터키 남동부 샨르우르파주(州)에는 1만1500년 전인 기원전 9500년부터 건축되기 시작한 인류 최초의 신전으로 추정되는 괴베클리 테페 유적이 있다. 당시 인류는 정착 농경 생활이 아닌 수렵 생활을 했기에 많은 고고학자는 오랫동안 왜 이런 거대 유적을 세울 필요가 있었는지를 두고 고민해 왔다. 그런데 이 신석기 유적에 관한 최신 연구는 고고학자의 고민을 더욱더 가중하는 결과를 낳고 말았다. 이 유적의 단위인 원형 구덩이의 위치를 건축학적인 방법으로 분석한 결과, 초기에 지어진 세 구덩이의 각 중앙 지점은 완벽한 정삼각형을 그리는 것으로 나타났기 때문이다. 이는 이 유적을 설계한 건축자에게 삼각형에 관한 상당히 정확한 지식이 있었다는 점을 시사한다. 그렇다면 대체 이 유적을 누가 설계했다는 것일까. 괴베클리 테페 유적을 둘러싼 미스터리기존 상식으로는 피라미드와 같이 거대한 유적이 건설되려면 인간의 정착화와 농경의 시작이 필요하다. 그리고 조직적인 건축 작업을 하기 위해서는 지도자로서의 왕과 같은 집권적 존재와 노동자에 대한 안정적 식량 공급이 필수인데 이 두 요소를 충족할 수 있는 것은 농경 문명뿐인 것으로 여겨졌다. 사실 괴베클리 테페 유적에 존재하는 거대한 수십 t의 돌기둥을 세우려면 최소 500명이 넘는 인력을 집중적으로 투입해야 하는 것으로 추산되고 있었다. 하지만 이 시대 터키 남동부의 인류는 기본적으로 수렵 생활을 했고 농경 생활은 극히 제한적이었다. 따라서 기존에는 괴베클리 테페 유적의 초기 건축물을 수렵 생활을 하던 여러 사람이 세대와 부족을 넘어 계속해서 만들어가는 방법으로 완성한 것으로 결론지었다. 또 조직적인 건설에는 신관과 같은 종교적 지도자가 선출됐을지도 모른다. 하지만 어떤 가설도 결정적인 근거는 부족했다. 대규모 노동자를 차출할 정도의 지도력을 지닌 신관의 존재는 농경 문명에서나 가능했다. 괴베클리 테페 유적의 주변은 티그리스 유프라테스강에 우선할 정도로 농경에 적합한 지역은 아니었다. 괴베클리 테페의 초기 유적은 고도의 기하학적 지식으로 만들어졌다하지만 새롭게 진행한 이번 연구에서는 이 문제를 더욱더 난해하게 할지도 모른다. 이스라엘 텔아비브대 길 해클리 연구원과 아비 고퍼 교수가 이끄는 연구진은 이번 연구를 통해 괴베클리 테페의 초기 유적은 단일 계획 아래에서 한꺼번에 세워졌다고 주장했다. 근거가 된 부분은 초기 유적의 단위인 움푹 파인 곳에 세워진 돌기둥의 위치이다. 건축학적인 방법으로 구덩이 가운데 놓인 돌기둥의 위치를 분석한 결과, 공개된 그림에서처럼 세 개의 원형 울타리(B, C, D)와 각 돌기둥의 관계가 밑변(노란색 선)이 되는 선의 수직선(파란 점선)을 바탕으로 완벽한 정삼각형을 그리는 것으로 나타났다. 이 근거가 맞는다면 초기 유적은 하나의 계획성을 지니고 지어진 것이 된다. 그리고 유적의 건설을 지휘한 사람은 기하학적 형상에 관한 고도의 지식을 갖고 있었던 것이다. 하지만 문자조차 존재하지 않는 수렵 생활을 했던 인류가 어떻게 삼각형의 법칙을 이해하고 고도의 측량을 바탕으로 도형을 그려냈는지는 알 수 없다. 돌기둥에 새긴 동물은 무엇을 의미할까또 이 유적이 계획성 있게 한꺼번에 건설된 경우 필요 인력은 최소 500명에서 최대 수천 명으로 치솟는다. 따라서 이들 연구자는 괴베클리 테페의 초기 유적이 수렵 생활을 하던 인류 자원의 거의 한계치를 투입해서 만든 것이라고 결론지었다. 하지만 어떤 이유로, 또 누가 수렵 생활을 하던 인류 부족을 하나로 묶어 그 자원과 노동력을 한계까지 공출시켰는지는 알 수 없다. 다만 그 정도의 노동력과 자원을 투입한 초기 유적도 탄소 측정을 사용한 분석을 통해 1000년 뒤쯤인 기원전 9000년 전후 버려진 것으로 나타났다. 또 이 시대에는 문자가 존재하지 않았으므로 유적이 만들어진 이유도 알 수 없다. 읽을 수 있는 유일한 정보는 돌기둥에 기록된 여러 동물의 조각뿐이다. 돌기둥에는 사자와 소, 멧돼지, 여우, 가젤 그리고 당나귀와 같은 포유류, 뱀과 기타 파충류, 곤충을 비롯해 거미 등 절지동물 그리고 새(특히 독수리, 조장문화가 있었다)가 그려져 있다. 오늘날 황폐한 땅에 불과한 괴베클리 테페 주변도 1만1500년 전에는 숲이 펼쳐져 있어 많은 동물이 있었다. 수렵 생활을 하던 인류에게 동물은 더 친숙한 존재였을 것이다. 미래에 이들 동물에게서 뭔가 단서를 얻을 수 있을지도 모른다. 자세한 연구 결과는 동료검토 학술지 ‘케임브리지 고고학 저널’(Cambridge Archaeological Journal) 30권 제2호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

손목 골절 환자의 경우 골다공증을 적극적으로 관리하면 이후 대퇴와 척추 골절 등 추가 골절에 대한 위험이 감소한다는 사실이 확인됐다. 분당서울대병원 관절센터(정형외과) 공현식 교수팀은 손목 골절 환자를 대상으로 연구를 진행, 골다공증 관리여부에 따라 향후 추가 골절의 발생 빈도에 차이가 있다는 결과를 국제 학술지 ‘Osteoporosis International’에 발표했다. 연구팀은 분당서울대병원 정형외과에서 손목 골절로 치료받은 총 1057명의 환자에 대해 4년간 후속 골절 발생 여부를 추적 관찰했다. 환자의 85%인 895명이 여성이었으며 평균연령은 70.3세였다. 연구 대상자의 후속 골절에 대해 분석한 결과, 평균 약 2년 반(29개월)만에 27명(2.6%)의 환자에서 추가적인 대퇴 및 척추 골절이 발생한 사실이 확인됐다. 또한 골다공증의 관리 여부에 따라 골다공증을 잘 관리한 그룹에서는 추가 골절 빈도가 1.9%, 그렇지 않은 그룹에서는 5.4%로 골다공증을 잘 관리하면 추가 골절 위험도가 65% 감소되는 것으로 나타났다. 특히, 대퇴 골절의 경우에는 ‘골다공증을 관리한 그룹’ 0.4%에 비해 ‘골다공증을 관리 하지 않은 그룹’ 2.9%로 골다공증 관리가 추가적인 대퇴 골절 위험도를 86%나 감소시킨 결과를 보였다.골다공증 골절이란 약해진 뼈로 인해 넘어지거나 엉덩방아를 찧는 등 가벼운 외상에 의해 야기될 수 있는 골절인데, 대표적으로 손목, 척추, 대퇴(고관절) 골절이 있다. 그중 손목 골절은 여성의 경우 평생 12명 중 한명은 경험한다는 보고가 있을 정도로 흔하게 나타나며, 50대부터 60대 초반의 여성에서 가장 많이 발생한다. 하지만 실제로는 골절 발생 후에도 골밀도 검사 및 골다공증 약물 치료 등 골다공증에 대한 관리가 제대로 이뤄지지 않고 있다. 공 교수는 “비교적 이른 연령대에 발생할 수 있는 손목 골절은 골건강에 대한 적신호”라며 “손목 골절이 발생한 이후라도 골 건강에 주의를 기울인다면 향후 대퇴, 척추 골절과 같이 치료 과정이 힘들고 사망률이 높은 골절에 대한 위험성을 감소시킬 수 있다”고 전했다. 그는 또 “이번 연구는 손목 골절 이후 적극적인 골다공증 관리가 추가 골절 예방에 얼마나 효과적인지 구체적인 데이터를 통해 제시한 점에 의의가 있을 뿐만 아니라 환자와 의료진 모두에게 치료에 대한 확신을 주는 계기가 될 것”이라고 덧붙였다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

‘공룡의 제왕’ 티라노사우루스(티렉스)가 전력질주 보다는 빠르게 걷기를 선호하는 '걷기왕'이었다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 미국 사우스다코타에 있는 마운트마티칼리지 연구진은 지금까지 발견된 수각아목 공룡(육식성이며 두 발로 보행) 70여 종의 화석을 정밀 분석했다. 수각아목 공룡에는 티라노사우루스뿐만 아니라 날렵하고 사납기로 유명한 벨로키랍토르와 알로사우루스 등이 포함돼 있다. 연구진이 이 공룡들의 사지 비율과 체질량, 걸음걸이에 대한 데이터를 분석한 결과 중소 규모의 공룡들은 다리가 길수록 더 빨리 움직이는 것이 가능하지만, 티라노사우루스 등 몸집이 큰 공룡들은 긴 다리가 신체 에너지를 효율적으로 이용하는데 도움을 줬다는 사실이 확인됐다. 연구진에 따르면 티라노사우루스와 같은 포식자가 사냥을 할 때 빨리 뛰는 것도 중요하지만, 대부분의 에너지는 사냥감을 찾기 위해 돌아다닐 때 주로 사용된다. 따라서 덩치가 큰 이러한 공룡들은 작은 공룡들처럼 빨리 움직이지 않는 대신, 비교적 빠른 속도로 걷는 것이 신체 에너지를 더욱 효율적으로 쓰는 방법일 수 있다. 연구진은 수각아목 공룡에게서 특별한 다리의 진화를 찾아보긴 어려웠지만, 대신 몸집에 따라 각기 다른 방식으로 진화했다는 사실을 확인했다. 예컨대 중소형의 다리가 긴 공룡의 경우 더 빨리 달려서 사냥하는 방식으로 진화했다면, 몸무게가 톤 단위인 큰 공룡의 경우 최고 주행속도가 몸집에 의해 제한되기 때문에 뛰는 것보다는 걷는 것이 에너지 효율 면에서 더욱 유리하다. 연구진은 “긴 다리를 움직일 때 더 낮은 속도로 움직일 경우 에너지 소비 측면에서 효율성을 높일 수 있으며, 위험하고 시간 소모적인 사냥을 할 때 이러한 효율성이 매우 크게 작용했을 것으로 보인다”고 밝혔다. 이어 “천적이 없었던 최고의 포식자인 티라노사우루스와 같은 대형 공룡에게는 일평생이 ‘단거리 전력질주’가 아닌 ‘마라톤’과 같았을 것이다. 다리가 팔에 비해 불균형 적으로 긴 것도 사냥 능력과 관련된 진화적 특성일 수 있다”고 덧붙였다. 연구진은 티라노사우루스 등 공룡이 멸종된 후 현대에서도 일부 포유류에게서 사지(四肢)의 길이와 속도, 에너지 효율 면에서 유사한 특징이 발견되고 있다고 설명했다. 오늘날 가장 큰 육상 포유동물인 흰코뿔소와 코끼리의 경우, 이들의 달리기 최고기록은 사지 길이가 더 짧은 작은 동물들보다 훨씬 뒤쳐진다. 이러한 특징은 과거 티라노사우루스 등 몸집이 큰 공룡들이 전력질주보다 마라톤을 선호했던 것과 유사한 이유라고 전문가들은 보고 있다. 자세한 연구결과는 국제 학술지 플로스원(PLOS ONE) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

65세 이후까지 행복한 결혼생활을 유지하는 것이 건강을 지키는데 긍정적인 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 하와이대학 연구진은 유럽 알바니아와 남미 브라질, 콜롬비아의 65~74세 성인 1193명을 대상으로 연구를 진행했다. 이들의 결혼 여부와 행복도, 심리적 안정수준과 운동량 등 생활 전반에 대한 조사를 진행한 결과 인생의 동반자와 안정적인 관계 및 끈끈한 유대감을 유지한 사람들은 홀로 사는 독신자에 비해 규칙적인 신체활동을 할 가능성이 높다는 사실이 확인됐다. 규칙적인 신체활동에는 부부가 함께 스포츠 수업을 듣기 위해 이동하는 긴 시간의 산책도 포함돼 있으며, 부부가 몸과 마음을 건강하게 유지하기 위해 서로를 돕는 친구로서의 역할도 해주면서 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 연구진에 따르면 긍정적인 결혼생활을 유지하는 노인들은 독신자에 비해 신체활동이 일주일에 150분 이상 많은 것으로 나타났다. 전문가들은 상당한 수준의 활동량을 유지하는 것이 노년의 건강에 도움이 되며, 더 나아가 삶의 다른 측면에도 긍정적인 영향을 주는 것으로 보인다고 분석했다. 이밖에도 교육수준이 높을수록, 친구가 많을수록 정기적인 신체활동에 참여할 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다. 반면 연구에 참가한 사람 중 우울증을 앓고 있는 사람과 여성은 정신적으로 건강한 사람과 남성에 비해 신체 활동에 덜 참여하는 것으로 드러났다. 연구진은 60대 중반부터는 정신건강 문제가 증가할 가능성이 있지만, 걷기 등의 가벼운 신체활동을 이어간다면 매우 안전한 방법으로 우울증을 예방하는데 효과가 있다고 전했다. 연구 공동 저자인 캐서린 퍼클 박사는 “이번 연구는 노인과 타인의 접촉 중요성 및 사회적 고립감의 위험성을 보여준다. 사회적 고립을 경험하는 노인들은 우울증과 인지기능 저하 등 부정적인 결과를 맞이할 위험이 크다”면서 “우리는 (코로나19 사태로 인한) 공중 보건 지침을 준수하는 동시에 신체 활동과 사회적 관계를 유지하는 혁신적인 방법을 찾아야 한다”고 강조했다. 자세한 연구결과는 미국에서 발행되는 학술지 ‘노화와 운동 저널’(Journal of aging and physical activity) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

태양과 같은 별 '케플러-88'을 공전하는 헤비급 챔피언인 행성 '케플러-88c'는 더 이상 '케플러-88 시스템'에서 중력의 신인 외계행성이 아닌 것으로 밝혀졌다. 최근 이 항성 시스템에서 새로 확인된 외계행성이 태양계 최대 행성인 목성보다 무려 3배에 이르는 질량을 가진 것으로 알려졌다. 하와이 마우나 케아의 케크 천문대에서 수집한 6년 간의 데이터를 기반으로 하와이 대학 천문연구소(UH IfA)는 세 번째 외계행성 궤도의 케플러-88d를 새롭게 발견했다. 이 외계행성은 4년 주기로 모항성 케플러-88 둘레를 천천히 공전한다. UH IfA의 베아트리체 왓슨 패런트 박사후 연구원인 로렌 바이스 대표저자가 이끄는 연구팀은 구경 10m 케크 망원경에 부착된 고해상도 HIRES(High-Resolution Echelle Spectrometer) 장비를 이용해 이번의 획기적인 발견을 일구어냈다. 바이스 대표저자는 “목성 질량의 3배에 달하는 케플러-88d은 ‘왕’이라 불리는 목성 질량의 케플러-88c보다 케플러-88 항성계의 역사에 더 큰 영향을 미쳤을 것"이라면서 "아마도 케플러-88d는 이 행성 제국의 새로운 황후일 것"이라고 밝혔다. 지구에서 1200광년 떨어져 있는 거문고자리의 케플러-88 시스템은 2013년에 2개의 외계행성이 발견된 이래 천문학자들로부터 주목을 받아왔다. 2개의 외계행성 중 더 큰 케플러-88c는 형제인 기체행성 케플러-88b와 함께 모항성 주위를 공전하면서 긴밀한 상호작용을 하는 것으로 보인다. 외계행성 케플러-88b는 11일마다 궤도를 일주하는데, 이는 케플러-88c의 궤도 일주에 비해 딱 절반에 해당한다. 케플러-88c는 케플러-88b보다 20배 더 무겁기 때문에 두 행성이 서로 궤도를 쓰쳐지날 때 더 큰 행성의 중력이 안쪽을 도는 케플러-88c에 강한 중력을 행사해 궤도에 영향을 미친다. 다시 말해, 케플러-88b가 궤도를 두 차례 돌 때마다 덩치 큰 형제에 의해 펌핑된다고 케크 천문대는 밝혔다.천문학자들이 관찰한 이같은 현상은 이른바 ‘평균 운동 공명’으로 알려진 기이한 역학으로, 바이스 연구팀에 따르면, 시계 방식으로 행동하는 것처럼 보이는 두 궤도의 상호작용은 그네 탄 아이를 밀어주는 부모와 비슷하다. 현재는 퇴역한 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경(연료 부족으로 2018년 10월 30일 공식적으로 작동중단)의 도움으로 케플러-88 시스템에서 행성의 정밀한 궤도 타이밍이 얻어졌다. 케플러 망원경은 외계행성이 모항성 앞을 지날 때 나타나는 광도 변화를 포착하는 트랜싯 기법으로 외계행성을 발견하며, 이 방법으로 이동 시간 변동 값을 얻을 수 있었다. 태양계의 경우 목성이 중력의 왕으로, 고리를 두른 토성의 2배, 지구의 300배나 되는 질량을 자랑한다. 따라서 목성의 움직임은 다른 태양계 천체들은 물론, 심지어 수십억 년 전 지구에 물을 가져다준 혜성 무리에까지 중력적 영향을 미친다. 바이스 박사는 케플러-88d가 새로 형성된 암석 행성에 물을 함유한 혜성들을 향하게 하는 데 영향을 미치는지 여부는 연구팀에게 중요한 사항이라고 밝혔다. 자세한 연구 성과는 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호(4월 29일자)에 실렸다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

모든 이들이 그렇지는 않지만 다리가 긴 사람은 보폭이 넓어 달리기나 걷기에서 그렇지 않은 사람보다 유리하다. 중생대 백악기 말에 살았던 티라노사우루스가 최강 육식공룡으로 자리잡을 수 있었던 것도 ‘롱다리’ 덕분이었다는 연구결과가 나왔다. 미국 마운트마티대 생물학과, 메릴랜드대 지리학과, 국립자연사박물관 고생물학부, 서던캘리포니아대 의대 통합해부학과, 캐나다 맥길대 자연사박물관 공동연구팀은 티라노사우루스가 큰 덩치에도 불구하고 최강 공룡으로 자리매김할 수 있었던 것은 ‘롱다리’ 때문이라고 17일 밝혔다. 긴 다리가 하루 종일 먹이를 찾아 헤맬 때 에너지효율적으로 이동할 수 있게 도와줬다는 설명이다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 14일자에 실렸다. 연구팀은 70종 이상의 수각류 공룡의 사지비율 체질량, 걸음걸이에 대한 데이터를 수집했다. 이를 바탕으로 연구팀은 공룡의 최고 속도와 걸을 때 속도와 에너지 소비량을 추정했다. 수각류 공룡은 2족 보행을 한 공룡으로 거의 대부분이 육식성이다. 그 결과 몸무게가 1000㎏에 못 미치는 중소형 수각류들은 다리가 길면 달리기 속도가 더 빨라진다는 것을 확인했다. 반면 1t이 넘는 대형 수각류의 경우 최고 달리기 속도는 신체 크기에 의해 제한되지만 다리가 길어지면 걸을 때 소모되는 에너지양이 적어진다는 것을 연구팀은 밝혀냈다. 티라노사우루스 같은 거대 육식공룡들은 단거리 스프린터가 아닌 마라토너 라는 말이다. 거대 육식공룡에게서는 지구력과 에너지효율성을 고려해 다리가 길어진 것이라는 설명이다.백악기 말 사실상 천적이 없었던 티라노사우루스는 빠르게 달리는 것보다 천천히 어슬렁거리다가 먹잇감을 봤을 때 순간적인 속도로 낚아챘다는 것이다. 현재 지구에서 가장 빠른 동물로 알려진 치타처럼 계속 빠른 속도로 이동하는 것이 아니라 평소에는 어슬렁거리며 에너지를 축적했다가 먹잇감을 발견했을 때 폭발적인 속도를 내는 것과 같은 원리이다. 토머스 홀츠 주니어 메릴랜드대 교수(고생물학)는 “육식공룡들은 먹는 시간보다 먹이를 찾는데 많은 시간을 소비하기 때문에 이동을 할 때도 에너지효율을 고려하지 않을 수 없다”라며 “먹이를 찾아 헤메는 동안 적은 에너지를 소비할 수 있도록 롱다리로 진화한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람은 죽어서 이름을 남긴다지만 아프리카에 살았던 고대 인류는 자신의 흔적을 발자국으로 남겼다. 지난 14일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 탄자니아 북부 엔가레 세로라 불리는 마을 인근에서 역대 가장 많은 규모의 고대 인류 발자국이 발견됐다고 보도했다. 지금으로부터 5760년 전에서 최대 1만9100년 전에 새겨진 것으로 추정되는 이 발자국들은 총 408개로 17명의 흔적이 담겨있다. 연구팀은 이중 14명은 성인 여성, 2명은 성인 남성, 나머지 1명은 청소년으로 분석했으며 함께 팀을 이뤄 식량을 찾아다닌 것으로 해석했다. 연구를 이끈 채텀대학 생물학과 캐빈 하탈라 교수는 "아프리카에서 발견된 인류의 화석 기록 중 가장 많은 발자국이 수집된 사례"라면서 "발자국은 보존이 힘든 희귀한 연구자료로 과거를 직접 볼 수 있는 창"이라고 의미를 부여했다.이어 "발자국 크기와 보폭, 방향 등을 분석한 결과 성인 여성들이 주도하는 그룹이 만들어 낸 것으로 먹을 것을 찾는 과정으로 보인다"면서 "그 당시 남성들이 어떤 역할을 했는지 모르지만 수렵채집 환경에서 여성들이 사냥에서 더 높은 비중을 차지했을 가능성이 높다"고 설명했다. 그렇다면 이 발자국은 어떻게 지금까지 온전한 상태로 남아있을 수 있었을까? 이는 지역적 특수성 때문이다. 지역이 고원에 위치해 매우 건조하고 인근에서 날아온 화산재가 발자국 생성 후 곧바로 덮어버려 상태가 매우 좋은 것. 곧 당시 인류가 진흙을 밟았고 이 위에 화산재가 덮힌 후 마치 콘크리트처럼 단단히 굳어버려 학술적 기록이 된 셈이다. 한편 앞서 지난 2016년에도 애팔래치아 주립대 연구팀이 엔가레 세로에서 1만~1만9000년 전 인류의 발자국을 무더기로 발견한 바 있어 이 지역은 고대 인류 발자국의 성지가 됐다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트‘(Scientific Reports) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

1950~60년대 냉전시절 미국이나 소련, 중국 등은 핵폭발로 인해 발생하는 낙진이나 인간이나 생태환경에 미칠 수 있는 영향을 무시하고 공공연하게 지상 핵실험을 실시했다. 그런데 냉전 중 지상핵실험이 폭발장소에서 수 천㎞ 떨어진 장소의 기상 패턴을 변화시켰을 것이라는 연구결과가 나왔다. 영국 레딩대 기상학과, 베스대 전기전자공학과, 브리스톨대 항공우주공학과 공동연구팀은 1950~1960년대 미국과 소련이 시행한 핵실험에서 방출된 전기전하가 당시 비구름에 영향을 줘 수 천 ㎞ 떨어진 곳의 강수량을 늘렸다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 13일자에 실렸다. 냉전 시절에는 미-소 양국은 군사적 능력을 과시하기 위해 핵무기를 개발해 지상에서 핵실험을 실시했다. ‘원자폭탄의 주(州)’로 불려진 네바다의 사막이나 태평양, 극지에 위치한 외딴 섬에서 지상실험을 했는데 낙진과 같은 방사성물질은 대기권 전체로 퍼져나갔던 것으로 알려져 있다. 방사능은 공기를 이온화시켜 전하를 방출하는데 주변의 원자나 분자에 부딪쳐 더 많은 전하입자를 만들게 된다. 이렇게 만들어진 전하입자들은 대기 중 먼지, 그을음, 물방울을 응집시켜 비처럼 땅에 떨어지도록 만든다. 연구팀은 실제로 지상핵실험이 강우량에 변화를 줄 수 있는지에 대해 파악하기 위해 1962~1964년까지 런던 인근 큐지역과 셰틀랜드 제도의 레릭에 위치한 영국기상청 관측소 기록을 분석했다. 특히 셰틀랜드 레릭지역은 스코틀랜드에서 북서쪽으로 300마일 이상 떨어져 있어서 다른 인위적 오염원의 영향을 받지 않아 탐지하기 어려운 강수영향을 관찰하기 좋은 곳으로 알려져 있다.그 결과 지상 핵실험 실시 직후가 그렇지 않은 때보다 강수량이 24% 정도 높은 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 대기 중 전하는 구름 속 물방울이 충돌하고 결합하는 방식을 바꿔 물방울 크기에 영향을 미치고 결국 강수량에 영향을 미치게 된다. 길스 해리슨 레딩대 교수(기후물리학)는 “이번 연구결과는 화학물질을 사용하지 않고 전하가 어떻게 강수에 영향을 미치는지를 보여줌으로써 가뭄을 줄이거나 홍수를 예방할 수 있는지를 보여준다”라며 “우주선(線)의 영향으로 만들어진 전하 입자로 대기가 채워져 있는 목성과 해왕성 같은 외계행성의 날씨 패턴을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식사를 마친 뒤 커피 한 잔은 당연한 코스처럼 받아들여지고 있다. 전 세계적으로 연간 커피 생산량은 700만t에 이르는 등 가장 많이 소비되는 음료 중 하나로 꼽히기도 한다. 미국 세인트루이스 워싱턴대 의대, 텍사스대 보건대, 미네아폴리스 아동병원, 요르단 요르단대학병원, 오스트리아 비엔나의대, 캐나다대 캘거리대 의대, 영국 앵글리아 러스킨대 공동연구팀은 하루 커피 2~3잔을 마시는 여성은 술을 마시지 않는 여성보다 체지방은 물론 복부지방도 낮다는 사실을 확인하고 식품영양학 분야 국제학술지 ‘영양학 저널’ 15일자에 발표했다. 연구팀은 미국 질병통제예방센터(CDC)에서 실시한 국민건강영양조사 결과를 활용해 하루 섭취한 커피의 양과 체지방지수(BMI)와 복부지방과의 상관관계를 조사했다. 그 결과 20~44세 여성 중 하루 2~3잔 커피를 마신 사람들은 그렇지 않은 사람보다 3.4% 정도 복부지방과 체지방지수가 낮았다. 또 45~69세 여성들 중에서 하루 3~4잔의 커피를 마신 여성들은 그렇지 않은 사람보다 지방이 4.1% 적었다. 전체적으로 하루 2~3잔의 커피를 마시는 모든 여성들 사이에서 평균 체지방지수는 2.8% 낮은 것으로 확인됐다. 남성의 경우 하루 2~3잔씩 마시는 사람들이 그렇지 않은 사람보다 체지방지수는 1.3%, 복부지방은 1.8% 적은 것으로 조사됐다. 연구팀은 커피 속 카페인이 적은 디카페인 커피에서도 똑같은 효과가 나타났다고 설명했다. 커피 속 카페인 때문에 나타나는 영향이 아니라는 설명이다. 실제로 커피가 건강에 도움을 주는 여러 효과가 있기는 하지만 관절이 약해진다든지 뇌혈관질환을 일으킬 수도 있다는 연구결과도 나오고 있는데 이는 카페인 때문으로 알려져 있다. 리 스미스 앵글리아 러스킨대 교수(공중보건학)는 “이번 연구는 카페인 이외에 커피 속 여러 성분들이 항비만제로 작용할 수 있다는 것을 보여주고 있다”며 “비만으로 인한 각종 만성질환도 커피를 마심으로써 예방할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

남미 국가인 에콰도르에서 특이한 사례로 집단 폐사한 것으로 추정되는 고대 나무늘보의 화석이 대거 발견됐다. 최근 라이브사이언스 등 과학매체에 따르면, 이들 고대 나무늘보의 화석은 탕크 로마라고 불리는 한 발굴지에서 함께 나왔다.땅늘보(학명 Eremotherium laurillardi)라고 불리는 이들은 플라이스토세 후기(약 260만 년 전부터 1만1700년 전 사이)에 살았다. 이 시기는 혹독한 기후 변화로 많은 포유류가 멸종한 마지막 빙하기였지만 이번에 화석으로 나온 고대 나무늘보들의 집단 사인은 그런 원인과 전혀 관계가 없는 것으로 밝혀졌다. 미국과 에콰도르의 연구자들이 공동으로 진행한 이번 연구에서는 고대 나무늘보가 자신들의 배설물 탓에 죽은 것으로 나타났다. 고대 나무늘보는 오늘날 나무늘보와 달리 몸길이 3~8m, 몸무게 3t에 달하는 거구였기에 나무 위가 아니라 땅 위에서 살았다. 이들은 3500만 년 전 남미에 출현해 마지막 빙하기에 이르러 다른 대형 포유류와 함께 멸종했다. 일부 전문가는 대형 포유류의 멸종이 초기 인류의 수렵이 원인이었다고 주장하지만 또다른 전문가들은 빙하기 기후가 원인이었다고 말한다. 따라서 이 종 전체의 멸종 이유는 이와 같은 두 가설이 유력하다. 그런데 이번에 나온 고대 나무늘보들이 죽은 이유는 이런 이론이 아니었다는 것이다.발굴 조사에서는 총 575개의 뼛조각이 발견됐고 그중 유년기부터 성년기까지 총 22마리의 나무늘보가 죽어 섞인 것으로 확인됐다. 이들의 서식 연대는 2만3000년 전부터 1만8000년 전 사이로 한 무리에서 생활한 것으로 추정된다.또 이 연구에서는 화석이 된 뼈 주변의 토양과 식물에 대해서도 조사했다. 그 결과 해당 지역은 한때 식물이 번성한 습지였던 것으로 밝혀졌다. 게다가 화석화한 식물에는 이들 나무늘보가 씹던 것으로 보이는 자국이나 소화된 흔적도 남아있다. 그런데 이 중에서도 연구자들이 가장 주목한 부분은 식물과 토양에 나무늘보의 배설물이 잔뜩 포함돼 있던 것이었다. 이는 이들 포유류가 습지를 배설 장소로도 썼다는 점을 시사한다. 이에 대해 연구진은 “고대 나무늘보는 오늘날 하마처럼 습지에 들어갔을 것”이라면서 “하마는 벌레를 막고 더위를 식히려는 방법으로 진흙 속에 몸을 담그는 행동을 좋아하기 때문”이라고 설명했다. 그런데 하마는 진흙탕 속에서도 배변 활동을 해서 그곳은 대변으로 가득 찰 수 있다. 따라서 대변으로 오염된 식물이나 흙탕물이 입으로 들어가 병에 걸리는 사례가 오늘날에도 보고되고 있다. 아마 고대 나무늘보들 역시 이와 같은 운명을 걸었을지도 모른다. 대변에 들어있는 병균 탓에 집단 폐사라는 비참한 최후를 맞았다는 것이다. 어쩌면 오늘날 나무늘보보다 크고 먹는 양이 많아진 것도 이런 비극의 계기가 됐을지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘고지리, 고기후, 고생태학’(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology) 최신호(4월 15일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

신종 코로나바이러스감염증(코로나19)가 고양이 사이에서 감염될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 13일(현지시간) CNN방송에 따르면 미국 위스콘신대와 일본 도쿄대 연구진의 연구를 인용해 고양이과 동물들이 크기와 상관없이 코로나19에 감염될 수 있다는 사실이 확인됐다고 전했다. 연구진은 코로나19에 감염된 고양이와 감염되지 않은 고양이를 함께 수용한 뒤 경과를 살펴본 결과, 미감염 고양이들이 모두 감염된 사실을 확인했다. 실험에 이용된 고양이 모두 발열이나, 체중 감소 등의 증상을 보이지 않는 것으로 나타났다. 연구진의 연구 결과는 국제학술지 ‘뉴 잉글랜드 저널 오브 메디신’(New England Journal of Medicine)에 발표됐다. 연구진은 “코로나19의 다양한 경로를 통한 감염방지를 위해서는 인체 유입 경제에 대한 보다 나은 이해가 필요하다”고 밝혔다. 다만 미국 수의학회(AVMA)는 “현실에서도 고양이 간 전염이 잘 이뤄지는지는 불확실하다. 자연적으로 감염된 된 동물들이 사람에게 코로나19를 옮겼다는 증거는 없다”고 밝혔다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 “동물을 통한 코로나19의 감염 가능성은 크지 않지만, 여러 상황을 볼 때 사람을 통해 동물이 감염될 수 있다”며 “반려동물이 집 밖에서 다른 동물들과 상호작용하지 못하게 하고, 집 안에 환자가 발생하면 사람과 마찬가지로 반려동물 역시 격리시켜야 한다”고 권고한 바 있다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

국내 연구진이 생체분자를 순식간에 얼려서 움직임을 파악할 수 있는 기술을 활용해 안터지는 안전한 배터리의 비밀을 풀어냈다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부, 한양대 에너지공학과 공동연구팀은 황화합물 고체전해질 구조를 원자 단위에서 분석함으로써 터지지 않는 배터리의 비밀을 푸는데 성공했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 황화합물 고체전해질은 매우 민감해 내부 분자구조를 관찰하기 위해 전자빔을 조사하게 되면 쉽게 손상된다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 이 물질을 영하 170도로 순식간에 얼려 공기와 접촉을 차단하는 방법으로 손상없이 분자구조를 관찰할 수 있게 된 것이다. 이번에 활용한 극저온 투과현미경은 수용액 속 생화학 분자를 영하 200도 이하의 극저온 상태로 급냉각시켜 정밀관찰하는 기술로 최근에는 코로나19 바이러스의 모양을 밝혀내는데 활용되기도 했다. 리튬이온배터리에서 이온이 지나는 통로인 전해질은 주로 액체 상태이기 때문에 폭발위험성이 크다. 이 때문에 고체 전해질을 활용하려는 시도가 많은데 고체전해질은 이온이 이동하기 쉽지 않다는 단점이 있어 배터리 용량과 수명이 떨어지게 된다. 연구팀은 액체질소로 황화합물 고체전해질을 순식간에 영하 170도로 냉각시켜 극저온 투과전자현미경 분석을 실시했다. 순간 냉각했기 때문에 높은 에너지를 갖는 전자빔을 쏘아도 전해질이 손상되지 않게 된다. 연구팀은 다양한 성분을 조합한 황화합물을 합성한 다음 열처리 온도를 다르게 한 다음 이온전도도를 측정했다. 그 결과 이온 전도도가 가장 높은 물질은 극저온 투과전자현미경 분석법으로 관찰한 결과 육각형 모양의 원자 배열이 확인됐다. 이현욱 UNIST 에너지및화학공학부 교수는 “이번에 활용한 기술은 공기와 접촉했을 때 반응성이 커지는 리튬이온배터리를 좀 더 안전하게 만드는데 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “이는 2차전지 산업에 교두보 역할을 하고 바이오나 재료과학 산업 발전에도 기여할 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

5월 시작과 함께 때 이른 무더위가 시작됐습니다. 미국 해양대기관리청(NOAA), 영국 기상청 등은 올해가 1880년 현대적인 기상 관측을 시작한 이후 가장 더운 해가 될 가능성이 높을 것이라는 예측을 내놨습니다. 지금까지 역대 가장 더웠던 해는 ‘엘니뇨’의 영향으로 태평양 수온이 높았던 2016년입니다. 올해는 매우 이례적이게도 엘니뇨 영향을 받지 않는 상태에서 폭염이 발생할 것으로 예측되고 있는 것을 보면 지구온난화가 가장 큰 원인이라고 볼 수 있을 것입니다. 물론 여름철 폭염 여부는 장마 지속 기간과 북태평양 해수 온도 등에 좌우되는 만큼 현재로서 무더위를 전망하는 것은 의미 없을 수 있습니다. 날씨가 더워지면 에어컨과 시원한 청량음료를 찾는 사람들이 많습니다. 그런데 덥다고 음료수를 즐겨마시다간 심혈관질환을 앓게 될 가능성이 높다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 의대, 샌디에고주립대 보건대, 시티오브호프 의료센터, 애리조나주립대 보건대 공동연구팀은 하루에 설탕이 포함된 가당음료 한 캔이나 한 병 이상 마시는 여성은 그러지 않는 여성보다 심혈관질환을 앓게 될 확률이 최대 42%나 높다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘미국심장학회지’ 5월 13일자에 발표했습니다. 연구팀은 청량음료, 가당 생수나 차, 100% 과일주스가 아닌 가당 과일음료, 스포츠 음료를 설탕 포함 음료로 구분했습니다. 연구팀은 ‘캘리포니아 교사 연구’(CTS)라는 대규모 건강조사 데이터를 활용했습니다. CTS는 캘리포니아주 보건부에서 13만 3479명의 전현직 공립학교 교직원을 대상으로 암 발병률을 파악하기 위해 1995년 시작한 대규모 장기 역학조사입니다. 연구팀은 조사 시작 당시 심장병, 뇌졸중, 당뇨병을 앓았던 경험이 없는 10만 6178명을 선정해 매일 마시는 음료의 종류 및 양과 심혈관 질환 발병 여부를 추적 조사했습니다. 분석 결과 매일 설탕이 첨가된 과일음료를 한 캔씩 마시는 여성은 그러지 않는 여성에 비해 심혈관질환에 걸릴 가능성이 42%나 높은 것으로 나타났습니다. 콜라 같은 청량음료나 가당 생수나 차, 스포츠 음료를 매일 마시는 여성도 그러지 않는 사람들보다 심혈관질환을 앓게 될 확률이 23%나 높아진다고 합니다. 단 음료를 많이 마시는 여성은 체지방지수(BMI)가 정상보다 높고 채소나 과일, 견과류 등 음식 섭취량이 낮은 것으로 나타나기도 했습니다. 가당 음료는 혈중 포도당 수치를 빠르게 높이고 식욕을 과도하게 증가시켜 쉽게 비만으로 이어지도록 한다고 합니다. 혈당이 높아지면 인슐린 저항성과 체내 염증 지수가 높아져 동맥경화, 심장마비, 협심증, 뇌졸중 등 심혈관질환을 앓기 쉽게 만들기도 하지요. 설탕 대신 칼로리가 낮은 인공감미료가 포함된 음료가 가당 음료의 대안이 될 수도 있겠지만 인공감미료는 유익한 장내 미생물의 구성과 숫자를 줄이는 등 좋지 못한 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과들이 많습니다. 그 때문에 연구팀은 설탕, 인공감미료, 칼로리가 진짜 ‘0’인 물이 쉽게 접할 수 있는 건강한 음료라고 추천했습니다. 실내 온도를 낮춰 주는 에어컨은 침방울을 멀리까지 이동시킬 수 있기 때문에 코로나19 바이러스 전파의 또 다른 수단이 될 수 있다는 우려가 나오고 있습니다. 폭염 여부를 떠나 덥고 습한 계절 여름이 다가오고 있습니다. 무더위와 코로나19라는 강적과 싸워야 할 올여름은 그 어느 때보다 힘든 때가 될 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

차의과학대학교 분당차여성병원 류현미 산부인과교수가 2020년도 대한민국의학한림원 정회원에 선출됐다. 대한민국의학한림원은 우리나라 의학의 지속적인 발전과 국민 건강 증진을 위해 지난 2004년 창립된 국내 의료계 최고 석학 단체이다. 정회원이 되기 위해서는 전문영역의 연구경력 20년 이상, SCI급 학술지 논문 게재 등 엄격한 심사기준을 통과해야 한다. 산전 유전진단 분야 권위자로 알려진 류 교수는 임신부의 혈액을 이용하여 임신중독증과 태아의 유전질환 검사법 등에 대한 산전 진단 연구분야의 초석을 마련했다. 또한 2019년 국내 최초로 대한모체태아의학회 주관 한국형 산전진단 임상진료지침 발간에 총책임을 맡으며 산부인과 기초 연구와 임상연구의 통합적 발전에 기여하고 있다. 류 교수는 “국내 고위험 임신 증가에 따른 산전관리 인프라 구축과 산전 희귀질환 유전상담과 진단 극복을 위한 다양한 연구와 학술적 교류를 통해 산전 유전진단의 연구와 치료 수준을 세계 최고 수준으로 이끌어 나가기 위해 최선을 다하겠다”고 말했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

지난 2019년 국내에 공식 지사를 설립해 남성 전용 카페인 샴푸 ‘알페신’을 선보이고 있는 닥터볼프의 여성샴푸 ‘플란투어(Plantur)’가 전국 주요 올리브영 매장 및 트레이더스 전 지점에 공식 입점했다. ‘플란투어’는 115년 전통의 독일 코슈메티컬 전문기업 ‘닥터볼프(Dr. Wolff)’ 그룹이 출시한 여성 전용 카페인 헤어 제품으로, 닥터볼프는 유럽을 넘어 뉴욕, 홍콩 등 전 세계 50개국 이상에 진출해 있다. 지난 4월부터 전국 주요 올리브영 매장엔 플란투어39와 플란투어21을, 트레이더스 전 지점엔 플란투어 39를 순차 입점하며 온∙오프라인 유통 채널 확대에 박차를 가하고 있다.플란투어는 공식 입점을 기념해 2059여성 300명을 대상으로 실시한 ‘여성 모발 고민’ 관련 설문조사 결과를 발표했다. 최근 닥터볼프 코리아가 진행한 ‘여성 모발 고민’ 관련 설문조사에 결과를 살펴보면 2059 여성 300명 중 중 82.3%가 윤기 없는 모발, 가늘고 힘 없는 모발, 줄어든 머리 숱 등 모발 및 두피에 대한 고민을 가지고 있다고 답했다. 여성들은 모발 고민에 대한 원인으로 ▲공부, 취업, 직장생활 등에서 오는 스트레스(28.3%) ▲임신, 출산, 육아에 따른 신체 변화(25.9%) ▲노화 등 호르몬으로 인한 신체 변화(24.3%)를 가장 많이 꼽았으며 모발 고민이 있는 여성 중 74.9%가 자신감 저하, 대인관계 기피 등 심리적 위축을 경험한 적이 있다고 답했다. 모발 고민을 가진 여성들의 88.3%는 이를 해결하기 위해 적극적인 조치를 취하고 있는 것으로 나타났으며, 가장 먼저 취한 조치로는 ‘모발 고민에 도움이 되는 헤어 제품(샴푸, 에센스 등) 사용’이 69.6%를 차지했다. 아울러 헤어 제품을 선택할 때 가장 중요하게 생각하는 요소로는 과반수 이상의 응답자가 ‘모발에 도움이 되는 성분(55.9%)’을 택했다. 플란투어에 함유된 닥터볼프사 고유의 ‘카페인 복합체’는 유럽 특허를 보유한 공인된 성분(유럽특허번호 Pat.nr.EP1396261B1)으로 국제피부과학회지 등 세계 유명 학술지에도 소개된 바 있다. ‘플란투어39’의 핵심 성분인 ‘파이토-카페인 복합체’는 모근에 직접 에너지를 공급해 가늘고 연약한 모발, 신체 변화로 약해진 두피, 정수리 볼륨감 감소 등의 헤어 고민을 개선하는데 도움이 되며 ‘플란투어21’의 핵심 성분인 ‘뉴트리-카페인 복합체’는 윤기 없고 푸석한 모발, 스트레스로 지친 모발, 잦은 다이어트로 균형이 깨진 두피에 영양을 공급한다.플란투어39는 가는 모발용 샴푸, 염색 모발용 샴푸, 두피용 토너로 구성돼 있으며 플란투어21은 샴푸 와 두피용 토너로 구성돼 있다. 플란투어 주요 제품은 올리브영 및 트레이더스 온∙오프라인 매장에서 만날 수 있으며, 닥터볼프 코리아 온라인 공식몰을 통해서도 구입할 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

2015년 개봉한 영화 ‘마션’에는 멧 데이먼이 화성에 홀로 남겨져 식물학자이자 기계공학자로서 능력을 이용해 구조 때까지 고군분투하는 모습이 그려지고 있다. 최근 우주 선진국들이 화성탐사에 관심을 갖고 있는데 이는 화성이 제2의 지구로 활용될 가능성이 있는지, 실제 인류가 화성에서 생존할 수 있는지에 대한 각종 정보를 파악하기 위한 것이다. 미국 대학우주연구협회(USRA) 부설 달·행성연구소(LPI), 아칸소대 우주행성과학센터, 사우스웨스트연구소, 미시건 앤아버대 기후우주과학과 공동연구팀은 화성에 존재하는 물의 염분이 지나치게 높아 사람이 정착해 살기는 어렵다는 연구결과를 우주과학분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 12일자에 발표했다. 화성 표면에서 가장 높은 온도는 영하 48도로 생명체가 견딜 수 있는 최저온도보다 낮다. 실제로 화성의 대기층이 얇고 지표온도가 낮으며 극도로 건조하기 때문에 지구에서 생각하는 담수가 화성 표면에 노출되는 순간 얼거나 끓거나 바로 증발한다. 소금물처럼 물 속에 염(鹽)이 포함돼 있어 화성과 같은 조건에서 일정시간 안정적으로 지속될 수 있다고 연구팀은 설명했다.연구팀은 열역학적 모델과 기후모델을 결합해 소금물이 형성될 수 있는 위치와 소금물이 얼마나 지속시간을 분석했다. 그 결과 소금 농도가 높은 물이라면 화성 전체 표면의 40%에서 6시간 정도 존재할 수 있다는 것을 확인했다. 또 지하 8㎝ 깊이에서는 1년 중 2달 가량 물이 존재할 수 있을 것이라고 예측했다. 그동안 많은 관측으로 화성에 생명체의 필수요소인 물이 존재할 것이라고 알려져 있지만 연구팀은 현재 화성에서 안정적으로 존재하는 물이 있다면 염분이 지나치게 높아 지구 생물체가 적합한 환경이 아니라고 주장했다. 에드거 리베라 발렌틴 LPI 박사는 “이번 연구는 화성 표면과 얕은 지하에 액체가 형성되기 어렵다는 것을 보여주며 한편 염도가 높은 수분환경에서 살아남을 수 있는 생명체가 있을지에 대해서 다시 한 번 고민해야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람의 뇌는 자는 동안에도 세포 손상을 수복하고 면역 및 감정을 제어하는 활동 등으로 분주하다. 그런데 새로운 연구에 따르면, 우리 뇌는 깨어있을 때 겪은 일들을 재현해내느라 바쁘다. 이는 일반적인 꿈과는 또 다른 것이다. 미국 매사추세츠 종합병원 등이 주도한 연구진은 사람의 뇌가 이런 활동을 일부러 하는 이유로 경험을 정리함으로써 예전 기억을 덧씌우지 않고 새로운 기억을 오랜 기간 보존하기 위한 것으로 추정한다. 이들 연구자는 깨어있을 때의 체험을 잘 때 뇌에서 재현하는 것을 ‘오프라인 리플레이’라고 말한다. 이는 오래전부터 동물들에서 관찰된 현상이지만, 사람에게서 관찰된 사례는 이번이 처음이다. 사실 이 연구의 참가자들은 사지마비 환자 두 명으로 이들은 뇌의 신호를 검출해 컴퓨터나 로봇 팔 등을 조작하도록 하는 실험에도 참여하고 있다. 따라서 이들 참가자의 대뇌피질 일부에는 전극이 이식돼 있다. 이번 연구가 가능했던 이유도 바로 이 때문이다. 이런 전극을 이용하면 이들 참가자가 깨어있는 동안과 잠든 사이에 발화(firing)한 신경세포를 검출할 수 있다. 이런 기회는 흔치 않으니만큼 전례없는 연구인 것이다. 연구진은 이 연구에서 자고 있는 동안의 오프라인 리플레이를 관찰하기 위해 이들 참가자에게 잠자기 전후 ‘사이먼’이라는 이름의 기억 놀이를 하도록 요청했다.사이먼 놀이의 규칙은 간단하다. 4가지 색의 패널이 있고 그것들이 순서대로 빛나므로 빛난 순서를 기억해 그대로 패널을 눌러 나간다. 단지 이번 참가자들은 사지마비 탓에 팔이 움직이지 않기에 뇌파로 커서를 조작해 놀이를 수행했다. 그 결과, 자고 있는 참가자들의 신경세포에서도 이 놀이를 하고 있을 때와 같은 패턴으로 발화하는 것으로 확인됐다. 이는 이들이 잠든 사이에도 머릿속으로 놀이를 하고 있었다는 점을 시사한다. 일어나 있을 때의 놀이 활동으로 생긴 발화 패턴이 신경세포 수준으로 재현되고 있던 것이다. 연구진의 견해에 따르면, 이런 오프라인 리플레이는 하루 동안의 경험을 이해하고 이를 새로운 기억으로 저장하는 데 도움을 주려는 것이다. 그리고 이 과정에는 해마와 신피질이라는 뇌 영역이 관계돼 있을 가능성이 높다. 해마는 대뇌피질 아래에 있는 작은 해마처럼 생긴 영역으로 기억과 밀접한 관계가 있다. 신피질은 뇌 표면의 주름 부분으로 감각 정보의 처리와 자발적 동작 제어 그리고 의사결정을 담당한다. 특히 해마는 가소성이 매우 높은 부위다. 이는 뉴런 사이 연결인 시냅스의 세기가 빨리 변한다는 것. 하지만 신피질의 가소성은 해마만큼은 아니다. 이는 새로운 기억을 빠르게 만드는 것이 서툴다는 것을 의미한다. 그 대신 한 번의 기억을 저장하면 그렇게 쉽게 잃지 않는다. 해마처럼 옛 기억이 새로운 기억으로 바뀌는 일도 없다. 따라서 해마는 체험이라는 스냅 사진을 찍는다고도 말할 수 있다. 무슨 일이 생기면 얼른 신경세포의 결합을 강화해 이를 기록한다. 기억은 이후 같은 신경세포가 다시 활성화됐을 때 느껴지는 체험이다. 오프라인 리플레이에서는 이런 기억이 서서히 신피질로 저장된다. 하지만 핵심은 신피질에는 이미 그동안 축적된 기억과 지식이 저장돼 있고 새로운 기억은 그 속으로 편입된다는 것이다. 이 경우 기존 정보가 새로운 정보로 덮어쓰기 돼 사라지는 일은 없다. 따라서 평소 양질의 수면이 중요하다는 것은 바로 이 점에 있다. 시험이나 중요한 면접이 있는 날의 전날 밤에는 제대로 잠을 자면 인지 능력을 끌어올리기가 쉽다. 즉 공부하고 난 뒤에 잠을 자면 배운 점을 기억하는 데 도움이 될 수 있다는 것이다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 셀 리포츠(Cell Reports) 최신호(5월 5일자)에 실렸다. 사진=Cell Reports 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 다양한 알츠하이머 발병 원인을 한번에 처리할 수 있는 방법을 찾아 알츠하이머 치매의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다. 임미희 카이스트 화학과 교수가 주도하고 백무현 카이스트 화학과 교수, 이주영 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 알츠하이머 발병 원인을 모두 억제 가능한 치료 방법을 찾아내고 동물실험을 통해 효과를 입증하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’에 실렸다. 연구팀은 방향족 저분자 화합물의 산화, 환원 반응을 이용해 알츠하이머의 원인으로 알려진 활성산소종, 베타아밀로이드 단백질, 구리 같은 금속이온을 동시에 조절할 수 있다는 것을 증명했다. 산화 정도가 다른 물질을 합성해 알츠하이머의 여러 원인 인자를 한꺼번에 조절할 수 있다는 것이다. 연구팀이 개발한 저분자 화합물을 이용하면 활성산소종에 대한 항산화 작용은 물론 베타아밀로이드, 금속-베타아밀로이드 단백질의 응집과 섬유 형성을 감소시킬 수 있다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한동안 잠잠했던 코로나19 감염 확산세가 최근 서울 이태원 클럽을 중심으로 다시 커지면서 개학을 앞둔 학생들의 등교 개학 여부에도 관심이 집중되고 있다. 덴마크, 독일, 이스라엘, 네덜란드, 캐나다 등 일부 국가에서는 이미 학교 문을 열었다. 코로나19 확산 초기부터 코로나19 바이러스를 전파하는 데 있어서 아동, 청소년들의 역할은 중요한 궁금증 중 하나였다. ●美 감염자 15만명 중 18세 미만 1.7% 세계적인 과학저널 ‘사이언스’와 ‘네이처’는 의학 분야 학술지 ‘랜싯 감염병학’, ‘임상 감염성 질병’, ‘JAMA’ 등에 최근 실린 관련 논문들을 분석한 결과 과학계가 아동 청소년들의 감염에 대해 서로 다른 결론을 내놓는 등 오리무중에 빠져 있다는 분석기사를 11일 내놨다. 청소년을 대상으로 대규모 검사와 분석을 실시한 나라 중 하나인 아이슬란드의 과학자들은 10세 이상 청소년의 코로나19 감염률이 약 1%에 불과하고 확진자와 밀접 접촉한 10세 미만 어린이 848명 중에서도 감염자가 한 명도 나타나지 않았다는 연구 결과를 내놨다. 미국 내 약 15만명의 감염자 중에서도 18세 미만 청소년은 1.7%에 불과한 것으로 조사됐다. 반면 중국 선전에서 발생한 391명 확진자와 밀접 접촉자 1300여명을 대상으로 한 조사에서는 아동, 청소년의 감염률이 성인과 차이가 없다는 결론을 내놓기도 했다. ●감염 위험성 낮아도 무증상·접촉 많아 특히 과학자들을 혼란스럽게 만드는 것은 코로나19에 감염된 어린이들의 코와 목에서는 성인 환자와 동일한 양의 바이러스 유전물질인 RNA(리보핵산)가 검출됐지만 증상이 거의 없는 ‘무증상’인 경우가 많다는 점이다. 중국과 미국 과학자들은 어린이들이 성인보다 3배 정도 많은 사람을 만난다는 연구 결과를 ‘사이언스’ 최신호에 발표하기도 했다. 감염 위험성이 어른의 3분의1에 불과하다고 가정하더라도 빈번한 접촉이 집단 감염의 또 다른 원인이 될 수 있다고 연구팀은 지적했다. ●“당장 학교 문 열면 확산 가능성 높일 수도” 커스티 쇼트 호주 퀸즐랜드대 의대 교수는 “휴교령 해제가 아이들의 교육과 정신건강에 도움이 되는 것은 분명하지만 과학자들이 감염 위험성에 대해 명확하고 일치된 결론을 내릴 수 없는 상황”이라면서도 “지금까지 수집된 데이터들에 따르면 지금 당장 학교 문을 여는 것은 또 다른 확산의 가능성을 높이는 행위일 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공상과학(SF) 영화 속 이야기로 들릴 수 있지만, 미국항공우주국(NASA)과 일부 과학자는 우리 지구를 오염시킬 수 있는 외계 바이러스에 대해 우려하고 있다. 이들 전문가는 인류 최초의 화성 탐사 임무가 준비되면서 우주비행사들은 화성에서 우주선을 타고 귀환할 때 외계 오염물질을 옮겨오지 않도록 하는 명확한 규정이 필요하다고 지적한다. 스콧 허버드 미 스탠포드대 항공우주학과 교수는 7일(현지시간) 스탠퍼드 뉴스와의 인터뷰에서 해결책은 바로 ‘행성 보호 규정’에 있다면서 우주선과 같은 기계적 시스템은 고온 살균 처리와 화학적 세척을 병행해야 하지만, 화성에서 채집한 토양 표본이 들어있는 시험관은 안전성이 입증될 때까지 에볼라 바이러스처럼 취급해야 한다고 말했다. 허버드 교수는 또 아폴로호 임무로 달을 최초로 방문한 우주비행사들이 격리됐던 것처럼 화성에서 돌아온 사람들도 그런 조치를 받아야 한다고 제안했다. 지난해 짐 브리든스틴 NASA 국장은 2030년대 안에 빠르면 2035년까지 NASA는 화성에 인류를 보내는 임무를 목표로 하고 있다고 밝혔다. 물론 화성 탐사 임무는 흥미롭지만, 만일 우주를 개척하는 영웅들이 외계 오염물질을 싣고 돌아온다면 지구에 해가 될 수 있다.1970년대 중반 바이킹 1, 2호와 같이 대규모 예산이 드는 로켓을 이용한 기존 화성 탐사 임무에서는 단지 고온에서 살균 처리할 수 있었다. 하지만 이제 미국의 스페이스X와 같은 민간우주기업과 대학에서는 모두 저비용으로 로켓을 개발하고 있어 이런 작은 우주선은 행성 보호 프로토콜에 관한 부담을 갖게 될 것이다. 이에 대해 허버드 교수는 고온 살균 기술만으로는 오염을 제거하는데 충분하지 않지만 이 과정에 화학적 세척을 더하면 효과적일 수 있다고 지적했다.NASA는 2020년 화성에 인내라는 의미의 퍼서비어런스 로버를 보내 토양 표본을 채집한 시험관을 연구자들이 접촉할 수 있도록 살균 처리해야 할 것이다. 허버드 교수는 “역으로 오염되는 것을 막기 위해 귀환하는 우주선과 화성의 암석 표본 사이에 접촉이라는 사슬을 끊으려는 큰 노력이 필요하다. 예를 들어 3, 4단계의 격납용기를 만드는 자율 밀봉 및 용접 기술이 계획돼 있다”면서 “나와 과학계의 생각으로는 몇백만 년 된 화성에서 온 암석들에 지구를 오염시킬 활동적인 생명체가 있을 가능성은 극히 낮다”고 밝혔다. 허버드 교수는 또 사람을 로봇처럼 청소할 수 없다는 사실을 인정하며 기존 규정들에 대해 살피고 있다. 그는 “사람의 경우 아폴로호의 우주비행사들은 혹시 모를 질병의 징후가 나타날 것을 대비해 처음 몇 달 동안 격리돼 있어야 했다. 달은 위험성을 내포하지 않은 것으로 밝혀져 방역 절차가 사라졌다”면서도 “이런 절차는 화성에서 귀환하는 사람들에게 의심할 여지 없이 똑같이 해야 하는 것”이라고 말했다. 전문가들은 또 이뿐만 아니라 지구의 세균이 화성에 퍼지는 것에 대해서도 두려움을 갖고 있다. 하지만 미 노보사우스이스턴대와 브라질 리우데자네이루연방대 공동연구진은 화성에 특정 미생물을 옮기면 이른바 테라포밍이라는 지구의 환경처럼 변하는 과정이 시작돼 생명체가 살 수 있는 환경이 만들어질 수 있다고 제안했다. 미생물학자로 이뤄진 이들 연구자는 또 화성에 미생물을 옮기기 전에는 테라포밍 가능성이 있는 미생물을 선별하면서도 위험할 수 있는 미생물은 폐기하는 과정을 개발해야 한다고 지적했다. 이들 학자가 주장하는 주요 문제는 각국의 우주 개발 과정에서 지구의 미생물이 화성 등 다른 행성으로 옮겨가는 것은 불가피하다는 것이다. 이미 각 기관은 60여 년 전 우주 공간의 평화적 이용을 위해 설립된 국제우주공간연구위원회(COSPAR)가 만든 ‘행성 보호 프로토콜’이라는 규정에 따라 지구의 미생물이 다른 행성으로 옮겨가거나 다른 행성에 혹시 존재할지도 모르는 미생물이 지구로 유입되지 않게 탐사선을 고온 살균 처리하는 등의 조치를 하고 있다. 하지만 이들 미생물 전문가는 이런 조치에도 불구하고 미생물의 오염을 막는 것은 불가능하므로, 우리가 다른 세계를 오염하기 전에 이처럼 더 많은 연구를 해야 할 필요가 있다고 지적했다. 이에 대해 이들 연구자는 “대개 미생물의 유입은 우연한 것이 아니라 막을 수 없다고 여겨야만 한다”고 말했다. 관련 연구 논문은 유럽미생물학회(FEMS)가 발간하는 동료검토 학술지 ‘미생물 생태학’(Microbiology Ecology) 2019년 10월호에 실린 바 있다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr