현대인의 가장 두려운 질병 중 하나로 꼽히는 치매(알츠하이머)가 오염된 공기로부터 뇌로 흡수된 미세한 자성물질 때문이라는 연구결과가 나왔다. 미세한 금속 성분의 자성 물질은 일종의 초미세먼지로, 자동차나 기차의 브레이크패드에서 주로 발견된다. 일반적으로 운전자가 브레이크를 밟으면 브레이크패드와 브레이크 디스크가 맞물리면서 마찰을 일으켜 자동차가 멈춘다. 이 과정에서 발생되는 것이 자성을 띤 금속 성분의 초미세먼지, 그 중에서도 자철석 산화물 나노입자다. 미국 란체스터대학 연구진은 영국 맨체스터와 멕시코 수도 멕시코시티에서 사망한 3~92세 37명 시신에서 뇌세포를 채취해 정밀 분석했다. 그 결과 생전 심한 중증 치매를 앓은 나이든 사람의 뇌에서 가장 많이 발견 된 것은 자철석 산화물 나노입자였다. 연구진은 이것이 뇌로 유입된 정확한 루트는 밝혀내지 못했지만, 코 등 후각 신경을 통해 뇌까지 침투했을 것으로 추측하고 있다. 외부 공기로부터 뇌로 흡수된 초미세먼지는 뇌의 혈관을 막는 플라크, 일종의 단백질 덩어리를 형성해 치매를 유발하는 것으로 보인다는 것이 연구진의 주장이다. 이 미세한 먼지는 인간 머리카락 두께의 500분의 1 정도인 200㎚정도로 매우 작아 신경계를 통해 체내로 흡수되기에 매우 용이하다. 일반적으로 치매는 뇌에 다량의 단백질이 끼거나 쌓이고, 이것이 뇌 조직을 손상시키고 파괴하면서 유발되는 질환이다. 전 세계적으로 4700만 명에 달하는 사람들이 치매로 인해 고통스러운 나날을 보내고 있다. 전문가들은 20년 이내에 치매 인구가 현재의 2배에 달할 것이라는 예측을 내놓고 있는 가운데, 연구진은 오염된 공기로부터 발생되는 초미세먼지가 뇌로 유입되는 과정을 정확하게 밝힐 수 있을 경우 치매를 예방하는데 도움이 될 것으로 기대했다. 연구진은 “우리는 공기 오염이 인간의 건강에 다양한 악영향을 미친다는 것을 알고 있다”면서 “다만 이번 연구는 오염된 공기가 인간의 뇌에 직접적으로 옮겨지는 과정을 밝히지 못했다는 점에서 추가 연구가 필요한 상황”이라고 설명했다. 영국 알츠하이머학회의 클레어 왈튼 박사는 “자철석 산화물이 치매를 유발하는 것으로 알려진 아말로이드 플라크를 형성한다는 것은 이미 밝혀진 사실이다. 다만 기존에는 이러한 물질이 뇌에서 자연적으로 형성된다고 알려져 있었는데, 이번 연구를 통해 외부의 오염된 공기로부터 유입될 수 있다는 추측이 최초로 제기된 것”이라고 덧붙였다. 한편 자세한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구의 온난화가 지금까지의 생각만큼 확대되지 않을지도 모른다고 미국의 과학자들이 지난달 29일(현지시간) 밝혔다. 대기 중의 이산화탄소(Co2)가 늘어남에 따라 식물에 필요한 수분이 줄어들기 때문. 미국 워싱턴대 등이 참여한 연구진은 새로운 연구논문에서 “기존 연구에서는 앞으로 약 100년간 이산화탄소의 농도가 산업혁명 이전 수준보다 4배로 늘어나면 가뭄이 세계의 70% 이상에서 나타날 것으로 예측했었다”고 말했다. 또한 “그렇지만 이런 대부분 연구모델은 온난화가 진행되는 세계에서 식물의 습성이 어떻게 변하는지 설명하지 못했다”고 지적했다. 식물은 기공(stomata)으로 불리는 공기구멍을 열어 이산화탄소를 흡수하고 동시에 수분을 방출한다. 하지만 이산화탄소가 풍부하면 기공을 개방하는 시간이 줄어 손실되는 수분 역시 줄고 토양에서 흡수하는 수분 함량도 줄어든다. 연구를 이끈 아비가일 스완 워싱턴대 조교수(대기과학·생물학)는 “지금까지 수많은 연구가 식물의 수분 필요량을 항상 일정하다고 봐왔지만, 이번에는 식물의 수분 필요량이 변할 수 있다는 것을 고려했다”고 말했다. 이를 통해 연구진은 식물이 이산화탄소가 늘어난 환경에서 혜택을 얻으면 기후 변화로 인해 가뭄이 발생하는 지역은 세계 약 37%에 머물게 되는 것을 발견했다. 연구진은 “지구 온난화와 강수량 감소로 인해 북미 남부와 남유럽, 남미 북동부 등에 가뭄이 늘어날 가능성은 있다”고 지적했다. 하지만 “아프리카 중부는 물론 중국과 중동, 동아시아, 그리고 러시아 대부분을 포함한 온대 아시아에서는 식물에 의한 물 보전으로 기후 변화로 인한 가뭄의 영향이 크게 약화할 것”이라고 설명했다. 또한 이번 연구에서는 기후 변화가 진행되면 여전히 가뭄이 늘어나겠지만 그 영향은 일부여서 광범위하지는 않을 것이라는 분석이 나왔다. 이에 대해 스완 조교수는 “우리는 특히 무더운 기후로 인한 가뭄에 대해서는 모르는 것이 많다”면서 “비록 가뭄이 더 극단적으로 확산하거나 빈번해지지 않더라도 가뭄이 발생하면 더 심해질 수는 있다”고 지적했다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호(8월 29일자)에 실렸다. 사진=ⓒ bigfoot / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구의 온난화가 지금까지의 생각만큼 확대되지 않을지도 모른다고 미국의 과학자들이 29일(현지시간) 밝혔다. 대기 중의 이산화탄소(Co2)가 늘어남에 따라 식물에 필요한 수분이 줄어들기 때문. 미국 워싱턴대 등이 참여한 연구진은 새로운 연구논문에서 “기존 연구에서는 앞으로 약 100년간 이산화탄소의 농도가 산업혁명 이전 수준보다 4배로 늘어나면 가뭄이 세계의 70% 이상에서 나타날 것으로 예측했었다”고 말했다. 또한 “그렇지만 이런 대부분 연구모델은 온난화가 진행되는 세계에서 식물의 습성이 어떻게 변하는지 설명하지 못했다”고 지적했다. 식물은 기공(stomata)으로 불리는 공기구멍을 열어 이산화탄소를 흡수하고 동시에 수분을 방출한다. 하지만 이산화탄소가 풍부하면 기공을 개방하는 시간이 줄어 손실되는 수분 역시 줄고 토양에서 흡수하는 수분 함량도 줄어든다. 연구를 이끈 아비가일 스완 워싱턴대 조교수(대기과학·생물학)는 “지금까지 수많은 연구가 식물의 수분 필요량을 항상 일정하다고 봐왔지만, 이번에는 식물의 수분 필요량이 변할 수 있다는 것을 고려했다”고 말했다. 이를 통해 연구진은 식물이 이산화탄소가 늘어난 환경에서 혜택을 얻으면 기후 변화로 인해 가뭄이 발생하는 지역은 세계 약 37%에 머물게 되는 것을 발견했다. 연구진은 “지구 온난화와 강수량 감소로 인해 북미 남부와 남유럽, 남미 북동부 등에 가뭄이 늘어날 가능성은 있다”고 지적했다. 하지만 “아프리카 중부는 물론 중국과 중동, 동아시아, 그리고 러시아 대부분을 포함한 온대 아시아에서는 식물에 의한 물 보전으로 기후 변화로 인한 가뭄의 영향이 크게 약화할 것”이라고 설명했다. 또한 이번 연구에서는 기후 변화가 진행되면 여전히 가뭄이 늘어나겠지만 그 영향은 일부여서 광범위하지는 않을 것이라는 분석이 나왔다. 이에 대해 스완 조교수는 “우리는 특히 무더운 기후로 인한 가뭄에 대해서는 모르는 것이 많다”면서 “비록 가뭄이 더 극단적으로 확산하거나 빈번해지지 않더라도 가뭄이 발생하면 더 심해질 수는 있다”고 지적했다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호(29일자)에 실렸다. 사진=ⓒ bigfoot / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인간이 만들어낸 각종 화학물질과 플라스틱 쓰레기로 인한 환경파괴에 대해 이야기해 볼까 합니다. 사람이 많이 거주하는 북반구에 오염이 발생하는 것은 어찌 보면 당연하겠죠. 최근 남극과 남극 주변에 살고 있는 동물들도 심각한 화학물질 중독증상을 겪는다는 연구결과가 환경분야 국제학술지에 잇따라 실렸습니다.●조류 깃털의 수은 농도 25년 전의 2배 환경분야 국제학술지 ‘환경 연구’ 최신호에는 남극 일대를 날아다니는 자이언트풀마갈매기의 체내에서 살충제인 DDT, 발암물질인 폴리염화바이페닐(PCBs), 폴리브롬화다이페닐에테르(PBDEs) 같은 물질들이 심각할 정도로 축적돼 있다는 연구 결과가 나왔습니다. 스페인 유기화학연구소 환경화학분과 연구진과 바르셀로나대 동물학연구소, 남아프리카공화국 케이프타운대 공동연구진이 이 연구에 참여했습니다. 또 독일 조류연구소, 그리스 데살로니키 아리스토텔레스대, 남아공 케이프타운대, 스페인 바르셀로나대 공동연구진은 남반구 일대를 날아다니는 알바트로스를 비롯한 조류 25종의 깃털에서 수은을 발견했습니다. 문제는 수은 농도가 25년 전에 비해 2배 이상 높아졌다는 겁니다. 이 연구는 환경분야 국제학술지 ‘환경 오염’ 9월호에 발표했습니다. 이번 연구 결과에 대해서 야곱 곤잘레스 솔리스 바르셀로나대 교수는 “불행하게도 사람들이 만든 화학물질들이 해양 생물들에 어떤 영향을 미치는지 아직 확실히 밝혀지지 않은 상태”라면서 “현재 발견된 것은 이들 생물에 미치는 극히 일부에 불과하다”고 말했습니다. 많은 환경과학자들은 경고합니다. 미생물이나 해충을 제거하려고 만든 각종 합성화합물들의 부작용은 서서히 나타나기 때문에 지금은 안전하거나 별문제 없어 보이더라도 어떤 식으로 인간과 환경을 공격할지 모른다고 말이죠. 그래서 화학물질 사용에 좀 더 신중해야 한다고 지적합니다. 지난해 9월 미국국립과학원에서 발행하는 ‘미국국립과학원회보’(PNAS)에는 환경오염과 관련된 충격적인 연구와 사진이 실렸습니다. 호주 연방과학원, 뉴사우스웨일즈대, 영국 임페리얼칼리지런던대 공동연구팀이 바닷새 135종을 대상으로 한 컴퓨터 시뮬레이션 결과였는데, 바닷새의 90% 이상이 플라스틱을 먹이로 착각하고 있다는 내용이었죠. 실제로 죽은 바닷새의 뱃속을 갈라 보니 작은 스티로폼 조각부터 칫솔, 병뚜껑, 심지어 플라스틱 라이터까지 나왔다고 합니다. 플라스틱 조각들은 소화가 되지 않아 위와 내장 속에 쌓이고 바깥으로 배출되지도 않으니 새들은 고통 속에서 죽음을 맞게 된다는 겁니다. ●바닷새 90%는 플라스틱을 먹이로 착각 이 문제를 해결할 방법은 생물체에 유해한 화학물질 사용을 자제하고 환경오염을 줄이는 것입니다. 이건 모두가 알고 있죠. 과학자들 역시 “환경오염과 싸우는 최선의 방법은 유해물질 사용을 줄이는 길”이라고 입을 모으고 있습니다. 환경은 전 지구적 영향을 미치는 만큼 어느 한 나라나 한 조직의 노력이 아닌 많은 국가들과 구성원들이 함께 합의하고 노력해야 합니다. 점심 메뉴 하나 정하는 것도 쉽지 않은데 이런 거대담론에 대해 일치된 의견을 낼 수 있을지는 의문이긴 합니다. 화학이 인류를 풍요롭게 만드는 것도 사실입니다. 그러나 인체 유해성이나 환경오염에 대해 깊이 생각하지 않고 당장의 불편함을 제거하겠다는 단기적인 시각으로 만들어낸 화학물질들은 결국 사람과 환경을 공격해 ‘지속 불가능한 사회’를 만든다는 것, 우리 모두가 깊이 고민해야 할 문제가 아닐까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

오랫동안 우리 인간의 키와 몸집 등 체형은 사는 곳의 기후에 따라 적응해 변한 것으로 여겨졌다. 그런데 이처럼 인간의 체형에 관한 진화 요인이 기후만으로 정해지는 게 아니었다고 미국 테네시대 연구진이 밝혔다. 인간의 체형은 체온 유지를 위해 서식지의 기후(위도)에 따라 적응하기 위해 변한 것이라는 이론은 1900년대 후반부터 시작됐다. 이는 추운 곳에 살면 체중이 따뜻한 곳에 사는 곳보다 많이 나간다는 ‘베르크만의 법칙’과 추운 곳에 살면 귀·코·팔·다리와 같은 몸의 말단 부위가 따뜻한 곳에 사는 것보다 작아진다는 ‘앨런의 법칙’에 근거한 것이다. 이번 연구에서는 인간의 인체 비율과 위도의 관계를 밝히기 위해 사하라 이남의 아프리카와 북미, 유럽, 그리고 북극 등 네 지역에 사는 주민 400명을 대상으로, 뼈의 길이와 크기를 조사했다. 연구진은 이 조사에서 위팔 뼈(상완골·humerus)와 아래팔뼈 중 바깥쪽의 노뼈(요골·radius), 넙다리뼈(대퇴골·femur), 그리고 정강뼈(경골·tibia) 등 4종의 뼈 길이는 물론 넙다리뼈머리(대퇴골두)의 지름과 골반의 너비도 측정했다. 그 결과, 노뼈와 정강뼈, 그리고 전반적인 몸 크기는 예상대로 자연 선택에 따라 위도가 높은 추운 곳일수록 짧아졌다. 반면 위팔뼈와 넙다리뼈는 그렇지 않았다. 위팔뼈는 오히려 추운 곳일수록 길어졌으며 넙다리뼈는 변하지 않았다. 연구를 이끈 크리스틴 사벨 박사과정 연구원은 “진화는 기후 외에도 유전적 상호관계 등 다른 요인이 작용했음을 보여주는 실증적 사례”라고 설명했다. 이번 연구성과는 미 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ kei907 / fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

협력은 흔히 우리 인간과 동물을 구분 짓는 주요 특성으로 생각된다. 그런데 우리와 가장 가까운 영장류인 침팬지 역시 한 팀처럼 협력한다는 것을 보여주는 연구결과가 나왔다. 실제로 이 연구에서 침팬지들은 5 대 1의 비율로 경쟁보다 협력을 더 선호했으며, 다른 무리의 침팬지가 자신들의 먹이를 훔쳐 먹으려는 행위를 저지하는 수단을 취했다. 연구를 이끈 말리니 수차크 미국 카니시우스대 조교수(동물 행동·생태·보전학)는 “갈등과 협력의 발생 비율이 인간과 침팬지에서 꽤 비슷하다는 것을 고려하면, 이번 연구는 영장류 전체에 두드러진 유사성을 보여주며 인류 진화에 관한 또 다른 통찰력을 제공한다”고 말했다. 참고로 수차크 조교수는 이 연구 수행 당시 미국 애모리대 산하 여키스 국립영장류연구소에서 대학생 연구원이었다. 수차크 조교수는 당시 여키스 연구진과 함께 연구를 위해 침팬지들의 자연환경을 재현했다. 실험은 야외 녹지에서 침팬지 11마리를 대상으로 진행됐으며, 이때 근처에는 먹이를 얻기 위해 당길 수 있는 밧줄 형태의 기구가 설치됐다. 특히 이 기구는 침팬지 두세 마리가 한 팀을 이뤄 협력을 해야만 먹이를 손에 넣을 수 있는 구조로 돼 있고 각 침팬지는 협력할 상대를 스스로 선택할 수 있는 상황이었다. 그러자 침팬지들은 처음에 서로 경쟁했지만, 곧 서로 협력하는 것이 유리하다는 것을 깨우쳤다. 연구진은 총 94시간이 걸린 이 실험에서 협력적 행동으로 먹이를 얻는 데 성공한 사례 3656건을 기록할 수 있었다. 이에 반해 침팬지 사이 경쟁적 교류는 600여 건이 발생했고, 이 경우 침팬지들은 협력해 먹이를 잡으려고 하지 않고 다른 침팬지의 것을 훔치려고 하거나 밀치며 싸우기도 했다. 이에 대해 연구진은 “침팬지들은 때때로 다른 침팬지에게 직접 항의하는 것으로 이런 경쟁 형태를 극복하거나, 훔쳐 먹기를 시도하는 침팬지가 있는 곳에서는 협력 작업을 거부하기도 했다”면서 “그게 아니면 훔쳐먹는 개체의 공격을 막기 위해 힘이 더 센 침팬지가 개입한 사례도 있었다”고 말했다. 여기서 힘이 더 센 개체가 개입하는 행동을 연구자들은 ‘제3자의 처벌’(third-party punishment)이라고 부르는데 이는 우리 인간도 사용하는 전략이다. 수차크 조교수는 “이번 연구에서는 자신의 시행 전략을 채택할 자유를 침팬지들에게 부여했다”면서 “그 결과, 그들은 충분히 경쟁을 잘 회피했고 협력을 선호했다”고 말했다. 이에 대해 연구에 참여한 영장류 전문가 프랑스 더발 애모리대 교수(심리학)는 “이번 연구는 과학자들에게 동물의 세계에서 생존을 위한 협력의 한계에 관한 재검토를 촉구하는 것”이라고 지적했다. 그는 “인간의 협력이 독특한 것이라는 주장은 문헌에서 널리 볼 수 있다. 이는 협력의 진화에 대해 지금까지 얻을 수 있는 가장 좋은 아이디어를 동물 연구로 직접 얻을 수 있다는 점에서 특히 흥미로운 것”이라면서 “야생에서는 개미부터 범고래까지 협력으로 가득하다”고 말했다. 이어 “이번 연구는 인간에게 가장 가까운 영장류인 침팬지가 경쟁하고 훔쳐먹는 행위를 저지하는 방법에 대해 잘 알고 있다는 것을 처음으로 보여준 것”이라면서 “협력은 승리하고 있다”고 덧붙였다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘미국 국립과학원회보’(PNAS) 최신호(22일자)에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 여름철만 되면 녹조로 인해 많은 강과 호수가 초록색으로 변하고 있다. 여기에는 기온 상승, 가뭄, 일조량 증가, 영양분이 되는 물질의 유입, 댐과 보로 인한 물의 흐름 정체 등 여러 가지 요인이 있다. 심각한 녹조는 수중 생태계를 파괴하는 것은 물론 일부 조류가 만드는 독성 물질 때문에 사실 위험하기까지 하다. 따라서 녹조 현상은 우리나라는 물론 여러 나라에서 골칫거리다. 그런데 네덜란드의 암스테르담 대학의 과학자들이 녹조 현상 증가에 일반적으로 우리가 미처 생각하지 못했던 요인이 있다는 점을 밝혀냈다. 이들이 미국립과학원회보(PNAS)에 발표한 내용에 따르면 독성 조류 가운데 일부가 대기 중 이산화탄소 농도 증가에 적응해 더 잘 자라는 것으로 밝혀졌다. 조류(algae)는 기본적으로 광합성을 하는 생물이다. 당연히 이산화탄소 농도가 높을수록 광합성을 잘해서 더 잘 자라게 된다. 그런데 산업 혁명 이후 지구 대기 중 이산화탄소 농도는 280ppm에서 400ppm까지 증가했다. 이는 이산화탄소 비료 효과를 일으켜 광합성과 식물의 성장을 촉진한다. 물론 이를 통해 이산화탄소 농도 증가를 억제할 수 있으니 지구의 중요한 완충 장치이지만, 대신 녹조 현상은 더 심해질 수 있다. 연구팀은 독소를 만드는 독성 남조류인 마이크로시스티스(Microcystis)를 야생 생태와 실험실에서 다양한 이산화탄소 농도에서 배양하고 그 유전적인 변화를 조사했다. 그 결과 마이크로시스티스가 증가하는 이산화탄소 농도에서 매우 빠르게 적응해 번성한다는 사실을 발견했다. 좋은 쪽으로 생각하면 이산화탄소를 제거하는 방향으로 작용하지만, 반대로 생각하면 생각지도 못했던 이유가 독성 남조류의 이상 증식을 더 심각하게 만드는 셈이다. 대기 중 이산화탄소 농도 증가는 온실효과 증가를 통해 지구 기온을 상승시키고 이상 기후를 만드는 주범이다. 하지만 이것이 기온에만 영향을 미치는 것이 아니다. 이산화탄소가 바닷물에 더 많이 녹아 해양 산성화를 일으키며 강과 호수의 생태계 역시 변화시킬 수 있음이 밝혀지고 있다. 물론 이런 문제를 근본적으로 해결하기 위해서는 이산화탄소 농도를 낮춰야 한다. 하지만 당장 지구 대기 중 이산화탄소 농도를 의미 있게 줄이기는 어려울 수밖에 없다. 따라서 당장에는 녹조 방지를 위해서 가능한 물의 흐름을 원활하게 하고 고도 정수처리 시설을 보강하는 등의 대응이 불가피해 보인다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

감기에 걸리기 쉬운 때는 오전일까, 오후일까. 정답은 ‘오전’이다. 바이러스 독성은 주기성을 갖고 있어 오후보다 오전에 더 강력하기 때문이다. 또 바이러스의 활동은 생체시계와 밀접해 잦은 야근으로 리듬 교란이 생기면 쉽게 질병에 감염될 수 있다. 영국 케임브리지대 애든브룩스병원, 헝가리 피치대 의대 공동연구진은 감기 바이러스에 대한 다양한 사실을 밝혀내고 미국국립과학원에서 발행하는 기초과학 분야 학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표했다. 연구진은 생쥐들에게 독감바이러스와 입술과 구강 점막 등에 물집을 만드는 헤르페스바이러스 등 다양한 바이러스를 시간대별로 차이를 두고 감염시켰다. 그 결과 아침에 감염된 쥐들이 저녁에 감염된 쥐들보다 체내 바이러스 농도가 10배 이상 높은 것으로 나타났다. 생쥐와 사람에게는 바이러스에 저항하는 유전자(Bmal1·Clock)가 있는데, 이 유전자는 오전보다는 오후에 더 활발하게 활동한다. 이 때문에 오전에 몸속에 들어온 바이러스들은 저항을 받지 않고 손쉽게 숙주를 감염시키고 그 숫자를 늘려 갈 수 있다. 오전에 바이러스에 훨씬 취약할 수밖에 없는 이유다. 애킬레시 레디 케임브리지대 교수는 “이번 연구는 사람의 생체시계와 질병 감염의 상호작용에 대한 첫 연구로 잦은 야근과 교대 근무로 생체시계가 교란될 경우 바이러스에 쉽게 감염되고 심하게 앓을 수 있다는 것을 보여 준다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

동물과 인간의 삶을 오랜 시간 지속시켜준 필요조건 중 하나는 충분한 산소였다. 이렇게 충분한 만큼의 산소를 지구로 가져온 것이 무엇이냐는 의문은 오랫동안 과학자들의 고민거리였다. 그런데 국제 연구팀이 그에 관한 답으로 ‘이끼’를 찾아냈다는 학설을 발표했다. 미국립과학원 회보(PNAS) 최신호(15일자)에 실린 이 연구논문에 따르면, 우리 지구에 처음으로 안정된 산소를 공급하고 지적 생명체가 번영할 수 있도록 한 것은 4억 7000만 년 전쯤 시작된 이끼의 성장이었다. 이 연구에 참여한 팀 랜턴 영국 엑서터대 교수는 “하찮게 보이는 이끼가 없었다면 오늘날 지구에는 인류가 단 한 명도 없었을 수 있다”면서 “이번 연구는 초기 육지 식물의 놀라운 생산성을 갖고 있어 지구 대기의 산소 함유량을 크게 높인 원인이라는 점을 제시한다”고 설명했다. 연구팀에 따르면, 24억 년 전쯤 이른바 ‘대산화사건’(great oxidation event)으로 불리는 현상에서 처음으로 지구 대기 중에 산소가 포함됐다. 이후 산소 농도가 오늘날 수준에 도달하게 된 시기는 4억 년 전쯤이다. 일부 과학자는 숲이 산소 농도의 상승을 일으켰다는 가설을 제시하고 있지만, 이번 연구에서는 이 가설에 이의를 제기한다. 연구팀은 최신 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 과거 지구의 변화를 재현했다. 이를 통해 이끼와 지의류가 4억4500만 년쯤 지구 산소의 30% 정도를 생산했을 가능성이 있다는 추론에 이르렀다. 이 같은 이끼의 성장에 따라 퇴적암에 포함된 유기 탄소의 양이 증가해 대기 중 산소 농도가 급상승한 것이라고 연구팀은 보고 있다. 연구팀은 이 논문에서 “이 같은 산소의 급증에 따라 이동성과 지적 능력을 갖춘 대형 동물도 존재할 수 있게 됐다”면서 “여기에는 우리 인간도 포함됐다”고 밝혔다. 사진=ⓒ aiisha / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

신원 노출 위험… 암호화·분산 저장 필수 2014년 6월 발표된 논문 한 편에 세상이 경악했다. 페이스북이 2012년 비공개로 벌인 ‘감정조작 실험’ 결과가 유력 학술지인 미국 국립과학원회보(PNAS)에 실렸다. 68만 9003명이 영문도 모르는 채 실험 대상이 됐다. 실험 내용은 이랬다. 페이스북은 어떤 이용자들을 부정적인 게시물만 보도록 하고, 어떤 이용자들은 긍정적인 게시물만 보도록 조작했다. 그 결과 긍정적인 단어를 많이 접했을 때 이용자들이 ‘좋아요’를 누르거나 긍정적인 내용의 글을 남기는 빈도가 높았다. 반대로 부정적인 단어가 많을 때에는 부정적인 내용의 글을 쓰거나 ‘좋아요’를 거의 누르지 않았다. 빅데이터는 개인이 인식하지 못하는 사이에 사람들을 ‘실험실 쥐’와 같은 존재로 만들 수 있다는 우려가 제기되고 있다. 페이스북의 감정 조작 실험이 대표적인 예가 될 수 있다. 당시 페이스북은 임의로 사람들의 감정을 바꾸는 등 무의식 상태의 심리 조작을 했다는 여론의 뭇매를 맞았다. 최근 개봉한 영화 ‘제이슨 본’에 등장하는 ‘딥 드림’이라는 인터넷 회사는 빅데이터가 ‘빅브러더’가 될 수 있음을 보여준다. 조지 오웰의 소설 ‘1984’에 등장하는 빅브러더는 정보 독점으로 사회를 통제하는 관리 권력을 의미한다. 영화에서 미 중앙정보국(CIA)은 전 세계 수억명의 이용자가 있는 딥 드림의 사생활 정보를 제공받아 감시 시스템을 구축했다. 회사의 최고경영자(CEO) 칼루어는 죄책감에 시달리다 CIA의 새로운 제안을 거절하고 갈등을 겪는다. 실제로 트위터, 페이스북 등 소셜네트워크서비스(SNS)와 스마트폰, 웨어러블 기기 등의 확산으로 개인정보의 유통과 수집은 점점 쉬워지고 있다. 그동안은 한 사람의 데이터가 각기 연관성 없이 흩어져 있었다면 빅데이터로는 충분히 한 사람의 일상을 그려낼 수 있게 됐다. 특히 사물인터넷(IoT) 기술의 발전은 이용자의 이동경로, 습관, 기호 등을 실시간으로 모니터링할 수 있게 해 위험성을 높이고 있다. 전문가들은 빅데이터 산업 활성화와 개인정보 보호 사이에서 적절한 균형점을 찾아야 한다고 지적한다. 지난 6월 정부가 발표한 ‘개인정보 비식별 조치 가이드라인’은 논란의 불을 지폈다. 이은우 정보인권연구소장(변호사)은 “정부가 말하는 비식별화는 개인정보에 일부 모자이크 조치를 하고 사용하자는 것인데, 다른 정보와 결합하면 충분히 누구인지 알아낼 수가 있다”며 “현재 빅데이터 산업은 대기업의 배를 불리기 위한 것이지 이용자에 대한 고민은 빠져 있다”고 지적했다. 최정환 K-ICT 빅데이터 센터장은 “해외의 경우 ‘데이터 브로커’가 존재할 정도로 빅데이터 산업이 활성화돼 있지만, 우리나라의 경우 개인정보보호법에 막혀 성장에 한계가 있는 상황”이라며 “비식별화 조치를 해도 가이드라인 형태이기 때문에 기업이 부담을 느낄 수밖에 없는 만큼 암호화 기술이나 사용자 정보를 여러 장소에 분산 저장하는 방법 등이 마련돼야 한다”고 말했다. 윤수경 기자 yoon@seoul.co.kr

미국 메릴랜드대 연구팀이 ‘불꽃 토네이도’(fire tornados)를 연구하는 동안 지금까지 알려지지 않았던 전혀 새로운 유형의 ‘불꽃’을 발견했다. 불꽃 토네이도는 대규모의 화재 현장에서 화재로 생성된 열이 상승 기류를 만들게 되는 데 이때 토네이도가 발생할 수 있다. 연구팀은 ‘불꽃 회오리바람’(fire whirls)으로도 불리는 이 같은 현상을 자세히 알아보기 위해 불꽃 토네이도를 인위적으로 만들어내는 실험을 준비했다. 이들은 실험실 수조 안에 물을 깔고 나서 수면 가운데 탄화수소 연료(석유의 주성분)를 집어넣은 뒤 불을 붙이고 그곳을 향해 바람을 내보냈다. 즉, 실제 불꽃 토네이도가 발생하는 것과 같은 조건을 측정할 수 있는 수면에 만든 것이다. 연구팀은 주위에서 부는 바람의 조건이 갖춰지면 불타고 있는 주황색 불꽃이 회오리 모양으로 변하고 나서 불꽃 토네이도가 될 것으로 예상했다. 하지만 실제로 주황색 불꽃은 지금까지 알려지지 않은 파란색 고리처럼 생긴 회오리 모양으로 변했다. 연구팀은 이를 ‘파란 회오리바람’(Blue Whirl)으로 명명했다. 이 불꽃은 한번 생기면 인공적으로 바람을 보내지 않아도 형태를 유지하고 매우 안정된 상태로 타오른다고 연구팀은 설명했다. 일반적으로, 불꽃의 주황색(노란색)은 불완전 연소한 탄소가 만드는 색이다. 즉 주황색 불꽃은 탄소(그을음)를 많이 발생해 공기를 오염시킨다. 반면 파란 불꽃은 탄소가 완전히 연소하는 것이므로 공기를 오염시키지 않는다. 연소 효율 역시 높다는 것이다. 앞으로 이 파란 회오리바람을 어떻게 이용할 수 있을지는 아직 모른다. 기름 유출 사고의 처리 방법 중 하나로 해수면의 기름을 점화하는 방법이 있는데 이 때 인공적으로 바람을 보내 화염을 파란 회오리바람으로 변화시키면 대기오염을 줄일 수 있을지도 모른다고 연구팀은 말했다. 이번 발견의 자세한 내용은 미국 국립과학원 회보(PNAS) 8월 4일자에 발표됐다. 사진=메릴랜드대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

아이의 두뇌 발달에 어머니의 목소리가 크게 영향을 준다는 연구결과가 최근 미국에서 발표됐다. 미 국립과학원 회보(PNAS)에 실린 이 연구에 따르면, 아이들의 의사소통 능력은 어머니의 목소리가 좌우하는 것으로 시사되고 있다. 미 스탠퍼드 의대 연구진이 시행한 이 연구는 7세부터 12세까지의 아이들 24명을 대상으로 이들의 어머니나 다른 일반 여성의 목소리를 들려주고 이때 뇌에 어떤 반응이 나타나는지를 조사한 것이다. 조사 방법은 자기공명영상장치(MRI)로 아이들의 뇌 스캔을 하면서 어머니와 모르는 여성의 목소리(아이 이름이 아닌 의미 없는 단어)를 무작위로 들려줬을 때의 뇌 반응을 살폈다. 그 결과, 참가 아이 중 약 97%가 자기 어머니의 목소리를 들었을 때 뇌에서 1초도 안 돼 이를 인식하는 것으로 나타났다. 이는 어디까지나 모집단이 적은 실험 결과이긴 하지만, 아이들은 순식간에 그것도 정확히 어머니 목소리를 뇌로 알아듣는다는 것이다. 그런데 연구팀은 아이의 뇌가 어머니 목소리를 식별하는 속도보다 오히려 다음과 같은 사실에 더욱 주목했다. 뇌에 미치는 자극은 소리를 인식하는 청각 피질뿐만 아니라 감정을 관장하는 영역, 얼굴을 인식하거나 기쁨을 느끼고 사회적 의사소통 능력에 영향을 주는 뇌 영역까지 동시에 자극을 주고 있는 것이었다. 이에 대해 연구를 이끈 대니얼 애브람스 교수(신경학 박사)는 “인간의 사회생활과 언어 능력, 감정 육성 등의 대부분은 어머니 목소리를 경청해서 몸에 밴 것이다. 그렇지만 매우 중요한 이 목소리가 뇌에서 어떻게 영향을 주고 가는지, 거의 해명되지 않았다”면서 “설마, 이렇게 빨리 뇌의 광범위한 곳에 어머니 목소리가 도달할 줄은 몰랐다”고 말했다. ■ 듣기만 해도 안심…그것은 어머니 목소리였다 또한 일부 신생아가 어머니 목소리가 구별할 수 있는 것은 어머니의 배 속에 있을 때부터 들어왔기 때문으로 여겨져 왔다. 하지만 목소리를 듣는 점에서는 아버지 역시 마찬가지다. 실제로 캐나다 몬트리올대에서 시행한 연구에서는 생후 24시간 이내의 아기가 어머니와 다른 여성(간호사 등)의 목소리를 이미 구분하는 것으로 밝혀졌다. 또 유아기의 아이에게 어머니의 목소리가 가장 중요한 의사소통 도구임을 증명, 정신을 안정시키고 편안하게 해주는 효과에 있는 것으로 나타났다. 2010년 연구에서는 스트레스를 받은 청소년이 어머니 목소리를 전화로 듣는 것만으로 스트레스 호르몬이 감소하는 것으로 밝혀졌다. 물론 이 스트레스는 다른 곳에서 받은 것이었다. 우리가 태어난 직후부터 들어온 어머니의 목소리. 커가면서 잔소리로 생각하기 쉬웠던 그 음성이 사실 우리 감정의 균형을 맞추고 사회생활의 핵심 요소로 작용했을지도 모른다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 뇌의 다양한 움직임과 성격을 연구하는데 가장 최적화 된 기구이자 현대 과학의 수준을 끌어올리는데 큰 기여를 한 것으로 인정받는 기능성자기공명영상(fMRI) 장치의 데이터 분석 소프트웨어에 치명적인 ‘버그’(bug·프로그램의 결함에 의해 오류나 오작동이 일어나는 현상)가 있다는 사실이 15년 만에 밝혀졌다. 스웨덴과 영국 공동연구진은 최근 fMRI의 결과를 분석하는 프로그램의 오류 비율이 70%에 달한다는 사실을 알게 됐으며, 이를 이용한 일부 분석 결과가 부정확했을 것이라는 내용의 연구 결과를 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 연구진이 버그를 발견한 프로그램은 fMRI 분석을 위해 세계적으로 가장 많이 쓰이는 소프트웨어 패키지(SPM, FSL, AFNI)다. 버그의 명칭은 '3dClustSim'이다. 이러한 연구 결과에 따르면 예컨대 fMRI 분석 데이터에서는 활성화된다고 표시된 뇌의 영역에서 실제로는 아무 일도 일어나지 않았을 수 있다는 것이다. 공동연구진은 fMRI 분석에 주로 사용되는 소프트웨어 실제 성능을 실험하기 위해 전 세계의 데이터베이스에서 건강한 사람 499명을 여러 그룹으로 나눈 뒤 ‘휴지 상태 fMRI’(resting-state fMRI, 인간이 특별한 활동을 하고 있지 않을 때의 뇌 상태를 fMRI로 스캔한 것) 검사결과를 수집했다. 당초 본격 실험에 들어가기 전 소프트웨어에서 위양성율, 즉 건강한 사람에게 질병이 있다고 잘못 분석하는 오류가 나올 확률의 가능성을 5% 정도로 예측했다. 하지만 막상 데이터를 분석한 결과, 긍정 오류의 비율은 무려 70%에 달했다. 이는 일부 분석 결과 값이 매우 잘못됐다는 의미이며, 따라서 fMRI 결과 분석 소프트웨어가 실제로는 일어나지 않는 두뇌 활동을 마치 존재하는 것처럼 잘못 보여줄 가능성이 있다는 점을 시사한다고 연구진은 판단했다. 가장 큰 문제는 연구진이 발견한 버그를 가진 시스템이 무려 15년간 활용돼 왔다는 사실이다. 지난 15년간 이 소프트웨어를 이용한 fMRI의 분석 결과를 인용한 연구 중 일부는 무효가 될 수도 있다. 연구진에 따르면 실제 이 소프트웨어를 이용한 연구결과가 4만 건에 달하는 것으로 나타났다. 일반적으로 핵 자기공명 현상을 이용해 생체 정보를 이미지로 만들어주는 fMRI는 인간의 뇌 단면 이미지 촬영에 주로 사용돼 왔다. 관련 연구자들은 실험참가자나 환자에게 특정 행동을 수행하게 한 뒤 뇌의 변화를 관찰 연구하는데 fMRI를 이용해 왔다. 실제 질병을 진단하는데 활용되기도 하지만 주로 연구 시 가설을 입증하거나 자료를 수집하기 위한 실험에 이용된다. 이 소프트웨어의 오류는 지난해 5월 수정됐다. 불과 14개월 여 전까지는 전 세계 연구자들이 버그가 있는 fMRI 결과 분석 소프트웨어를 사용하고 그 분석결과를 주요한 연구 근거로 사용한 셈인데, 학계에서는 아직 이와 관련한 문제가 제기되진 않은 상황이다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

초콜릿을 먹어도 ‘괜찮은’ 이유는 많다. 초콜릿의 주 성분인 카카오에는 플라바놀이라는 물질이 다량 함유돼 있어 심혈관계 계통에도 도움을 주고, 초콜릿에 든 마그네슘은 숙면에도 긍정적인 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 하지만 문제는 초콜릿에 함유된 다량의 당 성분과 지방이다. 최근 해외 연구진은 이중 초콜릿의 지방 성분을 낮춰서 섭취할 수 있는 방법을 찾았다고 소개해 눈길을 끌고 있다. 미국 펜실베이니아주 템플대학교 연구진은 최근 실험을 통해 ‘저지방 초콜릿’을 만드는데 성공했다. 일반적으로 초콜릿은 코코아와 설탕, 우유 고형분, 그리고 코코아 버터와 같은 액체형 지방을 포함한다. 여기에서 지방이 차지하는 비율은 약 40%에 가깝다. 초콜릿 제조사가 지방 함량을 줄인 저지방 초콜릿을 만들지 못하는 이유는 지방이 가진 고유의 질감 때문이다. 지방을 일정 부분 포함시키지 않으면 초콜릿의 점도나 단단함의 정도가 높아지고, 이로 인해 초콜릿을 만들 때 쓰는 파이프라인이 막히거나 중간에서 초콜릿이 굳어버릴 수 있기 때문이다. 하지만 연구진이 개발한 새로운 방식은 액체상태의 초콜릿이 흐르는 제조라인에 일정정도의 전기 자극을 가하는 것이다. 이 과정에서 전기 충격을 받은 초콜릿의 성분들이 일부 분해되면서 점성은 유지하되 지방의 함량이 낮춰지는 효과를 확인했다. 연구진은 이 방식을 이용하면 초콜릿의 지방 함량 36%를 28%까지 낮출 수 있으며, 전기 자극을 가하는 시간이나 강도에 따라 지방 함량을 더욱 낮출 수 있을 것으로 기대하고 있다. 뿐만 아니라 실험에 참가한 연구원들은 전기 자극을 통해 지방 함량을 낮춘 초콜릿이 일반 초콜릿보다 맛도 훨씬 좋았다고 평가한 만큼, 입에는 더 달고 건강에도 더 유익한 초콜릿 생산이 가능할 것으로 예측된다. 이와 관련한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

넝쿨 수액 속 균일한 나노입자 벽면 틈새 침투해 접착력 세져 美연구진 ‘접착 메커니즘’ 규명안녕하세요. 뉴욕 헤럴드트리뷴에서 스포츠 기사를 쓰고 있는 스탠리 우드워드(1895~1964)입니다. 저는 기자 생활을 시작하면서부터 스포츠만을 취재한 이른바 ‘전문기자’죠. 그런데 오늘은 담쟁이넝쿨(아이비)과 그 속에 숨어 있는 과학에 대해 이야기를 좀 하려고 해요. 미국 북동부 지역에는 전 세계의 학생들과 학부모들이 선망의 대상으로 삼고 있는 대학 8곳이 있습니다. 하버드, 예일, 펜실베이니아, 프린스턴, 컬럼비아, 브라운, 다트머스, 코넬이 바로 그곳이죠. 1865년에 세워진 코넬대를 빼놓고는 모두 영국 식민지시대인 17~18세기에 만들어진 유서 깊은 대학이어서 ‘아주 오래된 8개 대학’(Ancient Eight)이라고 부르기도 하지만 요즘은 ‘아이비 리그’라는 이름으로 더 많이 불리죠. 19세기 중반부터 이 대학들은 졸업 직전 열리는 축하 행사인 ‘클래스 데이’에 담쟁이를 심는 식수 행사를 가졌는데 그런 전통 덕분에 담쟁이넝쿨이 이들 대학의 상징이 된 겁니다. 어쨌든 1937년 어느 날 저는 동료 캐스웰 애덤스와 함께 컬럼비아대와 펜실베이니아대의 미식축구 경기를 취재하러 갔죠. 그날따라 구름 한 점 없이 맑은 날이어서였는지 애덤스는 취재는 뒷전이더라구요. “이런 좋은 날에 담쟁이넝쿨로 뒤덮인 이런 곳에서 미식축구 취재나 해야 하다니…”라며 한숨을 쉬더군요. 그때 저는 기사에 쓸 멋진 단어가 반짝 떠올랐습니다. 바로 ‘아이비 칼리지’였죠. 그러니 지금 쓰이고 있는 아이비 리그의 의미를 갖는 단어는 제가 처음 사용했다고 봐도 과언이 아니죠. 실제로 그렇게들 인정하고 있구요. 오늘 하고 싶은 얘기는 그건 아니구요. 담쟁이넝쿨을 건물이나 벽에서 떼어내 보려고 했던 사람들은 알겠지만 정말 힘들죠. 넝쿨이 떨어지기 전에 벽돌이나 시멘트 같은 것들이 같이 떨어져 나갈 정도니까요. 그런데 최근 미국 오하이오주립대, 조지아대, 테네시대 공동 연구진이 8년의 연구 끝에 담쟁이넝쿨의 접착 메커니즘을 밝혀내고 미국국립과학원에서 발행하는 자연과학 국제학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS)에 발표했더라구요. 미식축구와 야구에만 관심을 갖다 보니 과학 얘기가 좀 어렵기는 했지만 열심히 읽어 봤더니 접착력의 비밀은 ‘당으로 코팅된 미세한 구형의 나노입자’(나노볼) 때문이라고 하더군요. 담쟁이넝쿨에서 나오는 끈적거리는 수액에 이 나노볼이 들어 있는데, 나노볼은 입자가 아주 균일하기 때문에 잘 퍼져 나가고 표면의 작은 틈새나 구멍에도 잘 침투해 들어간다는 거예요. 일단 그렇게 침투해 들어간 다음에 수분이 증발해 버리면 나노볼들이 농축돼 단단하게 접착된다는 거죠. 또 나노볼의 핵심 성분이 ‘AGPs’라는 일종의 당단백질이라는 것도 이번에 밝혀냈다더라구요. 이번에 발견된 담쟁이넝쿨의 접착 메커니즘을 모방하면 독성이 없는 고강도의 생체 친화적 접착제도 만들 수 있을 거라고 예상하더군요. 외과수술을 할 때나 뼈가 부러지거나 했을 때, 인공장기를 고정시킬 때 등 활용 방안이 다양하다고 해요. 정말 자연은 알면 알수록 신기한 것 같아요. 그렇지 않은가요. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

엄마의 목소리를 들으면 아이들의 성장에 필수적인 뇌의 특정 부분이 활성화된다는 연구결과가 나와 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국 캘리포니아 스탠포드대학 의과대학은 7~12세의 건강한 어린이 24명을 대상으로, 다양한 소리를 들었을 때의 뇌의 반응을 MRI로 관찰했다. 아이들이 들은 소리는 각각의 아이들의 엄마와 엄마가 아닌 다른 여성이 말한 3개의 단어 조합을 녹음한 것이다. 아이들에게 몇 초도 되지 않는 짧은 녹음을 들려준 뒤 뇌 반응을 관찰한 결과, 아이들의 97%는 자신의 엄마의 목소리를 구별해 낼 줄 알았다. 뿐만 아니라 엄마의 목소리를 들었을 때, 다른 여성의 목소리를 들었을 때와는 달리 뇌의 특정 부분이 활성화 되는 것을 확인했다. 활성화 된 뇌 부위는 측두엽의 한 부위인 1차청각피질(primary auditory cortex)이다. 청각 정보를 일차적으로 받아들이는 부위이자 동시에 언어의 이해를 담당하는 뇌 부위다. 뿐만 아니라 이 부위가 자극되면 감정이나 사회적 역할, 얼굴 인식 등의 능력도 함께 상승하는 것으로 알려져 있다. 또 엄마 목소리를 들으면 전액골 피질(Prefrontl cortex) 부위 역시 활성화 되는데, 이 부위는 관심을 조절하고 주위 패턴의 변화를 감지하는 능력과 관련이 있다. 곧 주변에서 들리는 복잡한 소리 속에 존재하는 패턴을 인식하는 능력이 향상된다는 뜻으로 이는 언어능력에 있어서 필수적인 것이다. 과거 연구에서도 아기나 어린이가 다른 여성보다 엄마의 목소리를 더욱 선호한다는 것이 증명된 적이 있지만, 당시에는 이러한 현상이 단순한 생물학적 반응에 가깝다고 분석된 바 있다. 이번 연구는 아이들이 엄마의 목소리에 더욱 잘 반응할 뿐만 아니라, 뇌 발달에도 영향을 미친다는 사실을 과학적으로 입증했다는 평가를 받았다. 연구진은 “목소리는 사회적 의사소통에 있어서 가장 중요한 수단으로 꼽힌다. 우리는 엄마의 목소리가 아이들의 감정적인 안정 뿐 만 아니라 뇌의 수많은 시스템을 발달시키는데도 도움이 된다는 사실을 알게 됐다”고 설명했다. 이와 관련한 자세한 연구결과는 미 국립과학원에서 발간하는 자연과학 분야 국제학술지 ‘미 국립과학원회보’(PNAS) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

최근 스마트폰 중독 증상을 보이는 아동 연령이 3~4세까지 낮아졌다는 조사 결과가 나와 충격을 줬다. 실제로 정서적으로 안정되고 공부도 잘하는 아이를 만들기 위해서는 스마트폰을 빼앗고 엄마와 대화 시간을 더 많이 갖는 것이 중요하다는 연구 결과가 나왔다. 미국 스탠퍼드대 의대 행동과학 및 정신과 대니얼 에이브럼스 교수와 신경과학과 비노드 메논 교수는 엄마 목소리가 아이들 뇌의 다양한 부위를 자극한다는 사실을 밝혀내고 미 국립과학원에서 발행하는 기초과학 분야 국제학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 16일자에 발표했다. ●타인 소리보다 다양한 뇌 부위 자극 엄마 목소리가 영유아의 관심을 집중시키는 데 중요한 역할을 한다는 연구 결과는 많았지만 신경을 자극해 두뇌 발달에 도움이 된다는 것을 직접 측정한 건 이번이 처음이다. 연구팀은 지능지수(IQ) 80 이상의 정신장애가 없는 건강한 7~12세 어린이 24명을 대상으로 엄마 목소리와 다른 사람 목소리를 들려주면서 기능성자기공명영상(fMRI)으로 뇌를 촬영했다. 일반적으로 같은 또래의 지능지수 분포와 비교했을 때 IQ 80~120 범위에 들면 ‘보통’으로 본다. 연구팀은 어린이에게 3가지 단어 조합을 녹음해 1분 동안 들려준 결과 97% 이상의 아이들이 엄마 목소리와 타인 목소리를 구분했으며 뇌 활성화 부위도 달라진다는 사실을 밝혀냈다. 타인 목소리를 들으면 뇌의 청각 영역만 자극받는 데 반해 엄마 목소리를 들으면 청각 영역뿐만 아니라 사고 영역, 정서 영역 등 다양한 부위의 뇌 영역이 자극된다는 것을 연구팀은 발견했다. ●성적·사회적 관계에도 긍정적 연구팀은 아이들이 엄마와 대화하는 시간과 학교 성적, 사회적 관계 등도 조사했는데 엄마와 대화 시간이 긴 아이일수록 학교 성적이 좋고 다른 사람과 사회적 관계도 좋은 것으로 나타났다. 에이브럼스 교수는 18일 “목소리는 대인 커뮤니케이션의 중요한 부분을 차지하는데 최근 스마트폰 등 스마트기기 사용이 증가하면서 상대적으로 대화가 줄었다”며 “특히 엄마와 상호작용이 중요한 영유아의 경우 대화가 줄면 아이들 두뇌 발달에도 악영향을 미칠 수 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

엄마의 목소리를 들으면 아이들의 성장에 필수적인 뇌의 특정 부분이 활성화된다는 연구결과가 나와 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국 캘리포니아 스탠포드대학 의과대학은 7~12세의 건강한 어린이 24명을 대상으로, 다양한 소리를 들었을 때의 뇌의 반응을 MRI로 관찰했다. 아이들이 들은 소리는 각각의 아이들의 엄마와 엄마가 아닌 다른 여성이 말한 3개의 단어 조합을 녹음한 것이다. 아이들에게 몇 초도 되지 않는 짧은 녹음을 들려준 뒤 뇌 반응을 관찰한 결과, 아이들의 97%는 자신의 엄마의 목소리를 구별해 낼 줄 알았다. 뿐만 아니라 엄마의 목소리를 들었을 때, 다른 여성의 목소리를 들었을 때와는 달리 뇌의 특정 부분이 활성화 되는 것을 확인했다. 활성화 된 뇌 부위는 측두엽의 한 부위인 1차청각피질(primary auditory cortex)이다. 청각 정보를 일차적으로 받아들이는 부위이자 동시에 언어의 이해를 담당하는 뇌 부위다. 뿐만 아니라 이 부위가 자극되면 감정이나 사회적 역할, 얼굴 인식 등의 능력도 함께 상승하는 것으로 알려져 있다. 또 엄마 목소리를 들으면 전액골 피질(Prefrontl cortex) 부위 역시 활성화 되는데, 이 부위는 관심을 조절하고 주위 패턴의 변화를 감지하는 능력과 관련이 있다. 곧 주변에서 들리는 복잡한 소리 속에 존재하는 패턴을 인식하는 능력이 향상된다는 뜻으로 이는 언어능력에 있어서 필수적인 것이다. 과거 연구에서도 아기나 어린이가 다른 여성보다 엄마의 목소리를 더욱 선호한다는 것이 증명된 적이 있지만, 당시에는 이러한 현상이 단순한 생물학적 반응에 가깝다고 분석된 바 있다. 이번 연구는 아이들이 엄마의 목소리에 더욱 잘 반응할 뿐만 아니라, 뇌 발달에도 영향을 미친다는 사실을 과학적으로 입증했다는 평가를 받았다. 연구진은 “목소리는 사회적 의사소통에 있어서 가장 중요한 수단으로 꼽힌다. 우리는 엄마의 목소리가 아이들의 감정적인 안정 뿐 만 아니라 뇌의 수많은 시스템을 발달시키는데도 도움이 된다는 사실을 알게 됐다”고 설명했다. 이와 관련한 자세한 연구결과는 미 국립과학원에서 발간하는 자연과학 분야 국제학술지 ‘미 국립과학원회보’(PNAS) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘브라질에 있는 나비의 날갯짓이 미국 텍사스에 토네이도를 발생시킨다’는 ‘나비효과’는 기상학에서 유래된 것으로 지구촌 한쪽의 작은 변화가 다른 쪽에 메가톤급의 영향력을 미칠 수 있다는 뜻이다. 이와 비슷하게 아프리카 사하라 사막에서 발생한 모래폭풍이 매년 여름 전 세계에서 발생하는 치사율 50%의 비브리오 패혈증의 원인이라는 연구 결과가 나왔다. 미 조지아대와 플로리다주립대 공동연구팀은 아프리카 사하라 사막에서 발생하는 모래바람이 바닷물에 존재하는 박테리아 등 미생물에 영향을 미쳐 비브리오 패혈증 원인균을 증식시킨다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 미 국립과학원에서 발간하는 자연과학 분야 국제학술지 ‘미 국립과학원회보’(PNAS) 최근호에 실렸다. 바닷물에 항상 존재하는 비브리오균은 여름철에 갑자기 늘어나 어패류를 통해 인체에 침투한다. 연구팀은 미 항공우주국(NASA)에서 운영하고 있는 ‘GEOS-5’라는 기후모델링 프로그램을 이용해 사하라 사막의 모래폭풍 발생 시기와 확산 지역 등을 분석했다. 그 결과 사하라 사막에 모래폭풍이 발생하는 시기와 비브리오균 급증 시기가 거의 일치하며, 사하라 사막의 모래는 태평양과 대서양으로 유입돼 해류를 타고 전 세계 바다에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 연구팀 관계자는 “사하라 사막의 모래에는 철(Fe) 성분이 많이 포함돼 있는데 바다 표면에 떨어지면서 과(過)영양화를 일으켜 비브리오균이 급증하는 주요 원인이 되고 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

비행기 내 난동사고가 끊이지 않는 가운데, 퍼스트클래스 등급 좌석을 보유한 비행기에서의 사고 발생 비율이 그렇지 않은 비행기에 비해 더 높다는 연구결과가 나왔다. 비행기를 이용해 여행하는 사람이 증가하면서 기내 객실은 이전보다 더욱 세분화되고 있다. 퍼스트클래스 등급 좌석을 이용할 경우 각도가 조절되는 등받이 의자부터 개인용 테이블까지 다양한 서비스를 즐길 수 있는데, 전문가들은 이러한 차별화가 상공에서 더욱 위험하고 폭력적인 사고를 유발할 수 있다고 지적한다. 캐나다 토론토대학 로트만 경영대학원 소속 카테린 디셀레스 박사와 미국 하버드 경영대학원의 마이클 노튼 박사 공동 연구진은 전 세계에서 뜨고 내리는 비행기 500만대에서 발생한 기내난동 사건사고 데이터베이스를 분석했다. 그 결과 퍼스트클래스 등급 좌석을 보유한 비행기에서는 동일한 등급의 좌석만 있는 비행기에서보다 기내 난동이 4배 더 많이 발생한 것으로 나타났다. 또 퍼스트클래스 선실에서 발생한 기내 난동 비율은 15.26%인데 반해 이코노미클래스 선실에서 발생한 기내 난동 비율은 83.98%로 압도적으로 높은 것으로 조사됐다. 연구진은 이 같은 현상의 원인이 불평등에서 오는 분노 및 우월감에서 비롯된 폭력적인 성향 때문인 것으로 분석했다. 즉 좌석 등급이 나뉘어져 있을 경우, 가장 저렴하고 낮은 등급인 이코노미클래스를 이용하는 사람들은 비즈니스 또는 퍼스트클래스 좌석 이용자와의 비교심리로 인해 불평등을 느끼는 한편 좁은 좌석 간 간격 등으로 인해 불만을 표출하다 결국 폭력적인 성향이 드러날 수 있다는 것. 반면 퍼스트클래스 이용자의 경우 타 좌석 이용자에 비해 스스로를 우월하게 여기는 심리가 강해서 이코노미클래스 이용자 및 승무원과의 갈등이 자주 야기될 수 있는 것으로 분석됐다. 이밖에도 기내난동을 부리는 사람 중 여성이 23.83%, 남성이 72.49%로 남성이 압도적으로 높았으며, 기내난동의 유형으로는 음주 난동이 31.75%로 가장 높았으며 공격적인 행동이 29%로 뒤를 이었다. 이는 국내 사정과도 크게 다르지 않다. 국토교통부에 따르면 국적 항공사 7곳에서 적발된 기내 불법 행위는 급증세다. 2012년 191건, 2013년 203건이었다가 2014년 354건으로 1년 새 무려 74.4% 늘었다. 2015년도 460건으로 전년보다 29.9% 증가했다. 불과 2년 만에 2.26배로 급증한 것으로 나타났다. 자세한 연구결과는 미국국립과학원(NAS)이 매주 발행하는 세계적인 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr