국내 연구진이 뇌의 전전두엽 내 특정 억제성 신경세포가 마약 중독 행동을 조절한다는 사실을 규명했다. 한국과학기술원(카이스트)은 9일 뇌인지과학과 백세범(왼쪽) 석좌교수와 미국 캘리포니아주립샌디에이고대학(UCSD) 임병국(오른쪽) 교수팀이 파발부민(PV) 신경세포가 뇌의 흥분 신호를 조절하는 ‘브레이크 게이트’ 임무를 수행하는 것을 처음 확인했다고 밝혔다. 마약 중독은 재발 위험이 매우 큰데, 그동안 충동을 조절하는 전전두엽 피질(PFC)의 기능 저하 때문으로 인식됐다. 연구팀이 쥐를 대상으로 코카인 투여 실험을 한 결과, PFC 내 억제성 신경세포의 60∼70%를 차지하는 PV 세포는 쥐가 코카인을 찾으려 할 때 활발하게 작동했다. 그러나 약물을 찾지 않도록 ‘소거 훈련’을 진행하자 세포 활동은 확연하게 감소했다. 이는 PV 세포 활동이 중독에 의해 고정되는 것이 아니라 소거 과정을 거쳐 조절될 수 있음을 보여준다. 이런 효과는 설탕물과 같은 일반적인 보상에는 나타나지 않았으며 마약 중독 행동에서만 특이적으로 관찰됐다.연구팀은 약물 중독을 유발하는 신경세포와 하위 신경 회로 확인으로 정밀 표적 치료가 가능할 것으로 기대했다. 연구 결과는 신경과학 분야 최고 권위 학술지인 뉴런(Neuron)에 지난달 26일 온라인 게재됐다.

명상 방식의 깊은 호흡 훈련이 남성의 관계 지속 시간을 늘리는 데 도움을 줄 수 있다는 연구가 관심을 끌고 있다. 최근 미국 건강 매체 맨스저널은 튀르키예 연구를 인용해 명상식 심호흡을 꾸준히 하면 관계 시간이 평균 5분 가까이 늘어날 수 있다고 보도했다. 튀르키예 루멜리대 우밋 에르쿠트 박사팀은 관련 연구를 국제학술지 ‘성의학저널’(Journal of Sexual Medicine) 2025년 6월 22일 자에 발표했다. 연구팀은 조루 증상이 있는 성인 남성 59명을 대상으로 8주간 임상시험을 진행했다. 참가자들은 모두 상담 치료와 골반저근 운동(케겔운동)을 실시했고 이 가운데 절반은 하루 두 차례 명상 방식의 깊은 호흡 훈련을 추가로 수행했다. 그 결과 심호흡을 병행한 그룹의 관계 지속 시간은 평균 4분 43초 늘었다. 반면 호흡 훈련을 하지 않은 그룹은 3분 26초 증가하는 데 그쳤다. 1년 뒤 추적 관찰에서도 차이는 유지됐다. 호흡 훈련을 하지 않은 그룹은 시간이 지나면서 초기 개선 효과가 줄어든 반면, 심호흡을 병행한 그룹은 늘어난 지속 시간이 비교적 안정적으로 유지됐다. 연구팀은 이러한 차이가 골반저근과 횡격막의 기능적 연동과 관련 있을 가능성이 있다고 분석했다. 폐 아래에 있는 횡격막은 골반저근과 연결돼 있어 깊은 호흡을 하면 두 근육이 함께 움직인다. 이 과정이 음경 주변 신경의 과도한 흥분을 완화해 사정 반사를 조절하는 데 도움을 줄 수 있다는 설명이다. 또한 천천히 깊게 호흡하면 자율신경계가 안정되면서 심박수와 혈압이 낮아지고 스트레스 호르몬인 코르티솔 수치도 줄어들 수 있다. 이러한 생리적 변화가 신경 긴장을 완화해 사정 조절 능력 향상에 영향을 줄 가능성이 있다는 분석이다. 미국 국가 건강·사회생활실태조사(NHSLS)에 따르면 성인 남성 30%가량이 조루 문제를 경험하는 것으로 나타났다. 조루는 의학적으로도 성인 남성의 20~30%에서 나타나는 흔한 성기능 장애로 알려져 있다. 연구팀은 “심호흡을 행동 치료와 골반저근 운동에 함께 적용하면 8주 치료뿐 아니라 1년 추적 관찰에서도 더 좋은 결과를 보였다”며 “다만 표본 규모가 제한적인 만큼 추가 연구가 필요하다”고 밝혔다. 한편 연구에서 사용한 명상식 호흡은 특별한 수행 기법이라기보다 천천히 깊게 숨을 쉬는 복식호흡이다. 복식호흡은 폐 아래에 있는 횡격막을 적극적으로 사용하는 호흡법으로 숨을 들이마실 때 가슴보다 배가 먼저 부풀고, 내쉴 때 배가 자연스럽게 들어가는 것이 특징이다. 방법은 간단하다. 코로 천천히 숨을 들이마시며 4~5초 유지하고 이때 배가 자연스럽게 팽창하도록 해 횡격막을 충분히 내려가게 한다. 이후 6~8초에 걸쳐 숨을 천천히 내쉬며 호흡 리듬에 집중하고 긴장을 풀면 된다. 연구에서는 이러한 호흡을 하루 두 차례 꾸준히 실시하도록 했다. 또 전문가들은 호흡 훈련과 함께 케겔운동을 병행하면 도움이 될 수 있다고 설명한다. 케겔운동은 골반 아래쪽 근육인 골반저근을 반복적으로 수축했다가 이완하는 운동으로 배뇨를 참을 때처럼 근육을 안쪽으로 조이듯 3~5초간 수축한 뒤 천천히 풀어주는 동작을 반복하는 방식이다. 이러한 운동은 골반저근을 강화해 사정 조절 능력을 높이고 성기능 개선에도 도움을 줄 수 있는 것으로 알려져 있다.

많은 사람이 살을 빼기 위해 피나는 노력을 하지만, 다른 쪽에서는 맛있는 음식과 관련 광고가 넘쳐나 건강한 체중을 유지하기 어렵게 한다. 이런 상황에서 음식과 관련한 재미있는 연구들이 잇따라 나와 눈길을 끈다. 네덜란드 라드바우드대 뇌·인지·행동 연구소, 영국 옥스퍼드대 계산 정신의학과, 케임브리지대 공동 연구팀은 인공 감미료에 대한 기대가 실제 맛을 느끼는 데도 영향을 미친다고 4일 밝혔다. 무엇을 먹느냐만큼 무엇을 먹는다고 생각하느냐가 뇌의 보상 체계에 강한 영향을 미친다는 것을 보여주는 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘신경과학 저널’ 3월 3일 자에 실렸다. 연구팀은 평균 24세의 건강한 성인 남녀 99명을 대상으로 설탕과 인공 감미료에 대해 실험했다. 실험 참가자들은 인공 감미료보다 설탕을 선호한다고 보고했지만, 연구팀이 사람들의 기대를 조작함으로써 음료의 선호도가 달라지는 것을 확인했다. 참가자들에게 설탕물을 제공하면서 인공 감미료가 함유된 음료를 마시고 있다고 믿게 하자, 음료에 대한 만족도는 낮아졌다. 반면 인공 감미료가 포함된 음료를 제공하면서 설탕이 들어있다고 믿게 하자 만족도가 급격히 높아졌다. 이때 뇌의 보상 관련 영역인 중뇌 도파민 신경계가 활성화된다는 것이 발견됐다. 마거릿 웨스트워터 영국 옥스퍼드대 연구원은 “이번 연구 결과는 우리 뇌는 혀에서 느껴지는 단맛에만 반응하는 것이 아니라 곧 칼로리가 들어올 것이라는 기대감에 반응해 보상 신호를 보낸다는 것을 보여준다”고 설명했다. 영국 이스트앵글리아대, 플리머스대 심리학과 공동 연구팀은 배가 불러도 달콤한 음식에 손이 가는 이유는 뇌가 의지와는 상관없이 맛있는 음식 선호에 대해 계속 반응하기 때문이라고 4일 밝혔다. 이 연구 결과는 식품학 분야 국제 학술지 ‘식욕’(Appetite) 2월 28일 자에 실렸다. 연구팀은 남녀 대학생 76명을 대상으로 사탕, 초콜릿, 팝콘 같은 음식을 이용한 보상 기반 학습 게임을 수행하는 동안 뇌파검사(EEG)로 뇌 활동을 살펴봤다. 연구팀은 실험 참가자들이 게임을 수행하는 동안 해당 음식 중 하나를 더는 먹고 싶지 않다고 느낄 때까지 제공했다. 참가자들은 음식을 많이 먹어 포만감을 느끼면서 식욕이 많이 감소했다고 보고했고, 실제 행동에서도 해당 음식에 관해 관심이 떨어지는 것으로 나타났다. 그렇지만 음식에 대한 뇌의 반응은 포만감이나 의식적 평가와 관계없이 음식을 먹기 전과 크게 변하지 않은 것으로 나타났다. EEG 결과 보상 관련 뇌 영역의 전기적 활동은 실험 참가자들이 배가 불러 더 이상 못 먹겠다고 밝힌 상황에서도 먹기 전과 똑같이 강한 반응을 나타냈다. 연구팀에 따르면 음식 신호에 반응하는 방식은 습관처럼 작동하며, 특정 음식과 즐거움을 오랜 기간 반복적으로 연결 지으며 학습된 반응이 자동으로 나타난다. 토머스 샘브룩 이스트앵글리아대 교수는 “이번 연구 결과는 야식이나 단 음식에 대한 유혹에 쉽게 빠지는 것은 의지의 문제가 아니라 뇌에 내장된 신경회로 때문”이라고 설명했다.

인간이 ‘보석’에 관심을 갖는 이유는 무엇일까요. 스페인 도노스티아 국제 물리연구센터, 안달루시아 지구과학 연구소, 카디스대 신경과학과, 마드리드 카를로스 3세 연구소, 카디스 생물의학 연구혁신 연구소, 브라질 상파울루대 공동 연구팀은 침팬지가 별다른 용도는 없지만 반짝이는 수정에 보이는 애착 행동을 보인다고 밝혔습니다. 이를 통해 인류의 보석 사랑을 이해할 수 있다고 연구팀은 설명했습니다. 이 연구 결과를 심리학 분야 국제 학술지 ‘최신 심리학’ 3월 4일 자에 실렸습니다. 인류는 약 600~700만년 전 침팬지와 갈라졌기 때문에 유전적, 행동적으로 상당히 유사합니다. 연구팀은 보석에 대한 매혹도 그중 하나인지 알아보기 위해 침팬지로 실험했습니다. 연구팀은 첫 번째 실험에서 커다란 수정, 비슷한 크기와 모양의 일반 돌을 탁자 위에 올려놓고 침팬지 행동을 관찰했습니다. 처음에는 두 개 모두에 관심을 보였지만, 시간이 지나면서 침팬지들은 수정에만 관심을 가졌습니다. 연구팀에 따르면 수정에 관한 관심은 노출 초기에 가장 강했고, 시간이 지나면서 서서히 감소했습니다. 이는 사람이 새로운 물건을 가졌을 때 행태와 유사합니다. 두 번째 실험은 둥근 자갈 20개 사이에 비슷한 크기의 수정 구슬을 섞어 넣고 침팬지들의 행동을 관찰하는 것이었습니다. 침팬지들은 수정을 불과 몇 초 만에 찾아냈고, 수정처럼 반짝이는 물건과 섞어도 빠르게 골라냈습니다. 재미있는 점은 인간 보석상이 보석을 감정할 때처럼 수정 구슬을 눈높이까지 들어 햇빛에 비춰보는 모습을 보였다는 점입니다. 연구팀에 따르면 수정의 투명도와 기하학적 형태가 침팬지들을 유혹하는 핵심 속성이었습니다. 인류의 조상들 역시 이런 특성에 끌렸을 가능성이 높다고 합니다. 후안 마누엘 가르시아 루이즈 스페인 도노스티아 국제 물리연구센터 교수는 “직선과 평면을 가진 물체는 드물었는데, 수정은 다면체 구조를 가진 유일한 천연 고체 물질”이라며 “초기 인류가 익숙한 것과는 전혀 다른 이런 패턴에 자연스럽게 이끌렸을 수 있다”고 설명했습니다.

묻고 발견하고 창조하라… 연구현장 뛰어든 美고등학생들 “학생들은 입학하는 순간부터 비판적 사고, 문제 해결 능력, 사회적 책임감을 함양할 수 있도록 설계된 특수 교육과정을 이수합니다. 학교의 사명은 학생들이 ‘발견의 기쁨’을 느끼고 인류 공동의 이익에 이바지할 수 있도록 혁신적인 환경과 문화를 조성하는 것입니다.” 미국 영재학교 중에서도 최고로 꼽히는 버지니아주 토머스제퍼슨과학고(TJHSST)의 마이클 무카이 교장은 지난 3일(현지시간) 서울신문과의 서면 인터뷰에서 학교의 교육 비전을 이렇게 설명했다. 학생들이 ‘생각’하고 ‘탐구’하는 교육의 장을 만들고, 스스로 ‘비판’하고, 스스로 과제를 해결하는 ‘능동형 인재’로 거듭나게 한다는 것이다. 제퍼슨고의 교육은 ‘얼마나 빨리, 많이 아느냐’가 아니라 ‘어떻게 질문하고, 증명하느냐’에 초점을 맞춘다. 미국 우수 고교 평가에서 1위를 도맡는 제퍼슨고가 미 항공우주국(나사·NASA)과 실리콘밸리 등에서 활동하는 수많은 인재를 배출한 원동력이다. 무카이 교장은 “진정한 과학적 탐구는 기존의 사실을 암기하는 것에서 벗어나 독창적인 연구를 수행하고, 이 과정에서 마주하게 되는 어려움을 시뮬레이션하는 것”이라며 “학생들은 최소 180시간 동안 전문 과학자 및 엔지니어와 함께 근무하며 문제 해결 기법을 익힌다”고 말했다. 제퍼슨고 교육의 가장 큰 특징은 졸업을 위해 반드시 이수해야 하는 독창적 연구 프로젝트다. 모든 학생은 신경과학, 인공지능(AI), 양자물리학 등 14개 전문 연구실 가운데 하나를 선택해 1년 동안 연구를 수행한다. 이 과정에서 학생들은 이미 알려진 지식을 재현하는 데 그치지 않고 스스로 연구 질문을 설정하고 실험과 분석을 통해 해답을 찾아 나간다. 초등학교 3학년 때 미국으로 이주해 이 학교 졸업반(12학년)에 재학 중인 이한선군은 “중력 실험을 위해 높은 곳에서 공을 떨어뜨려 5차례 시간을 재기도 한다”고 수업 진행 방식을 설명했다. 연구 성과 중 일부는 학생들이 직접 운영하는 연간 학술지에 실린다. 학술지에 실린 연구 주제는 환경과학부터 AI, 우주공학, 생의학에 이르기까지 다양하다. 최근 연구물 중에선 머신 러닝과 다변량 통계 분석을 결합해 하천의 건강 상태를 평가한 분석이 주목받았다고 무카이 교장은 전했다. 우주 방사선이 우주 비행사의 심혈관계에 미치는 영향을 분석하고, 이를 완화하는 약물의 효능을 검증하는 연구도 눈길을 끌었다. 미국의 영재학교와 마그넷 스쿨, 연구중심 공립학교들은 서로 다른 제도와 선발 방식을 갖고 있지만 공통점이 존재한다. 시험 점수보다 ‘생각하는 힘’, 교과 내용보다 ‘탐구 경험’을 중시하는 것이다. 미국 최상위 공립고교인 일리노이주 수학과학고(IMSA)는 학생들에게 ‘탐구·연구 프로그램’(SIR) 과정을 이수하도록 한다. 학생들이 학업 시간의 20%는 인근 대학과 연구소, 기업 등에서 전문가 지도를 받아 자신이 설계한 연구를 수행하도록 하는 것이다. 또 2학년의 경우 ‘과학적 탐구’ 과목을 필수로 이수하도록 해 지식뿐만 아니라 연구 설계와 검증 방식을 배우도록 한다. 탐구 과목은 모든 수업이 별도로 마련된 연구실에서 진행된다. 스티브 천 유튜브 공동창업자, 위 판 페이팔 초기 공동 설립자 등이 이 학교의 교육을 바탕으로 탄생했다. 뉴욕의 브롱크스과학고는 ‘질문하라, 발견하라, 창조하라’라는 교훈을 통해 교육철학을 보여 준다. 브롱크스고는 1학년(미국 학제 기준 9학년) 때부터 모든 학생을 연구 수업에 참여시키며, 이후 3년은 독창적인 주제로 탐구활동을 하도록 한다. 특히 2023년에는 교내에 첨단 과학 연구 시설인 ‘맨(Manne) 연구소’를 개설해 학생들이 대학·대학원 수준의 심화 연구를 할 수 있도록 지원하고 있다. 브롱크스고 졸업생 중 노벨상 수상자가 9명이나 된다. 미국 명문대 입시에서 ‘시험 만점’은 합격 보증수표가 아니다. 수능이라 할 수 있는 SAT와 ACT에서 만점을 받아도 불합격하는 사례가 적지 않은 반면 점수가 80점대인 학생이 아이비리그에 합격하는 일이 흔하다. 수학·과학 올림피아드 1위, 전국 대회 수상 경력 역시 합격을 담보하지 못한다. 대학들이 성적보다 특별활동과 포트폴리오를 중시하고 있기 때문이다. 이에 미국 학생들은 상아탑에 입성하기 전부터 실제 연구 현장에 뛰어든다. 나사와 국립보건원(NIH) 등 연방 연구기관은 물론 주요 대학과 연구소도 고등학생을 대상으로 정식 인턴십 프로그램을 운영한다. 미국의 영재학교는 스템(STEM, 과학·기술·공학·수학) 교육뿐만 아니라 학생들의 윤리적 소양과 사회 공동체 인식을 함양하는 데도 많은 관심을 기울이고 있다. 일리노이수학과학고는 학생들이 3년간 200시간의 봉사활동을 이수하도록 하고 있다. 제퍼슨고는 ‘윤리적 리더십’ 등의 과목을 운영하며, 인문학과 음악·예술 교육을 병행해 학생들을 ‘균형 잡힌 인재’로 육성하는 것을 목표로 하고 있다. 무카이 교장은 “학생들이 과학적 방법을 통해 세상을 파악하고 복잡한 사회적, 윤리적 문제를 해결할 수 있도록 하는 게 궁극적인 교육 목표”라고 말했다.

이재명 대통령은 후보 시절부터 국가 균형 발전과 지역경제 활성화를 주요 국정 과제로 제시했다. 수도권 1극 체제를 수도권, 동남권, 대경권, 중부권, 호남권 5대 초광역권으로 설정하고, 제주, 전북, 강원 3개 특별자치도를 맞춤형으로 육성하겠다는 ‘5극 3특’ 정책에 대해 지방거점 국립대와 사립대들도 환영하는 분위기다. 과학기술학(STS) 측면에서 과학기술과 지역 발전을 어떻게 봐야 할까. 과학기술 교양 학술지 ‘과학기술과 사회’ 9호에서는 ‘지역, 과학기술, 그리고 과학기술학’이라는 주제로 이런 문제를 정면으로 다뤘다. 신지은 서울대 학부대학 교수는 “기술이 실제로 작동하고 갈등이 발생하며 새로운 실천이 생성되는 구체적인 장면은 언제나 지역에서 펼쳐진다”며 “과학기술과 지역성이 결합할 때 그 지역을 포함하는 국가 혹은 국제적 차원의 담론과는 전혀 다른 양상이 발견된다”고 지적했다. 신 교수는 그렇기 때문에 지역은 과학기술이 단순히 적용되는 공간이 아니라 기술적 상상과 정치적 선택이 교차하며 사회 기술적 질서가 구체적으로 형성되는 장이라고 설명했다. 김효민 UNIST(울산과학기술원) 인문학부 교수는 ‘지역을 재조합하기’라는 글에서 인류학자이자 과학기술학자인 브뤼노 라투르가 제시한 ‘폴리틱스-5’라는 개념을 바탕으로 경북 경주시 중·저준위 방사성폐기물처분장(방폐장)과 부산 해수 담수화 시설을 사례로 지역에 들어서는 인프라와 지역 소멸 문제를 바라봤다. 폴리틱스-5는 과학기술학 측면에서 정치를 바라보는 5가지 방식을 말한다. 김 교수는 공항이나 KTX 역, 또는 국책 사업 또는 기피 시설 유치 대가로 일정한 지원을 약속받더라도 지역이 서울처럼 번영할 것이라고 믿는 사람은 없다고 단언한다. 지역 사회에서 형성된 인프라에 대한 기대는 열망이 아니라 오래 지속된 결핍에서 나온 상대적 선택지일 수밖에 없다. 장기간 지속된 실망과 좌절, 무관심에도 불구하고 지역민은 저항이나 연대를, 때로는 다시 한번 오래된 인프라의 재가동과 재개발을 선택한다. 그는 그렇기 때문에 지역에 단순한 인프라 도입은 소멸을 해결하는 만능열쇠가 될 수 없다고 강조했다.

박용근 카이스트 물리학과 교수가 바이오포토닉스 분야 세계 최고 권위상으로 꼽히는 ‘마이클 S 펠드 바이오포토닉스 어워드’를 받았다고 2일 카이스트가 밝혔다. 한국인 연구자 수상은 이번이 처음이다. 바이오포토닉스는 빛을 이용해 세포를 정밀 관찰하고 질병을 진단·치료하는 학문이다. 2012년 제정된 이 상은 기초 광학 발견부터 이론 정립, 첨단 계측기 개발, 임상 연구 확장까지 종합적으로 평가하며, 미 매사추세츠공과대(MIT)를 중심으로 세계적 연구·산업 기관이 후원한다. 박 교수는 빛의 굴절률 변화를 이용해 살아있는 세포와 조직을 염색하지 않고도 3차원으로 관찰할 수 있는 홀로토모그래피 분야를 개척해 왔다. 기존엔 세포를 관찰하려면 형광 물질로 염색해야 했는데, 이 과정에서 세포가 변형되거나 사멸하는 경우가 적지 않았다. 그는 손상 없이 실시간으로 세포 내부를 관찰하는 ‘3차원 라벨프리’ 정밀 영상 시대를 열었다는 평가를 받는다. 이어 최근엔 세포·조직 영상을 인공지능(AI)과 결합한 신약 탐색, 디지털 병리 연구로 응용 범위를 넓혔다. 연구 성과는 네이처 리뷰·포토닉스·메서즈·셀 바이올로지·머터리얼스 등 국제 학술지에 게재됐다. 박 교수는 “물리학 기반 라벨프리 이미징과 AI 기술을 통해 생명과학과 의학의 미해결 문제 해결에 기여하고 싶다”고 밝혔다.

잠들기 전까지 휴대전화를 사용하는 사람이 늘면서 머리맡에 기기를 두고 자는 습관이 건강에 영향을 미치는 것 아니냐는 우려가 이어져 왔다. 특히 휴대전화 전자파가 암을 유발할 수 있다는 주장까지 제기되며 논란이 지속돼 왔다. 그러나 국내 연구진이 일본과 공동으로 진행한 7년간의 장기 동물실험에서 휴대전화 전자파와 암 발생 간 뚜렷한 연관성은 확인되지 않았다. 최근 한국전자통신연구원(ETRI)은 일본 연구진과 함께 수행한 대규모 국제 공동 동물실험에서 휴대전화에서 발생하는 무선주파수(RF) 전자파의 장기 노출이 뇌종양과 심장종양 발생에 유의한 영향을 미치지 않았다고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘독성 과학’에 게재됐다. 이번 연구는 2018년 미국 국립보건원 산하 국립독성연구프로그램(NTP)이 발표한 동물실험 결과를 재검증하기 위해 시작됐다. 당시 NTP는 900메가헤르츠(MHz) CDMA 전자파에 평생 노출된 수컷 쥐에서 일부 종양 발생이 증가했다고 보고해 논란이 일었다. 이에 세계보건기구(WHO) 등은 해당 연구의 재현성과 타당성에 대한 추가 검증이 필요하다고 권고한 바 있다. 한일 연구진은 2019년부터 동일한 조건에서 공동 실험을 진행했다. 생쥐 210마리를 대상으로 국제 인체 보호 기준의 근거가 되는 강도의 전자파를 하루 24시간, 2년(104주) 동안 노출했다. 이는 실제 휴대전화 사용 환경보다 훨씬 높은 수준이다. 실험은 전자파 노출군, 허위 노출군, 대조군 등 3개 그룹으로 나눠 진행됐다. 연구진은 체중, 체온, 사료 섭취량, 생존율, 종양 발생 여부 등을 정밀 분석했다. 그 결과 뇌·심장·부신 등 주요 장기에서 전자파 노출군과 비교군 사이에 통계적으로 유의한 종양 발생 차이는 나타나지 않았다. 일부에서는 전자파 노출군의 생존율이 상대적으로 높게 관찰되기도 했다. 연구 책임자인 안영환 아주대 의대 교수는 “인체 보호 기준의 근거가 되는 노출 수준에서 과거 보고된 종양 증가 결과가 재현되지 않았다”며 “휴대전화 전자파에 대한 과도한 불안을 완화하는 데 참고가 될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 다만 연구진은 “이번 결과가 전자파의 모든 건강 영향을 완전히 배제하는 것은 아니다”라며 “4G와 5G 등 다양한 통신 환경을 반영한 추가 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 현재 국제암연구소(IARC)는 휴대전화 전자파를 ‘발암 가능성 있음(2B군)’으로 분류하고 있다. 이번 연구 결과는 향후 RF 전자파 발암성 등급 재평가 과정에서 참고 자료로 활용될 전망이다. 전문가들은 현행 인체 보호 기준을 준수하는 범위에서의 휴대전화 사용은 암 발생과 직접적인 관련성이 확인되지 않았다고 설명하면서도, 블루라이트 노출과 수면 방해를 줄이기 위해 취침 시 휴대전화를 머리맡에서 떨어진 곳에 두는 것이 도움이 될 수 있다고 조언했다.

12가지 색상의 환경서 음악 감상녹색·파란색으로 된 공연장에선음색 역시 차갑게 느껴진 것 확인“시각적 외관이 음향에 영향 미쳐” 정지용, 김기림 등과 함께 한국 모더니즘 시 운동을 선도한 김광균은 도시적 감수성을 세련된 감각으로 표현했다는 평가를 받는다. 학창 시절 교과서에서 한 번쯤 만났을 그의 시에서는 유독 공감각적 표현이 자주 등장한다. ‘분수처럼 흩어지는 푸른 종소리’(외인촌), ‘피부의 바깥에 스미는 어둠’(와사등), ‘자욱한 풀벌레 소리 발길로 차며’(추일서정) 등이 대표적이다. 보통 사람들에게 오감은 독립적 감각으로 인식되지만, 일부 사람들은 두 가지 감각을 동시에 경험하기도 한다. 바이올린의 고음 연주를 들으면 눈앞에서 푸른색 불꽃이 펼쳐지고, 종소리가 들리면 피부 위에 부드러운 진동이 퍼지는 식이다. 일반인이 이런 공감각을 경험하기는 어렵지만, 하나의 감각이 다른 감각에 영향을 미칠 수는 있다는 재미있는 연구가 나와 눈길을 끈다. 독일 베를린 공과대 연구팀은 공연장 조명과 시각 효과 등 전체적인 색상이 관객의 청취 경험과 소리 인식에 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과를 미국음향학회에서 발행하는 음향학 분야 국제 학술지 ‘JASA’ 2월 25일 자에 발표했다. 연구팀은 공연장의 색상이 음향 인식에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험 참가자들에게 붉은색, 초록색, 파란색으로 꾸며진 공간에서 색조, 밝기, 채도 등을 바꿔 12가지 색상의 환경을 조성한 뒤 음악을 들려줬다. 또, 연구팀은 가상 현실(VR) 플랫폼을 활용해 다양한 색의 콘서트홀을 시뮬레이션하고, 바이노럴 기술을 적용한 헤드폰을 착용하고 공연을 감상하도록 했다. 바이노럴은 양쪽 귀에 서로 다른 소리를 전달해 시간, 음압, 위상 차이를 이용해 ‘3차원 입체 음향’으로 느끼게 만드는 오디오 기술이다. 실험 참가자들은 바이올린 연주 2곡, 클라리넷 연주 2곡 등 총 4곡의 음악 공연을 들었으며, 각 곡은 다양한 박자와 시대를 아우르는 작품으로 구성됐다. 연구팀은 참가자들에게 공연을 선호도, 잔향, 음색, 강도를 기준으로 평가하도록 했다. 그 결과, 공연장의 시각적 디자인과 지각된 음악의 음색 사이에 명확한 상관관계가 발견됐다. 음악의 ‘소리 색깔’로 불리는 음색은 공연장의 색상에 가장 큰 영향을 받은 것으로 나타났다. 시각적으로 차갑게 보이는 채도 높은 색깔인 녹색과 파란색 공연장에서는 음색도 차갑게 느껴진 것으로 확인됐다. 참가자들은 어두운 공연장에서 연주된 곡에 대해 더 높은 호감도 점수를 부여하는 경향을 보였다. 음색과 호감도는 공연장의 색깔에 더해 참가자 개인의 음악적 경험으로 증폭되는 것으로 확인됐다. 그렇지만 음량 지각에는 색깔이 영향을 미치지 않았다. 연구를 이끈 슈테판 바인치얼 베를린 공과대 교수는 “콘서트홀에서 청중들의 음향 인식은 다차원적”이라며 “콘서트홀의 잔향이 더 많거나 적고, 소리가 크고 작게 인식되는 것을 넘어 홀이 음악을 따뜻하게 또는 차갑게 느끼게 하기도 하고 밝거나 날카로운 금속성으로 느끼게 한다”라고 말했다. 바인치얼 교수는 “콘서트홀을 비롯해 음악을 감상할 공간을 설계할 때 시각적 외관이 음향에 영향을 미친다는 점을 간과해서는 안 된다는 것을 이번 연구는 보여준다”고 덧붙였다.

일본 홋카이도 태평양 연안에서 머지않아 초대형 지진과 쓰나미(지진해일)가 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 마이니치신문 등 현지 언론의 23일 보도에 따르면 도호쿠대와 홋카이도대 등 공동 연구진은 조만간 초대형 지진이 발생할 가능성이 큰 곳으로 쿠릴해구(치시마해구)를 꼽았다. 쿠릴해구는 태평양판이 오호츠크판 아래로 빠르게 밀려들어가는 탓에 규모 8~9의 지진과 이로 인한 쓰나미가 반복적으로 발생해 왔다. 도호쿠대와 홋카이도대, 일본 해양연구개발기구는 2019~2024년 사이 과거 지진이 발생한 것으로 추정되는 네무로 해역의 해저에 3개의 관측 장치를 설치하고 지각 변동 상태를 측정했다. 그 결과 해구와 가까운 태평양판과 육지판 두 곳의 지각이 모두 서북서쪽으로 연간 8㎝가량 움직이는 것으로 나타났다. 도호쿠대 연구진은 홋카이도 태평양 연안에서 약 400년 간격으로 거대한 지진이 반복돼 왔다고 보고 있다. 가장 마지막에 발생한 대형 지진은 1611~1637년에 발생한 것으로 추정되는 규모 8.8가량의 지진이다. 1600년대 초반에 발생한 지진은 쓰나미로 이어졌고, 당시 쓰나미로 인해 해안선으로부터 1~4㎞ 내륙이 침수된 것으로 전해진다. 연구진은 “17세기 지진 이후 이 같은 지각 변형이 축적된 경우 태평양판의 이동 거리는 20.5~30m에 달할 것으로 추정된다. 당시 판의 경계는 약 25m 이동했다”면서 “이미 동일한 규모의 대형 지진을 일으킬 수 있는 에너지가 저장된 상태”라고 설명했다. 앞서 2011년 3월 11일 발생한 규모 9.0의 동일본대지진 이전에도 미야기현 해안의 일본해구 인근에서 이 같은 지진의 ‘공대역’이 확인됐다. 공대역은 오랫동안 큰 지진이 발생하지 않은 단층 구간을 의미한다. 구체적으로 주변 구간에서는 반복적으로 큰 지진이 발생했는데 특정 구간만 오랫동안 조용한 상태를 ‘지진 공백역’이라고 부른다. 동일본대지진이 일어나기 전까지 일본해구 남쪽과 북쪽에서는 과거 큰 지진 기록이 있었지만 도호쿠 앞바다 일부 구간은 오랫동안 대지진이 없었다. 이에 따라 학계에서는 해당 구간을 지진 에너지가 축적돼 있을 가능성이 있는 공백역으로 보았고, 2011년 해당 공백 구간이 한꺼번에 파괴되면서 초대형 지진이 발생했다는 것이다. 도미타 후미아키 도호쿠대 조교수는 마이니치에 “홋카이도 연안에서는 최대 약 20m에 달하는 매우 큰 쓰나미가 예상된다”며 “장래에 반드시 거대 지진이 발생할 것이라는 위험을 인식하고 생활해 주길 바란다”고 당부했다. 쿠릴해구에서의 대형 지진을 예고한 연구 결과는 국제 학술지 커뮤니케이션스 어스 앤드 인바이런먼트(Communications Earth & Environment) 최신호(14일자)에 실렸다. 日 정부 “대지진 확률 최대 90%, 언제든 발생 가능”일본에서 초대형 지진이 발생할 수 있다는 전망을 내놓은 것은 학계만이 아니다. 일본 정부 역시 지난해 난카이 해곡 대지진 발생 확률 계산법을 12년 만에 재검토하고 새로운 예측 결과를 발표했다. 난카이 대지진은 일본 수도권 서쪽인 시즈오카현 앞바다에서 시코쿠 남부, 규슈 동부 해역까지 이어진 난카이 해곡에서 일어나는 규모 8~9의 지진이다. 역사적으로 난카이 해곡에서는 100∼200년 간격으로 대형 지진이 발생한 것으로 알려졌다. 앞서 일본 지진조사위원회는 2013년 당시 30년 이내에 난카이 해곡 대지진이 발생할 확률을 60~70%로 추정했으나, 이를 80%까지 상향 조정했다. 이어 지난해 9월에는 지진 발생 확률 ‘80% 정도’를 ‘60~90% 정도 이상’으로 변경했다. 이는 에도시대(1603∼1868)에 두 차례 난카이 대지진 피해를 봤던 시코쿠 고치현 무로쓰 지역 고문서를 토대로 산출됐다. 해당 고문서는 해석이 명확하지 않고 무로쓰 지역에서 땅을 파내는 공사가 이뤄졌을 가능성도 있어 근거로 삼기에는 문제가 있다는 지적이 제기됐다. 이에 지진조사위원회는 고문서에 나오는 지형 융기 수치의 불확실성 등을 고려해 지진 발생 확률을 ‘60~90% 정도 이상’으로 추정했다. 오차를 반영한 대신 확률의 폭이 넓어진 셈이다. 위원회는 “‘60∼90% 정도 이상’과 ‘20∼50%’ 중 어느 한쪽이 과학적으로 우위에 있다고 판단하기 어렵다”면서 “발생 확률을 2개 제시하면 일반인들이 이해하기 어려울 수 있다. 그럼에도 현시점에서는 최선의 과학적 견해를 담은 것”이라고 설명했다. 이어 “지진 방재 대책 관점에서 보면 더 높은 확률인 ‘60∼90% 정도 이상’을 강조하는 편이 낫다”고 권고했다. 도쿄대 명예교수인 히라타 나오시 지진조사위원장은 “지진 발생 확률은 매년 상승해 (난카이 대지진이) 언제 일어나도 이상하지 않은 상태라는 점에는 변함이 없다”고 강조했다. 아사히는 “이번 발생 확률 재검토로 난카이 대지진 예상 규모와 지역 등은 변경되지 않는다”며 최대 사망자가 29만 8000명에 이른다는 정부의 피해 예상치에도 영향이 없다고 보도했다. 쿠릴 해곡·난카이 해곡서 지진, 한국에 영향은?쿠릴 해곡과 난카이 해곡은 일본 학계와 정부가 대지진 예측 시 자주 등장하는 장소다. 쿠릴 해곡은 일본 홋카이도 북동쪽과 쿠릴열도, 러시아 캄차카반도를 둘러싼 지역이다. 태평양판이 오호츠크판 아래로 섭입되는 구조로 초대형 해구형 지진과 쓰나미 위험이 큰 곳으로 알려졌다. 난카이 해곡은 일본 혼슈 남쪽부터 시코쿠, 규슈 앞바다를 잇고 있으며, 일본 남쪽 해안과 비교적 가깝다. 필리핀해판이 유라시아판 아래로 섭입되는 판구조다. 쿠릴 해곡과 달리 난카이 해곡은 100~150년 주기로 대지진이 반복돼 왔다. 지진 발생 시 오사카와 나고야 등 대도시에 영향을 미칠 수 있다. 쿠릴 해곡에서 지진이 발생한다면 진동이 한반도까지는 오지 않더라도 동해안 지역이 쓰나미의 영향을 받을 수 있다. 반면 난카이 해곡에서 지진이 발생하면 한반도와는 바다를 두고 상당한 거리가 있기 때문에 강한 지반 흔들림 등은 거의 없을 수 있지만, 부산과 울산, 포항 등 지역에는 쓰나미가 일부 도달할 가능성이 있다고 알려졌다.

삼성SDI가 주도하는 한미 공동연구팀이 차세대 배터리로 불리는 리튬메탈 배터리의 수명과 안정성을 동시에 개선할 수 있는 전해질 조성 기술을 개발했다. 삼성SDI는 미국 컬럼비아 대학과 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다. 리튬메탈 배터리의 에너지 밀도는 기존 삼원계 배터리의 1.6배로 차세대 웨어러블 기기 등 미래 산업의 핵심 기술로 꼽힌다. 현존하는 기술 가운데 에너지 밀도가 가장 높지만, 충·방전 가능 횟수가 수십 회에 불과해 상용화에 한계가 있었다. 삼성SDI와 컬럼비아대 공동연구팀은 ‘겔 고분자 전해질’을 적용해 리튬메탈 배터리의 수명을 늘리고 안전성도 높일 수 있는 방법을 찾았다. 불소 성분을 활용한 겔 고분자 전해질을 개발해, 기존 리튬메탈 배터리의 성능 저해 요인인 덴드라이트를 효과적으로 억제한 것이다. 덴드라이트는 배터리 충전 시 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 쌓이면서 나타나는 결정체로, 배터리 수명과 안정성을 떨어뜨리는 원인이 된다. 해당 내용이 담긴 연구 논문은 세계 최고 권위의 에너지 분야 학술지인 ‘줄’ 최신호에 게재됐다. 논문에는 삼성SDI 연구소의 이승우 부사장과 우현식 프로, 삼성SDI 미국 연구소의 김용석 소장과 양 리·위안위안 마 프로, 위안 양 컬럼비아대 교수 등이 공동 저자로 이름을 올렸다. 이번 연구 결과에 대해 업계에서는 차세대 배터리의 에너지 효율과 안전성을 대폭 개선해 배터리 산업의 판도를 바꿀 것으로 기대하고 있다. 주용락 삼성SDI 연구소장은 “이번 논문은 기존에 취약점으로 지적되던 리튬메탈 배터리의 안전성을 개선한 기술이 학술적으로 검증받았다는 데 의미가 크다”고 말했다.

브라질 상파울루대 의대, 상파울루 수학·통계학 연구소 공동 연구팀은 공황장애 환자에게 간단하고 집중적인 운동을 하도록 하는 것이 항우울제 처방과 인지행동치료만큼 효과적이라고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘최신 정신의학’ 최신호에 실렸다. 공황 발작은 외부 위협이 없음에도 불구하고 극심한 불안과 두려움을 느끼는 증상으로 전 세계 인구의 약 10%가 일생에 한 번 이상 겪는 것으로 알려져 있다. 인구의 2~3%는 공황 발작이 반복적으로 발생해 일상생활에 지장을 느끼는 공황 장애 진단을 받는다. 공황 장애에 대한 표준 치료법은 항우울제 처방과 함께 인지 행동 치료(CBT)다. 연구팀은 공황 장애 진단을 받은 성인남녀 102명을 두 집단으로 나눠 한쪽은 간헐적 고강도 운동, 다른 쪽은 근육 이완 운동을 하도록 한 뒤 표준 치료법 환자들과 비교했다. 간헐적 고강도 운동은 15분 걷기-30초간 빠르게 달리기 6회-15분간 걷기로 구성됐다. 이완 운동은 어깨, 척추, 안면, 복부, 다리 근육 수축·이완으로 구성됐다. 실험 결과, 운동 처방 환자들이 표준 치료법 환자들보다 불안과 우울 점수가 낮은 것으로 나타났으며, 특히 간헐적 집중 운동 처방 환자의 치료 효과가 가장 큰 것으로 확인됐다.

학습 시 정확성보다 목표 달성 우선허위 정보 전달… “결정 도움 안 돼”사실 검증 내장형 안전장치 갖춰야 생성형 인공지능(AI)은 사실과 다른 정보를 진실인 것처럼 제시하는 ‘환각’ 현상을 보일 때가 많다. 최근 연구에 따르면 AI는 단순히 실수로 틀린 답을 하는 것을 넘어 자기 목표를 달성하기 위해 의도적으로 인간을 속이는 경우도 늘고 있다. 훈련 과정에서 정직함보다 목표 달성을 우선하도록 학습될 때 전략적 기만이 발생할 수 있다는 것이다. 미국 마운트 시나이 아이칸 의대 연구팀은 의료 AI 시스템에 의도치 않게 의학적 오류나 잘못된 정보가 유입될 경우, AI는 사실과 허구를 구분하지 못하고 잘못된 정보를 사실인 것처럼 전달할 가능성이 높다고 18일 밝혔다. 연구팀은 주요 대규모 언어 모델(LLM) 9개를 대상으로 100만 건 이상의 질문과 답변을 분석한 결과, 의료 AI 시스템이 소셜미디어(SNS)에 떠도는 검증되지 않은 의료 정보를 의사나 환자에게 제공할 가능성이 높다는 점을 확인했다. 이 연구는 의학 분야 국제 학술지 ‘랜싯 디지털 헬스’ 2월 9일 자에 실렸다. 연구팀은 체계적 검증을 위해 SNS에서 흔히 볼 수 있는 건강 관련 오해와 임상의들이 작성하고 검증한 300개의 짧은 임상 시나리오, 허위 권고 사항을 일부 포함한 실제 중환자 치료 의료정보 데이터베이스(MIMIC) 기반 병원 퇴원 요약문 등 세 가지 유형의 콘텐츠를 의료 AI 모델에 노출했다. 각 사례는 중립적 표현부터 SNS에서 흔히 볼 수 있는 감정적이고 과장된 표현까지 다양한 버전으로 구성됐다. 예를 들어 식도 출혈 환자에게 “증상 완화를 위해 차가운 우유를 자주 마시라”와 같은 허위 퇴원 지침을 포함했다. 분석 결과, 의료 AI 모델 대부분은 허위 사실을 위험하다고 인식하지 못하고 일반 의료 지침처럼 받아들여 환자들에게 권고하거나 의료진에게 안내하는 것으로 나타났다. 이번 연구 결과는 현재 의료 AI 시스템이 명백히 잘못된 내용이라도 의학 용어로 포장돼 있으면 ‘참’으로 간주할 수 있고, 환자를 위한 지침에 허위 권고사항이 포함되더라도 걸러내지 못할 수 있다는 것을 시사한다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 이런 오류가 발생하는 것은 의료 AI에서 정보 정확성보다 표현 방식에 가중치를 주기 때문이라고 지적했다. 또, 영국 옥스퍼드대 인터넷 연구소, 옥스퍼드 의대, 뱅거대, 카드왈라드대, 국민보건서비스(NHS), 버밍엄 여성·아동 병원, 미국의 AI 기업인 콘텍스추얼 AI, ML 커먼스, 팩토어드 AI 공동 연구팀도 LLM이 일반인의 건강 관련 결정에 도움이 되지 않는다는 연구 결과를 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 의학’ 2월 10일 자에 내놨다. 연구팀은 영국에 거주하는 성인 남녀 1298명을 4개 그룹으로 나눈 뒤, 10가지의 다른 의료 시나리오를 주고 GPT-4o, 라마 3, 커맨드 R+ 세 종류의 LLM 중 하나를 사용하거나 AI가 아닌 인터넷 검색으로 관련 증상을 진단하고 치료법을 찾도록 무작위 배정했다. 그 결과, LLM이 증상에 대해 정확한 진단을 내린 것은 34.5% 미만, 올바른 처방 및 처치를 한 것도 44.2% 미만으로 확인됐다. 인터넷 검색만을 통해 진단과 처치법을 찾은 것과 차이를 보이지 않은 결과였다. 기리시 나드카니 마운트 시나이 아이칸 의대 교수는 “AI는 더 많은 정보를 빠르게 처리함으로써 임상의와 환자에게 실질적 도움을 줄 수 있는 잠재력이 있다”면서도 “의료 AI를 실제 임상에 광범위하게 사용하기 전에 대규모 스트레스 테스트와 외부 증거 검증을 통해 AI가 내는 답이 사실인지를 검증하는 과정과 이를 보장하는 내장형 안전장치를 갖추도록 해야 한다”고 말했다.

미세침 패치(microneedle patch)는 하나의 큰 주삿바늘 대신 통증을 유발하지 않을 정도의 미세한 바늘 여러 개를 통각을 느끼는 깊이 전까지 찔러 넣어 통증 없이 주사제를 투여하는 신기술이다. 주사기 사용이 어려운 환자에서도 쉽게 붙여서 약물을 투여할 수 있고 여러 약물을 같이 투여하거나 혹은 약물 투여 속도를 조절할 수 있어 최근 주목받는 기술이다. 미세침 패치의 또 다른 장점은 피부에 넓게 약물을 확산시킬 수 있기 때문에 피부 질환 치료에도 유용하다는 것이다. 17일 학계에 따르면 칭화 선전 국제대학원과 중국 내 여러 연구 기관의 합동 연구팀은 최근 여기서 한 걸음 더 나아가 물에 잘 녹는 약물과 그렇지 않은 약물을 피부에 직접 동시에 전달할 수 있는 새로운 플랫폼을 개발했다. 일반적으로 여드름 치료제는 성질에 따라 수용성과 지용성으로 나눌 수 있는데, 서로 섞이지 않아서 한 번에 투여하기 힘든 단점이 있었다. 그렇다고 여드름을 치료하기 위해 미세침 패치를 여러 개 만들어 붙이는 것은 편의성과 비용 면에서 상당한 약점이다. 연구팀은 미세한 거품을 이용해 미세침 내부에 ‘중공 기포(Hollow Bubble)’ 구조를 설계했다. 그리고 미세침의 본체에는 수용성 약물을, 기포의 벽면 등 특정 부위에는 지용성 약물을 분리하여 투여하는 방법을 고안했다. 이 방법은 지용성과 수용성 약물을 하나의 패치에서 투여할 수 있게 도와줄 뿐 아니라 순차적 치료까지 가능하다. 예를 들어 미세침 본체에서 염증을 가라앉히는 수용성 성분을 먼저 빠르게 방출하여 즉각적인 통증과 붓기를 완화한 다음 항균 성분이나 각질 용해제를 기포에서 천천히 방출하여 지속적인 치료 효과를 유지하는 것이다. 단순히 약물을 바르거나 여러 약물을 미세침 패치로 동시 투여하는 것보다 훨씬 생물학적으로 적합하고 효과적인 방법이라는 게 연구팀의 주장이다. 미세침의 장점은 이것만이 아니다. 연구팀에 따르면 미세침이 피부 장벽을 직접 통과하여 환부 깊숙한 곳에 약물을 직접 주입하기 때문에 소량의 약물로도 극대화된 효과를 낼 수 있다. 따라서 먹는 약의 부작용을 최소화하고 바르는 약의 투과 한계 역시 극복할 수 있다. 하지만 이 미세침 기술의 가장 놀라운 부분은 마지막 처리에 있다. 연구팀이 개발한 미세침은 금속이나 플라스틱으로 된 기존 미세침과 달리 생분해성 소재인 ‘히알루론산’(Hyaluronic acid)으로 만들어져 피부에 붙이면 미세침 자체가 녹아서 사라진다. 따라서 패치를 떼어낸 후 다른 사람을 감염시킬 수 있는 날카로운 의료 폐기물이 남지 않는다. 덕분에 의료 기관은 물론 집에서도 감염 전파의 위험 없이 안전한 사용이 가능하다. 물론 아직은 쥐를 이용한 동물 실험에서 성과를 보여줬을 뿐이고 사람에게 사용했을 때 안전하고 효과적인지는 앞으로 검증해야 할 과제다. 그럼에도 미세침 기술의 가능성을 엿볼 수 있는 흥미로운 연구로 여겨진다. 이 연구는 지난해 11월 학술지 ‘Microsystems & Nanoengineering’에 발표됐다.

4년 동안이나 이어진 인간들의 전쟁이 개들의 진화에도 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 최근 우크라이나 리비우 이반 프랑코 국립대학과 폴란드, 오스트리아 국제 공동연구팀은 최전선에 사는 유기견들을 연구한 결과 전쟁이 빠른 ‘자연선택’을 유발하는 강력한 요인이 됐다는 연구 결과를 발표했다. 자연선택(Natural Selection)이란 생물이 환경에 적응하는 과정에서 생존과 번식에 유리한 형질을 가진 개체가 살아남아 그 형질을 다음 세대에 더 많이 물려주는 현상을 말한다. 이번 연구 결과는 전쟁이 사람뿐만 아니라 개에게도 큰 영향을 미친다는 것을 보여준다. 연구팀은 우크라이나 동부 전선 인근, 중부 등 전쟁 위험 지역뿐 아니라 비교적 안전한 후방 등 세 지역에 사는 총 763마리 개들을 분석했다. 그 결과 전쟁 위험 지역에 사는 개들의 경우 안전한 지역에 있는 개들에 비해 몸집이 훨씬 작았다. 세부 내용을 보면 위험 지역의 개들이 몸집이 작은 이유는 당연히 안정적인 식량 공급원이 줄어들었기 때문인데, 이는 평균 체질량지수(BMI)를 통해 쉽게 확인됐다. 특히 전쟁이 개들의 외모에도 영향을 미치는 것으로 드러났다. 먼저 위험 지역의 개들의 경우 몸집이 작은 것은 물론 귀가 뾰족하며, 주둥이가 긴 경향이 있었다. 전통적으로 인간이 좋아하는 개의 외모인 처진 귀나 짧은 주둥이 같은 특징들이 거의 사라진 것. 연구팀은 이는 소위 ‘야생형’ 특성으로 늑대 조상에게서 흔히 볼 수 있는 특징으로 혹독하고 불안정한 환경에서 유리한 이점을 제공해준다고 설명했다. 또한 최전선 유기견들의 건강 상태도 매우 심각한 수준이었는데, 조사 대상 개 중 최대 12%가 사지 절단, 파편상, 총상 등 눈에 띄는 부상이나 질병을 앓고 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 또 위험 지역 개들에게서 사냥 성향 증가와 공격성 심화와 같은 극단적인 행동 변화도 관찰했다. 연구팀은 “포격과 버려진 환경 속에서 귀여움은 개들에게 아무런 이점을 주지 못한다”면서 “최전선에서 사람의 시신을 뜯어먹는 사례도 3건이나 목격됐다”고 설명했다. 이어 “개들의 이러한 변화가 유전적 수준에서 어떻게 작용했는지는 전쟁의 기간이 비교적 짧아 분석이 불가능하다”면서 “이번 연구는 전쟁이 강력하고 빠른 자연선택의 요인이 될 수 있으며 그 영향이 대규모 자연재해와 유사하다는 것을 보여준다”고 짚었다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘진화 응용’(Evolutionary Applications) 최근호에 발표됐다.

초등학교 과학 시간에 지구는 지각-맨틀-외핵-내핵의 구조로 이뤄졌다고 배웠습니다. 지구 중심에 있는 철 덩어리인 ‘내핵’은 지구 자기장을 유지하는 동력입니다. 지구 핵은 약 46억년 전 지구 형성 초기에 태양계를 떠돌던 작은 천체인 미행성체들과 충돌하면서 발생한 열과 중력으로 밀도가 높은 철과 니켈 성분이 중심부로 가라앉으면서 형성됐다고 알려져 있습니다. 지구의 핵은 철과 니켈이 95%, 나머지 5%에는 다양한 성분이 포함돼 있습니다. 그중에는 수소도 있는데 수소의 정확한 양과 기원에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았습니다. 중국 베이징대 지구·우주과학부, 스위스 취리히 연방 공과대(ETH 취리히) 지구화학 및 암석학 연구소, 광학·전자현미경 과학연구센터 공동 연구팀은 지구 핵에 포함된 수소의 대부분은 미행성체 충돌이 아닌 지구 형성 과정에서 포함됐을 것이라고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 2월 11일 자에 실렸습니다. 지구의 금속 핵에 다량의 수소가 포함돼 있을 것이라는 연구들이 많지만, 그 양을 추정하는 것은 쉽지 않은 문제였습니다. 간접 측정에 기반했기 때문에 추정치들의 편차가 컸습니다. 이에 연구팀은 지구 핵이 형성된 압력과 온도를 실험실에서 재현함으로써 비교적 정확하게 추정하는 데 성공했습니다. 연구팀은 실험을 통해 핵을 형성하는 철 합금 내 규소와 산소가 풍부한 나노구조 안에서 수소를 원자 수준에서 관찰했습니다. 그 결과, 철 합금 속에서 규소와 수소가 1:1 비율로 결합한다는 규칙성을 발견하고 이를 통해 전체 수소량을 역산했습니다. 연구팀은 이 수치와 지구 핵의 실리콘 함량에 관한 기존 연구 결과를 활용해 지구의 핵에는 무게 기준으로 0.07~ 0.36%의 수소를 포함하고 있을 것이라 추정했습니다. 이는 현재 바다에 존재하는 수소의 최대 45배에 해당하는 양입니다. 이 정도 양의 수소는 미행성체 충돌과 같은 외부 공급이 아닌 지구의 행성 형성 단계에 얻어졌을 가능성이 크다는 것을 보여준다고 연구팀은 설명했습니다. 황둥양 베이징대 교수(지구 진화학)는 “이번 연구는 핵이 지구 최대 수소 저장고라는 점을 보여준다”며 “지구 핵에 수소가 많다는 것은 핵의 밀도가 생각보다 낮은 이유를 설명해 주고, 지구 자기장 형성이나 내부 열 순환을 이해하는 데 중요한 기초 자료가 될 것”이라고 말했습니다.

부모는 아이들에게 친절하고 서로를 배려하고 나누며, 다른 사람과 도움을 주고받을 수 있는 방법, 이타적으로 행동하는 법을 가르친다. 부모뿐만 아니라 유치원, 학교에서도 타인과 함께 사는 방법을 배우며 성장하지만, 그럼에도 어떤 이들은 이기적인 인간으로 자란다. 인간의 이타적 행위는 다른 종(種)과 달리 유전적 관련이 없는 낯선 이들에게까지 확장되며, 대규모 협력 사회를 유지하는 기초이자 갈등 비용을 줄이는 사회적 접착제 역할을 한다는 과학적 연구들이 많다. 가벼운 전기 자극으로 인간의 이기심을 줄이고 이타심을 높일 수 있다는 재미있는 연구가 나와 눈길을 끈다. 중국 상하이 화둥사범대 심리학·인지과학부·스위스 취리히대 신경경제학 연구센터·취리히대 의대 신경학과 공동 연구팀은 전두엽과 두정엽에 가벼운 전기 자극을 주면 개인의 이타적 행동을 늘릴 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 11일 자에 게재됐다. 연구팀은 이타심의 개인차를 결정짓는 뇌 영역과 연결성을 확인하기 위해 성인 남녀 44명을 대상으로 ‘독재자 게임’을 실시했다. 독재자 게임은 경제학이나 심리학 분야에서 ‘인간이 조건 없이 얼마나 이타적일 수 있는가’를 측정할 때 사용하는 대표적인 실험이다. 보통 최후통첩 게임 같은 협상 게임에서는 상대방의 제안이 마음에 안 들면 거절할 수 있고, 거절당하면 둘 다 돈을 못 받게 된다. 그러나 독재자 게임은 상대방 의사와 상관없이 독재자가 주는 대로 받아야 하고, 독재자 결정에 거부권을 행사할 수도 없다. 실험 참가자들은 총 540번의 의사결정을 통해 다양하게 제시된 금액을 상대방과 나눌 비율을 정하도록 했다. 연구팀은 실험 참가자를 두 집단으로 나눠, 한쪽 집단에는 게임이 진행되는 동안 ‘경두개 교류 전기자극’(tACS) 기술로 감마(γ)파와 알파(α)파로 전두엽과 두정엽을 자극했다. tACS는 머리에 전극을 붙여 해당 부위의 뇌세포들을 반복적으로 자극해 활성화하는 기술이다. 그 결과, 게임을 할 때 전기자극을 받은 참가자들이 이타적 선택을 할 가능성이 더 높았다. 자신이 상대보다 적은 돈을 가져가게 되는 상황에서도 그 결정을 그대로 받아들이거나, 상대에게 더 많은 금액을 제안할 확률이 늘어나는 등 이타적 행위를 하는 것도 관찰할 수 있었다. 의사결정 모델 분석에서도 뇌 자극이 참가자들의 비이기적 선호도를 자극해 금전적 제안을 검토할 때 상대방의 입장을 더 고려했다. 연구를 이끈 크리스티안 러프 취리히대 교수(의사결정 신경과학)는 “이번 연구는 비침습적 방식으로 특정 뇌 네트워크의 소통 상태를 변경하면 자기 이익과 타인 이익의 균형을 맞추는 의사 결정 방식이 바뀐다는 것을 보여준다”고 말했다. 그는 “최근 많은 분야에서 협업의 중요성이 강조되고 있는 만큼 이번 연구를 응용하면 협력을 촉진하는 새로운 기법을 개발할 수도 있을 것”이라고 덧붙였다.

인공지능(AI)이 실제 환자 사례를 분석한 결과 의료진보다 더 높은 진단 정확도를 보였다는 연구 결과가 나왔다. 다만 연구진은 AI가 의사를 대신하기보다는 복잡한 판단을 돕는 보조 도구로 활용될 가능성이 크다고 선을 그었다. 연세대 의대 본과생들과 용인세브란스병원 교수 연구팀은 오픈AI의 멀티모달·추론 인공지능 모델의 임상 판단 성능을 의료진과 비교·분석한 결과를 10일 발표했다. 연구팀은 2011년부터 2024년까지 의료 교육 플랫폼 ‘메드스케이프’에 공개된 환자 사례 1426건을 활용했다. 각 사례에는 병력과 검사 수치뿐 아니라 엑스레이(X-ray), 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 심전도, 병리 슬라이드 등 총 917건의 의료 영상이 포함돼 실제 진료 현장과 유사한 조건을 갖췄다. 분석 결과 다수 의료진이 선택한 답안의 평균 정확도는 85.0%였다. 반면 오픈AI ‘GPT-4o’ 모델은 88.4%, 최신 추론 모델 ‘o1’은 94.3%의 정확도를 기록했다. 특히 o1은 진단뿐 아니라 질병 특성 파악, 검사 계획 수립, 치료 방향 설정 등 전 과정에서 90% 이상의 성능을 유지했다. 같은 사례를 다섯 차례 반복 분석한 결과에서도 AI의 판단은 비교적 일관됐다. o1 모델은 90.7%의 사례에서 다섯 번 모두 같은 정답을 제시했다. 연구진은 “단순한 우연이나 무작위 선택이 아닌 체계적인 추론을 바탕으로 답을 도출했음을 보여주는 결과”라고 설명했다. 배성아·박진영 용인세브란스병원 교수는 “AI가 텍스트와 의료 영상을 통합해 실제 임상의 수준 판단을 내릴 수 있다는 점을 객관적으로 입증한 사례”라면서도 “이는 AI가 의료진의 판단을 대체한다기보다, 복잡한 임상 상황에서 의사 결정을 보조하고 안전성을 높이는 도구로 활용될 수 있음을 보여준다”고 밝혔다. 연구 결과는 국제 의학 학술지 ‘메디신(볼티모어)’ 최신 호에 게재됐다.

하루 단 몇 분만 생활 습관을 바꿔도 수명을 늘릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 특히 수면과 운동, 식단을 동시에 조금씩 개선하면 기대수명뿐 아니라 질병 없이 사는 ‘건강수명’도 함께 늘어나는 것으로 나타났다. 9일(현지시간) 미국 영양 전문 매체 이팅웰은 국제학술지 ‘e클리니컬메디신’에 발표된 연구를 인용해 “하루 7분 정도 작은 변화만으로도 수명이 약 1년 늘어날 수 있다”고 보도했다. 연구진은 수면(Sleep)과 신체활동(Physical Activity), 영양(Nutrition)을 뜻하는 ‘스판’(SPAN) 행동을 함께 개선하는 전략을 핵심으로 제시했다. 연구진은 영국 대규모 생체 데이터베이스 ‘UK 바이오뱅크’에 참여한 40~69세 성인 5만 9078명의 자료를 분석했다. 참가자들은 손목 착용 기기를 통해 수면 시간과 신체활동을 측정했고, 식단은 식품 섭취 설문을 바탕으로 ‘식단 질 점수’(DQS·0~100점)로 평가했다. 이어 약 8년 동안 이들의 질병 발생과 사망 여부를 추적했다. 그동안 전문가들은 수면과 운동 부족, 불균형한 식단을 심장질환과 당뇨병, 치매 등 만성질환의 주요 위험 요인으로 지목해 왔다. 그러나 대부분 연구는 이 요소들을 각각 따로 분석하는 데 그쳤다. 이번 연구에서는 세 가지 습관을 동시에 조금씩 바꿨을 때 나타나는 효과에 주목했다. ◆ 하루 7분 변화로 수명 1년 늘어 분석 결과, 기대수명을 1년 늘리기 위해 필요한 변화는 매우 작았다. 하루 수면 시간을 5분 늘리고, 빠르게 걷기 같은 중강도 운동을 1.9분(약 1분 54초) 추가하며, 식단 점수를 5점 개선하는 수준만으로도 수명 증가 효과가 나타났다. 이는 채소 반 회분 정도를 더 먹는 수준의 식단 변화에 해당한다. 이 세 가지 변화를 합치면 하루 약 7분 정도의 생활 습관 변화만으로도 수명 연장 효과가 나타난 셈이다. 건강수명을 4년 늘리려면 변화 폭은 조금 더 커졌지만 여전히 현실적인 수준이었다. 수면 시간을 하루 24분 늘리고 중강도 운동을 3.7분(약 3분 40초) 추가하며 식단 점수를 23점 개선하면 건강수명이 늘어나는 것으로 나타났다. 이는 채소 한 컵을 더 먹고 통곡물과 생선을 추가하는 수준의 식단 변화에 해당한다. 연구진은 한 가지 습관만 바꿀 경우 훨씬 더 큰 변화가 필요하다고 설명했다. 예를 들어 수면만으로 수명을 늘리려면 하루 수십 분 이상의 추가 수면이 필요하지만 세 가지 습관을 함께 개선하면 훨씬 적은 변화로도 같은 효과를 낼 수 있었다. ◆ 완벽한 습관보다 작은 변화의 조합이 핵심 연구진은 이번 결과가 ‘작은 습관의 조합’이 건강에 미치는 영향을 보여준다고 강조했다. 완벽한 식단이나 강도 높은 운동을 목표로 삼기보다 잠을 조금 더 자고 출근길에 빠르게 걷거나 식사에 채소를 추가하는 식의 작은 변화를 함께 이어가는 것이 더 현실적이고 효과적이라는 설명이다. 실제로 연구에서는 수면, 운동, 식단이 서로 영향을 주고받는 시너지 효과도 확인됐다. 수면이 부족하면 식욕 조절이 어려워지고 활동량이 줄어드는 반면, 운동은 수면의 질을 개선하는 등 서로 긍정적인 영향을 준다는 것이다. 다만 연구진은 몇 가지 한계도 인정했다. 식단 정보는 자기보고 방식이라 정확도에 한계가 있을 수 있고, 수면·운동 데이터와 식단 데이터의 수집 시점이 달랐다. 또 연구 참가자들이 일반 인구보다 상대적으로 건강한 집단이어서 결과를 모든 집단에 그대로 적용하기는 어렵다고 밝혔다. 그런데도 연구진은 수면과 운동, 식단을 동시에 조금씩 개선하면 수명과 건강수명을 늘릴 수 있다는 점이 확인됐다는 데 의미가 있다고 강조했다. 전문가들은 취침 시간을 조금 앞당기고, 짧은 산책을 추가하며, 간식을 과일로 바꾸는 식의 작은 실천을 꾸준히 이어가면 장기적으로 큰 건강 효과를 기대할 수 있다고 조언했다.

하루 2~3잔의 커피를 마시는 것이 치매 예방에 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 미국 매사추세츠 브리검 종합병원, 하버드대 의대 등 공동 연구팀은 카페인이 함유된 커피와 차를 매일 섭취하는 것이 치매 위험을 낮춘다는 연구결과를 권위있는 의학 학술지 ‘미국의사협회저널’(The Journal of the American Medical Association) 9일자에 발표했다. 이번 연구결과는 약 13만 2000명의 건강한 성인을 대상으로 한 장기 관찰 연구로, 일반 커피, 디카페인 커피, 차 섭취량을 측정하기 위해 참가자들은 2~4년 마다 식습관 설문지를 작성했다. 그 결과 먼저 카페인이 함유된 커피나 차를 섭취하는 사람들은 그렇지 않은 사람보다 치매 발병 위험이 더 낮았으며, 특히 75세 이하 연령층에서 연관성이 더욱 두드러졌다. 이를 구체적으로 보면 카페인 커피를 가장 많이 마시는 사람들은 가장 적게 혹은 마시지 않는 사람들에 비해 치매 발병 위험이 18% 낮은 것으로 나타났다. 또한 차를 가장 많이 마시는 사람들이 가장 적게 마시는 사람들에 비해 치매 발병 위험이 14% 낮았다. 그렇다고 커피나 차를 무조건 많이 마신다고 치매에 좋다는 의미는 아니다. 연구팀은 하루에 카페인이 함유된 커피를 2~3잔 또는 차를 1~2잔 마시는 사람들의 인지 능력 향상 효과가 가장 두드러지게 나타난다고 분석했다. 다만 연구팀은 카페인이 만병통치약은 아니라는 점, 그리고 치매는 식이요법 만으로 완전히 예방할 수 없는 복잡한 질병이라는 점을 분명히 했다. 연구에 참여한 브리검 종합병원 유 장 박사는 “커피를 마시지 않는 사람들에게 커피를 마시기 시작하라고 권장하는 것은 아니다”면서 “이미 커피를 마시고 있는 사람들에게 이번 연구결과가 매우 안심이 된다는 것을 보여준다는 것에 의미가 있다”고 설명했다.