건강검진이나 암이 의심스러울 때 사람들은 병원에서 X선이나 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 양전자단층촬영(PET)을 한다. 비용도 비용이지만 CT, PET 검사는 검사 직전에 조영제라는 방사성 의약품을 삼키거나 주사를 맞아야 한다. 조영제에 대한 거부반응 뿐만 아니라 그로 인해 검사과정에서 나타날 수 있는 신체적 불쾌감 때문에 꺼리는 검사를 꺼리는 이들도 많다. 국내 연구진이 조영제 같은 방사성 물질 도움 없이도 암이나 특정 질병을 정확하게 진단해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 지능로봇연구실, 을지대 의대, 이화여대, 한국기초과학지원연구원 공동연구팀은 자성을 띠는 산화철 나노 입자를 이용해 암은 물론 여러 특정 질병을 찾아낼 수 있는 의료영상 장비인 ‘자성입자 영상시스템’(MPI) 개발에 성공했다고 21일 밝혔다. 이번 연구성과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실릴 계획이다. 암 확진 환자의 경우는 PET 검사를 통해 암의 정확한 위치를 찾는데 도움을 받을 수 있지만 단순한 건강검진이나 진단 목적으로 PET 촬영을 할 경우 적은 양이지만 방사선 피폭 때문에 우려하는 사람들이 많다. 연구팀은 산화철이 자성을 띠는 물질이지만 인체에 무해하다는 점에 착안해 외부에서 자기장을 걸어 산화철 위치를 파악하는 MPI 기술을 개발했다. 산화철 입자에서 나오는 자기장 신호를 인체의 3차원 공간 정보와 결합하면 정확한 질병 부위를 찾을 수 있게 된다. 더군다나 산화철 입자는 인체에 무해할 뿐만 아니라 사람 몸 속에 있는 항원-항체 단백질을 산화철 입자에 코팅해 주입하면 질병 발생 부위를 손쉽게 찾을 수 있을 뿐만 아니라 장기적으로 사용이 가능해 만성질환 추적과 진단에도 도움이 된다. 더군다나 항원-항체를 바꿔주면 다양한 질병을 탐색이 가능하다. 이 때문에 MPI는 2000년대 초부터 개발이 시작됐지만 실제 생체 영상을 촬영할 수 있는 기술을 갖고 있는 곳은 전 세계적으로 필립스와 마그네틱 인사이트라는 2곳에 불과하다.연구팀은 자기장 발생장치, 중앙제어시스템, 관련 소프트웨어까지 장비에 필요한 원천기술 대부분을 독자 개발했으며 크기 역시 가로 세로 각각 170㎝, 60㎝로 소형화해 소모 전류량을 상용화된 다른 MPI 장비보다 100분의 1 수준이다. 소형화되면서 제작 가격도 20분의 1 수준으로 낮췄다. 연구팀은 이번에 개발한 MPI 기술로 생쥐를 대상으로 실험한 결과 자성 나노입자의 정확한 위치를 찾는데 성공했다. 연구진은 이번 기술을 실제 임상현장에서 사용하기까지는 7년 정도가 걸릴 것으로 보고 있다. 홍효봉 ETRI 박사는 “이번 기술은 인체에 무해한 산화철 나노입자를 이용해 각종 질병을 확인할 수 있다는 점에서 기존 영상장비들과 차별화된 것”이라며 “특히 항원-항체를 달리 함에 따라서 다양한 질병을 탐색할 수 있기 때문에 암은 물론 만성질환 등 다양한 질병을 관리하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

누군가의 얼굴을 모방해 만든 ‘실리콘 가면’(마스크)이 정교해짐에 따라 실제 얼굴과 구별하지 못하는 경우가 상당할 수 있다는 것을 보여주는 연구 결과가 나왔다. 실리콘 가면은 이름 그대로 실리콘 등의 유연성이 큰 소재를 사용해 주름은 물론 주근깨나 수염 등 사람 얼굴의 특징을 묘사해 실제 사람처럼 보이게 한 것으로, ‘극사실주의 가면’이라고도 불린다. 기존 연구와 범죄 수사 결과에 따르면, 이처럼 사실적인 가면은 실제 상황에서 진짜 사람 얼굴로 여겨질 수 있다. 단 신체 언어나 보는 사람의 관심 정도 등 요인에 따라 영향을 받을 수 있다. 이런 실리콘 가면이 사진상에서 실제 얼굴로 여겨질 가능성을 조사하기 위해 영국 요크대와 일본 교토대 공동 연구진이 영국과 일본에서 각각 참가자 60명, 총 120명을 대상으로, 일면식이 없는 다른 사람의 실제 얼굴과 누군가가 착용한 정교한 실리콘 가면이 찍힌 사진 두 장을 함께 보여주고 어느 쪽이 진짜 얼굴인지를 맞추게 했다.각 참가자는 모니터 화면에 나타나는 한 쌍의 사진을 보고 어느 쪽이 실리콘 가면으로 생각하는지를 정해야 했다. 실리콘 가면은 사실성이 높은 것과 그렇지 않은 것이 무작위로 나타났다. 그 결과 5분의 1의 참가자가 실리콘 가면을 실제 얼굴로 착각한 것으로 나타났다. 연구를 이끈 제트 샌더스 박사(요크대)는 “참가자들에게 한 쌍의 사진마다 0.5초의 시간제한을 부여했을 때, 사실성이 높은 가면은 사실성이 낮은 가면(0.3초)보다 선택하는 데 오랜 시간이 걸렸다”면서 “사실성이 낮은 가면을 구별하는 정확도는 98%로 제한 시간 내 성공률이 50%에 불과했지만, 사실성이 높은 가면을 구별하는 정확도인 66%보다 훨씬 높은 것이었다”고 설명했다. 이어 “이는 일부 참가자가 실제 얼굴보다 사실성이 높은 가면을 진짜로 인식했을 가능성을 시사한다”고 덧붙였다. 이런 연구에서 관찰 시간을 제한하는 것은 일반적인 관행이지만, 연구진은 이런 부분이 제한 요인이 되는지를 평가하기 위해 새로운 코호트 집단으로 실험을 반복하고, 시간제한을 없앴다. 그 결과 사실성이 높은 가면의 경우 응답 속도는 1.1초까지 느려지고, 20%의 참가자는 실제 얼굴을 실리콘 가면으로 잘못 판단하는 것으로 나타났다. 또 연구진은 참가자들의 이런 구별 능력이 자신과 다른 인종을 모방한 실리콘 가면을 구분할 때도 영향을 받는지 살폈다. 이 실험에서는 응답 시간이 약 0.4초 더 느리고 선택의 정확도 역시 5% 더 떨어졌다.이에 대해 연구에 참여한 롭 젠킨스 박사는 “우리는 참가자들에게 각 사진에서 실리콘 가면을 구별하는 것임을 분명히 공지했다. 실험을 시작하기 전에는 사례를 보여줬다”면서 “실제 상황에서는 사실성이 높은 가면은 매우 드물고 많은 사람이 그 존재조차 모를 수 있어 오인율은 이번 연구에서보다 훨씬 더 높을 것”이라고 말했다. 또 샌더스 박사는 “극사실주의 가면은 사람 외모의 주요 특성을 잘못 파악하게 할 수 있어 가면인지를 감지하지 못하면 보안이나 범죄를 예방하는 데 중대한 영향을 미칠 수 있다”면서 “제조 기술의 발전으로 가격이 더욱더 저렴해짐에 따라 범죄 현장에 널리 쓰일 수 있다”고 지적했다. 이제 연구진은 추가 연구를 통해 실제 얼굴과 얼굴의 특정 부위만을 왜곡하는 쓰이는 부분 가면을 구별하는 것이 어려운지를 평가하고 이 또한 인종에 따라 영향을 받는지도 살필 것이라고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘인지 연구 : 원리와 함축’(Cognitive Research: Principles and Implications) 최신호(21일자)에 실렸다. 사진=요크대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

19세기 중반 미국 버몬트주 중부에 건설 중이던 러틀랜드~발링톤 철도 공사장 현장감독이었던 25세의 청년 피니어스 게이지(1823~1860)는 신경과학 역사에 가장 유명한 사람 중 한 명이다. 1848년 9월 13일 길을 내기 위해 바위 사이에 화약을 다져 넣던 중 불꽃이 튀면서 폭발이 일어났고 그가 사용하고 있던 길이 1.13m, 두께 3.18㎝, 무게 6㎏의 쇠막대가 왼쪽 뺨으로 들어가 오른쪽 머리 윗부분을 관통해 20m 뒤로 날아가 떨어지는 사고가 났다.달구지로 인근 병원까지 실려갔지만 병원에 도착했을 때 다른 사람 도움 없이 혼자서 일어났던 게이지는 왼쪽 뇌 전두엽에 엄청난 손상이 생기고 머리에는 지름 9㎝ 정도의 구멍이 생기기까지 했다. 게이지의 사고는 뇌 손상이 발생했을 때 해부학적, 신경과학적, 심리학적 변화를 보여주는 대표적 사례로 남아 있다. 21세기 들어 뇌과학은 더 빠르게 발전하고 있지만 뇌의 특정 부위가 어떤 기능을 하는지, 뇌의 한 부분이 손상되거나 없어질 경우 어떤 문제가 생기는지에 대해서는 정확하게 밝혀지지는 않았다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 인문사회과학부, 매사추세츠종합병원 바이오메디컬 이미징센터, 하버드대 의대, 매사추세츠공과대(MIT) 컴퓨터과학부, 싱가포르 국립대 전자컴퓨터공학과 공동연구팀은 뇌 한쪽이 없더라도 정상인보다 더 복잡한 뇌 연결망이 만들어져 뇌가 온전하게 기능하는 데 도움을 준다는 것을 확인했다. 이번 사례분석 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 20일 자에 실렸다. 연구팀은 좌뇌와 우뇌 중 한쪽을 제거한 20~30대 남녀 6명의 뇌를 기능성자기공명영상(fMRI)으로 촬영해 뇌의 기능적 연결을 정량화하고 작동방식을 파악했다. 실험에 참가한 이들은 뇌전증으로 인한 발작이 심해 이를 완화하기 위해 생후 3개월~11살에 뇌 한쪽을 제거하는 수술을 받았다. 일반인들은 좌뇌와 우뇌가 뇌량으로 연결돼 기능적으로 네트워킹하면서 인식, 감정, 행동을 만들어 내는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 상식적으로 뇌 한쪽이 없다면 행동이나 인식, 기억 등에 문제가 있을 것으로 생각하기 쉽다. 이런 문제도 분석하기 위해 연구팀은 정상인 6명을 무작위로 선발해 이들의 뇌도 fMRI로 촬영해 비교했다. 또 일반적인 뇌 기능과 활동, 유전적 변화까지 파악하기 위해 뇌신경 관련 빅데이터인 ‘뇌 게놈 구축 프로젝트’(GSP)에 등록된 10~20대 건강한 남녀 1482명의 뇌와도 비교했다. 우선 연구팀은 뇌 한쪽이 없는 이들도 일반인과 똑같이 지능지수를 갖고 있으며 온전한 언어능력과 감정조절, 행동을 보인다고 밝혔다. 또 연구팀은 전체 뇌를 400개 영역으로 분획해 fMRI 영상을 분석했다. 그 결과 뇌의 한쪽만 갖고 있어 200개 분획 영역 밖에 없는 사람들은 일반인들보다 기능적 뇌 연결망이 비정상적이라고 할 정도로 강하게 연결돼 있는 것이 관찰됐다. 뇌의 한쪽에 문제가 생길 경우 다른 부분에서 해당 영역의 기능을 대신해 보완하는 일종의 ‘뇌 가소성’이라는 생체기능 덕분에 반쪽 뇌만으로도 일반인과 똑같이 생활할 수 있다고 연구팀은 해석했다. 도릿 클리만 칼텍 박사(인지신경과학)는 “이번 연구는 뇌졸중, 뇌종양, 외상성 뇌손상 등으로 뇌 손상을 입은 사람들이 정상적 삶을 살 수 있는 방법을 찾을 수 있도록 해줄 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

매주 네이처, 사이언스, 셀, 미국국립과학원회보(PNAS), 플로스원 등 학술지에서 발표되는 과학 논문들을 훑어보면 ‘무슨 이런 연구를 하나’라는 생각이 드는 연구들도 꽤 많습니다. 이번 주에도 그런 독특한 연구 논문들이 많았지만 특히 눈에 띈 것은 화장실 변기와 관련된 것이었습니다. 미국 펜실베이니아주립대(펜스테이트대) 기계공학과, 재료과학과, 의생명공학과, 재료연구소, 영국 크랜필드대 경쟁적창조디자인센터(C4D) 공동연구팀의 연구 성과인데 이들은 화장실 변기 표면에 세균이 달라붙는 것을 막고 물 사용을 획기적으로 줄일 수 있는 기술을 개발했습니다. 이 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’(Nature Sustainability) 19일 자에 실렸습니다. 특정 대상의 위생 상태를 강조하기 위해서 화장실 변기와 비교해 세균이 몇 배 많다든지 하는 식의 국내외 연구결과를 흔히 접할 수 있습니다. 비교 대상은 컴퓨터 키보드, 스마트폰, TV 리모컨, 이어폰, 자동차 핸들, 식당 메뉴판, 칫솔, 돈, 도마, 엘리베이터 버튼, 세면대, 설거지용 수세미 등 무수히 많습니다. 이런 조사결과들을 보면 ‘우리 주변에 화장실 변기보다 깨끗한 것은 사실상 없는 것 아닌가’라는 생각이 들 정도입니다. 화장실 변기에 세균수가 얼마 이상이면 안 된다는 기준 같은 것은 없습니다. 단순히 세균 수의 많고 적음이 아니라 세균의 종류와 질병을 유발시킬 수 있는 세균들이 있는가를 보는 것이 훨씬 중요할 것입니다. 우리 몸은 음식물이 입안으로 들어오는 순간부터 소화기관을 거치면서 영양분들을 흡수합니다. 영양분이 모두 빠져나간 음식물 찌꺼기들이 밖으로 배출되는 곳이 화장실입니다. 그렇기 때문에 변기를 정밀 분석해보면 설사나 배탈을 유발하는 대장균이나 식중독을 일으키는 포도상구균 같은 병원균들이 쉽게 발견된다고 합니다. 많은 사람들이 사용하는 공용 화장실이 가정의 화장실보다 세균수는 물론 병원균들도 많을 수밖에 없을 것입니다. 화장실을 청결하게 관리해야 하는 이유입니다. 연구진은 배설물 같은 오물은 물론 그 속에 있는 병원균까지 깨끗하게 씻어내릴 수 있는 코팅 기술을 개발했습니다. ‘액체 침착 유연표면 코팅’(LESS)이라고 부르는 기술인데 변기를 새것으로 바꿀 필요 없이 LESS를 변기 안쪽에 스프레이처럼 골고루 뿌려주기만 하면 된다고 합니다. LESS는 변기 표면에 머리카락보다 10억 배 얇은 실리콘 돌기로 된 얇고 미끄러운 막을 미세 코팅시키는 것입니다. 변기에 LESS를 완전 코팅하는 데 걸리는 시간은 5분 남짓이라고 합니다. LESS로 코팅한 변기에는 이물질이 거의 묻지 않고 현미경 관찰 결과 악취와 질병을 유발시키는 세균도 깨끗이 쓸려 내려가는 것이 확인됐습니다. 부가적인 이득은 변기를 깨끗하게 하기 위해 사용되는 물도 적게 투입된다는 점입니다. 화장실 변기를 씻어내는 데 한 번에 6ℓ의 물이 투입되는데 이것의 절반 정도만으로도 변기를 깨끗하게 만들 수 있다는 설명입니다. 실제로 전 세계적으로는 매일 약 1410억ℓ의 물이 화장실 변기에 사용된다고 합니다. 이는 물 부족을 겪고 있는 아프리카 전체 인구의 하루 물 사용량의 6배에 해당되는 양입니다. 이 때문에 LESS 기술은 공중보건 위생이 취약한 저개발국가에 특히 유용하게 쓰일 것이라고 연구진은 보고 있습니다. edmondy@seoul.co.kr

미국 글래드스톤 신경질환연구소, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의생명과학과, 생리학과, 하워드 휴즈 의학연구소 공동연구팀은 특정 뇌파가 노년에 알츠하이머와 같은 기억력 상실을 예측할 수 있는 징후라는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 20일 자에 발표했다. 연구팀은 학습, 기억, 감정조절 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌의 해마에서 발생하는 SWR파에 주목했다. 연구팀은 알츠하이머 치매가 나타나도록 만든 생쥐의 뇌에서 SWR파는 점점 약해져 정상 생쥐에 비해 매우 낮은 상태를 보인다는 점을 확인했다. 실제 기억력 감퇴 현상이 나타나기 10개월 전부터 이 같은 현상이 나타나는데 사람으로 치면 30년 정도의 기간이다. 연구팀은 SWR파가 인간에게서도 나타나는 만큼 뇌파의 특정 패턴을 관찰하면 나이 들어 알츠하이머 발병 여부를 예측할 수 있을 것으로 보고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침을 자주 먹지 않으면 학교에서 시험 성적이 떨어질 수 있음을 보여주는 연구 결과가 나왔다. 20일(현지시간) 영국 일간 텔레그래프에 따르면, 영국 리즈대 연구진이 연구를 통해 아침 식사 빈도와 중등교육자격시험(GCSE) 성적 사이에 밀접한 관계가 있음을 처음으로 확인했다고 밝혔다. 여기서 GCSE는 대학 진학에 필요한 A-레벨에 앞서 수료해야 하는 중등 교육 과정을 말한다. 연구진은 웨스트 요크셔에서 무작위로 모집한 고등학생과 대학생 294명을 대상으로, 학창 시절에 아침을 얼마나 자주 먹었는지 그 빈도를 조사했다. 그러자 모든 대상자 중 29%는 당시 아침을 전혀 먹지 않거나 거의 먹지 않았다고 답했고, 18%는 아침을 가끔, 나머지 53%는 아침을 자주 먹었다고 보고했다. 이와 함께 연구진은 이들 대상자가 GCSE에서 점수를 얼마나 받았는지를 조사해 비교 분석했다. 그 결과, 아침을 거의 먹지 않은 학생들은 아침을 규칙적으로 먹은 또래들보다 GCSE 각 과목에서 점수가 평균 20% 더 낮은 것으로 나타났다. 심지어 이들 학생은 사회 경제적 지위와 민족, 나이, 성별, 체질량지수(BMI) 등 요인을 고려해도 점수가 거의 2등급 낮은 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구 주저자인 케이티 아돌푸스 박사는 “이 연구는 학생들이 학업 성취에 있어 뇌에 에너지를 제공하는 아침을 거르면 불리하다는 것을 보여준다”면서 “영국에서는 식량 빈곤 문제가 늘고 있는 데 매일 약 50만 명의 아이들이 너무 배가 고파서 학업에 집중할 수 없는 상태로 학교에 온다”고 지적했다. 이어 “이 연구는 영양 부족이 학교 성적 하락으로 이어지는 것과 관계가 있음을 시사한다”고 덧붙였다. 영국에서는 무상 급식이 보편화돼 있지만, 정부 지원을 받는 학교 2만4000곳 중 극히 일부에서만 학생들에게 아침을 제공한다. 이에 대해 영국 빈곤 지역에 있는 학교 480곳에 조식을 제공하는 한 자선단체는 이번 결과를 환영하며 정부는 지금보다 더 많은 빈곤 지역 아이들을 위해 무상 조식 지원을 확대해야 한다고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘프론티어스 인 퍼블릭 헬스’(Frontiers in Public Health) 최신호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인도네시아에서 서식하는 만타가오리가 시간당 삼키는 플라스틱이 63조각에 달한다는 조사결과가 나왔다. 쥐가오리로도 부르는 만타가오리는 무게가 0.5~1.5t에 이르는 대형 어종으로, 80년 이상 사는 것으로 알려져 있다. 현재는 무분별한 어획으로 멸종위기종으로 분류되어 있어, 야생뿐만 아니라 수족관에서도 만나기가 쉽지 않다. 오스트레일리아 머독대학 소속 해양학자이자 미국 ‘해양 거대 생물 재단’(Marine Megafauna Foundation) 연구원인 엘리차 게르마노프 박사는 2016년 1월부터 2018년 2월까지 전문다이버를 고용해 만타가오리와 고래상어의 토사물 및 배설물 샘플을 수집하고 이를 분석했다. 동시에 인도네시아에서 만타가오리가 자주 모습을 드러내는 해안을 찾아 촘촘한 그물망을 설치했다, 연구진은 그물에 걸린 플랑크톤과 플라스틱의 수, 그리고 두 어류가 플랑크톤 섭취를 위해 한 번에 삼키는 물의 양 등을 비교했다. 그 결과 만타가오리의 경우 시간당 평균 63조각의 플라스틱을 삼키는 것으로 확인됐다. 고래상어의 경우 시간당 최대 137조각의 플라스틱을 삼켰다. 또 연구진은 샘플로 수집한 만타가오리의 배설물과 토사물을 분석한 결과, 토사물에서는 평균 26조각, 배설물에서는 평균 66조각의 플라스틱을 발견했다. 연구를 이끈 게르마노프 박사는 “물속의 유기물과 미생물을 여과 섭취하는 ‘여과 섭식 동물’의 경우 플라스틱을 걸러내고 먹이를 섭취하는 일이 쉽지 않다. 때문에 이는 만타가오리와 고래상어의 생존을 위협할 수 있다”면서 “플라스틱을 더욱 유연하게 만드는 첨가제인 프탈레이트 등은 어류의 생식에 영향을 줄 수 있으며, 인도네시아 해역에 사는 어류들에게서 그 영향이 나타나고 있다”고 지적했다. 이어 “인도네시아에 비가 많이 내리는 우기 동안에는 일부 지역에서 바다로 흘러가는 플라스틱 양이 건기의 40배에 달하는 것을 확인했다”면서 “우기가 시작되기 직전 강이나 수로에 버려진 플라스틱을 제거하는 것만으로도 바다로 흘러가는 쓰레기 양을 줄이는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 한편 인도네시아가 전 세계에서 해양오염을 가장 많이 유발하는 두 번째 국가에 속하며, 쓰레기로 몸살을 앓는 발리섬은 올해부터 비닐봉지와 스티로폼, 플리스틱 빨대 등 일회용품의 사용을 금지했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 해양과학프론티어(Frontiers in Marine Science) 19일자에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

가장 치명적인 암으로 꼽히는 췌장암의 크기를 줄이는 약물을 과학자들이 찾아내 췌장암 치료에 대한 기대가 커지고 있다. 미국 샌포드버넘프레비스(SBP) 의학연구소가 주도한 국제 연구진이 췌장암의 종양 세포를 굶겨 죽게 하는 복합 약물을 발견했다고 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 셀 바이올로지’(Nature Cell Biology) 최신호(18일자)에 발표했다. 복합 약물은 L-아스파라기나아제와 MEK 억제제(저해제)로 이뤄진 2중 복합제로, 이미 두 약물은 각각 급성림프구성백혈병(ALL) 등 혈액암과 흑색종 등 고형종양의 치료에서 효과적으로 쓰이고 있는 것으로 알려졌다. 이번 연구를 총괄한 교신저자인 제에브 로나이 박사(SBP 의학연구소)는 “현재 슬프게도 현실은 췌장암을 효과적으로 없애는 방법이 없어 치료가 늦어지고 있다”면서 “우리 연구는 공격적인 췌장 종양에 대해 즉시 시험해볼 수 있는 잠재적인 병행 요법을 밝혀낸 것”이라고 말했다. 연구진은 이 연구에서 엘-아스파라기나아제(L-Asparaginase)를 사용해 췌장암 종양 세포의 주요 영양분이 되는 아스파라긴을 분해해 암세포를 굶겼다. 암세포는 생존을 위해 인체에서 단백질을 생성하는 필수 아미노산인 아스파라긴을 필요로 한다. 엘-아스파라기나아제는 그런 아스파라긴을 대폭 줄이는 것이다. 하지만 췌장암은 죽는 대신 암세포에서 스트레스 반응 경로를 활성화해 아스파라긴을 스스로 만들 수 있다. 따라서 연구진은 이 경로를 차단하기 위해 트라메티닙(trametinib), 다브라페닙(dabrafenib)과 같은 MEK 억제제를 사용해 암세포가 스스로 아스파라긴을 만들어 성장하는 것을 막았다. 그 결과, 복합 약물이 투여된 쥐의 몸에서 췌장암 종양 세포가 대폭 줄어든 것으로 나타났다. 이에 대해 로나이 박사는 “췌장에 있는 종양은 거의 제거됐다”고 설명했다. 연구 공동저자인 미국 국립암연구소(NCI) 암정보과학실험실의 에탄 루핀 박사도 “이 연구는 복합제의 시너지 공격으로 췌장암 종양 세포의 성장을 억제하는 근거를 제시했다”고 평가했다. 이번 연구에서는 또 이 복합 약물이 췌장암 외에도 가장 치명적인 피부암인 흑색종 치료에도 효과가 있다는 것을 발견했다. 복합 약물을 투여받은 쥐의 몸에서 흑색종 종양 세포가 줄고 전이가 억제됐기 때문이다. 하지만 연구진은 췌장암 치료에 진전이 필요하다는 점을 인식해 우선 이 약물이 췌장암 환자에게도 효과가 있는지를 알아보기 위해 임상 연구를 준비하고 있는 것으로 전해졌다. 한편 췌장암은 자각 증상이 없고 위, 십이지장, 소장, 대장 등 각종 소화기관에 둘러싸여 있어 조기 발견이 어려운 것으로 유명하다. 또 초음파 검사나 종양표지자 혈액검사 등으로도 발견이 쉽지 않아 암 진단이 나왔을 때는 진행 상태가 이미 중증 이상인 3~4기인 상태가 대부분이다. 게다가 수술 난도 역시 매우 높으며 그나마 수술이 가능한 환자도 10~15%에 불과하다. 국가암정보센터에 따르면 2016년을 기준으로 국내 췌장암 5년 상대생존율(완치율)은 11.4%로 주요 암 중 최하위로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

페이스북이나 인스타그램 등 사회관계망서비스(SNS)상의 온라인 친구 수백 명이 현실 친구 몇 명을 대신할 수 없다는 점을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 영국 리즈대 연구진은 현실에서 친구가 적는 사람들도 온라인상에서 친구가 훨씬 더 많은 이들보다 행복할 수 있다는 점을 발견했다고 밝혔다. 예를 들어 반 친구나 직장 동료와 같이 SNS로 연결된 주변적인 친구 수는 사람들이 얼마나 행복감을 느끼는지와 관계가 없다는 것이다. 이번 연구는 미국 비영리 연구조사기관 랜드연구소의 ‘아메리칸 라이프 패널’(ALP·American Life Panel)을 통해 참가자 1496명을 대상으로 두 차례 온라인 조사를 시행한 자료를 가지고 수행한 것이다. 이들 참가자는 조사를 통해 나이와 같은 인적 사항 외에도 온·오프라인 사회관계망이 어떻게 구성돼 있는지를 보고했다. 또 지난 6개월 동안 다른 사람들과 얼마나 자주 직접 만났거나 전화·이메일·인터넷 등으로 연락을 주고 받았는지 그리고 지난 30일 동안 행복감(웰빙)을 느꼈는지 응답했다. 그 결과, 가까운 친구 즉 절친의 수가 참가자들이 행복감을 느끼는지에 영향을 주는 유일한 요인으로 나타났다. 심지어 함께 시간을 보낸 가족이나 이웃의 수가 달라져도 사회 관계에서 얼마나 행복감을 느끼는지 영향을 주지 않았다. 이에 대해 연구 주저자인 벤디 브루인 드 브루인 박사는 “외로움은 당신이 보유한 친구 수보다 당신이 친구들에게 느끼는 감정과 더 관계가 있다”면서 “친구에 관한 부정적인 인식을 인정한 이들은 흔히 젊은이들이었다”고 설명했다. 이어 “외로움은 모든 연령대의 사람들에게 일어난다”면서 “외롭다고 느끼면 새로운 사람들을 만나려고 애쓰는 것보다 친구와 긍정적인 관계를 맺는 것이 더 도움이 될지도 모른다”고 덧붙였다. 이번 연구에서는 또 나이 든 사람들이 젊은이들보다 사회관계망이 더 작은 경향이 있는 것으로 나타났다. 반면 젊은이들은 사회관계망이 더 크지만 대부분 진정한 친구가 아니라 단지 아는 사람, 주변적인 사람들로 이뤄져 있어 행복감에 기여하지 않는 것으로 확인됐다. 이는 오늘날 SNS가 젊은이들에게 더 크지만 더 비인격적인 친구 네트워크를 갖게 장려했기 때문이라고 연구진은 설명했다. 끝으로 브루인 박사는 “이번 연구는 온라인 친구 중에 실제 친구 비율이 더 높으면 더 행복하다는 점을 보여준 기존 연구 결과를 뒷받침한다”고 지적했다. 이와 함께 “고령화의 전형은 많은 문화에서 나이 든 사람들을 슬프고 외롭게 하는 경향이 있지만 이번 연구는 나이 든 사람들은 사회관계망이 작아도 사회적 만족감과 행복감에 악영향을 주지 않는다는 것을 보여준다”면서도 “사실 노인들은 젊은이들보다 더 잘살고 있다고 보고하는 경향이 있긴 하다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 미국심리학회(APA) 학술지 ‘심리학과 노화’(Psychology and Aging) 최신호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세계보건기구(WHO) 전문가 패널은 지난 9월 전염병의 세계적 확산 가능성을 경고하는 보고서를 냈다. 보고서는 1918년 대유행한 스페인 독감을 예로 들며 전염병이 유행할 때는 전 세계가 패닉에 빠졌다가 해결하면 곧바로 잊어버리는 어리석은 행위를 반복해 왔다고 지적했다. 당시와 비교해 인구밀도가 높아졌고, 항공여행의 발달로 36시간 안에 세계 어디든지 갈 수 있어 만약 스페인 독감이 지금 일어난다면 최대 8000만명이 사망하고 손실액은 세계 경제의 5%에 미칠 수 있다고 보고서는 경고했다. WHO는 전염병의 위험도에 따라 경보 단계를 1단계에서 6단계까지 나눈다. 1단계는 전염병이 동물 사이에 한정된 상태를, 2단계는 전염병이 동물에서 소수의 사람에게 옮겨진 상태, 3단계는 사람들 사이의 전염이 증가한 상태를 말한다. 4단계는 세계적으로 확산될 가능성이 높아진 상태, 5단계는 동일 권역(대륙)의 최소 2개국에서 병이 유행하는 상태를 말한다. 최고 등급인 6단계는 전염병이 세계적으로 확산됐다는 의미로 ‘판데믹’(pandemicㆍ대유행)이라고 부른다. 판데믹으로는 중세 유럽 인구의 30%가 사망한 흑사병(페스트)이 가장 악명 높다. 1918년 스페인 독감(사망자 약 5000만명 추정), 1957년 아시아 독감(사망자 약 100만명 추정), 1968년 홍콩 독감(사망자 약 80만명 추정) 등이 판데믹으로 간주된다. 21세기 들어서는 에볼라 출혈열, 사스(중증급성호흡기증후군) 등이 대유행 조짐을 보였으나 3~4단계에서 진정됐다. 하지만 WHO는 2009년 6월 신종플루로 불린 인플루엔자 A(h4N1)에 대해 판데믹을 선언한 바 있다. 현재 우리나라를 비롯해 세계 10여개국에서 발생한 아프리카돼지열병은 다행히 사람에게는 전염이 되지 않아 1단계에 머물고 있지만 마냥 안심할 수는 없다. 사스나 메르스(중동호흡기증후군)처럼 언제 인간에게 전파될지 모르기 때문이다. 특히 최근 중국 내에서 흑사병 환자가 3명 발생하면서 ‘흑사병 공포’가 다시 꿈틀대고 있다. 중국은 소셜미디어에 떠도는 흑사병 괴담으로 뒤숭숭하다는 언론 보도도 이어진다. 한국역학회가 발행하는 국제학술지의 최근호는 국립암센터 국제암대학원 기모란 교수팀은 “올해 A형 간염을 2009년 이후 10년 만의 대유행으로 진단하고, 이 대유행이 정부 보건정책의 오류에서 비롯된 측면이 크다”고 밝혔다. 올해 A형 간염 환자(11월 셋째 주 기준)는 1만 7148명으로 지난 7년간(2012∼2018년) 누적 환자 1만 6710명보다 많다. “지금이라도 대규모 백신 접종이 필요하다”는 연구팀의 분석에 보건 당국이 귀를 기울였으면 한다. yidonggu@seoul.co.kr

쓸모없이 버려진 나무 같이 식물 폐기물을 햇빛과 미생물로 분해해 고부가가치의 석유화학제품을 만들 수 있는 기술이 나왔다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 연구진은 폐목재에 많이 있는 ‘리그닌’이라는 물질을 태양광 에너지로 고부가가치 화합물로 바꿀 수 있는 광-전기-생물촉매 시스템, 일명 융합촉매 시스템을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 바이오매스는 온실가스인 이산화탄소를 대기 중에 늘리지 않으면서도 석유나 석탄, 천연가스 같은 화석연료나 석유에서 만들어 낼 수 있는 석유화합물을 대체할 수 있는 자연 탄소물질이다. 특히 리그닌은 침엽수나 활엽수 같은 나무의 구성성분 주에서 지용성 페놀 고분자로 다양한 화합물을 만들어 낼 수 있는 잠재력 있는 물질이지만 셀룰로오스 성분과 달리 규칙성이 없고 복잡한 구조 때문에 쉽게 분해할 수 없다는 문제가 있다. 리그닌을 분해하기 위해서는 효소 같은 생물촉매를 사용해야 하는데 이 때 투입되는 과산화수소의 양을 잘못 조절할 경우 촉매반응이 방해돼 분해가 어려워질 수 있다.연구팀은 태양광 에너지에서 전기를 얻고 이 전기로 과산화수소를 만든 다음 과산화수소가 리그닌을 분해하는 생물촉매를 활성화시키는 연속적 메커니즘을 갖도록 했다. 이번에 개발한 기술은 광-전기-생물촉매가 각각 나눠진 반응용기 내에서 순차적으로 반응을 일으키도록 돼 있기 때문에 반응효율을 낮출 가능성을 원천 차단했다. 특히 과산화수소는 만들어지는 즉시 생물촉매에 의해 사용되기 때문에 과산화수소 농도가 일정하게 유지돼 리그닌 분해가 안정적으로 진행될 수 있다. 연구진은 “이번 연구는 전기에너지나 시약을 추가하지 않고 태양광 에너지만으로도 리그닌을 선택적으로 전환할 수 있는 시스템을 만들었다는데 의미가 크다”라며 “친환경적 방법으로 폐목재 같은 바이오메스를 바닐린이나 바이오고분자 같은 각종 고부가가치 화학물질로 전환할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

40대와 50대 흡연자는 심혈관계 질환 등으로 갑자기 사망할 위험이 비흡연자에 비해 2.8배나 높은 것으로 나타났다. 70대 이상 등 고령으로 인한 사망 위험이 높아지는 연령대에서는 흡연자와 비흡연자 간에 사망 위험도 차이가 크게 줄어들어 비교적 젊은 나이일수록 흡연으로 인한 돌연사의 위험이 컸다. 윤창환 분당서울대학교병원 순환기내과 교수 연구팀은 2002년에서 2013년 사이에 정기검진을 받은 사람 중 50만여 명의 국민건강보험 빅데이터 분석을 통해 이러한 사실을 구명했다. 담배가 가진 위험성을 세대에 따라 정량적으로 분석한 국내 최초의 연구로 주목받은 이번 결과는 저명 학술지인 PLOS ONE 10월호에 게재됐다. 이번 연구 결과에 따르면 40대 흡연자는 급성심근경색 등 심장계통 질환으로 사망할 위험도가 비흡연자 대비 약 2,79배 높았으며, 50대 흡연자는 심장 외의 질환으로 사망할 위험도가 비흡연자 대비 약 2.8배 높아 연령대 중 가장 큰 위험도를 보였다.급성심근경색이나 심장마비 등 심장 계통 급성 질환 발병은 연령대가 증가할수록 흡연자와 비흡연자 그룹 사이의 위험도의 차이가 좁혀지는 모습을 보였지만, 폐암이나 심장 외 질환의 경우 흡연자군에서 평생 동안 위험도가 증가하는 것으로 나타났다. 윤 교수는 “급성심근경색으로 응급실에 내원하는 젊은 남성 환자는 거의 예외 없이 흡연자로, 담배가 젊은 나이 돌연사에 미치는 영향이 매우 크다는 것이 확인됐다”며 “담배의 위협에 취약한 사람은 젊은 나이에 사망하고 나이가 들면서는 암과 각종 질환에 시달리게 되는 것이 흡연의 위험성”이라고 강조했다. 윤 교수는 또 “금연자의 경우 비흡연자와 비교해 돌연사 등 위험도에 큰 차이가 없는 것으로 나타난 것으로 봐서 조기에 금연하는 것만이 건강을 지키는 방법” 이라고 라고 덧붙였다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

올해 노벨화학상은 리튬이온전지를 개발하고 상용화를 이끈 과학자 3명에게 돌아갔다. 원자번호 3번인 리튬은 최상급의 에너지 밀도를 갖고 있을 뿐만 아니라 가볍고 용량이 큰 2차전지에 최적화된 소재이다. 문제는 고등학교 화학시간에 실험해서 알 수 있듯이 리튬과 나트륨 같은 금속은 물과 닿는 순간 엄청나게 폭발하는 특성을 갖고 있어서 전지로 만들었을 때도 자칫 폭발가능성이 크다. 이 때문에 폭발위험성을 낮추기 위해 흑연을 음극에 사용한 리튬이온전지가 먼저 상용화된 것이다. 국내 연구진이 리튬이온전지보다 이론상 에너지 밀도가 10배 이상 높은 것으로 알려진 ‘리튬금속전지’의 폭발위험성을 획기적으로 낮춘 연구결과를 내놨다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 연구진은 리튬금속전지의 상용화를 막는 가장 큰 문제인 물리화학적 불안정성을 없앨 수 있는 리튬-알루미늄 합금 기반 음극재를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 리튬이온전지는 상용화 후 기술개발이 지속적으로 이뤄져 무게당 에너지 밀도를 높이는데 한계에 다다른 상태이다. 전기자동차, 드론, 사물인터넷(IoT) 등 고용량 전지가 요구되는 만큼 리튬이온전지를 넘어선 2차전지의 필요성이 커지고 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 리튬금속전지에 주목하고 폭발위험성을 낮추기 위한 연구에 착수했다. 그 결과 시중에서 쉽게 구할 수 있는 알루미늄을 리튬과 합금으로 만들어 불안정성을 잡은 것이다. 또 음극으로 사용되는 리튬-알루미늄 합금 표면에 이황화몰리브덴 기반의 초박막 인조보호막을 만들어 전지용랑과 수명을 급격히 떨어뜨리는 덴트라이트라는 현상을 억제했다. 한편 연구팀은 리튬-알루미늄 합금 음극재 개발 뿐만 아니라 전해질 시스템을 최적화시켜 리튬이온전지의 수명을 2배 이상 늘리는데도 성공했다. 조원일 KIST 박사는 “이번 연구로 기존 리튬이온전지를 대체하는 2차전지를 만들어 드론, 자율주행차, 에너지저장시스템(ESS) 등 발전에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“우리 애는 여자라서 그런지 수학이 좀 약한 것 같아요”, “제가 여자라서 그런지 길 눈이 좀 어두워요”라는 말을 하는 이들을 간혹 만날 수 있다. 과연 남자는 여자보다 수학을 잘하고 공간지각력이 뛰어나서 낯선 곳에서도 길을 쉽게 찾을 수 있는 것일까. 여자는 남자들보다 미술이나 음악 등 미적 감각이 뛰어난걸까. 최근에는 남자와 여자의 뇌가 다르다는 생각은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과들이 속속 나오고 있다. 뇌과학자와 실험심리학자들이 ‘남녀의 뇌 차이’라는 것은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과를 또 하나 내놔 주목받고 있다. 미국 로체스터대 뇌·인지과학과, 시카고대 심리학과, 카네기멜론대 심리학과 공동연구팀은 아동, 청소년들의 뇌에 발달에 대한 종합적 조사를 실시한 결과 남녀간 뇌 기능이나 수학능력에서 성별의 차이는 전혀 없다는 것을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘사이언스 오브 러닝’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 3~10세의 남녀 아동청소년 104명(여자 55명, 남자 49명)과 63명의 성인남녀(여성 25명, 남성 38명)을 대상으로 뇌활동을 측정하기 위한 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시했다. 또 11.6분 분량의 숫자세기, 덧셈과 같은 간단한 수학 관련 교육영상을 시청하도록 한 다음 fMRI를 찍었다. 여기에 한 문제 풀이에 평균 1.1~1.2초 정도 걸리는 간단한 수학문제 70문항을 내고 풀도록 하면서 fMRI를 촬영했다. 분석 결과 남자와 여자의 뇌활동에 있어서는 어떤 차이도 발견하지 못했으며 수학 관련 교육영상을 볼 때나 간단한 수학문제를 풀 때도 활성화되는 뇌부위가 일치한다는 사실을 발견했다. 또 수학문제를 풀거나 수학동영상을 볼 때 아이들이나 성인이나 같은 부위의 뇌영역이 활성화된다는 것도 확인했다. 생물학적으로는 남녀의 뇌 차이를 발견하지 못한 연구팀은 아이들과 성인들을 대상으로 수학과 과학수업 시간에 대한 기억과 문제를 잘 풀지 못했을 때 부모의 반응 등을 조사했다. 그 결과 연구팀은 여자아이들에게는 사회적, 문화적 편견이 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 분야에서 멀어지게 만든다는 사실을 확인했다. 가정에서 수학이나 공간인지 같은 문제에 대해서는 남자아이들과 더 많은 시간을 보내며 학교에서도 교사들이 수학이나 과학시간에 남학생들에게 더 집중한다는 것을 밝혀냈다. 즉 수학과 과학능력에 대한 주변의 기대가 남녀의 차이를 만들어 낸다는 설명이다. 연구팀 관계자는 “일반적 사회화 과정에서 마찬가지로 과학과 수학분야에서도 사소한 편견이나 판단이 눈덩이처럼 불어나 남녀간 대하는 방법이 달라지게 되는 것”이라고 강조했다. 연구를 이끈 제시카 캔틀론 카네기멜론대 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 아이들의 뇌가 성별에 상관없이 똑같이 기능한다는 것을 보여줌으로써 기존 편견이 사실과 다르다는 것을 보여주고 있다”라며 “지능이나 능력에 대한 성불평등은 사람이 아니라 상황 때문에 만들어진 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

북한이 2017년 개성 만월대 단독 발굴조사에서 금속활자 한 점을 발굴한 것으로 확인됐다. 최광식 고려대 명예교수는 15일 고려대 국제관에서 열리는 ‘고려 도성 개경 궁성 만월대’ 학술심포지엄 기조 강연에서 북한 학술지 ‘민족문화유산’ 2018년 4호에 실린 논문 ‘만월대에서 발굴된 금속활자와 청자꽃모양접시에 대하여’를 인용해 이런 내용을 발표한다. 이 자료에 따르면, 북한 조사단은 고려 궁궐터인 만월대에서 금속활자 ‘성할 선’ 자를 청자접시 조각과 함께 발굴했다. 활자는 가로 1.17㎝·세로 1.16㎝·높이 0.68㎝로, 기존에 알려진 고려 금속활자와 크기가 비슷하다. 출토는 2015년, 2016년 금속활자를 수습한 곳인 신봉문터 서쪽과 가깝다. 청자접시는 국화무늬를 새겼다. 북한 조사단은 청자접시 제작 시기를 12∼13세기로 추정하고 있다. 최 교수는 “북한 학자들이 금속활자 조성 연대를 고려청자가 제작된 12∼13세기로 확정하고 있다”고 했지만, 정확한 주조 시기는 좀 더 파악해야 한다고 덧붙였다. 남북은 2007년 만월대 공동조사를 시작해 지난해까지 8차례 발굴해 건물터 40여 동과 금속활자, 청자, 도자기 등 유물 1만 7900여점을 찾았다. 공동조사 시작 이후 만월대에서 발견한 금속활자는 지금까지 5점으로 알려졌다. 이번 금속활자를 합치면 모두 6점이다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

병원이 문을 닫는 밤 시간에 아이가 아프거나 다치면 부모들의 마음은 급해진다. 칼이나 가위 같은 날카로운 물건에 베었을 때 필요한 소독약이나 반창고, 멸균 붕대 등은 막상 눈에 띄지 않기도 한다. 반창고나 소독약, 상처치료 연고, 탈지면 등이 들어 있는 응급 치료 세트를 갖고 있더라도 정작 필요한 것들은 하나씩 보이지 않아 답답한 경우가 많다. 미국 몬태나공과대 기계공학과, 나노기술연구소 연구팀은 상처에 스프레이를 뿌리는 것만으로도 치료제가 포함된 약물 붕대가 만들어지는 응급 치료 장치를 개발했다고 14일 밝혔다. 응급 상황에 신속하게 대응할 수 있는 이 같은 치료 기술은 기계공학 분야 국제학술지 ‘진공 과학기술’ 11월 13일자에 실렸다. 이번에 개발된 기술은 전기방사라는 기술을 바탕으로 하고 있다. 전기방사는 생체적합성이 있는 고분자 용액에 강한 전기장을 가해 나노섬유를 만들어 내는 기술이다. 문제는 전기방사를 위해서는 고전압이 필요하기 때문에 인체에 가깝게 대고 사용할 경우 감전이나 화상을 입을 수 있다는 점이다. 연구팀은 고전압을 사용하는 것이 아니라 스프레이 페인트처럼 통 속 압력 펌프를 이용해 공기압만으로 고분자 용액을 나노섬유로 만들어 분사할 수 있는 장치를 만들었다. 캔에 들어 있는 모기약이나 페인트를 뿌리는 것처럼 상처 부위를 향해 버튼을 누르기만 하면 소독약이나 항생제가 섞인 나노섬유가 피부로 분사돼 붕대처럼 상처 부위에 달라붙게 된다. 나노섬유가 피부에 ‘착’ 달라붙기 때문에 피부의 굴곡에 상관없이 사용할 수 있고 세균 침투 가능성도 전혀 없다는 장점이 있다. 또 붕대 재료인 고분자 용액과 함께 사용되는 약물을 모듈 형식으로 필요에 따라 바꿔 사용할 수도 있다. 제시카 안드리올로 몬태나공과대 박사(의생명공학)는 “이번 기술은 상처를 손으로 만지지 않고 약물과 함께 붕대를 직접 뿌리는 방식으로 드레싱하는 것이기 때문에 감염 위험과 통증을 줄일 수 있다”며 “의료기관이 멀리 떨어져 있어 응급 상황에 빠르게 대처할 수 없는 의료 소외 지역에서 특히 유용하게 쓰일 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

‘일리아드’와 ‘오디세이’의 작가 호메로스는 ‘잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것’이라 했고, ‘돈키호테’의 저자 세르반테스는 ‘수면은 피로한 마음의 가장 좋은 약’이라고 말했다. 살아 있는 생명체는 어떤 방식으로든 잠을 자기 마련이다. 사람이 일생의 3분의1 정도의 시간을 할애한다는 잠은 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적일 뿐만 아니라 깨어 있는 동안 고갈된 신경전달 물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 가능케 해준다. 이 때문에 많은 사람들은 편안하고 깊은 밤잠을 자고 싶어 한다. 그렇지만 잠자리에 눕기만 하면 깊은 잠에 빠져드는 사람이 있는가 하면 아무리 노력해도 숙면을 취하지 못하는 이들도 있다. 미국 보스턴대 물리학과 네트워크생리학연구실, 매사추세츠대 의대, 하버드대 의대 수면의학부, 베스 이스라엘 디코너스 메디컬센터, 브리검여성병원 공동연구팀은 깊은 잠을 자는 사람들은 잠이 드는 순간 지진이 났을 때 나타나는 지진파처럼 갑작스럽고 폭발적인 뇌파가 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘PLOS 전산생물학’ 11월 15일자에 실렸다. 연구팀은 눈동자가 움직이지 않고 깊이 잠든 상태인 비렘수면(Non-REM)에 관여하는 뇌간의 PZ 영역을 손상시킨 생쥐 10마리와 일반 생쥐 5마리를 대상으로 뇌파(EEG)와 근전도(EMG) 조사를 10일 동안 했다. 그 결과 깊은 잠에 빠져드는 순간 뇌에서 델타파가 폭발적으로 증가한다는 사실을 확인했다. PZ 영역이 손상된 생쥐는 잠이 들면 델타파나 세타파가 발생하기는 하지만 일반 생쥐와 달리 폭발적으로 늘지 않아 숙면을 취하지 못한다는 것이 확인됐다. 플라멘 이바노프 보스턴대 교수(생물물리학)는 “깊고 조용한 잠을 자기 위해서는 역설적이게도 대뇌 피질에서 뇌파가 폭발적인 움직임을 보여야 한다는 사실을 알게 됐다”며 “이번 연구를 통해 잠에 대해 더 잘 이해할 수 있게 됐으며, 새로운 수면장애 치료법을 찾는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

역사상 가장 강력한 제국 중 하나로 알려진 신아시리아의 멸망이 기후변화 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 가디언은 신아시리아 제국의 운명이 당시 기후가 건조하게 변화하면서 기울어졌다는 연구 결과가 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 실렸다고 13일(현지시간) 보도했다. 기후변화에 따라 작황이 급격히 나빠지며 결국 제국의 패망에 이르렀다는 의미다. BC 934년부터 약 300년간 존재한 신아시리아는 바빌로니아와 이집트, 아르메니아 등 북아프리카와 지중해 동부를 장악한 광대한 제국이었다. BC 612년 서아시아 국가 연합군에 멸망하기까지 메소포타미아 지역의 패권을 장악하고 있었다. 미 캘리포니아주립대 연구에 따르면 BC 925~550년 사이 이 지역에서는 뚜렷한 기후변화가 있었다. 이라크 북부 동굴에서 채취한 광물 퇴적물 등을 분석해 비교한 결과 BC 675~550년 사이 가뭄이 계속됐고 이는 기존까지 풍부한 강수량으로 농작물을 재배했던 신아시리아 제국에 큰 위기를 초래했다. 결국 가뭄은 제국 내 정치·경제적 불안과 갈등을 일으켰고, 외세의 침략과 맞물려 멸망으로 이어졌다. 이같은 연구 결과는 전쟁의 패배나 내전 때문에 국가가 멸망한다는 상식과 거리가 있다는 점에서 이목을 끈다. 이번 연구에 참여한 아시시 신하 교수는 “이같은 심각한 가뭄은 단지 일부 지역이 아닌 광범위한 지역에 영향을 미쳤을 것”이라며 “20세기를 지나 기후는 훨씬 더 빨리 변화하고 있다. BC 600년대 만큼이나 현대에도 가뭄이 심각하거나 더 심각해질 수 있다고 본다”고 진단했다. 또 심각한 가뭄이 시리아 내전의 근본 원인이라는 연구가 있었던 것처럼 한 국가의 운명이 기후변화에 의해 좌우될 수 있는 것은 예나 지금이나 마찬가지라는 경고도 나온다. 이번 연구를 접한 또 다른 전문가는 “연구 저자들의 의견에 동의한다. 고대 마야문명의 몰락 과정에서도 비슷한 기후 패턴이 발생했다”면서 “이번 연구는 화석연료 사용이 지구온난화의 원인이 되고 있는 현재에도 중요한 교훈을 준다”고 말했다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

“두려워할 이유는 없으면서 배울 것은 많은 존재가 나무이다. 활기차고 평화로운 그들은 우리를 힘내게 하는 정수를 아낌없이 나눠준다.” 소름 끼칠 정도로 방대한 양과 복잡한 문장을 자랑하는 소설 ‘잃어버린 시간을 찾아서’로 20세기 최고의 작가 중 한 명으로 평가받는 마르셀 프루스트가 이 세상 모든 나무에 바친 찬사이다. 오랫동안 인류에게 쉼터를 제공하고 건축자재로 사랑받았던 나무의 쓸모가 바뀐 것은 1867년이었다. 제2회 파리 만국박람회에 정원사 조지프 모니에는 콘크리트와 금속을 결합시켜 만든 최초의 철근 콘크리트 제품인 ‘정원 물통’을 전시했다. 간단해 보이는 이 작품은 20세기 건축 트렌드를 바꾸는 시작점이었다. 철근 콘크리트는 고층 건물을 짓기에도 용이하고 화재에도 강하다는 장점 때문에 벽돌과 목재를 순식간에 대체했다. 그러나 지구온난화 문제와 친환경 트렌드가 만나면서 나무에 대한 관심이 다시 높아지고 있다.실제로 철근 콘크리트 건축을 위해서는 철근, 철골, 시멘트를 만들어야 한다. 또 완공된 건물에는 냉난방을 위해 엄청난 에너지가 투입된다. 이 때문에 건축 부분에서 배출되는 온실가스는 전 세계 온실가스 배출량의 30~40%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 반면 나무는 성장 과정에서 산소를 배출하고 이산화탄소를 흡수한다. 어느 정도 성장하면 광합성 효율과 탄소 저장 능력이 떨어지는데 그대로 둬 썩거나 불에 탈 경우 나무가 저장하고 있던 탄소는 공기 중으로 다시 빠져나간다. 그런 상황에 맞닥뜨리기 전에 적당히 자란 나무를 건축자재로 쓰면 탄소가 공기 중에 배출되는 것을 막을 수 있다는 점에 연구자들은 주목하고 있다. 그러나 목조건축물이 화재에 취약하다는 문제점은 여전히 골칫거리이다. 그런데 영국 케임브리지대 건축학과 자연재료혁신센터, 오스트리아 빈 자연자원·생명과학대(BOKU) 목재기술 및 재생재료연구소 공동연구팀은 대나무를 세포생물학적으로 분석한 결과 에너지 효율이 높고 불에 강한 목재 건축 기술이 가능하다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 13일 자에 발표했다.대나무의 탄성과 강도 같은 물리적 특성과 관해서는 많은 연구가 있어왔지만 대나무 내부의 세포구조에 대한 연구는 많지 않았다. 이에 연구팀은 중국, 대만에서 주로 자라는 모소 대나무 3~5년생을 잘라 수분함량이 10%가 될 때까지 말린 다음 열전도율을 측정하는 주사열현미경(SThM)으로 분석했다. 모소 대나무는 최대 28m까지 자라기 때문에 중국이나 대만 등에서는 건물을 지을 때 작업자들이 오갈 수 있도록 하는 임시가설물인 비계 재료로 많이 쓰인다. 분석 결과 대나무 내부는 두꺼운 섬유질과 얇은 섬유질 층이 번갈아 있는 복잡한 셀룰로스 구조를 갖고 있는 것으로 확인됐다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무의 강도에 영향을 미치고 얇은 섬유질 층의 세포들은 생장 방향과 직각에 가까운 각도로 정렬돼 있어 열전도율을 낮추는 역할을 한다는 것이다. 건물 성능 중 중요한 요소 중 하나는 필요한 열은 보존하고 불필요한 열은 차단시키는 단열 기능으로 열전도율을 낮추는 것이 핵심이다. 대나무의 얇은 섬유질 층은 천연 단열재 역할을 한다는 것이 연구진의 설명이다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무가 화염에 노출됐을 때 불이 붙기 어렵게 만들 뿐만 아니라 확산 속도를 늦추는 역할을 하는 것으로 확인됐다. 대실 샤 영국 케임브리지대 교수(자연재료·구조공학)는 “이번 연구를 통해 대나무의 열적 특성을 파악함으로써 목조 건축물의 에너지 소비를 줄이고 불이 났을 때 안전성을 높일 수 있는 방법을 찾을 수 있게 됐다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

푸에르토리코, 미국, 호주, 베트남, 영국 등 11개국 82개 연구기관이 참여한 대규모 국제공동연구팀은 치명적인 열대 전염병으로 알려진 뎅기열의 확산을 예측할 수 있는 방법을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 12일 자에 실렸다. 뎅기열은 적도를 중심으로 한 열대지역에서 발생하는 전염병으로 확실한 치료법이 없는 상태다. 연구팀은 페루 이키토스, 푸에르토리코 산후안 2곳을 대상으로 1990~1991, 2000~2001, 2008~2009년에 발생한 뎅기열 통계와 기후 자료를 바탕으로 예측 모델을 만들었다. 이 모델은 뎅기열 발생 장소와 시기를 4개월 전에 예측할 수 있는 것으로 확인됐다. 예측 결과를 바탕으로 모기 서식지를 집중 방역하는 방식으로 뎅기열을 없앨 수 있을 것으로 보인다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr