큰애가 초등학생이던 8년 전 우리 집은 동물원이 됐다. 사연은 이랬다. 어느 날 퇴근해 보니 집에 토끼 두 마리가 들어앉아 있었다. 평소 동물을 기르고 싶던 아이가 친구로부터 덜컥 분양을 받아 온 것이다. 일주일 후 또 다른 식구가 생겼다. 아이가 학교 앞에서 오리 두 마리를 사 온 것이었다. 여기에서 끝나지 않았다. 다시 일주일 후 병아리 두 마리가 새로운 식구로 추가됐다. 역시 하굣길에 아이의 눈에 띈 덕분이었다. 때문에 한동안 아내는 아이들 키우랴 동물들 키우랴 정신을 차리지 못했다. 우리 집 종합 동물원은 한 달 만에 문을 닫았다. 손으로 자꾸 만져 보며 사랑을 표현하고 싶었던 아이들의 애정을 오리와 병아리가 견뎌 내지 못했기 때문이다. 하지만 아직도 완전히 문을 닫진 않았다. 토끼들이 여전히 건재한 채로 베란다 한쪽을 차지하고 있는 것이다. 토끼의 평균 수명은 6년 정도라고 한다. 하지만 우리 집 토끼들은 만으로 8년에 가까운 세월 동안을 서로 할퀴고 부대끼며 거뜬히 살아 내고 있다. 학자들에 따르면 한 마리가 아닌 두 마리가 ‘함께’하면 평균수명을 훨씬 넘겨 살 수도 있다고 한다. 지금까지 지구상에는 현생 인류인 호모사피엔스를 포함해 최소 스물네 종의 인류가 살았다. 불과 5만 년 전까지만 해도 네 종이 호모사피엔스와 공존했다. 그중에서 네안데르탈인은 수십만 년 동안 종족을 유지하고 있었다. 네안데르탈인의 뇌는 호모사피엔스보다 컸다. 체격도 크고 힘도 좋았다. 하지만 결과적으로 네안데르탈인은 멸종하고 호모사피엔스는 현재까지도 살아남아 있다. 이유가 뭘까. 학자들은 ‘함께’하는 집단의 크기가 종의 운명을 갈랐다는 연구 결과를 내놓고 있다. 네안데르탈인은 기껏해야 7~8명으로 집단을 이루어 생활한 반면 호모사피엔스는 많게는 400명 정도의 집단을 이룬 경우도 있었다는 것이다. 바로 이런 집단의 크기가 두 인류의 운명을 갈랐다고 한다. 더 큰 집단의 크기가 더 넓은 소통과 교류의 기회를 갖게 했고, 이것이 결국 호모사피엔스를 생존의 길로 이끌었다는 것이다. 코로나19로 걱정과 근심이 가득하다. 사람 사이의 접촉이 전염의 통로가 된다고 한다. 한편으로는 다행이기도 하고 다른 한편으로는 서글프기도 하다. 공기를 통한 전염이 아니라는 점이 다행이고 사람을 두려워해야 한다는 점이 서글프다. 전문가들은 접촉과 교류를 최대한 줄여야 한다는 처방을 내놓는다. 하루 접촉자를 세 명 이내로 제한하는 사회학적 방역이 필요하다고도 한다. 때문에 각종 행사가 연기되거나 취소됐다. 대중의 관심을 먹고사는 프로스포츠는 관중 없이 경기를 하거나 중단됐고, 개막도 연기됐다. 한국 천주교는 236년 만에 처음으로 성당의 미사가 중단됐다. 학교도 개학을 연기했다. 일부 기업은 재택근무나 특별휴가를 활용하고 있다. 개인적인 약속도 대부분 미루는 추세이다. 물론 접촉이라는 유전적인 본능을 제어하는 일이 쉽지는 않다. 하지만 바이러스 퇴치를 위해 필요하다면 잠시 미뤄 두어야 한다. 그것이 소통을 끊자는 의미가 아님을 우리는 안다. 인간은 유전적으로 혼자 살 수 없기 때문이다. 호모사피엔스는 사회적 교류를 통해 종족을 보존하는 ‘함께’의 가치를 유전적으로 지닌 종족이다. 곳곳에서 들려오는 훈훈한 소식이 그것을 증명한다. 격리 중이던 인턴 의사들이 지도교수에게 조기 복귀를 간절히 바라는 문자메시지를 보냈다. 천 명이 넘는 의료진이 생업을 제쳐두고 바이러스와의 싸움에 뛰어들었다. 성금과 물품 기부를 통한 응원도 줄을 잇고 있다. 소방관들을 위해 써 달라며 소방본부에 익명으로 마스크를 기부했다는 소식도 있었다. 손님이 끊겨 시름에 젖은 세입자의 월세를 몇 달 동안 감면해 주기로 했다는 보도도 있었다. 모두가 한마음 한뜻으로 바이러스에 맞서고 있다. 호모사피엔스가 살아남은 저력이 우연이 아니라는 사실을 우리 스스로 입증하고 있는 것이다. 지금도 바이러스와의 싸움 최일선에서 헌신적으로 일하고 있는 의료진과 여러 방면에서 지원하고 있는 모든 분들께 감사와 응원의 박수를 보낸다. 아울러 ‘함께’ 싸우는 우리 국민 모두에게도.

스마트폰도 중독되면 약물 중독과 마찬가지로 뇌의 모양과 크기를 물리적으로 변하게 한다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 독일 하이델베르크대 연구진이 스마트폰 중독자 22명을 포함한 스마트폰 사용자 48명을 대상으로 뇌 MRI 검사를 시행한 결과, 중독자는 뇌의 몇몇 부위에서 회백질 양이 적은 것으로 나타났다고 국제학술지 ‘중독행위’(Addictive Behaviors) 최신호에 발표했다. 이 연구에서는 또 스마트폰 중독자의 두뇌 활동은 스마트폰을 사용해도 중독되지 않은 일반인들보다 상당히 떨어져 있는 것으로 확인됐다. 연구 논문에 따르면, 스마트폰 중독자는 일반 사용자보다 왼쪽 앞뇌섬엽(left anterior insula)과 하측두 피질(inferior temporal) 그리고 해마주위피질(parahippocampal cortex)에서 회백질 양이 현저하게 적었다. 특히 이 연구에서 나타난 뇌섬염의 회백질양 감소는 약물 중독자의 뇌에서 나타나는 것으로 밝혀졌던 변화와 같은 것이라고 이들 연구자는 지적했다. 이들 전문가는 또 이런 경향은 스마트폰을 지나치게 사용하면 뇌에 물리적인 변화를 일으키는 것과 관계가 있음을 보여주는 최초의 물적 증거라고 덧붙였다. 이에 대해 연구 논문의 저자들은 “스마트폰이 다양한 나이대에서 쓰이고 있고 사용자가 점차 늘어나고 있다는 점을 고려할 때 이번 연구는 적어도 스마트폰 사용과 관련한 중독 행위를 나타낼 위험이 큰 사람들에 대해 스마트폰이 정말로 해롭지 않은지에 관한 의문을 제시한다”고 지적했다. 문제는 이뿐만이 아니다. 아이들의 스마트폰 사용 시간이 점차 늘어남에 따라 각국의 과학자들과 의료 전문가들 사이에서는 스마트폰 중독에 관한 점점 더 큰 우려가 나오고 있다. 지난해 10월 한국 정보통신정책연구원이 발표한 ‘어린이와 청소년의 스마트폰 보유 및 이용행태 분석’ 보고서에 따르면, 2018년 기준 아동·청소년의 하루 평균 스마트폰 이용시간은 1시간 53분으로 2015년의 1시간 29분에 비해 27%(24분) 늘었다. 또 스마트폰 보급률 역시 지속 증가해 초등학교 저학년을 제외하고는 90% 이상으로 집계됐다. 특히 초등학교 4~6학년(81.2%)의 스마트폰 보유율이 가장 많이 증가해 2018년 80%대에 진입했고, 중·고등학생의 스마트폰 보유율은 95%를 넘어 전체 응답자 보유율(87.2%) 대비 8%포인트 웃돌았다. 이에 대해 김윤화 정보통신정책연구원 부연구위원은 “어린이 및 청소년의 스마트폰 이용 및 보유 확대가 점차 낮은 연령대로 확산되는 경향을 보이고 있다”고 지적했다. 사진=Addictive Behaviors 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

외부 또는 내부 자극으로 인해 감각을 느낄 수 있도록 해주는 또는 인간의 의식과 연관된 뇌의 가장 정확한 부위를 찾는 것은 신경과학자들의 오랜 숙제 중 하나였다. 최근 미국 위스콘신-매디슨대학 연구진은 오래된 궁금증의 해답이 될 만한 연구결과를 공개했다. 연구진은 짧은꼬리원숭이를 대상으로 실험을 실시했다. 마취약을 이용해 원숭이를 깊은 마취 상태에 빠지게 한 뒤 뇌의 특정 부위를 전기자극 한 결과, 마취약이 여전히 투여되고 있음에도 불구하고 의식을 되찾은 것을 확인했다. 연구진이 초점을 맞춘 부위는 전뇌에 위치한 중심외측시상(central lateral thalamus)이다. 연구진은 해당 부위에 주기적으로 50헤르츠 크기의 전기자극을 준 결과, 모든 신경 활동이 깊은 마취상태에 빠지기 전으로 돌아갔다. 하지만 연구진이 전기자극을 멈추자 단 몇 초 사이에 다시 깊은 마취 및 무감각 상태로 돌아갔다. 연구진은 피질의 더 깊은 층과 중앙외측시상 사이에 특수한 연결고리가 있고, 이것이 신경과 자극의 엔진 역할을 하는 것으로 보고 있다. 다만 연구진이 사용한 전기 자극제는 작고 민감한 뇌에 가장 효과적으로 자극을 줄 수 있는 ‘맞춤 형태’라고 강조했다. 연구를 이끈 위스콘신-매디슨대학의 부교수 유리 살만은 “우리는 다양한 뇌 부위를 동시에 자극해 뇌의 전체적인 시스템의 움직임을 관찰하고자 했다”면서 “중심외측시상이 자극되자마자 원숭이의 의식이 돌아왔고 주변을 경계하기 시작했다. 하지만 자극을 멈추자 원숭이는 곧바로 마취 및 무감각 상태로 돌아갔다”고 설명했다. 연구진은 “가장 중요한 것은 의식장애에 빠진 환자들이 더 나은 삶을 살 수 있도록 돕는 것”이라면서 “임상적으로 가장 정확하게 자극할 수 있는 뇌 부위를 찾는다면 혼수상태에 빠진 사람들의 의식을 되찾게 하는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 신경과학분야 국제학술지 ‘뉴런 저널‘(Journal Neuron) 최신호(12일자)에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

매년 2월 둘째주 월요일은 세계뇌전증협회와 세계뇌전증퇴치연맹이 지정한 ‘세계 뇌전증의 날’이다. 올해는 10일이 뇌전증의 날이었는데 과거 간질이라고 부르며 잘못된 정보로 뇌전증환자를 부정적으로 바라보는 것을 개선해 환자의 권익을 향상시키기 위한 날이다. 때마침 과학자들이 뇌전증의 대표적인 증상인 발작 위험을 실시간으로 감시할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단, 한양대, 중국 저장대, 중국과학원(CAS) 물리및화학기술연구소, 미국 일리노이 어바나-샴페인대 공동 연구팀이 뇌의 다양한 영역에서 칼륨(K) 이온농도 변화를 동시에 측정하는 고감도 나노센서를 개발해 뇌전증을 유발시킨 생쥐의 발작정도를 실시간으로 관찰하는데 성공하고 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11일자에 발표했다. 국내에도 약 36만명의 환자가 있는 것으로 추정되는 뇌전증은 뇌 신경세포가 일시적 이상으로 과도한 흥분상태에 이르러 의식을 잃거나 발작 증상을 일으키고 뇌 기능의 일시적 마비증상을 보이는 뇌질환이다. 임신 중 영양상태, 출산시 합병증, 머리를 다치거나 독성물질, 뇌수술로 인한 후유증, 독성물질 등 원인이 다양해 정확한 발병 메커니즘은 여전히 확실치 않다. 일반적으로 뇌 신경세포가 흥분상태에 이르면 칼륨이온이 바깥으로 방출되면서 이완되는데 뇌전증 환자들의 신경세포에서는 칼륨이온이 바깥으로 나오지 못해 흥분상태가 그대로 유지돼 발작과 경련이 일어나는 것이다. 뇌전증을 비롯해 다양한 뇌질환의 정확한 진단을 위해서는 뇌 속 칼륨이온 농도 변화를 추적관찰하는 것이 필요하지만 살아있는 생물체의 뇌 속 신경세포의 변화를 측정하기가 쉽지 않다는 문제가 있었다. 연구팀은 칼륨이온과 결합하면 녹생 형광을 내는 물질을 수 나노미터(㎚) 크기의 구멍을 가진 실리카 나노입자 안에 넣는 기술을 개발했다. 이 나노입자 표면을 세포막에 있는 칼륨채널과 유사한 구조를 갖도록 코팅해 세포막을 쉽게 통과할 수 있도록 했다. 이렇게 만들어진 고감도 칼륨농도측정 나노센서는 형광세기에 따라 칼륨이온 농도를 측정할 수 있다. 실제로 연구팀은 살아있는 생쥐의 해마, 편도체, 대뇌피질에 나노센서를 주입한 뒤 해마에 전기 자극을 가해 발작을 일으킨 뒤 칼륨이온 농도 변화를 측정했다. 그 결과 손가락이나 발가락 같은 말단 부위에서 경련이 나는 부분발작이 일어날 때는 뇌 해마, 편도체, 대뇌피질 순으로 농도가 증가했다. 반면 전신발작 때는 3개 부위에서 칼륨농도가 동시에 증가하고 지속시간도 길어진 것이 확인됐다. 연구팀 관계자는 “이번 연구결과는 뇌전증에 의한 발작 정도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 뇌의 여러 영역에서 칼륨이온 농도를 동시에 관찰할 수 있는 방법을 개발했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

어린 아이들은 남녀를 불문하고 공룡을 좋아한다. 먼 과거에 지구상에서 사라져서 지금은 과학관에서나 만나볼 수 있는 동물이어서 상상력을 자극해서 그런지는 몰라도 아이들을 대상으로 한 만화나 장난감들은 유독 공룡들이 많다. 실제로 아이들은 전문가들도 놀랄 정도로 다양한 공룡을 알고 있다. 그렇지만 어른들은 기껏해야 ‘티라노사우루스 렉스’ 정도를 이야기한다. 공룡에 관심이 없는 어른들도 알고 있는 최강의 육식공룡 티라노사우루스는 중생대 백악기에 살았던 공룡이다. 영화 제목처럼 백악기 바로 전 시대였던 쥐라기 시대에 최강의 육식공룡은 알로사우루스이다. ‘이상한 도마뱀’이라는 뜻의 알로사우루스는 아프리카와 오세아니나, 북아메리카 지역에서 40여개의 화석이 발견됐다. 초식공룡들에게는 최악의 육식공룡이었던 알로사우루스는 크기 8.5~12m, 몸무게는 약 2~2.5t에 이르는 거대한 몸집을 갖고 있었지만 매우 날렵했던 것으로 추정되고 있다. 그런데 쥐라기 최고의 육식공룡 알로사우루스의 새로운 종이 미국 유타지역에서 발견돼 공룡 매니아들의 관심을 끌고 있다. 미국 유타 자연사박물관, 유타대 지질학·지구물리학과, 국립 공룡화석기념공원 공동연구팀은 1990년대 초 유타주 북동쪽에 있는 국립 공룡화석기념공원에서 발굴한 표본이 알로사우르스 종(種) 중에서 지질학적으로 가장 오래된 것이라는 것을 새로 밝혀내고 생물학 분야 오픈액세스 국제학술지인 ‘피어J’(PeerJ) 24일자에 발표했다. 이번에 새로운 사실을 밝혀낸 종은 지금까지 잘 알려진 ‘알로사우루스 프라길리스’(Allosaurus fragilis)와는 전혀 다른 ‘알로사우루스 짐마드세니’(Allosaurus jimmadseni)라고 이름이 붙여졌다. 이번에는 붙여진 학명은 공룡 특히 알로사우루스 연구에 평생을 바친 고생물학자 제임스 H. 매드슨 주니어의 이름을 딴 것이다.알로사우루스는 다른 공룡들과 달리 유독 종들이 많은 공룡으로도 유명하다. 고생물학자들 사이에서도 알로사우루스의 분류학적 구성에 대한 논의를 130년 동안 이어오고 있다. 일부 고생물학자들은 북아메리카 모리슨 지층에 최대 12종의 알로사우루스 화석이 있다고 주장하고 있지만 이번 연구를 통해 북아메리카 지역에서는 두 종의 알로사우루스만 있는 것으로 확인됐다. 알로사우루스는 쥐라기 말에 해당하는 1억 5500만~1억 5150만년 전에 살았던 것으로 알려져 있는데 연구팀에 따르면 이번에 확인된 짐마드세니는 프라길리스보다 최소 500만년 전에 나타났다. 짐마드세니는 프라길리스와 다른 신체적 특징을 보이고 있다. 우선 짐마드세니의 크기는 8~9m, 몸무게는 1.8t으로 기존에 알려진 알로사우루스보다 작은 것으로 확인됐다. 또 머리 위에서 눈을 거쳐 입까지 이어지는 부분에 작은 볏 같은 것을 갖고 있었으며 뇌가 있는 두개골 뒷부분이 작고 더 좁은 것으로 확인됐다. 또 두개골 폭이 좁다보니 눈도 가운데로 몰려 시력이나 시야가 프라길리스보다 좁았던 것으로도 추정됐다. 그렇지만 비교적 다리와 꼬리가 길어 더 빨리 안정적으로 달릴 수 있었고 세 개의 날카로운 발톱을 가진 긴 팔 덕분에 쥐라기 최고의 포식자였던 것으로도 연구팀은 보고 있다.마크 로웬 유타대 교수(공룡지질학)는 “이번 연구는 기존에 고생물학자들이 북아메리카에는 알로사우루스가 한 종만 있었다던가 12종이 있었다는 주장을 뒤집는 것으로 북아메리카에는 두 종류의 알로사우루스가 존재했음을 확실히 보여주고 있다”라고 말했다. 로웬 교수는 “이번에 확인한 짐마드세니는 뒤에 나타난 사촌격인 프라길리스와 다른 사냥 습성을 갖고 있었을 것”이라며 “쥐라기 시대 공룡들의 생태와 당시 환경을 파악할 수 있게 해주는 좋은 증거”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

로봇이 기술의 발전으로 사람의 촉각을 얻는 데 한 걸음 더 다가서게 됐다. 지금까지 로봇은 이런 능력을 얻을 수 없다고 여겨졌지만, 점차 사람과 친밀한 관계가 되고 있어 앞으로 여러 분야에서 이 기술을 필요로 할 것으로 보인다. CNN에 따르면, 독일 뮌헨공과대(TUM) 연구진은 최근 로봇이 물리적(신체적) 접촉을 사람처럼 느끼고 반응할 수 있게 해주는 인공 피부를 개발했다. 이들 연구자는 인공 피부 개발에 앞서 사람 피부를 연구했다. 사람은 각자 피부에 약 500만 개의 피부 수용기를 갖고 있다. 이런 수용기는 피부 표면에서 일어나는 일을 감지해 뇌로 신호를 보내지만, 뇌는 각 수용기에서 전달되는 정보를 동시에 처리할 수 없어 신경계가 새로운 감각을 우선 인식하게 한다. 연구진은 바로 이런 구조적 원리를 모방해 사람 크기의 자율로봇(H-1)의 어깨부터 발끝까지에 온도와 가속도, 대상의 근접 그리고 압력 등을 감지하는 센서 1만3000여개를 장착했다.인공 피부 연구 개발을 주도한 고든 쳉 TUM 교수는 “현재 로봇은 촉각 능력이 없다”면서 “이런 요소는 사람에게 기본적 감각이지만, 사람과의 상호작용을 매우 안전하게 만들 것”이라고 설명했다. 국제로봇협회(IFR) 조사보고서에 따르면, 2017년 세계 산업현장에서 직원 1만명당 산업용 로봇은 약 85대가 사용되고 있으며 이런 보급 수준은 오는 2021년까지 매년 14%씩 늘어날 것으로 예측됐다. 이렇듯 사람은 점차 로봇과 마주할 가능성이 커지고 있지만, 이와 관련한 안전 문제가 새롭게 제기되고 있다. 왜냐하면 로봇은 사람에게 치명상을 입힐 수 있을 만큼 힘이 강해서 운용 측면에서 로봇이 주변 환경을 인식해 부딪히지 않도록 해야 하기 때문이다. 이에 대해 이탈리아 기술원(IIT)의 로봇 전문가 키아라 바르톨로치 박사는 “촉각 능력은 보이지 않는 장애물과의 접촉을 감지해 사물과 사람 그리고 로봇 자체에 해를 가하지 않고 작업을 수행하기 위해 정확한 힘을 가할 수 있도록 함으로써 로봇을 안전하게 운용할 수 있게 한다”고 설명했다. 현재 TUM 연구진은 인공 피부의 센서 크기를 지금보다 소형화하고 대량으로 생산하는 방법을 연구하고 있다. 하지만 일부 과학자는 대량 생산 가능성에 대해 부정적인 견해를 보인다. 영국 임피리얼칼리지런던(ICL)의 에티엔 버뎃 교수는 센서 한 개에 들어가는 높은 비용과 파손되기 쉬운 취약성 때문에 대량 생산은 쉽지 않을 것이라고 지적했다. 과학자들은 지난 몇 년간 로봇과 사람 모두를 위해 로봇이 촉각 능력을 갖도록 기술 개발을 위해 힘써 왔다. 지난해 11월에는 미국 노스웨스턴대 연구진이 무선 방식으로 배터리를 장착할 필요가 없는 ‘스마트 피부’를 개발했다고 밝힌 바 있다. 쳉 교수도 이번 연구를 통해 로봇이 촉각을 갖는 것을 방해해온 여러 과제 중 한 가지를 극복했다. 지금까지 대다수 연구에서는 컴퓨터의 방대한 계산 능력에 의지해 모든 인공 피부 센서에서 나오는 신호를 처리했지만, 이번 연구에서는 개별 센서가 활성화할 때만 신호를 보내기 때문이다. 이는 시스템이 대량의 데이터에 의해 과부하가 걸리지 않고 사람의 신경계처럼 작용할 수 있다는 것을 의미한다. 로봇은 이런 특징을 갖춤으로써 주위 상황을 더욱더 민감하게 파악해 사람과의 상호작용에서 발생할 수 있는 사고를 예측하고 피하는 능력을 얻을 수 있다는 것이다. 이에 대해 미 로봇산업협회(RIA)의 밥 도일 부협회장은 "이런 기술 덕분에 로봇은 사람과 훨씬 더 가까운 거리에서 일할 수 있다. 노약자나 환자의 거동을 돕거나 집안일을 도울 수도 있다”고 말했다. 사진=TUM 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과학과 의학기술의 발달로 20년 전 21세기 들어서면서부터 ‘100세시대’에 대한 기대가 커지고 있다. 유병(有病) 100세가 아닌 무병(無病) 100세를 위해서는 암과 치매를 정복하는 것이 무엇보다 중요하다. 암의 경우 조기진단 방법과 다양한 치료기술이 등장하면서 관리 가능한 질병으로 점점 자리 잡고 있는 분위기이다. 그렇지만 치매, 특히 알츠하이머 치매는 뇌 속 베타아밀로이드나 타우 단백질이 쌓이면서 발생한다고 추정하고 있을 뿐 정확한 발병원인을 규정하지 못하고 있다. 이 때문에 확실한 치료방법도 나오지 않고 있는 상황이다. 그럼에도 불구하고 연구자들은 다양한 방법으로 노년의 존엄한 삶과 무병 100세 시대를 위해 치매 정복 방법을 찾고 있다. 미국과 호주 연구진이 이번에는 다른 질병들처럼 백신을 이용해 치매를 예방할 수 있다는 가능성을 제시했다. 미국 분자의학연구소 분자면역과, 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 생명과학부, 기억손상·신경장애연구소, 줄기세포연구센터, 네브라스카대 약대 제약학과, 호주 플린더스대 공동연구팀은 백신을 이용해 알츠하이머 치매의 원인으로 지목받고 있는 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 쌓이는 것을 막거나 해당 단백질 덩어리를 제거하기 위한 면역요법을 개발 중이라고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘알츠하이머 연구와 치료’에 실렸다. 미국과 일본 제약사가 공동 개발 중이던 ‘아두카누맙’이라는 약물이 치매 환자의 인지저하를 지연시키는 효과가 있는 것으로 알려졌었지만 임상시험 중 성공가능성이 낮다는 중간 평가 때문에 지난해 3월 임상시험을 중단했다가 최근 초기 알츠하이머 치매 환자에게 효과가 있다고 다시 확인돼 올 초 미국 식품의약청(FDA)에 승인신청을 하겠다고 밝히기도 했다. 그러나 고농도의 치료제를 자주 복용할 때만 효과가 있다고 알려져 승인이 돼더라도 실질적 치료나 예방효과가 있을 것인지에 대해서 의학계에서는 여전히 의문을 갖고 있다. 이에 연구팀은 우선 생쥐에게 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 뇌에서 응집되도록 유도했다. 그 결과 생쥐들은 알츠하이머 치매를 앓는 사람들과 똑같은 증상이 나타나는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이들 알츠하이머 치매 생쥐들에게 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질을 타겟으로 다중치료 기반 면역치료제, 일종의 백신을 접종했다. 그 결과 베타아밀로이드와 타우 단백질이 쌓이는 속도가 점차 줄어들면서 응축된 단백질 크기도 줄이는 것이 관찰됐다. 이에 고무된 연구팀은 조만간 사람을 대상으로 한 임상시험에 돌입할 계획이다. 하이예크 데이브타이언 UC어바인 연구교수는 “이번 연구결과는 알츠하이머 치매를 예방하고 치료하기 위해서는 하나의 원인물질만 공략하는 것이 아니라 다중 타겟에 대한 공략이 필요하다는 것을 보여주고 있다”라면서 “알츠하이머 예방을 위한 여러 약물들이 개발되고는 있지만 임상시험에서 실패하는 경우가 많은 만큼 여러 방법을 계속 찾을 수 밖에 없다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고대 로마 철학자 키케로는 “개는 네 발을 가진 인간의 친구이면서 인간의 즐거움과 번영을 위해 자연이 준 선물이다”라고 말했다. 인류 역사에 있어서 인간 스스로를 제외하고 가장 먼저 길들여진 동물은 다름 아닌 개이다. 이제는 애완견이라고 하지 않고 반려견이라고 부를 만큼 인간의 삶에 더 가깝게 다가와 있다. 이 때문에 많은 과학자들은 개와 인간 사이의 친밀감 형성 같은 공진화 과정에 대해 연구를 해왔다. 미국 에모리대 심리학과, 애틀란타 통합애완동물병원 및 훈련소 공동연구팀은 여기에 더해 개들이 기본적인 수나 양이라는 개념을 처리하는데 사용하는 뇌 부위가 사람이 수학문제를 풀거나 숫자를 볼 때 반응하는 뇌 부위와 거의 일치한다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’에 실렸다. 연구팀은 2살부터 13살까지 다양한 연령대, 다양한 품종의 암수 개 11마리를 대상으로 화면에 점의 숫자를 변화시키면서 뇌의 어느 부위가 활성화되는지를 기능성 자기공명영상(fMRI)로 촬영했다. 실험에 참여한 개들은 이전에 숫자와 관련한 훈련을 받은 경험이 없는 것들로 선택했다. 또 일반적으로 동물들의 뇌를 촬영할 때는 움직이지 못하도록 밴드로 묶거나 고정시키는데 이 때문에 스트레스를 받아 결과에 오류가 날 수 있다고 보고 연구팀은 개 조련사들의 도움을 받아 개들이 fMRI 기기에 자발적으로 들어가 실험에 참여하도록 했다. 연구팀은 개들에게 점을 보여줄 때 점의 크기나 바탕화면의 크기를 변화시키지 않고 단지 점의 숫자만 변화시켰다. 특정 자극의 크기가 아니라 점의 숫자 변화에 따라 뇌가 어떻게 반응하는지를 확인하기 위해서였다. 그 결과 11마리 중 8마리의 개가 점의 숫자가 변할 때 두정엽 피질 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 사람에게서도 두정엽은 수개념과 같은 수학적 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 개들이 이런 수개념을 처리하는 뇌부위를 갖고 있는 이유는 접근하는 포식자 수나 먹잇감의 숫자를 본능적으로 파악하기 위해서라고 연구팀은 추정했다. 이 때문에 연구팀은 수치정보에 대한 기본적 민감성은 모든 동물들이 본능적으로 갖고 있을 것으로 보고 있다. 그레고리 번스 에모리대 교수(신경생물학)는 “이번 연구결과는 전체 포유류 진화에 있어서 뇌신경 메커니즘이 공통성을 갖고 진화했다는 또 하나의 증거”라고 설명했다. 번스 교수는 또 “사람과 다른 종간 유사한 신경메커니즘을 이해함으로써 인간 뇌 진화 과정과 어떻게 기능하고 있는지에 대한 통찰력을 얻음으로써 뇌기능 이상을 치료하고 인공지능 시스템을 개선하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라면서 “사람이 유아기 때 기본적 숫자개념에서 어떻게 미적분이나 기하학, 고등수학을 배우고 익힐 수 있게 뇌를 발전시키는지 이해함으로써 수학을 어려워하는 사람들에게도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

양쪽 눈이 모두 없는 상태로 태어나 가족과 생이별한 아기가 마침내 입양됐다. 25일(현지시간) 러시아 시베리아타임스는 10월부터 입양을 기다리던 여아가 새로운 가족의 품에서 연말을 보내고 있다고 보도했다. ‘사샤’라는 애칭으로 더 잘 알려진 알렉산더 K는 올 4월 러시아 톰스크 지방에서 태어났다. 어린 미혼모였던 어머니는 임신 31주 차에 태아의 희귀병 사실을 알고 키울 여력이 되지 않는다며 입양을 결정했다. 러시아 연방 교육부 아동 권리 보호 정책부 측은 사샤의 입양 페이지를 개설하고, 관심을 호소했다. 사샤의 안타까운 소식이 전해지자 각지에서 입양 문의가 쇄도했다. 그러나 의안(義眼) 교체 등 치료비 부담이 걸림돌로 작용했다. 현재의 의학기술로는 샤샤가 앞을 볼 가능성이 아예 없는 상태다. 다행스럽게도 러시아의 한 가정이 입양을 결정한 덕분에 사샤는 새 가족의 품으로 가게 됐다. 러시아 연방 교육부 관계자는 아기가 이미 지난달부터 입양가정에서 지내고 있으며, 마지막 서류 절차만을 남겨두고 있다고 밝혔다. 서류 처리가 끝나면 입양이 공식적으로 완료된다. 입양가정에 대한 자세한 정보는 공개되지 않았다. 사샤가 앓고 있는 ‘SOX2 안구 결여 증후군’(SOX2 anophthalmia syndrome)은 선천적으로 안구 및 안구조직이 없다. 돌연변이 유전자가 안구 형성에 중요한 역할을 하는 단백질 생성을 방해해 나타난다. 안구의 한쪽 혹은 양쪽 모두 없는 무안구증(anophthalmia), 안구 크기가 비정상적으로 작은 소안구증(microphthalmia) 등과 달리 안구조직을 포함한 안구 전체가 없다는 특징이 있다. 미국 국립보건원은 이 질환이 25만분의 1 확률로 나타나는 것으로 보고 있다. 시베리아타임스는 ‘SOX2 안구 결여 증후군’ 환자로 공식 집계된 아기는 사샤를 포함해 전 세계적으로 총 3명에 불과하다고 보도했다. 때에 따라서는 뇌 이상이나 운동능력 발달 지연, 학습 장애가 동반되기도 하는 것으로 알려졌다. 사샤는 다행히 건강한 편이다. 익숙한 목소리가 들리면 환한 미소로 반기기도 한다. 러시아 의사 타티아나 루드니코비치는 사샤가 또래 다른 아기들과 마찬가지고 정기검진을 받고 있으며, 안구 결여 증상만 빼면 매우 건강하다고 설명했다. 다만 사샤는 무안구증으로 인한 얼굴 변형 등을 막기 위해 6개월에 한 번 인공 안구 교체를 받아야 한다. 눈 없이 태어나 부모에게 버려진 아기가 새로운 가족과 만나게 됐다는 소식이 전해지자 현지언론은 한 해의 끝자락에 마법 같은 일이 벌어졌다며 일제히 환영의 뜻을 전했다.

양쪽 눈이 모두 없는 상태로 태어나 가족과 생이별한 아기가 마침내 입양됐다. 25일(현지시간) 러시아 시베리아타임스는 10월부터 입양을 기다리던 여아가 새로운 가족의 품에서 연말을 보내고 있다고 보도했다. ‘사샤’라는 애칭으로 더 잘 알려진 알렉산더 K는 올 4월 러시아 톰스크 지방에서 태어났다. 어린 미혼모였던 어머니는 임신 31주 차에 태아의 희귀병 사실을 알고 키울 여력이 되지 않는다며 입양을 결정했다. 러시아 연방 교육부 아동 권리 보호 정책부 측은 사샤의 입양 페이지를 개설하고, 관심을 호소했다. 사샤의 안타까운 소식이 전해지자 각지에서 입양 문의가 쇄도했다. 그러나 의안(義眼) 교체 등 치료비 부담이 걸림돌로 작용했다. 현재의 의학기술로는 샤샤가 앞을 볼 가능성이 아예 없는 상태다. 다행스럽게도 러시아의 한 가정이 입양을 결정한 덕분에 사샤는 새 가족의 품으로 가게 됐다. 러시아 연방 교육부 관계자는 아기가 이미 지난달부터 입양가정에서 지내고 있으며, 마지막 서류 절차만을 남겨두고 있다고 밝혔다. 서류 처리가 끝나면 입양이 공식적으로 완료된다. 입양가정에 대한 자세한 정보는 공개되지 않았다. 사샤가 앓고 있는 ‘SOX2 안구 결여 증후군’(SOX2 anophthalmia syndrome)은 선천적으로 안구 및 안구조직이 없다. 돌연변이 유전자가 안구 형성에 중요한 역할을 하는 단백질 생성을 방해해 나타난다. 안구의 한쪽 혹은 양쪽 모두 없는 무안구증(anophthalmia), 안구 크기가 비정상적으로 작은 소안구증(microphthalmia) 등과 달리 안구조직을 포함한 안구 전체가 없다는 특징이 있다.미국 국립보건원은 이 질환이 25만분의 1 확률로 나타나는 것으로 보고 있다. 시베리아타임스는 ‘SOX2 안구 결여 증후군’ 환자로 공식 집계된 아기는 사샤를 포함해 전 세계적으로 총 3명에 불과하다고 보도했다. 때에 따라서는 뇌 이상이나 운동능력 발달 지연, 학습 장애가 동반되기도 하는 것으로 알려졌다. 사샤는 다행히 건강한 편이다. 익숙한 목소리가 들리면 환한 미소로 반기기도 한다. 러시아 의사 타티아나 루드니코비치는 사샤가 또래 다른 아기들과 마찬가지고 정기검진을 받고 있으며, 안구 결여 증상만 빼면 매우 건강하다고 설명했다. 다만 사샤는 무안구증으로 인한 얼굴 변형 등을 막기 위해 6개월에 한 번 인공 안구 교체를 받아야 한다. 눈 없이 태어나 부모에게 버려진 아기가 새로운 가족과 만나게 됐다는 소식이 전해지자 현지언론은 한 해의 끝자락에 마법 같은 일이 벌어졌다며 일제히 환영의 뜻을 전했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

가수 박진영이 자신의 신체 비밀에 대해 언급했다. 지난달 30일 방송된 JTBC 예능프로그램 ‘아는 형님’에서는 가수 박진영과 트와이스 나연, 다현이 게스트로 출연하는 모습이 그려졌다. 이날 박진영은 “내가 가수가 되고 나서 정기검진을 받았는데 의사가 심각한 표정을 지으며 입원을 하자고 하더라”며 말문을 열었다. 박진영은 “알고보니 내가 태어날 때부터 왼쪽 뇌 경동맥이 없다고 하더라. 왼쪽 뇌로 피가 올라가는 혈관이 없는 거였다. 그 때 내 뇌가 기형이라는 것을 처음으로 알았다”고 고백했다. 이어 박진영은 “그런데 내가 어떻게 살았는지 알아보니까 오른쪽 경동맥이 두 배 크기라고 하더라”며 “내심 보통 우뇌가 창의력에 영향을 주는데 오른쪽으로 피가 올라가서 그런 것 같다는 생각을 했다”고 덧붙였다. 사진=JTBC ‘아는 형님’ 방송 캡처 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr

‘루시’와 같은 현생인류의 먼 직계 조상이 침팬지와 같은 오늘날 유인원보다 지능이 낮았음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 루시는 원시인류인 ‘오스트랄로피테쿠스 아파렌시스’를 쉽게 지칭하는 별명인데 기존 연구에서는 이런 원시인류는 유인원과 지능이 비슷한 것으로 추정됐다. 이유는 이들의 뇌 크기는 모두 비슷하기 때문이다. 하지만 호주 애들레이드대 진화생물학자 로저 시모어 교수가 이끄는 국제 연구진은 루시와 같은 원시인류는 뇌로 흘러 들어가는 혈액의 속도가 유인원의 경우보다 느리다는 것을 알아냈다. 연구진에 따르면, 뇌의 인지 능력은 뇌로 들어가는 혈류량을 측정해 추정할 수 있다. 이를 위해 연구진은 뇌에 혈액을 공급하는 동맥이 지나가는 두개골 구멍의 크기를 바탕으로 혈류량을 측정했다. 이 기술은 인간과 다른 포유류들에 관한 측정을 통해 보정해 정확성을 높였다. 연구진은 고릴라와 침팬지 그리고 오랑우탄 등 유인원 총 96마리의 뇌를 촬영하는 방식으로 혈류량을 측정했다. 그리고 300만여 년 전에 살았던 루시와 같은 오스트랄로피테쿠스 속 원시인류, 호모 사피엔스와 같은 현생인류의 경우 두개골 화석 총 11점을 자세히 분석해 혈류량을 추정할 수 있었다. 이를 비교 분석한 결과, 유인원 중 가장 뇌가 큰 고릴라는 오스트랄로피테쿠스 속과 뇌 크기가 비슷하지만 혈류량이 두 배 많은 것으로 나타났다. 침팬지, 오랑우탄과 같이 뇌가 더 작은 유인원들도 오스트랄로피테쿠스 속보다 혈류량이 많은 것으로 확인됐다. 이는 결국 루시와 같은 오스트랄로피테쿠스가 오늘날 고릴라와 침팬지 그리고 오랑우탄보다 덜 똑똑하다는 점을 의미한다. 이에 대해 연구진은 이번 발견은 원시인류 이후 현생인류부터 사회적 복잡성의 증가에 맞춰 지능이 급격히 발달했다는 것을 시사한다고 설명했다. 자세한 연구 결과는 영국왕립학회 생명과학 저널인 ‘영국왕립학회보 B’(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

나이가 들면 인지기능이 저하될 뿐만 아니라 기억력· 인지능력과 연관 깊은 해마의 크기도 줄어들게 된다. 그런데 주변인들로부터 충분한 정서적 지지를 받는 노인은 인지기능이 높으며, 이는 정서적 지지가 해마 부피에 미치는 긍정적 영향과 관련이 있다는 사실이 최근 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 사회적 지지 중에서도 정서적인 지지는 주변 사람들이 나를 돌봐주고 이해해준다는 느낌으로 소속감과 자존감을 높일 뿐 아니라, 뇌를 스트레스로부터 보호해 인지 기능을 유지하고 향상시키는 것으로 알려져 있다. 정서적 지지도는 대화가 필요할 때 들어주고, 고민을 털어 놓고 걱정을 나누며 문제를 이해해주는 상대가 있는지에 따라 측정된다. 하지만 구체적으로 정서적 지지가 인지기능과 어떻게 연관되어 있는지 그 기전에 대해서는 알려져 있지 않았다. 연구팀은 기억력을 관장하고 있어 인지기능과 연관 깊은 ‘해마’가 정서적 지지가 인지기능을 높여주는 방법을 설명해줄 후보가 될 것이라고 생각했다. 이에 김기웅 분당서울대병원 정신건강의학과 교수 연구팀(1저자: 서울대학교 뇌인지과학과 김그레이스은)은 해마가 정서적 지지와 인지 기능의 관계를 어떻게 매개하는지 알아보기 위한 매개분석을 실시했다. 이를 위해 치매에 걸리지 않은 60세 이상의 한국인 410명을 정서적 지지 점수에 따라 점수가 낮은 그룹(108명)과, 보통의 점수를 가진 그룹(302명)으로 나누고, 정서적 지지와 인지기능 사이의 연관성을 해마의 부피를 통해 설명할 수 있는지 알아보았다. 연구 대상자들의 정서적 지지 점수는 의학적 결과 중 사회적 지지 조사 도구를 이용하여 측정했고, 전반적 인지기능 수준은 CERAD 검사(언어능력, 기억력 등 측정하는 인지기능검사로 치매 진단평가를 위해 이용) 총점(CERAD-TS), 언어적 기억력 수준은 언어적 기억검사 점수(VMS)로 각각 평가했다. 그 결과, 정서적 지지가 높은 그룹은 인지기능 점수인 CERAD-TS와 언어적 기억검사 점수가 높은 것으로 나타났다. 또한 정서적 지지가 인지기능 점수에 미치는 영향의 24%는 좌측 해마, 12%는 우측 해마가 매개했으며, 언어적 기억검사 점수에 미치는 영향의 20%는 좌측 해마가 매개하는 것으로 나타났다. 결론적으로 정서적 지지를 충분히 받고 있는 그룹은 그렇지 못한 그룹에 비해 인지기능이 더 좋고, 이러한 효과의 약 1/3은 정서적 지지가 해마 부피에 미치는 긍정적인 영향에 의해 매개된다는 의미다. 연구를 주도한 김기웅 교수는 “이번 연구를 통해 평소 정서적 지지를 충분히 받는 환경을 조성하는 것이 노인 치매 예방에 도움이 될 가능성이 있다는 점을 확인했다”며 “다만 횡단적 연구여서 정서적 지지와 해마 부피, 인지기능 사이의 인과 관계를 직접적으로 증명한 것은 아니기 때문에 향후 전향적 연구를 통한 결과 검증이 필요하며 정서적 지지의 효과가 알츠하이머병의 발병률을 실제 얼마나 낮출 수 있는지에 대한 후속 연구도 진행할 예정”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 노인학저널 최근 호에 게재됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

미세먼지의 계절이 돌아왔다. 미세먼지는 크기에 따라 일반 미세먼지와 초미세먼지(PM10, PM2.5)로 나누며, 그중 초미세먼지(PM2.5)는 기관지와 폐포에 깊숙이 침투해 더 큰 해를 입힌다. 미세먼지의 성분은 황산염, 질산염, 암모니아, 금속화합물, 탄소화합물 등이다. 미세먼지에 노출되면 공기와 직접 접촉하는 피부와 눈이 가장 먼저 영향을 받는다. 다행히 피부는 방어력이 강해 웬만해선 영향을 받지 않는다. 하지만 미세먼지가 눈의 결막에 닿으면 눈물이 나고 가려우며 안구 건조증 등이 생긴다. 미세먼지가 상부기도를 통과할 때는 콧물, 재채기, 코막힘, 후비루 등의 증상을 일으킨다. 알레르기 비염 환자는 증상이 좀 더 심하다. 미세먼지가 성대를 지나 하부기도로 내려가면 기관염, 기관지염, 모세기관지염 등 거치는 곳마다 염증을 일으켜 기침, 가래, 호흡곤란이 온다. 특히 기관지천식이나 만성폐쇄성폐질환(COPD)을 비롯하여 만성기관지염, 기관지확장증, 폐섬유화증 등 만성 폐질환을 앓는 환자들은 지병이 악화한다. 그래서 미세먼지가 많은 날은 호흡기질환자들의 응급실 방문이 증가한다. 자동차도로와 가까운 곳에 사는 어린이들의 천식 유병률은 타 지역보다 높다. 미세먼지는 폐의 면역력을 약화시켜 폐렴에도 잘 걸리게 한다. 초미세먼지 농도가 5㎍/㎥ 상승할 때마다 폐암 발생 위험이 18% 증가했다는 연구가 있다. 세계보건기구(WHO)는 2013년에 미세먼지를 1급 발암물질로 규정했다. 미세먼지가 폐 깊숙이 내려가면 폐의 마지막 구조물인 폐포를 만나게 된다. 폐포에 도달한 미세먼지는 전신을 순환하는 혈액으로 들어가 혈관에 염증을 유발하고 고혈압, 관상동맥질환 등을 일으킨다. 또한 뇌에도 침투해 뇌졸중과 치매를 일으킨다. 반려견의 치매증상도 미세먼지 노출과 관련이 있다는 보고가 있다. 미세먼지는 건강에 취약한 어린이와 노인, 임산부에게 더 나쁘다. 미국에선 미세먼지 농도가 짙은 지역에서 태어난 아이들이 폐 기능 장애를 겪을 가능성이 다른 지역 아동보다 5배가량 크다는 연구 결과를 발표했다. 서울 지역 노인들을 조사한 결과, 미세먼지가 증가할수록 폐 기능이 저하됐다는 보고도 있다. 미세먼지 농도가 10㎍ 상승하면 기형아를 출산할 확률이 최대 16%나 높아지고, 저체중아 출산율과 조산·사산율도 각각 7%와 8%씩 증가했다는 국내 연구가 있다. 미세먼지는 사망 위험도 높여 초미세먼지 농도가 10㎍ 증가하면 사망발생위험이 0.95% 증가한다고 한다. 치료법은 있는 것일까? 미세먼지는 일단 몸 안으로 들어오면 제거할 수 없어 피하는 게 답이다. 미세먼지가 심한 날은 창문을 닫고 집안에만 있기도 하는데, 이때 집안의 미세먼지도 살펴야 한다. 실내 미세먼지 농도가 오히려 실외보다 높을 수도 있다. 미세먼지가 많은 날은 더 많은 미세먼지를 유발하는 조리, 청소 등의 집안일을 미루는 것이 좋다. 또한 창문을 열고 정기적으로 환기해야 한다. 외출 시에 미세먼지 차단 마스크는 필수품이다.

남성우월주의자 찰스 다윈 지목하며 성차별 답습한 과학계 왜곡·횡포 비판 뇌 무게, 성별 지적능력 가릴 기준 못돼 같은 병 걸려도 男보다 女 더 살아남아 “진정한 성평등, 과학적 접근 충실해야” ‘여성은 남성에 비해 열등하다.’ ‘여성은 약하다.’ 많은 사람이 무의식적으로 받아들이는 성별의 차이다. 그리고 과학은 그 통념을 뒷받침하는 연구 결과를 끊임없이 내놓고 있다. 정말 여성은 인류의 ‘열등한 절반’일까. 영국의 과학 저널리스트 앤절라 사이니가 쓴 ‘열등한 성’은 각종 연구와 실험 결과를 통해 그 오랜 통념을 보란듯이 뒤집어 눈길을 끈다. 탄생에서부터 직장 생활, 육아, 폐경, 노년으로 이어지는 여성의 인생 단계를 훑어 ‘열등한 여성’이라는 세상의 편견과 왜곡을 조목조목 짚어 낸다. 우선 뇌의 성별 차이로 인한 ‘여성 열등’설을 보자. ‘여성의 뇌 무게는 남성에 비해 28g 적다’는 사실은 지적 능력 차의 단초로 여겨진다. 하지만 최근 연구에선 뇌의 성별 차는 하잘것없는 것으로 속속 밝혀지고 있다. 특히 공간 시각화, 수학적 능력, 언어 유창성에서 남자와 여자아이 간 차이가 (있다고 해도) 매우 작다는 사실이 확인되고 있다. 2016년 뇌과학 학회지 뉴로이미지에 실린 논문은 대표적인 사례다. 이 논문은 여성의 뇌에서 더 크다고 알려진 영역인 해마의 크기가 양쪽 성 모두에서 동일함을 밝혔다. 시카고 로절린드 프랭클린대 연구팀은 6000명의 건강한 사람을 연구한 76개 논문을 분석해 ‘여성이 언어 기억력과 사회적 기술이 더 뛰어나고 감정을 더 잘 표현한다’는 가설을 뒤집었다. 이 대목에서 저자는 단순히 뇌가 무거워 지능이 높다면 고래나 코끼리가 인간보다 훨씬 똑똑해야 하지 않느냐고 반문한다.저자는 또 ‘남성이 여성보다 더 튼튼하고 강하다’는 가설도 허물면서 “단순하게 생존이라는 점에서만 본다면 오히려 여성이 남성보다 더 강하다”고 역설한다. 실제로 유아 사망률을 보면 남아가 여아보다 첫 달에 사망할 위험이 10%가량 높다고 한다. 그런데도 여성이 남성보다 약하고 아픈 사람도 많다는 통념이 굳어진 까닭은 무엇일까. 저자는 “같은 질병에 걸려도 여성은 살아남고 남성은 그렇지 못해서 아픈 남성이 더는 존재하지 않기 때문일 수도 있다”고 밝히고 있다. ‘남성이 경쟁자들을 물리치고 더 좋은 파트너를 만나기 위해 날카로운 지성과 훌륭한 신체를 갖게 됐고 여성은 남성보다 진화가 덜 됐다’는 가설을 놓고도 이중 잣대로 가득 찬 개념이라고 비판한다. 고릴라는 신체가 너무 크고 강해서 고등한 사회적 동물이 될 수 없다면서 인간에 관해서는 남성이 여성보다 신체가 크기 때문에 더 우월하다고 주장하는 건 모순이라는 것이다. 그렇다면 왜 사람들은 그렇게 한쪽에 기운 남성 우월의 통념을 갖게 됐을까. 저자는 과학계의 횡포에 메스를 들이대면서 “과학이 객관적이고 중립적이란 말은 허구”라고 목소리를 높인다. 그 원조 격으로 진화론자 찰스 다윈을 지목해 흥미롭다. 다윈은 말년에 한 여성운동가에게 보낸 답신에서 이렇게 말하고 있다. “…유전의 법칙에 따라 여성이 남성과 지적으로 동등하다는 점은 받아들이기 매우 힘들어 보입니다.” 결국 다윈은 여성을 남성의 종속적인 존재로 낮게 봤던 빅토리아 시대의 사회상을 과학에 그대로 연결한 남성우월주의자였고, 후대의 과학은 그 왜곡과 편견을 답습했다고 주장한다. 실제로 과학계에서 여성 배제와 홀대의 사례는 흔하다. 케임브리지대는 1947년이 돼서야 남성과 동일한 기준으로 여성에게 학위를 수여했고, 하버드 의과대학은 1945년까지 여성의 입학을 허가하지 않았다. 마리 퀴리는 최초로 노벨상을 두 번이나 받은 과학자이지만 1911년에는 여성이라는 이유만으로 프랑스 과학아카데미의 문턱조차 넘지 못했다. 20세기 미국 생물학자 네티 마리아 스티븐스는 성별을 결정하는 염색체를 발견하는 데 핵심 역할을 했지만 그녀의 과학적 기여는 역사에서 제대로 다뤄지지 않았다. “많은 이에게 불편할 수 있다”는 저자의 말대로 이 책은 페미니즘 계열에 속한다. 하지만 “어느 한쪽 성별의 우위를 따지고 밝히자는 게 아니라 과학계의 반성을 촉구하는 것”이라는 강변은 설득력 있게 다가온다. 폐경 연구에 천착해 온 유타대 인류학자가 인터뷰를 통해 밝힌 말이 인상적이다. “당신이 진지하게 남녀평등을 주장하고 이런 것들의 토대가 무엇이며 어디에서 왔는지를 알고 싶다면 생물학이 답이에요. 과학에 더 충실해야 합니다.” 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

뇌과학과 신경과학 관점에서 사람의 뇌는 생존의 뇌에서 시작돼 감정의 뇌, 사고의 뇌로 발달해 나갑니다. 겉으로는 어른과 다름없어 보이는 청소년기는 감정의 뇌에서 사고의 뇌로 넘어가며 급속히 발달하는 단계로, 완전히 뇌가 자란 상태는 아닙니다. 이 때문에 영유아기에서 청소년기, 청소년기에서 성인기로 넘어가는 시기에 문제가 생기면 뇌 발달에 문제가 생길 수밖에 없습니다. 소셜네트워크서비스(SNS)를 하면서 오랜 시간을 보내거나 엄마에게서 학대를 받은 아이들은 뇌 발달에 심각한 장애를 일으킨다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 나탄클라인연구소, 뉴욕대 의대 아동청소년정신의학과, 록펠러대 의대 신경내분비연구소, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 세포생리학과 공동연구팀은 부모, 특히 엄마의 신체적·정서적 학대는 감정조절, 기억, 학습 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌의 편도체와 해마에 심각한 손상을 미칠 수 있다는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 발표했습니다. 연구팀은 새끼를 막 출산한 어미 생쥐에게 일주일가량 전기충격 같은 외부자극으로 공포와 스트레스를 줬습니다. 그다음 출산 8일째 되는 날부터 새끼와 함께 지내도록 했습니다. 극도의 스트레스를 받은 어미는 새끼 생쥐에 대해 관심을 갖지 않고 방치하거나 새끼가 가까이 다가오면 앞발로 때리는 시늉을 하고 물어뜯는 등 물리적 학대를 하는 것이 관찰됐습니다. 연구팀은 어미에게 학대를 받은 새끼 생쥐의 뇌를 추적 관찰한 결과 편도체와 해마가 제대로 성장하지 않고 태어났을 때의 크기와 비슷한 상태로 남아 있다는 사실을 알게 됐습니다. 또 연구팀은 정상적인 새끼 생쥐에게 스트레스 호르몬이라고 불리는 코르티코스테론을 주입해 봤지만 학대받은 새끼 생쥐들처럼 뇌 성장에 문제가 발생하지는 않았다고 합니다. 학대가 여타 스트레스와 달리 뇌에 치명적이라고 볼 수 있는 부분입니다. 한편 영국 글래스고대 의대 정신의학부 연구진은 페이스북이나 트위터, 인스타그램은 물론 왓츠앱 같은 인스턴트 메신저 등 SNS를 하루 3시간 이상 사용하는 청소년의 경우 수면 시간에 이상이 발생하고 생체시계 교란으로 뇌 활동이 저하되면서 학습능률이 떨어질 뿐만 아니라 우울감, 불안감 같은 정서장애를 느끼는 경우가 많다고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발간하는 ‘BMJ 오픈’ 23일자에 실렸습니다. 아동 또는 청소년 관련 뇌과학, 심리학 분야 연구 중 ‘아이들을 제대로 키우기 위해 부모들은 이래서는 안 돼’라는 내용들이 많아 보이는 것이 사실입니다. 그런 연구 성과들을 보면 세상의 모든 부모들은 ‘우리 아이 잘 클 수 있을까’라는 불안감이 더 커지기도 합니다. 사실 현대 과학은 부모의 불안감이 자녀의 성장에 별 도움이 되지 않고 ‘다 너를 위해 그런 거야’, ‘나중에 잘살기 위해 지금은 조금 힘들 수밖에 없어’ 같은 부모의 말도 자기 위안에 불과하다는 것을 알려줍니다. 실제로 현재 행복감을 느끼는 아이들이 미래에도 행복한 어른이 된다는 것은 수많은 장기 추적 연구 결과에서 알 수 있습니다. 또 사회 안전망이 충분치 않고 사회 변동성이 지나치게 크거나 사회 구조가 경직돼 있을 때 불안감은 심해진다고 합니다. 한국 부모들이 자녀의 미래에 대해 막연한 불안감을 갖는 이유이기도 할 것입니다. 그렇지만 신이 아닌 이상 그 어떤 과학으로도 아이들의 미래를 예측하기는 쉽지 않습니다. 형제가 아무리 많아도 아이 한 명, 한 명의 성장 과정은 다릅니다. 그래서 육아는 미국 시인 로버트 프로스트가 이야기한 것처럼 ‘한 번도 가 보지 않은 길’입니다. 아이들의 미래를 위해 아무도 가 보지 않은 새로운 길을 가고자 고군분투하는 세상의 모든 부모들에게 격려의 박수를 보냅니다. edmondy@seoul.co.kr

모든 공룡이 비강 이용해 열 식힌 게 아닌 몸집 크기 따라 다른 체온냉각 체계 가져 거대 공룡은 코·입 모두 사용해 과열 막아6500만년 전 중생대 백악기 말 전체 생물의 75%가 사라진 ‘제5차 대멸종’이 찾아오기 전까지 지구의 지배자는 공룡이었다. 사람 크기만 한 공룡도 있었고 심지어는 닭보다 작은 육식 공룡도 살았지만 ‘공룡’이라는 단어를 들으면 많은 사람들이 ‘쥬라기 월드’를 비롯한 많은 영화에 등장했던 브라키오사우루스, 티라노사우루스 같은 거대한 몸집을 떠올린다. 사실 공룡이 살았던 중생대는 극지방에도 거의 얼음이 얼지 않았고 여름과 겨울의 기온차도 거의 없을 정도로 덥고 습했던 것으로 알려져 있다. 이런 환경 때문에 식물들이 하늘 높은 줄 모르고 자라게 되고 이를 먹이로 하는 초식 공룡들이 덩달아 커지면서 초식 공룡을 잡아먹는 육식 공룡의 덩치까지 커지는 일종의 ‘진화론적 군비경쟁’이 이뤄졌다. 동물은 움직이면 필연적으로 체온이 오를 수밖에 없다. 사람이나 새 같은 항온동물은 체온을 일정하게 유지할 수 있는 대사 시스템을 갖추고 있지만 변온과 항온동물 중간 단계인 공룡들이 뜨거워지는 몸을 어떻게 식혔을까 하는 점은 여전히 과학자들이 궁금하게 여기는 부분이다. 미국 오하이오대 의생명과학과, 오하이오 생태·진화학연구센터 공동연구팀은 유체역학과 컴퓨터 3차원(3D) 이미지 기술을 활용해 더운 기후 속에 살았던 공룡들이 열사병과 싸우기 위해 어떻게 몸을 냉각시켰는지에 대한 새로운 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 미국 해부학회에서 발간하는 국제학술지 ‘애너토미컬 레코드’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 이에 앞서 지난해 12월 말 초식 공룡인 안킬로사우루스의 머리뼈를 분석한 결과 비강이라고 불리는 콧속 공간이 거대한 몸집에서 발생하는 열을 조절하는 에어컨 역할을 한다는 사실을 밝혀내기도 했다. 연구팀은 공룡 화석과 동물원, 야생 등에서 자연사한 파충류와 조류의 사체들을 컴퓨터단층촬영(CT)해 컴퓨터 이미징 기술로 재현한 다음 유체역학 분석으로 체온냉각 시스템을 재현해 냈다. 연구 결과 연구팀은 포유동물이 더울 때 땀을 흘려 증발시킴으로써 체온을 낮추는 것처럼 반(半)변온동물인 공룡은 공기와 피를 동시에 순환시켜 열을 낮췄을 것이라는 점을 밝혀냈다. 또 지금까지 알려진 바와는 달리 모든 공룡이 코(비강)를 이용해 열을 식혔던 것이 아니라 몸집에 따라 다른 체온냉각 체계를 갖고 있었다고 연구팀은 주장했다.사람의 몸집과 비슷하거나 작은 공룡들은 항온동물들처럼 피부와 혈액순환으로 체온을 일정하게 유지했다. 반면 몸집이 큰 거대 공룡들은 혈액순환 속도가 작은 공룡에 비해 느렸기 때문에 뇌나 눈 같은 중요 신체부위를 보호하기 위해 코와 입까지 활용해 열을 식히는 일종의 공냉식 체온 조절 전략을 구사했다고 연구팀은 설명했다. 디플로도쿠스나 카마라사우루스처럼 몸 크기가 15~20m에 가까운 거대 초식 공룡은 코와 입을 모두 사용해 체온을 유지했지만 안킬로사우루스처럼 몸 크기가 10m가 안 되는 중간 크기의 공룡은 비강에 공기를 빨아들여 체온을 유지했다는 것이다. 또 육식 공룡들은 코와 입은 물론 턱을 계속 움직여 부채처럼 공기를 펌프질해 머리 쪽으로 열이 오르는 것을 막았다. 루거 포터 오하이오대 교수(인간해부학)는 “이번 연구는 공룡들이 뇌를 포함한 중요한 신체 부위가 있는 머리 부분의 과열현상을 막기 위해 다양한 방법을 활용했으며 그에 맞게 진화했음을 보여 주고 있다”며 “추가 연구로 공룡에 따라 다른 체온 유지 기능이 서식지 선택에 어떤 영향을 미쳤는지를 탐구할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라에서만 볼 수 있는 자생식물을 이용해 알츠하이머, 크론병처럼 염증성 질환을 치료할 수 있는 물질을 추출해내는데 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST) 강릉분원 천연물소재연구센터 연구진은 한반도 토종 자생식물인 ‘제주상사화’에서 추출한 ‘E144’라는 물질이 항염증 효과가 뛰어나다는 사실을 확인했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘농업 및 식품화학 저널’에 실렸다. 사람의 몸에서 염증반응은 외부에서 특정 물질이 침입하면 자연적으로 나타나는 생리반응으로 염증이 과다하게 발생할 경우 오히려 질병을 유발할 가능성이 커진다. 퇴행성 뇌질환의 대표격인 알츠하이머 역시 뇌에서 과도한 염증반응 때문에 나타나는 것으로 알려져 있다. 염증반응을 줄이기 위한 기존의 항염증 의약품들은 다양한 부작용이 동반되기 때문에 퇴행성 뇌질환을 비롯해 염증성 질환을 연구하는 많은 과학자들은 부작용이 적은 천연물 소재를 연구해오고 있다. 연구팀은 제주도에서 주로 자라는 여러해살이풀로 5월에 잎은 말라 없어지고 8월에 꽃을 피우는 50~60㎝ 크기의 제주상사화에 주목했다. 한방에서 제주상사화를 비롯해 여러 상사화는 염증반응인 종기 치료에 특효가 있는 것으로 알려져 있었다. 여기에 연구진은 제주상사화 추출물로 중추신경계 염증반응을 억제할 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받은 경험도 있었다.연구팀은 제주상사화에서 추출한 E144라는 성분이 뇌에서 염증반응을 유발시키는 미세교세포의 요소들이 억제되는 것을 관찰했다. 또 알츠하이머 치매를 유발시킨 생쥐에게 E144를 투여한 결과 뇌 조직 내 염증인자가 눈에 띄게 감소한다는 사실도 확인했다. 특히 대뇌피질 부분에서 염증이 억제된다는 사실도 알아냈다. 양현옥 KIST 박사는 “이번 연구결과는 우리나라 자생 천연물 소재를 활용해 난치성 질환으로 알려진 퇴행성 뇌질환 치료용 의약품을 개발할 가능성을 찾아냈다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

역사드라마에 등장한 후고구려 왕 ‘궁예’처럼 다른 사람의 눈을 보고 마음을 읽는다는 관심법을 갖고 있지 않더라도 눈을 보면 어떤 사람인지 무슨 생각을 하는지 대략 파악할 수 있게 된다. 이 때문에 ‘눈은 마음의 창’이라고 한다. 실제로 정신분석학자나 심리학자, 심지어는 범죄 프로파일러들도 대담자의 눈에 주목하는 이유이다. 눈의 색깔이나 상태 등을 살펴보고 건강도 파악할 수 있다. 최근 의과학자들이 동공 상태를 보고 알츠하이머의 진행 상태나 발병 가능성 등을 파악할 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 정신과학과, 노화 행동유전학센터, 방사선과, 신경과학과, 샌디에고 보건부 산하 스트레스·정신건강센터, 버지니아 커먼웰스대 정신학 및 행동유전학연구소, 국립 외상후스트레스장애(PTSD)센터, 보스턴대 의대 정신과, 의생명유전학과, 보스턴대 보건대 의학통계학과, 보스턴대 뇌과학과, 캘리포니아 리버사이드대(UC리버사이드), 노르웨이 오슬로대 병원 임상의학연구소 정신건강및중독부 공동연구팀은 치매 인지검사를 하는 동안 동공의 팽창 정도를 측정해 알츠하이머 치매가 얼마나 진행됐는지를 파악할 수 있는 방법을 찾아냈다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌과학 및 신경과학 분야 국제학술지 ‘노회 신경생물학’에 실렸다. 알츠하이머는 치매 원인의 약 70%를 차지하는 퇴행성 뇌질환이다. 알츠하이머는 베타아밀로이드 단백질이나 타우 단백질이 뇌에 침착되면서 나타나는 것으로 알려져 있는데 일반적 증상이 나타나기 수년~수십년 전부터 뇌는 손상을 입는 것으로도 알려져 있다. 이 때문에 치매를 예방하거나 진행을 늦추기 위해서는 알츠하이머를 조기에 판단하는 것이 중요하다. 문제는 알츠하이머 진행여부를 판단하기 위해서 뇌에 주사바늘을 꽂아 뇌 조직을 떼어낸다든지(생검), 영상측정 장치로 뇌를 찍거나 인지검사를 실시해야 한다. 생검을 하거나 영상측정 장치로 뇌를 찍는 방법은 환자에게 불편을 주거나 비용이 많이 들고 인지검사는 정확도가 떨어진다. 연구팀은 중뇌에서 인지와 각성을 조절하는 뉴런들이 모여있는 청반(LC)에 주목했다. 청반은 동공의 움직임에도 관여하는데 인지기능을 활용할 때 동공의 크기가 커진다는 설명이다. 문제가 어렵다고 느낄수록 동공의 크기는 커지게 되는데 연구팀은 알츠하이머 증상을 갖고 있는 사람들은 똑같은 문제에 대해 정상인보다 동공이 커지는 반응을 보인다고 설명하고 있다. 연구팀은 56~66세의 남성 1119명을 대상으로 기존의 생검 및 영상측정 장치로 뇌에 치매 유발 단백질이 쌓이고 있는지 여부를 조사하는 동시에 인지능력 검사와 함께 동공반응과 크기 변화를 측정했다. 그 결과 치매가 진행되고 있는 환자들의 경우는 인지능력 검사 중 동공의 크기가 더 커지는 것을 관찰했다. 동시에 인지능력검사 결과가 일반인들과 비슷한 경도인지장애 환자들도 동공의 크기에서는 차이를 보이는 것으로 조사됐다. 윌리엄 크레이멘 UC샌디에고(정신과학) 교수는 “이번 연구결과는 개념적 단계이지만 추가 연구를 통해 측정방법을 정교하게 다듬는다면 비용이 들지 않고 간단하게 치매를 측정할 수 있는 방법”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

복잡한 검사 과정 없이 눈을 자세히 관찰하는 것만으로도 알츠하이머 위험 여부를 알 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 캘리포니아대학 샌디에이고캠퍼스 의과대학 연구진은 인지능력을 검사하는 과정에서 동공의 움직임이나 크기를 통해 알츠하이머의 가능성 여부를 판단할 수 있다고 설명했다. 최근 몇 년동안 알츠하이머를 연구하는 학자들은 아밀로이드-베타라 불리는 뇌의 단백질 플라크 축적 및 타우(Tau)로 알려진 독성 단백질에 관심을 기울여왔다. 둘 모두 뉴런을 손상시켜 알츠하이머를 초래하는 것으로 여겨졌다. 여기에 추가로 연구진은 인지기능조절에 관여하는 자율신경중추인 뇌간의 청반(locus ceruleus LC)에 주목했다. 청반은 기억력이나 판단력 등 인지능력이 작동되는 동안 눈동자의 직경을 변화시키는 동공 반응을 주도한다. 연구진은 타우 단백질은 청반에 비교적 쉽게 축적되며, 이를 통해 청반과 타우 단백질 간에 밀접한 연관이 있다고 추측하고 치매로 이어질 위험이 높은 경도인지장애가 있는 사람들과 인지기능이 정상인 사람들을 대상으로 실험을 진행했다. 그 결과 경도인지장애가 있는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 인지능력 시험성적이 같은 경우에도 동공 확대 반응에서는 차이를 보였다. 특히 알츠하이머 위험을 높이는 변이유전자를 지닌 사람에게서는 이러한 차이가 더 크게 나타났다. 연구진은 “인지기능 검사를 받을 때, 타우 단백질이 쌓여있는 청반을 가진 사람의 경우 동공 반응을 일으켜 동공의 직경이 커졌다”면서 “테스트 문제가 어려울수록 동공 직경이 더욱 확대됐다”고 설명했다. 이어 “동공의 변화를 이용한 검사는 확실한 인지 저하가 시작되기 전에 알츠하이머의 위험을 미리 측정할 수 있다. 동시에 저렴한 비용으로 빠르게 알츠하이머를 진단할 수 있다는 장점이 있다”고 덧붙였다. 이번 연구결과는 지난 9일 발표된 노화 신경생물학‘(Neurobiology of Aging) 온라인판에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr