“임신하면 늙는다”는 엄마들의 이야기는 사실이었다. 임신이 실제로 여성의 생물학적 노화를 가속화할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 8일(현지시간) 영국 일간 가디언, 워싱턴포스트 등에 따르면 미국 뉴욕 컬럼비아대학교 메일맨공주보건대 연구진은 임신 경험이 있는 여성이 그렇지 않은 여성보다 생물학적 나이가 더 많으며 여러 차례 임신한 여성의 경우 노화는 더욱 가속화한다는 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 과학저널 미국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 연구진은 필리핀에서 여성 825명과 남성 910명 등 총 1735명을 대상으로 임신 이력과 DNA 샘플을 조사했다. 생물학적 나이를 추정하는 유전적 도구인 ‘후성유전학적 시계’를 활용해 실험 참가자들의 생물학적 나이를 계산했다. 그 결과 여성의 임신은 2~3개월의 생물학적 노화와 관련이 있으며, 임신 횟수가 많은 여성은 생물학적 노화가 더 빨라진 것으로 나타났다. 임신에는 유산, 사산, 정상 출산이 이뤄진 임신이 모두 포함됐다. 이러한 결과는 사회경제적 지위, 흡연 이력, 유전적 변이 및 참가자의 주변 환경 등을 모두 고려한 후에도 유효했다. 반면 동일한 건강 조사에서 같은 연령대의 남성들은 생물학적 노화 증가와 임신 횟수 사이의 연관성이 나타나지 않았다. 캘런 라이언 컬럼비아대 노화센터 연구원은 “우리 연구 결과는 임신이 생물학적 노화를 가속화하고 이러한 효과가 젊고 출산율이 높은 여성에게 명백하다는 것을 시사한다”면서 “우리는 노화 과정에서 임신의 역할과 생식의 다른 측면에 대해 아직 밝혀내야 할 것이 많다”고 전했다. 그러면서 “특정 개인의 후성유전적 노화 가속화가 수십 년 후 건강 악화나 사망률 증가에 어느 정도 영향을 끼칠지 모른다”고 덧붙였다. 한편 지난달 미국 예일아동센터, 예일대, 하버드대 연구팀은 국제학술지 ‘세포 대사(Cell Metabolism)’에서 “임신이 노화를 촉진하지만 출산이 이뤄지고 난 후에는 회복된다”고 발표한 바 있다. 연구팀에 따르면 임신은 생물학적 나이를 1~2년 증가시키지만, 출산 3개월이 지나면 오히려 생물학적 나이가 3~8년 젊어진다. 이런 경향은 임신 전 체질량지수(BMI)가 높을수록 약했고, 모유 수유만 한다는 경우에 강했다. 임신 전 몸무게가 작을수록, 출산 후 모유 수유를 고집할수록 몸이 젊어졌다고 해석할 수 있다.

전 세계에 단 7마리 밖에 없는 희귀종인 갈색 대왕판다(자이언트 판다)의 ‘비밀’이 밝혀졌다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)의 보도에 따르면 중국과학원 동물학연구소 연구진은 갈색 대왕판다의 유전자를 해독한 결과, 갈색 판다는 색소 침착과 관련된 유전자인 ‘Bace2’의 일부 염기서열이 빠져있다는 것을 확인했다. 연구진은 흰색과 검은색 털을 가진 보통 판다 29마리와 갈색 대왕판다 2마리의 유전자를 비교 분석했다. 여기에는 현재 시안에서 사육되고 있는 갈색 판다인 ‘치자이’와 치자이의 부모, 치자이가 낳은 새끼 판다 등의 유전자도 포함됐다. 또 약 4년 전 발견된 갈색 판다인 ‘단단’과 단단의 가족 유전자도 분석했다. 분석에 이용된 유전자 중 갈색 판다는 치자이와 단단 둘 뿐이다. 분석 결과 갈색 판다는 약 30만 년 전 쓰촨 대왕판다로부터 분리된 것으로 파악됐다. 부모로부터 돌연변이 유전자 사본을 물려받으면서 털 색깔이 달라졌다는 것이다. 다만 연구진은 유전잗 돌연변이의 원인은 찾아내지 못했다. 연구진은 “아마도 쓰촨성의 기후가 다른 친링상맥의 특정 환경과 연결되어 있기 때문인 것으로 추정된다”면서 “한때 근친교배가 유전적 돌연변이의 원인일 수 있다고 여겨졌지만, (갈색 판다는) 근친교배보다는 자연적인 변이의 결과일 가능성이 더 크다”고 설명했다.이 밖에도 갈색 판다의 털에서는 멜라닌 세포에서 생성되는 색소 과립인 멜라노솜의 크기가 일반 판다에 비해 더 작고 개수도 적은 것으로 확인됐다. 치자이와 단단의 털과 일반 판다의 털을 비교 분석한 결과, 갈색 판다의 멜라노솜은 보통 판다보다 평균 55% 작고, 멜라노솜의 개수는 22% 적은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 중국과학원 동물학연구소의 웨이푸웬 박사는 “유전자나 염기서열이 누락될 경우 털 색깔이 바뀔 수 있다는 사실을 확인했다. 이는 유전학적 관점에서 완전히 새로운 발견”이라고 밝혔다.앞서 미국 캘리포니아대학 연구진은 2017년 발표한 논문에서 판다의 털 색깔이 흰색과 검은색으로 이뤄진 이유에 대해 “판다의 얼굴 대부분과 목, 배와 엉덩이가 흰색을 띠는 것은 포식자를 피해 새하얀 눈에 파묻혀 몸을 숨기기 위한 것”이라면서 “반면 팔과 다리의 털이 검은색인 것은 열대우림처럼 곳곳이 어둡거나 그늘이 드리워진 장소에서 위장하기 편하도록 진화한 결과”라고 설명한 바 있다. 이어 “판다가 주로 먹는 대나무는 체내 저장이 잘 되지 않고 칼로리도 낮다. 때문에 동면을 취하는 다른 동물들과 달리 판다는 4계절 내내 끊임없이 먹이를 찾아 움직여야 했다. 이것이 판다가 눈(雪)에 숨기 위해 흰색을, 그늘이나 나무에 숨기 위해 검은색 털을 모두 가지게 된 이유”라고 덧붙였다. 갈색 판다, 전 세계 단 7마리…푸바오보다 높은 인기 자랑 갈색 판다의 비밀을 밝힌 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국립과학원회보’(PNAS) 최신호(5일)에 실렸다. 갈색 판다가 처음 세상에 공개된 것은 1985년이다. 지금까지 발견된 갈색 판다는 단 7마리 뿐이며, 모두 중국 산시성(省) 친링산맥에 서식한다. 이중 유일하게 사육 중인 치자이는 14살 수컷 대왕판다로, 갈색과 흰색이 섞인 털을 가졌다. 야생에서 처음 발견된 뒤 시안에 있는 루관타이 야생동물보호센터에서 보살핌을 받고 있다. 치자이는 중국인 사이에서 ‘황제’로 불릴 만큼 높은 인기를 자랑한다. 치자이에게는 새끼들이 있지만, 새끼들은 모두 흰색과 검은색 털을 가진 보통 판다다.

지금으로부터 3800만 년 전 짝짓기 과정에서 ‘영원한 무덤’에 갇힌 한쌍의 흰개미가 발견됐다. 최근 체코 과학원과 일본 오키나와 과학기술연구소 등 공동연구팀은 ‘호박’에서 화석화된 한쌍의 흰개미가 발견됐다는 연구결과를 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 과거 러시아 칼리닌그라드 얀타르니의 한 채석장에서 고대의 흔적을 고스란히 간직한 호박이 발굴됐다. 호박(琥珀·amber)은 나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물을 말한다. 연구팀이 X선 마이크로토모그래피로 불리는 강력한 3D 이미징 기술로 호박의 안을 들여다 본 결과를 놀라웠다. 그 안에서 지금은 멸종한 고대 흰개미종 암수 한쌍이 발견됐기 때문.특히 암컷의 입이 수컷의 복부에 닿은 채로 좌우로 보존된 상태였는데, 연구팀은 이를 짝짓기의 행동으로 봤다. 현대 개미의 경우 짝짓기를 할 때 암수가 기차 형태로 앞뒤로 붙어있는데, 이들 흰개미는 좌우의 모양을 한 이유에 대해 연구팀은 짝짓기 당시 나무의 송진이 떨어지면서 이같은 모양을 하게 된 것으로 분석했다. 결과적으로 3800만 년 전 한쌍의 흰개미가 ‘사랑’을 나누던 과정에서 그대로 화석화가 된 셈이다. 논문의 공동저자인 체코과학원 곤충공생연구소 알레스 부첵 소장은 “흰개미 화석은 매우 흔한 편이지만 이렇게 한쌍이 갇혀있는 것을 본 적은 없다”면서 “시뮬레이션을 통해 이 두 개미가 실제로 현대 흰개미와 같은 방식으로 짝짓기를 했다는 사실을 밝혀냈다”고 설명했다. 이어 “이같은 화석은 선사시대 곤충의 구혼을 엿볼 수 있는 창구로서 존재자체가 충격적”이라고 덧붙였다.

38년 전 원전 사고가 발생한 체르노빌에서 방사성 물질의 영향을 받지 않는 벌레가 발견됐다. 12일(한국시간) 영국 인디펜던트, 라이브사이언스 등 외신에 따르면 미국 뉴욕대 연구팀은 최근 체르노빌 지역에서 방사선에 지속적으로 노출됐는데도 DNA가 손상되지 않은 선충을 발견했다. 체르노빌 원전 방사능 누출사고는 1986년 4월 26일 체르노빌 북서쪽 원자력 발전소에서 원전 4호기가 폭발해 발생한 사고다. 원자로의 설계적 결함과 안전 규정 위반, 운전 미숙 등의 원인이 복합적으로 작용해 발생했다. 국제원자력사고등급(INES) 최고 등급인 7단계에 해당하는 최악의 방사능 누출 사고로 평가된다. 사고 이후 체르노빌 지역은 방사능에 오염돼 인근 30㎞가 출입금지구역(CEZ)으로 지정돼 접근이 차단됐다. 피폭과 방사능 휴유증 등으로 수십만 명의 사상자가 발생했다. 하지만 많은 동식물은 이 지역에서 계속 살고 있다. 뉴욕대학 연구팀은 체르노빌 지역에 사는 동식물이 다른 곳의 동식물과 유전적으로 어떻게 다른지 연구했다. 특히 유전체가 단순하고 번식이 빠른 벌레인 선충에 주목했다. 선충은 지구 곳곳에 살며 보통의 척추동물이 한 세대를 거치는 동안 수십 세대의 진화를 한다. 수집한 선충의 유전자를 분석한 결과 체르노빌에 사는 특정 선충의 유전자가 방사선으로부터 전혀 손상되지 않았다는 사실을 발견했다. 이에 이번 연구의 주요 저자인 매튜록맨 생물학 교수는 선충류의 저항성에 대해 “이 벌레는 어디에나 살며 수명이 짧기 때문에 일반적인 척추동물이 성숙하기 전에 이미 수십 세대의 진화를 거친 것”이라고 설명했다. 이어 “이번 연구가 체르노빌 지역이 방사선에 안전하다는 것을 보여주는 것이 아니다”라면서 “일부 선충류의 경우 강한 회복력이 있고 극한의 조건을 견딜 수 있다는 것을 의미한다”고 덧붙였다. 한편 해당 연구는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 발표한 논문에 실렸다.

개인, 분배 공정해야 공동체 협조동기부여할 새로운 이론 만들어사람마다 가용 자원·능력 달라안정성 초점 맞추면 균등 분배효율성 따지면 숙련자 더 줘야 “모든 것은 숫자로 돼 있습니다.” 2000년대 초 방영했던 미드 ‘넘버스’가 시작할 때 나오는 문구처럼 수학자들은 우리 주변의 많은 것들이 숫자로 이뤄져 있으며 수로 해석될 수 있다고 생각한다. 아무리 복잡한 상황이나 자연 현상도 수식으로 비교적 간단하게 표현할 수 있다는 말이다. 수와 양에 관해 다루는 수학은 철학, 천문학과 함께 인류 역사상 가장 오래된 학문이다. 수학자들은 수학이 자연과 우주의 숨겨진 법칙을 찾는 것뿐만 아니라 인간관계나 사회, 정치 등에서 나타나는 다양한 문제에 대한 해법을 알려 주는 실질적 학문이라고 강조한다. 게임 이론이 대표적이다. 게임 이론은 군사학에서 시작해 경제학, 경영학, 정치학, 심리학까지 다양한 분야에서 사용되는 수학 이론이다. 한 사람의 행위가 다른 사람의 행위에 미치는 상호의존적·전략적 상황에서 의사 결정이 어떻게 이뤄지는가를 주로 연구한다. 오스트리아 과학기술연구원(ISTA), 호주 퀸즐랜드대 경제학부, 독일 막스 플랑크 진화생물학 연구소, 프랑스 툴루즈 고등연구원 공동 연구팀은 서로 다른 특성을 가진 개인들이 협력할 때 필요한 요소를 파악할 수 있는 새로운 게임 이론을 만들었다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 2월 27일자에 실렸다. 인류의 공존은 협력에 달려 있지만 개인마다 협업하는 동기와 이유가 달라서 ‘공유지의 비극’ 같은 상황이 발생한다. 이웃끼리 진입로를 공유하는 단독주택 단지를 생각해 보자. 폭설로 진입로 전체가 눈으로 덮이면 제설 작업을 해야 한다. 거주자 모두가 제설에 나선다면 도로는 순식간에 치워지겠지만 한두 명이 춥다는 이유로 빠지기 시작하고 결국 아무도 제설 작업을 하지 않는다면 도로에는 계속 눈이 남아 있게 된다. 어떻게 해야 이 딜레마를 극복하고 공동의 이익을 위해 협력할 수 있을까. 공공재 게임은 앞선 상황과 같은 사회적 딜레마를 모델링하는 방법으로 사용됐다. 이 게임에서 참가자는 전체 집단 이익을 위해 자신의 자원을 얼마나 내놓을 것인지 결정한다. 기존 연구에서는 모든 인간이 동질적이라 가정하고 있어 현실 세계를 반영하지 못하고 있다는 지적이 많았다. 이에 연구팀은 공공재 게임에서 중요한 것은 개인별 능력과 이를 바탕으로 한 실질적 기여도라고 강조했다. 눈 덮인 진입로 시나리오에서 보면 주민들은 가용 자원과 이를 사용할 수 있는 능력에서 모두 각각 다르다는 말이다. 이런 상황에서 또 하나 고려해야 할 문제는 불평등이라고 연구팀은 지적했다. 연구팀이 이번에 새로 개발한 모델에 따르면 다양한 능력을 갖춘 개인이 협력을 지속하기 위해서는 자원을 균등하게 분배하는 것이 전제되어야 한다. 그렇지만 균등 분배만으로는 전체적 후생이 극대화되지 않는 것으로 나타났다. 공공선을 늘리기 위해서는 숙련된 개인에게 자원이 조금 더 배분되어야 하므로 결과적으로는 약간 불균등한 분배가 이뤄지게 된다. 연구팀은 이에 대해 모두가 참여해 작업을 완수하는 안정성에 초점을 맞춘다면 자원을 균등하게 배분하는 것이 필요하지만, 효율성을 목표로 한다면 기꺼이 참여하려는 사람이나 능력이 있는 사람들에게 조금 더 배분하는 것이 필요하다고 본다. 연구팀에 따르면 협력의 효율성과 안정성은 사회마다 차이를 보이겠지만 여기에는 상호성, 도덕성, 윤리적 문제 등 다양한 요소가 개입되는 것으로 계산됐다. 연구를 이끈 크리시넨두 차터지 ISTA 교수(진화 게임 이론)는 “이번 연구에서 개발한 새로운 공공재 게임 이론은 환경 정책이나 기후 변화 대응은 물론 새로운 경제체제와 정책을 만드는 데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다.

다 녹으면 지구에 재앙적인 위기를 가져올 수 있는 남극의 초대형 빙하가 오래 전 부터 빠른 속도로 녹고있다는 사실이 확인됐다. 최근 미국 휴스턴 대학 등 공동연구팀은 스웨이츠 빙하(Thwaites glacier)가 1940년 대 부터 녹기 시작했다는 연구결과를 미 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 스웨이츠 빙하는 서남극해에 위치해 있으며 한반도 전체 면적보다 조금 작은 19만1659㎢ 크기로, 현재도 매년 약 500억t의 얼음을 바다로 유입시키며 해수면 상승의 4%를 유발하고 있다. 전문가들은 이 빙하가 붕괴해 완전히 녹으면 해수면을 60㎝가량 끌어올릴 것으로 분석하고 있다. 이 때문에 스웨이츠 빙하는 지구에 재앙을 가져올 수 있다는 의미에서 ‘지구 종말의 날 빙하’(Doomsday Glacier)라는 무시무시한 별칭으로 불리기도 한다.연구팀은 빙하가 녹는 추이를 분석해 미래를 예측하기 위해 스웨이츠 빙하의 과거를 들여다봤다. 이를위해 연구팀은 해저 아래에서 추출한 해양 퇴적물을 분석했으며 이를 통해 지난 1940년대 부터 급속하게 해빙이 이루어진 것을 밝혀냈다. 이는 1970년대부터 해빙이 시작됐다는 기존 연구보다 무려 30년이나 앞당겨진 것으로, 연구팀은 그 원인으로 강력한 엘니뇨 현상의 영향으로 풀이했다. 논문의 공동저자인 휴스턴 대학 지질학과 줄리아 웰너 교수는 “상당한 많은 양의 해빙이 1940년대 스웨이츠 빙하와 인근 파인 아일랜드 빙하에서 시작됐다”면서 “이는 아마도 서남극 지역을 따뜻하게 만든 극심한 엘니뇨 때문일 것”이라고 분석했다.놀라운 점은 스웨이츠 빙하가 그 이후에 회복되지 않고 계속 녹으면서 지금은 전세계 해수면 상승에 4% 정도를 유발하고 있다는 사실이다. 웰너 교수는 “과거 강력한 엘니뇨에서 시작돼 현재는 인간이 초래한 지구온난화의 영향이 해빙의 가속화로 이어졌다”면서 “이는 빙하에만 국한된 것이 아니라 기후변화라는 큰 맥락의 일부”라고 설명했다. 이어 “스웨이츠 빙하 등 이 지역 빙하는 해수면 상승에 기여할 뿐 아니라 그 위에 더 넓은 빙하를 막아주는 병속의 코르크 같은 역할을 한다”고 덧붙였다.

모든 사람은 행복한 삶을 살기를 원합니다. 국어사전에서 ‘행복’은 ‘복된 좋은 운수’ 또는 ‘생활에서 충분한 만족과 기쁨을 느끼어 흐뭇하거나 그런 상태’라고 설명합니다. 물질 만능, 각자도생 시대를 사는 현대인에게 행복의 조건이 무엇인가 물으면 보수가 좋은 직업, 높은 지위, 풍족한 재산을 우선 꼽는 경우가 많습니다. 과연 그런 것들이 행복의 우선순위일까요. 보건학자, 환경학자, 경제학자, 철학자, 인류학자, 사회학자 등 다양한 분야 학자들이 모여 행복을 주제로 조사했습니다. 스페인 바르셀로나자치대 환경과학기술 연구소, 캐나다 맥길대 공중보건대를 중심으로 한 네덜란드, 미국, 영국, 프랑스 등 19개국 28개 연구 기관이 참여한 국제 공동연구팀은 소득이 낮은 국가나 사회도 부유한 국가나 지역만큼이나 삶의 만족도가 높다는 사실을 확인했다고 7일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 2월 6일 자에 실렸습니다. 경제 성장은 저소득 국가 국민의 행복도를 높이는 확실한 방법으로 처방되는 경우가 많습니다. 사실 고소득 국가 사람들이 저소득 국가 사람들보다 삶의 만족도가 더 높다는 글로벌 설문조사 결과들도 적지 않습니다. 이런 결과는 부유한 사회에서만 사람들이 행복할 수 있음을 의미하는 것으로 성장만능주의 배경이 되기도 했습니다. 연구팀은 과연 부유한 국가, 부유한 사람들만 행복하겠냐는 근본적 의문을 품었습니다. 세계 행복 보고서 같은 글로벌 설문조사 대부분은 산업화가 상당히 발달한 사회의 시민들을 대상으로 하는 경우가 많아 저소득 국가나 비도시 지역 거주민들의 의견은 간과될 때가 많습니다. 연구팀은 전 세계 19개 국가의 지역 사회 주민 2966명을 대상으로 한 설문조사를 했습니다. 조사 대상 가구 중 64%만 현금 수입이 있었습니다. 조사 결과, 소규모 사회의 평균 삶의 만족도 점수는 10점 척도에서 평균 6.8점으로 나타났습니다. 놀랍게도 조사 대상 지역 중 4곳은 행복 지수가 전 세계에서 가장 높은 북유럽 국가의 평균 점수인 8점보다 높게 나오기도 했습니다. 행복과 삶의 만족도에 영향을 미치는 핵심 요인은 경제적 부가 아닌 가족과 사회와의 관계, 자연과의 연결성으로 분석됐습니다. 연구를 이끈 에릭 갤브레이스 캐나다 맥길대 교수(지구 생태과학·통계 분석학)는 “금전적 소득이 매우 낮은 사람들도 부유한 국가의 국민과 비슷한 수준으로 높은 삶의 만족도를 보이는 것으로 확인됐다”고 말했습니다. 갤브레이스 교수는 “이번 연구를 통해 소득과 삶의 만족도 사이에 강한 상관관계가 있다는 주장은 보편적이지 않으며 산업화한 경제가 창출한 부가 행복한 삶을 영위하는 데 꼭 필요하지 않다는 것을 알 수 있다”고 덧붙였습니다. 이제 곧 민족 대명절 설입니다. 오랜만에 가족, 친지가 한자리에 모입니다. 모두 모여 덕담만 나누면 좋겠지만 명절이 되면 의외로 가족 간 재산 분쟁도 늘어난다고 합니다. 돈, 없는 것보다 좋겠지만 그것이 꼭 행복의 필요 충분 조건은 아니란 점을 명심하고 즐거운 명절 연휴 되시길 바랍니다.

사흘 춥고 나흘 포근하다는 ‘삼한사온’은 겨울 날씨를 대표하는 표현이었지만 이제는 옛말이 됐습니다. 올겨울 날씨만 봐도 그렇습니다. 초봄 같은 날씨를 보이다가 갑자기 냉동고 추위가 찾아오고, 아침에는 춥다가 낮에는 포근해지는 등 종잡을 수가 없습니다. 뻔한 이야기 같지만 이 모든 것의 근본 원인은 온난화로 인한 기후변화 때문입니다. 이런 상황에서 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 제트추진연구소(JPL), 새너제이주립대 모스 랜딩 해양연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 지구시스템과학 연구소 공동 연구팀은 크기로는 세계 두 번째인 그린란드 빙상 면적이 1985년 이후 약 5091㎢나 줄어든 것을 확인했습니다. 이 연구는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 18일자에 실렸습니다. 가장 큰 빙상인 남극 빙상을 비롯해 극지방 빙상은 지난 수십년 동안 점점 줄어들고 있습니다. 특히 북극 지역 그린란드 빙상은 1990년대 이후 급격히 감소하고 있습니다. 연구팀은 위성과 항공 영상으로 1985~2022년 23만 6328개 그린란드 빙상 가장자리의 변화, 그로 인해 손실된 총얼음 면적을 정밀 분석해 정량화했습니다. 그 결과 그린란드 빙상은 지난 40년 동안 5091㎢가 사라졌으며, 무게로 따지면 약 1034Gt(기가톤, 1034조㎏)에 해당합니다. 연구팀에 따르면 2000년 1월 이후 감소 속도가 빨라져 매년 평균 218㎢씩 줄어들었습니다. 빙하학자 채드 그린 JPL 박사는 “이번 연구로 확인된 빙상 감소는 해수면 에 미치는 영향은 상대적으로 적지만 해양 순환과 열에너지가 지구 전체에 분배되는 방식, 즉 기후에는 상당한 영향을 미칠 수 있는 양”이라고 말했습니다. 그런가 하면 미국 플로리다대, 산림청 북부연구센터, 미시간 앤아버대 환경학부 공동 연구팀은 기후변화로 인한 기온 상승, 가뭄, 산불, 각종 전염병 발생이 숲에 악영향을 주고 있음을 확인했습니다. 이 연구는 미국 국립과학원에서 발행한 국제 학술지 ‘PNAS’ 1월 16일자에 발표됐습니다. 전 세계적으로 숲은 연간 탄소 배출량의 약 25%를 흡수해 기후를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 연구팀은 미국 산림 관리 데이터를 바탕으로 11만 3806곳 산림 측정치를 분석하고 1999~2020년 추세를 모델링했습니다. 이산화탄소는 나무의 광합성을 유도해 성장을 촉진합니다. 그렇지만 연구 에 따르면 현재 이산화탄소 증가 추세는 성장에 필요한 수준을 훌쩍 넘어섰습니다. 게다가 기후변화로 산불과 가뭄이 잦아지면서 숲의 탄소 저장 능력마저 감소하는 것으로 확인됐습니다. 연구를 주도한 에런 호건 플로리다대 박사는 “이번 연구는 지금까지 기후변화와 해수면 상승에 대한 미래 예측이 너무 낙관적이었음을 보여 준다”고 단언하면서 “숲의 탄소 저장 용량이 줄어들면 온난화와 기후변화가 더 빨라지는 악순환으로 이어진다”고 말했습니다.

사흘 춥고 나흘 포근하다는 ‘삼한사온’은 한국 겨울 날씨를 대표하는 표현이었지만 이제는 옛말이 됐습니다. 올겨울 날씨만 봐도 그렇습니다. 초봄 같은 날씨를 보이다가 갑자기 냉동고 추위가 찾아오고, 아침에는 춥다가 낮에는 포근해지는 등 종잡을 수 없습니다. 뻔한 이야기 같지만 이 모든 것의 근본 원인은 지구 온난화로 인한 기후 변화 때문입니다. 이런 상황에서 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 제트추진연구소(JPL), 산호세 주립대 모스 랜딩 해양연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 지구시스템과학 연구소 공동 연구팀은 크기로는 세계 두 번째인 그린란드 빙상 면적이 1985년 이후 약 5091㎢나 줄어든 것을 확인했습니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 18일자에 실렸습니다. 가장 큰 빙상인 남극 빙상을 비롯해 극지방 빙상은 지난 수십 년 동안 점점 줄어들고 있습니다. 특히 북극 지역 그린란드 빙상은 1990년대 이후 급격히 감소하고 있습니다. 연구팀은 위성과 항공 영상으로 1985~2022년 23만 6328개 그린란드 빙상 가장자리의 변화, 그로 인해 손실된 총 얼음 면적을 정밀 분석해 정량화했습니다. 그 결과, 그린란드 빙상은 지난 40년 동안 5091㎢가 사라졌으며, 무게로 따지면 약 1034Gt(기가톤, 1034조㎏)에 해당합니다. 연구팀에 따르면 2000년 1월 이후 감소 속도가 빨라져 매년 평균 218㎢씩 줄어들었습니다. 빙하학자 채드 그린 JPL 박사는 “이번 연구로 확인된 빙상 감소는 해수면 상승에 미치는 영향은 상대적으로 적지만, 해양 순환과 열에너지가 지구 전체에 분배되는 방식, 즉 기후에는 상당한 영향을 미칠 수 있는 양”이라고 설명했습니다. 그런가 하면, 미국 플로리다대, 산림청 북부연구센터, 미시간 앤아버대 환경학부 공동 연구팀은 기후 변화로 인한 기온 상승, 가뭄, 산불, 각종 전염병 발생이 숲에 악영향을 주고 있음을 확인했습니다. 이 연구는 미국 국립과학원에서 발행한 국제 학술지 ‘PNAS’ 1월 16일자에 발표됐습니다. 전 세계적으로 숲은 연간 탄소 배출량의 약 25%를 흡수해 기후를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 연구팀은 미국 산림 관리 데이터를 바탕으로 11만 3806곳 산림 측정치를 분석하고 1999~2020년 추세를 모델링했습니다. 이산화탄소는 나무의 광합성을 유도해 성장을 촉진합니다. 그렇지만, 연구 결과에 따르면 현재의 이산화탄소 증가 추세는 식물 성장에 필요한 수준을 훌쩍 넘어섰습니다. 게다가 기후 변화로 산불과 가뭄이 잦아지면서 숲의 탄소 저장 능력마저 감소하는 것으로 확인됐습니다. 일부 숲은 기후 조절 능력을 잃어 탄소 흡수원이 아닌 배출원이 되는 것으로 나타났습니다. 연구를 주도한 아론 호건 플로리다대 박사는 “이번 연구는 지금까지 기후 변화와 해수면 상승에 대한 미래 예측이 너무 낙관적이었음을 보여준다”라고 단언하면서 “숲의 탄소 저장 용량이 줄어들면 온난화와 기후 변화가 더 빨라지는 악순환으로 이어진다”고 설명했습니다.

과거 연예인들이 주로 앓는 질병으로만 알려져 있던 공황장애나 넓은 장소에 나가는 것을 불안해하는 광장공포증, 타인과 만나는 것을 극도로 꺼리는 사회 불안 장애 등은 비정상적 불안과 공포로 인해 일상생활에 장애를 일으키는 ‘불안 장애’의 종류들이다. 이런 불안 장애의 원인은 뇌 신경회로 내 신경전달물질의 부족이나 과다, 유전적 측면 등이 거론되고 있지만 하나로 규정하기 어렵다. 그런데 최근 과학자들이 장내 미생물이 사회 불안 장애(SAD)의 원인이 될 수 있으며 장내 미생물 변화로 이를 치료할 수 있을 것이라는 가능성을 제기했다. 아일랜드 코크대(UCC) 해부학 및 신경과학과, 정신의학 및 신경행동과학과, 미생물학부, 독일 프랑크푸르트대학병원 신경정신과, 호주 사우스 웨일즈대 심리학과 공동 연구팀은 장내 미생물이 사회 불안 장애의 원인이 될 수 있다고 31일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 12월 26일자에 실렸다. 연구팀은 건강한 사람 6명과 SAD를 앓고 있는 사람 6명의 대변 표본을 채취해 분석했다. 그 결과, 건강한 사람과 불안 장애를 앓고 있는 사람의 위장에 있는 미생물과 장내 미생물의 군집이 전혀 다르다는 사실이 확인됐다. 이는 장내 미생물이 뇌에 영향을 미칠 수 있음을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 각각의 표본에서 채취한 장내 미생물을 생쥐들에게 이식하는 실험을 했다. 연구팀은 실험 전 생쥐들에게 항생제를 투여해 원래 장 속에 있는 미생물을 완전히 제거했다. 연구팀에 따르면 SAD 환자에게서 장내 미생물을 이식받은 생쥐들은 건강한 사람들의 장내 미생물을 이식받은 생쥐들에 비해 완전히 다른 장내 미생물 3종이 발견됐다. 또 SAD 환자의 장내 미생물을 이식받은 생쥐들은 다른 생쥐들보다 공포 반응과 불안 반응이 과도하게 나타나는 것이 관찰됐다. SAD 장내 미생물을 이식받은 생쥐들은 사람의 우울증과 불안증, 공황 장애와 비슷한 행동을 보인 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 이번 연구 결과는 우울증에서 과민대장 증후군에 이르기까지 다양한 조건에서 유사한 결과를 보여주는 이전 결과들과 일치한다. 연구를 이끈 존 클라이언 코크대 교수(신경생물학)는 “이번 연구는 사회적 뇌가 제대로 작동하게 하기 위해서는 장내 미생물에도 신경을 써야 한다는 점을 보여준다”라면서 “식이섬유와 발효식품을 섭취하는 것이 신경정신 질환 치료에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 코크 교수는 “장내 미생물 군집이 사회 불안 장애나 공포 반응을 좌우한다는 것이 확인된 만큼, SAD 환자들의 치료법 개발에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다”라고 덧붙였다.

잔혹한 범죄나 반사회적 행태를 접하면 사람들은 ‘짐승만도 못한’이라는 말을 내뱉는다. 이 말 속에는 ‘사람은 만물의 영장이며 모든 면에서 짐승보다 낫다’는 전제가 포함돼 있다. 그러나 동물행동학 연구는 사람이 동물보다 낫다는 생각이 틀릴 수 있음을 보여 준다. 이런 맥락에서 동물도 사람만큼 장기기억력이 좋고 사람과 비슷한 사회적 관습을 갖고 있다는 사실을 드러낸 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 과학자를 중심으로 독일, 벨기에, 일본 4개국 공동연구팀은 침팬지와 보노보 같은 유인원도 사람만큼이나 사회적 기억을 오래 유지한다고 20일 밝혔다. 지금까지 사람을 제외한 동물 중에서 몇십 년 전 일까지 기억하는 동물은 돌고래가 유일한 것으로 알려져 있었다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 12월 19일자에 실렸다. 연구팀은 스코틀랜드와 벨기에의 동물원과 일본 구마모토 보호구역에서 사는 침팬지·보노보 26마리를 대상으로 실험을 진행했다. 연구팀은 이들과 함께 지내다가 최소 9개월, 길게는 26년 전에 다른 곳으로 이주하거나 사망한 유인원과 낯선 유인원의 사진을 보여 주며 초고속 카메라와 레이저 시선 추적 기기를 이용해 반응을 관찰했다. 연구팀은 침팬지나 보노보가 친구나 가족의 사진을 더 오래 들여다볼 것으로 가정했다. 그 결과 유인원들은 얼마나 오랫동안 떨어져 있었는지에 상관없이 과거 같이 있었던 동료나 가족을 담은 사진을 훨씬 더 오래 바라보는 것이 확인됐다. 특히 ‘루이즈’라는 이름을 가진 보노보는 26년 전에 헤어진 여동생 ‘로레타’, 조카 ‘에린’의 사진을 봤을 때 큰 소리를 지르며 기뻐하고 뚫어져라 쳐다보는 모습을 보였다. 장기기억은 인간 문화 진화의 토대가 됐으며 오랜 기간 떨어져 있어도 관계가 유지되는 인간 고유의 상호 작용 출현을 가능하게 했다. 이번 연구는 유인원들도 인간처럼 사회적 기억을 오래 갖고 있다는 점을 확인한 것이며 진화적으로 인간과 유인원 간 공통의 조상이 있음을 시사하는 것이라고 연구팀은 설명했다. 그런가 하면 스위스 로잔대, 프랑스 폴 사바티에 툴루즈 3 대학, 스트라스부르대, 남아프리카공화국 콰줄루나탈대 공동연구팀은 원숭이들도 집단 간 독특한 사회적 관습을 갖고 있으며 다음 세대에 전수될 수 있도록 사회적 압력을 가한다는 사실을 확인했다. 이 연구 결과는 자연과학 분야 국제학술지 ‘아이 사이언스’ 12월 20일자에 실렸다. 인간의 경우 다른 지역에 사는 사람들은 서로 다른 사회적 관습이나 규범을 따르며 이를 후손에게 전수한다. 규범을 벗어나려는 사람에게는 다양한 방식의 사회적 압력을 가해 지키도록 강제하는 경우가 많다. 이런 사회적 행동은 동물에게서는 잘 관찰되지 않았다. 연구팀은 아프리카 지역에 서식하는 버빗원숭이 3개 집단 250마리를 대상으로 9년 동안 8만 4000건 이상 사회적 상호작용을 관찰·분석했다. 그 결과 버빗원숭이들 사이에서도 집단 간에 각기 다른 사회적 규범을 갖고 이를 구성원들에게 전수하려고 한다는 사실이 확인됐다. 가령 집단 간 털 고르기 행위를 하는 횟수가 달랐다. 한 원숭이가 동료 원숭이의 털 고르기를 100번 해 줬으면 똑같이 100번을 해야 하고, 그보다 덜하게 되면 불공평하게 느끼고 집단 내에서 불이익을 주는 것이 관찰됐다는 것이다. 연구팀은 또 사회적 규범이 다른 집단으로 수컷 원숭이 6마리를 옮긴 뒤 생활을 관찰했다. 그 결과 이전 집단과 다른 사회적 규범을 따르도록 사회적 압력이 있었으며 그에 적응하는 것이 확인됐다.

2016년 봄, 구글 딥마인드의 바둑 인공지능(AI) 알파고가 이세돌 9단에게 완승을 했을 때도 AI의 발전이 지금처럼 빠를 것이라고 예상한 사람은 많지 않았다. 미국 스탠퍼드대 ‘AI 100’ 연구팀은 몇 년 전 ‘인공지능과 2030년의 삶’이라는 보고서를 통해 SF 작가들이 예측한 우주탐사 로봇, 범죄 예방 프로그램 등이 2030년부터는 가능해질 것이라는 예측을 내놨다. 현재 과학기술자들은 스탠퍼드대 연구팀이 예측했던 시기가 더 빨라질 것으로 전망한다. 미 보스턴대 의대, 매사추세츠 종합병원 공동 연구팀은 일반적인 흉부 엑스선 사진을 활용해 폐암 위험이 큰 비흡연자를 구분해 낼 수 있는 AI 도구를 개발했다. 이 연구 결과는 오는 26~30일 미 시카고에서 열리는 ‘북미 방사선학회 연례회의’(RSNA 2023)에서 발표될 예정이다. 흡연 인구는 줄고 있지만 비흡연 폐암 환자는 늘고 있다. 실제로 국내 여성 폐암 환자의 90% 이상이 비흡연자라는 보고도 있다. 연구팀은 비흡연자 4만 643명의 흉부 엑스선 사진 14만 7497장으로 AI를 학습시켜 폐암 발병 위험을 예측할 수 있는 ‘CXR-폐-위험’ AI를 개발했다. 그다음 2013~2014년 비흡연자 1만 7407명의 흉부 엑스선 사진을 평가시켰다. 그 결과 인공지능은 28%를 고위험군으로 평가했으며 이 중 2.9%는 실제 폐암 진단을 받은 것으로 확인됐다. 미 국립종합암네트워크 지침에 따라 고위험군으로 평가받은 환자는 1.3%에 불과해 AI의 진단 정확도가 높은 것으로 나타났다. 그런가 하면 미 켄터키 루이빌대, 루이빌 아동 자폐 연구센터 공동 연구팀은 ‘뇌 확산 텐서 자기공명영상’(DT-MRI)을 분석해 자폐 징후가 보이는 24~48개월 아동을 정확히 예측할 수 있는 AI 시스템을 개발했다. 이 연구 결과도 RSNA 2023에서 발표될 예정이다. 연구팀은 자폐증이 있는 아동 126명과 정상 아동 100명의 DT-MRI를 무작위로 골라 새로 개발한 AI에게 자폐증 여부를 진단하도록 한 결과 98.5%의 정확도로 자폐증 아동을 찾아냈다. 3세가 넘어서 자폐 스펙트럼 징후가 나타나는 경우가 많고 8세까지도 정식 자폐 진단을 받지 못해 치료 시기를 놓치는 경우가 많다. 이번에 개발된 AI는 2세 아동에 대해서도 자폐 여부를 진단할 수 있어 뇌 가소성을 이용한 조기 치료 개입이 가능하게 해 줄 것으로 기대된다. 한편 덴마크 코펜하겐대, 캐나다 빅토리아대 물리천문학과 공동 연구팀은 AI의 도움을 받아 대양 158개 지점에서 측정한 10억개가 넘는 파도 빅데이터를 분석해 ‘이상파랑’(Rogue wave) 발생을 예측할 수 있는 수학적 모델을 만드는 데 성공했다. 이 연구 결과는 미 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 11월 21일자에 실렸다. 이상파랑은 대형 선박도 침몰시킬 정도로 파괴력이 엄청난 파도로, 여러 자연현상이 맞물린 조건에서 바다 한가운데서 갑자기 발생하기 때문에 예측이 쉽지 않다. 이 때문에 과학이 발전하지 않았던 시기에는 바다 괴물이 일으키는 현상으로 생각하기도 했다. 연구팀은 다양한 AI 기법으로 10억개 이상의 파도 빅데이터를 분석해 이상파랑 현상을 설명하고 예측할 수 있는 수학 방정식을 만들었다. 연구팀은 AI와 함께 만든 방정식으로 이상파랑 현상이 두 파동 시스템이 교차하면서 짧은 시간 동안 강화되는 선형 중첩 현상으로 나타난다는 사실을 확인했다. 또 이 방정식으로 이상파랑이 특정 장소와 시간대에 발생할 가능성을 어느 정도 예측할 수 있게 됨에 따라 대양을 운항하는 선박에 도움이 될 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

2011년 발생한 일본 후쿠시마 제1원자력발전소 사고 당시 낙진으로 대량 방출된 방사성 세슘(Cs-137) 중 67%가 여전히 주변 숲에 남아 강물 등으로 유입되고 있다는 연구 결과가 나왔다. 프랑스 지질광물조사국(BGRM) 반드롬므 로잘리 박사가 이끄는 프랑스·일본 공동연구팀은 17일 과학 저널 ‘미국립과학원회보’(PNAS)에 이러한 논문을 발표했다. 이들은 후쿠시마 원전 사고 당시 방사능 낙진 피해가 가장 컸던 인근 지역의 강을 모니터링한 결과와 시뮬레이션을 결합한 연구에서 이러한 결과를 얻었다고 밝혔다. 2011년 3월 후쿠시마 원전 사고로 주변 지역이 방사성 오염물질로 심각하게 오염된 후 일본 정부가 표면 흙을 제거하는 방법 등으로 제염 작업에 나섰지만, 이 전략이 가파르고 광범위한 산악 지역에서 얼마나 효과가 있었는지 정량화된 적은 없었다고 연구팀은 연구 배경을 설명했다. 당시 사고로 가장 큰 영향을 받은 후쿠시마 원전 북서부 지역 44㎢가 조사 대상이었다. 이들은 이곳을 대상으로 강 모니터링과 모형화 실험을 결합해 토양 침식과 퇴적물, 방사성 세슘-137의 이동 등을 조사했다.분석 결과 일본 정부가 토양 오염을 제거한 면적은 숲이 우거지고 경사가 가파른 오염 산악지역 전체의 16%에 불과했다. 이에 따라 사고 초기에 이 지역에 배출된 세슘-137의 67%는 여전히 숨에 남아있는 것으로 추정됐다. 숲에 잔존한 세슘-137은 여름철 태풍으로 인한 폭우와 봄철 눈이 녹을 때 강물이 불어남에 따라 토양에서 씻겨 내려가 하천으로 유입된다. 그러나 오염지역에서 하천으로 흘러 들어가는 세슘-137의 양은 오염을 제거하지 않은 경우와 비교했을 때 17%만 감소한 것으로 분석됐다. 결국 이 방대한 숲에 다량의 방사성 오염물질이 여전히 남아있다는 것이다. 연구팀은 숲에 남아있는 67%의 세슘-137이 향후 침식 작용으로 계속 하류로 확산할 것이라고 지적했다. 이것이 지역 주민의 복귀와 산림 개발 관련 경제활동 재개에 장애물로 남아 있다고 연구팀은 설명했다. 또 방사능 오염으로 지역을 떠난 주민 중 2019년까지 최대 30%만 돌아온 점을 고려할 때 일본 정부가 주민 복귀를 목표로 오염지역 중 일부만 오염을 제거한 것이 효과적인지에 대한 의문도 제기된다고 덧붙였다.

1918~19년 독감 대유행으로 전 세계적으로 약 5000만 명이 사망한 것으로 알려졌다. 당시 의료계에서는 독감의 확산 속도가 빨라 노약자들보다 젊고 건강한 사람들이 더 많이 감염돼 사망했다고 믿었다. 노약자보다 신체적으로 건강하고 면역력도 강한 젊은 층이 더 많이 사망했다는 것은 사실일까. 이에 캐나다 맥마스터대 고고학과, 미국 콜로라도 볼더대 고고학과, 콜로라도 행동과학 연구소 공동 연구팀은 ‘스페인 독감’으로 알려진 1918년 독감 대유행 당시 건강한 젊은 성인이 특히 취약했다는 통념은 실제와 다르다고 15일 밝혔다. 이런 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 10월 10일자에 실렸다. 수많은 역사적 기록에도 불구하고 이런 통설을 뒷받침만 할 구체적인 과학적 증거는 찾지 못했다. 1918년 독감 대유행에 관한 많은 연구는 통계나 인구조사 데이터, 생명보험 기록 같은 문서 분석에 의존하고 있다. 이들 문서에는 지병 여부, 건강에 영향을 미치는 생활 환경, 식습관, 만성 스트레스 요인 등에 대한 정보는 포함돼 있지 않다. 이에 연구팀은 클리블랜드 자연사 박물관에 보관된 1910~1938년에 사망한 369명의 성인남녀의 유골을 법의학적 방식으로 재분석했다. 연구팀은 유골을 팬데믹 이전에 사망한 이들과 팬데믹 기간에 사망한 이들로 구분했다. 사람의 골격 구조는 건강 악화로 인해 지속적 변화를 겪을 수 있으며 그에 따라 키가 줄거나 치아 결함 등의 증상으로 표현된다. 마치 나무의 나이테를 보고 당시 환경을 파악할 수 있는 것과 마찬가지 원리다. 분석 결과, 연구팀은 팬데믹 당시 사망자들의 정강이뼈에서 병변과 외부 감염으로 인한 스트레스 지표를 발견했다. 뼈에서 발견된 증거는 유골의 주인이 병변이 활동 중에 사망했는지, 치료 중에 사망했는지, 완전 치유 후 사망했는지를 판단할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 일부 일화적 설명이 팬데믹 상황 전체를 설명할 수 없다고 강조하면서 신종 감염병 발생으로 인한 팬데믹에서 나타나는 사망률은 여러 요인이 복잡하게 얽혀 있다고 지적했다. 연구를 이끈 아만다 위슬러 캐나다 맥마스터대 교수는 “1918년 독감 팬데믹 당시 사망자 분포는 나이에 따라 나눌 수 없으며 다른 감염병 확산 때처럼 사회적, 문화적, 면역학적 환경을 모두 복합적으로 봐야 한다는 것을 보여준다”라고 말했다. 위슬러 교수는 “뻔한 이야기 같지만 생활 환경, 영양 상태가 좋지 않아 질병 스트레스에 쉽게 노출되는 이들이 많이 사망했다”라면서 “팬데믹 상황에서는 취약 계층에 대한 잘 갖춰진 공중 보건 시스템이 사망률을 낮출 수 있다”라고 덧붙였다.

2016년 이세돌 9단과 구글 딥마인드가 개발한 바둑 인공지능(AI) 알파고의 대국 이후 AI에 대한 대중의 관심과 전문가의 연구가 폭발적으로 늘어났습니다. 실제로 다양한 분야에서 뛰어난 능력을 보이는 AI 기술이 속속 등장하고 있습니다. 이런 상황에서 중국 칭화대 연구팀은 도시계획 수립에 있어서 인간 전문가보다 뛰어난 AI를 개발하는 데 성공했다고 13일 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 정보통신 분야 국제학술지 ‘네이처 계산 과학’ 9월 12일자에 실렸습니다. 신도시를 개발하거나 구도심지를 재구성할 때 효과적인 공간 계획은 도시의 지속 가능한 발전을 좌우합니다. 토지 이용이나 도로 배치는 가능한 솔루션의 수가 많아 인간 설계자는 여러 차례의 분석과 토론, 재구성을 반복하게 됩니다. 이 때문에 전문가가 보다 개념적이고 창의적 단계에 집중할 시간이 줄어 효율적 공간 계획 수립에 오랜 시간이 걸린다는 지적이 있습니다. 연구팀은 기계학습 기술로 강화돼 토지 사용 및 도로 배치를 생성할 수 있는 AI를 개발했습니다. 이 AI로 주민들이 도보나 자전거로 15분 이내에 필수 서비스 시설에 도달할 수 있는 ‘15분 도시’를 설계하도록 했습니다. 그 결과 인간 전문가가 도시 계획을 짤 때보다 3000배가량 빠른 것으로 확인됐습니다. 놀라운 점은 AI 설계 계획이 인간 도시 계획가가 설계한 것과 비슷한 수준이거나 더 우수하다고 전문가들이 평가했다는 것입니다. 이번 연구로 연구팀은 AI가 인간 도시 계획가의 생산성을 높이고 지속 가능한 도시를 만드는 데 도움을 줄 것이라고 보고 있습니다. 그런가 하면 AI가 현재 지구가 처한 각종 생태학적 문제를 해결하는 데도 도움이 될 수 있다는 분석 결과도 있습니다. 미국 캐리 생태계연구소, IBM 연구센터, 컬럼비아대 러몬·도허티 지구관측소 공동 연구팀은 AI를 생태학에 접목하면 신·변종 감염병의 예측과 생물 다양성 보존, 기후변화 대응 같은 문제를 해결하는 데 큰 도움이 된다고 밝혔습니다. 이런 분석 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 9월 12일자에 실렸습니다. 많은 과학자가 AI를 활용해 의미 없어 보이는 빅데이터에서 패턴을 검색하고 새로운 바이러스가 인간을 감염시킬 수 있는지, 어떤 동물이 바이러스를 보유하고 있는지를 예측합니다. AI는 여러 가지 변수가 복잡하게 얽힌 시스템에서 자칫 놓칠 수 있는 연결 고리를 인간 과학자보다 빠르고 정확하게 찾아낼 수 있다는 것입니다. 또 생태계의 회복탄력성이나 적응성 같은 생태학의 개념은 AI의 인공신경망 모드 붕괴 문제를 해결하는 데 영감을 줘 ‘윈윈’할 수 있다고 연구팀은 설명합니다. 빠른 속도로 발전하는 AI 기술을 보면 SF 영화에서처럼 AI가 인류를 지배하는 시대가 올지도 모른다는 걱정이 커지는 것도 사실입니다. 그렇지만 과학사를 보면 새로운 과학기술이 인류에게 어떻게 쓰일지 결정하는 것은 항상 사람이었습니다. 대중이 AI 같은 신기술을 이해해야 하는 이유도 일부 전문가나 정치가들이 오용해 재앙이 되지 않게 통제하기 위함일 것입니다.

지구온난화로 인해 기온이 높아져 봄이 빨리 찾아올수록 새들이 새끼를 적게 낳는다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 미시간주립대, 조류개체군연구소, 펜실베이니아주립대, 플로리다대, 노스캐롤라이나대 연구팀이 참여한 연구는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 PNAS 7월 4일자에 실렸다. 연구팀은 조류개체군연구소에서 운영하는 조류 가락지 부착 프로그램의 자료를 활용해 2001~2018년 미국과 캐나다 전역의 산림 지역 인근 179개 지점에서 철새와 텃새 41종의 번식 시기와 부화하는 새끼 수를 계산했다. 위성 관측 이미지를 이용해 식물 잎이 돋는 시기도 조사해 비교한 결과 봄 시작 시기가 점점 빨라지고 있으며, 그에 따라 새들이 더 적은 수의 새끼를 낳고 부화하는 새끼들도 감소하는 것으로 조사됐다.

고대 지구에는 바다를 지배하며 가장 강력한 해양동물로 군림한 전설적인 포식자가 있었다. 바로 지금으로부터 약 2300만 년 전에서 360만 년 전까지 살았던 것으로 추정되는 이름부터 무시무시한 메갈로돈(megalodon)이다. 최근 미국 UCLA 대학 등 공동연구팀은 메갈로돈 이빨 화석을 분석한 결과 메갈로돈이 냉혈 포식자가 아닌 온혈동물로 스스로 체온을 조절할 수 있었다는 연구결과를 미국국립과학원회보(PNAS) 26일자에 발표했다. 지금의 백상아리보다 훨씬 큰 최대 20m에 달하는 메갈로돈은 강력한 전투력을 바탕으로 오랜시간 선사시대 바다를 주름잡았으나 갑자기 멸종되며 지금은 ‘이빨’로만 존재를 알리고 있다. 이번에 연구팀은 메갈로돈이 남긴 이빨의 에나멜(법랑질)에서 다양한 동위원소를 분석해 체온을 추정했다. 온도에 따라서 동위원소 비율이 달라지는 점을 착안해 당시 메갈로돈의 체온을 계산한 것. 그 결과 메갈로돈의 평균 체온이 약 27°C 정도로 주변 바닷물보다 약 7°C 정도 더 따뜻하게 체온을 유지한 것으로 밝혀졌다. 또한 메갈로돈은 현대 상어의 평균 체온인 22~26.6°C보다도 높은 것으로 드러났다. 결과적으로 메갈로돈이 냉혈한 포식자가 아닌 피가 따뜻한 포식자였던 셈. 　특히 메갈로돈이 온혈동물이라는 점이 사실이라면 멸종 원인에 대한 정답에 한발짝 더 다가가게 된다. 메갈로돈이 온혈동물이면 지금의 백상아리처럼 더 멀리 더 빠르게 헤엄치는 등 활동적인 움직임에 유리하다. 그러나 반대로 이는 높은 대사량을 요구한다. 논문의 공동저자인 시카고 대학 캔슈 시마다 교수는 "온혈동물은 멀리 또한 빠르게 헤엄칠 수 있는 보다 활동적인 생활 방식을 가지는데 유리하다"면서 "오늘날 백상아리와 같은 일부 온혈 상어가 냉혈 상어에 비해 활동적인 이유"라고 설명했다. 그러나 시마다 교수는 "온혈을 유지하기 위해 높은 신진대사를 유지하기 위해 지속적으로 많은 음식을 섭취해야 한다"면서 "메갈로돈이 사라진 시기는 지구의 기후 냉각기와 일치하는데 이같은 단점이 멸종으로 이어진 원인일 수 있다"고 덧붙였다. 연구에 참여한 UCLA 로버트 이글 교수도 "메갈로돈과 같은 매우 성공적인 육식 상어의 멸종 원인을 연구하면 해양 포식자의 취약성에 대한 통찰력을 얻을 수 있다"면서 "오늘날 우리는 해양 생태계에서 진행 중인 기후변화의 영향을 경험하고 있다"고 밝혔다. 　 한편 메갈로돈은 이름 그대로 ‘커다란(Megal) 이빨(odon)’이란 의미를 지니고 있으며 길이가 최대 20m, 몸무게는 50톤에 달해 백상아리보다 3배는 더 컸다. 특히 무는 힘도 무려 20톤에 달해 육상 최고의 포식자였던 티라노사우루스를 능가하는 것으로 평가받고 있다.  

위암은 서구 지역보다 아시아에서 발병률이 높다. 특히 달고 짜고 맵게 먹는 식습관 때문에 한국인의 위암 발병률도 꽤 높은 편이다. 2020년 국가암등록통계 기준으로 폐암, 간암, 대장암과 함께 암 사망률이 높다. 다른 암도 마찬가지이지만 위암도 예후와 치료 효과에 차이를 보인다. 특히 난치성인 SEM 분자아형 위암은 전체 위암 환자의 43%를 차지한다. 흔히 완치율이라고 부르는 5년 생존율이 30% 미만으로 예후가 좋지 않은 것으로도 알려져 있다. 국내 연구진이 난치성 위암의 항암제 내성 메커니즘을 발견해 새로운 치료 전략을 제시해 주목받고 있다. 연세대 의대, 고려대 의대, 미국 소크 연구소 공동 연구팀은 기존 항암제에 저항성을 보이는 SEM 위암의 항암제 내성 메커니즘을 밝혀내고 그에 따른 새로운 치료 전략을 제시했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 SEM 위암의 유전체 분석을 실시한 결과 다른 일반적 위암에 비해 글루타민 분해효소의 발현이 매우 많이 증가해 있다는 사실을 확인했다. 암세포는 체내 글루타민을 주요 영양분으로 사용하는데 SEM 위암은 특히 글루타민분해효소가 많다는 점을 밝혀낸 것이다. SEM 위암 유전자의 3차원 구조는 다른 위암과 달리 단일 탄소 대사를 활성화해 항암제를 회피해 생존할 수 있다는 점도 확인했다. 이에 연구팀은 SEM 위암을 유발한 생쥐와 SEM 위암 환자의 조직을 이용해 만든 암 오가노이드 모델을 이용해 글루타민 분해효소 저해제와 단일 탄소 대사 메커니즘을 억제하는 PHGDH 저해제 투여 여부에 따른 항암효과를 분석했다. 그 결과 항암제와 함께 글루타민 분해효소 저해제와 PHGDH 저해제를 동시에 투여한 경우 항암효과가 뚜렷한 것으로 확인됐다. 암세포의 크기도 효과적으로 감소해 아무것도 투여하지 않은 모델과 비교해 5분의1로 줄어드는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 황성순 연세대 의대 교수는 “기존 항암제에 강한 저항성을 보이는 SEM 분자 유형 위암의 저항성 메커니즘을 규명했다”라면서 “글루타민 분해효소와 PHGDH 병용요법 치료가 난치성 SEM 위암의 새로운 치료 전략이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

의사의 사망선고가 들리면서 육체에서 빠져나와 천장에서 자신을 내려다보는 모습, 어두운 터널을 지나 갑자기 환한 빛이 있는 곳으로 나가는 모습, 멀리 떨어져 있는 가족이나 친지를 방문하는 것, 신의 목소리……. 판타지 영화나 드라마에서 자주 등장하고 서점가에서도 종교 분야에서 흔히 볼 수 있는 임사체험(Near-Death experience·臨死體驗)과 관련해 등장하는 흔한 이야기이다. 이런 이야기들에서 공통적 요소를 발견할 수 있다는 것 때문에 영혼이나 의식이라는 것이 있는지, 심장이 멈춘 후에도 완전히 사라지지 않는 의식이 있는지 궁금증을 불러일으킨다. 미국 미시건대 의대 분자·통합생리학과, 신경과, 심장내과학, 마취학과, 미시건 신경과학연구소, 의식과학 연구센터, 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원 마취과 공동 연구팀은 죽어가는 사람의 뇌에서 의식과 관련된 활동이 급증한다는 간접 증거를 발견했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 5월 2일자에 실렸다. 의식은 철학적 또는 사전적으로는 ‘깨어 있는 상태에서 자기 자신이나 사물에 대해 인식하는 작용’을 의미하며 종교적으로는 영혼이라고 부르기도 한다. 뇌신경과학이 발달하면서 의식도 뇌에서 발생하는 뇌파 때문에 만들어지는 것으로 추정하지만 아직 명확히 그 존재가 확인되거나 원인이 규명되지는 못하고 있다.이런 가운데 연구팀은 2014년부터 최근까지 미시건의대 부설 종합병원의 신경계 중환자실(NICU)에서 심정지로 사망한 환자 4명의 뇌파 기록과 활력 징후(바이탈 사인) 등을 분석했다. 4명의 환자는 모두 혼수상태였으며 신체적 반응은 없었고 가족의 허락을 받아 생명 유지 장치를 제거한 뒤 사망했다. 연구팀의 분석에 따르면 4명 중 2명은 인공호흡기를 제거하자 극도로 긴장하거나 흥분 상태에서 발생하는 진동이 빠른 뇌파로 알려진 감마파가 폭발적으로 증가하고 순간적으로 심박수가 증가했다. 감마파는 기억을 떠올리거나 꿈을 꿀 때도 활성화되는 뇌파로 알려져 있다. 이런 감마파 폭발은 뇌 측두엽, 두정엽, 후두엽 사이 교차하는 부분, 의식과 관련된 부분으로 추정되는 일명 핫존(hot zone)에서 감지됐다. 이 부분은 다른 뇌 연구에서 꿈, 간질환자의 시각적 환각, 마취 등을 할 때 의식 상태 변화와 관련 있는 부분이다. 그렇지만 나머지 2명의 환자에게서는 이런 감마파 폭발 현상이 나타나지 않고 심박수 증가도 관찰되지 않았다. 특히 이번에 관찰된 현상은 표본 수가 적고 환자가 사망했기 때문에 감마파 폭발 순간 어떤 경험을 했는지 알 수가 없기 때문에 확실히 의식 현상을 의미한다고 보기 어렵다고 연구팀은 밝혔다. 또 심장마비로 산소 부족 탓에 죽어가는 동물에게서도 유사한 감마파 폭발 현상이 나타나는 경우가 많아 확대 해석을 해서는 안 된다고 덧붙였다. 그러면서도 이번 연구는 그동안 밝혀지지 않았던 의식, 영혼에 대한 이해에 도움을 줄 것으로 기대한다. 연구를 이끈 지모 보르지긴 미시건대 의대 교수(신경학)는 “이번 연구 결과는 인간이 죽어가는 과정에서도 뇌에서 얼마나 생생한 이미지를 만들어 내는가를 간접적으로 보여주는 것”이라며 “죽기 직전 뇌에서 감마파가 폭발적으로 활동하는 것이 숨겨진 의식의 증거인지 아닌지는 추가 연구를 통해 분석해야 할 문제”라고 말했다.

최근 한 과학 크리에이터가 방송에 출연해 “가위눌림, 주마등 등은 과학”이라고 주장해 화제를 낳은 가운데, 이러한 주장을 뒷받침할 가능성이 있는 연구결과가 나왔다.  미국 미시간대학 연구진은 뇌전도(EEG) 모니터링 기계를 장착한 채 심정지로 숨진 피실험자 4명의 사례를 연구했다.  EEG 모니터링은 두피에 부착된 전극을 이용해 뇌의 전기 활동을 측정하는 테스트다. 뇌의 움직임에 따라 발생하는 미세한 전기 신호를 감지하고 기록할 수 있다.  피실험자 4명은 모두 자극에 반응이 없는 혼수상태에 빠져 있었으며, 의학적으로 손 쓸 방법이 없는 탓에 가족이 생명유지 장치 제거에 동의한 상태였다.  연구진에 따르면, 생명유지 장치 중 하나인 인공호흡기를 제거하자 77세와 24세 여성 환자 2명은 심박수가 증가하고 뇌의 감마파 활동이 급증했다. 감마파는 30헤르츠(Hz) 이상의 가장 높은 진동수를 가진 뇌파로, 극도로 긴장하거나 복잡한 정신 활동을 수행할 때 활성화된다.  특히 이러한 뇌 활동은 후두엽과 두정엽, 측두엽간 연결부위인 ‘의식의 신경 상관물'(NCC·Neural Correlates of Consciousness)이 집중된 부위에서 포착됐다.  일반적으로 사람이 발작을 겪을 때도 높은 수준의 감마파가 기록되며, 강렬한 생각 또는 집중력 증가와도 연관이 있는 것으로 알려져 있다.  77세와 24세 여성 피실험자 2명은 과거 발작 증세를 경험한 적은 있지만, 사망하기 한 시간 전에는 이러한 증상을 보이지 않았다.  다만 피실험자 4명 중 또 다른 2명에게서는 사망 전 별다른 뇌 운동이 확인되지 않았다. 연구진은 이번 연구의 사례가 매우 적기 때문에, 죽음을 맞는 과정과 뇌 활동 간의 명확한 주장을 펼치는 데에는 신중했다. 다만 죽음이 임박한 상황에 처했을 때, 감마파의 뇌 활동이 늘어나는 신경 상관물 집중 부위가 특정된 것은 이번이 처음이라는 점에서 의의를 가진다.  해당 연구의 수석 저자인 지모 보르지긴 박사는 AFP와 한 인터뷰에서 “우리는 이번 연구에서 관찰된 의식의 신경 신호와 환자의 (죽은 과정에서 겪는) 경험의 상관 관계는 만들 수 없다”면서도 “그러나 관찰된 발견은 분명히 흥미로우며, 죽어가는 인간의 은밀한 의식에 대해 이해할 수 있는 새로운 틀을 제공한다”고 자평했다.  이어 “이번 연구는 신경생리학적 메커니즘을 밝히는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.  해당 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 앞서 과학 크리에이터 궤도는 TvN ’유퀴즈 온더블록‘에 출연해 죽기 전 주마등이 스치는 이유는 살기 위해 뇌가 발버둥 치는 것이라는 가설을 제기했다.  그는 “주마등이 스친다는 건 과거의 기억들이 빠르게 지나가는 것”이라면서 “죽음의 순간에 우리의 뇌가 해야 할 일은 살 방법을 찾는 것이다. 뇌가 모든 삶의 기록 안에서 난관을 극복할 방법을 찾는 것”이라고 말했다. 또 “그러나 뇌가 그 방법을 찾지 못하면 주마등이 스친 채 삶이 끝나는 것”이라고 말해 호기심을 자극했다.