이와 결합해 “이중 타격”으로 홍수가 잦아질 것이라고 전망했다. 욕조에 물이 많아지면 물결을 더 거세게 만들 수 있는 것과 같은 이치라는 것이다. 해당 연구를 국제학술지 ‘네이처 기후변화’에 발표한 하와이대 필립 톰슨 박사의 연구팀은 달의 인력과 해수면 상승의 이중 타격에 따른 홍수가 2030년까지 미 전역에서 연간 7~15일 가량 나타날 것으로 봤다. 또 20년 후에는 홍수가 평균적으로 연간 25~75일까지 발생할 수도 있다고 전망했다. 이외 알래스카와 북부 해안도시를 제외하면 미국의 거의 모든 해안 지역에서 홍수 빈도가 늘어날 것으로 봤다. 톰슨 박사는 “이런 홍수가 한 달에 10~15번 정도 발생한다면 주차장이 늘 물에 잠기니 장사를 못해 일자리가 사라지고, 하수구로 오물이 역류하면서 공중 보건 문제도 일으킬 것”이라고 설명했다. 홍수 외에도 이상기온의 경고는 이곳저곳에서 나타나고 있다. 미국과 캐나다 서부 지역은 50도를 넘나드는 폭염으로 곳곳에서 산불이 나고 있으며, 러시아 모스크바도 120년만에 가장 높은 6월 기온을 기록했다. 이에 그간 다소 기후변화대응에 소극적이라고 평가됐던 블라디미르 푸틴 러시아 대통령도 달라진 태도를 보이고 있다. 그는 이날 존 케리 미국 기후특사를 만나 기후변화 대응에서 “(양국이) 공통의 이해관계를 갖고 있고 비슷한 접근을 하고 있다”고 말했다고 AFP 통신이 전했다. 미국도 외교·안보·경제 분야에서 중국 및 러시아와 경쟁관계이지만, 기후변화 대응에 있어서는 협력을 하겠다고 밝혀왔다.

올 초 세계기상기구(WMO)는 지난해에 이어 올해도 역대 ‘가장 더운 해’가 될 것이라는 예측을 내놨다. 아니나 다를까. 미국 국립기상청(NWS)은 북미 지역을 덮친 살인적 폭염에 따라 지난달은 미국 본토에서 기상 관측을 시작한 이래 ‘가장 뜨거운 6월’이었다는 분석을 최근 발표했다. 북극권인 러시아 모스크바도 120년 만에 최악의 더위에 시달리고 있다.이런 최악의 폭염은 그동안 지구 기후조절 역할을 했던 열대우림이 파괴되는 동시에 도심 확대로 온실가스 배출량이 줄지 않으면서 나타나는 현상이라는 경고가 또다시 나왔다. 브라질 국립우주연구소(INPE), 상파울루대 고등과학연구소, 리우데자네이루대, 국립 자연재해 조기경보·감시센터, 미국 해양대기청(NOAA) 지구감시연구소, 영국 리즈대, 엑스터대, 뉴질랜드 국립 지질·원자력과학 동위원소연구센터, 네덜란드 바헤닝언대, 흐로닝언대 공동연구팀은 아마존 열대우림의 무분별한 벌목 행위와 그로 인한 국지적 기후변화가 전 지구 탄소 처리 능력을 떨어뜨리고 있다는 연구 결과를 과학저널 ‘네이처’ 7월 15일자에 발표했다. 아마존 열대우림은 전체 면적이 750㎢로 세계 최대 규모다. ‘지구의 허파’이자 지구 생물종의 3분의1이 존재하는 ‘생물 다양성의 보고’로 불린다. 기후학적 측면에서도 아마존 열대우림은 온실가스 축적과 저장에서 중요한 역할하고 있다. 그렇지만 최근 경제개발을 이유로 심각한 수준으로 파괴되고 있다. 일부 과학자들은 최근 북미 지역 폭염도 이 같은 아마존 열대우림 파괴의 결과라고 본다. 연구팀은 2010년부터 2018년까지 브라질 지역의 아마존 일대 대류권(고도 10㎞ 이하) 내 이산화탄소와 일산화탄소 농도 데이터를 수집해 분석했다. 특히 브라질 아마존 동부와 서부 지역의 탄소배출량을 비교 분석한 결과 동부에서의 탄소배출량이 서부보다 많은 것으로 조사됐다. 조사 대상 기간 동안 아마존 남동부 지역에서는 벌목이 광범위하게 이뤄졌고, 그로 인해 토양이 건조해지고 산불이 자주 일어나면서 탄소 흡수원이 아닌 배출원이 됐다고 연구팀은 밝혔다. 아마존 열대우림의 벌목은 해당 지역의 탄소 흡수·배출의 균형을 깨뜨리면서 기후변화에 심각한 영향을 미칠 뿐만 아니라 생물 다양성을 위협한다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 이끈 브라질 국립우주연구소의 루치아나 가티 박사는 “아마존 파괴는 전 지구적 탄소흡수 용량까지 감소시켜 남미와 북미 지역 기후에 영향을 미치고, 나비효과처럼 지구 전체 기후에 변화를 일으킨다”고 말했다. 이와 함께 중국 중산대 환경과학기술학부, 광둥성 환경오염통제관리기술연구소 공동연구팀은 전 세계 25개 메가시티가 전 세계 온실가스 배출량의 52%를 발생시키고 있다고 14일 밝혔다. 메가시티는 인구 1000만명 이상이 거주하고 활동하는 거대 도시를 말한다. 이 같은 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘최신 지속가능 도시학’ 7월 13일자에 실렸다. 연구팀이 전 세계 53개국 167개 주요 도시의 온실가스 배출량을 분석한 결과 중국과 인도의 대도시들은 선진국 도시들보다 온실가스 배출량이 월등히 많은 것으로 나타났다. 167개 도시 중 중국 상하이·쑤저우, 일본 도쿄, 러시아 모스크바, 터키 이스탄불 등 상위 25개 도시가 온실가스 배출의 52%를 차지하고 있다. 연구팀은 “열대우림 파괴, 지속가능하지 못한 도시 확대 등을 통제하지 못한다면 인류는 여섯 번째 대멸종의 길로 갈 수밖에 없을 것”이라고 했다.

미국 브라운대 의대 응급의학과, 공과대 의생명공학부, 로드아일랜드병원 공동연구팀은 스마트폰 카메라로 결막을 찍은 사진만으로도 빈혈 여부를 파악하는 방법을 개발했다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 7월 15일자에 실렸다. 빈혈은 혈액 중 적혈구 수가 줄거나 헤모글로빈 농도가 부족한 경우 나타나는데 전 세계 인구 4명 중 1명이 앓고 있을 정도로 흔한 질환이다. 연구팀은 결막 색과 혈관 상태로 헤모글로빈 수치를 예측해 빈혈 여부를 판단할 수 있는 알고리즘을 만들었다. 연구팀은 성인 남녀 202명을 상대로 이번 기술을 이용한 예측치와 혈액검사 결과를 비교했더니 정확도 94~95%로 빈혈 여부를 판별할 수 있었다고 밝혔다.

기후 변화로 세상이 급격히 더워지면서 인류가 직면한 여러 문제 중 한 가지는 폭염을 견뎌야 하는 것일지도 모르겠다. 그런데 최근 중국에서 일반 섬유로 만든 옷보다 체온을 5℃까지 낮출 수 있는 옷감을 개발했다는 소식이 전해졌다. 13일(현지시간) 사이언스얼러트 등 과학매체 보도에 따르면, 중국 화중과기대 연구진은 햇빛과 열을 현저하게 반사해 인체를 더욱더 시원하게 유지하는데 도움을 줄 잠재력을 지닌 신소재를 개발했다. 햇빛으로부터 신체를 보호하기 위해 많은 사람은 밝은색 옷을 입는데 여기에는 가시광선과 근적외선을 반사해 체온이 오르는 현상을 막는 효과가 있다. 하지만 근적외선의 경우 물 분자에 흡수돼 신체 주변의 공기를 가열하는 문제가 있어 냉각 효과는 미미한 것이 현실이다. 이에 따라 현지 연구진은 폴리젖산과 합성섬유로 만든 두께 550㎛ 직물에 이산화티타늄 나노입자를 혼합한 뒤 이를 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 박막으로 덮은 새로운 섬유를 만들어냈다. 이 새로운 직물은 일반적인 흰색 천처럼 보이지만, 가시광선과 자외선만이 아니라 중적외선을 반사하는 기능을 지녀 근적외선을 반사하는 것과 비슷한 효과를 얻을 수 있는 것으로 전해졌다.연구진은 ‘메타 패브릭’이라고 이름 붙인 이 새로운 섬유의 효과를 검증하기 위해 절반은 메타 패브릭, 나머지 절반은 순면으로 된 조끼를 제작해 자원봉사 대학원생에게 입게 하고 직사광선 아래서 1시간 동안 있게 했다. 그리고 조끼의 온도를 열화상 카메라로 측정했다. 그 결과, 메타 패브릭으로 만든 우측 절반의 온도는 33.4℃, 시판 중인 면으로 만든 좌측 절반은 36.4℃로 3℃ 정도 차이가 나는 것으로 나타났다. 이들 연구자는 또 조끼 안쪽에 설치한 온도 센서로 피부의 온도를 측정했는데 더운 날씨에 1시간 동안 있던 것으로 면으로 된 조끼 쪽 피부는 31℃에서 37℃까지 상승했지만 메타 패브릭으로 만든 조끼 쪽 피부는 31℃에서 32℃까지 상승해 그 차이는 5℃나 되는 것으로 확인됐다. 이밖에도 더운 날씨에 방치한 자동차를 이용한 실험도 시행했다. 메타 패브릭으로 차를 덮으면 덮개를 씌우지 않은 차보다 약 30℃, 시판 자동차용 커퍼를 사용한 차보다 약 27℃까지 온도가 낮아지는 효과를 얻을 수 있었다. 연구진에 따르면 메타 패브릭은 일반 섬유와 같은 시설에서도 옷으로 가공할 수 있고, 제조 원가도 일반 의류보다 10% 정도밖에 높지 않다. 이에 따라 연구진은 논문에서 “신소재 실험 결과는 이 소재가 스마트 섬유와 햇빛 차단용 제품, 물류 분야 등 다양한 용도로 응용할 큰 가능성을 보여준다”면서 “조만간 새로운 소재로 된 옷을 출시할 수 있을 것”이라고 내다봤다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(7월 8일자)에 실렸다.

매일 커피를 1∼3잔 마시면 신종 코로나바이러스(코로나19) 감염 위험이 10％ 줄어든다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 12일(이하 현지시간) 뉴욕포스트에 따르면 미국 일리노이주(州) 노스웨스턴대학 연구진은 지난달 20일 국제학술지 ‘뉴트리언츠’(Nutrients)에 이 같은 내용의 연구를 발표했다. 연구진은 영국 바이오뱅크(UK Biobank)가 보유한 40∼70세 3만7988명의 식단 자료를 토대로 코로나19 감염 현황을 추적해 평소 섭취했던 음식과 코로나19 감염 사이 상관관계를 분석했다. 일종의 코호트 연구(Cohort study) 프로그램인 바이오뱅크에는 2006년부터 2010년까지 약 50만 명의 유전·신체·음식 섭취 등의 기록이 취합돼 있다. 연구 결과 일일 커피 섭취량이 1잔, 2∼3잔, 4잔인 경우, 1잔도 안마실 때와 비교해 코로나19 양성 판정률은 각각 10％, 10％, 8％가량 떨어졌다. 연구진들은 “커피는 항산화, 항염증성 성분을 갖고 있다”면서 “종양괴사인자 알파(TNF-α), C-반응성 단백질(CRP-C-reactive protein) 등 염증성 표지 물질에 커피가 유리하게 작용한다”고 분석했다. C-반응성 단백질과 종양괴사인자 알파 모두 코로나19의 중증도와 사망률에 영향을 미치는 물질이다. 커피에 함유된 건강 증진 성분이 코로나19를 막는 면역 개선 효과를 내고 있다는 추정이다. 꾸준한 채소 섭취 역시 코로나19 감염 확률을 낮추며, 모유 수유도 아기에게 같은 효과를 발휘하는 것으로 나타났다. 매일 0.67인분의 채소를 섭취하기만 해도 코로나19 감염 확률이 떨어졌다. 연구진은 채소가 면역 개선 효과를 내는 항염증성 성분 등을 풍부하게 함유하고 있기 때문이라고 설명했다. 반면 가공육의 경우 매일 0.43인분만 섭취해도 코로나19 감염 확률이 높아졌다. 가공을 거치지 않은 붉은 고기 섭취는 코로나19 감염 확률에 영향을 주지 않았다. 연구진은 이 같은 차이를 두고 고기 섭취 자체보다는 염장, 훈연 등 가공 작업 시 면역에 영향을 주는 요소가 있을 것이라 추정했다. 연구자들은 코로나19 예방 가이드라인을 세우는 데 특정 식단이 도움이 될 수 있을 것이라고 연구 의의를 전했다.

DGIST 정보통신융합전공 임성훈 교수 연구팀이 딥러닝 기술을 활용해 복잡하고 다양한 이미지에서 영상의 환경 정보를 분리, 변환하는 인공지능 신경망 모듈을 개발했다. 향후 이미지 변환, 도메인 적응 등 인공지능 분야 발전에 획기적인 기여가 기대된다. 임성훈 교수 연구팀은 이미지 정보의 구성이 도메인마다 다를 수 있고 선형적 구성처럼 단순한 구성이 아닐 것이라는 가설을 세웠다. 연구팀은 이미지 정보를 전체적인 형태 정보와 스타일 정보로 뚜렷하게 나눌 수 있는 분리기를 설계했다. 이를 이용해 도메인마다 다른 가중치를 사용해 도메인 간의 차이를 반영할 수 있게 했다. 또한 분리된 이미지 정보들 간의 연관성을 이용해 각 이미지 구성에 알맞은 스타일 정보를 찾는 새로운 신경망 구조를 개발하는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 신경망은 한 모델로도 여러 도메인의 이미지 변환이 자유자재로 가능한 장점이 있다. 이에 시각 인지 문제에 연구팀이 개발한 도메인 적응 알고리즘을 적용했을 때, 기존보다 2배 높은 정확도를 보일 수 있었다. 임 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 신경망은 이미지 정보에 대한 새로운 분석이 담긴 신경망”이라며 “향후 관련 기술을 좀 더 개선한다면 많은 분야들에 적용되어 인공지능 분야의 발전에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구 결과는 제1저자인 정보통신융합전공 이승훈 학위연계과정생이 참여했다. 아울러 인공지능 분야 최우수 국제학술지 ‘IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition’에 게재 및 지난 6월 25일 온라인 발표됐다.

한국인이 가장 사랑하는 나무이자 기후변화와 병해충으로 피해가 큰 소나무 보존·관리를 위한 기반이 마련됐다.산림청 국립산림과학원은 14일 기후변화에 대응해 각 지역에 분포하는 소나무의 유전다양성 분석해 유사한 특성을 갖는 분포지역을 분리한 ‘소나무 전국 유전자 분포지도’를 완성했다고 밝혔다. 분포지도는 경북 울진 소광리 산림유전자원보호구역 등 전국의 소나무 분포지 60곳을 대상으로 DNA 분석을 실시한 결과 4개의 유전구역으로 구분됐다. 제주도는 내륙과 다른 유전적 특성을 보였다. 내륙지역은 3개 구역으로 구분됐으며, 강원지역과 울진지역 소나무들이 동일한 유전구역에 포함됐다. 이에 따라 유전다양성이 유사한 분포지역을 통합적으로 보존·관리가 가능해져 전국 소나무림에 대한 관리구역 설정에 활용할 수 있다. 또 산림유전자원보호구역과 소나무림 육성을 위한 종자 배포의 실효성도 높일 수 있게 됐다. 소나무는 전국에 분포하지만 그동안 전국 차원이 아닌 일부 지역 소나무림에 대한 관리가 이뤄졌다. 이번 연구 결과는 산림 분야 국제학술지 ‘포레스트’에 게재됐다.

지구에서 약 130광년 떨어진 곳에서 인간의 나이로 따지면 청소년 정도인 4개의 외계행성이 새롭게 발견됐다. 지난 12일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 에임스 연구센터 등 국제공동연구팀은 우주망원경 TESS의 데이터를 분석한 결과 TOI 2076 b, TOI 2076 c, TOI 2076 d 그리고 TOI 1807 B 등 총 4개의 외계행성을 발견했다는 연구결과를 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(The Astronomical Journal) 최신호에 발표했다. 먼저 네 행성의 항성인 TOI 2076과 TOI 1807은 지구에서 약 130광년 떨어진 곳에 자리잡고 있으며 두 별의 간격도 30광년에 달한다. 두 항성은 모두 K-타입의 왜성으로 분류되는데, 광도와 질량 및 크기가 평균 또는 평균 이하인 난쟁이별이라는 의미다. 별은 그 온도에 따라 O, B, A, F, G, K, M 타입으로 나뉘는데 가장 뜨거운 것이 O-타입이다. 우리의 태양이 중간 단계인 G-타입으로 표면온도는 5800K(켈빈, 약 5800도)에 달한다. 이에반해 TOI 2076과 TOI 1807은 3500~5000K 정도다.TOI 2076의 주위를 도는 TOI 2076 b, TOI 2076 c, TOI 2076 d는 지구보다 모두 덩치가 큰 행성이다. 이중 TOI 2076 b는 지구와 비교해 3배 만한 크기로 공전주기는 단 10일에 불과하다. 또한 TOI 2076 c와 TOI 2076 d는 지구의 4배 만한 크기로 공전주기는 17일 이상이다. 이렇게 항성과 가까운 탓에 TOI 2076 b의 경우 지구가 태양에서 받는 자외선의 약 400배 이상을 얻는다. 특히 흥미로운 것은 TOI 1807 B다. 지구보다 약 2배 정도 큰 TOI 1807 B는 불과 13시간이면 항성을 공전할 수 있다. 이 정도면 행성이 항성에 바짝 붙어있다고 해도 과언이 아닌 수준. 이 때문에 항성으로부터 받은 자외선은 지구와 비교해보면 무려 2만2000배다.연구팀이 이번 외계행성 발견에 주목하는 이유는 행성의 생성 초기를 지나 이른바 청소년기 모습을 보면서 지구와 같은 행성의 성장 과정을 유추할 수 있기 때문이다. 항성 TOI 2076과 TOI 1807는 서로 30광년이나 떨어져 있지만 약 2억년 전 같은 거대한 가스 구름(gas cloud)에서 태어난 출생의 비밀을 안고있다. 논문의 선임저자인 에임스 연구센터의 천문학자 크리스티나 헤지스는 "행성의 생명 주기로 보면 이들 외계행성들은 모두 과도기 또는 10대의 나이로 성장기에 있다"면서 "이는 행성의 진화과정을 알 수 있는 좋은 연구자료가 된다"고 설명했다. 이어 "특히 이론적으로 행성은 항성과 바짝 붙어 형성되기가 어려운데 TOI 1807 B는 좋은 연구모델이 된다"고 덧붙였다. 한편 TESS는(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 NASA가 운영 중인 우주망원경으로 지금까지 큰 업적을 남긴 케플러 우주망원경의 후임이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓는 TESS는 행성이 별(항성) 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 식현상(transit)을 이용해 행성의 존재 유무를 확인한다.

시험을 앞두고 벼락치기로 열심히 외운 문제가 나왔는데도 기억이 나지 않아 시험을 망친 기억이 누구나 한 번쯤은 있을 것이다. 열심히 공부하고 외웠는데도 기억이 나지 않는 경우가 있는가 하면 잊혀진 줄만 알았던 기억이 갑자기 떠오른 경우도 있다. 국내 연구진이 이런 독특한 기억 형성에 대한 원리를 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과 연구팀은 수많은 뇌신경세포(뉴런)와 이들 사이의 시냅스 연결로 구성된 복잡한 신경망에서 기억을 형성하는 뉴런이 선택되는 원리를 규명했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 1949년 캐나다 신경심리학자 도널드 헤브는 두 뉴런이 시간상 동시에 활성화되면 뉴런간 시냅스연결이 강화되는 시냅스 가소성이 생길 것이라는 아이디어를 제시했고 이후 실험을 통해 학습, 경험 등으로 특정 시냅스가 장기강화(LTP)가 일어난다는 것이 증명됐다. 수업을 들은 직후 배운 것을 한 번 훑어보는 것만으로도 기억이 오래 지속될 수 있기 때문에 학습에서 복습이 강조되는 것이다. LTP가 기억의 핵심이라는 것은 알려져 있지만 LPT가 기억을 인코딩하는 뉴런을 어떻게 정하는지 아직까지 규명되지 않았다. 실제 경험과 학습은 기억이라는 형태로 뇌에 저장돼 필요할 때 불러오게 되는데 이 같은 기억은 뇌 전체 중에 극히 적은 수의 뉴런들에 인코딩되고 저장된다고 알려져 있다. 그런데 기억 담당 뉴런이 정해져 있는 것인지, 아니면 특정 과정에 의해 선택되는지는 불확실했다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용한 생쥐 실험으로 이 같은 비밀을 파헤쳤다. 연구팀은 생쥐의 뇌 편도체 부위 중 자연적 학습조건에서는 LPT가 생기지 않는 시냅스를 자극하거나 차단함으로써 기억을 인코딩하는 뉴런이 달라지는지를 본 것이다.연구팀은 생쥐에게 기억과 관련없는 시냅스를 미리 자극해 LTP가 형성되기 쉽게 만든 뒤 공포체험을 시키면 공포기억이 원래 기억에 관여하는 시냅스가 아닌 자극된 시냅스에 장기기억이 만들어진다는 것을 확인했다. 또 공포기억이 형성된 뒤 광유전학 기술로 해당 시냅스 연결을 약하게 만들면 기억이 형성되지 않는다는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 시냅스 강도를 인위적으로 조작하면 기억이 새겨지는 뉴런이 바뀔 수 있다는 것이다. 한진희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구는 LTP에 의해 뉴런들 사이에서 새로운 연결패턴이 만들어지고 경험이나 학습에 연관된 특이적 세포집합체가 뇌에 새롭게 만들어짐을 보여줌으로써 기억형성원리를 규명한 것”이라며 “기억이 뇌에 어떻게 형성되는지를 알려줌으로써 치매는 물론 조현병 같은 기억형성 관련 질환을 치료하는 단초를 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 화재나 폭발위험이 없고 저장용량도 큰 전고체 이차전지 기술을 완벽하게 개발해 냈다. 한국전자통신연구원(ETRI) 지능형센서연구실, 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학연구소 공동연구팀은 화재 및 폭발위험이 없는 전고체 이차전지용 양극기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 연구팀은 지난해 전고체 이차전지용 음극구조 기술을 개발해 안전하면서 성능이 우수한 전고체 이차전지 핵심원천기술을 확보했다는 평가를 받고 있다. 이번 연구결과는 에너지 과학 분야 국제학술지 ‘에너지 스토리지 머티리얼즈’에 실렸다. 현재 많이 쓰이는 리튬이온전지는 액체전해질이 쓰이기 때문에 외부 충격이나 온도 상승 등이 원인이 돼 폭발 및 화재위험이 상존한다. 이 때문에 배터리에서 이온을 전달하는 전해질을 액체 대신 고체를 적용한 전고체 이차전지를 상용화하기 위한 기술이 활발하게 연구되고 있다. 일반적으로 전고체 이차전지의 양극은 전자 전도를 담당하는 도전재, 이온 전도를 담당하는 고체 전해질, 에너지 저장을 담당하는 활물질, 이들을 물리화학적으로 고정시켜주는 바인더로 구성된다. 전해질은 리튬이온이 원활하게 이동해 전기를 생산하도록 하기 때문에 반드시 필요한 부분이지만 고체전해질 구성비가 늘어나면 상대적으로 활물질이 적게 들어가 에너지 밀도(용량)를 늘리는데 한계가 있다. 이에 연구팀은 고체전해질 없이 이황화티타늄이라는 물질에 압력을 가해 입자간 빈틈이 없게 만든 활물질과 바인더만으로 구성된 양극구조를 만들었다. 연구팀은 활물질과 바인더로만 구성된 양극구조로 된 전지를 사용했을 때 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터 가상실험한 결과 리튬이온이 이황화티타늄 입자들을 통해 원활하게 움직이는 것을 확인했다. 고체전해질 없이도 전고체 이차전지가 작동할 수 있다는 것이다. 실제로 고체전해질을 사용하지 않고 활물질 함량을 늘릴 수 있어 고체전해질을 사용했을 때보다 에너지 밀도를 1.3배 이상 높일 수 있고 제작 비용도 낮출 수 있다는 장점이 있는 것으로 확인됐다. 이영기 ETRI 책임연구원은 “이번 연구와 앞서 지난해 연구한 결과를 통해 음극과 양극 모두에서 활물질만으로 이온확산이 가능하다는 것을 확인한 만큼 에너지밀도를 더욱 높일 핵심원천기술을 확보해 화재, 폭발위험이 없는 전고체 이차전지기술 상용화를 앞당길 것”이라고 설명했다.

언론매체에서 심심찮게 우리나라 사람들 중 70%에서 많게는 90% 이상이 비타민D 부족이나 결핍이라는 연구 결과를 보도하곤 한다. 특히 TV에 출연해 근거가 확립되지 않은 건강기능식품이나 치료법을 주장하는 이른바 ‘쇼닥터’들은 비타민D 검사를 권유하고 심지어 자신의 이름을 내세운 제품의 홍보에 열을 내고 있다. 2016년 최고의 의학학술지인 뉴잉글랜드 저널 오브 메디신(NEJM)은 하버드의대 조앤 맨슨 등이 쓴 ‘비타민D 결핍?정말 대유행인가?’라는 글을 실었다. 이들은 지난 수십년 동안 학계에서 비타민D의 적정 수준과 관련해 잘못된 개념과 기준을 적용해 왔다고 비판했다. 권장섭취량은 1940년대 제2차 세계대전 중에 만들어진 개념으로, 각 나이대와 성별에서 건강한 개인들의 대부분에 해당하는 97.5%의 사람들의 요구량을 만족하는 각 영양소의 섭취량을 말한다. 비타민D로 예를 들어 보면 100명의 건강한 사람들이 섭취하는 비타민D의 양이 적은 양에서 많은 양까지 포물선의 정규분포곡선을 그릴 때 섭취량을 등수로 따져 1등이 가장 많이 섭취하는 사람이라면 2.5등 정도의 사람이 섭취하는 양을 비타민D 권장섭취량으로 정한 것이다. 여기에 상응하는 혈중 비타민D 농도로 학계에서는 20ng/㎖를 사용해 왔다. 이 기준을 적용하면 혈중 비타민D 농도를 측정했을 때 거의 대부분에 해당하는 97.5%는 비타민D 결핍 혹은 부족이라고 나올 수밖에 없다. 즉 그동안 사용해 온 권장섭취량의 개념은 해당 영양소의 섭취량 수준에 따른 질병의 발생 혹은 건강의 유지에 대한 과학적인 관찰연구의 결과에서 나온 것이 아니라 건강한 사람들의 섭취량 수준에서 대부분을 포괄하는 섭취량을 특별한 근거 없이 상위 2.5% 수준으로 잘못 정의해 왔다는 것이다. 이러한 주장을 뒷받침하는 사설과 문헌고찰이 2018년 의학학술지 ‘미국가정의’(AFP)에 발표됐다. 최신 연구 결과를 살펴보면 일상적인 비타민D 검사는 매년 수억 달러를 낭비하는 것이며 비타민D 보충은 암, 심혈관질환, 골절의 위험성을 줄이지도 못하고 생명연장에도 도움이 되지 않으며 오히려 신장결석 위험성을 높인다며 증상이 없는 개인의 경우 비타민D 검사와 보충을 하지 말 것을 제안했다. 최근에는 고용량의 비타민D 복용이나 주사는 오히려 골절이나 낙상의 위험성을 높인다는 대규모 임상시험 결과도 발표되기 시작했다. 캐나다 앨버타에서는 골대사질환, 흡수장애증후군 등 특정질환이 의심되는 경우에만 비타민D 검사를 시행하는 제도를 도입한 후 검사가 90% 정도 감소했다고 한다. 이제는 우리 의사들부터 변해야 한다. 최신의 근거에 기반해 진료하자. 시간과 돈 낭비, 그리고 오히려 해가 될 수도 있다는 걸 기억하자. 관련 질환이 의심되지 않는 이상 비타민D, 검사도 보충도 하지 말자.

지구가 연간 대기 중에 가두는 열 에너지양이 거의 15년 만에 두 배로 늘었다는 연구 결과가 나왔다. 이는 지구가 1년 동안 달궈지는 속도가 15년 만에 두 배 빨라졌다는 것으로, 기후 변화의 또 다른 잠재적 문제를 야기한다. 10일(현지시간) 유니버스투데이, 사이언스얼러트 등 과학매체 보도에 따르면, 미국항공우주국(NASA)과 미국해양대기청(NOAA) 공동연구진은 지구의 ‘에너지 불균형’이 2005년부터 2019년까지 15년 만에 두 배로 증가했다는 사실을 발견했다. 에너지 불균형은 지구가 흡수하는 에너지양과 지구가 방출하는 에너지양 사이에 차이가 발생하는 것이지만, 원인과 영향은 매우 복잡하다. 에너지 불균형의 증가는 지구가 에너지를 얻고 있다는 뜻으로, 쉽게 말해 지구 전체가 달아오르고 있다는 것이다. 이런 변화를 정량화하기 위해 연구진은 NASA의 세레스(CERES·Clouds and the Earth’s Radiant Energy System)와 NOAA가 운영하는 아르고(Argo)라는 시스템의 서로 다른 두 소스의 데이터를 사용했다.세레스는 지구에 얼마나 많은 에너지가 드나드는가를 전문적으로 다룬다. 들어오는 에너지의 대부분은 태양 복사의 형태이지만 나가는 에너지는 흰 구름으로 반사하는 일부 태양 복사를 포함해 다양한 형태를 취할 수 있다. 반면 아르고는 해양의 온도 상승률을 추정한다. 지구 시스템으로 흡수되는 에너지의 90%는 바다로 흡수되므로 심각한 에너지 불균형은 바다를 가열하는 것으로 간주한다. 두 감지 플랫폼의 데이터는 지구가 방출하는 에너지보다 더 많은 에너지를 흡수해 그 에너지를 바다에 저장하며 연간 에너지 저장량이 최근 급증했다는 동일한 결론을 보여준다. 이런 발견은 기후변화를 이해하고 대처해야 하는 미래에 중요한 의미가 있다. 첫째, 흡수한 열을 잠재적으로 줄이려면 흡수한 열을 늘리는 원인을 이해하는 것이 가까운 장래에 도움이 될 것이다. 현재 관련 연구자들은 에너지 불균형이 증가한 두 가지 주요 원인을 다음과 같이 들고 있다. 우선 지구의 알베도(행성이 반사하는 태양 광선의 비율)를 높여 우주로 반사되는 에너지양을 늘리는 흰색 표면인 해빙과 구름이 줄어들었다는 것이다. 이중 구름 범위의 감소 중 일부는 태평양 10년 주기 진동(PDO)으로 인해 발생한다. 조사 기간에는 양(+)주기 동안 구름이 광범위하게 줄어 알베도가 낮아졌다. 두 번째 원인은 인간의 배출과 수증기로 인한 온실가스 증가로 특정 종류의 방사선이 빠져나가는 것을 막을 수 있어 시스템 전체의 에너지량을 높인다. 그래서 우리 자신의 배출에 의해 열이 지구 밖으로 빠져나가는 것을 더 어려게 한다. 이런 에너지 불균형 변화의 결과는 기후 과학에서 많이 볼 수 있듯이 다소 명확하지 않다. 이처럼 열을 빠져나가지 못하게 하는 효과는 극지방 만년설이 녹는 속도를 높여 많은 과학자가 앞으로 100년 안에 발생할 것으로 우려하는 해수면 상승을 가속화할 가능성이 있다. 이밖에도 해양의 온도가 높아질수록 물이 산성화하는데 이는 해양 화학에 의존하는 생태계에 그 자체로도 영향을 준다. 결과가 어떻든 간에 이번 연구는 기후 변화가 현실이고 인간이 기후 변화의 원인이 되고 있다는 주장의 또 다른 증거를 더한다. 이는 또한 우리가 전 세계 기후 변화와 싸우기 위한 노력으로 잠재적으로 되돌릴 수 있다는 점을 시사한다. 따라서 가까운 미래에 전반적인 에너지 불균형을 주시할 가치는 있다. 자세한 연구 결과는 미국 지구물리학회(AGU)가 발간하는 학술지 ‘지구물리학연구회보’(Geophysical Research Letters) 최신호(6월 15일자)에 실렸다.

DGIST 장경인 교수팀이 한국뇌연구원 라종철 교수팀과 한국생산기술연구원의 금호현 박사팀과 공동으로 반도체 및 소자 제작을 위한 새로운 전사인쇄 공법을 최초 개발했다. 최근 웨어러블 디바이스나 곡면 디스플레이 기술 등이 발전하면서 고도화된 반도체 소자 제작기법이 요구되는 추세다. 이에 더욱 정확하고 신속한 전사인쇄 공법의 개발 필요성이 대두되고 있다. 전사인쇄는 서로 다른 기판에서 제작된 소자들을 새로운 기판으로 옮겨 통합시키는 반도체 제작의 필수 공정인데, 복잡한 전자 소자를 제작 시 광범위하게 사용된다. 종래 사용된 습식 전사 인쇄 공법은 기판 위에 소자를 제작 후 부식액을 이용해 아래층을 녹여 없앤 후 새로운 기판으로 옮기는 방법이다. 하지만 기판의 층 면적이 큰 경우, 녹이는 데 시간이 오래 소모되는 점과 소자 모양의 왜곡 가능성 등 대량생산의 한계가 있었다. 이를 대체하기 위해 개발된 최근의 건식 전사 인쇄 기법들은 기존 습식 공법보다 좋은 성능을 가진다. 하지만 공정의 범용성 부족, 고가의 장비 필요, 대량생산의 어려움 등 여전히 많은 한계점이 있는 실정이다. 이에 DGIST 장경인 교수 연구팀은 인접한 두 물질이 온도 상승에 따른 부피 변화 값의 차이를 나타내는 열팽창 계수를 이용해, 소자를 안정적이고 신속히 기판에서 분리하는 새로운 건식 전사인쇄 공법을 개발했다. 연구팀은 열팽창 계수 차이가 큰 금(Au)과 규소(Si) 또는 구리(Cu)와 규소(Si)를 얇은 박막형태로 서로 겹치게 제작했다. 이들을 높은 온도로 가열함에 따라 두 물질 사이 경계면에 강한 힘이 집중되며 균열이 발생했고, 이를 통해 소자를 기판에서 분리시키는 데 성공했다. 연구팀은 물리적 모델링과 시뮬레이션을 통해 무선 통신 시스템부터 복잡한 구조인 심혈관 센서, 가스 센서, 광유전학 소자 등에 광범위하게 적용될 수 있음을 추가 입증했다. 특히 기존 습식 전사인쇄방식에 비해 1만 배 이상 소모시간이 단축되고 정밀한 전사 인쇄가 가능하다는 점이 장점이다. 장 교수는 “기존의 습식 전사인쇄 기술로는 불가능했던 바이오센서나 반도체 소자 제작처럼 정밀하고 대량 생산이 필요한 산업에 적용 가능하며, 연구실 단위의 소규모 시설에서도 빠르고 안정적인 고정밀 소자 제작이 가능하다.”면서, “앞으로 더 많은 분야에서 적용될 수 있도록 해당 기술을 더욱 발전시키겠다”고 밝혔다. 이번 연구는 DGIST 로봇공학전공 하정대 석박사통합과정생이 제1저자로 참여했으며, 국제학술지 사이언스의 자매지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 7월 9일자 온라인 게재됐다.

국내 연구진이 최근 주목받는 메타버스 기술에 적용가능한 인공감각 시스템을 개발하는데 성공했다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 고려대 전자정보공학과, 한양대 신소재공학부 공동연구팀은 메타버스, 가상(VR)·증강(AR)현실에 적용할 수 있는 인간 피부-신경모사형 인공감각 인터페이스 시스템을 개발했다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 전자공학 분야 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’에 실렸다. 사람은 다양한 유형의 촉각 수용기를 통해 압력, 진동, 마찰 등 정보를 조합해 촉각을 느끼기 때문에 메타버스나 가상증강현실은 물론 인공피부, 로봇형 의수나 의족에 활용되는 인공감각 시스템을 개발하려는 시도는 많이 있었지만 실제 사람의 감각기관처럼 만들기는 쉽지 않았다. 연구팀은 압력은 전기신호로 바꿀 수 있는 압전재료와 압전 저항성 재료를 조합해 전자피부를 만들었다. 연구팀이 개발한 전자피부는 피부내 압력을 감지할 수 있는 ‘늦은 순응 기계적 수용기’와 진동을 감지하는 ‘빠른 순응 기계적 수용기’를 동시에 흉내낼 수 있다. 연구팀은 이런 복합 촉각센서 전자피부를 실제 신경패턴에 기반한 신호변환 시스템과 연결시켰다. 연구팀은 이 과정에서 생체 내 반응을 최대한 흉내내기 위해 실제 감각신경에서 나타나는 신호를 측정해 함수화하는 방법을 사용했다.연구팀은 이렇게 만든 시스템을 생쥐에게 적용한 결과 인공 감각 시스템에서 발생한 신호가 왜곡없이 생체 내에 전달되고 근육반사 작용 같은 생체감각 관련 현상을 구현할 수 있다는 것을 확인했다. 또 지문구조로 만든 감각시스템을 20여 종류의 직물과 접촉시킨 뒤 인공지능 심층학습 기법으로 직물의 질감을 99% 이상 분류할 수 있고 학습된 신호를 바탕으로 사람과 동일하게 예측이 가능하다는 것을 확인했다. 카이스트 바이오및뇌공학과 박성준 교수는 “이번 연구는 실제 신경신호의 패턴학습을 바탕으로 감각시스템을 구현했다는데 의미가 크다”라며 “기존보다 좀 더 현실적인 감각을 표현할 수 있을 뿐만 아니라 다른 감각 시스템들과 결합해 더 큰 시너지 효과를 낼 수 있을 것”이라고 설명했다.