뇌의 신경신호를 통해 생각만으로 기계를 작동시킬 수 있는 ‘뉴럴 인터페이스’(뇌와 컴퓨터를 연결하는 개념) 전자회로를 두개골 표면에 새길 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 13일 기초과학연구원(IBS)에 따르면 IBS 나노의학연구단 천진우 단장(연세대 특훈교수), 박장웅 연구위원(연세대 신소재공학과 교수), 세브란스병원 신경외과 장진우·정현호 교수 공동 연구팀은 뇌신경세포 수준의 크기와 유연성을 갖는 인공 신경전극을 뇌 안에 이식하고, 신경전극을 통해 검출된 뇌파의 신호를 처리해 전송할 수 있는 전자회로를 두개골 표면에 직접 3D 프린팅하는 기술을 개발했다. 뉴럴 인터페이스는 뇌파를 통해 기계나 전자기기를 제어하는 기술이다. 연구팀은 “사람은 언어나 행동을 통해 생각과 감정을 상대방에게 전달하고, 마우스나 키보드를 이용해 컴퓨터에 명령을 내리지만, 이 기술은 머릿속에 무언가를 떠올리는 것만으로 이를 바로 전달할 수 있는 기술”이라고 설명했다. 말을 하기 어렵거나 몸이 불편한 사람들도 자유롭고 정확하게 의사를 표현할 수 있다는 것이다. 뇌와 컴퓨터를 연결해 뉴럴 인터페이스를 완성하기 위해서는 뇌 내 각 영역에서 발생하는 신호를 감지할 수 있는 삽

초등학교 때까지는 여학생들이 남학생들보다 키가 큰 경우가 많지만, 중학생이 되면서 역전하는 경우가 많다. 사람은 일반적으로 수컷이 암컷보다 덩치가 큰 경우가 많다. 그런데, 인간을 떠나 동물의 세계를 살펴보면 그렇지 않다는 재미있는 분석 결과가 나왔다. 미국 뉴욕시립대 인류학과, 프린스턴대 생태·진화 생물학과 공동 연구팀은 포유류의 경우 수컷이 암컷보다 덩치가 크다는 기존 연구 결과는 실제와 다르다고 밝혔다. 이 연구 결과는 기초 과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 13일 자에 실렸다. 포유류에서 같은 종의 암수 간 신체적 크기 차이는 짝짓기를 위한 경쟁과 부모가 자식에게 투자하는 방식에 따라 달라진다. 수컷 사지와 개코원숭이는 짝을 얻기 위해 서로 신체적 경쟁을 벌이기 때문에 몸집이 커지고, 암컷 토끼는 짝짓기 시즌마다 새끼를 여러 마리를 낳아야 해서 수컷보다 덩치가 크다고 알려져 있다. 이전 연구들에 따르면 수컷과 암컷의 크기가 비슷한 경우도 있지만, 대부분 포유류는 수컷이 암컷보다 크다는 것이 일반적인 설명이었다. 이에 연구팀은 실제로 야생 포유류들도 수컷이 암컷보다 덩치가 큰가에 관한 연구에 나섰다. 연구팀은 야생에 서식하는

새해만 되면 결심하지만 성공한 적이 없어 매년 반복해 세우는 대표적인 계획은 금연과 함께 외국어 배우기다. 외국어를 3~4개를 능숙하게 하는 사람을 보면 부럽기도 하지만 신기한 생각이 드는 이유다. 그런데, 여러 언어를 사용하는 사람들의 뇌는 일반인들과 확실히 다르다는 사실이 밝혀져 눈길을 끈다. 미국 매사추세츠공과대(MIT), 하버드대, 캐나다 칼턴대 공동 연구팀은 다중 언어 사용자들은 뇌에서 모국어를 처리하는 방식이 다르다고 밝혔다. 뇌가 태어나서 처음 습득하는 모국어는 최소한의 노력으로 처리하고 학습하는 독특한 메커니즘을 갖고 있다는 말이다. 이번 연구 결과는 뇌 과학 분야 국제학술지 ‘대뇌 피질’ (Cerebral Cortex) 3월 11일 자에 실렸다. 뇌의 언어 중추는 좌반구에 있으며, 전두엽과 측두엽에서 처리한다. 연구팀은 앞선 연구에서 다국어를 사용하는 사람들은 하나의 언어만 사용하는 사람보다 모국어를 들을 때 언어 중추가 덜 활성화된다는 사실을 확인했다. 연구팀은 다국어 사용자의 뇌에서는 나중에 배운 언어가 모국어와 어떻게 다른 반응을 보이는지 관찰하기 위해 이번 연구를 설계했다. 연구팀은 5개 이상 언어를 구사할 수 있는 다중 언어 사용자

지구 온난화로 인한 백화 현상으로 인해 전 세계 대부분의 산호초가 복구할 수 없을 정도로 심각한 피해가 나타나고 있다. 그런데 최근 산호초를 복구해 해양 생태계의 기능을 빠르게 회복할 수 있는 방법이 개발돼 눈길을 끈다. 영국 엑서터대 환경·과학·경제학부, 랭커스터대 환경 연구센터, 인도네시아 국립 연구 혁신청(BRIN) 해양학 연구센터, IPB대 해양수산과학부 공동 연구팀은 산호초 이식을 통해 4년 만에 건강한 산호초들과 똑같은 속도로 자라는 것을 확인했다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 3월 9일 자에 실렸다. 산호초는 해안선이 손상되는 것을 막아 건강한 연안 서식지를 만들고, 다양한 해양 생물을 유인해 생물 다양성을 유지하며, 이산화탄소 포집 효과도 높다. 그 밖에 관광 효과와 의약품 원료로도 사용되기도 한다. 그렇지만 지구 온난화로 인해 산호초 생태계가 심각하게 파괴돼 멸종 위기라는 경고까지 나오고 있다. 연구팀은 인도네시아 남(南)술라웨시의 산호초 밀집 지역을 대상으로 한 ‘마스 코랄 복원 프로그램’을 대상으로 연구했다. 이 프로그램은 30~40년 전 폭발물을 이용한 낚시로 인해 심각하게 손상된

요즘은 지구 온난화로 5월이면 초여름 날씨를 보이지만 본격적인 여름의 초입은 6월이다. 6월 제주의 밤에는 독특한 풍경을 만날 수 있다. 바로 반딧불이의 화려한 군무다. 어두운 숲, 반딧불이의 모습을 보노라면 동화 속 환상 한가운데 있는 느낌을 받는다. 그런데, 반딧불이가 어떻게 발달하고 빛을 점멸하는지는 아직 명확히 알려지지 않았다. 중국 화중 농업대 식물과학부, 반딧불이 보존 연구 센터 공동 연구팀은 반딧불이의 빛 기관 발달과 진화를 담당하는 유전자와 단백질을 발견했다고 9일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초 과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 6일 자에 실렸다. 반딧불이는 청정지역에서 살 정도로 환경에 민감한 곤충으로 국내에서는 장수하늘소와 함께 천연기념물로 지정됐다. 딱정벌레목 반딧불이과 곤충으로 개똥벌레로도 알려진 반딧불이는 ‘랜턴’(손전등)이라고 불리는 빛을 내는 기관을 갖고 있다. 이 발광 기관은 어린 반딧불이가 포식자를 물리치는 것을 돕고 성충이 돼서 구애할 때 의사소통을 할 수 있도록 돕는다. 특히 반딧불이 종마다 적절한 짝을 찾기 위해 독특한 점멸 패턴을 사용한다. 종마다 서로 다른 점멸 패턴을 갖는다는 말이다. 그

스피노사우루스는 ‘가시도마뱀’이라는 뜻을 가진 중생대 백악기에 살았던 육식 공룡이다. 공룡 하면 흔히 떠올리는 티라노사우루스 렉스보다 앞선 세대로 몸집은 12~17m, 12~20t으로 티라노사우루스(12.4m, 4.5~7t)보다 훨씬 컸다. 가장 큰 특징은 별명처럼 등 위로 부채모양의 돛을 갖고 있다는 점이다. 고생물학자들은 스피노사우루스가 해양 생물들을 잡아먹었다는 데는 동의하지만, 정확히 어떻게 먹이를 사냥했는지는 여전히 결론을 내리지 못하고 있다. 일부 연구자들은 해안에서 사냥했을 것이라고 주장하고, 일부는 얕은 곳에서 헤엄치거나 수영했다고 주장하는 식이다. 이런 상황에서 미국 시카고대 유기체 생물학·해부학과, 진화생물학과, 플로리다대 생리과학과, 웨스트 체스터대 생물학과, 스페인 국립통신교육대(UNED) 진화생물학 연구그룹, 캐나다 고생물학 왕립 티렐 박물관 공동 연구팀은 ‘계통 발생적 유연 판별 분석’(pFDA)이라는 새로운 통계 기법을 사용한 결과, 스피노사우루스는 수륙 양용함처럼 수면 위로 수영하면서 간혹 잠수하면서 수생 생물들을 잡아먹었을 것이라고 8일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 ‘플로스 원’ 3월 7일 자에 실

19세기 이후 약 200년 사이에 인간은 이전과 완전히 다른 지구를 만들었다. 오존층은 파괴되고, 미세 플라스틱은 육, 해, 공을 오염시키며, 지구 온난화로 극한 기후가 일상화되고 있다. 이제는 지구의 담수 분포까지도 인간으로 인해 변하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 핀란드 알토대를 중심으로 한 국제 연구팀은 담수 자원의 생태·기후 시스템을 조절하는 능력이 잃을 위험에 처했다고 8일 밝혔다. 산업화 이전과 이후로 구분해 지구 물순환 변화를 평가한 연구는 이번이 처음이다. 이 연구 결과는 환경 분야 국제 학술지 ‘네이처 워터’ 3월 4일 자에 실렸다. 연구팀은 담수 순환에 대한 인간의 모든 주요 영향을 결합한 수문학적 모델의 데이터를 사용해 가로, 세로 각각 50㎞의 공간 해상도로 월별 하천 흐름과 토양 수분을 계산했다. 연구팀은 산업화 이전 시대(1661~1860년), 산업화 시대(1861~2005년)로 나눠 비교했다. 분석 결과, 하천의 흐름과 토양 수분의 편차가 커진 것으로 확인됐다. 즉, 예외적으로 건조하거나 습한 조건의 빈도가 증가했다는 설명이다. 산업화 이전 시기보다 20세기 초부터 훨씬 더 넓은 지역에서 건조하고, 습한 편차가 계속 발생하고 있다

지난 1월 미국의 일론 머스크가 만든 뇌신경과학 기업 뉴럴링크가 뇌와 컴퓨터를 연결할 수 있는 BCI 칩을 인간에게 이식하는 데 성공했다고 발표했다. 이처럼 뇌에 칩을 심어 뇌신경질환을 치료하려는 다양한 시도들이 많다. 문제는 칩을 심을 때나 칩을 이용한 뒤 다시 제거하기 위한 수술을 해야하기 때문에 감염 위험이 있다는 것이다. 이에 연세대 전기전자공학과, 고려대 의대, 부산대 전기전자공학부 공동 연구팀은 뇌 질환 치료와 모니터링을 동시에 수행하고 사용 후에는 체내에서 완전히 분해되는 다기능성 완전 생분해성 뇌신경 광전자 임플란트 시스템을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 6일 자에 실렸다. 기존에 뇌파를 측정하거나 뇌 상태를 모니터링하기 위한 뇌신경 임플란트 장치는 무기 물질로 만들어지기 때문에 아무리 조심한다고 하더라도 뇌 조직 손상과 염증 반응을 피할 수 없다. 게다가 뇌에 이식된 장치 수명이 끝나면 제거를 위한 추가 수술이 필요해 환자에게 2차 감염으로 인한 합병증을 일으킬 수도 있다. 이 때문에 최근에는 환자에게 덜 영향을 미치는 생분해성 뇌신경 임플란트 장치가 개발되고 있

문화는 한 사회의 개체가 습득하는 모든 능력과 습관을 포함하는 복합적 총체로 사회적으로 학습돼 시간이 지나도 지속된다. 지금까지 문화는 인간 고유의 것으로 알려졌다. 그런데 대표적인 사회적 동물인 꿀벌, 인간과 가장 가까운 유인원인 침팬지도 사람과 마찬가지로 문화 전파가 가능하다는 새로운 사실이 밝혀졌다. 영국 퀸메리대 생명과학·행동과학부, 셰필드대 생명과학부, 신경과학연구소, 미국 예일대 심리학과 공동 연구팀은 꿀벌도 사람과 마찬가지로 자기가 배운 새로운 행동을 다른 꿀벌에게 전파한다는 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 3월 7일자에 발표했다. 꿀벌은 사회적 학습을 통해 끈 당기기, 공 굴리기 같은 평소 하지 않는 행동을 습득할 수 있는 것으로 알려진 대표적인 곤충이다. 연구팀은 꿀벌이 군집 내 다른 꿀벌로부터 복잡한 행동을 배울 수 있는지 조사하기 위한 실험을 설계했다. 실험 상자는 꿀벌이 장애물을 피한 뒤 뚜껑을 밀어 열어야 달콤한 꿀물을 얻을 수 있는 2단계 퍼즐로 구성됐다. 훈련받지 않은 꿀벌들은 여러 번 시도했지만 상자를 완벽하게 벗어나지 못했다. 이에 연구팀은 꿀벌 몇 마리를 골라 훈련해 과제를 완수하도록 했다. 훈련 성공까지는 약 이틀이 걸렸

프랑스 몽펠리에대, 고등사범학교 공동 연구팀은 설탕, 흰 밀가루 같은 정제 탄수화물을 많이 먹는 사람은 이성에게 매력이 떨어져 보인다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 3월 7일자에 실렸다. 탄수화물은 인체에 에너지를 공급하는 핵심 영양소다. 그렇지만 설탕, 흰 밀가루처럼 섬유질을 제거한 정제 탄수화물은 체내에서 빠르게 소화되고 흡수되기 때문에 비만, 제2형 당뇨, 심혈관 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다. 빵, 과자, 면은 정제 탄수화물로 만들어진 경우가 많다. 연구팀은 정제 탄수화물을 많이 섭취하면 외모 같은 비의학적 특성에도 영향을 미칠 수 있다는 이전 연구를 확인하기 위해 프랑스 성인 남녀 104명을 두 집단으로 나눠 실험했다. 연구팀은 한 집단에는 정제 탄수화물로 구성된 고혈당 아침 식사를 주고, 다른 집단에는 통곡물 같은 비정제 탄수화물이 포함된 저혈당 아침 식사를 제공했다. 아침 식사를 하고 2시간이 지난 뒤 사진을 찍어 또 다른 이성 실험 대상자들에게 사진을 보여 주면서 매력도를 평가하도록 했다. 그 결과 고혈당 아침 식사를 한 남성과 여성 모두 저혈당 아침 식사를 한 사람들보다 얼굴 매력도

지난 5일은 개구리가 겨울잠에서 깰 정도로 봄기운이 완연하다는 경칩이었습니다. 그래도 앞으로 몇 차례 더 꽃샘추위가 찾아오겠지요. 아침, 저녁과 달리 낮에는 비교적 포근해 운동하는 사람들이 점점 늘어나는 것이 눈에 보입니다. 호주 시드니대, 브라질 상파울루연방대 의대, 칠레 자치대, 산티아고대, 스페인 카디스대, 덴마크 남덴마크대, 미국 하버드대 의대, 브리검 여성병원 공동 연구팀은 좌식 생활을 오래 하더라도 하루 9000~1만 보만 걸으면 심혈관 질환(CVD)과 사망 위험을 확 줄일 수 있다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 영국 의학회에서 발행하는 국제 학술지 ‘영국 스포츠 의학’ 3월 6일자에 실렸습니다. 연구팀은 전 세계 최대 의생명과학 빅데이터인 영국 바이오뱅크에 등록된 7만 2174명을 대상으로 약 7년 동안 하루 걸음 수와 앉아서 보내는 시간, 사망 원인, CVD 발병률을 추적 분석했습니다. 연구팀에 따르면 하루 10.5시간 넘게 앉아서 보내는 사람의 경우 각종 사망 위험과 CVD 발병률을 낮추기 위해 필요한 걸음 수는 하루 9000~1만보입니다. 이는 사망 위험을 39%, CVD 발병을 21% 낮추는 것으로 조사됐습니다. 하루 1만보를 못 채우더

피부는 외부 유해 물질로부터 인체를 보호하는 장벽 역할을 한다. 그런 피부가 손상되면 중증 환자들에게는 패혈증 같은 심각한 질환으로 연결될 수 있다. 특히 당뇨 환자는 혈액 순환과 상처 치유 과정에 일반인과 달라 만성상처가 쉽게 생긴다. 국내 연구진이 상처 발생과 치료 과정을 실시간으로 모니터링해 다른 중증 질환으로 이어지는 것을 사전에 막을 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전기및전자공학부, 중앙대 공동 연구팀은 당뇨 환자의 만성상처 부위 치유 과정을 실시간으로 추적해 치료 시기를 효과적으로 모니터링할 수 있는 무선 시스템을 개발했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의공학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈’에 실렸다. 만성상처로 인한 피부 재생을 위해 미국의 경우 매년 수백억 달러의 의료비가 지출되고 있다. 또 상처 치유를 촉진하기 여러 방법이 있지만, 환자별 상처 상태에 따라 맞춤 관리도 필요하다. 이에 연구팀은 상처 부위와 건강한 주변 피부 사이의 온도 차를 이용해 상처 내 발열 반응을 추적할 수 있도록 했다. 열 전송 특성을 측정해 피부 표면 근처 수분 변화를 관찰하면 흉터 조직의 형성 과정을 파악할 수 있다는 것이다

국가 중요 과학기술 11대 분야에서 우리나라의 기술 수준이 중국에 처음으로 추월당한 것으로 평가됐다. 과학기술정보통신부는 29일 국가과학기술자문회의 제57회 운영위원회를 열어 이런 내용이 담긴 ‘2022년도 기술 수준 평가 결과안’을 보고했다. 결과안을 보면 최고 수준을 자랑하는 미국을 100%로 봤을 때 유럽연합(EU)이 94.7%, 일본이 86.4%, 중국이 82.6%, 한국이 81.5% 순이었다. 2020년 평가에서 미국 대비 한국이 80.1%, 중국이 80.0%를 기록해 근소한 차이로 우위를 점했는데 2년 만에 순위가 뒤집힌 것이다. 기술 격차도 2020년 한국과 중국은 미국보다 3.3년 뒤처진 것으로 분석됐는데 이번 평가에서는 중국(3년)이 한국(3.2년)보다 격차를 더 좁혔다. 분야별로 보면 한국의 기술 수준은 2년 전과 비교해 우주·항공·해양 분야와 정보통신기술(ICT)·소프트웨어(SW)가 하락했다. 나머지 분야는 상승한 것으로 나타났다. 이에 대해 과기정통부는 “우주 분야에서는 대형 다단 연소 사이클 엔진·우주 관측 센싱 등의 기술이 국가전략 기술로 변경됐고, ICT와 SW에서는 양자컴퓨팅·양자 센싱, 인공지능(AI) 인프라 고도화, 전력반도

개인, 분배 공정해야 공동체 협조 동기부여할 새로운 이론 만들어 사람마다 가용 자원·능력 달라 안정성 초점 맞추면 균등 분배 효율성 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

미국 위치토 주립대와 조지아대 인류학과 연구팀은 온난화로 인한 해수면 상승과 허리케인 같은 열대 저기압의 잦은 발생으로 고고학 유적지들이 위협받는다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 29일자에 실렸다. 연구팀은 미국 기상청에서 개발한 허리케인 범람·침수(SLOSH) 모델로 조지아주 저지대 평야에 있는 유적지에 미칠 위험성을 평가했다. 분석 결과 현재 해수면 높이를 기준으로 허리케인 카테고리 5 수준의 폭풍 해일이 발생할 경우 4200개 이상 유적지가 침수 위험에 처할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이는 단순 해수면 상승만을 고려한 이전 모델의 추정치보다 10배를 훌쩍 넘는 수치다. 연구를 이끈 매슈 하우랜드 위치토 주립대 교수(디지털 고고학)는 “이번 연구는 잦아지는 기상 이변 때문에 해안과 가까운 고고학적 유적들이 손상될 위험이 크다는 것을 보여 준다”고 말했다. 하우랜드 교수는 “지금까지 고고학계에서는 유적지 손상이 해수면 상승 때문에 생길 것으로 생각했지만, 앞으로는 기후 변화로 인한 급작스러운 기상 이변까지도 신경 써야 할 것”이라고 덧붙였다.