피노키오와 달리, 사람은 거짓말을 하면 코가 미세하게 줄어드는 것으로 밝혀졌다. 스페인 그라나다대(UGR) 정신·두뇌·행동연구센터(CIMCYC)는 9일(현지시간) 사람이 거짓이나 진실을 말하는지를 알아내기 위해 지금까지 어떤 탐지 방법보다 정확한 것을 고안해냈다고 밝혔다. 연구진이 고안한 새로운 거짓말 탐지법은 열화상 카메라를 활용한 것으로, 정확도는 80%에 이른다. 이는 오늘날 범죄수사 등에서 참고자료로 쓰이는 거짓말 탐지기(생리적 반응을 기록에 사용하는 측정 기기)나 다른 뇌 이미지 기법 등 어떠한 기술보다 정확하다. 이에 따라 연구진은 열화상 카메라를 활용한 새로운 기법이 세상에서 가장 신뢰할 수 있는 거짓말 탐지 방법이라고 주장한다. 이 연구는 거짓말을 하면 얼굴의 체온이 부분에 따라 달라진다는 이른바 ‘피노키오 효과’를 검증하기 위해 시행됐다. 연구진은 열화상 카메라를 활용한 새로운 탐지 기술로 대학생 60명을 대상으로, 거짓이나 진실을 말할 때 얼굴의 체온 변화를 상세히 관측했다.그 결과, 거짓말을 하면 코끝의 온도가 섭씨 0.6~1.2도 떨어지지만 이마의 온도는 섭씨 0.6~1.5도 상승하는 것으로 나타났다. 그리고 얼굴에서 두 부위의 온도 차이가 클수록 조사 대상자는 거짓말할 가능성도 더 높았다. 이런 기이한 반응은 사람이 거짓말을 할 때 정신적으로 소비하는 에너지와 다른 사람들이 진실을 알게 될까 봐 생기는 불안감에 의해 일어난다. 연구를 이끈 에밀리오 고메스 밀란 박사는 “누군가가 거짓말을 하려고 하면 생각을 해야 하는 데 이는 이마 부위의 온도를 높인다. 이와 동시에 불안감을 느껴 코 부위의 온도는 떨어지는 것”이라고 설명했다. 또 이때 사람의 눈으로는 알 수 없지만, 실제로 코는 미세하게 줄어드는 것으로 나타났다. 이에 대해 고메스 밀란 박사는 “우리는 이런 기술로 정확도를 높여 거짓말 탐지기와 같은 다른 방법에서 흔히 발생하는 오탐지 현상을 줄일 수 있었다”면서 “언젠가는 거짓말 탐지 기술에 열화상 카메라 기술을 더해 용의자의 거짓말을 더욱 정확하게 잡아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 이어 “이는 경찰서나 공항 또는 난민 수용소에도 도입할 수 있다”면서 “그러면 범죄자가 거짓말을 하고 있는지나 국경을 넘으려고 하는 사람들의 진정한 의도를 알아낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘수사심리학·범죄자프로파일링 저널’(Journal of Investigative Psychology and Offender Profiling) 최신호에 실렸다. 사진=UGR 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구 역사상 가장 몸집이 큰 새인 ‘코끼리 새’(Elephant birds)의 뇌구조를 분석한 연구결과가 공개됐다고 CNN 등 해외 언론이 지난달 30일 보도했다. 마다가스카르에서 화석으로만 발견되는 코끼리새는 동물분류학상 ‘에피오르니티대(Aepyornithidae)’과(科)에 속하는 날지 못하는 거대한 몸집의 새로 2속(屬) 15종(種)이 있는 것으로 알려져 왔다. 코끼리새는 마다가스카르에서 500~1000년 전까지 서식했던 것으로 추정되지만 이후 멸종을 맞이했다. 코끼리새가 멸종되기 전까지 어떤 서식 습관을 가지고 있었는지 정확히 파악된 바가 없다. 이에 미국 텍사스대학 연구진은 2종의 코끼리새 구개골 화석을 CT촬영하고, 두개골 화석의 내표면(엔도캐스트)을 분석했다. 학계에서는 지금까지 코끼리새가 에뮤나 타조처럼 몸집은 크지만 날 수 없고, 낮에 주로 활동하며 시력이 발달한 새일 것이라고 예상해왔지만, 뇌 구조를 분석한 결과 기존 예측과 다른 사실들이 밝혀졌다. 연구진은 코끼리새 2종의 시엽(중뇌에서 안구운동과 동공 조절 등을 담당하는 신경중추)이 다른 새에 비해 매우 작았으며, 오히려 야생성 조류이자 날지 못하는 조류인 키위(Kiwi) 새가 더욱 닮았다는 것을 확인했다. 대신 코끼리의 새의 후각신경구(후각과 관련한 2차 감각신경세포가 존재하는 부위)가 발달해 서식지에서 생존하는데 도움을 준 것으로 분석됐다. 즉 지구 역사상 가장 큰 새인 코끼리새는 기존 예측과 달리 야행성이고 눈이 퇴화한 편에 속해 시력이 좋지 않았지만 후각이 발달했던 새라는 것. 연구를 이끈 크리스토퍼 토레스 박사는 “누구도 코끼리새가 야생성일 것이라고는 생각하지 못했다”면서 “지금까지 코끼리새를 다룬 몇몇 연구들은 대부분 코끼리새가 낮에 더욱 활동적이었을 것으로 예상했다.”고 설명했다. 이어 “이번 연구는 우리가 지금까지 코끼리새를 포함한 조류에 대해 제대로 이해하지 못하고 있었다는 사실을 알려준다”면서 “특히 몸집이 이렇게 큰 새가 매우 작은 크기의 시각적 기관을 가지고 있었다는 사실은 매우 놀라운 발견”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 ‘영국왕립학회보 B’(journal Proceedings of the Royal Society B) 10월 31일자 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

3m 내 해상도 29ppi 이상은 식별 못해 8K TV 104ppi… 한계해상도 훌쩍 넘어 80인치 미만, 4K-8K 구분 어려워“프리미엄TV 대형화 추세에 고화소 필요”TV 업계가 ‘8K 시대’ 문을 열었다. 세계 프리미엄 TV 시장을 주도하는 삼성전자와 LG전자는 지난달 초 독일 베를린에서 막을 내린 유럽 최대 가전 전시회 ‘IFA 2018’에서 각각 최상위 제품군인 퀀텀닷디스플레이(QLED)TV와 유기발광다이오드(OLED) TV의 8K 모델을 공개했다. 8K TV는 빛을 내는 단자가 가로 7680줄 세로 4320줄로, 총 3300만 화소가 넘는 제품이다. 아직 4K(3840×2160) 울트라고화질(UHD)도 완전히 정착하지 않은 시장에 차세대 TV로 소개되고 있는 상황이다. 그런데 우리 눈이 이 정도 고해상도 화면을 인식할 수 있을지 의문이 생긴다. 디스플레이 기술은 인간의 눈으로 확인할 수 있는 한계를 넘었다는 얘기가 나온 지도 오래됐다. 인간의 눈으로 4K와 8K를 구별할 수 있을까. 수학 공식에 대입해 계산해 봤다. 시력 1.0의 눈은 시야각 1도를 60개로 쪼갠 점(픽셀)을 분간할 수 있다. 점과 점 사이가 그 이상 붙어 있으면 우리 뇌는 두 점을 하나로 받아들인다. 시력이 높을수록 더 좁은 간격을 구별할 수 있는데, 과학·의학적으로는 인간 한계치로 인식되는 시력 2.5의 눈으로 시야각 1도를 150등분할 수 있다. 해상도의 단위인 ppi(pixels per inch)는 길이 1인치당 픽셀 수를 나타낸다. 숫자가 높을수록 픽셀 밀도가 높다는 뜻으로, 더 정밀한 표현이 가능해진다. dpi(dots per inch)도 같은 개념이다. 눈의 해상도 한계치는 화면과의 거리에 따라 달라진다. 당연히 가까울수록 더 촘촘하고 많은 점을 구분할 수 있고, 멀수록 잘 안 보인다. 따라서 눈앞에 바짝 두고 보는 스마트폰은 높은 ppi가 필요하다. 반대로 영화관 스크린이나 전광판처럼 멀리서 보는 제품은 낮은 ppi로도 충분하다. 거리에 따라 눈이 분간할 수 있는 가장 작은 점 크기는 삼각비의 탄젠트(tan) 법칙을 이용해 구했다. 공식에 인간 시력 한계치인 150분의1도와 거리 10㎝ 대입해 나온 값(약 12㎛)으로 1인치(2.54㎝)를 나누면, 인간이 10㎝ 앞에 있는 1인치 선 안에서 구분할 수 있는 최대 픽셀 수는 약 2183개라는 결과가 나온다. 의학적으로 성인 눈의 최소 초점 거리가 10㎝이니 인간 눈이 물리적으로 도달할 수 있는 최대 한계해상도가 약 2183ppi인 셈이다. 보통의 좋은 눈(시력 1.0) 한계해상도는 약 873ppi다. 계산해 보면 1.5~3m 거리에 두고 사용하는 TV 해상도는 아무리 높아도 약 58ppi면 충분하다. 넓은 집에 대형 TV를 놓아 3m 거리에서 보게 되면 보통 사람이 29ppi 이상 볼 수 없다. 그런데 8K TV 해상도는 크기에 따라 104ppi(84인치)~137ppi(64인치)에 달한다. 뿐만 아니라 4K TV 해상도도 52ppi(84인치)~91ppi(48인치)로 거의 모든 크기의 TV가 보통 눈의 한계해상도를 훌쩍 넘어섰다. 8K가 4K 해상도의 두 배라지만 소비자들은 그 차이를 느끼기 어렵다는 결론이 나온다. 높은 해상도를 체감하기 위해선 TV 크기가 커져야 한다. 하지만 TV가 커질수록 사용자는 더 뒤로 물러나서 봐야 하기 때문에 한계해상도가 크게 높아지기 어렵다. 전자업계 관계자는 “80인치 TV의 경우 3m 떨어져서 외국 영화를 보면 자막을 보기 어렵다”고 말했다. 그럼 우리가 30㎝ 이내에서 보는 스마트폰 해상도는 몇 ppi 정도면 될까. 시력 1.0인 사람이 30㎝에서 차이를 인식할 수 있는 ppi는 약 291개이며, 초인적인 시력으로 볼 수 있는 ppi는 약 727개다. 삼성전자 ‘갤럭시노트9’, LG전자 ‘V40 씽큐’ 등 요즘 최신 프리미엄 스마트폰 화면이 550ppi 안팎이다. 보통의 좋은 눈으로 구별할 수 있는 한계치의 두 배에 육박한다. 이 밖에도 40㎝ 안팎에서 사용하는 태블릿PC 한계해상도는 약 218ppi이지만, 아이패드 4세대, 크롬북 등 프리미엄 태블릿은 픽셀 밀도가 264ppi를 넘나든다. 70㎝ 내외 거리를 두고 쓰는 노트북이나 데스크톱 PC 한계해상도는 약 134ppi다. 하지만 요즘 고성능 노트북 화면은 300ppi에 근접하고 있다. 이렇게 디스플레이가 사람 눈의 한계를 뛰어넘은 상황에서도 고화소·초고화질 경쟁은 계속되고 있다. 업계는 사람 눈이 실제로는 수학적 계산으로 나타나지 않는 미세한 차이도 잡아낼 수 있다고 설명한다. 특히 최근 프리미엄 TV 대형화 추세 때문에 고화소가 필요하다고 한다. 업계 관계자는 “40~50인치 TV를 8K로 바꾸는 것은 의미가 없지만 80인치 정도 되면 8K를 눈이 인지할 수 있다”고 설명했다. 제대로 8K가 구현되면 화소 뿐 아니라 다른 화질요소들도 큰 폭으로 상승하기 때문에 우리 눈으로 확실하게 체감할 수 있다는 의견도 있다. 포털 다음에 있는 ‘UHD 유저 포럼’ 카페 운영자 이군배 씨는 “아직 8K TV가 처음 출시되는 과도기라서 완전한 8K 영상을 표현하기 어렵다”면서 “하지만 앞으로 제품의 컬러비트(표현할 수 있는 색의 수)와 초당 프레임 수 등이 모두 향상되면 80인치 미만에서도 화질 차이를 느낄 수 있다”고 설명했다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

보통사람 3m 거리서 1인치당 29화소 한계 80인치 8K 104ppi… 4K도 52ppi 한계 훌쩍 업계 “TV 대형화 추세로 화소 계속 늘어날 것” TV 업계가 ‘8K 시대’ 문을 열었다. 세계 프리미엄 TV 시장을 주도하는 삼성전자와 LG전자는 지난달 초 독일 베를린에서 막을 내린 유럽 최대 가전 전시회 ‘IFA 2018’에서 각각 최상위 제품군인 퀀텀닷디스플레이(QLED) TV와 유기발광다이오드(OLED) TV의 8K 모델을 공개했다. 8K TV는 빛을 내는 단자가 가로 7680줄 세로 4320줄로, 총 3300만 화소가 넘는 제품이다. 아직 4K(3840×2160) 울트라고화질(UHD)도 완전히 정착하지 않은 시장에 차세대 TV로 소개되고 있는 상황이다. 그런데 우리 눈이 이 정도 고해상도 화면을 인식할 수 있을지 의문이 생긴다. 디스플레이 기술은 인간의 눈으로 확인할 수 있는 한계를 넘었다는 얘기가 나온 지도 오래됐다. 인간의 눈으로 4K와 8K를 구별할 수 있을까. 재미있는(?) 수학으로 계산해 봤다. 시력 1.0의 눈은 시야각 1도를 60개로 쪼갠 점(픽셀)을 분간할 수 있다. 점과 점 사이가 그 이상 붙어 있으면 우리 뇌는 두 점을 하나로 받아들인다. 시력이 높을수록 더 좁은 간격을 구별할 수 있는데, 과학·의학적으로는 인간 한계치로 인식되는 시력 2.5의 눈으로 시야각 1도를 150등분할 수 있다.해상도의 단위인 ppi(pixels per inch)는 길이 1인치당 픽셀 수를 나타낸다. 숫자가 높을수록 픽셀 밀도가 높다는 뜻으로, 더 정밀한 표현이 가능해진다. dpi(dots per inch)도 같은 개념이다. 눈의 해상도 한계치는 화면과의 거리에 따라 달라진다. 당연히 가까울수록 더 촘촘하고 많은 점을 구분할 수 있고, 멀수록 잘 안 보인다. 따라서 눈앞에 바짝 두고 보는 스마트폰은 높은 ppi가 필요하다. 반대로 영화관 스크린이나 전광판처럼 멀리서 보는 제품은 낮은 ppi로도 충분하다. 거리에 따라 눈이 분간할 수 있는 가장 작은 점을 구하는 공식은 삼각비의 탄젠트(tan) 법칙을 이용하면 된다. 시력 1.0이 구분할 수 있는 최소 각도인 60분의1도를 삼각형 꼭짓점 내각에 넣고 그 대변의 길이를 구하면 된다. 공식은 ‘점 크기=거리×2(tan(1/120))’로 정리된다. 공식에 인간 시력 한계치인 150분의1도와 거리 10㎝ 대입해 나온 값(약 12㎛)으로 1인치(2.54㎝)를 나누면, 인간이 10㎝ 앞에 있는 1인치 선 안에서 구분할 수 있는 최대 픽셀 수는 약 2183개라는 결과가 나온다. 의학적으로 성인 눈의 최소 초점 거리가 10㎝이니 인간 눈이 물리적으로 도달할 수 있는 최대 한계 해상도가 약 2183ppi인 셈이다. 보통의 좋은 눈(시력 1.0) 한계 해상도는 약 873ppi다. 계산해 보면 1.5~3m 거리에 두고 사용하는 TV 해상도는 아무리 높아도 약 58ppi면 충분하다. 넓은 집에 대형 TV를 놓아 3m 거리에서 보게 되면 보통 사람이 29ppi 이상 볼 수 없다.그런데 8K TV 해상도는 크기에 따라 104ppi(84인치)~137ppi(64인치)에 달한다. 뿐만 아니라 4K TV 해상도도 52ppi(84인치)~91ppi(48인치)로 거의 모든 크기의 TV가 보통 눈의 한계해상도를 훌쩍 넘어섰다. 8K가 4K 해상도의 두 배라지만 소비자들은 그 차이를 느끼기 어렵다는 결론이 나온다. 높은 해상도를 체감하기 위해선 TV 크기가 커져야 한다. 하지만 TV가 커질수록 사용자는 더 뒤로 물러나서 봐야 하기 때문에 한계해상도가 크게 높아지기 어렵다. 전자업계 관계자는 “80인치 TV의 경우 3m 떨어져서 외국 영화를 보면 자막을 보기 어렵다”고 말했다. 그럼 우리가 30㎝ 이내에서 보는 스마트폰 해상도는 몇 ppi 정도면 될까. 시력 1.0인 사람이 30㎝에서 차이를 인식할 수 있는 ppi는 약 291개이며, 초인적인 시력으로 볼 수 있는 ppi는 약 727개다. 삼성전자 ‘갤럭시노트9’, LG전자 ‘V40 씽큐’ 등 요즘 최신 프리미엄 스마트폰 화면이 550ppi 안팎이다. 보통의 좋은 눈으로 구별할 수 있는 한계치의 두 배에 육박한다. 이 밖에도 40㎝ 안팎에서 사용하는 태블릿PC 한계해상도는 약 218ppi이지만, 아이패드 4세대, 크롬북 등 프리미엄 태블릿은 픽셀 밀도가 264ppi를 넘나든다. 70㎝ 내외 거리를 두고 쓰는 노트북이나 데스크톱 PC 한계해상도는 약 134ppi다. 하지만 요즘 고성능 노트북 화면은 300ppi에 근접하고 있다. 이렇게 디스플레이가 사람 눈의 한계를 뛰어넘은 상황에서도 고화소·초고화질 경쟁은 계속되고 있다. 업계는 사람 눈이 실제로는 수학적 계산으로 나타나지 않는 미세한 차이도 잡아낼 수 있다고 설명한다. 특히 최근 프리미엄 TV 대형화 추세 때문에 고화소가 필요하다고 한다. 업계 관계자는 “40~50인치 TV를 8K로 바꾸는 것은 의미가 없지만 80인치 정도 되면 8K를 눈이 인지할 수 있다”고 설명했다. 업계는 또 화소 밀도가 높으면 화질을 높이기 위한 다른 영상기술들이 더 큰 효과를 낸다고 한다. 다른 관계자는 “명암비가 좋은 TV에 픽셀이 더 세밀하면, 예를 들어 까만 배경에 얼굴이 하얀 배우가 서 있을 때 얼굴과 배경 사이 경계를 훨씬 날카롭게 표현할 수 있다”고 말했다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌 자기공명영상(MRI)을 바탕으로 고화질의 뇌혈류 지도를 개발해 주목받고 있다. 이 지도의 개발로 뇌경색의 정확한 원인과 치료 방법을 찾을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국표준과학연구원 국가참조표준센터와 동국대 일산병원 공동연구팀은 전국 11개 대학병원에서 입원 치료받은 급성 뇌경색 환자 1160명의 뇌영상 데이터를 바탕으로 최고 수준의 해상도를 가진 뇌혈류 지도를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국의학협회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 신경학’ 최신호에 실렸다. 뇌혈관 질환은 국내에서 암, 심장질환 다음으로 높은 사망원인이다. 뇌 조직이 혈액공급을 받지 못해 괴사하는 뇌경생 질환이 대표적인 뇌혈관 질환이다. 뇌경색은 뇌에 혈액을 공급하는 대뇌동맥 3개 중 하나 또는 여러 곳이 막혀서 발생하는 질환이다. 뇌경색 검진과 치료는 대뇌동맥 혈관 몇 개가 문제가 되고 있는지에 따라 달라지기 때문에 정확하게 문제되는 혈관을 찾는 것이 중요하다. 대뇌동맥이 대뇌를 세 부분으로 나눠 각각 혈류 공급을 담당한다는데 착안해 만든 것이 뇌혈류지도이다. 뇌혈류지도를 바탕으로 뇌경색 환자의 뇌영상 데이터와 비교해 진단을 하는 것이다. 기존 뇌혈류지도들은 20~100명 정도의 적은 표본을 대상으로 만들어졌기 때문에 해상도가 떨어져 진단의 정확성과 신뢰성에 영향을 미치게 되는 것이다. 연구팀은 1160명의 급성뇌경색 입원 환자의 MRI 데이터 전부를 참조했다. 일반적인 성인 뇌 용량인 1200㏄의 뇌를 1.5㏄ 크기의 800개 부위로 나눔으로써 뇌 어떤 부위에 뇌경색이 발생했는지에 대해 한 눈에 볼 수 있도록 했다. 이번에 개발된 고해상도 뇌혈류지도는 의료진이 진료실에 걸어놓고 사용할 수 있도록 도판 형태로 만들어 올해 안에 무료로 배포된다.김동억 동국대 일산병원 신경과 교수는 “이번에 개발한 고해상도 뇌혈류지도는 1만 개 이상의 영상 슬라이스를 생산단계부터 동일한 기준으로 평가해 완성한 참조표준”이라며 “뇌경색 원인 진단은 물론 재발 방지를 위한 약물 선택시 정확도를 향상시킬 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초파리는 놀라운 생물체다. 인간의 눈에 작은 점처럼 보이는 곤충이지만, 유리컵 안쪽처럼 좁은 공간에서도 복잡한 3차원 비행이 가능하며 위험을 회피하고 먹이를 찾는 능력이 뛰어나다. 보통 사람들은 과일이나 음식물 쓰레기에 이끌려 집안으로 들어오는 성가신 작은 파리로 생각하지만, 과학자들은 초파리의 놀라운 능력에 매료되어 이 생물을 오래전부터 연구했다. 작은 크기지만, 대신 키우기가 쉽고 세대가 짧아 유전학을 포함한 여러 과학 연구에 적합한 생물이기 때문이다. 마이클 딕킨슨 칼텍 교수와 그 동료들은 초파리가 사막에서도 길을 잃지 않는 놀라운 방향 감각을 지니고 있다는 사실에 주목했다. 연구팀에 의하면 초파리는 모하비 사막처럼 극한적인 환경에서도 살아갈 수 있다. 구분이 어려운 비슷한 지형을 지닌 사막에서도 초파리는 길을 잃지 않고 정확하게 물과 먹이가 있는 장소로 날아갈 수 있다. 연구팀은 초파리가 몇몇 곤충과 비슷하게 태양을 기준으로 방향을 알아낸다는 가설을 세우고 연구를 진행했다. 연구팀은 초파리를 암실에 가두고 여러 개의 빛과 가상 현실을 보여주면서 실험을 진행했다. 특히 햇빛을 시뮬레이션한 강한 빛을 보여줬을 때의 반응을 조사한 결과 초파리는 가짜 햇빛에 반응해 방향을 알아내는 것으로 확인됐다. 연구팀은 한 걸음 더 나아가 초파리의 작은 뇌에서 구체적으로 어떤 신경 세포가 이를 감지하는지 밝혀냈다. 이 신경 세포를 파괴한 경우 초파리는 그냥 강한 빛을 따라서 움직일 뿐이었다. 결론적으로 초파리는 햇빛을 이용해서 방향을 알아낼 수 있으며 이 신호를 처리하는 특화된 신경 세포를 지녔다. 하지만 연구팀은 여기서 끝이 아닐 것으로 보고 있다. 태양의 방향은 많은 생물들이 표지로 사용하는 유용한 방법이긴 하지만, 그것만으로 정확한 거리와 방향을 측정하기는 곤란하기 때문이다. 아마도 더 복잡한 생체 내비게이션 시스템이 있을 가능성이 크다. 앞으로의 연구 과제인 셈이다. 초파리의 뇌는 매우 작고 단순하지만, 인간이 만든 어떤 로봇보다 복잡한 일을 수행할 수 있다. 그 비밀을 밝히는 것은 현대 과학이 도전하는 가장 큰 미스터리인 뇌의 비밀을 밝힐 뿐 아니라 더 정교한 인공지능을 만드는 데도 도움을 줄지 모른다. 앞으로도 이 작고 놀라운 곤충에 대한 연구가 계속 진행될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

그래픽 처리 장치 전문 업체인 엔비디아가 새로운 RTX 2000 시리즈 제품군을 본격적으로 출시했습니다. 오랜 세월 사용한 GTX라는 명칭을 버리고 RTX라는 새로운 브랜드로 등장한 RTX 2080 Ti, RTX 2080, RTX 2070은 높은 가격으로 인해 다소 논란도 있지만, 엔비디아는 ‘그래픽을 다시 발명했다(Graphic reinvented)’고 언급하면서 대단한 자신감을 보여주고 있습니다. 사실 RTX 시리즈에서 처음 도입한 튜링(Turing) 아키텍처는 엔비디아에도 상당한 도전입니다. 튜링은 그래픽에서는 물론 인공지능에서도 2위가 따라오기 힘든 엔비디아식 초격차 전략을 위한 포석이지만 여러 가지 검증되지 않은 새로운 시도가 담겨있기 때문입니다. 엔비디아가 튜링에서 도입한 가장 중요한 두 가지 핵심 무기는 바로 레이 트레이싱(Ray Tracing)을 위한 RT 코어와 딥러닝을 위한 텐서 코어(Tensor Core)라고 할 수 있습니다. 가짜를 더 진짜처럼 3D 그래픽 카드는 2차원 평면인 모니터에 가상의 3차원 물체를 보여주는 장치입니다. 초창기 3D 그래픽 게임은 지금 기준으로 보면 어설프게 색칠한 상자들이 움직이는 정도에 불과했습니다. 하지만 지난 수십 년간 더 현실적인 가짜를 구현하기 위한 노력 덕분에 게임에 등장하는 사람과 물건들은 점점 실제와 비슷해졌습니다. 엔지니어들은 끊임없이 더 많은 폴리곤과 텍스처를 처리할 수 있는 그래픽 프로세서를 개발했고 이제는 제법 사실적인 사물을 모니터를 통해 보여줄 수 있게 됐습니다. 그러나 이런 꾸준한 노력에도 불구하고 우리의 뇌는 게임 속 3D 그래픽이 실제와 다르다는 사실을 인지합니다. 여러 가지 이유가 있지만, 가장 중요한 건 빛의 효과가 실제와 다르기 때문입니다. 햇빛 같은 광원이 다시 물체에 반사되어 나오는 빛의 미묘한 광원효과는 워낙 복잡해서 슈퍼컴퓨터의 힘으로도 실시간으로 계산해 표현하기 어렵습니다. 물론 그래도 엔지니어들은 가능한 방법을 개발했습니다. 가장 대표적인 방법이 바로 레이 트레이싱(Ray tracing) 기법입니다. 레이 트레이싱은 광원과 빛의 반사를 실제와 가깝게 표현하는 기술로 이미 영화나 동영상 제작에서 널리 쓰이고 있지만, 이를 계산하기 위해서는 많은 시간이 필요해 게임에 적용하기에는 무리가 있었습니다. 영화에서는 몇 시간 렌더링한 결과를 1분 동안 보여줘도 문제없지만, 게임에서는 실시간으로 처리해야 하기 때문입니다. 이 문제의 해결책은 레이 트레이싱을 고속으로 처리할 별도의 연산 장치를 개발하는 것입니다. 엔비디아가 튜링에 탑재한 RT 코어가 그것으로 과거 소프트웨어적으로 레이 트레이싱을 처리할 때와는 비교할 수 없을 만큼 빠른 속도로 레이 트레이싱 연산이 가능해졌습니다. 엔비디아는 스타워즈 기술 데모를 시연하면서 과거 4개의 GPU로 처리하던 레이 트레이싱을 튜링 GPU 한 개로 더 빨리 처리할 수 있다는 점을 보여줬습니다. 물론 그래도 우리의 눈을 완전히 속일 수는 없지만, 더 진짜 같은 가짜를 구현할 수 있게 된 것입니다. 두 마리 토끼를 노리는 텐서 코어 튜링에서 다른 큰 변화는 인공지능 연산 장치인 텐서 코어가 같이 포함되었다는 사실입니다. 텐서 코어의 연산 능력은 114TFLOPS (16FP)로 현존하는 가장 강력한 인공지능 프로세서 가운데 하나입니다. 최근 GPU는 인공지능 분야에 쓰임새가 점점 늘어나고 있기 때문에 이런 변화는 자연스럽지만, 새로 추가된 텐서 코어가 본래 목적인 게임에는 무용지물이라는 게 문제입니다. 엔비디아는 텐서 코어에 새로운 일감을 줬는데, 바로 이미지 품질을 향상시키는 것입니다. 딥러닝 기법으로 저해상도 사진이나 영상으로 바꾸는 연구가 진행 중인데, 튜링은 아예 실시간으로 3D 그래픽 영상 품질을 높입니다. 게임 속 3D 그래픽은 흔히 계단 현상이라고 부르는 앨리어싱(Aliasing)을 제거하지 않으면 모서리 부분이 매우 지저분하거나 거칠게 보입니다. 이를 제거하기 위해 여러 기술이 개발되었는데, 대표적인 방법이 TAA(Temporal Anti-Aliasing)입니다. 어떤 방법이든지, 기존의 그래픽 연산 유닛을 사용하기 때문에 안티 앨리어싱을 많이 할수록 성능이 낮아졌습니다. 하지만 딥러닝을 위한 텐서 코어를 갖춘 튜링에겐 다른 방법이 있습니다. 딥 러닝 슈퍼 샘플링(Deep Learning Super-Sampling·DLSS)은 그래픽 연산이 아닌 인공지능을 이용해 이미지 품질을 높이기 때문에 3D 연산 능력에 영향을 미치지 않습니다. 결과적으로 텐서 코어를 이용해서 3D 처리 능력을 높인 것과 같은 결과를 얻게 됩니다. 물론 딥러닝 기법으로 이미지 해상도를 높일 경우 기존의 방식과 결과물이 다소 달라 이질적으로 보일 수도 있으나 딥러닝 기반이기 때문에 앞으로 알고리즘을 개선하고 학습을 많이 하면 더 좋은 결과를 얻을 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 그래픽과 인공지능 왕좌 노리는 엔비디아 하지만 신기술에도 대가는 따르게 마련입니다. 이미 그래픽 연산과 병렬 연산을 위해 수천 개의 CUDA 코어를 집어넣은 상태에서 다시 텐서 코어와 RT 코어를 추가하면서 튜링 GPU는 엄청나게 커졌습니다. RTX 2080 Ti는 754㎟ 다이 (die) 면적에 186억 개의 트랜지스터를 집적했으며 RTX 2080/2070 역시 538㎟ 면적에 136억 개의 트랜지스터를 집적해 전 세대 대비 크기가 대폭 증가했습니다. 그러나 게임에서의 성능 향상 폭은 30-40% 수준으로 트랜지스터 증가에 미치지 못하는 수준입니다. 물론 새로운 유닛을 대거 집어넣었기 때문이죠. 이미 업계 1위인 엔비디아가 이런 대가를 치르면서까지 신기술을 집어넣은 이유는 분명합니다. 경쟁자들이 따라오지 못할 정도로 앞서가려는 것이죠. 레이 트레이싱 기술을 지원하는 게이밍 GPU는 현재 엔비디아만 출시했고 앞으로 당분간 엔비디아 이외의 회사는 없을 것입니다. 텐서 코어를 지닌 GPU 역시 마찬가지입니다. 물론 엔비디아의 전략이 통하려면 게임 제작사들의 협조가 필수적입니다. 제작사들이 적극적으로 레이 트레이싱과 DLSS를 적용해야 빛을 볼 수 있는 것입니다. 이미 여러 게임에서 지원을 공언했지만, 얼마나 보편적으로 이용하게 될지는 아직 미지수입니다. 만약 최신 게임에서 널리 사용하는 기술이 된다면 엔비디아의 입지는 한층 더 강화되고 차세대 그래픽과 인공지능에서 선두를 유지할 수 있을 것입니다. 과연 그렇게 될지는 두고 봐야 알겠지만, 현재의 성공에 만족하지 않고 새로운 시도를 하는 IT 기업의 모습은 매우 긍정적으로 보입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

치매를 앓고 있는 할머니가 물 마시는 것조차 깜빡하자 20대 손자는 독창적인 방법을 생각해냈다. 지난 29일 영국 일간 메트로는 치매 걸린 할머니의 수분 공급을 위해 특별한 간식을 개발한 손자 루이스 혼비(24)의 사연을 소개했다. 대학원에서 공학을 전공 중인 루이스가 처음 할머니의 문제를 알게 된 것은 할머니가 심각한 탈수증으로 병원에 급히 실려 가면서 부터다. 기억력에 문제가 있는 치매환자들이 충분한 수분을 섭취하기란 쉬운 일이 아니며, 할머니도 물을 제대로 마시지 않아 쓰러졌던 것이다. 영국 치매협회(Alzheimer’s Society)에 따르면, 치매환자의 경우, 몸에서 수분이 빠져나간 것을 인식하고 갈증을 해소해야한다고 메시지를 보내는 뇌의 일부가 늘 완벽하게 작동하지 않는다. 또한 일부 약물치료나 치매와 관련된 질병이 탈수증을 악화시킬 수 있다. 루이스는 할머니에게 또 이런 일이 발생하지 않게 하기 위해 고민에 빠졌다. 그러다 할머니가 지내는 복지시설에 초콜릿을 선물로 사간 루이스는 한 가지 아이디어를 떠올렸다. 그는 복지시설 노인들이 접시의 음식을 먹을 때는 누군가의 도움이 필요했지만 초콜릿을 먹을 때는 간단하고 쉽게 먹을 수 있음을 깨달았다.　 그 길로 루이스는 치매 심리학자와 의사들에게 자문을 구해 간식처럼 손쉽게 먹을 수 있는 젤리 드롭(Jelly Drops)을 만들었다. 90%이상의 수분과 스포츠음료에 포함된 전해질로 이루어진 한입 크기의 젤리는 알록달록한 색감으로 먼저 할머니 관심을 끌었고, 자연스레 섭취를 유도했다. 손자의 노력을 알아차린 듯 할머니는 그 자리에서 7개의 젤리 볼을 씹어 먹었다. 할머니가 잘 먹는 모습을 지켜보던 루이스는 “젤리 드롭을 받아든 할머니의 얼굴이 환해졌다”면서 젤리가 할머니의 수분 공급을 돕고 다른 치매 환자들에게도 도움이 되었으면 좋겠다“고 미소 지었다. 한편 그가 만든 젤리 드롭은 혁신적인 건강 해결책으로 인정받아 의학 협회와 공학 부문에서 상을 받기도 했다. 현재 루이스는 젤리드롭을 대량 생산하기 위한 추가적인 실험을 하고 있으며, 실험이 끝나면 시중에 판매할 예정이다. 사진=젤리드롭홈페이지 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

쥐라기 공룡과 함께 살았던 초기 포유류의 조상은 지금보다 다둥이 가족이었다는 증거가 발견됐다. 미국 텍사스 대학 연구팀은 1억8,500만년 전 살았던 초기 포유류인 카엔타테리움 웰라시(Kayentatherium wellesi)의 화석에서 작은 동물의 화석을 같이 발견했다. 카엔타테리움은 비글과 비슷한 크기의 초식 포유류로 털이 있는 항온 동물이지만, 현생 태반 포유류보다 훨씬 원시적인 동물로 알을 낳았다. 사실 텍사스 대학의 티모시 로위 교수가 18년 전 애리조나주에서 발견했으나 최근까지 그 중요성을 제대로 파악하지 못하다가 뒤늦게 새로운 사실을 발견했다. 연구팀은 고해상도 CT 스캔을 통해 카엔타테리움과 함께 있는 작은 동물이 새끼라는 결론을 내렸다. 이 새끼들은 부화 직전에 죽거나 혹은 직후에 죽어 어미와 같이 발견된 것으로 보인다. 몸길이는 성체의 1/10 정도인데 새끼의 숫자가 모두 38마리로 일반적인 포유류보다 매우 많았다. 이는 포유류보다 파충류에 가까운 숫자로 일반적인 포유류에서는 불가능하다고 여겨지는 숫자다. 추가적인 분석을 통해 연구팀은 그 이유가 뇌에 있다는 결론을 내렸다. 뇌는 크기에 비해 막대한 자원을 소모하는 장기다. 포유류는 파충류나 양서류보다 뇌가 잘 발달했는데, 대신 이로 인해 새끼의 숫자는 줄어들 수밖에 없다. 새끼 하나를 만드는데 필요한 자원이 더 많이 들기 때문이다. 대개 포유류의 경우 새끼는 어미의 축소형이긴 하지만 머리는 상대적으로 큰 편이며 인간은 특히 극단적일 정도로 아기의 머리 크기가 큰 편이다. 하지만 카엔타테리움의 새끼는 어미의 축소 버전으로 같은 비율의 작은 뇌를 지니고 있다. 연구팀은 이를 근거로 쥐라기 전반기의 초기 포유류가 아직 파충류와 비슷한 원시적 특징을 지니고 있었다고 결론 내렸다. 이 연구 결과는 저널 네이처에 발표됐다. 포유류의 조상은 중생대에는 공룡보다 매우 미미한 비중을 차지하는 동물로 생각된다. 하지만 사실 이 시기에 현생 포유류의 중요한 특징이 진화했다. 카엔타테리움의 시기 이후 상대적으로 뇌가 큰 더 현대적인 포유류가 등장했으며 알 대신 태반에서 새끼를 키워 출산하는 태반 포유류 역시 백악기에 등장한 것으로 보고 있다. 그리고 비조류 공룡의 멸종을 계기로 태반 포유류는 급속하게 생태계를 장악해 신생대의 주인공이 된다. 이 모두는 중생대에 차근차근 진화한 포유류의 조상 없이는 불가능한 일이다. 대부분 작고 힘없어 보이는 동물이지만, 중생대 포유류가 우리에게 중요한 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

돌연변이 발생… 전되는 경우 드물어 새벽~아침 두통·구토 유발 땐 의심해야 심하면 안면신경 마비·간질발작 증상도 MRI·CT로 종양 크기·범위 한눈에 파악 최소 부위 절개·내시경 수술 흉터 최소화우리 몸에서 가장 중요한 기능을 하는 장기라고 하면 ‘뇌’를 떠올리는 분들이 많을 겁니다. 무게 1200~1300g으로 크기가 양배추만 한데 몸 전체를 관장합니다. 걷기, 말하기, 숨쉬기, 감각, 기억 등 모든 인간의 행동은 뇌에 의해 이뤄집니다. 이런 뇌에 종양이 생기면 극도의 불안감에 휩싸일 겁니다. 악성 뇌종양은 TV드라마에서 죽음을 암시하는 단골 소재이기도 했습니다. 정말 뇌종양이 생기면 죽음을 피할 수 없는 걸까요. 26일 국가암정보센터 뇌종양 통계를 확인해 봤습니다. 전체 뇌종양 환자의 5년 생존율은 65% 이상이었습니다. 특히 양성 뇌종양인 뇌수막종은 95%, 뇌하수체선종은 97%, 신경초종은 94%로 모두 90%를 넘었습니다. 좀더 깊이 들어가 악성 뇌종양도 살펴봤습니다. 가장 악성도가 높은 교모세포종은 7%로 생존율이 매우 낮았습니다. 그러나 신경교종은 38%, 역형성 성상세포종은 24%, 저등급 성상세포종은 61%로 적극적으로 치료하면 완치가 가능한 질병이었습니다. ●흡연·전자파 등으로 발병 추정 그럼 뇌종양은 왜 생길까요. 가장 중요한 원인은 ‘유전자 돌연변이’입니다. 유전자라고 하면 많은 분들이 ‘가족’을 떠올리는데 실제 유전성은 낮다고 합니다. 장종희 연세대 세브란스병원 신경외과 교수는 “우리 몸에 뇌종양과 관련된 유전자가 있는데 여기에 이상이 생기면 뇌종양이 발병한다”면서도 “다행히 가족이나 친척에게 유전되는 일은 극히 드물다”고 설명했습니다. 음주와 흡연, 화학물질, 외상, 바이러스도 원인이 될 수 있습니다. 최근에는 스마트폰의 전자파가 위험 요인으로 부상했지만 아직 명확하게 규명된 것은 아닙니다. 뇌종양을 스스로 발견하기는 쉽지 않습니다. 그나마 심한 두통이나 구토 증상이 뇌종양을 빨리 발견할 수 있는 중요한 단서가 됩니다. 뇌종양으로 인한 두통은 특징이 있다고 합니다. 장 교수는 “뇌종양으로 인한 두통은 새벽과 이른 아침에 심하다가 낮에는 서서히 감소하는 특징을 보인다”며 “간혹 자다가 깰 정도로 강한 통증이 생기기도 한다”고 설명했습니다. 일반적인 스트레스성 두통이나 편두통과 달리 뇌종양이 있으면 자고 일어난 다음에도 계속 머리가 아프고 구토가 함께 나타날 때가 많습니다. 장 교수는 “자세를 바꾸거나 기침을 할 때, 운동을 할 때 두통이 심해지는 증상이 함께 나타난다면 뇌종양에 의한 두통일 가능성이 있다”고 지적했습니다. 소아의경우 머리가 크고 눈이 밑으로 내려앉으면서 정상아에 비해 서거나 걷는 것이 느린 특징이 나타나기도 합니다. 주변 종양이 주변 신경을 압박하면 팔·다리 마비, 간질 발작, 시력장애, 안면신경 마비 등의 증상이 나타날 수 있습니다. 이런 증상이 나타나면 가급적 빨리 뇌종양을 확인하기 위한 검사를 받는 것이 좋습니다. ●심한 두통 계속되면 정밀 검사 필요 뇌종양이 신경계 밖으로 전이되는 것은 극히 드문 일입니다. 다만 종양 세포가 정상 뇌조직 사이로 침투하면서 성장해 수술로 완전히 제거하기가 어렵고 방사선, 항암제 치료가 쉽지 않은 특징도 있습니다. 그래서 재발 위험은 높은 편입니다. 다행히 의료용 영상 기술의 발달로 ‘자기공명영상촬영’(MRI)으로 종양의 크기와 침범 범위를 한눈에 파악할 수 있게 됐습니다. 장 교수는 “진단뿐 아니라 수술 중 종양을 정확하게 절제할 수 있도록 돕기도 한다”고 설명했습니다. 컴퓨터 단층촬영(CT)으로도 뇌종양 상태를 확인할 수 있습니다. 과거에는 두개골 전체를 절개해야 해 환자의 부담이 컸지만 지금은 그렇지 않다고 합니다. 이제 머리 전체를 붕대로 ‘터번’처럼 감는 모습은 찾아보기 어렵습니다. 설호준 삼성서울병원 신경외과 교수는 “영상 장치의 발달로 최소 부위만 절개하는 수술과 내시경 수술이 보편화됐다”고 설명했습니다. 최소 침습 수술은 MRI와 특수 감지장치를 활용해 종양과 가장 가까운 부위를 찾고 최소한의 부분만 절개합니다. 고화질 카메라를 활용한 뇌 내시경 수술은 코, 눈썹 등 더 좁은 부위로 기기를 넣어 뇌손상과 수술 부위를 최소화합니다. 고용량의 방사선만 쬐는 ‘감마나이프 방사선 수술’도 있어 보다 적극적인 치료가 가능해졌습니다. 설 교수는 “뇌종양은 예방법이 없고 조기 진단만이 최선의 방법”이라며 “정신질환으로 오인하거나 안과, 비뇨기과 등에서 불필요한 검사를 해 적절한 치료 시기를 놓치는 사례가 많은 데 심한 두통 등의 증상이 있으면 꼭 전문의를 만나 정밀 검사를 받는 것이 좋다”고 강조했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

돌연변이로 발생…유전되는 경우 드물어새벽~아침 두통·구토 유발 땐 의심해야심하면 안면신경 마비·간질발작 증상도 MRI·CT로 종양 크기·범위 한눈에 파악최소 부위 절개·내시경 수술 흉터 최소화우리 몸에서 가장 중요한 기능을 하는 장기라고 하면 ‘뇌’를 떠올리는 분들이 많을 겁니다. 무게 1200~1300g으로 크기가 양배추만 한데 몸 전체를 관장합니다. 걷기, 말하기, 숨쉬기, 감각, 기억 등 모든 인간의 행동은 뇌에 의해 이뤄집니다. 이런 뇌에 종양이 생기면 극도의 불안감에 휩싸일 겁니다. 악성 뇌종양은 TV드라마에서 죽음을 암시하는 단골 소재이기도 했습니다. 정말 뇌종양이 생기면 죽음을 피할 수 없는 걸까요. 26일 국가암정보센터 뇌종양 통계를 확인해 봤습니다. 전체 뇌종양 환자의 5년 생존율은 65% 이상이었습니다. 특히 양성 뇌종양인 뇌수막종은 95%, 뇌하수체선종은 97%, 신경초종은 94%로 모두 90%를 넘었습니다. 좀더 깊이 들어가 악성 뇌종양도 살펴봤습니다. 가장 악성도가 높은 교모세포종은 7%로 생존율이 매우 낮았습니다. 그러나 신경교종은 38%, 역형성 성상세포종은 24%, 저등급 성상세포종은 61%로 적극적으로 치료하면 완치가 가능한 질병이었습니다. ●흡연·전자파 등으로 발병 추정 그럼 뇌종양은 왜 생길까요. 가장 중요한 원인은 ‘유전자 돌연변이’입니다. 유전자라고 하면 많은 분들이 ‘가족’을 떠올리는데 실제 유전성은 낮다고 합니다. 장종희 연세대 세브란스병원 신경외과 교수는 “우리 몸에 뇌종양과 관련된 유전자가 있는데 여기에 이상이 생기면 뇌종양이 발병한다”면서도 “다행히 가족이나 친척에게 유전되는 일은 극히 드물다”고 설명했습니다. 음주와 흡연, 화학물질, 외상, 바이러스도 원인이 될 수 있습니다. 최근에는 스마트폰의 전자파가 위험 요인으로 부상했지만 아직 명확하게 규명된 것은 아닙니다. 뇌종양을 스스로 발견하기는 쉽지 않습니다. 그나마 심한 두통이나 구토 증상이 뇌종양을 빨리 발견할 수 있는 중요한 단서가 됩니다. 뇌종양으로 인한 두통은 특징이 있다고 합니다. 장 교수는 “뇌종양으로 인한 두통은 새벽과 이른 아침에 심하다가 낮에는 서서히 감소하는 특징을 보인다”며 “간혹 자다가 깰 정도로 강한 통증이 생기기도 한다”고 설명했습니다.일반적인 스트레스성 두통이나 편두통과 달리 뇌종양이 있으면 자고 일어난 다음에도 계속 머리가 아프고 구토가 함께 나타날 때가 많습니다. 장 교수는 “자세를 바꾸거나 기침을 할 때, 운동을 할 때 두통이 심해지는 증상이 함께 나타난다면 뇌종양에 의한 두통일 가능성이 있다”고 지적했습니다. 소아의경우 머리가 크고 눈이 밑으로 내려앉으면서 정상아에 비해 서거나 걷는 것이 느린 특징이 나타나기도 합니다. 주변 종양이 주변 신경을 압박하면 팔·다리 마비, 간질 발작, 시력장애, 안면신경 마비 등의 증상이 나타날 수 있습니다. 이런 증상이 나타나면 가급적 빨리 뇌종양을 확인하기 위한 검사를 받는 것이 좋습니다. ●심한 두통 계속되면 정밀 검사 필요 뇌종양이 신경계 밖으로 전이되는 것은 극히 드문 일입니다. 다만 종양 세포가 정상 뇌조직 사이로 침투하면서 성장해 수술로 완전히 제거하기가 어렵고 방사선, 항암제 치료가 쉽지 않은 특징도 있습니다. 그래서 재발 위험은 높은 편입니다. 다행히 의료용 영상 기술의 발달로 ‘자기공명영상촬영’(MRI)으로 종양의 크기와 침범 범위를 한눈에 파악할 수 있게 됐습니다. 장 교수는 “진단뿐 아니라 수술 중 종양을 정확하게 절제할 수 있도록 돕기도 한다”고 설명했습니다. 컴퓨터 단층촬영(CT)으로도 뇌종양 상태를 확인할 수 있습니다. 과거에는 두개골 전체를 절개해야 해 환자의 부담이 컸지만 지금은 그렇지 않다고 합니다. 이제 머리 전체를 붕대로 ‘터번’처럼 감는 모습은 찾아보기 어렵습니다. 설호준 삼성서울병원 신경외과 교수는 “영상 장치의 발달로 최소 부위만 절개하는 수술과 내시경 수술이 보편화됐다”고 설명했습니다. 최소 침습 수술은 MRI와 특수 감지장치를 활용해 종양과 가장 가까운 부위를 찾고 최소한의 부분만 절개합니다. 고화질 카메라를 활용한 뇌 내시경 수술은 코, 눈썹 등 더 좁은 부위로 기기를 넣어 뇌손상과 수술 부위를 최소화합니다. 고용량의 방사선만 쬐는 ‘감마나이프 방사선 수술’도 있어 보다 적극적인 치료가 가능해졌습니다. 설 교수는 “뇌종양은 예방법이 없고 조기 진단만이 최선의 방법”이라며 “정신질환으로 오인하거나 안과, 비뇨기과 등에서 불필요한 검사를 해 적절한 치료 시기를 놓치는 사례가 많은 데 심한 두통 등의 증상이 있으면 꼭 전문의를 만나 정밀 검사를 받는 것이 좋다”고 강조했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

한국인의 머리 크기가 커졌다. 고려대학교 의과대학 해부학교실 유임주(사진) 교수 연구팀은 1930년대 태어난 한국인보다 1970년대에 태어난 한국인이 두개강 부피가 약 90㎖ 더 크고, 더불어 머리의 생김새도 변한 것으로 확인됐다고 13일 밝혔다. 연구팀은 자기공명영상(MRI)으로 1930년대와 1970년대에 태어난 한국인 115명의 머리를 촬영하여 3차원 영상으로 재구성한 다음 어떤 변화가 일어났는지 비교 관찰했다. 그 결과 광복 이후 사회경제적 안정을 찾은 1970년에 태어난 한국인의 머리뼈 안쪽, 즉 두개강의 부피가 광복 이전인 1930년대 출생한 한국인에 비해 약 90㎖ 커졌으며, 두개골의 형태도 남녀 모두 머리뼈의 높이와 너비가 커진 것으로 나타났다. 서구사회에서도 산업혁명 이후 산업화, 도시화가 급격하게 진행되면서 1-2세기에 걸쳐 머리뼈의 형태학적 변화가 동반된 바 있으며, 국내에서는 광복을 전후로 40년이라는 짧은 기간 동안 이러한 변화가 나타난 것이다. 이는 1930년대 일제강점기 시대에 태어난 한국인들이 사회적으로 억압받는 것은 물론 경제적 어려움으로 인한 영양상태 부족 등으로 인해 성장발달이 지연된 반면, 사회적, 경제적 안정을 찾은 1970년대 한국인은 성장에 필요한 적절한 영양을 공급받았다는 것을 시사한다. 유임주 교수는 “두개강의 부피와 머리뼈로 뇌 크기를 가늠할 수 있기 때문에 체질인류학 뿐 아니라 뇌과학, 진화인류학 분야에서도 중요한 지표로 여겨져 왔다. 1970년대는 사회가 안정되고 경제성장을 시작하면서 적정한 영양이 공급되어 한국인의 신체적 변화도 함께 일어난 것이라 볼 수 있다”고 설명했다. 연구결과는 국제 학술지인 ‘아메리칸 저널 오브 피지컬 안쓰로폴로지(American Journal of Physical Anthropology)’ 최근호에 게재됐다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

국내 연구진이 활성산소 발생을 억제하는 나노물질을 이용해 퇴행성 질환인 파킨슨병 치료 가능성을 보였다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 현택환(서울대 화학생물공학부 교수) 단장팀은 활성산소를 제거하는 ‘세리아’라는 나노입자를 활용해 파킨슨병 치료가 가능하다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 응용화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미 인터내셔널 에디션’에 실렸다. 활성산소는 면역과 세포간 신호전달에 중요한 역할을 한다. 그렇지만 어떤 이유로 활성산소 농도가 지나치게 높아지면 몸 속 세포는 물론 살아가는데 필수적인 생체분자들을 무차별적으로 공격한다. 활성산소는 생체분자의 전자를 빼앗아가 산화작용을 일으키는데 이 같은 산화스트레스는 세포 노화를 가져오게 되고 결국 세포 사멸로 이어진다는 설명이다. 활성산소로 인한 산화스트레스는 파킨슨병과 같은 각종 신경 퇴행성 질환의 원인으로 지목받고 있기도 하다. 연구팀은 미토콘드리아, 세포질, 세포 밖 세 영역에서 발생하는 활성산소를 구분하고 부분별로 나타나는 활성산소를 제거할 수 있는 세리아 나노입자를 개발했다. 연구팀은 세리아 나노입자 크기와 입자표면의 전기적 성질을 다르게 해서 3가지 종류의 나노입자를 만들었다.11나노미터(㎚)로 크기가 가장 작고 표면이 음전하를 띠는 세포질의 활성산소를 제거하는 세포질 표적 나노입자, 22㎚ 크기로 표면이 양전하를 띤 세리아 입자는 미토콘드리아를 타켓으로 하고 크기가 400㎚로 가장 큰 세리아 입자는 세포 밖의 활성산소를 타겟으로 했다. 연구팀은 생쥐에게 파킨슨 병을 유발시킨 뒤 세리아 나노입자를 주입하고 치료효과를 관찰했다. 그 결과 세리아 나노입자가 주사된 생쥐들의 뇌에서는 염증이 줄어들고 활성산소로 인한 산화스트레스도 줄어드는 것이 관찰됐다. 현택환 단장은 “이번 연구는 세포 안팎, 미토콘드리아에서 각각 발병하는 활성산소를 선택적으로 제거할 수 있는 기술을 보여준 것”이라며 “이를활용해 파킨슨병 치료는 물론 활성산소 제거 나노입자의 새로운 의학적 적용을 보여줬다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개미는 고도로 분화된 사회적 곤충이다. 아예 개미의 업무에 따라 크기와 형태까지 달라 본연의 임무에 최적화되어 있다. 예를 들어 병정개미는 일개미보다 덩치가 크고 강한 턱을 지니고 있어 외적의 침입을 막거나 반대로 다른 곤충 무리를 공격해 먹이와 애벌레를 약탈한다. 과학자들은 단순한 뇌를 지닌 개미가 어떻게 복잡한 환경에서 서로 협력해 생존하는지 연구하고 있다. 미국과 독일의 과학자팀은 에치톤(Eciton) 속의 군대개미 8종을 분석해 개미의 종류와 뇌의 크기를 측정했다. 연구팀은 일개미에 비해 병정개미가 다른 곤충의 둥지를 약탈하는 등 복잡한 협동 임무를 수행하고 몸집도 더 크기 때문에 병정개미가 일개미보다 복잡하고 큰 뇌를 지닐 것으로 예상했다. 하지만 8종의 개미에서 각각 일개미 109마리와 병정개미 39마리를 분석한 결과는 예상과 반대로 나타났다. 몸집이 클수록 뇌도 같이 커지는 비례 관계는 있었지만, 몸집 큰 병정개미의 뇌는 일개미와 별 차이가 없었으며 몸집 대비 뇌의 크기는 오히려 덩치가 커질수록 급격히 작아졌다. 쉽게 말해 병정개미는 상대적으로 작은 뇌를 지니고 있었다. 더 나아가 곤충에서 기억 및 판단을 관장하는 뇌의 부분인 버섯체(mushroom body)의 크기도 예상외로 작았다. 이 연구 결과는 전문 저널(BMC Zoology)에 발표됐다. 아마도 이 병정개미들은 전투에 특화된 행동 패턴을 지닌 대신 뇌의 크기를 줄이는 방향으로 진화한 것으로 보인다. 하지만 왜일까? 연구를 이끈 드렉셀 대학의 숀 오도넬 교수는 뇌의 크기를 줄이면 개체는 이득이 없지만, 군집에는 큰 이익이 된다고 설명했다. 뇌는 크기에 비해 많은 자원을 소모하는 장기다. 더구나 근육과 달리 움직이지 않을 때도 많은 에너지를 소모한다. 병정개미 한 마리가 소모하는 식량은 크지 않을지 모르지만, 큰 뇌를 지닌 병정개미 여러 마리가 소비하는 식량은 상당히 많다. 자연의 법칙은 이런 낭비를 허용하지 않는다. 결국 병정개미들은 임무 수행에 필요한 최소한의 뇌 크기를 지니도록 진화한 것이다. 이렇게 아낀 자원은 더 큰 턱과 근육에 투자되어 병정개미들은 전투에 최적화된 생체 무기로 거듭났다. 다만 단순해진 뇌 때문에 전투 이외의 일은 할 수 없는 것으로 보인다. 물론 본래 전투를 위해 태어난 개미이기 때문에 특별히 문제될 것도 없는 일이다. 큰 뇌를 지닌 인간은 뇌의 크기가 클수록 더 고도로 진화된 생물로 생각하지만, 이번 연구는 진화가 한 방향으로 일어나는 것이 아니라 적자생존의 법칙에 따라 가장 생존에 적합한 크기로 진화한다는 점을 보여준다. 반면 작은 뇌에도 불구하고 병정개미들이 합동으로 복잡한 전투를 수행할 수 있다는 것 역시 분명한 사실이다. 곤충을 연구하는 과학자는 물론 생체 모방 로봇을 연구하는 과학자 역시 이 사실에 매우 큰 흥미를 가지고 있다. 앞으로 연구를 거듭할수록 우리는 개미에게 많은 지혜를 얻을 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

선불교에서 말하는 ‘무’(無)와 같은 상태를 수학에서는 ‘0’으로 표시한다. ‘아무 것도 없음’을 의미하는 0은 약 2000년 전 인도에서 만들어져 활용됐지만 서양에서 0의 개념을 받아들이고 수학에서 활용하기 시작한 것은 과학혁명이 시작된 다음인 17세기 이후이다. 현대 과학과 수학이 지금처럼 발달하게 된 것도 0 덕분이다.실제로 아이들이 숫자를 배우면서 0의 개념을 확실히 이해하기까지는 오랜 시간이 걸린다. 이 때문에 많은 과학자들이 동물들의 지능과 인지능력을 측정할 때 0의 개념을 이해하는지 실험을 한다. 지금까지는 원숭이 같은 유인원들과 일부 동물들이 0의 개념을 이해한다는 사실이 밝혀지기도 했다. 여기에 호주와 프랑스 연구진이 곤충인 꿀벌도 ‘0’의 개념을 이해한다는 사실을 파악했다. 호주 로열멜버른공과대(RMIT) 생체모방디지털센서연구실, 모나쉬대 생리학교실, 프랑스 툴루즈대 통합생물연구센터 공동연구팀은 인간 뇌신경의 880분의 1 밖에 안되는 꿀벌들도 추상적 개념인 ‘0’을 이해한다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 8일자에 발표했다. 지금까지 꿀벌은 개미와 같이 군집생활에 대한 연구에 많이 활용됐지만 숫자나 추상적 개념이 있는지에 대한 연구는 진행된 바 없었다. 연구팀은 꿀벌 10마리에게 하얀색 바탕에 1~4개 사이에서 각기 다른 갯수와 크기의 검은색 사각형이 그려진 그림판을 두 장 제시하고 ‘좀 더 적은’ 갯수의 그림판에 앉는 경우 설탕물을 주고 많은 그림판에 앉으면 쓴 맛이 나는 물질을 주는 식으로 훈련했다. 또다른 꿀벌 10마리에게는 ‘좀 더 많은’ 갯수의 그림판에 앉는 경우 설탕물을 주고 적은 그림판에 앉으면 쓴 맛이 나는 물질이 주는 훈련을 실시했다. 충분한 훈련 뒤 꿀벌들이 80% 이상의 성공률을 보이자 연구팀은 두 번째 ‘진짜’ 실험을 실시했다.2~5개의 검은색 원이 그려진 그림판과 아무 것도 없는 그림판을 제시하자 꿀벌들은 첫 테스트임에도 불구하고 첫 번째 ‘좀 더 적은’ 갯수를 선택하도록 훈련받은 꿀벌은 아무 것도 없는 그림판에 앉고 두 번째 ‘좀 더 많은’ 갯수를 선택하도록 훈련받은 꿀벌들은 검은색 원이 그려진 그림판을 선택했다. 성공률은 63% 정도로 나타났다. 연구팀은 이 정도의 성공률은 도형이 없는 그림판이 단순히 시각적 자극으로 선택을 하거나 거부한 것이 아니라는 설명이다. 애드리언 다이어 RMIT 바이오센싱 교수는 “이번 연구는 꿀벌처럼 작고 단순한 뇌로도 복잡하고 추상적 개념을 이해할 수 있다는 것을 증명해낸 것으로 아프리카 회색 앵무새, 사람을 제외한 영장류, 그리고 유치원에 다니는 아이들과 비슷한 이해능력을 갖고 있음을 알 수 있다”고 설명했다. 또 다이어 교수는 “100만개 미만이 뉴런을 가진 뇌로 추상적인 0을 감지해낼 수 있다면 인공지능에게 새로운 기술을 가르칠 때 좀 더 간단하고 효과적인 방법이 있음을 알 수 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1987년 12월 대통령 선거. 국민 대부분은 민주화 세력을 대표하는 김영삼과 김대중 가운데 한 명이 후보로 출마하면 확실하게 이기는 싸움이라 판단했다. 그러나 양 김씨가 모두 출마하면서 노태우가 어부지리로 당선됐다. 다음해 4월 벌어진 총선. 평화민주당, 통일민주당, 민주정의당, 신민주공화당의 ‘4당 체제’가 형성됐다. 대선도, 총선도 맘대로 되지 않자 김영삼은 다급해졌다. 4당 체제에서 대통령이 되는 일은 불가능했다. 그는 결국 1990년 김대중의 평화민주당을 제외한 ‘3당 합당’을 성사시킨다. 박정희가 썼던 ‘반(反)호남 지역연합’을 내걸었다. 3당 대선 후보 경선에서는 ‘김영삼 대세론’을 펼쳤다. 대통령이 된 이후에는 재산 공개와 군부 내 사조직인 하나회 축출을 통해 자신의 행보를 정당화했다. 3당 합당과 군사독재 잔재를 털어내는 정치적 세탁 과정에 이르기까지 김영삼이 만든 프레임은 큰 힘을 발휘했다. 이 과정을 거쳐 새로운 정치세력이 등장한다. ‘북한의 위협으로부터 자유 대한민국을 지키고, 산업화를 주도하며, 민주화의 성과를 적극 흡수한다’는 기치를 내건 정치세력, 한국의 ‘보수’는 이렇게 탄생했다.언어학자인 조지 레이코프에 따르면, 프레임은 사람들이 어떤 입장을 갖게끔 여러 명제를 연동시키는 내용의 구조물이다. 크기와 모양이 없는 고도로 신축적인 개념이다. 공론화 과정을 거쳐 여론 지형에 정착하면 사람들 무의식에 깊숙이 자리한다. 정치는 프레임 전쟁이다. 누가 더 많이 사람의 뇌 속에 자신의 프레임을 심느냐에 따라 승부가 갈린다.용어만 사용하지 않았을 뿐, 한국정치는 프레임 전쟁 과정이었다. 김영삼이나 김대중은 가히 프레임 전쟁의 대가였다. 이명박은 앞서 김대중, 노무현 진보세력 10년에 맞서 박정희 시대 ‘산업화 신화’ 프레임을 내걸어 대통령이 됐다. 박근혜는 집권 후 역사교과서 국정화를 비롯해 김기춘의 블랙리스트 등 ‘좌우’ 프레임으로 몰락을 자초했다. ‘두 번째 프레임 전쟁이 온다’의 저자 박세길은 바로 지금이 ‘새로운 프레임 전쟁이 시작되는 시점’이라 주장한다. 민주화 운동세력의 필독서로 불린 ‘다시 쓰는 한국현대사’(돌베개)를 냈던 그는 앞선 30년을 ‘진보 대 보수’, ‘노동 대 자본’, ‘북한 대 남한’ 등 적대적인 양자 프레임 구도로 해석했다. 그는 이 ‘첫 번째 프레임’이 2017년 촛불 시민혁명으로 종식됐다고 봤다. 그러면서 앞으로 30년 동안 새로운 시대를 이끌 ‘두 번째 프레임’ 전쟁도 예고했다. 두 번째 프레임의 핵심은 ‘한반도의 완전한 평화체제 구축’, ‘개인의 창조적 역량에 기초한 상생의 경제 생태계 형성’이다. 저자의 말대로 첫 번째 프레임의 붕괴 조짐은 곳곳에서 보인다. 지금까지 한반도 냉전 핵심축은 미국과 북한 간 적대관계로 형성됐다. 북한의 핵개발은 이러한 적대관계의 지속이 빚어낸 부산물이었다. 그렇다면 북·미관계 변화를 중심으로 한 적대관계 청산은 북핵 문제의 근원적 해결책일 수 있다. 바꿔 말해 북한이 더는 핵무장에 집착할 필요가 없게 하는 것이야말로 북핵 문제 해결의 가장 확실한 길이다. 이런 관점에서 볼 때 북핵 문제는 위기인 동시에 한반도 지형을 근본적으로 바꿀 절호의 기회가 된다. 저자는 다만 경제 문제에서 진보 세력이 제대로 힘을 발휘하지 못하고 있다고 지적한다. 앞서 김대중, 노무현 정부 시기에 진보세력 다수가 신자유주의를 추종하면서 정권을 뺏긴 점에 주목했다. 문재인 정부가 다시 정권을 잡았지만, 제대로 된 경제 정책은 미흡하다는 지적이다. 저자는 이와 관련, 향후 30년 동안 벌어질 프레임 전쟁에서 승리할 수 있는 세 가지 필승 프레임도 제시했다. ‘사람 중심 대 자본 중심’, ‘수평 대 수직’, ‘생태계 대 포식자’ 프레임이다. 이를 재빨리 파악하고, 어떤 전략을 짜느냐에 따라 진보와 보수의 운명도 크게 달라질 것이란 이야기다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

해가 갈수록 심해지는 미세먼지는 심각한 사회 문제가 됐다. 미세먼지는 매우 미세한 입자로 사람의 폐나 기관지, 뇌 등 깊숙히 침투하며, 심지어 직접 폐포로 깊숙히 침투해 각종 호흡기 질환, 몸의 면역 기능을 떨어뜨려 건강에 악영향을 끼치고 있다. 최근 정부에서는 미세먼지 저감 방안을 내놓고 있으며, 대안으로 미세먼지 감소에 도움이 되는 녹지공간 조성이 떠오르고 있다. 주택 시장에서도 쾌적한 주거환경을 찾는 수요에 맞춰 숲세권 단지를 조성하는 등 에코 주거 환경 만들기에 노력하고 있다. 이러한 가운데 최근 서울 동작구 흑석9구역 재개발 사업 수주전에 참여한 GS건설 ‘센트로얄 자이’의 미세먼지 피해를 최소화하기 위한 친환경 공법과 설계가 주목 받고 있다. 미세먼지를 방지하기 위한 제안으로 가장 돋보이는 것은 단지 내 공원에 설치된 ‘오아시스 트리’와 산책로를 따라 미세먼지를 잡기 위한 ‘쿨미스트’다. 단지 내에는 축구장 4배 크기에 달하는 흑석지구 최대 규모의 공원인 센트로얄파크가 들어서며, 공원에는 편백나무 사이에 마치 나무처럼 만들어진 부채꼴 모양의 공기정화시스템인 오아시스 트리가 조성된다. 산책 시 황사와 미세먼지를 최소화하도록 했다. 공원을 조성해 놓고도 미세먼지로 야외활동을 주저하는 경우가 많지만 오아시스 트리 주변은 황사와 미세먼지 농도가 현저하게 줄어 가벼운 야외활동이 가능하다. 평상시에도 오아시스 트리가 가동돼 편백나무의 피톤치드를 극대화하는 효과도 있다. 여기에 산책로 곳곳에 ‘쿨 미스트’가 설치된다. 안개처럼 미세한 물방울들이 이 장치를 통해 공기 중에 내뿜어지면서 미세먼지를 없애고 산책하는 입주민들이 깨끗한 공기를 마실 수 있도록 하는 시스템이다. 어린이 놀이터에는 ‘미세먼지 신호등’이 들어선다. 미세먼지에 취약한 어린이를 위해 미세먼지를 직접 측정해 신호등에 표시하며, 입주민이 가진 월패드나 스마트폰으로 기상 정보를 전송해 놀이터 이용 가능 여부를 알려준다. 이외에도 지하 주차장에는 자동환기 시스템이 가동돼 배기가스로 가득한 지하주차장 공기가 환기 팬으로 자동 배출된다. 뿐만 아니라, 센트로얄 자이 아파트 내부에도 쾌적한 공기가 제공될 수 있도록 설계에 주안점을 두었다. 외부의 공기를 정화해 환기시키는 헤파필터 시스템은 기본. 혹시라도 있을지 모르는 유해물질을 배출하기 위해 입주 전에 준공전 난방(베이크아웃)을 함으로써 실내공기를 정화해 준다. 또한 전열교환기가 각 세대마다 설치돼 있어 외부 공기를 정화해 안으로 자동환기를 시켜줘 창문을 열지 않아도 쾌적한 실내공기를 만날 수 있다. 부엌에는 렌지후드연동 급기시스템을 설치해 나쁜 공기를 빼기만 하던 기존의 렌지후드와 달리 맑은 공기까지 채워주는 시스템을 갖춰 요리할 때도 맑은 공기가 공급될 수 있는 공기청정 시스템을 설계에 반영했다. GS건설 관계자는 “센트로얄 자이의 경우 설계 전에 흑석9구역의 분진과 미세먼지 주요 유입경로까지 분석해 청정단지로 설계했다”며 “축구장 4개 크기의 흑석 최대 공원을 품은 단지로 ‘센트로얄 자이’를 대표적인 친환경단지로 조성하겠다”고 밝혔다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

사람들은 어떤 일이 우연히 생긴 것이라 하면 그 가치를 낮추는 경향이 있다. 비록 바라던 방향으로 일이 잘 풀린 것이었다 해도 내가 노력해 얻은 것이 아니니 얻어걸린 행운의 영역으로 본다. 성실하게 노력하고 애를 써서 얻은 것이어야 진짜 내 것으로 본다. 우연이라면 다음에 노력해도 같은 것을 얻을 수 없기 때문이다. 나쁜 일이 일어나는 경우에도 우연으로 보지 않고 어떻게든 원인을 찾으려 한다. 도둑이 들었다면 수많은 집 중에서 왜 내 집을 선택했는지 알고 싶다. 창문을 열고 다닌 것인지, 1층이라 들어오기 쉬웠는지 분명히 납득이 갈 만한 이유를 찾아내야 안심한다. 그래야 같은 일을 또 당하지 않을 수 있기 때문이다. 도둑의 ‘별 생각 없이 선택했어요’란 말은 설득력이 없다. 이처럼 우리는 세상사에서 벌어지는 일들에서 우연의 가능성을 과소평가하고, 어떻게든 이유를 설명하고 싶고, 개인의 계획과 노력을 훨씬 중요하게 여긴다. 하지만 나는 세상에는 너무나 많은 이유를 설명할 수 없는 우연들이 존재한다고 믿는다. 사람들은 오직 사랑의 영역에서만 우연의 존재를 인정하며 세렌디피티(serendipity)라고 부르지만, 훨씬 많은 영역에 우연은 존재하고, 의외로 많이 결정적인 부분에 영향을 미친다. 진화론은 환경에 잘 적응하기 위해 더 나은 기능을 가진 존재가 자연선택을 받는 합목적적 선형 발전 모델로 설명한다. 그런데 수많은 유인원 중에서 인간이 지금의 인간이 될 수 있었던 것은 우연적 돌연변이 덕분이라고 볼 증거가 밝혀지고 있다. 과학저술가 클레어 윌슨은 ‘우연의 설계’라는 책에서 침팬지에서 인간으로 도약할 수 있었던 것은 몇 개의 우연한 돌연변이 덕분이라고 설명하며 흥미로운 증거들을 제시했다. 먼저 MYH16이라는 유전자의 단일 돌연변이로 침팬지와 달리 인간의 턱 근육이 작아졌다. 침팬지만큼 물어뜯는 강한 힘은 잃었지만, 강한 턱 근육을 지지하고자 두개골 뒤쪽의 뼈가 두꺼울 수밖에 없었는데 돌연변이로 근육의 크기가 줄었다. 그 결과 뼈의 크기도 작아져서 뇌가 급격히 성장을 해도 두개골이란 껍데기의 제약을 덜 받아 충분히 커질 수 있었다. 다음은 포도당 수용체의 돌연변이로 뇌의 모세혈관에 많이 생기고 근육에는 덜 생겨 섭취한 포도당을 뇌가 훨씬 많이 사용할 수 있게 돼 뇌의 기능이 좋아질 수 있게 됐다. 한마디로 근육을 포기하고 지능을 키운 것이다. 더 나아가 인간의 언어 능력은 FOXP2가, 엄지손가락을 포함한 정교한 손의 발달은 HACNS1이란 DNA의 돌연변이 결과다. 약 십만 년 전 인간은 농업을 시작했는데, 같은 시기에 곡물을 잘 소화시킬 수 있는 효소가 침팬지에 비해 몇 배 늘어나는 돌연변이가 발생했다. 농업으로 사람들은 모여 살면서 지금과 같은 사회를 구성할 수 있게 됐는데 이 역시 사실은 우연한 유전자 돌연변이가 동시에 일어난 덕분이다. 결국 지금의 인간다움을 이루는 많은 것의 진화가 사실은 몇 가지 ‘우연’이 참으로 연속적으로 시기마다 딱딱 일어나 생긴 것이다. 이와 같이 지구에서 최상급 종으로 군림하고 있는 인간의 존재조차도 우연의 연속선상의 결과물일 뿐이다. 우연의 역할이 이렇게 크다. 개인의 목표 달성을 위한 부단한 노력과 내 앞의 위험을 통제하려는 시도는 세상을 살아가는 데 중요한 요소다. 그러나 목표에 맞춰 노력해서 얻은 것만 진정한 가치가 있고, 공정한 것이라 여기면 세상은 너무 빡빡해질지 모른다. 안 좋은 일이 벌어졌는데 이유를 찾지 못할 때 심한 좌절을 하거나, 또 내게 같은 일이 반복될까 불안에서 자유로워지기 어렵기 쉽다. 이런 불안에서 벗어나는 길은 우연의 역할을 더 인정하는 것이다. 우리의 삶에서 우연히 일어나는 일이 꽤 많고, 의외의 결과들을 가져온다는 것을 받아들이면 살아가는 데 숨통이 트이지 않을까. 무엇보다 노력이 부족했다고 나를 자책하는 일을 줄일 수 있을 것이다. 또 세상의 모든 것이 계획대로 될 수 없으며 그 안에는 우연의 영역이 촘촘히 존재한다는 것을 믿었으면 한다. 그래야 내가 얻어 낸 것을 행운이 포함됐다 여기며 온전히 내 것으로 자만하지 않고 겸손하게 감사할 수 있고, 타인의 안 좋은 일을 연민의 감정으로 공감할 수 있을 것이니 말이다.

하루가 다르게 과학기술이 발전하는 현대에도 여전히 수수께끼의 영역으로 남아 있는 부분이 바로 ‘뇌’이다. 그 때문에 많은 과학자들은 뇌의 기능과 작동원리 등을 이해하기 위해 연구하고 있다. 뇌의 기능과 원리뿐만 아니라 사람의 뇌가 다른 동물보다 비정상적으로 크게 발달한 이유에 대해서도 과학계는 명확한 결론을 내리지 못하고 있다.그런데 영국 세인트앤드루스대 생명과학대학 연구진이 새로운 수학적 분석법을 통해 사람의 뇌가 커진 것은 지금까지 알려진 것처럼 사회적 압박이 아니라 생태학적 요인 때문이라는 연구 결과를 세계적인 과학 학술지 ‘네이처’ 23일자에 발표했다. 그동안 과학자들은 인간의 뇌가 비정상적으로 크게 진화한 이유를 놓고 오랫동안 논쟁을 벌여 왔다. 이 중 타인과 원활한 관계를 맺고 복잡한 사회생활을 위한 것이라는 ‘사회적 뇌 가설’과 진화 과정에서 뇌의 크기와 소화기관의 크기를 서로 바꾸었다는 ‘비싼 조직 가설’이 주목받았다. 특히 비싼 조직 가설은 다른 동물의 경우 단위 무게당 에너지를 많이 소비하는 조직은 위인데, 사람은 위가 아닌 뇌라는 점에서 비롯됐다. 이런 가설들은 상관관계 데이터에 의존하기 때문에 원인과 결과를 명확히 구분해 낼 수 없다는 문제가 있었다. 연구팀은 식량을 찾거나 주변 환경에 적응하기 위한 생태학적 요인과 상대방과 협력하거나 경쟁하고 사회조직을 만들어 운영하는 사회적 요인 중 어느 것이 뇌 크기에 영향을 미쳤는지 추정할 수 있는 수학적 시뮬레이션을 만들어 비교했다. 그 결과 인간 뇌 진화를 가장 잘 설명하는 것은 생태학적 요인이 60%, 사회적 요인 중 이타적 행위가 30%, 타인과의 경쟁적 행위와 그 밖의 요인이 10%일 때의 모델인 것으로 나타났다. 또 지금까지 나왔던 여러 가설들로는 현재 인간의 뇌 진화를 충분히 설명하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 앤디 가드너 박사는 “이번 연구는 인간의 뇌가 커진 것이 사회적 문제를 해결하기 위한 것이 아니라 생존과 직결된 환경문제를 해결하는 과정에서 진화했다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

하루가 다르게 과학기술이 발전하는 현대에도 여전히 수수께끼 영역으로 남아있는 부분이 바로 ‘뇌’이다.그 때문에 많은 과학자들은 뇌의 기능과 작동원리 등을 이해하기 위해 연구하고 있다. 뇌의 기능과 원리 뿐만 아니라 사람의 뇌가 다른 동물들의 뇌보다 비정상적으로 크게 발달한 이유에 대해서도 과학계는 명확한 결론을 내리지 못하고 있다. 그런데 영국 세인트앤드류스대 생명과학대학 연구진은 새로운 수학적 분석법을 통해 사람의 뇌가 커진 것은 지금까지 알려진 것처럼 사회적 압박 때문이 아니라 생태학적 요인 때문이라는 연구결과를 세계적인 과학 학술지 ‘네이처’ 23일자에 발표했다. 그동안 과학자들은 인간의 뇌가 비정상적으로 크게 진화한 이유를 놓고 오랫동안 논쟁을 벌여왔다. 인간의 뇌가 커진 것은 타인과 원활한 관계를 맺고 복잡한 사회생활을 위한 것이라는 ‘사회적 뇌 가설’과 진화 과정에서 뇌의 크기와 소화기관의 크기를 서로 바꾸었다는 ‘비싼 조직 가설’이 주목받았다. 특히 비싼 조직 가설은 다른 동물들의 경우 단위 무게당 에너지를 많이 소비하는 조직은 위인데, 사람은 위가 아닌 뇌라는 이유 때문이다. 이런 가설들은 상관관계 데이터에 의존하기 때문에 원인과 결과를 명확히 구분해 낼 수 없다는 문제가 있었다. 연구팀은 식량을 찾거나 주변 환경에 적응하기 위한 생태학적 요인과 상대방과 협력하거나 경쟁하고 사회조직을 만들어 운영하는 사회적 요인 중 어느 것이 뇌 크기에 영향을 미쳤는지를 추정할 수 있는 수학적 시뮬레이션을 만들어 비교했다. 그 결과 인간 뇌 진화를 가장 잘 설명하는 것은 생태학적 요인이 60%, 사회적 요인 중 이타적 행위가 30%, 타인과 경쟁적 행위와 그 밖의 요인 10% 일 때 모델인 것으로 나타났다. 또 지금까지 나왔던 여러 가지 뇌 발달 가설들로는 현재 인간의 뇌 크기로의 진화를 충분히 설명하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 앤디 가드너 박사는 “이번 연구는 인간의 뇌가 커진 것이 사회적 문제를 해결하기 위한 것이 아니라 생존과 직결된 환경문제를 해결하는 과정에서 진화했다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr