인간은 상대방 얼굴을 의식해서 보지 않아도 그 사람을 믿을 수 있는지 즉시 판단하는 것으로 나타났다. 이는 뇌 활동을 추적한 미국의 한 신경과학 연구팀이 실험을 통해 밝힌 것이라고 영국 과학매체 와이어드가 14일(현지시간) 보도했다. 뉴욕대학 조너선 프리먼 심리학과 교수가 이끄는 연구팀은 의사결정이나 감정, 기억 등 사회적으로 중요한 여러 기능과 관련한 뇌 영역인 편도체가 얼마나 빨리 상대방을 신뢰할 수 있는지 판단하는지를 확인하고 상대의 얼굴을 지각적으로 의식하는 여부를 밝히는 연구를 진행했다. 연구팀은 우선 참가자들에게 면식이 없는 사람들의 얼굴 사진을 보여줬다. 이 중에는 최근 연구를 통해 보는 사람에게 ‘신뢰할 수 있다’는 인상을 주는 것으로 밝혀진 얼굴 특징(내려간 눈썹과 높은 광대뼈)을 컴퓨터 합성을 통해 강조한 이미지와 반대로 ‘신뢰할 수 없다’는 인상을 주는 특징(치켜 올라간 눈썹과 편평한 광대뼈)을 강조한 이미지가 섞여 있었다. 또 연구팀은 자신들의 가설이 올바른지 확인하기 위해 다른 그룹에는 다양한 얼굴의 이미지를 보여주고 믿을 수 있는지 신뢰도를 평가하도록 했다. 실험에서는 참가자의 뇌 활동을 관찰하면서 ‘역방향 마스킹’이라는 기술로 이미지를 보여줬다. 이는 인지 실험에 쓰이는 수법으로 두 이미지나 ‘하나의 이미지와 다른 자극’을 빠르게 연속으로 제시함으로써 앞서 제시한 자극으로 나중 자극을 방해하는 것이다. 이 실험에서는 얼굴 사진을 제시한 뒤 즉시 다른 자극을 제시함으로써 피사체가 얼굴을 의식적으로 인식할 수 없는 상태가 되게 했다. 그 결과, 얼굴을 의식적으로 보는 것을 방해해도 편도체의 활동이 관찰됐고 편도체가 얼굴의 전반적인 신뢰도를 추적하고 있는 것으로 나타났다. 프리먼 교수는 “이번 결과는 의식하지 않아도 편도체에서 사회적 단서를 처리하는 것이 지금까지 이해되고 있던 것보다 훨씬 넓은 범위에서 이뤄지고 있는 가능성을 뒷받침한다”면서 “편도체는 타인 얼굴을 의식적으로 인식하지 않아도 신뢰도를 평가할 수 있다”고 말했다. 이번 연구성과는 국제학술지 ‘신경과학저널’(Journal of Neuroscience) 6일 자로 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

4년 전 칠레에서 발생한 대규모의 지진이 수천 km 떨어진 남극 빙상에까지 상당한 영향을 미친 것으로 나타났다. 국제 지질학자들이 지난 2010년 발생한 칠레 대지진이 당시 서남극 여러 곳에서 관측된 ‘빙진’(icequake, 아이스퀘이크)을 발생시켰다는 논문을 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’(Nature Geoscience) 10일 자로 발표했다. 여기서 빙진은 일반적으로 빙하의 움직임으로 발생하는 흔들림을 뜻하지만, 당시 진원은 무려 4700km나 떨어진 칠레였다는 것이다. 연구팀은 대지진 발생 직후부터 6시간이 흐른 시점까지 관측한 십 여개의 작은 빙진이 먼 곳에서 발생한 지진이 서남극 빙상에 영향을 주는 ‘증거’가 될 수 있다고 밝혔다. 이런 작은 흔들림은 광대한 지역에 산재한 42개소의 감시 시설 중 12곳에서 관측됐다. 고주파 신호가 급격히 상승한 ‘명백한 증거’로 표면 근처의 얼음이 분쇄할 때의 증상과도 일치하고 있었다. 칠레 마울레주(州) 지역 해안 앞바다에서 2010년 2월 27일 발생한 규모 8.8의 지진은 사상 최대 규모의 지진 중 하나로 기록되고 있다. 가장 뚜렷한 흔들림은 서남극의 엘스워스산맥에 설치된 감시 시설에서 관측된 것으로 여기에는 지진을 나타내는 명백한 특징이 기록돼 있었다. 하지만 다른 일부 감시 시설에서 관측된 신호는 불분명하거나 아무 일도 일어나지 않은 것을 나타내는 것이었다. 미국 조지아주(州) 애틀랜타에 있는 조지아공대(GT)의 지강 펭 부교수는 흔들림은 빙상 자체 내에서 이동해 온 것으로, 그 아래 암반 단층에서 발생한 것은 아니라고 추측하는 것이 가장 현명한 것이라고 말했다. 펭 교수는 “100% 확실하지 않지만, 신호는 지표에서 매우 가까운 빙상에서 일어난 얼음의 균열에서 발생했다고 여겨진다. 그 주된 이유로는 만약 얼음 바닥의 단층과 관련됐다면 지진 활동이 활발한 다른 지역의 관측 결과와 더 가까웠을 것”이라고 지적했다. 논문은 얻은 데이터를 집계하면 광대한 서남극 빙상은 멀리에서 발생하는 대규모 지진에 민감하게 영향을 받는다는 것이라고 결론지었다. 단지 더 자세한 반응에 대해서는 추가 연구가 필요하며, 먼 곳에서 일어난 지진으로 ‘크레바스’(빙하 틈)의 발생 유무와 빙하의 속도 변화 등 빙상에 미치는 영향 등은 아직 밝혀지지 않았다고 한다. 사진=네이처 지오사이언스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

무중력 공간에서 ‘볼일’ 해결 방법은? 무중력 공간에서의 생활은 우주비행사를 제외한 일반인에게 여전히 신비롭고 궁금한 것 투성이다. 최근 우주정거장(ISS)에서 우주비행사들의 ‘볼일 해결법’이 공개됐다. 미국의 과학자인 행크 그린은 유튜브 채널인 ‘Scishow Space’에서 “우주정거장 내부는 완전 무중력이 아닌 극미중력(Micro Gravity)상태이며, 우주비행사들이 쓰는 화장실에는 총 2개의 흡착 시스템 기기가 설치돼 있다”고 설명했다. 그린 박사의 설명에 따르면 우주비행사들의 소변은 강력한 흡착력을 자랑하는 이 기기가 흡수하며 일부는 재사용해 ISS 내 필수 생활에 사용된다. 특히 우주비행사들의 소변은 특수 정화 시스템을 이용해 정화시킨 뒤 커피를 끓이는 물이나 샤워하는 물로 재사용된다는 사실이 공개된 바 있다. 소변을 볼 때에는 개개인마다 소지한 전용 깔대기를 사용한다. 이것을 화장실에 있는 호스와 연결하면 배출한 소변은 액체 쓰레기 탱크로 곧장 이동된다. 우주비행사들이 우주에서 대변을 볼 때 사용하는 변기는 지구의 것과 다소 차이가 있다. 일반적으로 지구에서는 지름이 30~45㎝가량의 변기를 사용하지만, 우주에서는 사용하는 것은 지름이 단 10㎝밖에 되지 않는다. 그린 박사는 “흡입기가 작은 변기를 쓰기 때문에 대변을 볼 때 매우 주의해야 한다”면서 “ 때문에 NASA에서는 우주비행사들이 화장실을 ‘정확하게’ 이용할 수 있도록 훈련을 시키기도 한다”고 설명했다. 이어 “우주정거장의 화장실은 진공청소기와 매우 유사하다. 하지만 화장실이 ‘빨아들인 쓰레기’는 우주공간에 버려지지 않으며, 대신 캡슐 형태로 보관됐다가 지구로 귀환할 때 함께 돌아온다”고 덧붙였다. 이런 우주전용화장실에는 우주정거장 내 다른 기기들과 마찬가지로 첨단 기술을 탑재했다는 점에서 상상초월의 가격을 자랑한다. 변기 등 기기 값만 1900만 달러(한화 199억 5600만원), 설치비용까지 합치면 2억 5000달러(2586억 2500만원)에 달한다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

인간이 진실과 거짓을 말하는 것에 따라 뇌의 활성 영역에서 차이를 보인다는 연구결과가 나왔다. 아베 노부히토 박사(일본 교토대 인지신경과학과 부교수)와 죠수아 그린 박사(미국 하버드대 심리학과 교수)가 이끈 연구팀이 보상을 기대할 때 ‘측중격핵’(Nucleus accumbens)이라는 영역의 활동이 활발한 사람일수록 거짓말할 비율이 높다는 논문을 발표했다고 외신들이 보도했다. 연구진은 20~30대 미국인 남녀 28명을 대상으로 두 가지 실험에서 뇌 영역의 활동을 측정했다. 이들은 먼저 참가자들에게 보여주는 이미지에 따라 버튼을 잘 누르면 돈을 받을 수 있는 실험을 시행했다. 이때 뇌 활동을 분석한 결과 보상에 대한 기대감이 큰 사람일수록 측중격핵의 활동이 활발해지는 것으로 나타났다. 이어진 실험에서는 참가자들에게 동전의 양면을 예측하도록 했다. 이 역시 정답을 맞히면 돈을 받을 수 있게 했다. 여기서는 결과를 예측하고 미리 말하는 경우와 마음속으로 예측한 것만으로 당첨 여부를 스스로 신고하도록 한 두 가지 조건으로 진행했다. 참가자들에게는 알리지 않았지만 신고하지 않는 경우의 정답률이 비정상적으로 높으면 돈을 얻기 위해 거짓말한 것으로 간주했다. 그 결과, 처음 실험에서는 측중격핵의 활동이 활발한 사람일수록 이어진 실험에서 거짓말할 비율이 높았다. 또한 처음 실험에서 측중격핵이 활성화되긴 했지만, 두 번째 실험에서 거짓말하지 않은 사람일수록 이성적인 판단과 행동을 관장하는 뇌 영역인 배외측 전전두피질(Dorsolateral prefrontal cortex)이 활발하게 활동하는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구진은 측중격핵이 보상이나 쾌감 등 인간의 욕구에 반응하는 부분에서 욕망이 강한 사람일수록 거짓말할 가능성이 높다고 말하면서도 이번 결과가 세계 최초로 측중격핵의 활동에 관한 개인차에 따라 정직하거나 그렇지 못한 것이 어느 정도 결정되는 것을 보여준다고 설명했다. 이는 뇌의 활동 영역을 감지하는 것으로 어느 정도 거짓말쟁이를 구별할 수 있다는 것. 아베 교수는 “음식과 이성 등 금전 이외의 욕심에도 비슷한 결과가 나올지 연구를 진행하겠다”고 말했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘신경과학저널’(Journal of Neuroscience) 7일 자로 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

무중력 공간에서 ‘볼일’ 해결 방법은? 무중력 공간에서의 생활은 우주비행사를 제외한 일반인에게 여전히 신비롭고 궁금한 것 투성이다. 최근 우주정거장(ISS)에서 우주비행사들의 ‘볼일 해결법’이 공개됐다. 미국의 과학자인 행크 그린은 유튜브 채널인 ‘Scishow Space’에서 “우주정거장 내부는 완전 무중력이 아닌 극미중력(Micro Gravity)상태이며, 우주비행사들이 쓰는 화장실에는 총 2개의 흡착 시스템 기기가 설치돼 있다”고 설명했다. 그린 박사의 설명에 따르면 우주비행사들의 소변은 강력한 흡착력을 자랑하는 이 기기가 흡수하며 일부는 재사용해 ISS 내 필수 생활에 사용된다. 특히 우주비행사들의 소변은 특수 정화 시스템을 이용해 정화시킨 뒤 커피를 끓이는 물이나 샤워하는 물로 재사용된다는 사실이 공개된 바 있다. 소변을 볼 때에는 개개인마다 소지한 전용 깔대기를 사용한다. 이것을 화장실에 있는 호스와 연결하면 배출한 소변은 액체 쓰레기 탱크로 곧장 이동된다. 우주비행사들이 우주에서 대변을 볼 때 사용하는 변기는 지구의 것과 다소 차이가 있다. 일반적으로 지구에서는 지름이 30~45㎝가량의 변기를 사용하지만, 우주에서는 사용하는 것은 지름이 단 10㎝밖에 되지 않는다. 그린 박사는 “흡입기가 작은 변기를 쓰기 때문에 대변을 볼 때 매우 주의해야 한다”면서 “ 때문에 NASA에서는 우주비행사들이 화장실을 ‘정확하게’ 이용할 수 있도록 훈련을 시키기도 한다”고 설명했다. 이어 “우주정거장의 화장실은 진공청소기와 매우 유사하다. 하지만 화장실이 ‘빨아들인 쓰레기’는 우주공간에 버려지지 않으며, 대신 캡슐 형태로 보관됐다가 지구로 귀환할 때 함께 돌아온다”고 덧붙였다. 이런 우주전용화장실에는 우주정거장 내 다른 기기들과 마찬가지로 첨단 기술을 탑재했다는 점에서 상상초월의 가격을 자랑한다. 변기 등 기기 값만 1900만 달러(한화 199억 5600만원), 설치비용까지 합치면 2억 5000달러(2586억 2500만원)에 달한다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우주 너머 외계 생명체가 존재하는 토양이 있다면 바로 이런 모습이 아닐까? 도저히 생명이 존재하기 어려울 것으로 여기지는 지구토양에서 끈질긴 생명을 이어나가는 특수 미생물이 발견돼 화제를 모으고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 독일 정부출연 과학연구기관 헬름홀츠협회, 미국 워싱턴 주립대학 우주환경 미생물학 연구진이 서인도 제도의 한 아스팔트 퇴적층에서 살아있는 미생물을 발견했다고 7일(현지시각) 보도했다. 카리브 해 트리니다드 섬 남서부에 위치한 피치 레이크(Pitch Lake)는 면적 0.46㎢의 천연 아스팔트 퇴적층이다. 보기 만해도 끈적임이 느껴지고 독성을 띈 기름물질이 가득 들어있는 해당 지역에 생명체가 존재할 것이라고 생각하는 사람은 아무도 없을 것이다. 하지만 예상은 틀렸다. 헬름홀츠협회 미생물학 연구진이 해당 아스팔트 퇴적층에서 생명을 이어나가고 있는 미생물의 존재를 현미경을 통해 확인했기 때문이다. 1 마이크로 리터(100만분의 1리터) 물방울 속에 소량 존재하는 극 미세 크기의 해당 미생물들은 놀랍게도 기름 속 유해한 성분을 제거해나가며 자그마한 자연 생태계를 나름대로 구축해나가고 있었다. 해당 미생물 발견이 주는 큰 의미는 2가지가 있다. 첫째는 미생물이 기름분해에 큰 역할을 할 수 있다는 점이다. 기름 유출 등으로 오염된 지하수가 해당 미생물들의 활발한 증식으로 조금씩 정화될 가능성이 있다고 볼 수 있다. 둘째는 지구가 아닌 타 행성에도 외계 생명체가 존재할 수 있다는 가능성을 보여주고 있다는 점이다. 예를 들어, 해당 아스팔트 퇴적층과 유사한 토성 위성 타이탄 표면의 탄화수소 호수에 외계 미생물이 충분히 존재할 수 있음을 해당 발견이 뒷받침 해준다는 것이다. 연구진은 향후 해당 미생물의 생태 원리와 타이탄 호수 속 외계 자연 환경 구성 가능성을 상관 분석하는 연구를 진행할 예정이다. 한편 이 연구결과는 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 과학전문저널 ‘사이언스(Science)’ 8일자에 발표됐다. 사진=Rainer Meckenstock 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

인간이 진실과 거짓을 말하는 것에 따라 뇌의 활성 영역에서 차이를 보인다는 연구결과가 나왔다. 아베 노부히토 박사(일본 교토대 인지신경과학과 부교수)와 죠수아 그린 박사(미국 하버드대 심리학과 교수)가 이끈 연구팀이 보상을 기대할 때 ‘측중격핵’(Nucleus accumbens)이라는 영역의 활동이 활발한 사람일수록 거짓말할 비율이 높다는 논문을 발표했다고 외신들이 보도했다. 연구진은 20~30대 미국인 남녀 28명을 대상으로 두 가지 실험에서 뇌 영역의 활동을 측정했다. 이들은 먼저 참가자들에게 보여주는 이미지에 따라 버튼을 잘 누르면 돈을 받을 수 있는 실험을 시행했다. 이때 뇌 활동을 분석한 결과 보상에 대한 기대감이 큰 사람일수록 측중격핵의 활동이 활발해지는 것으로 나타났다. 이어진 실험에서는 참가자들에게 동전의 양면을 예측하도록 했다. 이 역시 정답을 맞히면 돈을 받을 수 있게 했다. 여기서는 결과를 예측하고 미리 말하는 경우와 마음속으로 예측한 것만으로 당첨 여부를 스스로 신고하도록 한 두 가지 조건으로 진행했다. 참가자들에게는 알리지 않았지만 신고하지 않는 경우의 정답률이 비정상적으로 높으면 돈을 얻기 위해 거짓말한 것으로 간주했다. 그 결과, 처음 실험에서는 측중격핵의 활동이 활발한 사람일수록 이어진 실험에서 거짓말할 비율이 높았다. 또한 처음 실험에서 측중격핵이 활성화되긴 했지만, 두 번째 실험에서 거짓말하지 않은 사람일수록 이성적인 판단과 행동을 관장하는 뇌 영역인 배외측 전전두피질(Dorsolateral prefrontal cortex)이 활발하게 활동하는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구진은 측중격핵이 보상이나 쾌감 등 인간의 욕구에 반응하는 부분에서 욕망이 강한 사람일수록 거짓말할 가능성이 높다고 말하면서도 이번 결과가 세계 최초로 측중격핵의 활동에 관한 개인차에 따라 정직하거나 그렇지 못한 것이 어느 정도 결정되는 것을 보여준다고 설명했다. 이는 뇌의 활동 영역을 감지하는 것으로 어느 정도 거짓말쟁이를 구별할 수 있다는 것. 아베 교수는 “음식과 이성 등 금전 이외의 욕심에도 비슷한 결과가 나올지 연구를 진행하겠다”고 말했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘신경과학저널’(Journal of Neuroscience) 7일 자로 게재될 예정이다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

컴퓨터 게임이 노년층 우울증 감소에 상당한 효과를 미칠 수 있다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 코넬대학 소속 의학 교육기관 웨일 코넬 메디컬 칼리지 신경 심리학 연구진이 “컴퓨터 게임이 약물치료보다 노년층 우울증 감소에 좋은 효과를 보였다”는 연구결과를 발표했다고 5일(현지시각) 보도했다. 연구진은 우울증을 앓고 있는 60~89세 사이 고령 환자 11명을 대상으로 두 가지 형태의 컴퓨터 게임을 조작하도록 한 뒤, 기존 약물치료와 비교해 얼마만큼 차이가 나는지 비교하는 실험을 진행했다. 첫 번째 게임방식은 화면상에 나타나는 공들이 색깔이 변하는 시점에 맞춰 버튼을 누르는 것이고 두 번째는 주어진 여러 단어 목록을 정확히 재배열하는 것이었다. 이후 나타난 결과는 놀라웠다. 총 4주에 걸쳐 30시간동안 컴퓨터 게임을 하는 것이 표준 항 우울제로 알려진 에스시탈로프람(escitalopram)으로 12주 치료하는 것과 유사한 효과를 보이는 것으로 확인됐기 때문이다. 우울증 또는 우울장애는 의욕 저하를 주요 증세로 인지 및 정신 신체적으로 쇠약해져 일상생활 기능 저하를 초래하는 질환이다. 특히 정신적 육체적으로 쇠약해지는 노년기에 우울증이 찾아오면 목숨과 직결될 수도 있을 만큼 심각하기에 우울증 치료법 연구는 여전히 활발히 진행 되는 중이다. 문제는 이 항 우울제가 모든 환자에게 효과를 보이는 것은 아니다. 환자의 3분의 1만 우울증치료제에 반응한다는 통계자료도 있다. 이에 연구진은 우울증의 여러 원인 중 생화학적 원인에 주목, 뇌 신경전달물질에 초점을 둔 인지기능개선에 도움이 되는 치료법을 찾고자 했다. 실제로 노인 우울증 환자의 40%가 인지기능장애도 함께 앓는 것으로 파악된 바 있다. 이때 연구진이 찾은 것이 컴퓨터 게임이었다. 간단한 연산 작용원리를 적용해 뇌 인지기능을 개선시켜 이를 우울증 감소로 연결시킨다는 것이 연구진의 설명이다. 하지만 우울증 치료제 복용을 완전히 부정하는 것은 아니다. 연구진은 컴퓨터 게임과 우울증 치료제 그리고 운동을 병행하면 더욱 큰 효과가 있을 것으로 보고 있다. 또한 연구진은 “컴퓨터 게임 원리가 우울증뿐만이 아닌 다른 정신질환 치료에도 적용될 수 있도록 연구를 지속할 예정”이라고 덧붙였다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 5일자에 발표됐다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지난 2003년 인도네시아 플로레스 섬에서 특이한 인류 종(種) 화석이 발견돼 큰 논란을 일으켰다. 이 인류 종은 현 인류보다 3분의 1이 작은 두개골을 가졌으며 키는 1m 남짓한 특별한 모습이었기 때문이다. 영화 ‘반지의 제왕’의 주인공과 비슷하다고 해서 호빗이라는 별명이 붙은 이들의 정식명칭은 호모 플로레시엔시스(Homo floresiensis). 지난 10년 동안 학자들 사이에서는 이 호빗이 왜소증에 걸린 현생 인류의 조상 뻘인지 아니면 아예 다른 새로운 종인지를 놓고 격렬한 논쟁이 일어났다. 대다수 과학자들은 호빗의 육체적 특징을 들어 현생 인류와 다른 새로운 종이라고 주장한 반면 일부 과학자들은 이들이 몸집과 두뇌가 쪼그라드는 유전질환인 소두병을 앓은 호모 사피엔스라고 반박했다. 최근 1만 5000년 전 살았던 인류 종을 놓고 벌인 이같은 논쟁에 또다시 불을 붙이는 새로운 연구결과가 나왔다. 미국 펜실베이니아 주립대 유전 진화학 교수 로버트 B. 에크하르트 교수 연구팀은 LB1이라는 명칭의 여성 두개골을 재분석한 결과 호빗이 새로운 종은 아니라는 논문을 발표했다. 에크하르트 교수는 “LB1의 특징이 흔하지는 않지만 유일한 것은 아니다” 면서 “처음 뼈를 봤을 때 부터 유전적인 장애가 있음을 알았다”고 주장했다. 이어 “뼈가 너무 조각 조각이라 명확하게 진단을 내릴 수는 없지만 수년 간의 연구결과를 종합하면 다운증후군 증상으로 압축된다”고 덧붙였다. 그러나 이번 연구팀의 결과와 정반대 분석도 많다. 지난해 7월 미국과 독일 과학자들은 기하학적 3-D 형태측정학을 이용, LB1의 두개골을 분석한 결과 호빗은 병에 걸린 현생인류가 아니라 멸종한 별개의 인류 종이라는 연구결과를 발표한 바 있다. 한편 이번 연구결과는 미 국립과학원회보(Proceedings of National Academy of Sciences) 최신호에 게재됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

고대 그리스어로 난쟁이를 뜻하는 단어인 나노스(nanos)는 오늘날 우리가 사용하는 마이크로 단위 ‘나노’의 유래로 알려져 있다. 통상 1나노미터는 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1에 해당되는 단위로 반도체 개발 같은 극 미세 가공기술이 발전되면서 흔히 접할 수 있는 단어가 됐다. 또한 눈에 보이지 않는 DNA와 같은 미세입자도 이 나노단위를 통해 어느 정도 형태를 구분 지을 수 있는 시대가 됐다. 초정밀 현미경으로 관찰한 나노크기의 세계는 우리가 흔히 보는 자연환경과는 또 다른 신비와 놀라움을 안겨준다. 해외 분자과학전문매체 나노테크놀로지 나우(nanotech-now.com)는 과학전문 저술가이자 런던 퀸 메리 대학 특별 연구원을 역임한 피터 포브스와 아티스트 톰 그림시가 공동집필한 서적 ‘나노사이언스(Nanoscience: Giants of the Infinitesimal)’ 속 이미지 중 일부를 최근 소개했다. 이미지들은 한결 같이 쉽게 믿기 어려울 정도로 화려하고 흥미로운 마이크로 세계를 보여준다. 특히 하버드 대학 연구진이 이산화탄소, 탄산바륨, 이산화규소 등으로 제작한 나노크기 ‘꽃’이나 캘리포니아 공과 대학 DNA 전문가인 폴 로더문드 박사가 제작한 ‘스마일 DNA’는 유독 눈길을 끈다. 특히 로더문드 박사의 DNA 스마일은 몸 속 유전체의 신비를 전면적으로 부각시켰다는 점에서 큰 화제를 모았다. 그는 DNA 염기서열의 재배열 과정을 보여주기 위해 이와 같이 웃는 형태를 재현해냈는데 이 모습은 2006년 세계적으로 저명한 국제 과학학술지 네이처(Nature)의 표지로 사용됐을 정도로 큰 파장을 일으켰다. 나노기술은 10억분의 1 수준의 정밀함을 요하는 극 미세가공 과학기술을 의미한다. 특히 물리·재료·전자와 같은 기존 재료과학·공학 분야를 횡적으로 연결해 또 다른 기술영역을 구축할 수 있다는 측면에서 현재와 미래를 잇는 주요한 첨단기술영역이라 정의할 수 있다. 이와 관련해 포브스는 해당 서적에서 “나노기술이 DNA구조를 이용한 동·식물의 복제, 강철섬유 제작, 줄기세포 등 앞으로 인류에게 반드시 필요한 분야에 폭 넓게 적용될 것”이라며 그 중요성을 강조하고 있다. 사진=‘Nanoscience: Giants of the Infinitesimal’/Peter Forbes/Tom Grimsey 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

울산과학기술대학(UNIST) 자연과학부의 화학과는 세계적인 석학들을 교수진으로 영입해 국내를 넘어 세계 최고 수준의 학과로 성장하고 있다. 화학과는 노벨상 프로젝트인 기초과학연구원(IBS) 캠퍼스 연구단도 UNIST가 유치한 3개 가운데 2개를 가져왔다. 융합연구에도 적극적이다. 에너지 및 화학공학부가 2차전지 연구 분야에서 미국의 MIT, 스탠퍼드대와 함께 세계 3위 수준으로 발돋움할 수 있는 기반을 마련했다. 2009년 문을 연 UNIST는 개교 4년여 만에 국내 최고의 과학기술 특성화 대학으로 입지를 굳혔다. 3일 UNIST에 따르면 화학과 중심의 IBS 캠퍼스 연구단은 로드니 루오프 단장을 비롯해 스티브 그래닉 특훈교수, 크리스토퍼 비엘라프스키, 얀 우베 로데, 토마스 슐츠 교수 등 쟁쟁한 해외 석학들이 연구진으로 있다. 최근에는 퇴행성 뇌질환 분야에서 탁월한 연구 업적을 쌓은 임미희 교수와 화학 분야 국가과학자인 김광수 교수를 임용해 막강한 융합연구진도 구축했다. 이들 교수진이 과학 전문 학술지인 네이처와 사이언스지에 게재한 논문만 60여편이고, 과학기술논문 색인지수(SCI) 논문 1500편, 총 피인용 횟수 10만회 이상 등의 성과를 올렸다. 이 밖에 김경택·문회리·신현석·김병수 교수 등 UNIST의 신진 연구진도 네이처 자매지는 물론 화학계의 세계 최고 저널인 미국화학회지, 독일화학회지 등 다수 저널에 연구 성과를 내고 있다. 루오프 단장은 탄소 기반 소재연구의 선도자다. 그는 지난 30년 동안 노벨상의 주제가 됐던 탄소 동소체를 넘어 차세대 연구를 선도할 새로운 탄소 구조체를 발견하기 위해 연구에 박차를 가하고 있다. 루오프 단장은 “UNIST의 우수한 연구자와 함께 세계를 선도할 ‘다국적 융합연구팀’을 구성해 연구 비전을 달성하겠다”고 말했다. 조무제 UNIST 총장은 “UNIST는 첨단 신소재와 차세대 에너지 분야를 집중적으로 육성해 차세대 에너지 분야인 2차전지 연구 역량이 스탠퍼드와 MIT에 이어 세계 3위로 평가받는다”면서 “세계적인 석학들을 영입해 선정된 2개의 IBS 캠퍼스 연구단도 화학 분야로는 국내 최고 수준”이라고 밝혔다. 한편 UNIST는 IBS 캠퍼스 연구단 3개를 유치해 10년 동안 총 3000억원의 연구비를 지원받게 됐다. 카이스트와 포스텍이 4개씩을 유치했고, 다음으로 UNIST와 서울대다. IBS 전체 외국인 석학 연구단장 3명 중 2명이 UNIST에 둥지를 틀어 경쟁력을 입증했다. UNIST는 지난 6월 네이처 출판그룹의 과학기술 연구 역량 평가인 NPI에서도 서울대, 카이스트, 포스텍에 이어 4위에 올랐다. NPI는 네이처와 17개의 네이처 자매지에 게재된 논문 공저자들이 소속된 대학과 기관의 연구 역량을 평가하는 척도다. 또 세계적 수준의 박사 육성 지원사업인 GPF(Global Ph D Fellowship)에 UNIST 대학원생 20명이 선정돼 우수한 연구 역량을 입증하기도 했다. 여기에 UNIST의 혁신적인 연구·교육 시스템도 새로운 모델로 주목받는다. 국내 대학 중 유일하게 100% 영어로 강의하고 신입생 전원에게 장학금을 준다. 융합 교육 실현을 위해 모든 학생이 무전공으로 입학해 2개 이상의 전공트랙을 이수해야 한다. 교수도 2개 이상 학부에 소속됐다. UNIST는 정보기술(IT) 기반의 학생 주도적 학습방법인 ‘뒤집힌 학습(Flipped Learning)’을 운영해 교육의 질을 높이고 교수들의 생산성도 올리고 있다. 국내 대학들의 벤치마킹도 잇따른다. UNIST만의 창의적 인재 육성 전략도 기업들의 관심을 받고 있다. UNIST 졸업생들은 삼성전자, LG 디스플레이, 현대중공업, S-Oil, 한국수력원자력 등 유명 기업에 취업하고 있다. 올해도 UNIST 학사과정 졸업자 취업률은 70%대를 웃돌았다. 지난해 대학 최고 취업률을 기록한 성균관대, 고려대와 비슷하다. UNIST가 보유한 최첨단 연구시설과 세계 수준의 교수진 등 학부생들이 UNIST에 갖는 신뢰와 만족도에 80% 이상이 같은 대학원에 진학해 국내 최고 수준이다. 최고 수준을 기록하는 포스텍(66.9%), KAIST(65.6%)보다 높다. UNIST는 과학기술원 전환과 산재모병원 유치 등을 통해 세계 10대 대학으로 성장할 계획이다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

수많은 업무와 반복되는 야근 그리고 잊을 만하면 찾아오는 괴로운 회식과 폭탄주의 향연 속에 사는 직장인들은 오늘도 출근길에 가슴을 부여잡고 ‘이러다 심장이 멈추는 게 아닌지 몰라’라는 혼잣말을 하며 건강걱정을 한다. 서비스직종, 사무직종, 생산직종 심지어 실업상태일 경우에도 마찬가지로 직(職)과 연관된 사람들은 대부분 심장질환과 뗄 수 없는 관계를 맺는 경우가 많다. 직업이 있으면 직장에서 받는 스트레스로, 직업이 없으면 해당 상황에서 받는 스트레스가 모두 심혈관에 악영향을 주기 때문이다. 그렇다면 혹시 직종별로 심장질환에 더 취약하거나 혹은 덜 민감한 직업이 있을까? 이와 관련해 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 직종별 심장질환 위험수치를 정리해 31일(현지시각) 소개했다. 미국 질병통제예방센터(Centers for Disease Control and Prevention)가 지난 2008~2012년 사이 55세미만 근로자를 대상으로 직종별 심장·뇌졸중 발병률을 조사한 통계자료를 살펴보면, 금융·보험직종이 0.8%로 발병률 최저치를, 도매업종이 2.9%로 최고치를 기록했다. 전반적인 심장질환 발병률 통계수치를 비교해보면, 문화·예술·교육·정보 같은 사무직종이 건설·농수산업·제조업 같은 노동직종보다 심장질환을 앓을 확률이 낮은 것으로 나타났다. 즉, 육체노동보다는 정신노동이 심장에 덜 악영향을 준다고 해석할 수 있는 것이다. 하지만 세부적으로 살펴보면 반드시 그런 것만도 아니다. 가장 심장질환 발병률이 높은 상위직종 분포를 살펴보면, 폐기물처리·관리 직종이 눈에 들어오는데 여기서 관리(Administrative) 직종이란 보안, 여행자 숙박시설, 레스토랑 혹은 바에서 일하는 사람들을 의미한다. 폐기물처리는 말 그대로 오수 관리(汚水管理) 직종에 종사하는 사람들을 뜻한다. 이는 심장질환 발병이 성별, 나이, 직장환경과 같은 복합적인 요소에 기반 할 수 있음을 알려준다. 많은 사람들을 상대하며 받는 스트레스, 폐기물이 가득 찬 공간에서 오랜 시간 근무하며 얻게 되는 나쁜 공기 등은 심장에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 실제로 질병통제예방센터에 따르면, 심혈관계 질환을 악화시키는 주요 원인 중 소음, 직무 스트레스, 간접흡연이 높은 비중을 차지하고 있다. 또한 이에 대해서는 다른 관점의 해석도 존재한다. 심장질환 발병률이 높은 폐기물처리·관리·도매(유통) 직종은 타 직종에 비해 정규직보다는 비정규직으로 고용되거나 스스로 사업을 하는 경우가 많다. 따라서 정년이나 고용기간이 보장되지 않는 불확실한 고용조건에서 유발되는 불안감, 정신적 고통이 심장에 악영향을 준다는 것이다. 자료사진=포토리아/Centers for Disease Control and Prevention/livescience 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

세계 최대 인터넷 서비스인 구글로 정보를 검색한다는 의미인 ‘구글링(Googling)’으로 다음에 찾아올 금융위기를 미리 예측할 수 있다는 주장이 제기돼 네티즌들의 관심이 집중되고 있다. 미국 경제전문매체 비즈니스 인사이더(Business Insider)는 미국 보스턴 대학·영국 워릭 대학 물리학·행동과학 공동 연구진이 구글 검색으로 다음에 찾아올 금융위기를 알아낼 수 있다는 연구결과를 발표했다고 29일(현지시각) 보도했다. 연구진은 지난 2004년부터 2012년 사이 미국 내 주요 대기업 500개의 S&P500지수(Standard & Poor’s 500 Index) 변동흐름과 동 기간 내의 구글 검색 키워드 변동흐름을 비교하는 데이터 분석을 최근 진행했다. 결과는 흥미로웠다. 해당 시기 중 미국 증권시장이 하락세로 접어들기 직전 구글 검색 키워드의 대부분은 ‘산업’과 ‘정책’ 관련 주제로 꽉 차있었다. 음악, 날씨처럼 주가 변동과 별 관련이 없는 검색어는 거의 관찰되지 않았다. 연구진이 조사한 바에 따르면, 산업·정책 관련 검색어 중 유독 많은 비중을 차지한 단어는 ‘부채’, ‘은행’이었다. 이 단어들은 주식 시장에 큰 변동이 일어나기 직전, 미묘한 흐름이 감지될 때 상당히 많이 검색되는 것으로 확인됐는데 이는 구글 검색 키워드 분석을 통해 주식가격 하락과 같은 금융 악재를 미리 점칠 수 있다는 것을 의미한다. 연구진은 조사에 신빙성을 더하기 위해 조금 더 넓은 범위의 검색 키워드 분석을 추가로 진행했다. 사회와 관련된 주요 키워드 주제 100가지를 광범위하게 분석했지만 결국 금융위기와 연결되는 주요 키워드는 단 2가지, ‘산업’ 그리고 ‘정치’인 것으로 나타났다. 연구진은 구글 검색을 단순한 서비스가 아닌 전 세계인들의 상호작용과 집단의식을 가늠하는 기준으로 봐도 무방하다고 설명한다. 수많은 인구들에 의한 정보와 검색이 이뤄지는 플랫폼인 만큼 집단 의사결정의 흐름을 감지해낼 수 있다는 것이다. 이는 구글링으로 국제금융시장을 아연실색하게 한 2007년 미국 서브프라임 모기지(subprime mortgage) 사태와 2008년 투자은행(IB) 리먼 브러더스 파산신청과 같은 대형금융위기를 미리 짐작할 수 있다는 뜻이다. 연구진에 따르면, 구글에서 수집된 데이터는 현대사회 흐름 감지에 전례 없는 통찰력을 제공해준다. 수집된 구글 정보 데이터는 현실 세계에서 사람들이 다음에 취할 행동을 예측하는 도구로 활용될 수도 있다. 즉, 주식 시장 흐름뿐 아니라 자연 재해, 시위, 범죄, 선거, 질병 확산과 같은 다양한 분야 예측에 응용될 수 있다는 것이다. 물론 구글만 이런 통찰력을 보유하고 있는 것은 아니다. 연구진은 ‘위키 백과’, ‘트위터’, ‘플리커’ 등도 비슷한 기능을 수행할 수 있다고 설명한다. 한편 이 연구결과는 ‘미국 국립과학원회보(journal Proceedings of the National Academy of Sciences)’ 28일자에 게재됐다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

세상에 모성애보다 강한 것은 없다고? 아버지의 부성애가 모성애 못지않게 강하다는 연구결과가 나와 학계의 관심이 쏠리고 있다. 일반적으로 모성애가 부성애보다 강하며, 아버지는 어머니의 역할을 대신할 수 없다는 인식이 강하지만, 연구에 따르면 아버지 역시 어머니 만큼 강한 ‘부모정신’으로 어머니를 대신할 수 있다. 미국 오리건주립대학 연구팀은 아이를 양육하는 내용을 담은 비디오를 보여준 뒤 남녀 각각의 뇌에서 정서적 네트워트와 심리작용과 관련있는 뇌 부위의 활동을 스캐닝했다. 그 결과 육아에 있어서 자신이 아내보다 뒤쳐진다고 생각하는 남성들은 아내에 비해 정서적 반응이 뒤떨어졌지만, 직접 아이를 양육하고 있는 남성의 경우 모성애가 발휘될 때 나타나는 여성의 뇌 반응과 매우 유사한 반응이 나타났다. 연구를 이끈 사리나 새턴 박사는 “사회적 문화적 변화가 육아에 대한 남성의 몰입도를 높인다”면서 “아버지 역시 어머니와 마찬가지로 아이와 끈끈한 유대관계가 존재하며, 특히 어머니가 부재할 때에는 이러한 ‘능력’이 더 강화되는 것으로 나타났다”고 설명했다. 이어 “이번 연구결과는 남성이 아버지와 어머니의 역할을 동시에 할 수 있다는 것을 보여준다”면서 “남성이 육아에 있어서 어떤 역할을 할 수 있는지, 양육권을 둘러싼 논쟁에서 여성과 비교해 어떤 우위를 차지할 수 있는지를 보여준다”고 밝혔다. 전문가들은 이번 연구와 관련해 현대 가족이 다양한 구조 안에서 살고 있으며, 점점 더 많은 사람들이 관습에 얽매이지 않고 아이를 키우고 있다고 덧붙였다. 한편 이번 연구결과는 미국국립과학학술원회지(PNAS·Proceeding of the National Academy of Science)에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

임신 중인 여성이 흡연할 경우 태아 유전자 형성에 막대한 악영향을 줄 수 있다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 미국 국립 환경보건원(National Institute of Environmental Health Sciences) 연구진이 “임신 중 흡연은 자녀 유전자에 좋지 않은 변화를 초래시킬 가능성이 높다”는 연구결과를 발표했다고 29일(현지시각) 보도했다. 담배 연기 속에는 니코틴 등 7,000가지가 넘는 염기성 유기화학물질이 들어있으며 이중 적어도 100가지는 인체에 치명적인 악영향을 준다. 특히 그중 69가지는 발암물질이 차지하고 있는데 이는 태아 DNA 형성에 막대한 변화를 야기 시킨다는 것이 연구진의 의견이다. 지난 2001년 발표된 연구결과를 보면, 임신 중 체내로 유입된 담배연기는 태아 DNA 메틸화(DNA methylation)를 초래하는 것으로 확인됐다. 이는 고등 생물 유전 발달에 큰 비중을 차지하는 생화학적 프로세스로 거의 모든 종류의 암 발현에 중요한 역할을 담당하는 것으로도 알려져 있다. 당시 연구진은 아동 173명과 그들 모친의 뺨 세포(cheek cell)를 추출해 해당 데이터를 비교하는 실험을 진행했고 결과적으로 임신 중 흡연 여성이 낳은 아동은 그렇지 않은 아동에 비해 발암위험이 2배가량 높아지는 것으로 확인됐다. 이와 관련해 미국 국립 환경보건원 연구진은 최근 조금 더 넓은 범위의 데이터를 수집, 추가 조사를 진행했다. 총 889명의 신생아와 그들 모친의 혈액샘플을 비교해 흡연이 DNA 메틸화에 얼마만큼 영향을 끼치는지 알아보고자 한 것이다. 실험 결과, 889명의 신생아 중 287명의 모친이 임신 첫 주기에 흡연을 한 것으로 나타났는데 이들의 유전자에서는 110 개에 달하는 DNA 메틸화 반응이 확인됐다. 연구진은 임신 중 흡연한 여성이 낳은 자녀들은 발암 위험은 물론 향후 저체중, 마약중독, 알코올 중독에 시달릴 위험이 그렇지 않은 자녀들에 비해 상당히 높다고 강조했다. 이어 연구진은 “DNA메틸화가 태아의 전 생애에 걸쳐 지속되는지 해당 여부에 대한 추가 연구를 진행할 예정”이라고 덧붙였다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 ‘환경건강전망 연구’(Journal Environmental Health Perspectives)에 게재됐다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

보통 하얗게 세어버린 머리카락을 검게 만들어 다시 젊게 보이고 싶거나 알록달록 색상을 넣는 미용목적으로 머리 염색제품을 많이 사용하지만 성분에 함유되어있는 화학물질 때문에 염색이 진행되는 동안 마음이 그리 편하지 않은 것이 사실이다. 하지만 화학물질 없이 머리 색을 바꿀 수 있는 기술이 곧 등장할지도 모르겠다. 최근 미국 뉴멕시코 대학·로스앨러모스 국립 과학연구소 공동 연구진은 이온 빔(ion beam)을 이용한 새로운 염색 기술의 실마리를 찾아냈다고 발표했다. 연구진은 사람 머리카락 속에 숨겨져 있는 미세 나노패턴을 이용, 몸에 해로운 화학물질이 필요 없는 신개념 염색법을 만들어내는 것이 목적이었다. 연구진이 취한 방법은 각 머리카락에 회절격자(평면·오목 면에 여러 홈을 새긴 뒤, 각 홈에서의 회절 광끼리 간섭으로 스펙트럼을 얻을 수 있게 하는 광학 소자)를 에칭(etching, 화학적 부식작용을 활용한 가공법)해 빛을 반사시키는 것이었다. 연구진은 이를 위해 전자제품 제조에 주로 사용되는 집속이온빔(Focused Ion Beam) 방식을 택했다. 이는 전하를 띤 원자·분자무리인 이온빔을 직접 내리쬐어 원하는 패턴을 얻어내는 것으로 빛의 특정 대역폭을 머리카락에 새겨 각 색깔을 반사시킬 수 있도록 조절했다. 특히 변경된 색상이 빛에 적절히 반사될 수 있는 각도를 찾기 위해 연구진은 이에 적합한 아르키메데스 나선과 쌍곡선 패턴을 제작에 적용했다. 연구진은 해당 염색방법을 검은색, 갈색, 금발 등 총 3가지 머리 형태에 실제 적용해봤고 결과적으로 갈색 머리에 가장 효과가 좋은 것으로 나타났다. 연구진에 따르면, 이는 회절격자를 통한 빛스펙트럼 반사효과를 머리카락에 응용한 것으로 별도의 화학적 부작용 없이 안전한 머리 염색이 가능하도록 한다. 뿐만 아니라 이 회절격자 스펙트럼 방식은 신용카드의 고유 식별 패턴을 변하게 하거나 제트기·민간항공기 위장, 자동차 분사엔진 구조 패턴 변동 등 보안·기계공학적 분야에 까지 폭넓은 응용이 가능하다고 연구진은 설명한다. 한편 이 연구결과는 피부과학 부문 국제학술지 ‘JCDSA(Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications)’에 발표됐다. 사진=University of New Mexico 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

달 내부가 액체 상태를 유지하는 까닭은 다름 아닌 지구의 중력 때문이라는 주장이 제기돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 호주 ABC 방송은 미 항공 우주국(NASA) 고다드 우주 비행 센터 연구진이 달 내부의 액체 상태를 유지시키는 주요 원인이 지구 중력이라는 연구결과를 발표했다고 27일(현지시각) 보도했다. 달의 내부 구조는 크게 평균 두께 70㎞의 표면, 반지름이 약 300~425㎞ 정도인 핵, 그리고 깊이 약 1,250㎞의 맨틀까지 총 세부분으로 나뉘어져 있다. 그중 달 전체 질량의 2%를 차지하는 것으로 추정되는 핵 부분은 지구와 달리 액체상태가 아닌 것으로 알려져 왔으나 아폴로 11호가 달 표면에 설치한 월진계와 달 궤도를 돌고 있는 인공위성에서 보내져오는 지진파를 분석한 결과, 지구와 유사한 액체 상태의 외핵(내핵은 고체)이 존재하는 것으로 확인됐다. 궁금한 것은 이 외핵이 어떻게 지속적으로 액체 상태를 유지하는지, 그 원동력은 어디서 오는지 여부였다. 이에 연구진은 달 내부를 정교하고 수학적으로 재구성한 컴퓨터 모델링 실험을 진행했다. 연구진은 본래 달 지진파 데이터를 한참 뛰어넘는 외핵 하부 맨틀 층과 맨틀 중심 경계의 용융 층까지 포함한 가상 달 구조를 컴퓨터로 만들어냈다. 여기에 지구를 도는 달의 회전주기와 연간 궤도변화 수치를 포함한 정교한 수학적 시뮬레이션을 더해 최종 모델을 완성했다. 수치화 된 결과는 흥미로웠다. 달의 인력이 지구에 영향을 미쳐 조수간만 차가 바다에 발생되는 것처럼 지구의 중력 역시 달 맨틀 내부의 암석을 용해시켜 액체화되도록 마찰력을 발생시키는 것으로 확인됐기 때문이다. 이와 관련해 NASA 고다드 우주비행센터 샌더 구센스 박사는 “우리의 컴퓨터 모델링은 달 맨틀 내부의 반경 약 350~500㎞ 지점에 액체 층이 존재함을 알려 준다”며 “지금까지 생각해왔던 것보다 더 많은 액체가 달 내부에 있는 것으로 추정 된다”고 설명했다. 이어 구센스 박사는 “만일 우리의 컴퓨터 모델링이 정확하다면 해당 액체 층의 존재를 통해 달의 생성과 진화에 이르는 방대한 역사의 신비를 밝혀낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에 발표됐다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

보통 하얗게 세어버린 머리카락을 검게 만들어 다시 젊게 보이고 싶거나 알록달록 색상을 넣는 미용목적으로 머리 염색제품을 많이 사용하지만 성분에 함유되어있는 화학물질 때문에 염색이 진행되는 동안 마음이 그리 편하지 않은 것이 사실이다. 하지만 화학물질 없이 머리 색을 바꿀 수 있는 기술이 곧 등장할지도 모르겠다. 최근 미국 뉴멕시코 대학·로스앨러모스 국립 과학연구소 공동 연구진은 이온 빔(ion beam)을 이용한 새로운 염색 기술의 실마리를 찾아냈다고 발표했다. 연구진은 사람 머리카락 속에 숨겨져 있는 미세 나노패턴을 이용, 몸에 해로운 화학물질이 필요 없는 신개념 염색법을 만들어내는 것이 목적이었다. 연구진이 취한 방법은 각 머리카락에 회절격자(평면·오목 면에 여러 홈을 새긴 뒤, 각 홈에서의 회절 광끼리 간섭으로 스펙트럼을 얻을 수 있게 하는 광학 소자)를 에칭(etching, 화학적 부식작용을 활용한 가공법)해 빛을 반사시키는 것이었다. 연구진은 이를 위해 전자제품 제조에 주로 사용되는 집속이온빔(Focused Ion Beam) 방식을 택했다. 이는 전하를 띤 원자·분자무리인 이온빔을 직접 내리쬐어 원하는 패턴을 얻어내는 것으로 빛의 특정 대역폭을 머리카락에 새겨 각 색깔을 반사시킬 수 있도록 조절했다. 특히 변경된 색상이 빛에 적절히 반사될 수 있는 각도를 찾기 위해 연구진은 이에 적합한 아르키메데스 나선과 쌍곡선 패턴을 제작에 적용했다. 연구진은 해당 염색방법을 검은색, 갈색, 금발 등 총 3가지 머리 형태에 실제 적용해봤고 결과적으로 갈색 머리에 가장 효과가 좋은 것으로 나타났다. 연구진에 따르면, 이는 회절격자를 통한 빛스펙트럼 반사효과를 머리카락에 응용한 것으로 별도의 화학적 부작용 없이 안전한 머리 염색이 가능하도록 한다. 뿐만 아니라 이 회절격자 스펙트럼 방식은 신용카드의 고유 식별 패턴을 변하게 하거나 제트기·민간항공기 위장, 자동차 분사엔진 구조 패턴 변동 등 보안·기계공학적 분야에 까지 폭넓은 응용이 가능하다고 연구진은 설명한다. 한편 이 연구결과는 피부과학 부문 국제학술지 ‘JCDSA(Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications)’에 발표됐다. 사진=University of New Mexico 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

수면 부족이 건강에 해롭다는 것은 이미 잘 알려졌지만, 이런 상태가 우리 뇌의 기억을 왜곡할 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다. 미국 미시간주립대와 UC어바인 공동 연구팀은 수면 부족이 인간의 기억에 어떤 영향을 주는지 실험한 결과, 수면 부족이 기억 왜곡 즉 착각을 유발하는 것과 연관성이 깊은 것으로 나타났다. 연구팀은 이번 연구를 위해 수면 부족 상태인 사람들의 기억력을 분석하는 실험을 진행했다. 우선 이들 참가자에게는 자극적일 수 있는 절도범이 그려진 여러 이미지를 보여줬다. 이어 참가자들을 전혀 수면을 취할 수 없게 하거나 특정 시간을 나눠 수면을 취하도록 했다. 그 결과, 전혀 잠을 못 잔 그룹은 이미지의 세부사항까지 혼동하고 잘못된 정보를 떠올렸다. 수면 시간이 5시간이나 그 이하를 잔 사람들도 지난 밤 충분히 잔 사람들보다 기억하는 데 어려움을 겪었다. 연구팀은 “주목해야 할 점은 수면을 전혀 취하지 않은 사람은 이미지 자체는 물론 중요한 사항에서도 착각하는 경우가 많았다”면서 “이는 중요 정보를 사실과 다르게 인식해 크게 착각해 실수할 수 있는 것”이라고 말했다. 연구에 참여한 킴벌리 펜 심리학과 조교수에 따르면 수면 부족 이후 기억 왜곡이 발생하는 빈도가 높아졌으며 이 상태가 반복되면 크게 착각하는 경우가 일상화될 가능성이 있다. 연구팀은 사람에 따라 수면 시간에 차이가 있지만 적어도 중요한 시험이나 상담, 회의 등의 일정을 앞두고는 수면을 충분하게 취하는 것이 현명하다고 조언했다. 한편 이번 연구결과는 미국심리과학학회(Association for Psychological Science) 학술지 ‘심리과학’(Psychological Science) 16일 자로 게재됐다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인류가 식욕을 자유자재로 ‘콘트롤’할 날이 멀지 않은 듯하다. 미국 칼텍(캘리포니아공과대) 연구진이 감정이나 섭식 등 행동 조절에 관여하는 뇌 영역인 편도체를 자극하는 것으로 식욕 억제가 가능함을 확인했다고 27일(현지시간) 발표했다. 동물은 에너지 소비가 강한 상황에서 다양한 대사 신호를 뇌에 수렴해 공복감을 느낀다. 시상하부라는 뇌 영역에 존재하는 이런 신경군은 굶주림이란 신호에 따라 활성화되고 음식물 섭취를 증가하는 일련의 행동을 불러일으킨다. 하지만 음식 소비를 중단하거나 과식을 막을 수 있는 조절 방법에 대해서는 지금까지 거의 알려지지 않았다. 연구에 참여한 데이비드 앤더슨 교수에 따르면 연구진이 쥐의 편도체에 있는 일부 뉴런 집단이 그 쥐가 먹이(자당)나 퀴닌(키니네 혹은 금계랍·식욕 억제를 위해 쓰던 쓴 물질)을 섭취한 뒤 더욱 활성화하는 것을 발견했다. 이 신경은 피케이시델타(PKC-δ)라는 단백질을 발현하는 특징을 갖고 있다. 연구진은 이 신경 영역에 레이저빔을 사용해 즉시 음식 소비를 멈출 수 있다는 것을 실험을 통해 확인했다. 즉 이 신경을 인위적으로 활성화시키면 섭식 행동을 막을 수 있고, 반대로 비활성화시키면 음식 섭취를 늘릴 수 있다는 것이다. 또 연구진은 이 신경이 음식물 섭취와 이를 억제하는 약에 의해 활성화되는 것으로 알려진 일부 뇌 영역과도 연관돼 있음을 확인했다. 이 연구는 이런 신경이 섭식 행동의 억제를 제어하는 시스템에서 중심역할을 하고 있으며, 앞으로 섭식 관련 질환을 치료하는데 활용될 수 있음을 나타내고 있다. 이번 연구결과는 학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’(Nature Neuroscience) 온라인판 27일 자로 게재됐다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr