태양계 행성에서 쫓겨난 명왕성과 명왕성의 가장 큰 위성인 카론의 생성 비밀이 밝혀졌다. 미국 애리조나대 달·행성 연구실, 콜로라도 볼더 사우스웨스트 연구소, 스위스 베른대 우주 및 행성 과학 연구소 공동 연구팀은 태양계의 막내 행성이었다가 2006년 국제천문연맹에서 왜소행성으로 퇴출당한 명왕성은 아주 짧은 순간의 충돌로 위성 중 하나인 카론을 포획했다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 지구 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지구과학’ 1월 7일 자에 실렸다. ‘134340 명왕성’이라고 이름 붙여진 명왕성은 카이퍼 벨트에 있는 왜소행성으로, 암석과 얼음으로 이뤄져 있으며, 지구의 위성인 달과 비교하면 질량은 6분의1, 부피는 3분의1 수준이다. 공전 주기는 약 248년, 자전 주기는 6일 9시간 43분이다. 이심률이 큰 타원형 궤도로 돌고 있기 때문에 해왕성 공전 궤도보다 안쪽으로 들어올 때도 잦다. 명왕성은 5개의 위성을 갖고 있는데, 그중 가장 큰 카론은 명왕성의 절반 정도 크기다. 명왕성과 카론은 서로 같은 면만 바라보며 아령처럼 공전하고 있기 때문에, 다른 천체와 위성의 관계처럼 주종이 아닌 공존하는 관계로 보는 이들도 있다. 실제로 명왕성-카론을 이중행성이라고 주장하는 이들도 있다. 실제로 궤도를 보면 충돌 기원을 공유하고 있는 것으로 추정된다. 지구와 달처럼 카론이 명왕성과 충돌해 만들어졌다면, 명왕성 반지름의 약 16배 정도의 넓은 원형 궤도를 가진 카론 크기의 천체가 형성되기 힘들다. 이에 연구팀은 암석과 얼음으로 이뤄진 행성의 지질학적 수치 모델을 사용해 충돌이 어떻게 카론의 포획으로 이어질 수 있는지 분석했다. 그 결과, 연구팀은 명왕성과 카론의 물리적 강도를 고려해 모델링하면, 두 천체가 충돌하고 처음에 함께 회전한 뒤에도 두 천체는 뚜렷하게 구분되고 대부분 온전한 상태를 유지한다는 사실을 발견했다. 이후 명왕성과 카론은 회전하면서 외력이 작용해 분리됐고, 카론의 궤도는 바깥쪽으로 확장돼 현재 위치로 이동했다고 연구팀은 설명했다. 연구자들은 이 충돌 시나리오를 ‘키스앤캡처’라고 이름 붙였다. 연구를 이끈 에릭 에스퍼그 애리조나대 교수는 “이번 연구에 활용한 모델링과 비교할 수 있는 관측 자료가 제한적이기는 하지만 키스앤캡처는 명왕성과 카론의 지질학적 진화를 잘 설명해준다”라며 “이 연구 결과는 카론이 명왕성만큼이나 오래됐을 수 있으며, 해왕성 궤도 너머에 있는 다른 얼음 천체들의 기원도 설명할 수 있을 것”이라고 말했다.

소셜미디어(SNS)를 하루 종일 사용하는 사람들이 그렇지 않은 사람들보다 더 쉽게 화를 내고 짜증을 낸다는 연구 결과가 나왔다. 특히 틱톡 사용자들에게서 이러한 경향이 더욱 두드러진 것으로 나타났다. 야후라이프 등에 따르면 최근 이러한 분석 결과가 미국의학협회 학술지인 네트워크 오픈(JAMA Network Open)에 발표됐다.이 연구에 따르면 SNS 사용 시간이 길수록 과민성이 높아지는 것으로 조사됐다. 하버드 의대 정신과 로이 펄리스 교수가 이끄는 연구진은 18세 이상 성인의 인스타그램, 틱톡, 엑스(X·옛 트위터), 페이스북 등 사용 빈도를 분석했다. 연구진은 SNS를 “하루 종일” 사용한다고 답한 사람들이 전혀 사용하지 않는 사람들보다 과민성 척도에서 3.37점 더 높은 점수를 받았다고 밝혔다. 특히 응답자의 78% 이상이 매일 SNS를 사용하고 있었으며, 약 25%는 하루 종일 사용한다고 답했다. 플랫폼별로 틱톡 사용자들의 과민성이 가장 높았다. 틱톡에서는 사람들이 특정 주제에 대한 의견을 표현하고 토론하는 경우가 많은데, 이런 의견 중심의 콘텐츠가 과민성을 높일 수 있다는 설명이다. 반면 인스타그램은 상대적으로 과민성과의 연관성이 낮았다. 심리학자 진 트웬지는 “인스타그램의 콘텐츠는 주로 다이어트나 신체 이미지에 초점을 맞추고 있어 분노보다는 우울증에 더 영향을 미친다”고 분석했다. 하루 대부분 SNS를 사용하면 과민성 점수가 상승하는 경향이 있었지만, 하루 ‘한 번’만 사용하는 것보다는 ‘여러 번’ 사용한 경우 과민성 점수가 소폭 낮았다. 펄리스 교수는 “적절한 수준의 SNS 사용은 오히려 도움이 될 수 있다”면서 “중요한 것은 사용을 조절하는 방법을 찾는 것”이라고 조언했다. 전문가들은 과도한 SNS 사용이 주변 관계에 미치는 영향을 고려해야 한다고 강조했다. 트웬지는 “하루 대부분을 SNS에 쓰고 있다면 수면이나 다른 사람들과의 대화, 야외 활동, 운동과 같이 더 유익한 활동을 놓칠 가능성이 크다”며 “과민함은 사용자 본인뿐만 아니라 주변 사람들에게도 부정적인 영향을 미친다”고 설명했다. 다만 연구진은 이번 연구가 SNS 사용과 과민성 간의 인과관계를 명확히 밝히지는 못했다고 덧붙였다. 펄리스 교수는 “SNS가 과민성을 악화시킬 수도 있고, 반대로 과민한 성향 때문에 SNS를 더 많이 사용할 수도 있다”고 말했다.

매일 우유 한잔을 마시는 습관이 대장암 발병 위험을 5분의 1 가량 낮추는 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다. 8일(현지시간) 영국 BBC 등에 따르면 영국 옥스퍼드대학 연구팀은 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재한 논문을 통해 이같이 밝혔다. 연구팀은 50대 이상 여성 54만 2778명이 참여한 건강 연구 자료를 기반으로 97가지 식이 요인과 대장암 발병 위험과의 연관성을 조사해 이같은 결론을 도출했다. 약 17년 간의 추적 관찰 기간 동안 이들 여성들 중 1만 2251명이 대장암에 걸렸다. 연구팀은 우유 등 유제품과 시리얼, 탄수화물, 알코올 등 식이 요인이 대장암에 미치는 영향을 분석했으며, 이중 매일 마시는 우유 293㎖에 들어있는 칼슘 300㎎이 대장암 발병 위험을 17% 낮추는 것으로 분석됐다. 이와 더불어 아침에 먹는 시리얼이나 과일, 통곡물, 탄수화물, 섬유질, 비타민C도 대장암 발병 위험을 소폭 낮추는 것으로 나타났다. 반면 하루에 와인 한 잔에 해당하는 알코올(20g)을 마실 경우 대장암 발병 위험은 15% 증가했다. 또 햄과 같은 가공육과 붉은 고기도 대장암의 위험을 소폭 높였다. 연구의 제1 저자인 케렌 파피에 옥스퍼드대 박사는 “유제품과 비유제품에 들어있는 칼슘이 유사한 효과를 나타냈다”면서 “칼슘은 대장 내 담즙산과 결장의 유리지방산에 결합해 대장암의 발생 위험을 낮추는 역할을 한다”고 설명했다. 임상시험이 아닌 관찰 연구인 탓에 칼슘이 대장암을 예방한다는 결론을 단정적으로 도출하기는 어렵지만, 연구진은 “식단과 대장암에 관한 연구 중 가장 큰 규모이며, 이전의 연구 결과와도 일치한다”고 덧붙였다. 국가암정보센터에 따르면 2022년 기준 대장암은 남성에게서는 위암에 이어 두 번째로 많이 발생하는 암종이며, 여성에게는 갑상선암과 유방암에 이은 3위 암종이다.

신약 개발 벤처기업인 지엔티파마는 뇌졸중 치료제로 개발 중인 ‘넬로넴다즈’의 약효 확증을 위한 임상 3상 시험계획서(IND)를 식품의약품안전처에 제출했다고 9일 밝혔다. 지엔티파마는 국내 뇌졸중 임상 2상과 3상에서 확인된 넬로넴다즈의 약효를 확증하는 다국적 임상 3상(RENEW) 프로토콜을 완료하고 한국을 비롯한 미국과 호주 등에서 임상시험을 진행하기로 했다. 넬로넴다즈 다국적 임상 3상은 발병 후 12시간 이내에 혈전제거시술을 받는 중증 뇌졸중 환자 788명을 대상으로 진행한다. 이번 임상에서는 당뇨 병력이 있는 환자는 제외되며 응급실 도착 후 최초 약물 투약은 60분 이내, 혈전제거시술 시행은 90분 이내로 권고한다. 전체 시험 대상자의 50%가 등록되는 시점에서 독립적 데이터 모니터링 위원회(IDMC)의 중간 분석이 실시된다. 중간 분석에서 약물 투약 후 12주째 독립생활이 가능할 정도로 장애가 개선된 넬로넴다즈 투약군의 비율이 위약 투약군에 비해 유의적으로 증가하면 약효 유효성이 검증된 것으로 선언되며 연구는 조기 종료된다. 다국적 임상 3상 총괄 연구책임자는 아주대학교병원 신경과 과장 이진수 교수가 맡고, 미국 피츠버그 대학병원 뇌졸중센터장 라울 노구에라 교수, UCLA 대학병원 뇌졸중센터장 데이비드 리베스킨드 교수, 호주 모나시 대학병원 뇌졸중센터장 헨리 마 교수 등 세계적인 전문가들이 연구책임자로 참여한다. 국내 임상에는 10여개 대학병원이 참여한다. 유럽과 중국 등 나머지 국가는 임상시험 관리 기준을 준수할 수 있는 임상시험기관이 선정되면 추가로 진행할 예정이다. 넬로넴다즈는 지엔티파마가 과학기술정보통신부의 지원을 받아 뇌졸중 치료제로 발굴한 세계 최초 다중표적 뇌세포 보호 약물이다. 비교 약물들에 비해 뇌졸중에 의한 뇌세포 사멸을 억제하는 효과가 탁월한 것으로 확인됐다. 혈전제거시술을 받은 허혈성 뇌졸중 환자를 대상으로 진행한 임상 2상과 3상을 통합 분석한 결과, 당뇨 병력이 없는 중증 환자의 경우 위약 투약군 대비 넬로넴다즈 투약군에서 12주 후 독립생활이 가능한 환자 비율이 확연히 증가했다. 또한 응급실 도착 후 60분 이내에 넬로넴다즈를 투약한 환자는 위약 투약군에 비해 12주 후 장애가 확연히 개선된 것으로 확인됐다(p=0.009). 임상 3상 결과는 최근 미국의학협회(AMA) 학술지인 ‘JAMA Network Open’에 게재 승인됐으며, 임상 2상 결과는 2022년 국제 학술지 ‘뇌졸중(Stroke)’에 게재됐다. 지엔티파마 곽병주 대표이사는 “국내에서 완료한 뇌졸중 임상시험을 통해 응급실 도착 후 신속하게 약물을 투약받고 혈전제거시술을 받은 환자에게서 넬로넴다즈의 약효가 확인됐다”며 “약효를 확증하는 다국적 임상 3상에서 의학적으로 유의적인 약효가 확인되면 최초의 글로벌 뇌졸중 신약으로 국가별 품목허가를 신청할 것”이라고 말했다.

옛사람들은 하루의 피로를 씻어 주는 잠을 묵은 때를 벗겨 내는 목욕과 같은 것으로 생각했습니다. 그런데 최근에는 의외로 많은 사람이 불면을 호소합니다. 겨울에는 추운 날씨로 인해 쉽게 피로해지고, 잠을 잔 뒤에도 개운함을 느끼지 못할 때가 많습니다. 꿀잠이라고 하는 숙면은 단순히 휴식을 취하는 것 이상으로 정신을 맑게 해 주는 효과가 있습니다. 덴마크 코펜하겐대 중개 나노의학 연구센터, 국립 수면 의학 연구센터, 영국 옥스퍼드대 생리·해부·유전학과, 미국 로체스터대 중개 나노의학 연구센터 공동 연구팀은 깊은 수면이 뇌에 쌓인 노폐물을 씻어 내 뇌 건강을 유지하는 과정을 실시간으로 관찰하는 데 성공했습니다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 1월 9일자에 실렸습니다. 뇌에 뇌척수액을 순환시켜 노폐물을 제거하는 림프계라는 시스템이 있다는 사실은 잘 알려져 있습니다. 이 시스템은 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환을 유발하는 독성 단백질을 제거하는 데 도움이 됩니다. 그렇지만 지금까지 이 과정의 작동 원리는 명확히 밝혀지지 않았습니다. 이에 연구팀은 인간의 뇌와 기능적으로 유사한 생쥐의 뇌를 정밀하게 관찰했습니다. 그 결과 노르에피네프린이라는 호르몬이 뇌 속 노폐물을 제거하는 데 핵심 역할을 한다는 사실을 발견했습니다. 노르에피네프린은 교감신경계를 자극해 심박수를 증가시키고 불안 반응에 관여하는 물질로만 알려져 있었습니다. 그런데 숙면하고 있을 때 뇌줄기로도 불리는 뇌간이 약 50초 간격으로 노르에피네프린에 미세한 파동을 일으키는 것이 확인됐습니다. 노르에피네프린은 혈관을 수축·이완시키며 혈액에 규칙적인 흐름을 만들어 노폐물을 제거하고 운반·폐기한다고 연구팀은 설명했습니다. 연구팀은 뇌척수액 흐름과 혈액량 변화도 관찰했는데 뇌척수액 흐름이 혈액량 변화에 따라 변동하는 것을 확인했습니다. 혈관이 펌프 역할을 해 주변 뇌척수액을 밀어 내면서 노폐물을 배출한다는 말입니다. 또 연구팀은 모든 수면이 똑같은 역할을 하는지에도 의문을 품었습니다. 이에 연구팀은 수면을 돕는 졸피뎀을 생쥐에게 투여해 살펴본 결과, 약물을 투여받은 생쥐는 자연스럽게 잠든 생쥐보다 노르에피네프린 파동이 절반 이하로 떨어지는 것으로 관찰됐습니다. 잠에는 빨리 들지 몰라도 뇌의 노폐물 제거 효율은 30% 이상 줄어들었다는 것입니다. 이는 수면 보조제가 뇌 속 노폐물 제거에 방해 요인이 될 수 있다는 의미입니다. 연구를 이끈 마이켄 네데르고르 로체스터대 의대 교수는 “수면이란 잠 자기 전에 식기세척기를 작동시켜 아침에 깨끗한 뇌로 깨어날 수 있게 하는 것과 같다”고 말했습니다.

‘모닝커피’를 마시는 사람은 커피를 마시지 않거나 하루 종일 마시는 사람보다 심혈관 질환(CVD) 사망 위험이 31% 감소하는 등 모든 원인으로 인한 전반적인 사망 위험이 낮아진다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 8일(현지시간) 미국 툴레인대 루 치 교수팀은 유럽심장학회(ESC) 학술지 유럽 심장 저널(European Heart Journal)에서 커피 마시는 시간 및 양과 심혈관 질환 및 모든 원인에 의한 사망 위험 간 관계를 추적 관찰한 결과 모닝커피의 심장 보호 효과가 온종일 마시는 커피보다 우수한 것으로 나타났다며 이같이 밝혔다. 치 교수는 “이 연구는 커피 마시는 시간이 건강에 미치는 영향을 처음 조사한 연구”라며 “이 결과는 커피를 마시는지 또는 얼마나 마시는지보다 커피를 하루 중 언제 마시는지가 더 중요할 수 있음을 보여준다”고 전했다. 최근 연구에서는 커피가 심혈관 질환 위험을 높이지 않으면서 제2형 당뇨병 같은 일부 만성 질환 위험은 낮춘다는 결과가 제시되고 있다. 앞서 매일 3잔의 커피를 마시는 것이 심장 건강에 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 나와 눈길을 끌기도 했다. 해당 연구진은 하루 3잔의 커피가 심혈관 다발성 질환의 발생 위험을 절반 수준으로 낮출 수 있다고 주장했다. 이와 관련해 치 교수는 카페인이 몸에 미치는 영향을 고려해 하루 중 커피를 마시는 시간이 심장 건강에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 했다고 연구 배경을 설명했다. 연구팀은 1999~2018년 미국 국민건강영양조사(NHANES)에 참여한 성인 4만 725명을 대상으로 커피를 마시는지, 언제 얼마나 마시는지 등을 조사하고, 이를 9.8년간의 사망 기록 및 사망 원인과 연결해 분석했다. 참여자 중 36%는 주로 오전에 커피를 마시는 모닝커피 그룹, 16%는 온종일 커피를 마시는 그룹, 48%는 커피를 마시지 않는 그룹으로 분류됐다. 추적 관찰 기간 사망자는 4295명이었고, 심혈관 질환 사망 1268명, 암 사망 934명이었다. 커피를 마시는 시간과 사망 위험 간 관계 분석 결과 모닝커피 그룹은 심혈관 질환으로 사망할 위험이 커피를 마시지 않는 그룹보다 31% 낮았고 모든 원인에 의한 사망 위험도 16% 낮았다. 그러나 커피를 온종일 마시는 그룹과 마시지 않는 그룹은 사망 위험에 유의미한 차이가 없었다. 또 모닝커피 그룹은 마시는 양에 관계 없이 사망 위험이 낮아졌으나 사망 위험 감소 폭은 2~3잔 마시는 사람이나 3잔 이상 마시는 사람이 한 잔 이하로 마시는 사람보다 큰 것으로 나타났다. 치 교수는 “이 연구는 모닝커피가 심혈관 질환 사망 위험을 낮추는 이유는 알려주지 않는다”며 “한 가지 가능한 설명은 오후나 저녁에 마시는 커피가 생체리듬과 멜라토닌 같은 호르몬에 영향을 주고, 이것이 염증, 혈압 같은 심혈관 위험 요소의 변화로 이어지기 때문일 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 결과는 모닝커피가 늦은 시간에 마시는 커피보다 심혈관 건강에 유익하고 사망 위험도 낮춰준다는 것을 시사한다”며 “다만 이 결과를 검증하려면 다른 인구집단에서 커피 마시는 시간을 변경하는 것이 미치는 영향에 대해 추가 임상 시험을 할 필요가 있다”고 전했다.

귀리, 콩, 아몬드 등 식물성 원료를 활용한 식물성 대체 음료의 인기가 높아지는 가운데 식물성 대체 음료를 마시면 우유에 비해 우울증에 걸릴 위험이 크다는 연구 결과가 나왔다. 6일(현지시간) 영국 일간 더타임스 등에 따르면 중국 남방의과대학 연구팀은 35만여명의 영국인의 식단과 정신 건강을 13년간 추적한 결과를 국제 학술지 ‘프론티어스 인 뉴트리션’에 게재했다. 조사 대상자들의 우유 소비와 우울증·불안 장애 사이의 연관성을 조사한 연구팀은 우유를 마시지 않는 사람에 비해 우유를 마시는 사람이 우울증과 불안 장애 위험이 낮았다고 밝혔다. 우유는 칼슘의 좋은 공급원으로 과거 연구에 따르면 칼슘은 ‘행복 호르몬’으로 알려진 세로토닌 합성에 도움이 되는 것으로 알려졌다. 연구팀은 또한 우유 중에서도 무지방 우유나 식물성 대체 음료보다 저지방 우유가 정신 건강에 좋다고 주장했다. 연구 결과에 따르면 저지방 우유를 마신 사람은 우울증에 걸릴 가능성이 12%, 불안을 경험할 가능성이 10% 더 낮은 것으로 나타났다. 식물성 대체 음료를 마신 사람은 우울증 발병 위험이 14% 더 높은 것으로 나타났다. 무지방 우유와 우울증·불안 간 관련성은 발견되지 않았다. 연구팀은 저지방 우유가 일반 우유보다 정신 건강에 유익한 이유로는 저지방 우유가 일반 우유에 비해 포화 지방 함량이 낮고 ‘좋은 지방’이라고 불리는 불포화 지방을 더 많이 함유한 점을 근거로 들었다. 포화 지방 수치가 낮을수록 뇌에서 즐거움, 흥분, 쾌락 등을 전달하는 신경 전달 물질인 도파민 신호를 막을 가능성이 작다는 것이다. 매체는 과거 연구 결과에 따르면 포화 지방을 많이 섭취하면 뇌졸중, 심장병 발병 위험이 큰데다 콜레스테롤 수치와 우울증 위험 역시 증가하는 것으로 나타났다고 전했다. 연구팀은 “이번 연구 결과는 저지방 우유를 마시는 것이 우울증과 불안 위험을 낮추는 것과 관련이 있음을 시사하며, 정신 건강 증진을 위한 식단에서 저지방 우유의 역할을 강조한다”고 밝혔다.

“울지 마라./외로우니까 사람이다./살아간다는 것은 외로움을 견디는 일이다./눈이 오면 눈길을 걸어가고…가끔은 하느님도 외로워서 눈물을 흘리신다.…” 외로움을 표현하는 대표적인 시 중 하나로 꼽히는 정호승 시인의 ‘수선화에게’의 일부분이다. 2020년부터 2023년까지 약 3년 동안 전 세계를 공포에 떨게 했던 코로나19 팬데믹 기간 사회적 고립이나 고독감이 건강에 심각한 영향을 미친다는 사실이 새삼 밝혀졌다. 최근 중국 푸단대 뇌 기반 지능 과학기술연구소, 계산 신경과학 연구실, 데이터과학부, 국가 신경 이상 연구센터, 푸단 국제 혁신센터, 영국 케임브리지대 임상 신경과학과, 심리학과, 케임브리지 행동·신경과학 연구소, 워윅대 컴퓨터과학과 공동 연구팀은 친구와 가족 간 교류가 면역 체계를 강화하고 심장병, 뇌졸중, 제2형 당뇨(성인 당뇨)와 같은 질병의 위험을 줄인다고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 및 심리학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 1월 4일 자에 실렸다. 사회적 관계는 웰빙에 중요한 역할을 하며, 사회적 고립과 외로움이 건강 악화와 조기 사망과 밀접한 관련이 있다는 조사들이 속속 나오고 있다. 사회적 고립은 객관적으로 혼자 있는 경우가 많거나 사회적 관계가 거의 이뤄지지 않는 것이며, 외로움은 사회적 상호작용 수준이 자기가 원하는 것보다 낮을 때 발생하는 주관적 감정이다. 그렇지만, 사회적 관계가 건강에 영향을 미치는 근본적 메커니즘은 여전히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 대표적인 생명과학 및 의학 분야 데이터베이스인 영국 바이오뱅크에 참여한 40~69세 성인 남녀 4만 2000명에게서 채취한 혈액 표본에서 단백질 집합체인 프로테옴을 분석했다. 이를 통해 일반인과 비교해 사회적으로 고립되거나 외로움을 느끼는 사람들에게서 많이 나타나는 단백질 종류를 파악하고, 이들 단백질이 건강에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 연구팀은 혼자 사는지, 사회적으로 다른 사람들과 얼마나 자주 접촉하는지, 사회 활동에 참여하는지 등을 기준으로 개인의 사회적 고립 점수를 계산하고, 개인이 느끼는 외로움 여부를 10점 척도로 조사했다. 그 결과, 연구팀은 사회적 고립과 관련된 단백질 175개, 외로움과 관련된 단백질 26개를 발견했다. 외로움과 관련된 단백질의 85% 정도는 사회적 고립 관련 단백질과 중복됐다. 이들 단백질은 대부분 염증, 바이러스 감염, 면역 반응에 영향을 미치며, 심혈관 질환, 성인 당뇨, 뇌졸중을 비롯해 다양한 조기 사망 원인과 연관된 것으로 조사됐다. 연구팀은 멘델식 무작위화(Mendelian Randomization·MR)라는 통계적 방법으로 사회적 고립과 외로움, 단백질 사이의 인과 관계를 분석했다. MR은 유전학적 변이를 변수로 해 위험 요소와 결과 사이의 인과 관계를 추론할 때 사용하는 연구 방법론이다. 이를 통해 외로움으로 인해 증가하는 단백질 5종을 발견했다. 대표적인 단백질이 ADM으로 확인됐다. 이 단백질은 스트레스 호르몬과 사랑의 호르몬으로 알려진 옥시토신 같은 사회 호르몬을 조절해 스트레스를 줄이고 개선하는 역할을 하는 것으로 알려졌다. AMD는 인체에서 일어나는 일을 감지하는 뇌 허브 역할을 하는 뇌섬엽(insula) 부피와 연관성이 있다는 사실이 규명됐다. AMD 수치가 높을수록 뇌섬엽 부피가 줄고, 감정, 보상, 사회화 과정에 관여하는 좌측 꼬리핵의 부피가 줄어드는 동시에 조기 사망 위험이 커지는 것으로 나타났다. 또 다른 단백질인 ASGR1은 고콜레스테롤과 심혈관 질환 위험 증가와, 다른 단백질은 인슐린 저항성, 동맥 경화, 암 진행에 영향을 미치는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 바바라 샤하키안 케임브리지대 교수(정신의학·신경과학)는 “이번 연구 결과는 세계보건기구(WHO)가 사회적 고립과 외로움을 글로벌 공중보건 문제로 규정한 이유를 깨닫게 해준다”라며 “외로움과 고립감으로 인해 나타날 수 있는 질병을 예방하기 위한 새로운 방법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

밥상머리에서 아이들은 좋아하는 것만 먹겠다고 반찬 투정을 하는 경우가 잦다. 그럴 때마다, 부모들은 건강해지려면 골고루 먹어야 한다고 혼내는 경우가 많다. 실제로 영양학적으로도 탄수화물, 지방, 단백질, 무기질, 비타민 등 영양소를 골고루 섭취하는 것이 면역력을 높이고, 아동 청소년에게는 성장 장애를 막아줄 수 있다. 그런데, 과학자들은 “골고루 먹어야 한다”는 부모들의 잔소리가 과학적으로 타당성이 있다는 사실을 증명했다. 이탈리아 트렌토대 세포·계산·통합 생물학과, 유럽 종양학 연구소, 영국의 보건 기업인 ZOE, 킹스 칼리지 런던 영양과학과, 쌍둥이 연구 및 유전 역학과 공동 연구팀은 채식이나 육식 어느 한쪽에 치우쳐 식사하는 것보다 식물성 음식 중심으로 골고루 먹는 것이 건강에 도움이 되는 장내 미생물을 증가시킬 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 1월 7일 자에 실렸다. 많은 연구를 통해 식물성 식품이 적고 가공식품이 많은 식단을 자주 섭취하면 심혈관 질환, 제2형 당뇨(성인 당뇨), 각종 암에 걸릴 위험이 크다는 사실이 밝혀졌다. 이처럼 식단과 인간의 건강은 밀접한 관련이 있는 것으로 알려졌지만, 식물성 음식 중심의 식단이 건강에 구체적으로 어떻게 도움이 되는지는 명확히 규명되지 못했다. 이에 연구팀은 영국, 미국, 이탈리아에서 2만 1561명을 선발해 주로 어떤 식사를 하고 있는지와 장내 미생물(마이크로바이오옴)의 관계를 분석했다. 분석 결과, 채소와 육류를 골고루 섭취하는 잡식성 식단을 주로 하는 사람들은 채식 중심 식단(채식주의 식단)이나 동물성 식품을 전혀 먹지 않는 비건 식단만 하는 사람들보다 더 많은 종의 미생물을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 채식주의자나 비건은 장내 미생물에서 큰 차이를 보이지 않았다. 연구팀에 따르면 잡식성 식단을 하는 사람들은 채식주의자나 비건보다 심혈관 질환과 대사 질환을 일으킬 수 있는 물질을 억제할 수 있는 미생물들이 많은 것으로 조사됐다. 비건은 장과 심장 대사 건강에 필수적인 단사슬 지방산 생산에 도움을 주는 과일, 채소 섭취와 관련된 미생물이 더 많았다. 채식주의자들은 비건과 잡식 사이 중간 미생물의 특성을 보였으며, 음식 소화와 관련한 미생물이 가장 풍부한 것으로 나타났다. 연구팀은 비건이나 채식주의자나 잡식주의, 육식주의와 관계없이 건강한 식물성 식품을 많이 섭취하면 건강에 도움이 되는 장내 미생물의 비율이 높아진다고 설명했다. 연구를 이끈 니콜라 세가타 트렌토대 교수는 “건강한 식물성 식품과 섬유질이 풍부한 식품을 많이 섭취하면 건강과 관련된 미생물은 자연스럽게 증가할 것”이라며 “중요한 것은 어떤 식단을 선호하든지, 한쪽에 치우치지 않고 골고루 먹는 것이 장 건강은 물론 전체 건강에도 도움을 준다는 것은 확실하다”라고 말했다.

한국기술교육대학교는 메카트로닉스공학부 김병기 교수 연구팀이 ‘웨어러블 압전 나노발전기와 비대칭 슈퍼커패시터’ 통합으로 배터리가 필요 없는 새로운 자가 충전 전력 시스템 개발’에 성공했다고 5일 밝혔다. 제주대 목영선 교수 연구팀과 공동연구로 진행된 이번 연구는 재생 에너지를 이용해 자가 전력을 생산하고 공급하는 새로운 압전 복합재료 설계가 가능해진 셈이다. 연구팀은 희토류 금속인 터븀 텅스텐을 2D 물질인 황화몰리브덴에 삽입(TbW@MoS2)한 복합재를 이용해 자가 충전 전력 시스템인 압전 발전 소자와 수퍼커패시터 음극재 역할을 수행하도록 했다. 손가락 탭핑에 의해 압전 발전기에서 발전되는 전압은 2.81V로 순수한 이황화몰리브덴보다 약 4.2배 좋은 결과를 얻었다. 전력밀도는 기존 보고된 결과보다 1.5배 가량 높은 7.3 μW/m2를 구현했다. TbW@MoS2를 음극재로 사용한 슈퍼커패시터는 이황화몰리브덴과 순수 터븀 텅스텐 각각의 용량보다 더 높은 용량인 62.6 mAh/cm2를 기록했다. 김 교수는 “소형 전자기기를 외부 전력 도움없이 압전형 나노발전기로 전압을 발생시켜 작동시키는 과정을 보여준 연구”라며 “그린 에너지 생성과 공급에 대한 좋은 사례가 될 것”이라고 설명했다. 한국연구재단 개인기초연구사업과 중점연구소사업의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제 학술지 Advanced Composites and Hybrid Materials에 게재됐다.

요즘 영화나 온라인동영상서비스(OTT)에서 제공되는 드라마들을 보면 비속어나 욕설 등이 과도하게 사용되는 것 아닌가 싶을 때가 있습니다. 특정 상황을 표현하기 위해 어쩔 수 없다고는 하지만 간혹 좀 심한 것 아닌가 하는 생각이 들 때가 적지 않습니다. 미국 메릴랜드대, 오하이오주립대, 펜실베이니아대 공동 연구팀은 영화 데이터베이스를 분석한 결과, 지난 50년 동안 영화 속 살인과 살인 관련 단어들이 급증했다고 1일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 의학협회에서 발행하는 국제 학술지 ‘JAMA 소아과학’ 12월 31일자에 실렸습니다. 연구팀은 영화나 드라마 글로벌 자막 공유 플랫폼 ‘오픈서브타이틀스’에 등록된 영화 자막 중 1970년부터 2020년까지 영어로 쓰인 16만 6534편의 영화 자막을 인공지능(AI) 머신러닝으로 분석했습니다. 연구팀은 영화에서 ‘살인하다’, ‘죽이다’와 관련된 동사의 수를 영화 전체 대사의 동사 총수로 나눈 비율을 계산했습니다. 이를 통해 ‘살인 동사’라고 이름 붙인 동사 비율의 연도별 변화를 추적했습니다. 연구팀은 “○는 □를 죽였다” 같은 능동 구조에서 사용된 살인 동사만 집계하고, 수동형(○는 □에게 살해당했다), 부정형(○는 □를 죽이지 않았다), 의문형(○는 □를 죽였나요)은 제외했습니다. 그 결과, 분석 대상 기간 약 7%의 영화에서 살인 동사가 대화에 포함된 것으로 나타났습니다. 또 살인 동사의 총사용량은 해마다 달랐지만 50년 동안 뚜렷한 증가세를 보였습니다. 폭력이 난무하는 범죄, 액션 영화뿐만 아니라 비범죄 영화 속 등장인물들도 50년 전보다 살인에 대해 더 많이 이야기하고 있는 것으로 나타났습니다. 특히 주목할 만한 부분은 남성과 여성 캐릭터 모두에게서 폭력적 언어 사용이 증가했다는 점입니다. 여성은 대개 남성만큼 폭력적 대화가 많지는 않았지만 시간이 지남에 따라 늘어났습니다. 연구를 이끈 브래드 부시먼 오하이오주립대 교수는 “영상 미디어 속 폭력성의 증가는 모든 장르에서 나타나고 있으며 덜 극단적인 형태의 폭력성까지 포함하면 전체 건수는 더 많고 점점 증가하고 있다”고 지적했습니다. 부시먼 교수는 “아동 청소년을 보호하기 위해 영상 미디어의 신중한 소비와 미디어 리터러시(이해력)를 장려할 필요가 있다”고 덧붙였습니다.

사이버 범죄 유형이 다양해지면서 피해자들이 속출하고 있다. 특히 스마트 기기 사용에 취약한 노년층은 사이버 범죄자들이 노리는 주요 대상이 되곤 한다. 이런 상황에서 영국 런던대(UCL) 공학부 안전·범죄과학과, 행동과학·보건학과, 런던대(University of London) 범죄·사회 연구센터, 런던 퀸메리대 공중보건 연구소 공동 연구팀은 75세 이상의 성인은 사이버 범죄와 관련해 재정적 손실을 반복적으로 경험할 가능성이 다른 연령대에 비해 높다고 31일 밝혔다. 이 때문에 노년층의 사이버 범죄 피해를 막기 위한 사회적 노력이 필요하다고 지적했다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 12월 19일 자에 실렸다. 영국의 경우, 2018년 4월부터 2019년 3월까지 1년 새 잉글랜드와 웨일스 지역에 거주하는 55세 이상 성인은 해킹을 비롯한 사이버 범죄, 인터넷 기반 사기로 인해 400만 유로(약 61억 6000만원) 이상의 손실을 보았다. 국내에서도 지난해 사이버사기 피해액은 1조 8111억원에 달해 2019년 2222억원에서 약 715% 증가한 것으로 알려졌다. 사이버 범죄는 특히 노년층에게는 노후 자금을 잃게 되면서 불안과 우울증 등 심리적인 부분은 물론 재정적인 피해도 발생해 심각한 문제가 된다. 연구팀은 16세 이상 영국 성인 남녀를 대상으로 한 3만 5069건의 인터뷰 응답을 분석했다. 연구팀은 실험 참가자들에게 최근 1년 동안 사이버 범죄를 한 번 이상 경험했는지와 이로 인한 금전적 손실이 발생했는지, 발생했다면 그 규모는 어느 정도인지를 물었다. 그 결과, 75세 이상의 응답자는 사이버 범죄를 경험했다고 답한 비율이 가장 낮았고, 인터넷 및 모바일 사용이 많은 16~24세 응답자가 가장 많이 경험한 것으로 나타났다. 그렇지만, 연령대가 높을수록 반복적 피해를 보는 경우가 많고, 그로 인한 금전적 손실 횟수와 규모가 큰 것으로 조사됐다. 직업적으로 보면 관리직에 종사하는 사람들이 더 많은 사이버 범죄를 경험했으며, 건강 상태가 좋지 않은 사람들도 사이버 범죄의 대상이 된 것으로 나타났다. 연구를 이끈 클라우디아 쿠퍼 런던 퀸메리대 교수는 “사이버 범죄의 위험은 젊은 층에서 더 높았지만, 노년층은 반복적 피해와 금전적 손실을 경험할 가능성이 더 높았다”라며 “사이버 범죄를 당한 노인들은 수치심, 당혹감, 비난과 불신에 대한 두려움 때문에 신고를 안 하는 경우가 더 많을 것으로 보인다”라고 말했다. 쿠퍼 교수는 “노년층이 사이버 범죄를 적극적으로 파악하고 신고할 수 있도록 도울 필요가 있다”고 덧붙였다.

경기가 좋지 않다지만, 연말연시가 되면서 저녁 약속이 늘어난다. 분위기에 취해 폭음하는 때가 많아지는 시기다. 최근 들어서는 남성뿐만 아니라 폭음하는 여성들이 늘고 있다. 많은 전문가는 남성과 같은 양의 술을 마셔도 여성은 남성보다 피해가 더 크고 단기간에 알코올 의존증으로 이어지기 쉽다며 주의를 당부한다. 이런 상황에서 미국 코넬대 의대 연구팀은 여성 호르몬인 에스트로젠이 여성의 폭음에 관여한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 알코올 중독과 같은 장애 치료에 도움을 줄 것으로 연구팀은 기대했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12월 30일 자에 실렸다. 여성이 폭음하는 경우가 많고, 알코올의 부정적 영향에 더 취약한 것으로 잘 알려져 있다. 실제로 코로나19 팬데믹 기간과 팬데믹 종료 이후에 여성은 남성보다 알코올 관련 병원 방문이 늘어났고, 술로 인한 합병증 발생도 증가했다. 그러나, 알코올 사용에 관한 대부분 연구가 남성을 대상으로 이뤄졌기 때문에 여성의 음주 행동을 유발하는 요인에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 앞선 연구에 따르면 뇌의 보상 회로와 감정에 관여하는 것으로 알려진 ‘종말줄침대핵’(BNST) 자극에 수컷 쥐보다 암컷 생쥐가 더 취약하다. 연구팀은 에스트로젠이 음주 행동에 어떤 영향을 미치는지 평가하기 위해 암컷 생쥐의 발정 주기 동안 호르몬 수치를 측정하고, 알코올을 제공했다. 그 결과, 암컷 생쥐의 에스트로젠 수치가 높을 때, 에스트로젠 수치가 낮은 시기보다 알코올 섭취량이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 이런 폭음 행동은 BNTS의 뉴런 활동 증가와도 연관돼 있다는 사실을 확인했다. 생쥐에게 알코올을 제공하면 BNTS가 활성화돼 30분 이내에 술에 더 집중하게 되는 것이 관찰됐다. 에스트로젠 호르몬이 높은 경우 이런 폭음 행동은 더 강화된다는 설명이다. 일반적으로 에스트로젠 호르몬은 수용체에 결합한 다음 핵으로 이동해 특정 유전자의 활동을 변경하는 방식으로 행동을 조절하기 때문에 시간이 오래 걸린다. 그렇지만, 에스트로젠이 BTNS에 직접 주입되면 뉴런을 활성화하고 몇 분 내에 폭음이라는 특정 행동이 나타나는 것을 발견한 것은 처음이다. 에스트로젠이 세포에 들어가 핵 수용체에 결합하지 못하도록 조작한 생쥐는 알코올을 섭취하더라도 폭음 행동이 나타나지 않았다. 에스트로젠 수용체와 기본 회로 조직 등은 남성에게도 존재하지만, 난소가 없어 테스토스테론이 에스트로젠으로 전환되는 비율이 낮다. 연구를 이끈 크리스텐 플레일 교수(약리학)는 “에스트로젠은 여성의 많은 행동에 강한 영향을 미치는 호르몬으로 이번 연구로 음주 행위에도 관여한다는 사실을 확인했다”라며 “에스트로젠 합성 효소를 억제하면 호르몬 수치가 급증할 때 알코올 소비를 선택적으로 줄이는 방식으로 치료법을 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

‘안드로이드는 전기 양의 꿈을 꾸는가’는 할리우드가 사랑하는 미국 SF 소설가 필립 K. 딕의 대표작이다. 이 작품은 20세기 전설적인 SF 영화 ‘블레이드 러너’의 원작이기도 하다. 이 작품에는 인간과 똑같은 모습을 하고 사람과 다를 바 없이 행동하고 생각하며, 강력한 삶의 의지를 가진 안드로이드 로봇이 등장한다. 로봇공학에서는 인간형 로봇이 사람의 모습과 유사해질수록 사람들은 로봇에 대한 호감도가 증가하다가 어느 순간 강한 거부감을 느끼는 ‘불쾌한 골짜기’ 이론이 있다. 로봇에 대해 그렇다면 사람과 비슷한 사고를 하는 인공지능에 대해서는 어떨까. 숙명여대 사회심리학과 주민주 교수팀은 인공지능(AI)이 사람과 유사한 마음을 가지고 있다고 생각할 때, 실제 범죄에 인공지능이 연루되면 사람보다 인공지능에 더 큰 책임을 지우는 경향이 나타난다고 29일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 12월 19일 자에 실렸다. 선행 연구들에 따르면 자율주행차가 인명 사고를 내거나 의료 사고, 군사적 피해를 일으킨 의사 결정 등 다양한 도덕적 위반에 대해 사람들은 인공지능을 비난하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 또, 사람들은 인식, 사고, 계획 능력을 갖춘 AI에 더 많은 책임을 돌리는 것으로 나타나기도 했다. 이에 연구팀은 인간과 같은 마음을 가진 것으로 인식되는 AI는 특정 도덕적 위반에 대해 더 많은 비난을 받을 수 있다는 가설을 세웠다. 그다음, 남녀 180명의 실험 참가자를 대상으로 인공지능이 일반 상규로 허용되는 도덕적 기준을 넘어서는 위반 사례를 제시하며 다양한 실험을 진행했다. 연구팀은 인종차별적 사진 자동 태그 지정과 같이 AI와 관련된 다양한 도덕적 위반 사례를 제시하고, AI에 대한 마음 인식과 AI, 제작자, 기업, 정부에 책임을 전가하는 정도를 평가했다. 연구팀은 AI에 이름, 나이, 키, 취미 등 인격과 비슷한 것을 부여하기도 했다. 그 결과, 선행 연구와 연구팀의 가설과 마찬가지로 참가자들은 AI가 인간과 더 비슷한 마음을 가졌다고 인식할 때 더 많은 책임을 인공지능에 돌리는 경향이 나타났다. AI-제작자-기업-정부에 대한 책임 평가를 하도록 했을 때, 실험 참가자들은 기업에 책임을 더 적게 부여하는 것으로 확인됐다. 인공지능의 사고방식이 AI와 관련된 위반행위에 대한 책임 귀속에 큰 영향을 미친다는 사실을 이번 연구는 보여준다. 주민주 교수는 “인공지능이 도덕적 범죄에 대해 책임질 수 있겠느냐는 질문에서 연구가 시작됐다”라며 “AI가 인간과 비슷하다고 인식되는 순간 범죄 사건에서 AI에 대한 비난은 증가하고 연루된 인간에 대한 비난은 감소하는 경향이 있다는 것을 이번 연구는 보여준다”라고 말했다. 주 교수는 “인공지능을 도덕적 희생양으로 삼고 사람은 책임을 회피하는 일이 발생할 것으로 보인다는 점은 우려스럽다”라고 덧붙였다.

인구 고령화로 인해 노인성 질환을 앓는 환자들도 빠르게 증가하고 있다. 존엄한 노년의 삶을 방해하는 치매 발병률도 늘어나는 추세다. 국립중앙의료원 중앙치매센터의 통계에 따르면 올해 국내 65세 이상 추정 치매 환자는 105만명으로 처음으로 100만명을 넘어설 것으로 전망된다. 국내 65세 이상 인구의 치매 유병률은 11%로 10명 중 1명은 치매 환자라는 것이다. 치매 유형으로는 알츠하이머가 76%, 혈관성 치매가 8%, 나머지는 유전 등 여러 요인으로 발생한 것으로 나타났다. 알츠하이머성 치매 환자가 가장 많은 만큼 알츠하이머 정복이 무엇보다 시급하다. 그렇지만, 알츠하이머의 원인은 여러 가지로 명확하지 않아, 치료제나 예방 백신 등도 없는 상황이다. 이런 가운데, 미국 뉴욕시립대, 미시간대, 존스홉킨스대 의대, 컬럼비아대 의대, 캐나다 빅토리아대, 퀘벡 라발대 분자의학과, 맥길대, 브리티시 컬럼비아대 공동 연구팀은 뇌의 핵심 면역 세포인 미세아교세포가 질병 관련 보호 반응과 유해 반응 모두에 중요한 역할을 한다고 28일 밝혔다. 이번 연구는 뇌세포에 스트레스를 가해 알츠하이머를 진행하는 핵심 메커니즘 하나를 찾아낸 것으로, 알츠하이머 진행을 늦추거나 역전시킬 수 있는 약물 개발로 이어질 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 12월 24일 자에 실렸다. 미세아교세포는 뇌 속에 존재하는 면역세포로, 나이가 들면 증가하는 뇌 백질의 수초 찌꺼기를 제거하는 역할을 한다. 미세아교세포는 뇌 건강을 보호하는 한편 신경 퇴화를 악화시키기도 하는 양면성을 갖고 있다. 이 때문에 미세아교세포는 알츠하이머 발병과 진행에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 알츠하이머로 사망한 환자의 뇌 조직을 전자 현미경으로 정밀 분석했다. 그 결과, 알츠하이머 환자의 뇌 조직에서 세포 스트레스와 신경 퇴화에 관여하는 미세아교세포의 하위 집합인 ‘암흑 미세아교세포’가 축적된 것을 확인했다. 알츠하이머 환자의 뇌에는 암흑 미세아교세포가 건강한 노인의 뇌에 있는 것보다 2배 이상 축적된 것이 관찰됐다. 연구팀은 통합 스트레스 반응(ISR)으로 알려진 스트레스 경로가 활성화되면 미세아교세포가 독성 지질을 생성하고 방출하도록 유도한다는 것도 발견했다. ISR 경로와 독성 지질은 뇌 기능에 필수적이고 알츠하이머 악화에 큰 영향을 미치는 뉴런과 희소돌기아교세포 전구세포를 손상하는 것으로 나타났다. 연구팀은 알츠하이머를 유발한 생쥐를 대상으로 이런 스트레스 반응 지질 합성 경로를 차단하면 시냅스 손실을 억제하고 타우 단백질 축적을 억제하면서 알츠하이머 증상이 완화되거나 개선된다는 것도 확인했다. 연구를 이끈 피나르 아야타 뉴욕시립대 교수(생물화학)는 “이번 연구로 스트레스 관련 신호 경로를 특징으로 하는 신경 퇴행성 미세아교세포의 새로운 표현형을 찾아냈다”라며 “이를 통해 알츠하이머에 해로운 미세아교세포 무엇이며 어떻게 표적 치료할 수 있는지에 대한 해답을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다.

알레르기 비염은 특정 물질에 대해 코가 과민 반응을 일으켜 발작적이고 반복적인 재채기, 맑은 콧물, 코막힘, 가려움증 등 증상이 나타나는 질환이다. 국내에서도 2021년 기준으로 알레르기 비염 환자는 491만 1876명으로, 일반적으로 전체 인구의 5~20%가 앓고 있는 것으로 조사됐다. 유전, 집먼지진드기, 꽃가루, 미세먼지 등 다양한 원인으로 나타나는 것으로 알려져 있다. 이런 가운데, 미국 조지워싱턴대, 포르투갈 포르투대, 상주앙 지역 보건의료 센터, 보건 과학 대학연구소, 칠레 탈카대 공동 연구팀은 알레르기로 재채기를 심하게 하는 비염 환자는 건강한 사람과 콧속에 서식하는 세균이 다르다고 27일 밝혔다. 이 연구 결과는 보건의료 분야 국제 학술지 ‘최신 미생물학’(Frontiers in Microbiology) 12월 18일 자에 실렸다. 연구팀은 포르투대 메디컬센터 면역·천식 클리닉에서 통원 치료를 받는 아동 청소년 중 214명을 무작위로 뽑았다. 155명은 알레르기 비염과 천식 모두, 47명은 알레르기 비염만, 12명은 천식만 앓고 있었다. 연구팀은 건강한 아동 청소년 125명과 이들을 비교했다. 연구팀은 이들을 대상으로 면봉으로 코에서 표본을 채취하고 미생물의 DNA를 시퀀싱해 콧속 미생물을 구분하고, 미생물 간 네트워크 분석을 통해 진균의 군집 특성을 파악했다. 그 결과, 모든 샘플에서 가장 흔하게 발견된 균은 자낭균(Ascomycota)과 담자균(Basidiomycota)으로 나타났다. 이 두 종류의 균에 속한 14개 속의 미생물이 콧속에서 발견됐다. 특히 연구팀에 따르면 알레르기 비염 및 천식 환자와 건강한 일반인 사이에는 명확하고 통계적으로 유의미한 차이를 보였지만, 호흡기 질환을 앓는 환자들 사이에서는 차이를 찾을 수 없었다. 호흡기 질환을 앓는 사람들의 코 속에는 더 많고 다양한 미생물들이 존재하고 있었으며, 알레르기 비염과 천식을 모두 앓는 사람은 건강한 사람이나 알레르기 비염만 있는 사람보다 미생물이 훨씬 많았다. 이는 미생물이 코의 면역 환경에 영향을 미치는 것을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 알레르기 비염과 천식 환자의 미생물 군집에서 DNA와 RNA 구성 요소인 5-아미노이미다졸 리보뉴클레오티드(AIR) 생산과 관련된 세 가지 대사 경로가 과도하게 많다는 사실을 발견했다. 연구를 이끈 마르코스 페레즈 로사다 조지워싱턴대 교수(감염학)는 “이번 연구는 알레르기 비염이 상기도 미생물의 다양성을 증가시키고 구성까지 변화시킨다는 것을 보여준다”라며 “비강이 알레르기 비염과 천식에 관여하는 미생물의 주요 저장소라는 점을 보여주는 만큼 이들 질환의 치료 전략을 세울 때 도움이 될 것”이라고 말했다.

북극 해빙은 전 지구적 기후변화 예측의 중요한 지표다. 국내 연구진이 북극 해빙 변화를 인공지능으로 예측할 수 있는 기술을 개발해서 화제다. 울산과학기술원(UNIST) 지구환경도시건설공학과 연구팀은 1년 뒤 북극 해빙 농도를 6% 이내 오차로 예측할 수 있는 인공지능(AI) 모델을 개발했다고 26일 밝혔다. 해빙 농도는 단위면적에서 얼음이 덮인 영역의 비율을 말하는데, 최근 지구 온난화로 인해 해빙 농도가 낮아지고 있다는 보고들이 나오고 있다. 이번 연구 결과는 환경 분야 국제 학술지 ‘환경 원격 탐사’ 최신 호에 실렸다. 연구팀은 유넷(UNET)을 활용해 과거 북극 해빙 농도 변화 패턴, 기온, 수온, 태양 복사량, 바람 같은 주요 기후 요인들 사이의 복잡한 관계를 학습시켜 AI 모델을 개발했다. 유넷은 인공지능이 위성영상 같은 이미지 데이터 간 관계를 학습하는 딥러닝 알고리즘 중 하나다. 이번에 개발된 모델은 중장기 예보 정확도가 상당히 높은 것으로 확인됐다. AI 모델 예측값과 과거 실제 해빙 농도 값을 비교하는 방식으로 정확도를 평가했는데, 3개월, 6개월, 12개월 예측에서 모두 예측 오차가 6% 미만으로 나타났다. 기존 모델의 경우는 예측 기간이 길어질수록 평균 예측 오차가 늘어나는 것으로 나타났다. 특히 이례적으로 해빙이 급격히 줄어들었던 상황에서도 안정적 예측 성능을 보였다. 2007년, 2012년 여름처럼 북극 해빙이 급격히 녹아버린 경우, 기존 모델은 평균 17.35% 예측 오차가 발생했지만, 이번 인공지능 모델은 7.07% 평균 오차밖에 발생하지 않아 절반 이하로 줄었다. 연구팀은 이번 연구에서 해빙 농도 중장기 예측에서 중요한 역할을 기후 요소도 밝혀내 눈길을 끌었다. 연구팀에 따르면 얼음 두께가 얇은 해빙 가장자리에서는 태양복사열과 바람이 주요 변수로 작용했다. 연구를 이끈 임정호 교수는 “이번 연구는 다양한 환경 요인들이 북극 해빙 변화에 미치는 복합적인 영향을 규명해 변화를 정확하게 예측할 수 있도록 했다는 데 의미가 있다”라며“북극 항로 개발, 해양 자원 탐사, 기후 변화 대응 정책을 수립하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

사람마다 지문과 성격이 다르듯, 신체적·지적 능력도 제각각이다. 사람과 유전자가 98.8%나 똑같고 유인원 중 도구를 가장 잘 사용하는 동물인 침팬지는 어떨까. 얼마 전 스위스 취리히대 연구팀은 아프리카에 서식하는 침팬지 35개 무리의 사냥 행동과 도구 사용을 분석한 결과 사람처럼 복잡한 문화가 집단 간, 세대 간에 축적·전수된다는 연구 결과를 발표했다. 그런데 한발 더 나아가 전수된 기술이 개체들의 능력에 따라 제각각이라는 분석이 나왔다. 영국 옥스퍼드대, 옥스퍼드 민속지학 박물관, 포르투갈 알가르브대, 포르투대, 일본 주부가쿠인대, 중국 시안 노스웨스트대, 모잠비크 고롱고사 국립공원 공동 연구팀은 일부 침팬지가 다른 침팬지들보다 도구 사용에 더 익숙한 것을 발견했다고 25일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 12월 24일자에 실렸다. 침팬지가 도구를 사용하는 대표적인 사례는 돌을 이용해 견과류를 깨는 것이다. 돌로 견과류를 깨는 것은 더 적은 에너지 소비로 더 많은 식량을 구할 수 있다는 차원에서 진화적으로도 직접적인 이점이 있다고 알려져 있다. 침팬지 이외에 미얀마 긴꼬리원숭이 등을 대상으로 개체 간 도구 사용 능력에 관한 연구가 있지만 연구 기간이 짧아 결과가 일관되지 못했다. 이에 연구팀은 1992년부터 2017년까지 25년 동안 아프리카 기니의 보수에 서식하는 야생 침팬지 21마리가 견과류를 깨는 장면만 촬영해 관찰했다. 연구팀은 총 800시간 이상에 해당하는 비디오 클립 3882개를 5가지 효율성을 기준으로 분석했다. 5가지 기준은 견과류 하나를 깨는 데 타격 횟수, 견과류를 깨는 데 걸리는 시간, 성공률, 견과류를 정확하게 때리는 횟수, 도구를 바꾼 횟수다. 분석 결과 5개 측정 기준 중 도구 교체율을 제외한 4가지 항목에서 침팬지들은 도구 사용 능력에서 차이를 보이는 것이 확인됐다. 일부 침팬지는 같은 나이 또는 다른 성별의 침팬지보다 견과류를 깨서 먹는 데 2배 이상 시간이 걸리는 것으로 나타났다. 4가지 능력은 최대 11살까지 발달하지만, 개체별로 격차가 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 소피 버두고 옥스퍼드대 박사(진화행동학)는 “이번 연구 결과는 침팬지들도 인간처럼 일부 개체가 다른 개체들보다 인지 능력이나 운동 능력이 더 뛰어날 수 있다는 것을 보여 준다”며 “진화론적으로 흥미로운 부분”이라고 말했다.

구강암 확률 30% 인두암 41% ‘뚝’카페인이 체내 염증 20% 줄여줘한 잔보다 인지 나이 6.7세 젊어“고열량 라테보다 블랙커피 도움” 많은 사람이 아침에 막 일어나 멍한 두뇌를 깨우고, 점심 직후나 오후에 밀려오는 나른함을 쫓기 위해 커피를 찾는다. 커피를 즐기지 않는 사람도 눈 내리는 겨울, 통유리로 된 전망 좋은 카페에서 갓 내려 향기로운 커피 한 잔을 앞에 두고 망중한을 즐기고 싶다고 생각한다. 그런데 이런 실용적 측면과 낭만을 떠나 과학자와 의학자들은 커피의 다양한 효과에 관해 관심을 갖는다. 미국 유타대 의대 연구팀은 커피와 차를 섭취하는 것이 구강암과 인후암을 포함한 두경부암 발병 위험을 낮춘다는 연구 결과를 의학 분야 국제 학술지 ‘암’ 12월 23일 자에 발표했다. 두경부암은 뇌와 안구를 제외하고 코, 부비동, 구강, 안면, 후두, 인두, 침샘, 갑상샘 등 목 위쪽에 발생하는 모든 종류의 악성종양으로 전 세계에서 일곱 번째로 흔한 암으로 꼽힌다. 연구팀은 두경부암 발생과 커피, 차 음용의 상관관계를 연구한 14개 연구 자료를 메타분석했다. 연구팀은 두경부암 환자 9548명과 일반인 1만 5783명을 대상으로 카페인 포함 커피, 디카페인 커피, 차를 얼마나 마시는지에 대해 조사했다. 그 결과 커피를 마시지 않는 사람보다 카페인 함유 커피를 매일 4잔 이상 마시는 사람은 두경부암에 걸릴 확률이 17%, 구강암은 30%, 인후암은 22%, 인두암은 무려 41% 낮다는 사실이 확인됐다. 디카페인 커피를 마시더라도 구강암에 걸릴 확률이 25% 낮아지는 것으로 조사됐고 차를 마시는 것도 인두암 발생 확률을 29% 낮춘다는 사실이 발견했다. 그런가 하면 스위스 바덴 칸톤 병원, 취리히대학병원, 바젤대학병원, 취리히대, 베른대학병원 공동 연구팀은 하루 5잔 이상 커피를 마시면 인지 기능 저하를 막는 데 도움이 된다고 25일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘미국 심장협회 저널’ 최신 호에 실렸다. 심방세동은 심장에서 발생하는 빠른맥의 형태로 불규칙한 맥박을 일으키는 부정맥 질환이다. 발병 원인이 명확하지는 않지만 심장세동이 오래되면 뇌졸중을 유발할 뿐만 아니라 인지 기능도 떨어뜨리는 것으로 알려졌다. 이에 연구팀은 스위스 심방세동 코흐트 연구에 참여한 사람 중 평균 연령 73세의 남녀 2413명을 대상으로 지난 1년 동안 하루 커피 섭취량을 조사하고 최근 8년간 뇌졸중, 혈액 염증 지표, 혈액 응고, 뇌 영상, 인지 검사 결과를 분석했다. 그 결과 카페인이 포함된 커피를 하루 5잔 이상 마시는 사람들은 커피를 마시지 않거나 하루 한 잔 미만으로 마시는 사람들보다 인지 측정 점수가 더 높게 나왔다. 커피 섭취량이 많은 사람은 하루 1잔 미만으로 마시는 사람들보다 과제 처리 속도, 시각 운동 조정, 주의력 점수가 11% 높았고 인지 나이는 6.7세 더 젊은 것으로 나타났다. 혈액 염증 지표도 매일 5잔을 마신 사람들이 1잔 미만 마신 이들보다 20% 이상 낮았다. 이런 효과가 나타나는 이유는 카페인, 마그네슘, 비타민 B3(니아신) 등 활성 성분과 함께 염증 유발 물질을 줄이는 커피 속 또 다른 성분 때문이라고 연구팀은 설명했다. 실제로 미국 영양학회에서 제시한 지침에 따르면 하루 3~5잔의 블랙커피는 건강에 도움이 된다. 그렇지만 미국 심장협회에서는 라테, 마키아토 등의 커피 음료는 열량이 높고 설탕과 지방이 첨가된 경우가 많아 건강상 이점을 얻기 어렵다고 지적했다.

진화인류학에 따르면 인간은 뚱뚱해질 수밖에 없도록 진화했다. 일단 뇌가 엄청난 에너지를 소모하고, 식량을 항상 구할 수 없기 때문에 몸은 지방을 축적하기 쉽게 진화했고, 고열량 음식 특히 단 것을 좋아할 수밖에 없다는 것이다. 그런데 실제로 의과학자들이 이런 진화인류학의 설명을 증명해냈다. 포르투갈 리스본대 의학연구센터, 의학 전문 연구 기관인 샴팔리마우드 재단, 신(新) 리스본대 의대, 웨스턴 리스본 메디컬센터, 미국 컬럼비아대 주커만 마음·뇌·행동 연구소, 시애틀 앨런 연구소 공동 연구팀은 뚱뚱한 사람이든 마른 사람이든 비슷한 맛과 식감을 가진 음식 중에서 열량이 더 높은 것을 선호하는 경향이 있다고 24일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 12월 18일 자에 실렸다. 사람은 음식을 먹으면 뇌에 음식의 에너지 함량에 대한 정보가 담긴 신호를 보내는 데, 이는 맛과 상관없이 음식 선호도에 영향을 미칠 수 있다. 비만한 사람은 음식을 먹거나 기분이 좋을 때 작용하는 호르몬인 도파민이 분비되는 뇌 영역에 손상이 있는 경우가 많다. 이에 따라 만족감을 느끼기 위해 더 많은 음식과 지방, 당분이 풍부한 에너지 밀도가 높은 음식을 선호하는 것으로 알려졌다. 그렇지만 고도비만으로 인해 비만 수술을 한 사람이나 정상 체중인 사람들의 뇌에서는 고열량 음식들에 대해 어떻게 반응하는지 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않았다. 연구팀은 다른 대사질환은 갖고 있지 않은 20~30대 비만인 11명, 비만 수술을 한 사람 23명, 정상 체중을 가진 27명 세 집단으로 나눠 음식 선호도를 비교했다. 연구팀은 실험 참가자들에게 맛이나 식감에는 영향을 주지 않으면서 칼로리를 더하는 말토덱스트린을 첨가한 저지방 요거트와 첨가하지 않은 저지방 요거트를 제공한 뒤 어떤 것을 더 선호하는지 조사했다. 그 결과, 세 집단 모두 말토덱스트린이 첨가된 요거트와 그렇지 않은 요거트 모두 맛과 식감은 똑같다고 평가했지만, 비만이든 비만이 아니든 모두 말토덱스트린을 첨가한 요거트를 더 선호하고 많이 찾았던 것으로 나타났다. 이에 연구팀은 방사성 요오드 표지자를 이용한 ‘단일광자 컴퓨터단층촬영’ (SPECT) 기술로 뇌의 도파민 수용체를 촬영했다. 촬영 결과, 비만인은 비만이 아닌 사람보다 도파민 수용체 가용성이 낮은 것으로 조사됐다. 또, 비만 수술을 한 사람과 일반인과 도파민 수용체 가용성은 비슷한 것으로 나타났다. 도파민 수용체 가용성은 절제된 식사와 관련이 있는 것으로 확인됐으며, 이는 비만 수술로도 비만 관련 뇌 변화를 정상으로 되돌릴 수 있음을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구에서 주목되는 부분은 도파민 수용체 가용성은 섭취하는 음식의 양에는 영향을 미칠 수 있지만, 선호하는 음식의 유형에는 영향을 미치지 않는다는 점이다. 그렇기 때문에 비만이든 비만이 아니든 간에 고칼로리 음식을 선호하게 된다. 연구를 이끈 알비노 올리비에라 마이아 신리스본대 의대 교수(신경학)는 “비만인과 체중 감량 수술을 받아 정상 체중이 된 사람, 일반인은 뇌의 도파민 시스템에 중요한 차이가 있음에도 모두 에너지 함량이 높은 음식을 선호한다는 점은 이번 연구에서 주목해야 할 부분”이라고 설명했다.