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

무더운 여름이 지나고 선선한 공기가 기분까지 좋게 만들어주는 가을이 찾아왔다. 그러나 몇 년 전부터 가을이 되면 대기정체로 인한 국내외 오염물질이 한반도 밖으로 빠져나가지 못해 미세먼지 농도가 치솟는 일이 잦아지고 있다. 미세먼지 같은 대기오염물질에 자주 노출될 경우 특히 노약자와 임산부들은 건강에 치명적인 영향을 받는다. 대기오염물질은 호흡기 질환, 각막염 등은 물론 심혈관 질환의 원인이 되고 임산부의 경우 조산아나 저출산아를 낳을 확률도 높아진다. 유럽 연구진이 대기오염물질에 자주 노출된 임산부를 조사한 결과 태반에까지 대기오염물질이 침투한다는 사실을 처음으로 확인했다. 벨기에 하셀트대 환경과학센터, 의생명연구소, 루벤대 표면화학·촉매센터, 루벤대 의대 공중보건·1차의료과, 이스트 륌부르흐병원 산부인과 공동연구팀은 임신 중 대기오염에 노출된 여성의 태반에서 블랙카본 입자가 발견됐다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 18일자에 발표했다. 블랙 카본(BC)은 이산화탄소와 함께 지구온난화에 영향을 주는 물질로 석유, 석탄 같은 화석연료, 나무 등 탄소를 포함한 연료가 불완전 연소될 때 나오는 검은 그을음으로 장기간 노출시 폐기능과 인지능력이 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다. 크기가 지름 2.5㎛(마이크로미터) 이하로 매우 작아 초미세먼지(PM2.5)에 해당되는 물질로 분류되기도 한다. 연구팀은 이스트 륌부르흐병원에서 출산한 28명의 임산부를 무작위로 뽑아 주거 환경과 거주지 대기오염도를 조사하고 태반 조직을 채취해 고해상도 영상으로 분석했다. 28명의 산모 중 5명은 조산아, 나머지 23명은 산달을 다 채우고 태어난 아이를 출산했다.그 결과 임신 중 블랙 카본 농도가 높은 지역(1㎥당 2.42㎍)에 사는 산모 10명이 블랙 카본 농도가 비교적 낮은 지역(1㎥당 0.63㎍)에 노출된 산모들에 비해 태반 조직에 블랙 카본 수치가 높게 나왔다. 연구팀에 따르면 블랙 카본이 태반에 축적되면서 나타날 수 있는 세포생물학적 차원의 분석은 추가로 연구하겠지만 산모의 건강은 물론 태아의 건강과 뇌신경 발달에도 분명히 영향을 미칠 것으로 예상된다고 설명했다. 팀 나우롯 벨기에 하셀트대 환경과학센터 교수는 “이번 연구는 태아가 사는 집이라고 할 수 있는 태반조직에 블랙 카본 입자가 축적될 가능성이 매우 크다는 점을 보여준데 의미가 있다”라며 “대기오염 물질이 체내에 축적되면서 산모와 태아에게 미치는 후생유전학적 변화를 포함한 분자수준의 변화에 대해 추가로 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

환경을 오염시키고 수많은 동식물을 죽게 만드는 미세 플라스틱, 우리 인간은 얼마나 섭취하고 있을까? 오스트리아 빈의과대학 연구진은 일본과 러시아, 네덜란드, 영국, 이탈리아, 폴란드, 핀란드, 오스트리아 국적의 실험참가자 8명에게 평상시와 같은 음식을 먹게 한 뒤, 음식의 종류와 양을 기록하고 이후 대변 샘플을 제출하도록 했다. 연구진은 이들이 제출한 음식 관련 정보를 통해 음식의 포장지와 병에 포함된 플라스틱 양을 추정했다. 실험참가자들 모두 채식주의자가 아니었으며, 8명 중 6명은 바다에서 자라는 물고기로 만든 생선 요리를 섭취했다. 실험 참가자들의 대변 샘플을 분석한 결과, 크기가 각기 다른 50~500㎛의 플라스틱 9종이 발견됐다. 가장 많은 양을 차지하는 플라스틱은 폴리프로필렌과 폴리에틸렌-테레프탈레이트로 우리가 흔히 페트병이라고 부르는 플라스틱이다. 문제의 플라스틱 입자들은 대부분 미세한 조각 또는 얇은 필름과 같은 형태였고, 구(球) 또는 섬유질 형태는 매우 드물었다. 또 대변 샘플 10g당 평균 20개의 미세 플라스틱 조각이 발견됐다. 이밖에도 조개류와 수돗물, 소금 등에서 1인당 미세 플라스틱의 연간 섭취량은 각각 1만1000개, 5800개, 1000개 등으로 확인됐다. 즉 바다 생물을 섭취할 경우, 바다생물이 이미 먹은 미세 플라스틱을 인간이 섭취하게 될 확률이 높아진다는 것. 연구진은 샘플을 통해 분석한 결과를 이용해, 인간이 매년 7만 3000개, 매일 200개의 미세한 플라스틱 조각을 섭취하고 있으며 이것이 건강에 영향을 미칠 수 있다고 밝혔다. 연구진은 “우리는 인간이 섭취한 미세 플라스틱 조각이 실제 건강에 어떤 영향을 미치는지를 정확하게 통찰하지는 못한다”면서 “하지만 일반적으로 동물이 섭취한 미세 플라스틱 조각은 위장 조직이나 다른 장기로 옮겨질 수 있고, 이것이 잠재적으로 건강에 영향을 미칠 수 있다”고 설명했다. 이어 “우리는 이번 연구를 통해 인간의 몸 안에 다양한 미세 플라스틱이 존재하고 있다는 것을 입증했다”면서 “이러한 연구결과와 더불어 우리는 대변에서 발견된 미세 플라스틱 입자가 사람의 간과 뇌, 생식기간, 태아와 태반 등에도 어떠한 영향을 미치는지 구체적으로 살펴볼 필요가 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는미국 내과학회에서 발행하는 ‘내과학회보’(AIM) 최신호(2일자)에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리나라 성인 남녀 1인당 1개씩은 갖고 있다는 스마트폰을 이용해 뇌신경회로를 조절해 치매나 파킨슨병 같은 뇌신경질환을 치료할 수 있는 방법이 개발됐다. 카이스트 전기및전자공학부와 미국 워싱턴대 마취학및약리학부 공동연구팀이 스마트폰 어플리케이션(앱)을 이용해 약물과 빛을 뇌의 특정 부위에 전달해 신경회로를 정교하게 조절할 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 6일자에 실렸다. 이번 기술은 신약개발시 장기간 동물실험이 필요할 때나 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌신경질환을 치료할 때도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 빛을 이용해 특정 뇌신경세포를 자극하는 광유전학 기술이나 약물을 이용해 주변 신경회로에 영향을 주지 않고 뉴런이나 신경을 제어할 수 있는 신경약물학은 현재 뇌신경질환 치료나 연구에 활용되는 전기자극기술보다 효과가 뛰어나다는 장점이 있다. 문제는 사용 기기의 크기가 커 뇌 조직을 손상시키거나 정교하게 제어하기 어렵다는 단점이 있다. 또 광섬유나 약물주입관 때문에 뇌 이식한 다음에는 행동 제약이 생긴다. 이에 연구진은 플라스틱과 같은 중합체로 만들어진 미세유체관과 마이크로 LED를 결합시켜 머리카락 두께의 유연한 탐침을 만들었다. 이 장치를 소형 블루투스 기반 제어회로와 교환 가능한 약물카트리지와 결합시킨 뒤 스마트폰 앱을 이용해 무선으로 제어할 수 있는 2g 남짓한 뇌 이식장치를 만들었다. 연구팀은 이 장치를 생쥐의 뇌 보상회로에 이식하고 도파민 활성물질과 억제물질이 든 카트리지를 결합시켰다. 그 다음 스마트폰 앱을 이용해 도파민을 제어하거나 활성화시켜 쥐의 행동을 조정하는데 성공했다. 또 생쥐의 뇌에 빛에 반응하는 단백질을 주입해 빛에 반응하도록 해 쥐가 특정 장소를 좋아하고 싫어하도록 조종할 수 있음을 확인했다.정재웅 카이스트 전기및전자공학부 교수는 “이번 기술은 기존의 전기자극 방법보다 훨씬 더 정교해 부작용 없는 뇌 제어가 가능하다”라며 “추가 연구를 통해 두개골 내에 완전히 이식할 수 있고 반영구적으로 사용가능한 형태로 디자인할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

당신의 뇌, 미래의 뇌/김대식 지음/해나무/280쪽/1만 6800원 무게가 고작 1.5㎏ 정도인 뇌는 신체 각 부분을 통솔할 뿐만 아니라 복잡한 정신활동을 일으킨다. 그토록 중요한 기관이지만 정작 그 작용과 기능의 대부분은 베일에 쌓여 있다. 그래서 전문가들은 뇌에 관한 한 알려진 것보다 알려지지 않은 게 더 많다고 말한다. 카이스트 전기 및 전자공학부 교수가 쓴 ‘당신의 뇌, 미래의 뇌’는 그 사용설명서 없는 인간 뇌의 수수께끼를 알기 쉽게 풀어낸 교양서로 읽힌다. 시각과 인지, 감정과 기억을 키워드로 삼은 책에선 진실과 다른 일반의 인식 교정이 도드라진다. 가정 먼저 풀어지는 오류는 바로 감각과 지각의 차이다. 그 차이를 저자는 “우리는 있는 그대로의 세상을 결코 볼 수 없다”고 표현한다. 외부의 어떤 대상이 눈을 통해 들어오면 그 감각을 뇌가 해석하고 우리는 그렇게 해석한 결과물을 볼 수 있을 뿐이라는 것이다. 착시는 그 대표적인 사례이다. 정지된 그림인데도 움직이는 것처럼 보인다던가 같은 크기의 원이면서도 주변을 둘러싼 원이 크면 안쪽의 원이 더 작게 보이는 현상이다. 현대과학에서는 인간의 생각, 기억, 감정, 인식의 대부분을 착시현상으로 보고 있다. 오감이 전달해 준 정보에 뇌의 해석이 플러스알파로 포함돼 있다는 것이다. 인간의 선택과 결정이 감정과 기억에 크게 의존한다면 어떨까. 인간은 스스로 합리적으로 결정하고 선택한다고 여긴다. 하지만 책에 따르면 대부분의 선택은 비합리적이다. 뇌가 신뢰하는 것은 예전부터 알고, 경험하고, 믿었던 편견이기 때문이다. 어떤 판단을 내릴 때 초기에 접한 정보에 집착함으로써 합리적인 판단에 지장을 초래하는 현상인 ‘닻내림 효과’가 빈번하게 이뤄지는 셈이다. ‘비싼 것이 더 좋다’는 편견 탓에 실제로 맛이 동일하더라도 다르다고 생각하고, 더 비싼 것을 선호하는 경향이 대표적인 예이다. 책은 뇌과학 교양서답게 인공지능(AI) 이야기를 빼놓지 않고 있다. 그중에서도 ‘생각하는 기계가 과연 현실화될 수 있을까’라는 대목이 눈에 띈다. 독립성·정신·자유의지를 갖춘 ‘강한 인공지능’이 현실화할 경우 인간은 어떻게 대응해야 할까. 저자는 이 대목에서 정색하고 말한다. “‘지구상에 인간이 왜 필요한가’라는 질문에 수긍할 만한 대답을 내놓을 수 있어야만 ‘강한 인공지능’과 인류의 공존이 가능하다.” 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

인도에서 총 3개의 머리를 가지고 태어난 신생아의 사연이 알려져 안타까움을 주고 있다. 영국 일간지 데일리메일 등 해외 언론의 19일 보도에 따르면 인도 북부 우타르 프라데시주에서 지난 11일, 한 산모는 오랜 진통 끝에 딸을 출산한 뒤 놀란 입을 다물지 못했다. 신생아에게는 ‘메인’에 해당하는 머리 뒤로 총 2개의 두개골이 더 있었고, 각각의 머리들은 모두 비슷한 크기로 돌출돼 있었다. 현지 의료진에 따르면 산모를 자연임신을 통해 아이를 가졌지만, 임신 기간중에는 의료시설 부족으로 인해 이상 징후 등을 미리 발견하지 못했다. 의료진은 이 신생아가 어떻게 두개골의 형태를 모두 갖춘 머리를 3개나 가지고 태어났는지 밝혀내기 위해 MRI 검사 등을 시행했지만, 뚜렷한 원인을 찾지 못한 상태다. 다만 아이가 산모의 뱃속에서 일반적인 성장과정을 거치지 못했으며, 그 결과 의학적으로도 사례가 매우 희귀한 아기가 태어난 것으로 추측하고 있다. 의료진은 정밀검사 이후 비정상적으로 자란 머리 2개를 분리·제거하는 수술을 진행할 예정이라고 밝힌 가운데, 현지 의료진은 아프리카 일부 지역에서도 매우 드물지만 유사한 사례가 있다는 사실을 확인했다. 이는 일명 ‘뇌류’(encephalocele)라고 불리는 증상과 유사한데, 뇌류는 신경관 결손으로 두개골이 열린 사이에 뇌실질이 돌출돼 있는 기형을 뜻한다. 다른 두개골이나 안면 기형, 뇌기형 등을 동반한다. 전문가들은 뇌류를 가지고 태어난 아기의 생존률은 55% 정도이며, 살아남는다 할지라도 시각장애와 지적장애, 발달지체 등의 증상과 평생을 싸워야 한다. 지난 3월 인도의 한 의학연구소에서는 위와 유사한 사례로 태어난 신생아의 머리 3개 중 2개를 제거하는 수술을 성공적으로 마친 바 있다. 당시 머리 3개의 아기는 태어난 직후 아버지에 의해 산 채로 묻혀 죽임을 당할 뻔했지만, 경찰에 의해 구조된 뒤 무사히 수술을 받았다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr