과학기술과 의학의 발달로 ‘100세 시대’를 넘어 ‘120세 시대’를 바라보고 있습니다. 기대 수명이 점점 늘어나면서 세계 각국은 고령화 사회로 빠르게 진입하고 있습니다. 고령화 사회 진입으로 사람들은 암보다 치매를 더 두려워하게 됐습니다. 실제로 많은 국가에서 치매가 심혈관 질환이나 암 같은 질병만큼 주요 사망 원인으로 꼽히고 있습니다. 치매는 기억력뿐만 아니라 언어 능력, 시공간 인지 능력이 감퇴하고 인격 변화를 일으키는 등 사람의 정신 능력 전반에 장애를 발생시키는 질환입니다. 이 때문에 과학자들은 치매 발병 소지와 발생 시기를 정확하게 예측하고 예방·치료할 수 있는 방법을 연구하고 있습니다. 영국 킹스 칼리지 런던대 의대, 브리스톨대 의대, 임페리얼 칼리지 런던대 보건정보·생물통계학과 공동연구팀은 대기 오염이 인지 기능을 낮추고 치매 위험을 높일 수 있다고 16일 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 영국 의학회에서 발행하는 의학 분야 국제학술지 ‘BMJ 정신건강’ 지난 8월 8일자에 실렸습니다. 연구팀은 영국 런던에서 특히 교통량이 많은 남부 4개 자치구에 거주하는 65세 이상 남녀 5024명을 대상으로 2008~2012년 지역사회 정신건강 서비스 이용현황을 조사했습니다. 연구팀은 해당 지역에서 측정한 주요 대기오염 물질인 이산화질소, 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5)의 분기별 수치와 비교했습니다. 분석 결과, 대기 오염은 뇌혈관 손상으로 발생하는 혈관성 치매 발생의 주요 원인이 될 수 있는 것으로 나타났습니다. 이산화질소 발생이 많은 지역에 사는 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 혈관성 치매 발생 가능성이 27%, 고농도 초미세먼지가 자주 발생하는 지역에 사는 사람은 그렇지 않은 사람보다 치매 발생 가능성이 33%나 높은 것으로 확인됐습니다. 사실 치매를 일으키는 원인은 다양합니다. 미국 미네소타대 공중보건대 연구팀은 위산 역류를 막는 약을 4년 이상 복용하는 경우 치매 위험이 커진다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 8월 10일자에 발표했습니다. 위산 역류는 위액이 식도로 역류하는 증상입니다. 가슴 및 복부 통증, 속쓰림, 인후통, 신물 등을 일으키며 만성적일 경우 식도염, 식도암으로 이어질 위험성도 크다고 합니다. 보통 위산 역류는 식습관 개선이나 약물 복용으로 치료합니다. 약물은 위산 분비를 억제하거나 과도하게 분비된 위산을 중화해 줍니다. 특히 프로톤 펌프 억제제(PPI)는 위산이 분비되는 최종 단계에서 위벽 세포의 프로톤 펌프라고 불리는 효소를 억제해 위산 분비를 막는 역할을 합니다. PPI는 위산 역류를 조절하는 데 효과적이지만 장기간 사용하면 뇌졸중, 골절, 만성 신장질환 위험이 커진다는 앞서의 연구 결과들이 있었습니다. 연구팀은 치매가 없는 45세 이상 남녀 5712명을 대상으로 PPI 복용과 치매 발병 여부를 새로 조사했는데, 4년 이상 PPI를 장기간 복용하는 경우 치매 위험이 더 커지는 것으로 나타났습니다. 치매는 개인과 가족에게도 고통일 뿐만 아니라 사회적 비용을 증가시키는 대표적인 질환이니만큼 하루빨리 예방·치료제가 개발됐으면 합니다.

영국 케임브리지대와 옥스퍼드대, 미국 필라델피아 아동병원, 펜실베이니아대 공동연구팀은 과체중이거나 비만인 사람은 식욕 조절에 관여하는 중뇌 시상하부 크기가 표준치 체중을 가진 사람과 다르다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘신경 영상학 : 임상’ 지난 8월 8일자에 실렸다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 전 세계적으로 19억명 이상이 과체중이나 비만인 것으로 추정되고 있다. 연구팀은 20~30대 남녀 1351명을 대상으로 자기공명영상(MRI)으로 찍은 시상하부 부피와 체질량 지수(BMI)를 비교 분석했다. 분석 결과 과체중이거나 비만인 사람은 시상하부 전체 부피가 정상인 사람보다 훨씬 크다는 사실을 확인했다. 시상하부 부피 차이는 허기와 포만감의 균형을 맞추기 위해 호르몬을 분비, 식욕을 조절하는 시상하부 하위 영역에서 뚜렷하게 나타났다.

국제 학술지 ‘우수 논문’ 선정 정전기 기반의 자가 동작 소프트로봇 한국기술교육대학교(총장 유길상)는 메카트로닉스공학부 박진형 교수 연구팀의 논문이 한국정밀공학회가 발간하는 기계소재 분야 국제저명학술지인 ‘International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology(IJPEM-GT)’ 7월호 ‘편집장 우수논문’으로 선정됐다고 16일 밝혔다. 연구논문 제목은 ‘저주파 기계적 자극을 통해 구동되는 마찰 전기 기반 필름형 소프트 로봇(Triboelectric-Based Film-Type Soft Robot Driven via Low-Frequency Mechanical Stimuli)’이다. 이번 논문의 의미는 정전기 기반의 자가 동작 소프트 로봇 움직임을 증대시켰다는 점이다. 박 교수는 “연구진은 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF) 필름을 기반으로 한 압전소자 액추에이터와 공진 구조 설계를 통한 자가 동작 곤충 모사 소프트 로봇 구동 기술을 개발했다”고 설명했다. 이어 “전원 공급이 어려운 환경에서 소프트 로봇의 자가 동작 기초 연구로서 활용을 기대한다”고 덧붙였다. 이번에 개발한 ‘필름형 소프트로봇’은 PVDF 필름 액추에이터로 구동되며, 외부 전원 없이 마찰대전 정전기 발전 솔루션을 동력으로 활용한다. 이번 연구는 한국연구재단과 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행됐으며, 논문은 오는 9월30일까지 무료 다운로드가 가능하다.

10분만 서 있어도 다리가 푸른색으로 변하는 코로나 바이러스 후유증(롱코비드)이 발견됐다. 영국 리즈 대학교 회복의학과 마노 시반 박사는 지난 11일 의학 학술지 랜싯에서 최근 이 같은 증상을 호소하고 있는 33세 남성 환자를 발견했다고 밝혔다. 이 환자는 일정 시간 서 있으면 다리의 혈관이 심각하게 부풀어 오르는 말단 청색증을 겪고 있어 병원을 찾았다. 시반 박사에 따르면 환자는 서 있기 시작한 지 1분이 지나자 다리가 점차 부어오르기 시작했으며 시간이 지날수록 푸른 빛을 띠었다. 10분이 지나자 맨눈으로 구분할 수 있을 정도로 다리가 부어오르면서 파랗게 변했고 자리에 앉고 난 후 2분이 지나자 증상이 사라졌다. 이 환자는 코로나 감염 이후 이런 증상이 시작됐다고 주장하고 있다. 그는 코로나 바이러스 감염 이후 치료 과정에서 체위 기립성 빈맥 증후군을 진단받았다. 서 있는 자세에서 비정상적으로 심장 박동이 빨라지는 증후군이다. 시반 박사는 “코로나 바이러스 후유증으로 말단 청색증이 나타난 것은 매우 놀라운 사례”라며 “장기 코로나 후유증 중 자율 신경 장애에 대한 인식이 더 높아져야 환자에 적절히 대응할 수 있을 것”이라고 조언했다.확진자 30%가 4주 이상 후유증 국내에서는 코로나19 확진자 10명 중 3명이 4주 이상 후유증을 경험한 것으로 조사됐다. 질병관리청이 낸 ‘국민건강영양조사 기반의 코로나19 후유증 현황’ 보고서를 보면 지난해 6~12월 국민건강영양조사에 참여한 대상자의 45.2%(1439명)가 코로나19 확진 경험이 있었고, 이 가운데 29.6%(425명)가 4주 이상 지속된 후유증을 겪었다고 답했다. 여성이 36.3%로 남성(21.8%)보다 월등히 높았고, 나이대별로는 19~64살(남 22.6%, 여 37.7%)의 후유증 경험률이 65살 이상(남 17.2%, 여 29.4%)보다 높게 나타났다. 다만 후유증으로 의료기관 외래치료를 받았거나 일상생활에 지장을 받았다는 응답은 65살 이상이 더 높았다. 많이 겪은 후유증 증상은 기침·가래, 피로감, 인후통 순이었고, 후유증을 경험한 남녀의 절반 이상이 4주 이상 기침과 가래가 계속됐다고 답했다. 백신 접종 여부와 후유증 경험률 사이의 상관관계도 확인됐습니다. 조사 대상자 가운데 코로나19 백신을 접종하지 않은 사람들의 후유증 경험률은 47.6%로, 접종자(29.6%)보다 높았다. 후유증으로 일상생활에 지장을 많이 받았다는 응답도 접종자(12.5%) 그룹보다 비접종자(37.7%) 그룹에서 많이 나왔다. 아울러 비만, 고혈압, 당뇨병 등 만성질환이 있는 사람이 그렇지 않은 사람보다 후유증 경험률이 더 높았다. 질병관리청은 “코로나19 후유증에 대한 적절한 관리를 위해서는 여자, 고령자, 만성질환자에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다”고 밝혔다.

지금까지 발견된 어떤 초기 인류와도 형태가 같지 않은 30만 년 된 두개골 화석이 중국에서 발견됐다. 10일(현지시간) 미국 CNN 방송 등에 따르면, 중국·스페인·영국 공동연구팀은 2015년 중국 동부 ‘화룽동’(HLD) 동굴에서 30만 년 전에 살던 호미닌의 두개골 화석을 발굴했다. 이 화석은 아래턱뼈(하악골)와 다른 뼈 15점으로 이뤄져 있다. 중기 홍적세의 말기로 불리는 당시에는 현생인류인 호모사피엔스를 포함한 인간 조상들인 호미닌의 진화가 활발하게 이뤄졌다고 과학자들은 보고 있다. 국제학술지 ‘인간 진화 저널’(Journal of Human Evolution) 7월 31일자에 발표된 새로운 연구는 연구팀이 발굴 장소의 약자를 따서 ‘HLD 6’라고 부르는 두개골 화석이 기존 어떤 호미닌 분류군과도 맞지 않는다는 점을 발견했다. 이번 결과는 사실 연구팀조차 예상하지 못했다. 지금까지 중국에서 발굴된 많은 홍적세 호미닌의 화석들도 다른 특징을 보였지만, 이전에는 단지 이례적인 사례로 인식됐다. 그러나 이번 발견은 또 다른 최근 연구와 더불어 중기 홍적세 말기라는 당시의 진화 패턴에 대해 지금까지 상식처럼 알려진 이론을 점차 바꾸고 있다고 CNN은 설명했다. 연구팀은 HLD 6의 아래턱뼈를 호모 사피엔스 뿐 아니라 다른 홍적세 호미닌의 것들과 비교했다. 그 결과, 이 뼈는 호모 사피엔스 뿐 아니라 데니소바인과도 비슷한 특징을 갖는 것으로 나타났다. 이 호미닌은 호모 에렉투스에서 각기 진화한 서로 다른 호미닌의 특증을 모두 갖는다. 연구 공동저자인 마리아 마르티논토레스 스페인 국립인류진화연구센터(CENIEH) 소장은 “HLD 6는 (우리와 같은) 아래턱을 보여주지 않지만 약하게나마 호모 사피엔스처럼 보이는 특징을 갖고 있다”면서 “화룽동(HLD)은 호모 사피엔스와 비슷한 특징을 나타내는 아시아에서 알려진 최초의 화석 개체군”이라고 밝혔다.연구팀은  HLD 6이 아직 이름이 붙여지지 않은 새로운 분류군에 속해야 한다고 주장하면서도 이 개체의 현생인류적 특징은 동아시아에 현생인류가 출현하기도 전인 30만 년 전 이미 존재할 수 있었다는 이론을 세웠다. 이번 연구에서는 HLD 6 개체의 나이도 고려됐다. 두개골의 모양은 어린이와 성인 시기에 따라 달라질 수 있기 때문이다. 연구팀은 이 두개골의 주인은 12~13세 아이라고 추정했다. 같은 호미닌의 성인 두개골은 아직 발굴되지 않았지만, 형태학적으로 비슷한 다른 홍적세 중·후기의 호미닌들을 조사한 결과, 나이에 상관없이 모양 패턴이 일정한 것으로 나타났다. 이는 연구팀 이론을 더욱 뒷받침한다. 연구팀은 HLD 6가 인류의 가계도에서 정확히 어느 가지를 차지하는지 알아내려면 더 많은 화석과 연구가 필요하다고 지적했다. 마르티논토레스 소장은 “이번 발견은 과학계가 현생인류의 역사가 형성되던 시대(중기 홍적세의 말기)에 대해 생각하는 방식을 다시 바꿀 수 있을 것”이라고 말했다.

지난달 국내 민간연구기업인 퀀텀에너지연구소가 상온·상압 초전도체 ‘LK99’를 개발했다는 소식에 한껏 달아올랐던 ‘초전도체 열풍’이 차갑게 식는 모양새다. 미국 메릴랜드대 응집물질이론센터(CMTC)가 “LK99는 상온은 물론 매우 낮은 온도에서도 초전도성을 나타내지 않았다. 높은 저항을 가진 저품질의 재료일 뿐”이라고 밝히면서다. 물론 앞서 한국초전도체학회나 일부 국제학술지에서도 부정적 평가를 내놓긴 했지만 ‘의심 수준’이어서 이미 흥분에 들뜬 이들의 열기를 식히기엔 한계가 있었다. 초전도체 관련주로 지목된 몇몇 테마주는 그사이 상한가를 거듭하며 3~4배로 폭등했고, 적지 않은 ‘개미’들이 묻지마 투자에 뛰어들기도 했다. 하지만 어제부터 급락세를 보이고 있다. 초전도체는 전기 저항이 0인 물질로 에너지 분야에서 ‘꿈의 물질’로 불린다. 상용화되면 송전 효율을 높이기 위해 고압 송전망을 건설할 이유도 없고, 발전기의 크기도 줄일 수 있다. 반자성 특성도 있어 자기부상열차 등 광범위한 분야에서 혁명적 변화를 불러올 수 있다. 다만 극저온(영하 200도 이하)·초고압(상압의 10만배 이상) 환경에서나 초전도 현상을 구현할 수 있어 현실적으로 활용이 불가능하다. 따라서 상온·상압에서 구현되는 초전도체를 실제로 개발한다면 연구자는 아인슈타인이나 퀴리 부인 같은 노벨상 수상자들과 어깨를 나란히 할 것이란 말이 과언이 아니다. 이번 초전도체 열풍은 연구진의 성급한 발표에다 ‘한탕주의’에 빠진 주식시장, 언론의 선정적 보도가 맞물리면서 증폭됐다고 할 수 있다. 연구소는 미검증 원고 2편을 사전등록 사이트 ‘아카이브’에 동시 공개했는데, 학계에선 매우 이례적으로 보고 있다. 돈이 될 이슈 찾기에 눈이 벌건 증권가가 가장 먼저 반응하고, 일부 언론은 거기에 맞춰 마치 새로운 세계가 금방이라도 열릴 듯이 보도했다. 물론 이번 연구가 전혀 의미가 없다고 단정짓기엔 이르다. 제대로 된 검증을 거쳐 꼭 초전도체가 아니라도 의미 있는 신물질로 판명됐으면 하는 기대감도 있다. 다만 검증되지 않은 연구 발표가 ‘묻지마 투자’를 부르고, 결국 개미들의 피눈물로 귀결되는 사태는 더이상 일어나지 않았으면 한다.

과거 불치병이었던 암은 과학기술 발달로 관리할 수 있는 질환이 됐다. 그렇지만 항암 치료제를 오래 사용할 경우 내성이 생겨 치료 효과가 떨어진다는 단점이 있다. 국내 연구진이 약물 내성을 극복할 수 있는 항암물질을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 고려대 화학생명공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 공동 연구팀은 암세포 리소좀을 선택적으로 사멸시키고 약물 내성을 극복할 수 있는 항암 치료법을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’(JACS)에 실렸다. 리소좀은 사용 불가능한 세포 속 물질을 녹여 재활용하는 세포 소기관이다. 리소좀을 활용하면 기존 약물 내성을 극복할 수 있을 것으로 기대되고 있지만 연구가 많지 않다. 연구팀은 일정한 규칙으로 배치되는 자기 조립법으로 ‘마이셀 구조’를 이루는 물질을 개발했다. 마이셀 구조는 안쪽은 친유성, 바깥쪽은 친수성을 가진 공 모양이다. 마이셀 구조는 생체 내 환경에서 안정성을 보여 정상 세포를 해치지 않고 암세포로 빠르게 이동할 수 있다. 암세포의 리소좀은 ‘카텝신B’라는 효소가 과발현되는 데 마이셀이 리소좀 안에 들어가 반응하면서 제거하는 것이다. 마이셀의 펩타이드 일부분이 카텝신B에 의해 절단되지만 다시 자기 조립돼 긴 섬유구조를 형성하고 이 과정에서 암세포의 리소좀 막이 손상된다. 막 손상은 리소좀 기능 장애를 일으키고 결국 암세포는 사멸한다. 이 물질은 암세포 내 리소좀만 효과적으로 파괴하고 기존 화학 항암제의 단점인 약물 내성을 극복할 수 있다는 장점이 있다. 실제 생쥐 실험에서 암세포 사멸 효과를 확인했다. 연구를 이끈 유지형 UNIST 교수는 “암세포 리소좀 표적 물질의 개발로 약물 내성이 없는 효과적인 항암 치료제 개발이 가능할 것으로 기대한다”라고 말했다.

국내 연구진이 꿈의 물질로 통하는 ‘상온·상압 초전도체(LK99)’를 발견했다고 주장한 뒤 논란 속에서도 위태로운 고공행진을 이어왔던 관련 기업 주가가 결국 하한가 폭탄을 맞았다. 입소문을 토대로 기승을 부렸던 ‘묻지마 투자’의 말로다. 8일 한국거래소에 따르면 초전도체 테마주로 묶인 서남은 전 거래일 대비 29.98% 떨어진 8830원에, 덕성은 29.41% 하락한 8400원에 각각 장을 마쳤다. 서원(-24.02%), LS전선아시아(-12.61%), 파워로직스(-16.49%), 신성델타테크(-6.45%) 등도 급락세를 나타냈다. 이들 종목은 이날 오전만 하더라도 일부 상한가를 칠 정도로 초강세를 나타냈었다. 그러다 미국 한 연구소의 LK99 검증 결과가 알려지기 시작한 오후 2시쯤부터 일제히 급락했다. 미국 메릴랜드대 응집물질이론센터(CMTC)가 이날 소셜미디어(SNS)를 통해 “슬프지만 게임은 이제 끝났다. LK99는 상온, 심지어 매우 낮은 온도에서도 초전도성을 나타내지 않았다. 매우 높은 저항을 가진 저품질의 재료일 뿐이다”라고 밝히고 난 뒤다. 앞서 국내 민간연구기업 퀀텀에너지연구소가 지난달 22일 상온·상압 초전도체 LK99를 개발했다는 내용의 논문을 사전공개 사이트에 올리자 국내 증시는 ‘꿈의 물질’을 발견했다는 흥분에 들끓었다. 국내 초전도체 전문가로 구성된 한국초전도저온학회가 LK99는 상온 초전도체가 아니라는 결론을 내리고 국제학술지 네이처 등 해외 학계에서도 부정적인 평가가 뒤따랐지만 관련주의 질주는 멈추지 않았다. 서남 주가는 연구 결과 발표 직전인 지난달 21일 2980원에 불과했으나 전날까지 1만 2610원으로 4.2배 폭등했고, 같은 기간 덕성도 3980원에서 1만 1900원으로 3.0배 뛰었다. 증권가에서는 이차전지에 이어 초전도체로 옮겨붙은 테마주 투자 광풍을 우려하는 목소리가 커졌다. 기업의 내재 가치나 실적과 상관없이 한탕을 노리는 단타 투자자가 많을수록 주가 하락 시 낙폭이 과도하게 커질 수 있다. 이를 눈여겨보던 금융당국도 점검에 나섰다. 이복현 금융감독원장은 이날 금감원 임원 회의에서 “단기간에 과도한 투자자 쏠림, 레버리지(차입투자) 증가, 단타 위주 매매 등 과열 양상이 나타나고 있다”며 테마주 관련 허위 풍문 유포에 철저히 대응하라고 지시했다.

경기 성남 분당서울대병원은 가정의학과 이기헌 교수 연구팀이 설문 조사 기반 당뇨병 환자의 우울증 여부를 판별하는 머신러닝 모델을 개발했다고 7일 밝혔다. 혈당을 조절하는 호르몬 ‘인슐린’의 이상으로 혈액 내 포도당 농도가 높게 유지되는 당뇨병은 심근경색, 뇌졸중 등 심뇌혈관 질환을 비롯해 신장 기능의 저하로 몸에 독성 물질이 쌓이는 만성신부전증, 주요 실명 원인으로 꼽히는 녹내장 등 각종 중증 질환의 위험을 크게 높인다. 대한당뇨병학회에 따르면 국내에만 600만 명에 달하는 당뇨병 환자가 있으며, 당뇨 전(前) 단계를 포함할 시 약 2000만 명의 인구가 당뇨병의 위험에 노출돼있다. 30세 이상 성인을 기준으로 절반 이상에 해당하는 숫자다. 이러한 당뇨병은 질환 자체도 매우 위험하지만, 이를 겪는 환자들의 부담감이나 일상에서 혈당 관리를 하며 느끼는 압박감으로 인해 발생하는 정신적 스트레스도 주의가 필요하다. 당뇨병 환자는 우울증 위험이 약 두 배 증가하는 것으로 알려져 있는데, 이 우울증은 다시 혈당 관리를 어렵게 하고, 합병증 및 사망 위험을 증가시키는 악순환에 빠뜨린다. 당뇨병 환자에서 우울증 관리가 중요한 이유다. 이에 이기헌 교수팀은 기계학습(머신러닝)을 통해 당뇨병 환자에서 우울증을 탐지할 수 있는 모델을 개발하는 연구를 수행했다. 연구에는 2014년부터 2020년까지의 국민건강영양조사에서 수집된 3만1천개의 데이터가 사용됐다. 그 결과, 연구팀은 건강 및 스트레스에 대한 주관적 인식이나 소득 등 설문 조사 결과를 활용해 높은 정확도로 당뇨병 환자에서 우울증 여부를 가려낼 수 있는 머신러닝 모델을 개발했다. 연구팀이 개발한 알고리즘 중 가장 정확도가 높은 것은 ‘서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, SVM)’ 방식으로, 정확도는 87.9% 수준으로 나타났다.　또한 연구팀은 우울증을 판단하기 위한 요인들 중 ▲건강 상태에 대한 주관적 인식 ▲스트레스 인식 강도 ▲스트레스 인식 비율 ▲소득 수준 ▲활동 제한 등의 순으로 비중이 크다는 사실을 밝히기도 했다. 상위권에 해당하는 항목들이 주로 환자의 주관적 인식과 연관된 만큼, 당뇨병 환자에서 정신건강 관리의 중요성을 확인할 수 있다. 이기헌 교수는 “당뇨병은 우울증 발병 위험을 높이고, 우울증은 다시 당뇨병에 악영향을 미치게 된다”며, “이러한 악순환에 빠지기 전에 우울증을 조기 발견할 수 있는 최적의 머신러닝 방식을 규명하고, 우울증에 영향을 미친 주요 요인들을 밝혔다는 점에서 이번 연구의 의미가 깊다”고 전했다. 한편, 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘Plos One’ 최근호에 게재됐다.

한국전기연구원 연구팀이 3D 프린팅 정밀 기술로 빛의 경로를 제어해 공작새의 깃털색처럼 아름다운 구조색을 구현하는 기술을 개발했다.한국전기연구원(KERI)은 스마트 3D프린팅 연구팀 표재연 박사팀이 ‘나노 3D프린팅 기술’을 활용해 빛의 경로를 제어할 수 있는 3차원 회절격자 구현 기술개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 카멜레온의 변화무쌍한 피부색이나 공작새의 아름다운 깃털 색과 같은 물리현상을 나노 3D프린팅으로 구현해 투명 디스플레이나 증강현실(AR) 장치 등에 활용할 수 있는 새로운 기술이다. 회절(Diffraction)은 빛이 장애물을 만나면 휘어져 돌아나가거나 구멍 또는 틈을 통과해 넓게 퍼져나가는 현상을 말한다. 빛은 파장 수준의 작은 미세구조(머리카락 두께의 100분의 1~1000분의 1)를 만나면 회절해 경로가 바뀐다. 미세 구조에 규칙성이 있다면 회절에 의해 특정 파장의 빛만 반사해 색상을 낼 수 있다. 이것이 ‘구조색’(structural color)이다. 자연에서 관찰되는 구조색 예로는 카멜레온의 피부색이 있다. 카멜레온 피부색은 여러 색소에 의한 것이 아니라 피부 미세구조를 변화시켜 구조색이 변화하는 것이다. 또 공작새 깃털도 내부 미세 구조의 특징적인 배열에 따라 아름다운 구조색이 나타나는 것이다. 한국전기연구원이 개발한 기술은 구조색을 정교하게 제어할 수 있는 ‘회절격자(diffraction grating)’를 나노 3D프린팅 기술로 구현한 것이다. 회절격자는 빛의 회절을 제어하기 위해 평행선 등의 미세 구조를 규칙적으로 배열시킨 장치다. 이 장치에 빛을 비추면 파장에 따라 빛이 다른 경로로 반사돼 구조색이나 스펙트럼이 발생된다. 3D프린팅 기술을 활용해 빛을 제어함으로써 염료를 사용하지 않고 자연의 아름다운 구조색을 정밀하게 구현하는 기술이다. 파장이 머리카락 두께의 1000분의 1 수준에 지나지 않는 빛의 회절을 제어하기 위해서는 아주 미세한 회절격자가 필요하다. 한국전기연구원은 세계최고 수준 나노 3D프린팅 기술을 바탕으로 ‘수평 인쇄(Lateral printing)’라는 새로운 방법으로 고밀도의 나노선 회절격자를 인쇄하는 데 성공했다고 설명했다. 3D프린팅 노즐을 바느질하듯이 움직여 다리 모양(﹇)의 회절격자로 여러 줄 인쇄하는 방식이다.한국전기연구원의 회절격자 기술은 자연에서 관찰되는 구조색 원리를 첨단 디스플레이 분야에 활용할 수 있는 신기술로 활용처가 많을 것으로 기대된다. 한국전기연구원은 스마트 창문이나 거울, 자동차 헤드업 디스플레이 등 미래형 투명 디스플레이 분야에 활용될 수 있을 것으로 내다봤다. 이미 회절격자를 활용하고 있는 증강현실(AR) 장치에도 다양하게 적용될 수 있다. 회절격자는 변형에 따라 다른 색상이 나타나도록 설계할 수 있어 변형 감지가 필요한 기계공학이나 생의학 분야에도 이용할 수 있다. 이밖에 다양한 광 물리 연구에도 활용할 수 있다. 표재연 박사는 “이번에 개발한 기술은 기판 소재나 형태의 제약 없이 원하는 위치에 원하는 구조색을 정확히 구현하는 세계최고 수준 3D프린팅 기술이다”며 “디스플레이 장치의 정형화된 ‘외형’(폼팩터) 한계를 극복하고 형태의 다변화를 가져올 수 있을 것”이라고 말했다. 한국전기연구원의 이 기술연구 결과는 미국 화학회(American Chemical Society)가 발행하는 재료과학 분야 SCI 학술지인 ‘ACS Nano’에 표지논문으로 게재됐다. 한국전기연구원은 원천기술 특허 출원을 완료한데 이어 앞으로 디스플레이 관련 기업에 기술이전을 할 계획이다.

주어진 사물의 숫자를 비교하는 능력은 동물이나 인간의 생존에 있어서 필수적이다. 동물 집단 간 다툼, 사냥, 먹이 수집 등 여러 상황에서 주어진 변수의 수량 비율이나 차이에 따라 의사결정과 행동이 달라져야 하기 때문이다. 카이스트 뇌인지과학과, 미국 뉴욕대 공동 연구팀은 사람이나 동물의 뇌에서 발견되는 선천적 수량 비교 능력이 자발적으로 만들어지는 원리를 규명했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 학습이나 훈련을 거치지 않은 어린 개체들의 행동 관찰을 통해 수량 비교 능력은 뇌의 선천적 기능이라는 가능성이 제기됐지만 원리에 대해서는 명확히 밝혀진 적이 없다. 연구팀은 뇌 모사 인공신경망 모델을 활용해 학습이 전혀 되지 않은 심층신경망 구조에서 시각적 수량 비율과 차이에 선택적으로 반응하는 개별 신경세포가 자발적으로 발생하는 것을 발견했다. 또 초기화된 심층신경망에서 다양한 비율과 차이를 갖는 시각적 수량 정보가 주어질 때 선택적으로 반응하는 신경세포들이 다수 발견됐다. 이는 실제 동물 실험에서 관찰된 신경 활동 특성과 유사하다는 사실을 확인했다. 연구팀은 전혀 학습되지 않은 신경망에서 두 수량의 비율과 차이에 선택적으로 반응하는 개별 신경세포가 자발적으로 생기는 것을 발견했다. 또 수량 비교 기능 신경세포 회로 구조 발생 원리를 계산신경과학적 모델을 통해 검증했다. 이를 통해 수량 비율과 차이라는 서로 다른 정보를 비교하는 기능이 공통적인 발생 원리에서 파생될 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 백세범 카이스트 교수는 “이번 연구는 상당한 정도의 학습 과정이 필요할 것이라고 여겨지던 뇌의 수량 인지 및 비교, 연산 기능이 전혀 학습이 이뤄지지 않던 초기 뇌 구조에서 자발적으로 발생할 수 있음을 보여준다”라고 설명했다. 백 교수는 “발생 초기 신경망의 구조적, 물리적 특성에서 다양한 선천적 고등 인지 기능이 발생할 수 있다는 것을 확인한 만큼 뇌신경과학 연구에 의미 있는 방향을 제시할 것으로 기대한다”라고 덧붙였다.

고위공직자범죄수사처(공수처)가 이번에도 뇌물혐의를 받는 현직 고위 경찰의 신병 확보에 실패하면서 출범 3년 가까이 한 번도 피의자 구속영장과 체포영장을 발부받지 못한 불명예를 얻게 됐다. 5일 법조계에 따르면 서울중앙지법 윤재남 영장전담 부장판사는 지난 2일 특정범죄가중처벌법상 뇌물 등 혐의를 받는 서울경찰청 소속 김모 경무관에 대해 “고액을 받은 사실은 인정되지만, 알선행위를 했다고 인정할 객관적인 증거가 부족하다”며 공수처가 청구한 영장을 기각했다. 앞서 공수처는 김 경무관이 강원경찰청에 근무하던 지난해 이상영 대우산업개발 회장으로부터 수사 무마 청탁과 함께 3억원을 약속받았다는 정황을 잡고 지난 2월 강제 수사에 나섰다. 공수처는 그간 지적된 수사력 부족 문제를 고스란히 드러냈다는 평가다. 지금까지 공수처가 청구한 구속영장은 총 3건이다. 앞서 ‘고발사주’ 수사 때 손준성 서울고검 송무부장에 대해 두 차례 구속영장을 청구했지만 모두 기각됐다. 공수처는 소속 검사가 연이어 이탈하고 수사에 진척을 보이지 못하는 등 조직이 흔들리자 ‘드루킹 댓글 조작 사건’ 수사를 지휘한 허익범 전 특별검사를 수사자문단 단장으로 내정하는 정비에 들어갔다. 2021년 공수처 검사로 처음 임용된 검사 13명 중 9명이 사직하면서 공수처 검사가 정원에 미달한 상태로 운영 중이었지만, 최근 공수처는 신규 채용을 통해 결원을 보충하고 있지만 고질적 문제 극복은 또 다른 문제다. ‘공수처 1기’ 출신 예상균 변호사는 지난 5월 학술지에 “범죄정보 수집 능력이 없는 공수처가 감사원 등 다른 국가기관에서 고발 및 범죄정보 등에 대한 수사 단서를 받지 못하면 사실상 수사기관으로서 역할을 담당하기 어려운 구조”라고 했다.

전남대학교는 이옥란 응용식물학과 교수 연구팀이 벼 신품종 개발소요 기간을 2년 이내로 단축시킬 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 한국인이 좋아하는 이른바 ‘찰진 쌀’은 둥근 단립종으로 자포니카 품종의 쌀이다. 연구팀은 자포니카 품종에서 홑배수체(haploid)를 유도하는 유전인자가 ‘OsMATL2’라는 것을 최초로 밝혔다. 뿐만 아니라 이를 활용해 순계품종을 만드는 기간을 기존 7~8년에서 불과 2년으로 단축했다. 벼는 각각 부계 또는 모계로부터 받은 1세트씩 염색체가 더해져 총 2개의 완전한 염색체를 형성하는데, 홑배수체는 유성생식을 할 때 감수분열을 통해 만들어진 생식세포가 가진 염색체 수만큼 전체 염색체 수를 갖는 작물이다 연구팀이 개발한 벼는 부계로 수정에만 관여하며, 우수 모계 벼 품종과 수정하면 모계 체세포 염색체 수의 절반에 해당하는 염색체가 만들어진다. 이 중 우수한 유전인자를 갖는 라인을 자연배가 또는 화학적 처리로 두배수체(2n) 작물로 만들어 순계품종을 빠르게 만드는데 사용되는 핵심 기술을 개발했다. 기존 기술을 통해서도 벼의 홑배수체 생산할 수 있었지만, 노동 집약적이고 품종에 따른 제한이 있을 수 있다는 단점을 연구팀은 해당 기술로써 극복했다. 연구결과는 식물학분야 저명 학술지인 ‘식물 생리학’(Plant Physiology, IF: 7.4)에 지난달 20일 자 온라인 발표됐으며 현재 국제특허 출원을 마쳤다. 이 연구는 부산대 생명환경화학과 김유진 교수 연구팀과 공동 연구했으며, 제1공동 저자로 전남대의 장진훈 박사와 부산대의 노가영 학생이 참여했다.

유년기에 납에 노출되는 경우 성인이 돼서 범법 행위를 저지를 확률이 높아진다는 분석이 나왔다. 미국 워싱턴DC 조지워싱턴대 환경·직업보건학과, 국제보건학과 공동 연구팀은 태아기나 유년기에 납에 많이, 자주 노출되면 성인이 돼서 범법 행위를 저지를 가능성이 커진다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 보건학 분야 국제 학술지 ‘플로스 국제 공중보건학’ 8월 1일자에 실렸다. 납에 대한 인체 노출은 납 제련, 납 축전지 제조, 용접작업 등에서 발생하지만 오래된 납 수도관을 통한 수돗물 급수, 납 성분이 포함된 페인트 잔해물이나 납 오염 토양 먼지의 흩날림으로 인한 공기 흡입, 유연 휘발유 사용으로 인한 배출가스 등도 원인이 된다. 전 세계적으로 혈중 납 농도에 영향을 미친 것은 유연 휘발유 사용으로 알려져 있다. 납 노출은 심혈관 질환 유발, 신장 손상, 면역 체계 기능 장애, 아동 신경 발달 기능 장애 등 다양한 문제를 일으킬 수 있다. 납 노출과 범죄 행동 사이에 통계적 연관성이 있다는 연구들은 있었지만 인구학적 수준에서 분석은 거의 없었다. 연구팀은 혈액, 뼈, 치아 등 납 노출을 측정한 17건의 기존 연구와 태아기, 유아기, 아동기, 청소년기, 성인기 등 다양한 연령대의 납 노출에 따른 영향에 관한 연구를 메타분석 했다. 연구팀은 특히 개인의 납 노출과 범죄, 기타 반사회적 행동 사이의 연관성에 주목했다. 연구팀에 따르면 기존 연구에서는 유아기 납 노출과 이후 비행 행동 사이 통계적 연관성이 발견되지 않거나 납 노출과 반사회적 행동 사이 연관성은 있었지만 체포율과는 관련 없는 것으로 나타나는 등 제각각이었다. 이에 연구팀은 ‘로빈스-E’라는 통계 분석 방법을 활용해 각 연구의 통계적 편향성을 평가한 결과 태아기나 유아기에 납에 노출된 개인은 성인이 돼 범법 행위에 연루될 가능성이 더 큰 것으로 나타났다. 그렇지만 연구팀은 납 노출과 범죄 행위와 연관성을 명확히 하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 밝혔다. 연구를 이끈 카를로스 산토스 부르고아 교수는 “이번 연구는 어린 시절 납 노출이 성인이 됐을 때 범죄와 연관될 가능성을 높인다는 것을 보여주는 만큼 납 노출 예방을 위한 공중 보건 정책이 필요하다”라고 설명했다.

지난 6월 25~26일 시작된 올해 장마는 지난달 26일 끝났습니다. 이번 장마 기간 전국 평균 강수량은 648.7㎜로 1973년 이후 통계 중 역대 세 번째로 많았다고 합니다. 장마철 강수량 1위는 2006년(704.0㎜), 2위는 2020년(701.4㎜)이었습니다. 장마철 강수량 1~3위가 모두 기후 변화 영향이 커진 2000년대 이후라는 점은 의미심장합니다. ●북반구 해수 순환 시스템 붕괴 시작 이런 가운데 덴마크 코펜하겐대 닐스 보어 연구소, 수리과학연구소 공동 연구팀은 전 지구 기후를 좌우하는 심층 해수 순환 시스템 중 하나인 ‘대서양 자오선 역전 순환’(AMOC)이 2년 뒤인 2025년부터 붕괴할 것이라고 2일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7월 26일자에 실렸습니다. 바다에는 극지의 찬물과 적도의 따뜻한 물이 교환되는 심층 해수 순환이 있습니다. 해수 순환은 열 교환뿐만 아니라 탄소·산소·영양분 등의 교환, 해수면 높이와 전 지구 기후 시스템을 좌우합니다. 남반구에는 ‘남극 역전 순환’(AOC)이 있고 북반구에는 AMOC가 있습니다. 해수 순환이 멈출 경우 영화 ‘투모로우’ 같은 최악의 상황이 벌어질 수 있습니다. 연구팀에 따르면 해수 순환 변화로 급격한 기후 변화가 일어난 것은 약 11만년 전인 마지막 빙하기 때로 당시 북반구 평균 기온은 10년 사이에 10~15도가 오르락내리락했다고 합니다. 연구팀은 1870~2020년 북대서양 해수면 온도 기록을 분석했습니다. 그 결과 현재와 같은 온실가스 배출이 계속된다면 2025년부터 AMOC 붕괴가 시작돼 2095년 전에 AMOC가 완전히 사라질 수 있다는 예측을 했습니다. 문제는 이번 분석이 매우 보수적으로 계산된 것으로 실제 붕괴 속도와 시기는 더 빨라질 수 있다는 점입니다. 연구를 이끈 페터 디트레브센 교수는 “다른 메커니즘이 작용해 불확실성은 커질 수 있지만 AMOC 붕괴가 임박했다는 명확한 지표를 무시해서는 안 된다”고 경고했습니다. ●온난화로 식물·이끼 771종 멸종 임박 한편 미국 펜실베이니아주립대, 자연보호 민간 단체인 ‘디펜더스 오브 와일드라이프’ 공동 연구팀은 지구 온난화로 인해 식물과 이끼 771종이 멸종을 목전에 두고 있다는 분석을 내놨습니다. 이번 연구 결과는 생태학 분야 국제학술지 ‘플로스 기후’ 7월 27일자에 실렸습니다. 지구 온난화는 앞서 연구에서도 살펴봤듯 전 지구 기후 시스템을 교란할 뿐만 아니라 생물종들의 생존도 위협하고 있습니다. 특히 식물과 이끼류는 기후에 민감하게 반응합니다. 그렇지만 최근 10년 동안 기후 변화가 멸종위기종 식물에 미치는 위협에 대한 체계적인 분석·평가는 없었습니다. 이에 연구팀은 야생 생물에 대한 기후 변화 영향 분석법을 수정해 771종의 식물과 이끼류의 멸종 위협 정도를 평가했습니다. 그 결과 이번에 분석한 식물과 이끼류 모두 정도의 차이만 있을 뿐 기후 변화로 인한 멸종이 임박한 것으로 나타났습니다. 또 이들 식물에 대한 보호 조치는 거의 없는 것으로도 확인됐습니다. 이런 연구 결과들을 보고 있노라면 정말로 인류 대멸종이 코앞으로 다가온 건 아닐까 두렵습니다.

무려 3000년 전 제작된 한 화살촉이 우주에서 날아온 운석으로 제작됐다는 흥미로운 사실이 드러났다. 최근 스위스 베른대학 등 공동연구팀은 스위스 뫼르겐 유적지에서 발견된 화살촉을 분석한 결과 운석 철을 사용해 만들어졌다는 연구결과를 국제학술지 고고학저널(Journal of Archaeological Science) 최신호에 발표했다. 스위스 비엘 호숫가 인근 뫼르겐 유적지에서 19세기에 처음 발굴된 이 화살촉은 후기 청동기 시대(기원전 900~800년)에 제작된 것으로 추정된다. 이후 박물관에 보관된 이 화살촉은 뒤늦게 과학자들과 역사가들로 이루어진 연구팀에 의해 그 '출생의 비밀'이 드러났다. 당초 연구팀은 마지막 빙하기 시기 트반베르크 지역에 떨어진 운석들을 재료로 제작된 물품들을 찾기위해 스위스의 고고학 수집품들을 조사하기 시작했다. 이 과정에서 일반적인 철로 제작됐다고 여겨졌던 이 화살촉이 조사 대상에 올랐고 그 비밀이 밝혀진 것. 먼저 연구팀이 비파괴검사를 통해 화살촉의 성분을 분석한 결과 운석에 기본적으로 포함되는 철과 니켈과 함께 결정적으로 우주에서만 형성되는 동위원소인 알루미늄-26이 확인됐다. 곧 당시 인류가 하늘에서 떨어진 운석을 가공해 화살촉을 만든 것.그러나 한가지 더 흥미로운 점은 이 화살촉을 만든 운석이 트반베르크 지역에 떨어진 것이 아니라는 사실이다. 트반베르크와 화살촉 발굴 지역이 불과 8㎞ 떨어져있어 당연하다고 여겼으나 오히려 에스토니아에서 발견된 칼리야르프 운석과 가장 성분이 비슷한 것으로 나타났기 때문. 칼리야르프 운석은 기원전 1500년 경 지금의 발트해 연안 국가인 에스토니아에 떨어져 수많은 작은 파편을 만들어냈다. 연구를 이끈 베른대학 지질학자 베다 호프만은 "선사시대에는 순수한 철이 귀해 당시 인류는 하늘에서 떨어진 운석을 이용했다"면서 "운석철을 사용한 것은 터키, 그리스, 시리아, 이라크, 레바논, 이집트, 이란, 러시아, 중국 등에도 기록됐다"고 밝혔다. 이어 "이번 화살촉의 경우 운석의 사용과 더불어 당시의 무역 네트워크까지 보여준다"고 덧붙였다. 

어린 시절 방치되거나 학대를 받은 사람은 성인이 돼서 조현병이나 우울증 같은 정신질환에 시달릴 가능성이 높다. 그렇지만 아동기 학대나 스트레스에 따른 정신질환 원인과 발병 메커니즘에 대해서 명확히 밝혀진 적은 없다. 이런 상황에서 카이스트 생명과학과 연구팀이 아동기 스트레스로 인해 생기는 정신질환이 뇌의 별아교세포의 시냅스 연결에 문제가 생기기 때문이라고 1일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘면역학’ 7월 31일자에 실렸다. 연구팀은 아동기 학대나 방치와 비슷한 상황을 만들어 사회성 결핍을 일으킨 생쥐로 실험했다. 그 결과, 뇌에서 면역 기능을 담당하는 별아교세포가 스트레스 호르몬에 반응해 과도하게 흥분성 시냅스를 제거한다는 사실을 처음 확인했다. 또 연구팀은 미국 식품의약청(FDA)에서 승인된 임상 약물 스크리닝을 통해 별아교세포의 외부 물질을 포식하는 역할을 조절하는 새로운 메커니즘을 발굴하기도 했다. 특히, 스트레스 호르몬이라고 불리는 합성 글루코코르티코이드가 별아교세포의 포식 작용을 비정상적으로 높이는 것을 발견했다. 글루티코코르티코이드는 당대사, 항염증 등 생명 유지에 필요한 역할을 하지만 만성 스트레스로 인해 글루코코르티코이드에 과도하게 장기간 노출되면 우울증, 인지장애, 불안증 같은 정신질환의 원인이 되는 것으로 알려졌다. 별아교세포가 대뇌 피질에 존재하는 특정 신경 세포의 흥분성 시냅스만 선택적으로 포식해 비정상적 신경 회로망을 만들어 사회성 결핍과 우울증 같은 행동 이상을 유발하는 것이다.연구팀은 생쥐 실험에서 확인된 사실이 인간에게 똑같이 나타나는지 알아보기 위해 인간 만능 유도 줄기세포에서 유래한 뇌 오가노이드를 활용해 스트레스 호르몬과 별아교세포, 흥분성 시냅스 반응을 관찰했다. 그 결과 인간 뇌 오가노이드에서도 생쥐 실험과 똑같은 결과를 얻었다. 연구팀은 스트레스 반응에 대한 쥐와 인간의 시냅스 조절 메커니즘이 똑같다는 것을 보여주는 결과라고 설명했다. 정원석 카이스트 생명과학과 교수는 “과도한 스트레스가 다양한 정신질환의 원인이라는 사실은 임상적으로 알려졌지만 정확한 발병기전은 알려지지 않았다”라고 말했다. 정 교수는 “이번 연구 결과는 어린 시절 스트레스가 장기적으로 영향을 미쳐 성인기 정신질환을 일으킬 수 있다는 것을 보여줌으로써 스트레스로 인한 정신질환 예방과 치료에 응용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

어마어마한 해일이 미국 뉴욕을 강타한다. 도시가 순식간에 침수되고 빌딩들 사이로 유조선 같은 거대한 배들이 둥둥 떠다닌다. 로스앤젤레스에는 초대형 토네이도가 휘몰아치고, 일본 도쿄에는 볼링공만 한 우박이 쏟아진다. 영하 65도에서 비행 중인 헬리콥터가 연료가 급속도로 얼어 추락한다. 헬기에서 빠져나오려던 사람도 금세 얼어붙어 죽고 만다. 2004년 개봉한 영화 ‘투모로우’의 명장면들이다. 영화는 급격한 지구온난화로 남극과 북극의 빙하가 녹고 바닷물이 차가워져 해류의 흐름이 바뀌면서 지구 전체가 빙하기를 맞게 된다는 전 지구적 재앙을 그렸다. 영화에 나오는 해류는 대서양자오선역전순환류(AMOC). 카리브해 쪽 열대지방의 따뜻한 물이 북미 연안을 거쳐 북극 방면에 도달해 차가워진 뒤 다시 적도 인근으로 되돌아오는 해류 순환 현상이다. 영화가 보여 준 기후변화는 오늘의 현실과 무관치 않다. 덴마크 코펜하겐대 연구팀이 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’에 최근 발표한 논문에 따르면 1870∼2020년 북대서양 해수면 온도 변화를 분석한 결과 AMOC가 이르면 2025년 붕괴를 시작해 2095년 이전에 사라질 수도 있다. 이 해류 시스템이 붕괴하면 올해 미국, 유럽, 아시아 등지의 폭염 같은 극한기후가 일상화되고, 해수면이 높아져 미국와 유럽 등이 잠길 수 있다고 한다. 유엔이 지구온난화 시대의 종말을 고했다. 안토니우 구테흐스 유엔 사무총장은 지난 27일(현지시간) “지구온난화 시대가 끝나고 지구열대화 시대가 시작됐다”고 경고했다. 올 7월의 첫 3주간은 기록 사상 지구가 가장 더웠던 시간이었다. 지금 유럽 남부의 폭염은 재앙 수준이다. 지난 16~22일 한 주간 이탈리아 로마의 낮 최고기온은 최고 41.8도를 기록했다. 그리스 로도스섬에서는 45도를 넘나드는 덥고 건조한 날씨로 산불이 일주일째 잡히지 않아 2만여명이 대피했다. 우리나라도 예외가 아니다. 장마철 극한호우가 끝나자마자 극한폭염이 시작돼 전국 곳곳에서 사망자와 온열환자가 속출하고 있다. 빠르게 일상이 돼 가는 극한호우와 극한폭염에 정책이 따라가지 못할 정도다. 기후위기 취약계층에게는 당장 생사가 걸린 문제다.

네덜란드의 역사학자이자 사상가인 요한 하위징아는 인류를 ‘놀이하는 인간’(호모 루덴스)으로 정의하고 인류의 문화는 그 자체로 놀이의 성격이 강하다고 주장했다. 놀이, 또는 장난치기는 인간을 포함한 동물에게서 가장 이해하기 어려운 행동 유형이다. 과학자들은 인간을 비롯해 다른 동물들의 장난기와 웃음을 제어하는 신경 경로를 명확히 파악하지 못하고 있다. 이런 상황에서 독일 베를린 훔볼트대 계산신경과학센터, 베를린 아인슈타인 신경과학연구센터, 베를린 자유대, 국립 퇴행성신경질환연구센터, 하이델베르크대 공동 연구팀은 동물 실험을 통해 웃음과 장난에 관여하는 핵심 뇌 부위를 찾아냈다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 7월 29일자에 실렸다. 동물의 놀이 행동을 연구하기 위해서는 놀이에 도움이 되는 환경을 조성한 뒤 실험해야 한다. 그렇지만 실험동물로 많이 쓰이는 생쥐는 불안하거나 제지당하면 자발적으로 놀이 행동을 하지 않기 때문에 실험이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 실험용 생쥐가 자유롭게 움직일 수 있도록 환경을 조성하고 새로운 분위기에 익숙해질 수 있도록 며칠의 시간을 줬다. 그다음 통제된 조건에서 손가락으로 생쥐와 장난하고 생쥐의 등과 배를 간지럽혀 쥐가 내는 소리와 뇌 활동을 측정했다. 생쥐는 사람처럼 웃지는 않지만 기분이 좋을 때는 사람이 들을 수 없는 음조로 소리를 내는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이 소리를 관찰한 것이다. 실험 결과 생쥐는 간지럼과 놀이에 대한 강한 신경 반응이 ‘수도관주위회색질’(중뇌수도회색질·PAG) 측면에서 나타나는 것으로 확인됐다. PAG는 중뇌에 있는 부위로 자율 기능, 동기 행동, 위협 자극에 대한 행동 반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀이 PAG 활동을 억제하면 생쥐는 놀이에 참여하지 않고 웃음도 웃지 않는 것으로 나타났다. 또 불안을 유발하도록 설계된 낯선 환경에 놓은 생쥐는 PAG 측면에 있는 세포 활동도 감소했다. 연구팀에 따르면 웃음이 놀이에서 매우 중요하며 뇌에 이런 행동을 조절하는 일종의 조직 신호가 있다는 점을 보여준다. 아이들의 경우 서로 놀면서도 싸울 때 웃음이 나는지 확인하고 상대가 더 이상 웃지 않으면 싸움을 멈추는 것이 대표적인 사례다. 연구를 이끈 미카엘 브레흐트 베를린 훔볼트대 교수는 “많은 사람이 놀이는 유치하다고 생각하면서 과소평가하고 있다”라면서 “이번 연구는 놀이가 뇌에서 행동을 통제하는 자기 훈련 행동이라는 점을 보여준다”라고 설명했다. 연구팀은 다른 동물에게서도 같은 반응이 나타나는지 추가 연구를 진행할 예정이다.

맹자는 제나라 선왕이 왕도정치에 대해 질문했을 때 “늙어서 아내가 없거나 지아비가 없는 이, 자식이 없는 사람, 어려서 부모가 없는 사람을 먼저 돌보는 것이 왕도”라고 답했다. 맹자가 말한 ‘환과고독’은 세상에 의지할 데 없는 어려운 사람을 일컫는다. 특히 어려서 부모를 잃는 경우는 정신적 충격과 함께 극심한 경제적 어려움을 겪을 가능성이 커진다. 경제학자, 통계학자, 실험심리학자들이 조실부모가 실제 아이들에게 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 핀란드 위베스퀼레대, 헬싱키 노동경제연구소, 독일 IZA 노동경제연구소, 아일랜드 더블린대(UCD) 공동 연구팀은 부모의 조기 사망으로 인한 경제적, 의학적 영향은 남자아이가 여자아이보다 더 크게 받는다고 28일 밝혔다. 연구팀에 따르면 21세 이전에 부모의 사망을 경험하는 것은 남아, 여아 모두 성인이 된 뒤 정신 건강에 문제가 발생하는 경우가 많고 소득수준은 낮아지고 실업률은 높아지는 경향과 연관돼 있다. 이런 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘역학 및 지역 보건학’ 7월 26일자에 실렸다. 연구팀은 1971~1986년에 태어나 2016년에 최소 30세가 되는 96만 2350명의 핀란드인을 대상으로 21세 이전 부모 사망 여부와 26~30세 정신건강, 취업상태 및 급여 수준을 정밀 분석했다. 분석 결과, 약 15%인 14만 5673명이 31세 이전에 부모를 잃은 경험이 있었고 어머니의 사망을 경험한 사람은 5% 미만이었고 아버지 사망을 경험한 사람은 12%를 넘는 것으로 나타났다. 이 가운데 6만 5797명이 21세 이전에 양친 또는 한쪽 부모를 잃었으며 이들은 30세 이후 부모를 잃은 사람들보다 신경정신질환으로 병원에 입원하거나 통원 치료할 가능성이 높은 것으로 조사됐다. 특히 남성이 여성보다 조실부모에 대한 충격이 더 커 남성은 병원에 입원할 가능성이 그렇지 않은 남성보다 70% 더 높은 것으로 나타났다. 병원 입원 이유는 약물 과다복용이나 고의적 자해로 조사됐다. 부모를 일찍 잃은 여성들도 그렇지 않은 사람보다 병원 입원 가능성은 2배 가량 높은 것으로 조사됐다. 또 21세 이전에 부모를 잃은 경우 남녀 모두 학교 교육 기간이 짧은 것으로 나타났으며 연간 소득도 낮고 26~30세에 실직 기간도 긴 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 남성의 경우 아버지의 조기 사망은 연간 소득을 평균보다 약 16.5% 감소시키는 효과가 있었으며 정규직 고용 가능성도 6%나 낮추는 것으로 확인됐다. 여성의 경우는 각각 11%, 4% 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 “이번 연구는 어린 시절의 유전적, 환경적 요인을 고려하지 않았지만 부모의 조기 사망은 남녀 청소년에게 모두 심각한 영향을 미친다는 점을 보여준다”라며 “남성이 더 큰 영향을 받는 이유에 관해서는 추가 연구가 필요하다”라고 말했다.