찰스 다윈은 이타적 행동, 상호 협력, 그리고 성 선택은 자연 선택, 적자생존 등의 개념만으로는 설명이 쉽지 않아 한동안 골머리를 앓았습니다. 이후 윌리엄 해밀턴이라는 진화생물학자가 ‘근연도’라는 개념을 바탕으로 한 해밀턴 법칙을 제시하면서 이타성을 깔끔하게 설명했습니다. 이후 상호 협력은 진화론적 게임이론으로 충분히 설명할 수 있다는 것을 많은 수학자가 밝혀냈습니다. 그런데 캐나다 브리티시컬럼비아대(UBC) 수학과, 동물학과, 헝가리 부다페스트 기술물리·재료과학 연구소, 진화연구소 공동 연구팀은 두 집단에서 협력 행위는 계속 증가하지 않고 일정 비율로 유지된다는 사실을 수학적으로 확인했다고 4일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 융복합 분야 국제 학술지 ‘PNAS 넥서스’ 9월 3일자에 실렸습니다. 협력은 비용이 낮거나 이익이 클 때 나타납니다. 협력을 하는 데 비용이 너무 많이 들면 협력할 이유가 없는 것은 너무도 당연합니다. 이를 근거로 진화수학자들은 게임이론으로 자기 이익만 추구하려는 개체가 있을 때도 상호 협력이 유지되는 이유에 관해 설명했습니다. 이는 꿀벌, 나비와 같은 꽃가루 수분 곤충과 식물 간의 공생 관계로도 확인됐습니다. 이번 연구팀은 상호 협력이 언제 증가하고 감소하는지 알아보기 위해 ‘계산공간모형’(CSM)이라는 일종의 컴퓨터 모의실험을 했습니다. 두 종의 개체를 바둑판처럼 생긴 격자에서 서로 마주 보도록 한 뒤 협력 행동을 실험한 것입니다. 연구팀은 각 개체가 군집을 형성해 자기 이익만 챙기려는 사기꾼 개체를 쫓아내는 방식으로 협력을 확대하도록 컴퓨터 모델을 설계했습니다. 그 결과 협력 조건이 개선될 때마다 두 종 사이에서 상호 이익이 되는 방향으로 협력 행위가 증가하는 것이 확인됐습니다. 그런데 협력의 비율이 50%에 가까워지면 갑자기 분열이 발생하는 것이 관찰됐습니다. 공간적으로 한쪽에는 협력자들이, 다른 쪽으로는 비협조자나 배신자들이 모이면서 나타난 현상입니다. 연구팀에 따르면 협력과 비협력의 비율이 일정하게 유지된다는 것입니다. 연구를 이끈 크리스토프 하우어트 UBC 교수(진화 게임이론)는 “협력의 대칭 붕괴 현상은 복잡한 생명체 시스템에서 상호 작용에 중대한 영향을 미칠 수 있는 행동 변화를 설명할 수 있게 한다”고 말했습니다.

프랑스령 기아나에 서식하는 흰개미에게서만 존재하는 독특한 생존 매커니즘이 최초로 밝혀졌다. 2012년 기아나의 숲에 서식하는 흰개미인 네오카프리테르메스 타라쿠아(Neocapritermes taracua, 이하 N. 타라쿠아)의 등에서 파란색 반점을 발견했다. N. 타라쿠아 일개미에게서만 발견되는 이 파란색 반점은 일종의 ‘배낭’이다. 주로 나이가 많은 일개미들의 몸에는 한 쌍의 샘이 존재하며, 둥지가 위험에 처할 경우 스스로 화학반응을 일으켜 해당 ‘배낭’에서 폭발적으로 독성물질을 뿜어내 침입자들을 물리치고 자신을 희생한다. 체코 과학아카데미 산하의 유기화학 및 생화학연구소 연구진은 흰개미가 등에 가지고 다니는 ‘신비한 배낭’의 작동 매커니즘을 분석해 왔다. 연구진에 따르면, N. 타라쿠아 일개미는 일생동안 점차적으로 특정 효소인 ‘블루 라카제 BP76’을 ‘배낭’에 축적한다. 이후 침입자가 발생할 경우 스스로 이 ‘배낭’을 찢어버린다. 이후 ‘배낭’속 물질과 몸의 다른 샘에서 분비된 효소가 섞이면서 매우 독성이 강한 벤조퀴논을 함유한 액체가 만들어진다. 일반적으로 벤조퀴논은 독성을 가지고 있으며, 사람이 벤조퀴논을 흡입하거나 삼킬 경우, 피부에 접촉할 경우 심각한 건강 문제가 발생할 수 있다. 늙은 N. 타라쿠아 일개미는 자신의 몸에서 만들어낸 효소와 ‘배낭’에 있던 물질을 합쳐 독성이 강하고 끈적끈적한 액체를 만들어낸다. 이 액체는 침입자를 움직이지 못하게 하거나 죽일 수 있고, 동시에 이를 뿜어낸 개미마저도 죽게 만든다. 즉 ‘자폭’을 통해 둥지를 지키는 셈이다. 다만 폭발적인 독성을 가진 효소가 평소 개미의 ‘배낭’에서 고체 상태로 활성 상태를 유지하는 매커니즘은 과학적 수수께끼로 남아있었다. 연구진은 흰개미가 품고 있는 ‘배낭’ 속 효소의 구조를 3차원으로 분석한 결과, 이 효소가 다양한 ‘안정화 전략’ 성질을 가지고 있다는 것을 알게 됐다. 예컨대 해당 효소는 종이 한 장을 작게 접는 것과 매우 비슷하게 접혀진 상태여서 시간이 지나도 쉽게 분해되지 않는다. 연구진은 “해당 효소의 가장 흥미로운 특징 중 하나는 효소의 활성 부위 근처에 있는 두 아미노산인 라이신과 시스테인 사이에 희귀하고 비정상적인 강한 화학적 결합이 있다는 것”이라면서 “이 결합은 일반적으로 발견되지 않으며, 효소가 화학적 구조를 그대로 유지한 채 흰개미의 등에 고체로 저장되는데 중요한 역할을 한다”고 설명했다. 이어 “이러한 결합은 특수한 잠금 장치처럼 작용하기 때문에 평상시 효소가 고체 상태의 모양을 유지하다가, ‘자폭’ 순간이 필요할 때 즉시 투입될 수 있게 돕는다”고 덧붙였다. 연구를 이끈 파블리나 레자초바 박사는 “기기의 개별 구성 요소에 대한 지식이 기기의 작동 방식을 이해하는 데 도움이 되는 것처럼 분자의 3차원 구조를 아는 것은 생물학적 과정을 이해하는 데 도움이 된다. 이 경우 효소의 독특한 구조가 N. 타라쿠아 흰개미의 방어 매커니즘인 것”이라고 설명했다. 미국 과학매체 피스닷오르그(phys.org)는 흰개미가 나이를 먹으면서 이 효소를 안정적으로 저장하고 축적할 수 있는 능력은 집단을 보호하는 데 중요하다면서 “군집을 위해 늙은 개체보다 더 많은 일을 할 수 있는 어린 개체는 ‘배낭’에 소량의 효소만 가지고 다닌다. 이후 폭발물이 축적되는 ‘배낭’에는 개미의 힘이 약해질수록(나이가 들수록) 점점 더 커져간다. 군집의 이익을 위해 자신을 희생할 준비가 되어 가는 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 세계적 학술지 셀(Cell Press)에서 발간하는 구조 생물학 분야 저널 ‘Structure’(구조) 최신호에 실렸다.

프랑스령 기아나에 서식하는 흰개미에게서만 존재하는 독특한 생존 매커니즘이 최초로 밝혀졌다. 2012년 기아나의 숲에 서식하는 흰개미인 네오카프리테르메스 타라쿠아(Neocapritermes taracua, 이하 N. 타라쿠아)의 등에서 파란색 반점을 발견했다. N. 타라쿠아 일개미에게서만 발견되는 이 파란색 반점은 일종의 ‘배낭’이다. 주로 나이가 많은 일개미들의 몸에는 한 쌍의 샘이 존재하며, 둥지가 위험에 처할 경우 스스로 화학반응을 일으켜 해당 ‘배낭’에서 폭발적으로 독성물질을 뿜어내 침입자들을 물리치고 자신을 희생한다. 체코 과학아카데미 산하의 유기화학 및 생화학연구소 연구진은 흰개미가 등에 가지고 다니는 ‘신비한 배낭’의 작동 매커니즘을 분석해 왔다. 연구진에 따르면, N. 타라쿠아 일개미는 일생동안 점차적으로 특정 효소인 ‘블루 라카제 BP76’을 ‘배낭’에 축적한다. 이후 침입자가 발생할 경우 스스로 이 ‘배낭’을 찢어버린다. 이후 ‘배낭’속 물질과 몸의 다른 샘에서 분비된 효소가 섞이면서 매우 독성이 강한 벤조퀴논을 함유한 액체가 만들어진다. 일반적으로 벤조퀴논은 독성을 가지고 있으며, 사람이 벤조퀴논을 흡입하거나 삼킬 경우, 피부에 접촉할 경우 심각한 건강 문제가 발생할 수 있다. 늙은 N. 타라쿠아 일개미는 자신의 몸에서 만들어낸 효소와 ‘배낭’에 있던 물질을 합쳐 독성이 강하고 끈적끈적한 액체를 만들어낸다. 이 액체는 침입자를 움직이지 못하게 하거나 죽일 수 있고, 동시에 이를 뿜어낸 개미마저도 죽게 만든다. 즉 ‘자폭’을 통해 둥지를 지키는 셈이다. 다만 폭발적인 독성을 가진 효소가 평소 개미의 ‘배낭’에서 고체 상태로 활성 상태를 유지하는 매커니즘은 과학적 수수께끼로 남아있었다. 연구진은 흰개미가 품고 있는 ‘배낭’ 속 효소의 구조를 3차원으로 분석한 결과, 이 효소가 다양한 ‘안정화 전략’ 성질을 가지고 있다는 것을 알게 됐다. 예컨대 해당 효소는 종이 한 장을 작게 접는 것과 매우 비슷하게 접혀진 상태여서 시간이 지나도 쉽게 분해되지 않는다. 연구진은 “해당 효소의 가장 흥미로운 특징 중 하나는 효소의 활성 부위 근처에 있는 두 아미노산인 라이신과 시스테인 사이에 희귀하고 비정상적인 강한 화학적 결합이 있다는 것”이라면서 “이 결합은 일반적으로 발견되지 않으며, 효소가 화학적 구조를 그대로 유지한 채 흰개미의 등에 고체로 저장되는데 중요한 역할을 한다”고 설명했다. 이어 “이러한 결합은 특수한 잠금 장치처럼 작용하기 때문에 평상시 효소가 고체 상태의 모양을 유지하다가, ‘자폭’ 순간이 필요할 때 즉시 투입될 수 있게 돕는다”고 덧붙였다. 연구를 이끈 파블리나 레자초바 박사는 “기기의 개별 구성 요소에 대한 지식이 기기의 작동 방식을 이해하는 데 도움이 되는 것처럼 분자의 3차원 구조를 아는 것은 생물학적 과정을 이해하는 데 도움이 된다. 이 경우 효소의 독특한 구조가 N. 타라쿠아 흰개미의 방어 매커니즘인 것”이라고 설명했다. 미국 과학매체 피스닷오르그(phys.org)는 흰개미가 나이를 먹으면서 이 효소를 안정적으로 저장하고 축적할 수 있는 능력은 집단을 보호하는 데 중요하다면서 “군집을 위해 늙은 개체보다 더 많은 일을 할 수 있는 어린 개체는 ‘배낭’에 소량의 효소만 가지고 다닌다. 이후 폭발물이 축적되는 ‘배낭’에는 개미의 힘이 약해질수록(나이가 들수록) 점점 더 커져간다. 군집의 이익을 위해 자신을 희생할 준비가 되어 가는 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 세계적 학술지 셀(Cell Press)에서 발간하는 구조 생물학 분야 저널 ‘Structure’(구조) 최신호에 실렸다.

경기 성남 분당차병원 암센터 전홍재 교수팀은 간세포암 환자에서 아테졸리주맙과 베바시주맙 병합치료 중 발생하는 간 기능 악화가 생존율에 미치는 영향을 규명한 연구 결과를 발표했다. 3일 차병원에 따르면 이번 연구는 간세포암 치료 중 발생하는 간 기능 저하의 빈도와 임상적 중요성을 체계적으로 분석한 세계 최초 연구로, 면역항암 치료에서 간 기능 관리의 중요성을 알리는 연구로 평가받고 있다. 연구결과는 종양 분야의 권위 있는 국제 학술지 Hepatology (IF=12.9)’ 최신호에 게재됐다. 유럽, 미국, 아시아 3개 대륙 25개 의료기관이 공동으로 진행한 이번 연구에 전홍재 교수는 공동 책임 저자 (Co-senior author)로 참여했다. 미국 피츠버그대학교, 시카고대학교, 영국 임페리얼칼리지 런던 등이 참여한 연구에 전홍재 교수는 아시아 연구자 중 유일하게 주저자로 참여했다. 연구팀은 2019년 1월부터 2023년 6월까지 유럽, 미국, 아시아의 25개 3차 의료기관에서 절제 불가능한 간세포암(HCC) 진단 후 아테졸리주맙과 베바시주맙 병합치료받은 환자 571명을 분석했다. 한국에서 유일하게 연구에 참여한 분당차병원은 전 세계에서 가장 많은 172명의 환자가 참여해 연구에 기여했다. 연구팀은 아테졸리주맙과 베바시주맙 병합 치료를 받은 환자들 중 16.5%에서 간 기능 저하가 발생하는 것을 확인했다. 간기능 저하가 발생한 환자들의 사망 위험률은 19.0배로 치료 중 간암이 악화된 환자들의 사망 위험률 9.9배보다 높은 것으로 나타났다. 간 기능 저하가 발생한 환자들은 대부분 후속치료를 지속할 수 없었으며, 13.8% 환자만이 2차 항암치료를 받을 수 있었다. 반면, 간 기능 저하 없이 종양이 진행된 51.3% 환자들 중 다수인 61.1%가 2차 전신 항암 치료를 받을 수 있었고, 더 높은 생존율을 보였다. 특히 이러한 간기능 악화가 주로 알부민-빌리루빈(ALBI) 등급이 높거나 비바이러스성 원인(알코올, 대사성)을 가진 간암 환자들에서 더 흔하게 발생하는 것을 확인했다. 연구 책임자인 전홍재 교수(혈액종양내과)는 “이번 연구는 간세포암 환자의 예후를 결정하는데 종양의 진행뿐 아니라 간 기능 악화가 간암 환자의 예후를 결정하는데 핵심적인 요소임을 확인했다”며 “간 기능 관리와 간암 치료를 통합적으로 접근함으로써 간암 환자의 생존율을 크게 향상시킬 수 있을 것”이라고 강조했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 지원으로 수행됐다.

‘바다의 포식자’인 상어가 더 큰 상어에게 잡아먹힌 사례가 처음으로 확인됐다. 최근 미국 노스캐롤라이나주 환경부 해양학자인 브룩 앤더슨 박사팀은 버뮤다 인근에서 임신한 악상어가 다른 대형 상어에게 잡아먹힌 것으로 확인됐다는 연구결과를 국제학술지 해양과학프론티어(Frontiers in Marine Science) 최신호에 발표했다. 최강의 상어인 백상아리에 비해 몸집이 작은 악상어는 대서양과 남태평양 등의 한대나 온대에 서식하는데 몸길이가 최대 3.7ｍ, 몸무게는 최대 230㎏에 달한다. 이번에 ‘사냥’ 당한 것으로 보이는 악상어는 지난 2020년 10월 애리조나 주립대에 재학 중이던 앤더슨 박사와 동료들이 매사추세츠 주 케이프 코드 인근 바다에서 포획한 것이다. 당시 연구팀은 임신한 상태였던 이 악상어를 잡아 수온·수심 측정 장치와 이동 정보를 제공하는 태그를 단 후 풀어줬다. 이후 158일 동안 움직임을 추적 관찰한 연구팀은 이 악상어가 낮에는 600~800m까지 잠수하고, 밤에는 100~200m에서 맴돌며 수온 6.4~23.5℃를 유지하는 전형적인 악상어의 행동을 확인했다. 그러나 이듬해인 2021년 3월 24일부터 데이터에 갑작스럽고 엄청난 변화가 나타났다. 이후 4일 동안 악상어가 버뮤다 인근에서 비슷한 수심 범위를 유지했지만 수온은 16.4~24.7℃로 거의 일정하게 유지된 것. 또한 며칠 후 태그는 수면 위로 떠올라 다시 전파를 전송하기 시작했다. 연구팀은 이를 근거로 당시 악상어가 다른 포식자의 뱃속에 있었으며, 이후 배출한 태그가 수면 위로 떠오른 것으로 해석했다. 그렇다면 악상어를 잡아먹은 유력한 ‘용의자’는 무엇일까? 이에대해 연구팀은 백상아리를 가장 유력한 후보로 꼽았다. 앤더슨 박사는 “해당 지역에서 악상어를 공격할만큼 충분히 큰 유일한 포식자가 백상아리”라면서 “백상아리의 다이빙 패턴과 체온도 태그에서 수집한 데이터와 일치한다”고 설명했다. 특히 연구팀은 국제자연보존연맹(IUCN) 멸종위기종 적색 목록에 등재된 악상어 보호에 우려를 표했다. 앤더슨 박사는 “상어가 상어를 잡아먹는 것은 특이한 사례지만 더 광범위하게 일어나면 개체수 보호에 걱정거리가 될 수 있다”고 밝혔다.

근대 과학이 발달하기 이전, 이슬람부터 중세 유럽까지 세계 곳곳에서는 비금속을 인공적 수단을 통해 금 등의 귀금속으로 바꾸는 ‘연금술’이 유행했는데, 신비주의 성격이 강한 연금술과 연관된 흥미로운 연구결과가 나왔다. 호주 모내시대, 라트로브대, 호주연방 과학산업연구기구(CSIRO) 자원연구부, 시드니 국립 중성자 산란 연구센터, 전자현미경 연구센터 공동 연구진은 지진이 석영을 자극해 전기장을 형성시키고 이 과정에서 금이 형성된다는 연구결과를 내놓았다. 대륙지각에 풍부한 광물인 석영은 수정이라고도 부르며, 함유되는 극미량의 불순물에 따라 다양한 종(種)이 존재하는 광물이다. 일반적으로 석영은 압축되거나 늘리는 등 물리적인 스트레스를 받았을 때 전기장을 발생시키는 압전 광물이기도 하다. 금은 주로 석영과 광맥에서 형성돼 왔지만, 어떤 매커니즘을 통해 석영이 금으로 전환되는지는 명확히 밝히지지 않았다. 연구진은 먼저 지표면 스트레스(압력)의 핵심 요인인 지진이 석영에 가하는 ‘압전 전압’을 모델링했다. 이후 해당 데이터를 바탕으로 지진이 났을 때 석영 결정체에 더해지는 압력을 금이 용해된 용액에 가하는 방식으로 압전 전압을 만들었다. 그 결과 석영에 충분한 스트레스(압력)이 가해지면 그만큼 충분한 전압이 형성됐고, 액체에서 금이 침착(밑으로 가라앉아 들러붙음)되고 석영 표면에 금 나노입자가 축적되는 것을 확인했다. 이 같은 과정은 지진이 석영에게 미치는 영향과 동일한 것으로, 용해된 금이 포함된 액체가 석영 광맥의 틈으로 침투한 뒤 지진이 일으키는 전기장과 만났을 때 금이 형성된다는 게 연구진의 논린다. 또 처음 금이 침착된 뒤 지진으로 인해 추가적인 압력이 가해질 경우, 새로운 금이 그 위에 쌓이면서 더 큰 금덩어리를 만들어낼 수 있다. 연구를 이끈 모내시대학의 지질학자인 크리스 보이시 박사는 “금은 언제나 석영에서 형성돼 왔다는 것을 알고 있다. 그러나 어떻게 큰 금덩어리가 형성되는지는 알려진 바가 없었다”면서 “대체로 큰 금덩어리가 지진 중 조산운동으로 형성되는 퇴적층에서 발견된다는 점, 석영이 압전 광물이라는 두 가지 단서 덕분에 큰 금덩어리가 형성되는 미스터리를 풀 수 있었다”고 설명했다. 이어 “그러나 이것은 금술은 아니다. 이미 금이 용해된 용액에 압력을 가하는 방식을 이용했기 때문”이라면서 “금이 어디있는지 찾을 수 있는 최고의 과학적 방법은 석영의 압전 신호를 감지하는 것이다. 다만 이것은 석영 광맥이 어디있는지를 알려줄 뿐, 그 석영 광맥이 금이 있는지를 알려주지는 못한다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 지구 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 9월 3일자 최신호에 실렸다.

‘바다의 포식자’인 상어가 더 큰 상어에게 잡아먹힌 사례가 처음으로 확인됐다. 최근 미국 노스캐롤라이나주 환경부 해양학자인 브룩 앤더슨 박사팀은 버뮤다 인근에서 임신한 악상어가 다른 대형 상어에게 잡아먹힌 것으로 확인됐다는 연구결과를 국제학술지 해양과학프론티어(Frontiers in Marine Science) 최신호에 발표했다. 최강의 상어인 백상아리에 비해 몸집이 작은 악상어는 대서양과 남태평양 등의 한대나 온대에 서식하는데 몸길이가 최대 3.7ｍ, 몸무게는 최대 230㎏에 달한다. 이번에 ‘사냥’ 당한 것으로 보이는 악상어는 지난 2020년 10월 애리조나 주립대에 재학 중이던 앤더슨 박사와 동료들이 매사추세츠 주 케이프 코드 인근 바다에서 포획한 것이다. 당시 연구팀은 임신한 상태였던 이 악상어를 잡아 수온·수심 측정 장치와 이동 정보를 제공하는 태그를 단 후 풀어줬다. 이후 158일 동안 움직임을 추적 관찰한 연구팀은 이 악상어가 낮에는 600~800m까지 잠수하고, 밤에는 100~200m에서 맴돌며 수온 6.4~23.5℃를 유지하는 전형적인 악상어의 행동을 확인했다. 그러나 이듬해인 2021년 3월 24일부터 데이터에 갑작스럽고 엄청난 변화가 나타났다. 이후 4일 동안 악상어가 버뮤다 인근에서 비슷한 수심 범위를 유지했지만 수온은 16.4~24.7℃로 거의 일정하게 유지된 것. 또한 며칠 후 태그는 수면 위로 떠올라 다시 전파를 전송하기 시작했다. 연구팀은 이를 근거로 당시 악상어가 다른 포식자의 뱃속에 있었으며, 이후 배출한 태그가 수면 위로 떠오른 것으로 해석했다. 그렇다면 악상어를 잡아먹은 유력한 ‘용의자’는 무엇일까? 이에대해 연구팀은 백상아리를 가장 유력한 후보로 꼽았다. 앤더슨 박사는 “해당 지역에서 악상어를 공격할만큼 충분히 큰 유일한 포식자가 백상아리”라면서 “백상아리의 다이빙 패턴과 체온도 태그에서 수집한 데이터와 일치한다”고 설명했다. 특히 연구팀은 국제자연보존연맹(IUCN) 멸종위기종 적색 목록에 등재된 악상어 보호에 우려를 표했다. 앤더슨 박사는 “상어가 상어를 잡아먹는 것은 특이한 사례지만 더 광범위하게 일어나면 개체수 보호에 걱정거리가 될 수 있다”고 밝혔다.

근대 과학이 발달하기 이전, 이슬람부터 중세 유럽까지 세계 곳곳에서는 비금속을 인공적 수단을 통해 금 등의 귀금속으로 바꾸는 ‘연금술’이 유행했는데, 신비주의 성격이 강한 연금술과 연관된 흥미로운 연구결과가 나왔다. 호주 모내시대, 라트로브대, 호주연방 과학산업연구기구(CSIRO) 자원연구부, 시드니 국립 중성자 산란 연구센터, 전자현미경 연구센터 공동 연구진은 지진이 석영을 자극해 전기장을 형성시키고 이 과정에서 금이 형성된다는 연구결과를 내놓았다. 대륙지각에 풍부한 광물인 석영은 수정이라고도 부르며, 함유되는 극미량의 불순물에 따라 다양한 종(種)이 존재하는 광물이다. 일반적으로 석영은 압축되거나 늘리는 등 물리적인 스트레스를 받았을 때 전기장을 발생시키는 압전 광물이기도 하다. 금은 주로 석영과 광맥에서 형성돼 왔지만, 어떤 매커니즘을 통해 석영이 금으로 전환되는지는 명확히 밝히지지 않았다. 연구진은 먼저 지표면 스트레스(압력)의 핵심 요인인 지진이 석영에 가하는 ‘압전 전압’을 모델링했다. 이후 해당 데이터를 바탕으로 지진이 났을 때 석영 결정체에 더해지는 압력을 금이 용해된 용액에 가하는 방식으로 압전 전압을 만들었다. 그 결과 석영에 충분한 스트레스(압력)이 가해지면 그만큼 충분한 전압이 형성됐고, 액체에서 금이 침착(밑으로 가라앉아 들러붙음)되고 석영 표면에 금 나노입자가 축적되는 것을 확인했다. 이 같은 과정은 지진이 석영에게 미치는 영향과 동일한 것으로, 용해된 금이 포함된 액체가 석영 광맥의 틈으로 침투한 뒤 지진이 일으키는 전기장과 만났을 때 금이 형성된다는 게 연구진의 논린다. 또 처음 금이 침착된 뒤 지진으로 인해 추가적인 압력이 가해질 경우, 새로운 금이 그 위에 쌓이면서 더 큰 금덩어리를 만들어낼 수 있다. 연구를 이끈 모내시대학의 지질학자인 크리스 보이시 박사는 “금은 언제나 석영에서 형성돼 왔다는 것을 알고 있다. 그러나 어떻게 큰 금덩어리가 형성되는지는 알려진 바가 없었다”면서 “대체로 큰 금덩어리가 지진 중 조산운동으로 형성되는 퇴적층에서 발견된다는 점, 석영이 압전 광물이라는 두 가지 단서 덕분에 큰 금덩어리가 형성되는 미스터리를 풀 수 있었다”고 설명했다. 이어 “그러나 이것은 금술은 아니다. 이미 금이 용해된 용액에 압력을 가하는 방식을 이용했기 때문”이라면서 “금이 어디있는지 찾을 수 있는 최고의 과학적 방법은 석영의 압전 신호를 감지하는 것이다. 다만 이것은 석영 광맥이 어디있는지를 알려줄 뿐, 그 석영 광맥이 금이 있는지를 알려주지는 못한다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 지구 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 9월 3일자 최신호에 실렸다.

등교할 때 편도 1시간 이상 걸리는 고등학생의 우울증 위험이 다른 학생들보다 1.6배 더 높다는 연구 결과가 나왔다. 2일 일본 아사히 신문은 일본 정신신경학회 학술지에 실린 니혼대 연구팀의 논문을 인용해 이같이 보도했다. 논문은 공중 위생학을 전문으로 하는 오츠카 유이치로 부교수와 나카시마 히데시 연구원이 공동 발표했다. 연구팀은 2022년 10~12월 2000여명의 사립 고등학교 학생을 대상으로 온라인 설문 조사를 실시했다. 그 결과 응답자 1900명 중 17.3%가 우울 증상을, 19.0%가 불안 증상을 겪고 있었다. 특히 통학 시간이 1시간 이상 걸리는 학생의 우울증 위험 정도는 통학 시간 30분 미만인 학생의 1.6배, 불안 증세 위험 정도는 1.5배였다. 응답자의 약 30%가 통학에 1시간 이상 걸린다고 답했다. 오츠카 교수는 통학 시간이 길수록 우울, 불안 증세가 심해지는 이유를 세 가지 측면에서 분석했다. 먼저 통학 자체가 큰 스트레스라는 점이다. 장시간의 도보나 자전거 통학은 육체적으로 힘들고, 혼잡한 버스나 전철 등 대중교통 이용하는 것은 심리적인 부담이 크다. 두 번째는 장시간 통학하느라 공부나 휴식, 여가를 빼앗긴다는 점이다. 세 번째는 수면 부족이다. 오츠카 교수는 학생들이 평일엔 일찍 일어나야 하는 탓에 수면 부족을 겪다가 주말에 밀린 잠을 몰아서 자면 ‘사회적 시차증’이 생긴다고 설명했다. 사회적 시차증이란 평일과 주말의 생활 리듬이 어긋나서 발생하는 체내 시계가 맞지 않는 현상을 의미한다. 아사히신문에 따르면 해외에서는 학생 건강을 생각해 등교 시간을 늦추는 사례도 있다고 한다. 미국 소아과학회는 사춘기 자녀의 건강을 위해 중·고등학교 등교는 오전 8시 반 이후에 해야 한다는 성명을 내놨다. 이에 따라 캘리포니아주에서는 중학교 등교 시간을 오전 8시 이후로, 고등학교는 오전 8시 반 이후로 하는 내용의 법률이 통과돼 2022년 7월부터 시행되고 있다. 오츠카 교수는 “장시간 통학은 정신 건강과 관련이 있으므로 부모는 아이에게 부담이 적은 통합 방법을 고려하거나 보다 통학하기 쉬운 학교를 선택할 필요가 있다”며 “학교 측도 통학 시간제한, 온라인 수업 활용, 등교 시간 연기 등 학생들의 부담을 줄일 필요가 있다”고 지적했다.

국내외를 막론하고 가짜뉴스, 딥페이크, 허위·조작 정보가 넘쳐 난다. 여전히 진화론과 기후 위기를 부정하고 백신 음모론 등 정치적 편향과 사회적 편견의 경계를 흐리는 담론이 끊임없이 만들어지고 확산한다. 이런 시대에 연구자들은 어떻게 대중과 과학에 대해 소통할 수 있을까. 과학기술학(STS) 분야 교양 학술지 ‘과학기술과 사회’ 제6호(2024 여름호)는 ‘과학 커뮤니케이션’이라는 주제를 통해 과학기술과 대중이 어떻게 만나야 할지에 대한 특집 논문을 실었다. 편집인인 이두갑 서울대 과학학과 교수는 머리말을 통해 “인공지능의 발전과 소셜네트워크의 확산이 딥페이크나 음모론을 강화하는 식의 부작용을 만들어 내고 있다”며 “전문가들조차 의견이 일치하지 않고 엇갈리는 일이 생기기도 하는데 과학적 사실 전달 통로를 다양화하고 강화해 이런 문제를 해결해야 한다”고 제안했다. 신지은 서울대 기초교육원 교수는 ‘과학 커뮤니케이션 모델의 진화와 새로운 도전’이라는 논문에서 과학 커뮤니케이션의 목표와 모델이 어떻게 역사적으로 진화해 왔는지를 살펴보는 한편 과학 커뮤니케이션이 단순히 과학적 사실의 소통에서 벗어나 정치, 정책 등 다양한 영역에서 시민의 의사 결정과 민주 참여의 장을 열어 주는 도구가 됐다고 강조했다. 신 교수는 “최근에는 전통적 미디어 채널은 쇠퇴하는 동시에 대중과의 상호작용이 활발한 참여형 저널리즘으로 진화하고 있다”며 “다양한 온라인 플랫폼으로 과학자들이 대중과 소통에 적극적으로 참여하면서 과학자, 언론인, 대중 사이의 경계가 모호해지고 있다”고 했다. 과학기자 출신인 윤신영 얼룩소 에디터는 구체적인 방법론을 거론하고 있다. 윤 에디터는 ‘미디어의 데이터 활용과 과학 커뮤니케이션’이란 글에서 과학 저널리즘의 전문화와 미디어 플랫폼의 변화라는 차원에서 데이터 저널리즘의 등장과 활용을 설명한다. 과거에는 숨겨진 진실을 밝히기 위한 자료가 부족했기에 이를 탐색하고 확보하는 것이 탐사보도의 핵심이었지만 현재는 데이터가 풍부해지고 접근성이 좋아지면서 탐사보도를 넘어 미디어 전반에서 데이터를 사용한 보도가 늘고 있다고 말한다. 그렇지만 한국에서는 투입하는 자원 대비 성과가 부족하다는 인식 때문에 데이터 저널리즘의 관심이 후퇴하고 있다고 윤 에디터는 지적했다. 한편 이미솔 EBS PD와 홍성욱 서울대 과학학과 교수는 ‘사이언스픽션(SF)과 STS 커뮤니케이션’을 통해 스토링텔링과 엔터테인먼트를 결합한 방식도 과학 커뮤니케이션의 새로운 수단이 될 수 있다고 설명했다.

연금술(Alchimie)은 근대 과학의 등장 직전 유행했던 기술로, 흔하게 볼 수 있는 철이나 구리 같은 금속을 금으로 만드려는 시도였다. 17세기 과학 혁명 이후 근대 화학이 등장한 뒤에는 역사 속으로 사라졌다. 연금술에서는 값싼 금속을 귀금속으로 바꾸는 과정에는 ‘마법사의 돌’이라는 일종의 촉매가 필요한 것으로 봤다. 그런데, 최근 지진이 ‘마법사의 돌’ 역할을 할 수 있다는 재미있는 연구 결과를 내놨다. 호주 모나쉬대 지구·대기·환경학부, 전자현미경 연구센터, 라트로브대, 호주연방 과학산업연구기구(CSIRO) 자원연구부, 시드니 국립 중성자 산란 연구센터 공동 연구팀은 지진이 석영에서 전기장을 형성해 금이 침착하게 한다는 연구 결과를 지구 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 9월 3일 자에 발표했다. 석영은 압축되거나 늘리는 등 기계적 스트레스를 받으면 전기장이 발생하는 압전 광물이다. 금은 주로 석영 광맥에서 주로 생기지만, 금이 어떻게 형성되는지에 대한 구체적 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 우선 지표면 스트레스의 핵심 요인인 지진이 석영에 가하는 압전 전압을 모델링했다. 이 데이터를 바탕으로 금이 용해된 용액에서 석영 결정체에 지진이 났을 때 더해지는 압력을 가한 뒤, 압전 전압을 형성했다. 그 결과, 석영에 압력 스트레스가 가해지면 충분한 전압이 형성되면서 액체에서 금이 침착되고 석영 표면에 금 나노입자가 축적되는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 이 과정은 지진이라는 자연 현상에 의해 흔히 발생할 수 있다. 용해된 금이 포함된 액체가 석영 광맥의 틈으로 침투하고, 지진이 일으키는 전기장이 금덩어리를 형성하게 한다는 설명이다. 처음 금이 침착된 뒤, 지진으로 인해 추가적 압전 스트레스로 새로운 금이 그 위에 형성되면서 더 큰 금덩어리를 만드는 데 도움이 된다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 이끈 크리스토프 보이시 호주 모나쉬대 교수는 “실험실 실험을 기반으로 하고 있지만, 금광이 어떻게 형성되는지 이해를 높일 수 있을 것”라고 말했다.

쌀밥을 먹고 발생한 식중독이 생식기 부위에 영향을 미친 이른바 ‘음경 식중독’ 사례가 최초로 보고됐다. 영국 일간 데일리메일은 지난달 29일(현지시간) 레바논에 사는 38세 남성이 겪은 질병 사례를 보도했다. 이 남성은 일주일 내내 음경이 빨갛게 붓고 딱지가 앉는 증상을 겪은 후 비뇨기과를 찾았는데 검진 결과 그가 심한 설사와 구토를 겪은 직후부터 괴로운 증상이 시작됐다는 사실이 밝혀졌다. 의료진은 이 남성이 증상 발현 하루 전 가족과 함께 쌀밥이 포함된 식사를 했다는 사실을 알게 됐다. 이 남성이 치료받은 레바논의 베이루트 아메리칸대학교 메디컬 센터 의료진은 남성의 성기에서 바실러스 세레우스(bacillus cereus)라는 박테리아를 발견했다. 이 박테리아는 보통 실온에 오래 놔둔 쌀에서 주로 발견되며 먹으면 질병과 위장 장애를 일으킬 수 있다. 식사 후 30분 이내에 증상이 나타날 수 있고 증상은 비교적 가볍고 24시간 정도 지속된다. 의료진은 이 남성의 비정상적인 생식기 감염이 아내와 ‘격렬한 성관계’ 직후에 발생한 설사와 구토 증상에 의한 것으로 결론 내렸다. 이 남성이 박테리아에 오염된 쌀밥을 먹고 식중독에 걸린 상태에서 아내와 성관계를 했고, 끝난 후 구토와 설사를 해 박테리아가 몸 밖으로 배출되면서 식중독균이 성기와 직접 접촉해 발생했다는 것이다. 성관계로 인해 남성의 음경 혈관이 확장된 상태에서 박테리아가 피부를 통해 음경 조직에 침투하면서 감염으로 이어졌다. 의료진은 “생식기는 고사하고 피부에서 바실러스 세레우스가 발견된 것은 매우 이례적”이라고 설명했다. 데일리 메일은 “이것은 문자 그대로 음경의 식중독에 관한 첫 번째 사례”라고 했다. 이 남성은 일반적으로 눈 감염 치료에 사용되는 푸시딕산이라는 국소 항생제 연고로 치료받았다. 의료진은 이 남성에게 음경 부위를 깨끗하게 관리하고 다 나을 때까지 성관계와 자위행위를 피하라고 지시했다. 한 달 후 환자의 생식기 부위에 화끈거림이나 불편함은 사라졌고 감염이 재발하지 않은 것으로 확인됐다. 이번 사례는 학술지 ‘의학 및 외과 연보’(Annals of Medicine and Surgery)에 발표됐다. 한편 바실러스 세레우스는 주로 쌀밥과 같이 전분이 많은 음식에서 발견되기 때문에 쌀을 주식으로 하는 우리나라에서 식중독의 주요 원인균이기도 하다. 잘못된 음식 보관과 처리로 인해 식중독을 일으킬 수 있는 균인만큼 적절한 식품 관리가 필수적이다. 일반적으로 10℃ 이하에서는 식중독균이 독소를 생성하지 않는 것으로 알려졌다.

18~19세기에 활동했던 프랑스 법관이자 미식가인 장 앙텔름 브리야사바랭은 “당신이 먹은 것이 무엇인지 말해주면 당신이 어떤 사람인지 말해 주겠다”라는 말을 남겼다. 음식 취향을 보면 그 사람의 사회경제적 위치를 알 수 있다는 뜻이다. 현대 과학은 먹는 음식을 통해 한 사람의 건강까지 파악할 수 있게 해준다. 당연한 이야기 같지만 건강한 음식을 먹는 사람은 건강하고, 그렇지 못한 사람은 신체적, 정신적 건강이 악화할 수밖에 없다. 최근 과학자들이 음식 속 미생물이 인간 체내 미생물에도 상당 부분 영향을 미친다는 사실을 밝혀내 눈길을 끈다. 이탈리아, 스페인, 아일랜드, 네덜란드, 독일, 오스트리아, 영국 7개국 23개 대학과 연구기관으로 구성된 국제 공동 연구팀은 2533종의 음식 메타 게놈을 시퀀싱 해 음식 마이크로바이옴(체내미생물) 데이터베이스를 개발했다고 1일 밝혔다. 메타 게놈은 생물체 집단에서 추출한 모든 유전 정보의 집합으로 군(群) 유전체학으로도 불린다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 8월 30일 자에 실렸다. 미생물은 우리가 먹는 음식 속에도 존재한다. 음식 속 미생물은 인간의 장내미생물에도 영향을 미치지만 이와 관련한 연구는 많지 않다. 음식 속 미생물 연구는 실험실에서 하나씩 배양해서 분석해야 했지만, 이 과정은 지나치게 시간이 오래 걸리고, 모든 미생물을 쉽게 배양할 수 없다는 문제도 있다. 이에 연구팀은 각 음식 표본 속 모든 유전 물질을 동시에 시퀀싱 할 수 있는 메타 게놈 방법을 활용했다. 메타 게놈은 인간 체내 미생물이나 환경 표본을 분석할 때 사용됐지만 음식 분석에 사용된 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 50개국 2533개 음식 관련 메타 게놈을 분석했고, 이 가운데 1950개는 새롭게 시퀀싱 된 것이다. 이들 메타 게놈은 다양한 음식 형태에서 유래됐으며 65%는 유제품, 17%는 발효 음식, 5% 발효 육류였으며, 신선한 육류, 생선, 과일, 채소도 포함됐다. 연구팀은 이번에 분석한 메타 게놈을 기존에 연구된 약 600개의 식품 미생물 군집과도 비교했다. 그 결과, 1만 899개의 음식 관련 유전 물질로 구성돼 있고, 절반 정도는 이전에 알려지지 않은 것들이다. 이들은 1036개 세균과 108개 균류로 분류됐다. 유사한 음식은 유사한 유형의 미생물을 보유하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 예를 들어 서로 다른 발효 음료의 미생물 군집은 발효 육류의 미생물과 비교했을 때 더 유사하다는 설명이다. 락토바실루스를 비롯한 젖산 생성 세균은 유제품에 많이 존재했지만, 그 구성은 다양한 것으로 확인됐다. 네덜란드산 블루치즈에는 이탈리아산 폰티나 및 모짜렐라 치즈와는 다른 락토바실루스 종들이 서식하고 있었으며, 커피, 콤부차, 보이차의 미생물은 알코올성 음료의 미생물과 유사했다. 연구팀은 음식 마이크로바이옴이 건강에 미치는 영향을 확인하기 위해 이번에 확인된 1만 899개 음식 게놈과 인간의 장과 입에서 채취한 1만 9883개의 마이크로바이오옴과 비교했다. 그 결과, 성인 장내 미생물의 약 3%, 어린이의 장내 미생물의 8%, 신생아 장내 미생물의 50%가 식품 마이크로바이옴과 일치하는 것으로 나타났다. 이번 연구를 이끈 니콜라 세가타 이탈리아 트렌토대 교수(미생물학)는 “발효 식품과 비발효 식품의 다른 미생물이 맛과 부패 속도를 다르게 한다”라면서 “음식 마이크로바이오옴 연구를 통해 새로운 특성을 가진 새로운 종류의 식품 개발은 물론 음식 보존, 안전성 등이 미생물과 어떻게 연결되는지 더 잘 알 수 있게 된다”고 말했다.

하루에 150g의 생선을 먹는 사람들은 거의, 혹은 아예 생선을 먹지 않는 사람에 비해 인지저하나 치매에 걸릴 확률이 30% 낮다는 연구진의 주장이 나왔다. 다만 전문가들은 생선이 예상외로 빠르게 사라지고 있다며 지속 가능한 어업의 중요성을 강조하고 나섰다. 29일(현지시간) 미국 경제매체 마켓워치는 미국 오클라호마, 남아프리카공화국, 이탈리아, 중국 등의 의학 및 영양 전문가들이 전 세계 약 85만명을 대상으로 한 35개의 연구 논문을 검토한 결과 이런 결론에 도달했다고 밝혔다. 전문가들은 “150g의 생선을 섭취하는 사람들은 인지 장애 감소, 치매 및 알츠하이머병에 걸릴 가능성이 최대 30％로 떨어졌다”고 설명했다. 다만 이탈리아 카타니아 대학의 생물의학 및 생명공학 과학 교수인 주세페 그로소는 “생선의 어떤 성분 때문에 치매 및 알츠하이머병에 걸릴 위험이 낮아지는 지는 더 연구해야 할 부분”이라고 전했다. 문제는 생선이 예상외로 빠르게 사라지고 있다는 점이다. 호주 태즈메이니아 대학교와 캐나다 빅토리아 대학교의 해양생물학자 및 생태학자들의 연구 결과에 따르면 확인된 것보다 85% 더 많은 어류 자원이 과거의 10% 이하로 줄어들었다. 이 연구의 수석 저자인 그레이엄 에드거는 “우리는 남획된 많은 종의 개체 수가 보고된 것보다 훨씬 더 심각한 상태에 있으며, 어업의 지속 가능성이 과장됐다는 사실을 발견했다”고 말했다. 이에 전문가들은 “지속 가능한 어업을 위해서는 어류가 잡히기 전에 번식할 수 있도록 해야 하며 환경친화적인 방법으로 잡아야 한다”며 “보호 구역을 설정하는 것도 방법”이라고 강조했다. 해당 연구 결과는 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 학술지 ‘사이언스’에 올라온 것으로 전해졌다. 한편 보건복지부가 발표한 ‘2023 대한민국 치매 현황 보고서’에 따르면 노년층 10명당 1명은 치매 환자라는 결과가 나왔다. 지난해 기준 98만명이던 치매 추정 환자는 2050년 314만명이 될 것으로 전망됐다. 또한 최근 중앙치매센터가 실시한 설문조사 결과에 따르면 60세 이상이 가장 두려워하는 질환으로 암을 제치고 치매가 1위로 꼽힌 것으로 알려져 치매 예방법에 관한 관심이 높아지고 있는 상황이다.

성신여자대학교 미래융합기술공학과 연구팀이 SCIE급 학술지에 논문을 발표했다고 29일 밝혔다. 성신여대 미래융합기술공학과에 재학 중인 전소은(박사과정생), 전유란(박사과정생), 길예슬(석사졸업생), 김소연(박사과정생) 연구원은 최신 보안기술 분야에서 모두 SCIE급 저널에 제1저자로 논문을 발표했다. 이들의 연구 성과는 이일구 교수 연구실 CSE LAB의 노력이 결실을 본 것이라고 학교 관계자는 전했다. 전소은 연구원은 Information Systems Frontier(IF 6.9, Q1, JCR 상위 14%)에 ‘Machine Learning-Based Cooperative Clustering for Detecting and Mitigating Jamming Attacks in Beyond 5G Networks(전소은, 이선진, 이유림, 유희정, 지도교수 이일구)’라는 제목으로 논문을 발표했다. 이 논문은 Beyond 5G 네트워크의 스마트 리피터 환경에서의 협력적 재머 탐지 및 회피 방법을 주제로 연구했다. 전 연구원은 모바일 재머가 분포한 네트워크 환경에서 머신러닝 기반 협력적 클러스터링을 통해 재머 탐지 성능을 개선하고, 최적의 라우팅 경로로 데이터를 송수신하는 회피 기법을 제안했다. 전유란 연구원은 Computer Networks(IF 4.4, Q1, JCR 상위 14.4%)에 ‘ART: Adaptive Relay Transmission for Highly Reliable Communications in Next-Generation Wireless LANs(전유란, 류정화, 지도교수 이일구)’라는 논문을 발표했다. 차세대 무선 랜 환경에서 고신뢰 통신을 위한 적응형 중계 전송기법을 제안한 전 연구원은 제안 기법을 다양한 무선 랜 환경에서 시뮬레이션하고, 평가했다. 이어 길예슬·전유란 연구원(공동 제1저자)은 Computer Modeling in Engineering & Sciences(IF2.4, Q2, JCR 상위 31.3%)에 ‘Multi-binary Classifiers Using Optimal Feature Selection for Memory-Saving Intrusion Detection Systems(길예슬, 전유란, 이선진, 지도교수 이일구)’라는 제목으로 논문을 게재했다. 연구팀은 본 논문을 통해 병렬 이진 분류기를 활용해 기존 다중 분류기의 정확도 저하 문제를 개선하고 최적의 특징 선택 기법을 적용함으로써 메모리 효율성을 향상했다는 연구 성과를 밝혀냈다. 김소연 연구원은 ‘Secure Triggering Frame-Based Dynamic Power Saving Mechanism Against Battery Draining Attack in WiFi-enabled Sensor Networks(김소연, 박소현, 이정훈, 지도교수 이일구)’를 주제로 저널 Sensors(IF 3.4, Q2, JCR 상위 31.6%)에 게재했다. 이 연구는 와이파이 지원 센서 네트워크의 배터리 소모 공격에 대응하기 위해 동적 전력 절감 메커니즘을 제안해 에너지 효율을 높이고 지연 시간을 단축했다.

과거에는 방학이라고 하면 학기 중에 하지 못했던 여행이나 취미 활동 등을 하는 기간이었습니다. 그렇지만 요즘 방학은 학기 중에 부족했던 공부를 보충하는 시간으로 인식되는 듯싶습니다. 그렇다 보니 학생들은 방학에 훨씬 더 바빠 보여 안쓰럽기까지 합니다. 경쟁 지향적 사회 분위기와 그에 따라 자녀가 공부를 잘했으면 하는 부모들의 바람이 원인이 아닐까 생각됩니다. 서점에도 학업 성적을 높이는 비법을 알려 주겠다는 책들이 넘쳐납니다. 그렇지만 막상 책을 보면 마뜩잖은 내용들이 많습니다. 진짜 성적 향상에 도움을 주는 핵심 요소는 뭘까요. ●학업 성취도는 지능보다 끈기와 동기 영국 런던대, 런던퀸메리대 공동 연구팀은 28일 “학업 성취도는 지능이란 인지적 요소보다 동기, 자기조절 같은 비인지적 요소에 더 큰 영향을 받는다”고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 행동과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 8월 26일자에 실렸습니다. 연구팀은 잉글랜드와 웨일스 지역 7~16세 남녀 아동·청소년 약 1만명을 다양한 측면에서 조사했습니다. 쌍둥이 비교 연구와 DNA 분석으로 유전자, 환경, 학업 성과 간 관계를 정밀 분석했습니다. 그 결과 끈기, 학업에 관한 관심, 학습에 대한 가치 부여, 자기 장점과 단점을 파악하는 능력 등 비인지적 영역이 성적 향상의 핵심 변수라는 것이 나타났습니다. 이런 비인지적 영역의 영향력은 학년이 높아질수록 더 강하게 드러났습니다. 실제로 7세와 16세만 보면 비인지적 요인과 학업 성취도 사이의 상관관계는 두 배 이상 증가했습니다. ●왜 공부하는지, 뭘 잘하는지 찾아야 연구를 이끈 마르게리타 말란치니 런던퀸메리대 교수(인지·발달·교육심리)는 “이번 연구는 지능이 학습 성취의 주요 동인이라는 오랜 가정에 근본적 의문을 제기한 것”이라며 “의무 교육 기간 전반에 걸쳐 지능 이외의 요소들이 학업 성취도에 강한 영향을 준다는 점을 알 수 있다”고 말했습니다. 얼핏 보면 이번 연구 결과는 성적은 지능이 아니라 또 다른 유전적 요인에 의해 결정된다고 말하는 것 같습니다. 연구팀 역시 이런 부분을 걱정했던 것 같습니다. 비인지적 부분도 유전적 영향을 받는 것은 사실이지만, 연구팀은 쌍둥이 연구에서 밝혀진 사실을 보면 아동·청소년의 정서적이고 행동적 특성은 유전뿐 아니라 환경 영향도 크다고 강조했습니다. 성적을 높이기 위해서는 공부에 관심을 갖도록 동기를 부여하고 격려하는 등 환경적 배려가 무엇보다 중요하다는 말입니다.

자녀 향한 부모 사랑, 가장 강렬인간·동물·자연 따라 활동 달라애착 등 정서장애 치료에 도움 1970~80년대 대중음악은 유독 사랑을 소재로 한 것이 많다. 1980년대 인기가수 이용의 ‘사랑과 행복, 그리고 이별’이라는 노래의 “사랑이란 왠지 모른 척해도 관심이 있는 게 사랑이야. 그대 믿을 수 없어 애타는 마음이 사랑이야, 그대 소중한 것을 모두 다 주는 게 사랑이야”라는 가사는 사람들이 생각하는 사랑의 복잡성을 비교적 정확히 말한다. 국어사전은 ‘사랑’을 “어떤 사람이나 존재를 몹시 아끼고 귀중히 여기는 마음. 또는 그런 일”이라고 설명한다. 우리는 사랑이라는 단어를 성적인 애정부터 부모와 자식 간 사랑, 자연에 대한 사랑까지 다양한 맥락에서 사용한다. 사람들이 자주 쓰고, 수많은 문학과 예술 작품에서도 사랑을 이야기하지만 과학적으로 사랑이란 감정에 대해 완벽하게 설명하지는 못 한다. 핀란드 탐페레대, 알토대 공동 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 사랑을 느낄 때 활성화되는 뇌 영역을 확인했다고 28일 밝혔다. 이 연구 결과는 뇌과학 분야 국제 학술지 ‘대뇌 피질’(Cerebral Cortex) 8월 26일자에 실렸다. 연구팀은 자녀가 있는 55명의 부모를 대상으로 사랑과 관련된 짧은 이야기를 다양하게 들려주고 사진을 보여 주면서 fMRI로 뇌를 찍었다. 그 결과 사랑을 느낄 때는 기저핵, 이마 정중선, 설전부, 측두두정 접합 부분이 활성화하는 것이 확인됐다. 가장 강렬하게 뇌를 활성화한 사랑은 부모가 자녀에 대해 느끼는 사랑이었다. 그다음은 로맨틱한 사랑으로 나타났다. 특히 부모의 자녀에 대한 사랑은 기저핵 내 선조체가 활발히 반응했는데, 다른 사랑에서는 선조체가 반응하지 않는 것으로 관찰됐다. 선조체는 감정과 보상 시스템에 관여하는 핵심 부위다. 연구팀에 따르면 사랑의 대상이 인간인지 다른 종(種)인지 자연인지에 따라, 그리고 친밀성의 정도에 따라 뇌 활동이 영향을 받는다. 타인에 대한 인류애적인 사랑에서는 가까운 관계나 특정 인물을 향한 사랑보다 뇌가 덜 활성화하는 것으로 밝혀졌다. 사람에 대한 사랑은 활성화 정도만 차이를 보일 뿐 사회적 인지와 관련된 뇌 영역이 같이 반응했다. 자연에 대한 사랑은 보상 시스템과 시각 영역을 활성화했지만 사회적 뇌 영역은 활성화되지 않았다. 반려동물을 향한 사랑과 관련해서도 뇌의 반응은 차이를 보였다. 반려동물 주인은 사회성 관련 뇌 영역이 활성화됐지만 주인이 아닌 사람들은 귀여움이나 사랑을 느끼더라도 뇌가 반응하지 않았다. 이번 연구를 이끈 페르틸리 린네 알토대 박사(인지철학)는 “사랑과 관련한 뇌·신경 작동 원리를 이해하는 것은 사랑과 의식, 인간관계의 본질에 대한 철학적 논의를 발전시키는 데 도움이 될 것으로 기대한다”며 “애착 장애, 우울증 같은 정서 장애를 치료하는 데도 새로운 관점을 제시할 것”이라고 밝혔다.

매운 음식을 자주 먹는 것은 남성의 열정을 꺾을 수 있다고 영국 데일리메일이 25일(현지시간) 보도했다. 중국 난화대 비뇨의학과 연구진이 남성 373명을 대상으로 한 연구를 통해 나온 결과다. 연구진은 식습관과 흡연이 발기부전에 미치는 영향을 조사했다. 참가자들은 식습관과 생활방식에 대한 자세한 설문을 완료하고 발기부전 상태를 평가받았다. 또한 발기부전이 관계와 건강, 심리적인 면에 미치는 영향에 대해서도 평가했다. 조사 결과 일주일에 세 번 이상 매운 음식을 먹은 남성은 발기에 문제가 생길 가능성이 2.58배 높았다고 한다. 연구진은 “우리의 연구는 매운 음식을 자주 섭취하는 것이 특히 비흡연자들 사이에서 발기부전의 위험을 증가시킬 수 있음을 시사한다”고 말했다. ‘비흡연자’로 특정한 것은 흡연자의 경우 흡연 자체가 발기부전에 영향을 미쳐 음식의 효과를 모호하게 할 수 있기 때문이다. 발기부전의 위험 요인으로는 나이, 흡연, 신경 손상, 심장병 및 당뇨병과 같은 질환이 있는 것으로 알려졌다. 이번 연구에서 매운 음식을 많이 섭취할수록 테스토스테론 수치가 낮아지는 것으로 나타났다. 일주일에 7일 동안 먹는 사람들은 먹지 않는 사람들보다 약 12% 낮았다. 데일리메일은 “이 결과는 남자들이 매운 음식을 많이 먹을수록 결혼 생활에 문제가 생길 위험이 더 크다는 것을 보여준다”고 했다. 연구진은 “매운 음식 섭취 빈도가 높을수록 발기부전 위험이 커지므로 식단을 구성할 때 매운 음식이 미칠 수 있는 영향을 고려하는 게 좋다”고 말했다. 브리스톨 비뇨기과의 비뇨기과 전문의인 라즈 페르사드 교수는 이번 연구에 대해 “흥미로운 관찰 연구다”라며 “이 연구는 발기부전 관리에 있어 한 가지 중요한 원칙을 설명할 수 있다. 의사는 기능을 향상시키기 위해 약물을 사용하는 것뿐만 아니라 담배, 흡연, 그리고 높은 수준의 매운 독소와 같은 독성 영향을 배제하는 데도 노력해야 한다”고 짚었다. 이번 연구 결과는 비뇨기과학 국제학술지 ‘Translational Andrology and Urology’에 ‘Interaction of smoking and spicy habits modifies the risk of erectile dysfunction’이라는 제목으로 게재됐다.

지구 온난화에 따른 급격한 기후 변화는 지구상 동식물의 적응 동인이 된다. 맨눈으로 볼 수 있는 생물뿐만 아니라 눈에 보이지 않는 바이러스, 박테리아도 기후 변화에 적응한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 오하이오주립대 극지·기후 연구센터, 미생물학과, 마이크로바이오옴 과학 센터, 지리학과, 지구과학부, 토목·환경·측지학과, 네브래스카-링컨대 식물병리학과 공동 연구팀은 고대 바이러스 군집 구성이 기후 변동에 따라 변한다는 것을 밝혀냈다. 환경 변화가 미생물 생태계에 상당한 영향을 미친다는 이번 연구 결과는 지구 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 지구과학’ 8월 27일 자에 실렸다. 일반적으로 빙하 얼음은 바이러스와 박테리아를 포함한 미생물을 보존할 수 있기 때문에, 얼음을 채취해 분석하면 수백에서 수천 년에 걸쳐 미생물 군집의 다양성에 영향을 미치는 요인을 파악할 수 있다. 이에 연구팀은 티베트고원의 구리야 빙하에서 채취한 310m 길이의 얼음 코어에 보존된 미생물을 파악하기 위해 DNA 추출 및 메타 유전체 방법을 활용했다. 연구팀은 서로 다른 시구간을 표시하는 9개의 표본에 대해 유전체 분석을 했다. 이번에 채취한 가장 오래된 얼음 표본은 최소 4만 1000년 전으로 추정됐다. 연구팀은 얼음 코어 표본에서 1705종의 바이러스 유전체를 복원해 관찰한 결과, 바이러스 군집은 차가운 기후 시기와 따뜻한 기후 시기가 다르게 나타난 것으로 확인됐다. 가장 뚜렷한 군집의 변화는 마지막 빙하기에서 현재 지질시대인 홀로세로 넘어오는 약 1만 1500년 사이에 나타났다. 바이러스가 극한 환경에서도 생존할 수 있도록 에너지를 효율적으로 사용하는 대사 경로를 발달시켰을 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 매튜 설리번 오하이오주립대 교수(박테리아 파지 생태·진화학)는 “얼음 코어에서 관찰된 바이러스 군집의 변동은 다른 지역에서 날아 이동한 바이러스 때문일 수 있을 뿐만 아니라 일부는 얼음 내부 환경 조건에서 생존할 수 있는 특정 바이러스에만 기인할 수 있다”라고 말했다. 설리번 교수는 “이번 연구는 미생물 군집이 지속적 기후 변화에 어떻게 적응할지 이해하는 데 기초 자료를 제공할 수 있음을 보여준다”라고 덧붙였다.

미 항공우주국(이하 NASA)가 지구 방어를 위해 소행성 ‘디모르포스’와 우주선 충돌 실험을 진행한 지 약 2년이 흐른 가운데, 당시 충돌로 생긴 소행성 파편이 10년 이내에 지구에 영향을 줄 수 있다는 주장이 나왔다. 디모르포스는 지구에서 1080만㎞ 떨어진 우주에 있는 소행성이다. 지름 160m의 이 소행성은 지름이 5배(780m)인 또 다른 소행성 디디모스를 1.2㎞ 떨어진 거리에서 시속 0.5㎞로 도는 쌍소행성계의 작은 행성이다. NASA는 2022년 9월 26일 지구 충돌 가능성이 있는 소행성이 접근할 경우 우주선 등을 충돌시켜 궤도를 바꾸는 전략의 가능성을 실험하기 위해 약 1100만㎞ 떨어져 있던 디모르포스에 무게 570㎏인 ‘DART’ 우주선을 시속 2만 2000㎞로 충돌시켰다. 그 결과 디모르포스의 궤도가 변하면서 공전 주기가 약 32분 단축된 것으로 나타나 우주선 충돌로 소행성 궤도를 수정하는 게 가능하다는 게 입증됐다. 이에 유럽우주국(ESA)는 2026년 10월까지 디모르포스에 대한 충돌 후 세부조사를 진행해 이러한 ‘방어 방법’이 미래에도 효과적일지에 대해 확인할 예정이다. 문제는 소행성과 우주선을 충돌시켜 궤도를 변경하는 방식으로 지구와 소행성의 충돌 가능성을 낮출 수는 있으나, 이 과정에서 지구와 다른 천체에 영향을 미칠 수 있는 소행성이나 우주선 파편이 발생한다는 사실이다. 밀라노공과대학과 스페인 국립연구위원회, 유럽우주국 등 전문기관이 모인 공동 연구진은 2022년 당시 다트를 뒤따라가던 이탈리아 우주국 ASI의 초소형 위성 리차 큐브(LICIACube)가 수집한 자료를 분석했다. 연구진은 리차 큐브에 기록된 데이터와 NASA의 우주선 항법 기술이 저장된 슈퍼컴퓨터 등을 이용해 우주선과 소행성 충돌시에 방출되는 물질의 크기와 이동 방향 및 속도를 시험했다. 그 결과 소행성과 우주선의 충돌 과정에서 발생하는 파편의 크기는 30㎛~10㎝로 매우 작을 것으로 예상됐다. 또한 일부 파편은 10년 이내에 지구에 도달한다는 시뮬레이션 결과가 나왔다. 만약 시속 5400㎞의 빠른 속도로 움직이는 파편이라면 약 7년 내에 지구에 도달할 가능성이 있다. 다만 이번 시뮬레이션 결과, 충돌로 인한 파편이 지구에서 관찰되기까지는 최대 30년이 걸릴 것으로 나타났다. 연구진은 “초기 관찰에 따르면 빠르게 이동하는 파편은 눈에 보이는 유성이 되기엔 너무 크기가 작을 것으로 예상된다”면서도 “다만 현재 진행 중인 유성 관측 프로젝트는 다트가 ‘디모르포스 유성우(디모르포스에서 떨어져 나온 파편)을 만들어내는지 여부를 결정하는데 중요한 역할을 할 것”이라고 설명했다. 이어 “다트 프로젝트를 통해 방출된 소행성의 파편이 지구에 도달하더라도 위험하지는 않을 것”이라면서 “크기가 작고 속도가 빠르기 때문에 대기권에서 소멸될 것”이라고 덧붙였다. 연구진은 이번 연구로 향후 대기권에서 타들어가는 유성의 잠재적 특성을 밝혀냈으며, 이를 통해 디모르포스 파편의 방향과 속도, 도착 시간 등을 명확하게 식별할 수 있게 됐다고 강조했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ’행성과학 저널‘(The Planetary Science Journal) 게재가 승인돼 곧 공개될 예정이다.