고전소설 ‘심청전’에는 주인공 심청이 앞 못 보는 아버지 심학규의 눈을 뜨게 하기 위해 공양미 300석을 받고 인당수에 몸을 던지는 장면이 나온다. 과학기술이 발달한 현대에서는 공양미를 바치고 기도에 의존하는 대신 뇌의 시각피질을 자극하는 신경칩을 이식해 시력을 회복하도록 하는 기술이 개발됐다. 네덜란드 국립신경과학연구소 시각인지연구부, 암스테르담 자유대 통합신경생리학과, 암스테르담대학병원 정신의학부, 스페인 미구엘 에르난데즈대 생체공학연구소 공동연구팀은 뇌 시각피질을 자극할 수 있는 신경칩을 이식해 시력을 회복할 수 있는 기술을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 4일자에 발표했다. 기존에도 뇌 신경칩 이식을 통해 시각 회복을 하려는 시도는 계속 있어왔지만 시력 회복을 했다고 평가할 수 있을 정도의 수준에 미치지는 못해왔다. 연구팀은 첨단 재료공학과 미세전자공학 기술을 이용해 1024개의 전극을 가진 안정적이고 내구성이 뛰어난 뇌 신경칩을 만들었다. 전극 숫자가 많을수록 인식할 수 있는 이미지의 해상력은 높아지게 된다. 연구팀은 앞을 보지 못하는 원숭이 2마리의 뇌 시각피질에 이번에 개발한 뇌 신경칩을 이식했다. 뇌 신경칩에 전기자극이 주어지면 특정

온실가스 증가로 인한 지구온난화 속도는 쉽게 늦춰지지 않고 있다. 코로나19 여파로 사람들의 이동과 경제활동이 줄어들었음에도 불구하고 이산화탄소 배출은 크게 줄지 않았다는 최근 세계기상기구(WMO)의 분석결과만 보더라도 알 수 있다. 지구온난화는 식물의 식생까지 변화시켜 지구온난화를 가속화시키고 기후는 급격히 변하고 있다. 이 같은 가운데 스위스 취리히연방공과대(ETH) 통합생물연구소, 독일 뮌헨대 시스템 원예학 및 세균학연구소 공동연구팀은 지구온난화로 인한 기후변화가 가속화될 수록 온대지방에서 자라는 나무들은 단풍이 빨리 들고 낙엽도 빨리 떨어질 것이라고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 세계적은 과학저널 ‘사이언스’ 27일자에 실렸다. 지금까지 많은 과학자들은 지구온난화로 인해 온대지역의 나무들은 낙엽 지는 속도가 늦춰지면서 기후변화 속도를 다소간 늦출 수 있을 것으로 예측해 왔다. 그렇지만 연구팀은 1948년부터 2015년까지 중부 유럽에서 자라는 수종의 장기 관찰 결과와 개별 나무의 이산화흡수 능력 변화를 시뮬레이션했다. 그 결과 이산화탄소의 증가와 평균 온도 상승은 봄과 여름철 나무의 성장식의 생산성을 급격히 높임으로써 조기 노화를 유도한다는 것

지난해 11월 17일 중국에서 그동안 볼 수 없었던 신종 폐렴 증상을 보이는 환자가 나타나기 시작했다. 이렇게 시작된 코로나19가 1년 가까이 장기화되면서 예상 밖의 부작용이 나타나고 있다. 감염 확산을 막기 위해 사회적 거리두기가 실시되면서 다양한 플라스틱 용기 사용이 급증한 것이다. 이 때문에 코로나19가 종식되더라도 플라스틱 폐기물 때문에 오랜 동안 몸살을 앓을 것이라는 예측들이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 재료과학자들이 식물을 이용해 분해속도가 빠른 재료를 만드는데 성공해 주목받고 있다. 미국 노스이스턴대 기계·산업공학과 연구팀은 사탕수수와 대나무를 이용해 편리함이나 기능성을 희생하지 않아도 되는 일회용 용기를 만드는데 성공했다. 특히 기존 플라스틱이나 생분해성 고분자물질들과 달리 분해되는데 수 백년이 걸리거나 고온이 필요하지 않고 분해되는데 60일 밖에 걸리지 않는 것으로 알려졌다. 이 같은 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘매터’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 식품산업 폐기물 중 하나로 사탕수수 펄프로 알려져 있는 ‘바가세’(bagases)와 대나무에 주목했다. 짧고 두꺼운 바가세 섬유와 길고 얇은 대나무 섬유를 엮어 촘촘하게 만든 뒤 식품

스트레스를 받거나 기운이 없을 때는 달콤한 음식이 먹고 싶어지는 경우가 많다. 달콤한 음식이 잠시나마 기분을 전환시켜주고 기운을 북돋우기는 하지만 많이 먹을 경우는 이를 썩게 만들고 혈당을 오르게 만들어 당뇨의 위험이 높아진다. 그런데 국내 연구진이 단 음식을 많이 먹게 되면 암이 더 쉽게 걸릴 수 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 서울대 의대 의과학과 연구팀은 과당이 억제된 유전자를 발현시켜 암의 발병과 전이를 촉발시킨다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 과당은 과일이나 꿀 등에도 포함돼 있으며 단맛을 내는 감미료로 사용된다. 설탕도 몸 속에서 과당으로 분해되는데 각종 인스턴트 식품 소비가 증가하면서 자신도 모르게 과당 섭취도 증가하고 있다. 그동안 과당의 과도한 섭취가 당뇨, 고혈압 같은 대사질환의 원인이 될 뿐만 아니라 유방암, 대장암, 폐암 같은 여러 암의 발병과 진행에 관련이 있다는 역학 연구결과가 보고된 바 있다. 그렇지만 과당이 암으로 연결되는 정확한 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 과당을 대사시키는 효소(KHK-C)와 과당을 대사시키지 않는 과당인산화효소(KHK

공간감각이 둔해 몇 차례 가본 길이나 장소를 제대로 기억하지 못하고 처음 가본 것처럼 헤매는 사람들을 두고 ‘길치‘라고 부른다. 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못하기 때문에 나타나는 행태이다. 길치도 음악감각이 떨어지는 음치처럼 노력해도 쉽게 고쳐지지 않는 경우가 많다. 그런데 뇌에 빛을 비추는 단순한 방법만으로도 ‘길치’에서 벗어날 수 있다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 영국 런던대 의생명연구소, 신경과학과, 노르웨이 국립과학기술대(NTNU) 시스템 신경과학연구소, 독일 막스플랑크 생물사이버네틱스연구소, 프랑스 파스퇴르연구소 공동연구팀은 뇌에 빛을 쪼여 GPS 세포라고 불리는 장소세포를 재조정할 수 있다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 7일자에 실렸다. 사람을 포함해 대부분 동물의 뇌에는 장소를 인지하거나 길 찾기를 담당하는 ‘장소세포’가 있다. 뇌 속 위성항법장치(GPS)라고도 불리는 장소세포는 그동안 공간정보만 처리하는 것으로 알려졌지만 최근에는 감각이나 기억에도 관여하는 것으로 확인되기도 했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 길을 제대로 찾지 못하는 길치 쥐라도 장소세포를 빛으로 자극하면 위치에 대한 기억을 재활성화시킬 수

컵 절반 정도에 물이 채워진 것을 보고 “물이 반 밖에 안 남았네”라고 생각하는 사람이 있는가하면 “물이 반이나 남았네”라고 생각하는 사람이 있다는 이야기는 주어진 상황에 대한 삶의 태도를 설명해주는 이야기로 유명하다. 사소한 일에도 한숨을 쉬거나 무심한 태도를 보이고 짜증을 내는 사람들이 많아지고 있다. 부정적인 생각으로 삶을 대하는 사람은 주변 사람들에게도 좋지 않은 영향을 미치면서도 정작 본인은 무엇이 잘못된 것인지 모르는 경우가 많다. 문제는 이렇게 부정적 삶의 태도를 갖고 있는 사람들은 그렇지 않지 않은 사람들보다 나이들면서 기억력이 빠르게 쇠퇴하고 치매 발생 가능성도 높아진다는 연구결과가 나왔다. 미국 노스웨스턴대, 웨스트버지니아대, 브랜다이스대, 독일 훔볼트대 심리학자와 뇌과학자로 구성된 공동연구팀은 평소 긍정적인 삶의 태도를 갖고 사는 사람이 나이 듦에 따라 발생하는 기억력 감퇴 속도가 늦춰질 뿐만 아니라 치매 발병률도 낮다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘심리과학’에 실렸다. 연구팀은 1995~1996년, 2004~2006년, 2013~2014년에 실시된 미국 중년 건강조사 자료를 바탕으로 조사에 참가한 중년 이

중생대 육지의 지배자가 다양한 크기와 모양의 ‘공룡’들이었다면 하늘의 지배자는 ‘익룡’이었다. 프테로사우루스라고도 불리는 익룡은 흔히 날으는 공룡이라고 생각하는 경우가 많지만 공룡과 별도로 갈라져 진화한 비행 파충류이다. 익룡은 중생대 첫 번째 기간인 트라이아스기와 두 번째 기간인 쥐라기에 존재했던 ‘람포린코이드’류와 중생대 말기인 백악기에 번성했던 ‘프테로닥틸로이드’류가 있다. 널리 알려진 프테라노돈은 프테로닥틸로이드에 속한다. 익룡 화석은 세계 곳곳에서 발견되고 있지만 어떻게 날기 시작했는지 무엇을 먹고 살았는지 정확히 알려지지 않았다. 그런데 영국 고생물학자들을 중심으로 이 같은 궁금증이 일부 풀리게 됐다. 영국 레스터대 지리·지질·환경과학부, 박물관학부, 고생물학연구센터, 버밍엄대 지리·지구환경과학부 공동연구팀은 2억 1000만년 전 등장해 6600만년 전 공룡과 함께 멸종한 익룡의 치아화석을 정밀 분석한 결과 익룡은 먹잇감의 변화와 함께 진화했다고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 29일자에 게재됐다. ‘먹는 것이 곧 그 사람이다’라는 말처럼 연구팀은 익룡의 먹잇감을 분석하면 익룡의 기원

코로나19가 전 세계적으로 확산되면서 많은 나라들이 주요 방역대책 중 하나로 사회적 거리두기를 실시하고 있다. 그런데 동물의 세계는 이미 오래 전부터 질병 확산을 막기 위해 사회적 거리두기를 실시했다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 독일 라이프니츠 진화·생물다양성과학연구소 부설 자연사박물관 시몬 리퍼거 박사가 주도하고 미국 오하이오주립대 생태·진화·유기체생물학과, 텍사스 오스틴대 통합생물학과, 파나마 스미소니언 열대연구소로 구성된 공동연구팀은 야생 흡혈박쥐들은 질병에 걸리게 되면 자연스럽게 다른 개체들과 사회적 거리두기를 한다는 것을 확인했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘행동 생태학’ 28일자에 실렸다. 이에 앞서 지난 8월 미국 피츠버그대, 버지니아공과대 공동연구팀도 영장류인 맨드릴은 물론 바닷가재의 일종인 카리브해 닭새우, 거미, 흰개미, 꿀벌까지 동물 세계에서는 질병이 발생하면 사회적 거리두기를 한다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘영국왕립학회보 B’에 발표한 바 있다. 연구팀은 흡혈박쥐 서식지 중 한 곳인 중남미 벨리즈의 라마나이에서 암컷 흡혈박쥐 31마리를 포획한 뒤 16마리에게는 염증 유발물질인 ‘지질다당

비가 많이 온 다음날은 지렁이들이 땅 위로 올라와서 기어다니는 모습을 종종 볼 수 있다. 징그럽게 생각하는 이들도 있지만 지렁이는 낙엽 같은 식물의 잔해를 먹어 분해시키고 흙의 거친 입자를 부드럽고 작게 만들어 주면서 흙 속 영양분과 미생물을 늘어나게 해주는 이로운 동물이다. 그런데 최근 플라스틱 배출이 늘어나고 있는 가운데 이런 지렁이의 식습관이 미세플라스틱의 토양오염을 가속시키는 요인이 될 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 건국대 환경보건과학과 연구팀은 토양이 미세플라스틱으로 오염된 경우 지렁이의 섭취활동 때문에 토양 내 미세플라스틱이 더 잘게 쪼개져 나노플라스틱이 발생할 수 있다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 해저더스 머티리얼스’(Journal of Hazardous Materials)’에 실렸다. 5㎜ 미만 미세플라스틱이 환경에 미치는 영향은 속속 드러나고 있지만 이보다 크기가 더 작은 100㎚(나노미터) 크기의 플라스틱이 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해서는 어떻게 발생하는지를 파악해야 한다. 연구팀은 토양 샘플을 미세플라스틱으로 오염시킨 다음 지렁이들을 3주 동안 배양시킨 뒤 지렁이의 분변토에서

“먹이를 찾아 산기슭을 어슬렁거리는 하이에나를 본 일이 있는가/짐승의 썩은 고기만을 찾아다니는 산기슭의 하이에나 나는 하이에나가 아니라 표범이고 싶다.” 가왕 조용필의 대표곡 중 하나로 중년 남성들이 노래방에만 가면 불러댄다는 ‘킬리만자로의 표범’의 첫 구절이다. 다른 육식동물이 먹다 남긴 썩은 고기가 아닌 굶더라도 육식동물다운 자존심을 지키겠다는 의미를 담고 있다. 호랑이는 굶어도 풀을 뜯지 않는다라는 의미와 일맥상통할 것이다. 그렇지만 일부 선진국가들을 중심으로 출산율이 줄고 있지만 전 지구적으로는 꾸준히 인구는 늘고 있으며 인간의 활동영역은 점점 늘고 있다. 이처럼 인간의 활동범위가 넓어지면서 인간과 접촉하는 야생 육식동물이 늘고 있고 사람에 대한 의존도가 높아지면서 야생 육식동물에 의해 생태계가 더 급속하게 붕괴될 수 있다는 지적이 나왔다. 미국 위스콘신 메디슨대 삼림·야생생태학과, 뉴멕시코대 생물학과 공동연구팀은 사람의 거주지와 가까운 곳에 사는 육식동물들은 사람에 의해 개체수가 줄어들 뿐만 아니라 그들의 음식 절반 이상을 사람의 식재료에서 얻게 되면서 생태계에 심각한 문제를 일으킨다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하

국내 연구진이 나비 날개와 새 깃털, 나방의 눈 등을 흉내내 태양전지 효율을 높이는 기술을 개발해 주목받고 있다. 경희대 응용화학과, 응용물리학과 공동연구팀은 나비, 나방, 새 등을 모사한 부착형 필름을 반투명 태양전지에 부착하면 효율을 45% 이상 높일 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’에 실렸다. 반투명 태양전지는 기존 태양전지 전극을 얇게 만들어 투과율을 높인 것으로 주로 창문에 붙여 태양광 발전을 하는데 활용된다. 반투명 태양전지는 금속전극이 얇아 투과성이 좋고 빛이 양방향에서 유입되는 장점이 있지만 빛 손실도 많기 때문에 전기 전환효율(광전효율)이 낮다는 치명적 단점도 갖고 있다. 이에 연구팀은 나비 날개나 새 깃털, 나방 눈이 무반사 같은 독특한 광학적 비대칭성에 힌트를 얻어 10 마이크로미터(㎛) 크기의 반구 표면에 수 백 나노미터(㎚) 크기의 작은 막대를 촘촘히 배열한 계층적 패턴을 가진 필름을 만들었다. 연구팀은 패턴 위쪽으로 들어오는 빛의 반사를 줄이고 아래로 투과되는 빛은 다시 반사시키는 광학적 비대칭성을 통해 빛을 필름 내에 가둔 것이다. 이렇게 개발된

한국 청소년들의 공부 시간은 주의집중력 여부를 제외하고 전 세계 어느 나라 청소년들보다 길다. 경쟁 사회 영향이 다양한 경험을 해야 할 청소년 시절까지 공부로 잠식되고 있다. 이런 상황에서 초등학교 저학년이 아닌 고학년이나 중, 고등학생이 부모에게 악기나 운동을 새로 배우고 싶다고 한다면 많은 부모들은 ‘그 시간에 공부나 해라’라고 타박을 주는 경우가 많다. 그런데 신경과학자들이 악기 연주나 체육 활동은 아이들의 인지기능을 향상시켜줄 뿐만 아니라 집중력을 높여주고 스트레스 관리에도 도움이 된다는 연구결과를 내놨다. 미국 하버드대 의대, 칠레 폰티피시아 가톨릭대 의대, 데싸로요대 의학부, 복잡계 사회연구소, 신경영상연구실 공동연구팀은 어려서 악기 연주를 배우는 것이 주의력과 기억력 향상에 도움을 준다는 연구결과를 뇌과학 분야 국제학술지 ‘최신 신경과학’(Frontiers in Neuroscience) 8일자에 발표했다. 연구팀은 이 같은 효과는 어린 시절 악기를 배울 때보다는 덜하지만 성인이 된 뒤에도 나타난다고 밝혔다. 연구팀은 10~13세 남녀 어린이 40명을 대상으로 집중력과 작업기억력을 측정했다. 작업기억(working memory)은 정보를 일시적으

한국의 부모 대다수는 동의하지 않겠지만 많은 교육 전문가들이 초등학생 때는 공부보다 독서와 운동 같은 과외활동이 중요하다고 조언한다. 독서와 운동을 통한 지적 능력과 신체적 능력에 대한 기초체력이 상급학교에 진학했을 때 지치지 않고 공부를 할 수 있게 해주기 때문이다. 여기에 최근 심리학자와 예방의학자들은 초등학교 저학년 때 규칙적인 운동이 나중에 주의집중력을 높이는데 도움을 준다는 연구결과를 제시했다. 캐나다 몬트리올대 교육심리학부, 맥길대 의대 예방의학교실 공동연구팀은 10세 이전 규칙적으로 운동하는 아이들은 그렇지 않은 아이들보다 중학교에 진학한 다음 주의집중력이 더 우수하고 ‘주의력결핍 과다행동장애’(ADHD) 발생 확률도 낮다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘예방 의학’(Preventive Medicine) 9월 29일자에 실렸다. ADHD는 주의산만, 과잉행동, 충동성을 특징으로 나타나는 학습장애 증상이다. 유전적, 신경학적, 사회심리학적 요인으로 아동기에 나타나 만성화되는 경우가 많다. ADHD는 6대 1의 비율로 여자아이들보다 남자아이들에게 훨씬 더 많이 나타난다. ADHD 증상 개선이나 치료를 위해서는 약물이나 상담,

지난주 ‘놀면 뭐하니’라는 연예프로그램에서 신예 걸그룹 ‘환불원정대’의 매니저로 등장한 가수김종민이 내비게이션을 보고도 길을 제대로 찾지 못하는 장면이 나와 시청자들의 웃음보를 터뜨리게 만들었다. 우리 주변에서도 몇 차례 가본 길이나 장소도 제대로 찾지 못하는 등 공간감각이 다소 떨어지는 이른바 ‘길치’라고 부르는 이들을 종종 만날 수 있다. 이는 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못하기 때문인데 국내 연구진이 공간기억을 형성하는 메커니즘을 발견해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학운영단 연구팀은 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마 속에 과립세포, 이끼세포 등이 장소를 학습하는데 핵심적인 역할을 한다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제하술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 해마는 새로운 장소에 갔을 때 환경과 위치정보를 인식해 학습하고 기억하는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 낯선 공간에 가면 처음에는 익숙하지 않고 특정 장소를 찾아가는데 어려움을 겪지만 이후 익숙해지면 주변 지표들을 일일이 확인하지 않아도 길을 헤메는 일은 줄어들게 된다. 이처럼 장소나 공간에 대해 인식하고 기억하는데 관여하는 세포를

지금까지 갖고 있던 기억을 서서히 잃어 본인이 누구인지까지 기억을 하지 못하게 되는 치매는 노년을 위협하는 무서운 질환이다. 최근에는 치매 환자들의 연령층이 낮아지고 있다는 경고가 나오고 있기도 하다. 치매의 원인은 다양하지만 50~70%를 차지하는 것은 다름 아닌 알츠하이머이다. 국내 연구진이 치명적인 퇴행성 노인질환인 치매를 유발시키는 알츠하이머 원인 유전자를 새로 찾아내 주목받고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과 연구팀은 알츠하이머를 유발하는 새로운 유전적 요인을 발견했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경학’에 실렸다. 알츠하이머를 유발시키는 주요 원인은 베타아밀로이드와 타우 단백질이 뇌에 쌓이기 때문으로 알려져 있다. 이 때문에 이들 단백질을 대상으로 하는 치료방법들이 연구되고 있지만 성공하지 못하고 있다. 이 때문에 연구자들은 알츠하이머의 발생 메커니즘과 치료 대상을 새로 찾아야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 연구팀은 미국과 캐나다에 있는 63개 연구기관에서 확보한 일반인, 경도인지장애 관련 자료와 베타아밀로이드 단백질을 갖고 있는 알츠하이머 스펙트럼 환자 414명에게서 얻은 뇌 영상, 유전자, 뇌척수액 분석 데이