동거남의 9살 아들을 여행용 가방에 가둬 숨지게 한 사건과 관련해 살인 혐의로 기소된 A(41·여)씨에게 무기징역이 구형됐다. 검찰은 31일 대전지법 천안지원 형사1부(부장 채대원) 심리로 열린 이 사건 결심공판에서 이같이 구형했다. 20년간 위치추적 장치 부착 명령과 아동 관련 기관 취업 제한 등도 법원에 요청했다. 검찰은 “피고인은 7시간 동안 좁은 가방 안에서 23kg의 피해자를 최대 160kg으로 압박했다”며 “아이를 가방에 가둬 숨지게 한 것은 코와 입을 막아 숨지게 한 행위와 동일하다고 볼 수 있지만 이보다 더 잔혹하다”고 밝혔다. 이어 “무자비한 행위를 하면서도 지인과 통화를 하고, 아이가 의식을 잃자 물을 뿌렸다”며 “검찰시민위원회 전원(13명)도 엄벌을 요구했다”고 덧붙였다. 변호인은 “피고인은 처음부터 살해할 마음은 없었다고 일관되게 진술하고 있고, 사건 발생 후 심폐소생술과 119에 신고하는 등 살인의 고의성이 없었다”며 선처를 호소했다. 이날 A씨는 고개를 속인채 “죄송하다. 모두에게 사죄드린다”고 말했다. A씨는 지난 6월 1일 정오쯤 동거남의 아들 B(9)군을 가로 50㎝·세로 71.5㎝·폭 29㎝ 크기 여행용 가방에 3시간가량 감금했다가 다시 가로 44㎝·세로 60㎝·폭 24㎝의 더 작은 가방에 4시간 가까이 가둬 ‘저산소성 뇌 손상’으로 숨지게 한 혐의로 구속기소 됐다. 이 과정에서 ‘숨이 안 쉬어진다’고 호소하는 B군을 꺼내주는 대신 가방 위에 올라가 뛰거나 헤어드라이어 바람을 불어넣기까지 한 것으로 조사됐다. A씨에 대한 선고는 다음 달 16일 오후 1시 40분에 열릴 예정이다. 대전 이천열 기자 sky@seoul.co.kr

닭은 기원은 중국 남부와 동남아시아 지역에 서식하는 야생 조류인 적색야계(붉은 멧닭, 학명 Gallus gallus)다. 대략 1만 년 전에 선사시대 인류가 이를 가축화해 다른 지역으로 전파된 것으로 추정된다. 스웨덴 린셰핑대의 레베카 카타자마 박사과정학생과 그 동료들은 적색야계의 가축화 과정을 알아내기 위해 야생 적색야계를 대상으로 품종 개량을 시도했다. 야생 동물을 길들일 때 가장 큰 문제는 사람을 경계하고 도망친다는 점이다. 이 점은 야생 조류인 적색야계도 마찬가지다. 적색야계는 길들여진 닭과 달리 사람을 보면 포식자로 보고 본능적으로 피한다. 연구팀은 적색야계 가운데 사람을 가장 적게 피하는 그룹과 가장 적극적으로 피하는 그룹을 선별해 10세대에 걸쳐 교배했다. 그 결과 불과 10세대 만에 뇌에 분명한 차이가 나타났다. 사람을 가장 적게 두려워하는 개량 적색야계는 몸무게 대비 뇌의 크기가 작아졌다. 뇌의 크기가 작아지는 것은 가축화된 동물에서 흔히 볼 수 있는 특징이지만, 불과 10세대만에 눈에 띄는 차이가 발생한다는 점은 놀라운 일이다. 더 흥미로운 사실은 뇌 가운데서 스트레스에 대한 반응을 조절하는 뇌간(뇌줄기)이 특히 더 작아졌다는 것이다. 이렇게 뇌가 작아진 적색야계는 불빛을 이용한 자극에 덜 스트레스를 받았으며 사람에 대한 두려움도 적었다. 이번 연구는 야생 동물이 가축으로 길들여지는 가장 중요한 첫 단계가 생각보다 빨리 이뤄질 수 있음을 시사한다. 그러나 이 연구 결과가 야생 동물의 가축화 과정이 간단하다는 것을 의미하지는 않는다. 수많은 야생 조류 가운데 적색야계가 가축화된 것은 사람이 키워서 먹기에 적당한 크기에 아무거나 잘 먹는 잡식 동물이고 주로 지상에서 생활하는 새라는 점이 큰 영향을 미쳤을 것이다. 세대가 짧아 가축화와 품종 개량이 쉽다는 점 역시 무시할 수 없는 장점이다. 이런 특징을 두루 갖춘 동물이 적었으므로 소수의 야생동물만이 가축화되어 우리의 식탁에 오르고 있다. 다른 한편으로 이번 연구는 적색야계를 가축으로 길들인 선사시대 인류가 적지 않은 공을 들였다는 점도 시사한다. 식량 공급이 상당히 불안한 선사시대 인류가 어렵게 잡은 새를 바로 잡아먹는 대신 여러 세대에 걸쳐 가축으로 개량한다는 것은 보통 일이 아니기 때문이다. 이런 노력이 없었다면 지금 우리가 먹는 고기 가운데 닭고기는 없었을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

일론 머스크가 2017년 창업해 뇌-컴퓨터 연결 기술을 개발하고 있는 스타트업 기업 뉴럴링크가 뇌에 전극 칩을 심은 돼지를 선보였다. 지난해 7월 `통합 뇌-기계 인터페이스 플랫폼’ 계획을 발표했던 머스크 뉴럴링크 최고경영자(CEO)는 28일(현지시간) 캘리포니아주 샌프란시스코 본사에서 시연회를 열어 칩을 뇌에 이식해 2개월째 건강히 생활하는 돼지 ‘거투르드’를 공개했다. 머스크는 또 칩 이식 수술을 자동으로 할 수 있는 임플란트 로봇 시제품 `V2’도 함께 선보였다. `링크 0.9’란 이름의 뉴럴링크 칩은 23㎜에 8㎜ 크기의 동전 모양으로 뇌파 신호를 수집하는 작은 전극이 있다. 지난해 공개했던 칩은 귀 뒤에 작은 모듈이 딸려 있었으나 이번에는 칩에 합쳐졌다. 이 칩은 뇌파 신호를 초당 최고 10메가비트의 속도로 무선 전송할 수 있다. 한 번 충전하면 종일 쓸 수 있으며, 무선 충전도 된다. 머스크는 이 칩을 `두개골의 핏빗(Fitbit)’에 비유했다. 머스크는 거투르드가 냄새를 맡으려고 코를 킁킁거릴 때 코에서 뇌로 전달되는 신호를 칩이 실시간으로 수집해 기록하는 것을 시연했다. 함께 공개한 칩 이식 로봇은 캐나다 밴쿠버의 산업디자인업체 워크(Woke) 스튜디오가 만들었으며 한 시간에 뇌 속에 직경 5마이크론의 미세 전극 1024개를 심을 수 있다고 머스크는 주장했다. 현재는 뇌 피질을 건드리는 정도에 불과하지만 궁극적으로는 신경세포가 밀집돼 있는 뇌 깊은 곳의 회색질에 칩을 심는 것을 목표로 한다. 머스크는 지난해 7월 프레젠테이션을 통해 올해 안에 인간의 뇌에 칩을 이식한 뒤 실험에 나서겠다고 큰소리를 친 적이 있다. 하지만 지금까지 쥐와 원숭이의 뇌에 1500개의 전극을 심었을 뿐 아직 인간을 대상으로 한 칩 이식은 시도하지 않았다. 뉴럴링크 칩이 사람 뇌 속에서도 제대로 작동한다면 시각이나 청각, 촉각 등 감각이 마비된 환자나 퇴행성 질환자들이 감각을 되찾는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 머스크는 기대했다. 이미 의료계에선 뇌에 전극을 이식해 파킨슨병, 간질 등을 치료하는 데 사용하고 있다. 하반신이나 사지가 마비된 사람이 이식한 센서로 뇌 신호를 이용해 컴퓨터를 조작하고 로봇팔을 움직이는 실험도 성공한 적이 있다. 뉴럴링크는 이런 단계를 훨씬 넘어 인간의 생각을 읽고 뇌파로 소통할 수 있는 수준까지 나아가겠다는 것이다. 나아가 컴퓨터에 자신의 기억을 저장하고 재생하거나 로봇에 자신의 의식을 심는 기술까지도 염두에 두고 있다. 뇌 이식 칩으로 인공지능과 공생하는 길을 열겠다는 야심이다. 머스크는 지난달 미국 식품의약국(FDA)으로부터 뉴럴링크 칩의 `혁신 장치‘ 실험을 승인받았다고 발표했다. 뉴럴링크는 머스크의 1억 달러(약 1200억원)을 포함해 모두 1억 5800만 달러(약 1900억원)의 투자금을 유치했으며, 직원은 100명 정도다. 머스크는 이날 시연이 투자 유치 목적이 아니라 뉴럴링크 칩 개발에 참여할 다양한 분야의 인재들을 끌어모으려는 목적으로 열었다고 말했다. 1만명이 일하는 회사로 키운다는 것이 그의 포부다. 하지만 신경과학 전문가들은 머스크가 과도한 의욕을 부린다고 걱정한다. 워싱턴대에서 신경 인터페이스를 연구하는 에이미 오스번 교수는 “칩 주변의 조직 손상, 측정의 질, 뇌신호를 해석하는 기계학습 알고리즘 발전 등에서 여전히 해결해야 할 다양한 과제를 안고 있다”고 설명했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

기록적인 기나긴 장마가 끝나고 시작은 다소 늦었지만 올해도 어김없이 무더위가 찾아왔다. 푹푹 찌는 열대야, 사람들은 잠시라도 서늘함을 느껴 보려고 공포 영화를 찾곤 한다. 그래서 한여름은 공포 영화계의 대목이고 그 중심에는 언제나 많은 이들의 사랑(?)을 받는 드라큘라가 있다. 악마에게 영혼을 팔고 피를 빨아 젊음을 유지한다는 드라큘라. 그래서인지 진작에 힘을 잃은 구미호나 처녀귀신과는 달리 꾸준히 생명을 유지하고 있는 불멸의 호러 캐릭터다. 커다란 송곳니를 여인의 희디흰 목에 박고 젊음을 되찾을 피를 빨고 있는 드라큘라는 개그 소재로 전락하기도 하는 좀비와는 비교가 안 되는 독보적 존재감을 보여 준다. 드라큘라의 전매특허는 뭐니 뭐니 해도 섬뜩한 송곳니다. 지금의 우리는 갖고 있지 않은 드라큘라의 송곳니, 그래서 더 무시무시한 드라큘라의 송곳니에는 인류 진화의 비밀이 숨겨져 있다. 앞니와 어금니 사이에 뾰족하게 튀어나와 있는 송곳니는 주로 육식동물에 발달해 있는데 음식을 찢고 갉아먹는 기능과 함께 상대방을 위협하는 무기의 역할을 담당하고 있다. 오늘날 우리도 송곳니를 가지고는 있지만, 사자나 호랑이는 물론 침팬지나 고릴라 같은 영장류와 비교해 봐도 뾰족한 형태는 거의 퇴화하고 크기도 작아졌다. 이렇듯 사람의 송곳니가 뭉뚝해지고 작아진 이유는 송곳니로 사냥감의 가죽을 찢거나 먹이를 뺏으러 달려드는 상대방을 위협할 필요가 없어졌기 때문이라고 할 수 있다. 인류 진화의 과정에서 인류가 선택한 전략의 하나는 뇌의 크기를 키우는 것이었다. 뇌의 크기를 키우기 위해서는 뇌를 담을 그릇, 즉 두개골의 사이즈가 커져야 했다. 이를 위해 인류는 안면부의 적절한 재배치를 통해 두개골의 가용면적을 늘리는 작전을 썼는데 이 과정에서 송곳니의 크기가 줄어들었고 송곳니가 맞물리기 위해 필요한 이빨 사이의 틈도 없어졌다. 이처럼 빈틈없이 꽉 짜인 치아구조는 다른 영장류와 비교되는 인류만의 고유한 특징이다. 한편 송곳니가 작아지는 과정을 완성하기 위해서는 송곳니의 기능을 대신할 그 무엇이 필요했다. 사자의 발톱과 호랑이의 이빨을 대신할 그 무엇은 바로 석기였다. 인류 최초의 도구 석기는 바로 송곳니를 대신할 신무기였던 셈이다. 석기를 사용하면서 송곳니는 점점 더 작아질 수 있었다. 작아진 송곳니로는 더이상 상대방을 위협하지 못했다. 인류는 먹이를 뺏으려 달려드는 상대방을 송곳니를 드러내며 위협하는 대신 서로 나눠 먹는 협동의 사회화 전략을 구사했다. 진화의 경쟁에서 우리 인류가 나름 성공할 수 있었던 원동력은 이렇듯 소중한 먹이를 함께 나눠 먹는 가족, 동료 같은 공동체를 꾸렸기 때문일 것이다. 코로나19는 이런 관계의 소중함을 다시금 일깨워 주었다. 그리고 이제 우리에게 남은 과제 하나는 증오와 차별, 가짜뉴스와 악성댓글 같은 우리 마음속 드라큘라의 송곳니를 퇴화시키는 일이 아닐까.

혈액검사로 노인 우울증을 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수·초고령사회의료연구소 오대종 교수 연구팀은 60세 이상 한국인 대상으로 혈액검사를 시행,‘적혈구 지표’와 우울증 발병 위험의 연관성을 4년간 추적 분석해서 이런 결과를 얻었다고 18일 밝혔다. 연구팀은 혈액 속 적혈구 모양과 크기 변화를 바탕으로 적혈구 지표를 만들었다.적혈구 지표가 증가한 곳은 가운데가 움푹 들어간 특유의 모양을 잃어 동그랗게 변하고 탄력이 떨어져 작은 자극에도 쉽게 손상된다. 이런 변화는 뇌로 가는 산소 공급을 방해해 결과적으로 뇌 기능 저하와 우울증으로 이어진다. 연구팀이 이용한 적혈구 지표는 평균 적혈구 용적,평균 혈구혈색소량,평균 혈구혈색소 농도였다.분석 대상자는 수치에 따라 상위,중위,하위 그룹으로 분류됐다. 분석 결과 남성의 경우 평균 혈구혈색소 농도 상위 그룹이 하위 그룹보다 우울증 진단 위험이 1.95배 높았고,여성의 경우 1.5배 높았다. 또한 남성은 평균 혈구혈색소량 상위 그룹에서 4년 이내 우울증이 새롭게 발병할 확률이 하위 그룹 대비 1.8배 높았으며,여성은 2.7배까지 증가하는 것으로 나타났다.평균 혈구혈색소량이 상위 그룹 수준까지 증가하거나 유지되는 경우 남성은 우울증 발병 위험이 2.3배,여성은 3배까지 높아졌다.평균 적혈구 용적이 상위 그룹 수준까지 증가하거나 유지됐을 때에는 남성은 우울증 발병 위험이 4.5배,여성은 6.3배까지 뛰는 것으로 드러났다. 노인 우울증은 일반 우울증과 달리 증상이 분명하지 않고 양상도 달라 치료 시기를 놓치고 만성화되는 경우가 많다.이에 따라 우울증을 사전에 예측할 수 있는 바이오마커(생체 표지자)를 발견하기 위한 연구가 이어졌다. 새로운 적혈구 지표는 비용 부담이 적고 간편하다는 장점이 있다. 오대종 교수는 “적혈구처럼 피를 구성하는 세포의 변화가 어떤 기전을 통해 우울증을 유발하는지 후속 연구를 통해 밝혀야 한다”며 “일반혈액검사를 실제 의료 현장에서 우울증 진단 및 예측에 직접적으로 활용하기 위해서는 추가 검증이 필요하다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘JAMDA’(미국의사협회지) 최근 호에 게재됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

2011년 개봉한 영화 ‘혹성탈출’은 1968년 작품을 리메이크한 SF작품이다. 동물을 대상으로 인간의 손상된 뇌기능을 회복시켜 주는 약물을 실험하던 도중 침팬지의 지능이 인간을 넘어서면서 나타나는 일을 다루고 있다. 그런데 진화생물학자와 동물행동학자들로 구성된 연구자들이 영화 정도는 아니지만 최근 영장류들의 진화 속도가 빨라지고 있다는 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 스탠퍼드대, 스토니브룩대, 뉴욕 국립자연사박물관, 오스트리아 빈대학, 빈 수의과학대, 영국 앵글리아 러스킨대, 케임브리지대, 에든버러대, 스위스 취리히대, 국립 스코틀랜드박물관 공동연구팀은 고릴라, 오랑우탄, 침팬지 같은 유인원을 포함한 영장류의 후두가 커지고 있고 다른 포유류들과 비교해서도 진화 속도가 더 빠르다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 바이올로지’ 12일자에 실렸다. 후두는 숨을 쉬고 음식을 먹을 때 음식물이 기도로 넘어가지 않도록 차단한다. 특히 목소리를 내는 성대를 포함해 말을 하는 데 가장 중요한 부위라 사회적 행동을 촉진하는 데 중요한 역할을 하는 것으로도 알려져 있다.연구팀은 체중이 110g에 불과한 피그미마모셋이라는 세계에서 가장 작은 원숭이와 120㎏으로 가장 큰 유인원인 서부고릴라 등 영장류들과 난쟁이몽구스(280g), 180㎏의 호랑이 등 그 밖의 포유류를 포함해 55종의 후두를 비교했다. 연구팀은 후두 부분에 대해 컴퓨터단층촬영(CT)을 한 뒤 3D 컴퓨터모델링해 후두의 크기와 진화 과정을 연구했다. 그 결과 영장류들은 후두가 평균 38% 정도 더 크고 진화 속도도 가장 빠르다는 것을 발견했다. 연구를 이끈 테큠셰 피치 오스트리아 빈대학 교수(인지·행동생물학)는 “이번 연구는 후두의 진화가 영장류와 다른 포유류간 중요한 차이라는 점을 보여준 것”이라며 “후두가 커지고 진화한다고 해서 사람처럼 곧바로 언어를 사용할 수 있는 것은 아니지만 언어와 같은 방식의 의사소통을 위한 기본조건은 충족시키게 된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2011년 개봉한 영화 ‘혹성탈출’은 1968년 작품을 리메이크한 SF작품이다. 동물을 대상으로 인간의 손상된 뇌기능을 회복시켜주는 약물을 실험하던 도중 침팬지의 지능이 인간을 넘어서면서 나타나는 일을 다루고 있다. 그런데 진화생물학자와 동물행동학자들로 구성된 연구자들이 영화 정도는 아니지만 최근 영장류들의 진화속도가 빨라지고 있다는 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 스탠포드대, 스토니브룩대, 뉴욕 국립자연사박물관, 오스트리아 빈 대학, 빈 수의과학대, 영국 앵글리아 러스킨대, 케임브리지대, 에딘버러대, 스위스 취리히대, 국립 스코틀랜드박물관 공동연구팀은 고릴라, 오랑우탄, 침팬지 같은 유인원을 포함한 영장류의 후두가 커지고 다른 포유류들과 비교해서도 진화 속도가 더 빠르다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 바이올로지’ 12일자에 실렸다. 후두는 숨을 쉬고 음식을 먹을 때 음식물이 기도로 넘어가지 않도록 차단한다. 특히 목소리를 내는 성대를 포함해 말을 하는데 있어서 가장 중요한 부위라 사회적 행동을 촉진하는데 중요한 역할을 하는 것으로도 알려져 있다. 연구팀은 체중이 110g에 불과한 피그미마모셋이라는 세계에서 가장 작은 원숭이와 120㎏으로 가장 큰 유인원인 서부고릴라 등 영장류들과 난쟁이몽구스(280g), 180㎏의 호랑이 등 그 밖의 포유류 등 55종의 포유류들의 후두를 비교했다. 연구팀은 후두 부분을 컴퓨터단층촬영(CT)한 뒤 3D 컴퓨터모델링해 후두의 크기와 진화 과정을 연구했다.그 결과 영장류들은 다른 포유류에 비해 후두가 평균 38% 정도 더 크고 진화 속도도 가장 빠르다는 것을 발견했다. 이와 함께 현재도 빠르게 진화하고 있는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 테큠셰 피치 오스트리아 빈 대학 교수(인지·행동생물학)는 “이번 연구는 후두의 진화가 영장류와 다른 포유류 간의 중요한 차이라는 점을 보여준 것”이라며 “후두가 커지고 진화한다고 해서 사람처럼 곧바로 언어를 사용할 수 있는 것은 아니지만 언어와 같은 방식의 의사소통을 위한 기본 조건은 충족시키게 된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 하버드대의 비교심리학자 아이린 페퍼버그 박사가 기르고 있는 그리핀(Griffin·22)이라는 이름의 회색앵무는 돌멩이를 보여주고 ‘이게 뭐야?’라고 물으면 “돌”(Rock)이라고 답할 뿐만 아니라 개수까지도 정확하게 맞출 만큼 지능이 높아 천재 앵무새로 불린다. 그런데 최근 이 대학에서 시행한 한 기억력 검사에서 이 천재 앵무새가 하버드대생들에게 웃도는 높은 점수를 기록한 것으로 전해졌다. 하버드대의 대학신문인 ‘하버드 가제트’에 따르면, 하버드대 등 공동연구진이 그리핀의 인지 능력이 얼마나 되는지를 알아보기 위해 그리핀 외에도 하버드대생 21명과 6~8세 어린이 21명을 대상으로 시각 작업 기억을 검증할 수 있는 셸 게임을 시행했다.셸 게임은 먼저 준비해둔 색상이 다른 털실방울인 폼폼의 위치를 기억하게 하고 그 위에 컵을 덮어 보이지 않는 상태에서 섞기를 한다. 참가자는 어느 색의 폼폼이 어느 위치로 이동했는지를 기억해야 한다. 이는 어찌 보면 컵 3개를 가지고 그 밑에 구슬 같은 작은 물건을 숨겨서 이리저리 섞는 '야바위'로 흔히 부르는 놀음과 비슷해 보인다. 하지만 이 게임은 컵 4개에 각각 폼폼을 2개나 3개 또는 4개라는 3가지 패턴으로 숨기고 1회 섞기에 2개의 컵을 교체한다. 섞기 횟수는 0~4회로 5가지이고 지정한 색을 가진 폼폼의 위치를 손가락으로 가리켜 맞히면 성공이다. 다만 그리핀의 경우 부리로 가리킨다. 이런 방식으로 그리핀과 하버드대생들은 각각 총 120회, 6~8세 어린이들은 총 36회의 게임을 수행했다. 셸 게임은 보이지 않게 된 사물을 기억하며 위치 변화라는 새로운 정보에 직면해도 대처할 수 있는지를 검증하는 것이다. 이 인지 기능은 시각 작업 기억으로도 알려져 있으며 지적 활동에 있어 중요한 기반 중 하나다.검사 결과, 그리핀은 놀라운 시각 작업 기억력을 지닌 것으로 나타났다. 그리핀은 6~8세 어린이들의 점수를 모든 면에서 앞섰고, 하버드대생들에 대해서도 대부분 회차에서 같거나 그 이상의 점수를 기록했다.폼폼이 2개인 경우 그리핀은 단 한 번도 실수하지 않았고 3개인 경우 단 2차례를 제외한 나머지 횟수 모두 성공했다. 다만 폼폼이 4개가 되자 섞기 횟수를 2회 이상했을 때 점수가 급격히 떨어졌다. 그런데도 대부분 조건에서 그리핀이 1위에 올라 조류의 뇌 크기로는 생각할 수 없는 놀라운 점수를 받은 것이다. 종합적으로 평가하면 그리핀의 지능은 일반적이 4세 어린이를 웃돌아 6~8세 어린이와 같은 것으로 나타났다.시각 작업 기억은 높은 지능을 지닌 생물들에 필수적인 능력이다. 눈에는 보이지 않는 머릿속 이미지를 제어하는 힘은 이런 시각 작업 기억에 의한 것으로, 외부의 시각 정보를 도입해 기억하고 그것을 자유자재로 제어하는 기능을 가능하게 한다. 이는 상상이나 공상 또는 망상이라고도 불리는 능력이다. 인류가 지구상에서 정점에 서게 된 것은 무엇보다 상상력이 압도적으로 뛰어났기 때문이다. 셸 게임의 난도가 높아지면서 그리핀의 점수가 급격히 떨어진 것과 달리 하버드대생들의 점수가 비교적 안정적이었던 이유는 사람 특유의 시각 작업 기억 수준이 높기 때문일지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최근호(5월6일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

50대 이후에 주로 발병하는 뇌졸중은 대표적인 심혈관질환이다. 뇌혈관이 막히거나 혈액을 공급받지 못해 뇌 부위가 손상되는 뇌졸중은 다양한 후유증을 남기는 질환으로 잘 알려져 있다. 국내 연구팀이 이런 뇌졸중 후유증이 발생하는 원인을 밝혀내 다양한 뇌 질환 치료 방법을 찾는데 도움을 받을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 공동연구팀은 뇌졸중이 발생하면 언어장애나 운동능력, 인지능력 저하 같은 후유증이 일어나는 메커니즘을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 8일자에 실렸다. 뇌졸중은 손상된 뇌 부위 뿐만 아니라 멀리 떨어져 있는 다른 부위에도 기능적 변화를 일으킨다. 기능해리라고 부르는 이 같은 변화는 뇌신경세포들의 활동성이 낮아지면서 뇌 대사와 기능을 떨어뜨리는 것으로 알려졌지만 정확한 발생 원인은 규명되지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 백질부분에서 뇌졸종우 발생하면 멀리 떨어져 있는 운동을 담당하는 뇌 부위인 운동피질 부분에 초미세 신경변성이 발생한다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 신경변성 부위에서 별세포라고 부르는 뇌세포가 다른 신경세포의 활성과 대사를 억제해 기능해리를 일으킨다고 보고 백질부분에 뇌졸중을 유도한 생쥐의 뇌를 관찰했다. 별세포는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 별모양의 비신경세포로 그 숫자와 크기가 증가하면 주변 신경세포에 여러 영향을 미쳐 파킨슨병, 알츠하이머, 중풍 등 다양한 뇌질환을 일으키는 것으로 알려져 있다.관찰 결과 연구팀은 뇌졸중이 발생한 생쥐의 뇌에는 멀리 떨어져 있는 운동피질에 신경세포의 활성과 대사를 억제시키는 가바라는 신경전달물질이 증가하면서 뇌 기능이 떨어진다는 것을 확인했다. 뇌졸중이 발생하면 별세포가 증가하면서 가바를 과다분비해 주변 신경세포 기능을 저하시키고 결국 기능해리를 일으킨다는 것이다. 또 연구팀은 별세포에서 가바를 생성하는 핵심효소인 마오비를 억제하는 약물을 자체 개발해 적용한 결과 기능해리 현상이 완화된다는 것을 관찰하기도 했다. 이창준 IBS 인지및사회성연구단 단장은 “이번 연구는 뇌졸중 뿐만 아니라 편두통, 뇌종양, 뇌염 같은 다양한 뇌질환에서 나타나는 기능해리 유발 원리를 규명했다는 점에 의미가 크다”라며 “별세포 조절로 다양한 신경학적 뇌질환 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

7시간 가량 가방에 가두는 것도 모자라‘숨 안 쉬어진다’ 호소하자 뛰어서 짓밟아3시간 가량 외출도…“살인 고의성 있다”동거남의 아이를 여행용 가방에 7시간 가량 가둬 숨지게 한 40대 여성이 아이를 가방에 가두는데 그치지 않고 가방 위에 올라가 뛰기까지 한 것으로 드러났다. 가방에 갇힌 아이는 “숨이 안 쉬어진다”고 고통을 호소했지만 이 여성은 아랑곳하지 않고 되레 자신의 체중까지 실어가며 아이를 더 학대해 결국 살인 혐의가 적용됐다. 대전지검 천안지청 여성·강력범죄 전담부(이춘 부장검사)는 살인과 아동복지법 위반(상습 아동학대), 특수상해 혐의로 A(41)씨를 구속기소 했다. 검찰에 따르면 A씨는 지난 1일 정오쯤 B(9)군을 가로 50㎝·세로 71.5㎝·폭 29㎝ 크기 여행용 가방에 3시간 동안 감금했다가 다시 같은 날 오후 3시 20분쯤 가로 44㎝·세로 60㎝·폭 24㎝의 더 작은 가방에 들어가게 했다. 아이가 처음에 갇힌 가방 안에 용변을 봤다는 게 이유였다. A씨는 아이를 가둬놓고 중간에 3시간가량 외출도 했다. B군은 같은 날 오후 7시 25분쯤 심정지를 일으킨 뒤 병원으로 옮겨졌지만, 이틀 만인 3일 오후 6시 30분쯤 저산소성 뇌 손상 등으로 숨을 거뒀다. 조사 결과 가방에 들어가 있던 B군은 ‘숨이 안 쉬어진다’고 수차례 호소했지만, A씨는 아랑곳하지 않고 가방 위에 올라가 뛰기까지 한 것으로 밝혀졌다. A씨는 지난해 7월부터 최근까지 12차례에 걸쳐 B군 이마를 요가링으로 때려 상해를 가하기도 했다고 검찰은 설명했다. 검찰 관계자는 “피해 아동이 호흡곤란을 이야기하는 데도 가방 위에 올라가 뛰는 등 더 심한 학대를 했다”며 “피해 아동의 울음이나 움직임이 줄어든 상태에서 그대로 방치한 만큼 살인의 고의가 인정된다”고 밝혔다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

국내 연구진이 각종 질환을 일으키고 생태환경 교란의 주범으로 지목받고 있는 미세먼지와 미세플라스틱만 콕 집어 효과적으로 없앨 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터, 서울대 전기정보공학부 공동연구팀은 공기나 물 같은 유체 속에서 떠다니는 머리카락 1000분의 1 굵기인 20㎚(나노미터) 수준의 초미세입자들을 포획하는 ‘나노갭 전극’을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 2018년 노벨물리학상 수상 업적인 광집게 기술을 비롯해 과학계는 나노단위 입자를 손상없이 조작할 수 있는 기술을 개발하기 위한 노력을 기울여 왔다. 그렇지만 공기나 물 속에서 100나노미터 이하 입자를 포집하고 선별해 정제하고 농축하는 기술은 여전히 나오지 못하고 있다. 이에 연구팀은 초당 수백~수천 번 진동하는 파장을 발생시키는 전극으로 불균일한 전기장을 만들어 주변에 미세입자를 끌어당기거나 밀어내는 ‘유전영동’ 기술에 주목했다. 연구팀은 고가의 장비 대신 일반적인 반도체 공정으로 만들 수 있는 다양한 전극 구조를 실험했다. 그 결과 수직 배열의 비대칭 전극이 기존 수평배열보다 10배 이상 더 큰 유전영동력을 발생시킨다는 것을 확인했다. 이를 바탕으로 두 개의 전극 사이 간격이 나노미터 수준인 나노갭 전극의 대면적화와 비용절감을 가능케 했다. 실제로 기존 수평 배열 방식으로 나노갭 전극을 만들 때는 최소 수십 만원의 제작비가 들었지만 이번 기술을 활용하면 최대 5000원으로 LP레코드판 크기의 나노갭 전각을 만들 수 있다. 이번에 개발된 나노갭 전극을 공기나 물 필터에 적용할 경우 건전지 정도의 낮은 전압으로도 초미세먼지나 미세플라스틱은 물론 바이러스, 세균, 박테리아 등 다양한 미세부유입자를 실시간으로 검출하고 제거할 수 있다. 연구팀은 나노갭 전극으로 초미세먼지, 미세플라스틱 분류는 물론 신약개발이나 암진단 신규 마커로 주목받고 있는 세포밖 소포체와 알츠하이머 치매 환자의 뇌세포에서 발견되는 베타아밀로이드 단백질만을 골라서 농축하는 실험에 성공했다. 유용상 KIST 박사는 “이번 연구는 다양한 나노 크기 입자의 선별 정제 기술로 응용될 수 있다”라며 “특히 대면적 전극의 제작은 물론 전극 모양을 다양하게 만들고 제작 단가까지 낮출 수 있기 때문에 기술 상용화가 용이하다는 장점이 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초파리는 여러모로 신기한 곤충이다. 작은 크기에도 불구하고 과일 썩는 냄새를 기막히게 잘 포착하고 인간에게 쉽게 잡히지 않을 만큼 비행 능력도 뛰어나다. 과학자에게 초파리의 뛰어난 감각 기관과 생각보다 복잡한 행동을 할 수 있는 작은 뇌는 흥미로운 연구 대상이다. 쥐 같은 다른 실험동물보다 단순한 뇌를 지니고 있지만, 크기에 비해 복잡한 행동이 가능해 뇌의 기능을 연구하는데 제격이기 때문이다. 호주 맥쿼리 대학 연구팀은 호주에 서식하는 퀸즐랜드 초파리(Queensland Fruit Fly, 학명·Bactrocera tryoni)이 뛰어난 후각을 이용해서 천적을 피할 수 있는지 연구했다. 퀸즐랜드 초파리는 실험용으로 자주 사용되는 초파리(학명’Drosophila melanogaster)의 먼 친척으로 호주에서는 과일의 해충이다. 연구팀은 자연 상태의 천적인 거미 3종과 개미 1종, 그리고 천적 관계가 아닌 다른 곤충의 냄새를 자극으로 주고 퀸즐랜드 초파리의 행동을 관찰했다. 초파리의 행동은 단순 움직임, 먹이 찾기, 짝짓기, 알 낳기 등 네 가지 형태로 나눠 그 활동 정도를 세부적으로 기록했다. 연구 결과 흥미롭게도 퀸즐랜드 초파리가 천적의 종류에 따라 다르게 행동한다는 사실이 밝혀졌다. 예를 들어 밤에 주로 사냥하는 천적의 냄새가 나면 퀸즐랜드 초파리는 움직임을 줄여 천적에 포착될 가능성을 줄인 반면 낮에 주로 사냥하는 천적을 만나면 빠르게 움직여 자리를 피했다. 어떤 형태의 천적이든 냄새가 나면 퀸즐랜드 초파리는 먹이 구하기, 짝짓기, 알 낳기를 모두 중단하고 생존을 모색했다. 이 연구에서 가장 흥미로운 사실은 실험에 사용된 퀸즐랜드 초파리가 모두 실험실 환경에서 키운 것으로 자연 상태에서 천적과 마주친 적이 없었다는 것이다. 따라서 퀸즐랜드 초파리의 행동은 학습이 아니라 유전자에 의한 것으로 추정된다. 퀸즐랜드 초파리 입장에서는 본능으로 각인된 천적에 대한 두려움인 셈이다. 연구팀은 유전자가 행동을 조절하는 상세한 기전은 밝히지 못했지만, 학습이 아닌 유전자로 천적에 대한 행동을 조절하는 것은 매우 타당한 생존 전략이다. 물론 초파리도 학습은 가능하지만, 짧은 수명을 지닌 작은 곤충이 부모나 동료로부터 생존 기술을 배우는 일은 불가능하다. 그렇다고 천적에 잡혀보면서 시행착오를 통해 어떻게 하면 피할 수 있는지 배울 수도 없는 노릇이다. 이 연구는 작은 뇌를 지닌 초파리에게도 천적에 맞춰 대응할 수 있는 자신만의 방법이 있다는 사실을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

아픈 곳에 침 치료를 받고 통증이 줄었다는 사람이 있는 반면 침은 단지 ‘플라세보’에 불과하다고 믿는 사람도 있다. 혹은 그냥 아픈 자극으로 잠시 통증을 못 느끼게 하는 것이라고 여기기도 한다. 그도 그럴 것이 침이 플라세보 이상의 효과가 없다고 주장하는 연구들이 종종 나오기 때문이다. 그렇다면 침의 효과는 정말 플라세보에 불과할까. 특정 치료법의 ‘전체 치료 효과’는 ‘특이적 효과’와 ‘비특이적 효과’로 나뉜다. 어떤 치료법의 고유한 특성이 인체에 의도적으로 생리적 영향을 미치는 게 ‘특이적 효과’다. 반면 ‘비특이적 효과’는 조금 복잡하다. 감기처럼 아무런 치료 없이도 증상이 좋아질 수 있다. 만성 질환은 ‘증상의 자발적 변동’에 따라 호전과 악화를 되풀이한다. 별다른 치료 없이 임상시험에 참여하는 것만으로 증상이 좋아지는 ‘호손 효과’도 있다. 임상시험에서 말하는 ‘비특이적 효과’는 이와 같이 어떤 치료도 받지 않은 환자들과 플라세보 치료(예: 위약, 거짓 치료)를 받은 환자들의 효과 차이를 말한다. 즉 환자 스스로 특정 치료를 받았다고 느끼기 때문에 발생하는 신체적, 정신적 변화를 총칭한다. 그렇다면 왜 침 치료는 플라세보 효과가 크다는 얘기를 들을까. 2010년 코크란 리뷰에 발표된 플라세보 크기에 대한 연구에 따르면 비약물요법의 플라세보가 약물요법보다 3배 이상 크다고 한다. 흥미롭게도 비약물요법 중 침에 대한 플라세보를 분리해 재분석한 결과 플라세보 침은 다른 비약물요법의 플라세보에 비해서도 약 50% 이상 통계적으로 유의미하게 큰 효과를 보였다. 플라세보 침 치료는 통증의 인지적, 정동적인 측면과 연관된 뇌의 변연계에 광범위하게 작용해 만성 통증을 줄일 수 있다는 연구가 있다. 이러한 이유로 일부 연구에서는 플라세보 침 치료가 진짜 침과 효과에서 큰 차이는 없지만 오히려 다른 약물 치료보다 효과가 크거나 동등하다는 ‘효능 역설’이 관찰되기도 한다. 이러한 현상은 주로 플라세보 효과가 치료에 영향을 미치기 쉬운 만성통증이나 파킨슨과 같은 질환에서 관찰된다. 그렇다면 정말로 침 치료는 플라세보 효과 이상의 특이적인 효과는 없는 것일까. 비활성화된 플라세보 침이 존재하지 않는데도 최근 많은 임상 연구에서 침이 플라세보 이상의 효과가 있다고 보고한다. 특히 2012년 발표된 대규모 메타분석을 보면 침 치료군은 모든 유형의 만성통증 질환에서 플라세보 대조군에 비해 유의미한 효과를 보였다. 최근 뇌영상 연구에서도 진짜 침이 플라세보 침과 다른 기전을 통해 효과를 일으킨다는 사실이 드러났다. 여러 연구를 통해서 침 치료는 다른 치료법에 비해 플라세보 효과가 개입될 여지가 크지만, 플라세보 이상의 효과를 가지고 있다는 사실이 밝혀지고 있다. 물론 앞으로 침의 과학적 기전에 대한 이해를 바탕으로 임상시험이 계획되거나 보다 적절한 플라세보 침이 개발돼야 할 것이다.

아프리카 잠비아의 한 호텔에 코끼리가 나타났다. 망고나무를 찾아온 코끼리는 호텔 로비를 어슬렁거리며 갖은 호기심을 드러냈다. 12일(현지시간) 데일리메일에 따르면 이 호텔에 코끼리가 나타난 건 이번이 처음이 아니다. 호텔 관계자는 “코끼리 가족 3대가 매년 이곳을 찾는다. 과일나무 때문”이라고 밝혔다. 코끼리들이 호텔 내에 있는 야생망고나무 중 한 그루를 유독 좋아해 해마다 거르지 않고 방문한다는 설명이다.일단 호텔 로비로 진입한 코끼리는 리셉션에서 한동안 집적거리다 반대편 통로를 지나 계단을 건너 나무로 향하는 것을 관행으로 한다. 숙박객들이 가끔 놀라긴 하지만 코끼리는 사람에게 해를 끼치지 않고 곧장 과일나무로 직행한다. 관계자는 “망고나무로 가기 전 호텔 로비를 어슬렁거리는 코끼리들의 행동패턴은 코끼리와 우리 사이에 믿음을 강화한다. 서로에게 해를 끼치지 않을 거란 독특한 신뢰 관계를 형성하는 것”이라고 설명했다. 그렇다면 왜 코끼리들은 다른 수많은 야생망고나무를 두고 꼭 이곳 나무를 고집하는 걸까. 호텔 관계자는 “40년간 코끼리를 봐왔다. 지능이 매우 높다. 꼭 사람 같다”면서 “풍부한 과실을 얻으려면 어디로 가야 하는지를 코끼리들이 알고 있는 것”이라고 말했다.실제로 코끼리는 지능이 매우 높고 자아가 강하다. 지능은 뇌의 크기에 비례하는데, 코끼리의 두뇌는 사람의 2~3배이며 무게도 5~6㎏에 달한다. 아이큐도 50~70 수준으로 3살 어린아이와 비슷하다. 특히 장기 기억력이 뛰어나다. 한 번 만난 사람도 냄새로 기억해 알아볼 정도다. 이렇게 영리한 코끼리라니, 맛있는 열매가 맺히는 특정 과일나무를 기억해두었다가 매년 호텔을 찾는 것이란 분석에 고개가 끄덕여진다. 한편 코끼리가 출몰한 잠비아 음푸웨지역 호텔은 ‘롯지’라는 산장 형태의 숙박시설이다. 드넓은 사파리가 펼쳐진 음푸웨에는 야생동물을 더 가까이에서 보려는 관광객을 위해 곳곳에 ‘롯지’가 세워져 있다. 호텔식 서비스를 누리며 동시에 사파리의 자연을 경험할 수 있으며, 코끼리는 물론 멧돼지와 사자 등 산장과 산장 사이를 누비는 온갖 야생동물을 볼 수 있어 여행객 선호도가 높다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

과거 과학자들은 공룡이 중생대 말에 모두 멸종했다고 생각했다. 하지만 깃털 공룡이 발견되고 수각류 공룡과 조류의 연결 고리가 밝혀지면서 공룡이 완전히 사라진 게 아니라 새를 제외한 비조류 공룡(non-avian dinosaur)만 멸종했다는 관점의 변화가 일어났다. 이제 과학자들은 중생대부터 지금까지 새/공룡 그룹의 진화를 연속 선상에서 바라보고 있다. 브루스 박물관의 다니엘 크셉카 박사가 이끄는 국제 과학자팀은 수각류 공룡과 중생대 조류, 그리고 시조새 같은 근연 그룹의 뇌의 크기를 현생 조류와 비교했다. 그리고 수백 종에 달하는 공룡 및 조류의 뇌 크기를 비교한 결과 몇 가지 흥미로운 사실이 밝혀졌다. 현생 조류 가운데서 비둘기나 에뮤처럼 몸집 대비 뇌 크기가 작은 조류는 비슷한 크기의 소형 수각류보다 뇌가 크지 않았다. 중생대부터 최소 6600만 년이라는 영겁의 세월이 흘렀지만, 뇌가 커지지 않은 것이다. 물론 뇌가 커지지 않아도 현생 조류가 더 효율적인 구조를 지녀 좀 더 영리했을 가능성은 있다. 하지만 몸집 대비 뇌의 크기를 보면 중생대 소형 수각류도 새처럼 똑똑했을 것으로 추정된다. 연구팀은 백악기에는 원시 조류의 뇌 크기 역시 같은 시기에 살던 비슷한 크기의 수각류 공룡과 별 차이가 없다는 사실도 확인했다. 더 흥미로운 결과는 상대적으로 뇌가 큰 새도 있다는 사실이다. 중생대 말 대멸종 이후 살아남은 조류와 포유류는 비어 있는 생태계를 차지하면서 매우 다양하게 진화했고 뇌의 크기 역시 천차만별로 달라졌다. 연구팀은 새 가운데서도 까마귀과와 앵무과는 특별히 뇌의 크기가 크다는 사실을 발견했다. 특히 연구 대상 중 몸집 대비 뇌의 크기가 가장 큰 종은 까마귀였다. 연구팀의 일원인 스토니 브룩 대학의 제로언 스미어스 박사는 까마귀가 공룡/조류계의 호미닌(hominin, 인간과 인간의 조상 그룹)이라고 설명했다. 물론 까마귀가 사람처럼 머리가 좋지는 않지만, 매우 뛰어난 지능을 지닌 새라는 점은 분명하다. 뇌의 상대적 크기로 볼 때 까마귀는 수억 년 진화의 정점에 서 있다. 다만 하늘을 나는 새는 뇌의 크기에 제약을 많이 받기 때문에 인간은 물론 침팬지, 고릴라처럼 지능이 높아질 가능성은 작다. 현생 조류는 중생대를 주름잡던 공룡의 후예이긴 하지만, 당시와는 생태적 지위가 크게 달라 새를 통해 공룡을 이해하기는 쉽지 않다. 하지만 이번 연구는 현생 조류가 과거 공룡의 모습과 현재까지의 진화를 이해하는 데 큰 도움이 될 수 있음을 보여줬다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

잠자리에 들어서도 스마트폰을 만지작대다가 밤잠을 제대로 못 이루고 아침에 피곤하다는 이들이 많다. 이처럼 늦게 자고 수면시간이 불규칙할 수록 비만 위험이 늘어난다는 연구결과가 나왔다. 더군다나 살이 찌면 쉽게 잠을 못 이루고 깊이 잠들지 못해 비만 위험에 그대로 노출되는 등 악순환이 계속된다는 것이다. 미국 네바다대 생물학과, 펜실베니아대 의대 신경과 공동연구팀은 늦게 자고 수면시간이 불규칙할수록 비만 위험이 높아지며 살이 찔수록 잠자는 시간이 줄고 불규칙해지는 악순환이 이어진다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 최신호(22일자)에 실렸다. 6시간 미만의 수면시간을 갖는 사람은 비만이나 당뇨에 걸릴 가능성이 높다는 것은 잘 알려져 있다. 실제로 사람과 생쥐, 초파리 등을 이용해 수면이 비만에 미치는 영향에 대해서 일부 알려져 있다. 그렇지만 수면과 식욕과 관계는 명확히 밝혀지지 않은 상태다. 이에 연구팀은 1㎜ 크기의 예쁜꼬마선충이라는 동물을 이용해 실험을 실시했다. 예쁜꼬마선충은 배양하기 쉽고 발생단계가 비교적 단순하기 때문에 세포분화과정을 연구하는데 많이 활용되는 동물이다. 또 신경세포도 302개 정도에 불과하다. 연구팀은 유전자 편집을 통해 예쁜꼬마선충의 수면을 조절하는 신경세포가 활동을 멈추도록 했다. 그 결과 먹고 숨쉬고 짝짓기 등의 기본 기능은 유지하면서도 잠만 못 자는 것으로 확인됐으며 생명체를 움직이기 위한 생체 화학에너지인 APT의 수치가 떨어지는 것이 관찰됐다. 또 연구팀은 예쁜꼬마선충에게서 KIN-29 유전자를 제거하면 잠을 자지 않는 것으로 관찰됐으며 ATP 수치가 정상이더라도 과도한 지방을 축적한다는 것을 확인했다. 지방 분해 메커니즘을 작동시키는 KIN-29 유전자가 수면과도 밀접한 관계를 갖고 있음을 보여준다는 것이다. 연구팀은 이번 연구결과가 수면과 지방 축적 사이에 신경학적으로 밀접한 관계가 있음을 보여주는 것이며 잠을 못 자 비만하게 되는 것 뿐만 아니라 비만해지면서 수면 관련 신경세포가 교란돼 잠을 못 이루게 될 가능성도 있다고 설명했다. 알렉산더 반데르 린덴 네바다대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 수면조절과 관련해 뇌와 신체 장기를 연결하는 복잡한 상호작용이 있음을 보여주고 있다”라며 “좀 더 효과적인 수면장애 치료방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 대형 대학병원서 공통으로 발견 코로나19 환자의 혈액이 알 수 없는 이유로 젤리처럼 뭉쳐 사망에 이르는 사례가 미국 대형병원에서 공통으로 여러 건 발견되고 있다고 미국 일간 워싱턴포스트(WP)가 23일(현지시간) 보도했다. WP에 따르면 미국 터프츠대학 병원, 예일대학 뉴헤이븐병원, 펜실베이니아대학병원, 브리검 여성병원, 뉴욕 장로병원 등 주요 대학병원들이 최근 화상회의에서 각 병원에 입원한 일부 코로나19 환자들 혈액 속에서 혈전이 발견되고 있다는 점을 확인했다. 의료진은 혈액 응고 현상이 발생하는 이유와 치료 방법을 두고 의견 일치를 보지 못했지만, 이 현상이 어쩌면 왜 그렇게 많은 코로나19 확진자가 자택에 머물던 중 숨졌는지를 설명할 수 있을 것이라고 결론 내렸다.미국 애틀랜타주 에모리대학병원 산하 10개 병원 중환자실에서도 혈액이 뭉치는 현상이 멈추지 않는 코로나19 환자가 공통적으로 나왔다. 항응고제, 혈액 희석제를 넣어도 소용이 없었고, 투석기는 하루에도 몇 번씩 막히는 일이 벌어지고 있다. 코로나19 사망자를 부검해 봐도 폐 속을 가득 채운 미세한 혈전 수백개를 확인할 수 있었다고 한다. 혈관 속 혈전의 크기가 커지면 피가 뇌와 심장으로 흐르는 것을 방해하기 때문에 뇌졸중과 심장마비로 이어질 위험이 있다. 이에 따라 연령, 기저질환 측면에서 뚜렷한 패턴이 없는 코로나19 사망자 중 일부는 어쩌면 바이러스로 혈액에 심각한 변화가 생겼기 때문에 숨진 것으로 볼 수 있다는 관측에 무게가 실리고 있다.“폐뿐 아니라 신장, 심장, 내장, 간, 뇌 공격” 코로나19가 처음 미국에 상륙했을 때만 해도 의료진은 호흡기 질환을 일으키는 바이러스 정도로 여겼다. 하지만 시간이 지날수록 폐뿐만 아니라 신장, 심장, 내장, 간, 뇌를 공격하는 위험한 바이러스라는 정황이 뚜렷해지고 있다고 WP는 전했다. 미국 CNN 방송도 코로나19가 환자의 혈액을 응고시킨다는 증거가 잇달아 나오는 와중에 기저 질환이 없던 30~40대 코로나19 확진자가 갑작스러운 뇌졸중을 겪는 사례가 비정상적으로 자주 발생하고 있다고 보도했다. 미국 뉴욕 마운트시나이병원의 신경외과 의사 토마스 옥슬리는 CNN과 인터뷰에서 증상이 없었거나, 가벼운 증상만 보였던 50세 미만 코로나19 환자 5명에게 갑자기 뇌졸중이 찾아온 사례를 소개했다. 옥슬리는 지난 2주 동안 병원에서 젊은 연령대 환자의 뇌졸중 발병률이 7배나 증가했다며 “바이러스가 큰 혈관에서 응고를 유발하고, 결국 심각한 뇌졸중으로 이어지는 것으로 보인다”고 말했다.최선을 기자 csunell@seoul.co.kr

몇 달간 우주에서 중력 없이 체류하는 우주 비행사는 뇌가 부풀어 치매에 걸릴 위험이 크다는 연구 결과가 나왔다. 미국 텍사스대 휴스턴 건강과학센터와 미국항공우주국(NASA) 존슨우주비행센터 등 연구진이 우주 비행사 11명(여성 1명)을 대상으로 국제우주정거장(ISS)에서 체류하기 전후와 귀환 뒤 1년간 정기적으로 뇌 MRI 검사를 수행했다.그 결과, 장기간 미세 중력에 노출되는 것이 뇌와 뇌척수액의 부피를 늘리는 원인이 되는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 텍사스대의 래리 크레이머 박사는 “혈액과 뇌척수액은 중력이 미세할 때 하체 쪽으로 쏠리지 않는다”면서 “뇌로 이런 유체가 이동하는 현상은 눈과 뇌 부위에서 우리가 관찰할 수 있는 변화를 일으키는 메커니즘(기전)들 가운데 하나일 수 있다”고 설명했다. 그는 또 “이전에 실제로 아무도 확인하지 못한 우주비행 전에서 후까지 뇌의 백질 부피가 상당히 증가한다는 점을 확인했다”면서 “백질의 팽창은 사실 비행 후 뇌와 뇌척수액을 결합한 체적이 가장 많이 증가한 원인이 된다”고 말했다. 이번 검사는 또 뇌하수체에도 변화를 준다는 것을 보여줬다. 이는 완두콩 크기의 내분비기관으로 뇌하수체에서 성장부터 체온 조절에 이르기까지 신체에 중요한 호르몬들의 분비를 총괄하는 매우 중요한 곳인데 손상되면 회복 가능성이 낮다. 연구진에 따르면, 뇌하수체는 우주비행 전보다 후에 그 상하 길이가 줄어들어 더 작아진 것으로 나타났다. 게다가 뇌하수체의 반구형 윗부분은 미세 중력에 노출되지 않은 우주 비행사들에게서 주로 볼록하게 나타나지만 우주비행 뒤에는 평탄화하거나 오히려 안으로 조금 들어가 오목해 보이는 것으로 확인됐다. 이런 유형의 변형은 높아진 내압에 노출되는 것과 일치한다고 크레이머 박사는 설명했다. 이들 연구자는 또 뇌척수액이 우주비행 전보다 더 빨리 뇌를 통해 흘러가는 것을 관찰했다. 이런 결과를 연구진은 뇌수종(수두증)과 연관성이 있다고 추정했다. 수두증은 뇌실 안이나 두개강이 비정상적으로 커져 뇌척수액이 고이는 질병으로, 우주 비행사가 아닌 일반인들에게서도 나타난다. 뇌 기능의 저하 등 수두증에 관련한 증상들 역시 지금까지 우주 비행사들에게서 관찰된 적은 없었다. 이들 연구자는 현재 인류가 이웃 행성인 화성으로 9개월 또는 그 이상의 여행을 하기 전 우주선에서 체류하는 동안 겪을 미세 중력의 영향에 대응하는 법을 연구하고 있다. 이들이 조사하는 한 가지 방법은 인공 중력인데 이는 사람을 앉거나 엎드린 자세에서 회전하도록 하는 커다란 원심분리기를 사용해 만들 수 있다. 또다른 방법은 우주에서 유체가 머리 방향으로 흐르는 현상에 대응하기 위해 하지에 음압을 가하는 기술을 조사하고 있다. 크레이머 박사는 이 연구가 우주비행이 아닌 다른 환경 조건에서도 신체가 변하는 방식을 더 잘 이해하기 위해 일반인에게도 적용할 수 있기를 희망한다. 그는 “만일 우리가 우주 비행사들에게 뇌실의 확대를 야기하는 메커니즘을 더 잘 이해하고 적절한 대응책을 개발할 수 있으면 이런 발견 중 일부는 정상 압력 상태에서 나타나는 수두증 등 다른 관련 질환을 지닌 환자들에게도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 북미 영상의학학회(RSNA·Radiological Society of North America) 학술지 ‘영상의학’(Radiology) 최신호(14일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

일반적으로 개미는 페로몬의 흔적을 따라 둥지로 돌아가는 길을 찾을 줄 아는 것으로 알려져 있다. 하지만 최근 연구에 따르면 개미는 페로몬의 흔적뿐만 아니라 시각적 기억력도 사용할 줄 안다는 사실이 확인됐다. 프랑스 툴루즈대학 연구진은 실험실에 관찰용 케이지를 설치한 뒤, 호주에 서식하는 붉은꿀개미(Melophorus bagoti)와 사하라사막에 서식하는 사막개미(cataglyphis fortis) 두 종을 상대로 실험을 실시했다. 연구진은 두 종의 개미가 개미집으로 돌아가는 길 곳곳에 함정을 파 놓은 뒤 행동의 변화를 살폈다. 이 함정에서 유일한 출구는 나뭇가지 뒤에 숨겨진 작은 다리뿐이었다. 개미가 둥지로 돌아가던 중 처음 이 함정을 만났을 때, 개미들은 모두 연구진이 파놓은 함정에 빠져 구멍으로 떨어지고 말았다. 그러나 두 번째 시도에서 개미들은 구덩이를 모두 피해 무사히 둥지로 돌아가는 달라진 행동을 보였다. 연구진은 개미의 시각적 기억이 구덩이에 빠지기 몇 초 전으로 되돌아 간 것이 함정을 피할 수 있었던 비결이라고 추측했다. 즉 눈으로 보고 경험한 것을 점 크기에 불과한 작은 뇌에 기억했다가, 이후 이 기억을 바탕으로 위험을 피하거나 실수를 반복하지 않을 수 있었다는 것. 연구진은 “향후 우리의 목표는 곤충 신경계의 복잡성을 더 잘 이해하기 위한 매커니즘을 구현하는 것”이라고 설명했다. 이번 실험에 이용된 두 종의 개미 중 사막개미는 특히 정교한 방향감각을 지닌 것으로 알려져 있다. 페로몬을 활용하기 어려운 환경이나 바람에 의해 주변 지형이 바뀌어도 길을 잃지 않을 수 있는 비결은 지구 자기장을 감지하는 생체 나침반을 가졌을 뿐만 아니라 편광필터처럼 작용하는 여러 겹의 눈을 지녔기 때문이라는게 전문가들의 분석이다. 이와 더불어 뛰어난 기억력을 바탕으로 정교한 GPS 능력을 자랑하는 개미에 대한 연구결과는 세계적 학술지 ‘셀’(Cell) 자매지인 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 IT통신기업과 정부출연연구기관이 손잡고 국내 기술로 세계적인 수준의 인공지능(AI) 반도체를 만들었다. 과학기술정보통신부는 한국전자통신연구원(ETRI)와 SK텔레콤을 포함한 국내 기업이 공동연구를 통해 고성능 데이터센터와 사물인터넷(IoT)이나 모바일 기기에 활용할 수 있는 신경망처리장치(NPU) 기반 AI 반도체를 개발하고 실증에 나설 계획이라고 7일 밝혔다. AI 반도체는 사람의 뇌처럼 낮은 전력으로 대규모 데이터를 빠르게 처리해 복잡한 상황인식, 학습과 추론 등 지능형 서비스에 최적화할 수 있다는 특징이 있다. 특히 NPU는 사람의 뇌신경망을 흉내내 대규모 연산을 동시에 처리할 수 있는 인공지능 반도체 기술이다. 우선 연구팀은 클라우드 데이터센터에서 활용되는 고성능 서버에 활용가능한 ‘서버용 초저전력 AI 반도체’를 개발했다. 현재 인공지능 연산에 활용되는 반도체들은 전력소모량이 크고 반도체 칩도 크다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가로, 세로 각각 17㎜, 23㎜로 동전 크기의 면적에 1만 6384개의 연산장치(코어)를 집적시켜 성능을 극대화한 반도체 칩을 개발하는 한편 각 연산장치의 전원을 동작, 차단시킬 수 있는 소프트웨어 기술까지 개발해 전력소모를 최소화했다. 이 기술을 활용하면 초당 40조 번의 데이터 처리가 가능하고 15~40와트(W)의 저전력을 소모해 현재보다 전력효율이 10배 이상 향상될 것으로 연구팀은 보고 있다.연구팀은 올해 하반기부터 지능형 CCTV, 음성인식 등 서비스를 지원하는 SKT 데이터센터에 적용하는 실증 사업화를 본격화할 예정이다. 또 ETRI와 전자부품연구원, 팹리스 기업들이 협력해 ‘모바일·IoT 디바이스용 시각지능 AI 반도체’도 개발했다. 이 반도체는 성인 손톱의 절반 수준인 가로, 세로 각각 5㎜ 크기로 회로면적을 최소화하고 기존 반도체 10분의 1 이하의 전력인 0.5W로도 초당 30회 이상 물체인식이 가능하다. 지능형 CCTV나 드론에 적용할 수 있는 이 반도체는 올 하반기부터 영상감시, 정찰 분야 등 인공지능 기반 지능형 기기 제품화와 연계된 실증과 사업화가 추진된다. 최기영 과기부 장관은 “인공지능 반도체는 한국이 ICT강국을 넘어 AI 강국으로 도약하기 위한 핵심기반”이라며 “이번 기술개발처럼 민관 협력을 통해 AI 반도체 핵심기술 투자를 올해 안에 본격화하고 신개념 반도체 기술 같이 세계시장을 선도하는 도전적 연구도 적극지원해 나갈 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr