전북대학교는 김태욱 교수(유연인쇄전자전문대학원·사진) 연구팀이 구리소재 구조를 제어해 전자파 차폐 특성을 극대화한 초경량 전자파 차폐 필름을 개발했다고 4일 밝혔다. 전자파 차폐 필름은 전자제품 등을 사용할 때 발생하는 전자파로부터 전자기기의 구동회로와 인체를 보호하기 위해서 적용되는 소재다. 연구팀은 고온고압 조건에서 물질을 합성하는 ‘수열합성법’과 스프레이 공정으로 길이와 두께가 수십㎛에 달하는 2D 구리 나노시트를 합성해 종이처럼 겹겹이 적층 구조를 가진 대면적(A4)의 전자파 차폐 필름을 제작해냈다. 내부 반사가 10㎛ 구리 나노시트 필름에서 약 100㏈로 일반 구리포일에 비해 전자파 차폐 기능을 1000배나 높인 게 특징이다. 특히 이 필름은 간단한 스프레이 공정으로 다양한 형태와 두께로 코팅이 가능한 데다 단결정 구리 특유의 내산화성과 나노시트로 유연성을 확보해 차세대 전자파 차폐 핵심 소재로 부상할 전망이다. 전자파 차폐 필름은 5G 이동통신과 전기모터, 배터리는 물론 대량의 데이터를 무선으로 주고받는 자율주행 전기자동차 등에 필수적이지만, 최고 사양은 기술력이 뛰어난 일본, 독일 등으로부터 수입에 의존하고 있다. 김 교수는 “저가 생산이 가능하고 산업계에서 이미 구축한 생산라인에 손쉽게 적용할 수 있다”며 “기존 전자파 차폐 필름을 대체하고 향후 차세대 이동통신과 전기자동차 등 전자기기에 널리 활용될 것으로 기대한다”고 말했다. 한국연구재단 중견연구자지원사업으로 이뤄진 이번 연구에는 KIST 전북분원과 전남대, 서울대 연구팀이 참여했으며, 성과는 세계적인 학술지인 ‘ACS Nano’ 온라인판 1월호에 실렸다. 전주=김동욱 기자 kdw7636@segye.com

공장과 자동차 매연 등으로 최근 몇년 사이 짙어진 초미세먼지가 꿀벌의 비행에도 악영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 초미세먼지가 건강은 물론 운전이나 항공 운항에 지장을 준다는 것은 널리 알려져 있지만 곤충 생태계까지 직접적 피해를 입힌다는 사실이 과학적으로 입증되기는 처음이다. 주요 식량 자원의 생식에 매개(가루받이) 역할을 맡고있는 꿀벌과 야생벌이 최근 전세계적으로 개체가 급격히 줄고있는데 대한 원인 규명에 단서가 될 것으로 보여 주목된다. 3일 산림청 국립산림과학원의 ‘황사 발생 전과 후의 꿀벌 비행시간 비교 추적 조사 결과’에 따르면 초미세먼지 농도가 1㎍/㎥ 증가할 때마다 꿀벌이 꿀을 얻으려 꽃을 찾는데 걸리는 시간은 약 32분 증가하는 것으로 나타났다. 중국 베이징 식물원에서 무선주파수 식별장치를 단 꿀벌 400마리를 대상으로 실시한 실험에서 황사 발생 이전 초미세먼지 농도가 48㎍/㎥이었을 경우 꿀벌이 꽃을 찾아 꿀과 꽃가루를 딴 뒤 벌통에 되돌아오기까지의 평균 비행시간은 45분이었다. 그러나 농도가 49㎍/㎥로 1㎍/㎥ 높아지자 평균 비행시간은 77분으로 71% 늘어났다. 미세먼지인 황사가 심하게 발생한 시간대에는 아예 날지 못했다. 연구를 수행한 산림과학원 도시숲연구센터 박찬열 연구관은 “꿀벌은 감각기관이 태양을 나침반 삼아 편광으로 방향을 잡아 비행을 하는데 초미세먼지로 편광도 흐릿해지면서 벌어지는 현상”이라고 분석했다. 이어 “초미세먼지보다 입자가 큰 황사가 몰려왔을때 꿀벌이 길 찾기 능력을 일시적으로 잃었다가 완전히 회복되지 못한 채 비행한 영향도 더해진 것으로 보인다”고 덧붙였다. 박 연구관은 “초미세먼지 농도가 짙어지는 봄철에 꿀벌의 생태적응 능력을 떨어뜨려 폐사율을 높이고 정상적인 채밀 활동에 악영향을 주어, 벌꿀 생산성에도 영향을 줄 수 있다”고 설명했다. 최근 전세계적으로 빚어지고있는 벌꿀의 급격한 개체수 감소현상은 주로 살충제 사용이나 기후변화에 따른 결과로만 알려져왔다. 연구책임자인 서울대 정수종 교수는 “대기오염로 인해 인간뿐만 아니라 생태계 구성원이 어떠한 영향을 받는지에 대한 연구가 장기적, 체계적으로 필요하다”고 강조했다. 산림과학원은 이번 연구에 이어 전국에 설치된 산림 미세먼지 측정넷 20개소 60개 지점의 데이터를 바탕으로 초미세먼지가 산림생태계에 미치는 영향도 확인할 계획이다. 이번 연구결과는 저명 국제학술지인 ‘생태와 진화(Ecology and Evolution)’ 최신호에 실렸다. 대전=임정재 기자 jjim61@segye.com, 사진=뉴시스

폐쇄성 수면무호흡증(이하 수면무호흡증) 환자는 일반인보다 악성 뇌종양 발생 위험이 1.67배 높다는 연구결과가 나왔다. 순천향대부천병원 이비인후과 최지호 교수와 건국대병원 이비인후과 조재훈 교수 공동연구팀은 국민건강보험공단 청구자료를 기반으로 소득 수준, 당뇨, 고혈압, 이상지질혈증 등 다양한 요인들을 보정한 후 수면무호흡증 환자(19만8574명)와 정상인(99만2870명) 간의 뇌종양 발생 위험을 통계적으로 분석한 결과 이 같은 사실을 확인했다고 밝혔다. 분석결과 수면무호흡증 환자는 뇌종양 발생 위험이 일반인보다 1.67배 높은 것으로 나타났다. 특히 수면무호흡증이 있는 65세 이상 노년층에서 뇌종양 발생 위험이 1.97배, 40세~64세 중년층에서 1.66배 더 높은 것으로 조사됐다. 또 수면무호흡증이 있는 남성에서 1.82배 더 증가하는 것으로 밝혀졌다. 조 교수는 “수면 중 호흡 장애가 빈번하게 나타나게 되면 산소농도가 감소하는 저산소증, 호흡 장애로 인한 각성, 교감신경계의 과활성화, 수면분절 등이 반복적으로 발생하여 우리 몸의 주요 장기 중 하나인 뇌에도 심각한 악영향을 미치게 된다”며 “뇌 질환의 발생 위험을 낮추고, 뇌 건강 유지를 위해서는 빈번한 코골이·수면무호흡증에 대한 확인이 필요하다”고 설명했다. 최 교수는 “수면무호흡증 치료는 양압기, 구강 내 장치, 수술, 자세 치료, 체중 조절 등 다양한 방법들이 있으며, 이러한 방법들은 각각의 적응증과 장단점을 가지고 있다 환자의 구조적인 특징, 수면다원검사 결과, 의견 등을 종합적으로 판단하여 각각의 환자에게 적합한 ‘맞춤형 치료’를 하는 것이 중요하다”며 “현재 수술과 양압기에 대한 건강보험이 적용되고 있어 빈번한 코골이, 주간 졸음, 피로감, 두통 등과 같은 증상이 있는 경우 신속하게 진료를 받는 것이 좋다”고 강조했다. 이번 연구결과는 미국 공공과학도서관이 발행하는 SCIE급 국제전문학술지 ‘PLoS One'에 게재됐다. 정진수 기자 jen@segye.com

항우울제는 요통, 퇴행성 관절염 등 만성 통증에 효과가 미미하거나 없다는 연구 결과가 나왔다. 요통과 퇴행성 관절염에 의한 만성 통증이 1차 치료제인 파라세타몰(타이레놀), 이부프로펜 같은 해열 또는 소염 진통제로 효과가 없을 땐 항우울제가 자주 처방된다. 호주 시드니대학 근골격 건강 연구소(Institute for Musculoskeletal Health)의 죠바니 페레이라 박사 연구팀이 요통, 경부통(neck pain), 좌골신경통, 무릎 또는 고관절 관절염 환자 총 5천여 명이 대상이 된 33건의 임상시험(무작위 대조군 설정) 자료를 종합 분석한 결과 이 같은 사실이 확인됐다고 의학 뉴스 포털 뉴스 메디컬(News Medical)이 21일 보도했다. 만성 통증에 우울증을 함께 겪고 있는 환자는 분석 대상에서 제외했다. 요통에는 항우울제가 효과가 없거나 효과가 있어도 아주 미미해 대부분의 환자가 효과가 있다고 느낄 정도가 못 되는 것으로 나타났다고 연구팀은 밝혔다. 퇴행성 관절염 환자에게도 효과는 미약했지만 다소 효과가 있다고 느끼는 환자도 일부 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 전체적인 분석 결과를 다음과 같이 요약했다. ▲ 요통의 경우, 신세대 항우울제인 세로토닌-노르에피네프린 재흡수 억제제(SNRI)가 3개월간 투여된 그룹은 위약(placebo)이 투여된 그룹보다 통증 점수(최고 100점)가 평균 5.3점 낮았다. 이 정도의 차이는 임상적으로 의미를 부여할 수 없는 수준이다. ▲ 퇴행성 관절염의 경우는 SNRI 그룹이 위약이 투여된 대조군보다 통증 점수가 평균 9.7점 낮았다. 이 역시 대수롭지 않은 차이지만 환자가 효과가 있다고 느낄 정도가 되는 최저의 차이인 10점에는 가까운 점수이다. ▲ 구세대 항우울제인 삼환계 항우울제(tricyclic antidepressant)는 요통에 효과가 없었다. ▲ SNRI와 삼환계 항우울제는 좌골신경통을 완화하는 듯한 효과가 있었지만 확실한 결론을 내리기엔 증거가 미흡했다. 좌골신경통은 좌골 신경과 관련된 부위인 엉덩이-종아리-발을 따라 나타나는 통증이다. 연구팀은 그러나 항우울제를 복용하고 있는 요통, 퇴행성 관절염 환자는 갑자기 약을 끊지 말고 의사와 상의하도록 권고했다. 갑자기 항우울제를 끊을 경우 현기증, 오심, 불안, 초조, 진전(몸 떨림), 발한, 착란, 수면장애 같은 금단 증상이 나타날 수 있다고 연구팀은 경고했다. 이 연구 결과는 영국 의학 저널(BMJ: British Medical Journal) 최신호에 발표됐다.

고양이는 캣닙(개박하)이나 개다래나무 잎을 보면 냄새를 맡고 머리와 얼굴을 비비거나 그 위를 뒹구는 등 사족을 못 쓴다. 그래서 고양이 '집사'들이 애완묘의 환심을 사려 할 때 이 식물의 잎을 선물로 주기도 한다. 하지만 생물학적으로 이 식물들이 어떤 작용을 하는지 불분명했는데 일본 대학 연구진이 그 비밀을 풀어냈다. 일본 이와테대학과 외신 등에 따르면 이 대학 미야자키 마사오 교수팀은 개다래나무에서 확인한 새로운 유효 성분인 '네페탈락톨'(nepetalactol)이 고양이를 행복감에 취하게 만들고, 모기를 쫓는 복합적 역할을 한다는 연구 결과를 과학 저널 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에 발표했다. 연구팀은 네페탈락톨을 종이 여과지에 묻혀 실험실 고양이 18마리와 길고양이 17마리에게 주고 반응을 살폈다. 이들 모두 개다래나무 잎에 보인 것과 같은 행동을 하며 아무것도 묻히지 않은 여과지보다 네페탈락톨을 적신 여과지에서 더 많은 시간을 보냈다. 재규어, 아무르 표범, 유라시아 스라소니 등 큰 고양잇과 동물 대상 실험에서도 같은 결과가 나왔다. 반면 개와 실험실 쥐는 네페탈락톨 여과지에 전혀 반응하지 않았다. 인간의 행복감은 '뮤-오피오이드 시스템'(μ-opioid system)과 관련된 것으로 알려져 있는데, 연구팀은 네페탈락톨이 고양이에게서도 이 시스템을 활성화하는 것으로 가설을 세우고 네페탈락톨 반응 전후 고양이 혈액 내 베타-엔도르핀(β-endorphin) 수치를 측정했다. 그 결과, 네페탈락톨 반응 이후 혈액 내 엔도르핀 수치가 상승하는 것이 확인됐으며, 다른 물질에서는 상승 작용이 일어나지 않았다. 또 마약 효과를 줄이는 길항제로 이용되는 '낼럭손'(naloxone)을 투여하자 네페탈락톨 여과지에 더는 몸을 비비려 하지는 않는 것으로 나타났다. 연구팀은 네페탈락톨이 고양이 체내에서 생성된 엔도르핀을 증가시키는 작용을 해 두뇌의 마약 수용체를 직, 간접적으로 자극하는 모르핀 등의 마약과 달리 중독성을 갖지는 않는다고 설명했다. 연구팀은 이와 함께 고양이가 네페탈락톨을 털에 묻혀 모기를 쫓는지를 확인하는 실험도 했다. 고양이 우리의 바닥과 벽, 천장 등에 네페탈락톨을 묻힌 여과지를 붙이고 고양이의 반응을 관찰했으며, 네페탈락톨을 머리에 묻힌 고양이에게 달려드는 모기(Ades albopictus) 개체 수를 세어 네페탈락톨을 바르지 않은 고양이 사례와 비교도 했다. 연구팀은 이를 통해 개다래나무 잎에 얼굴이나 머리, 몸을 비비는 행동이 네페탈락톨을 털에 묻혀 모기를 쫓기 위한 것이라는 점을 확인했으며, 이 물질이 모기뿐만 아니라 바이러스나 기생 곤충 퇴치에도 효과가 있을 수 있다고 했다. 연구팀은 일부 새가 감귤류 과일을 몸에 발라 해충을 쫓고 침팬지는 해충 퇴치 효과가 있는 나무로 잠자리를 만드는 데서 알 수 있듯이 고양이의 네페탈락톨 이용은 "동물이 식물 대사물질을 해충 퇴치에 활용하는 한 사례일 뿐"이라고 지적했다. 연구팀은 네페탈락톨이 인간의 모기 퇴치제로도 활용될 수 있을 것이라면서 황열별이나 뎅기열, 지카 바이러스 등을 옮기는 아이데스 아이쥐프티(Aedes aegypti) 종 모기에도 효과가 있을 수 있다고 했다. 연구팀은 AFP 통신과의 회견에서 이번 연구 결과를 토대로 모기퇴치제 특허를 출원 중이라고 밝혔다.

아스피린이 방광암과 유방암 사망 위험을 줄이는 데 도움이 된다는 연구 결과가 나왔다. 각종 암 진단 검사를 받은 남녀 약 14만 명(대부분 65세 이상)을 대상으로 장기간 진행한 추적 조사 결과 이 같은 사실이 밝혀졌다고 UPI통신과 영국의 데일리 메일 인터넷판이 16일 보도했다. 이 중 3만2천500명이 각종 암 진단을 받았다. 4천552명은 유방암, 1천751명은 방광암이었다. 이 중 18%가 일주일에 최소한 3회 이상 아스피린을 복용하고 있었다. 복용한 아스피린은 대개 75mg 짜리 저용량이었다. 전체적으로 아스피린을 매주 3번 이상 복용하는 사람은 방광암과 유방암 진단 후 최장 20년 생존할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 아스피린을 매주 최소한 3번 이상 복용하는 환자는 아스피린을 전혀 사용하지 않은 환자보다 방광암 사망률이 33%, 유방암 환자는 25% 낮은 것으로 나타났다고 연구팀은 밝혔다. 복용 빈도와 상관없이 아스피린을 사용한 환자는 한 번도 복용한 일이 없는 환자에 비해 방광암 사망률이 25%, 유방암 사망률이 21% 낮았다. 아스피린 사용 빈도가 잦을수록 이러한 효과는 더 커지는 경향을 보였다. 그러나 식도암, 위암, 췌장암, 자궁암은 아스피린이 생존율을 높이는 효과가 없었다. 아스피린은 염증과 통증 유발 효소인 사이클로옥시게나제-2(COX-2)를 억제해 소염진통제로 널리 사용되지만, 이 효소는 방광암과 유방암의 진행에도 관여하는 것으로 보인다고 연구팀은 설명했다. 지금까지의 아스피린 연구는 주로 심혈관 질환과 암 예방 효과에 초점이 맞추어졌다. 아스피린은 심근경색 예방에 도움이 되는 항응고제로 노인들에게 권장되고 있다. 그러나 아스피린은 위궤양, 내출혈 등 심각한 부작용이 있는 만큼 득과 실을 따져보고 복용해야 한다. 이 연구 결과는 미국 의학협회 저널 네트워크 오픈(JAMA Network Open) 최신호에 실렸다.

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 입원환자 10명 중 7명은 반년이 지나고도 증상이 남아있다는 연구 결과가 나왔다. 8일(현지시간) 세계적인 의학 학술지 랜싯에 실린 중국 연구진 논문을 보면 코로나19 입원환자 4분의 3 이상이 6개월 뒤 조사에서 피로감과 근력저하 등 각종 증상을 호소했다. 연구진은 코로나19가 처음 보고된 후베이(湖北)성 우한(武漢)의 한 병원에 지난해 1월 7일부터 5월 29일 사이 입원한 코로나19 환자 중 1천733명을 조사했다. 이들의 평균연령은 57세였고 남성과 여성의 비율은 각각 52%와 48%였다. 조사는 작년 6월 16일부터 9월 3일 사이 이뤄졌고 조사대상이 코로나19 증상을 처음 나타낸 시점부터 조사를 받을 때까지 평균 기간은 186일이었다. 논문에 따르면 설문조사 결과를 분석할 수 있는 1천655명 가운데 63%(1천38명)가 피로감과 근력저하를 호소했다. 또 수면장애를 호소한 사람은 26%(437명), 탈모는 22%(359명)였다. 후각에 문제가 있다는 이는 11%(176명), 심장이 두근거린다는 이와 관절통이 있다는 이는 각각 9%(154명)이었다. 식욕저하와 현기증 등의 증상을 포함해 하나 이상의 신체증상이 있다고 밝힌 이는 총 1천265명으로 전체 분석대상의 76%에 달했다. 또 6분간 걷기 시험을 했을 때 평균치 하한보다 걷는 거리가 적었던 이는 23%였다. 정신적인 측면에선 분석대상 27%가 '고통과 불편감'을 호소했고 23%는 '불안과 우울'을 겪고 있다고 밝혔다. 이번 조사에서는 코로나바이러스를 무력화할 수 있는 중화항체가 시간이 지나면 급격히 줄어든다는 결과도 나왔다. 연구진이 환자 93명의 혈액검사를 실시해보니 이들의 중화항체 수준이 증상이 최고조였을 때보다 평균 53% 감소한 것으로 나타났다. 연구진은 "코로나19 증상이 시작되고 6개월 뒤에도 대부분 환자에게 하나 이상의 증상이 남아있음이 확인됐다"라면서 "중화항체도 급성기에 견줘 두드러지게 줄어드는 것으로 드러났다"라고 설명했다.

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 3차 대유행으로 중증 환자 수가 급증하면서 병상 부족 사태가 심화되고있는 가운데, 이 문제를 신속하게 해결할 ‘이동형 음압병동’이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 카이스트(KAIST)는 교내 코로나 대응 과학기술 뉴딜사업단이 작년 7월부터 한국형 방역패키지 기술 개발사업의 일환으로 연구해온 ‘이동형 음압병동(Mobile Clinic Module, 이하 MCM)’을 만들어 시범 운영에 들어갔다고 7일 밝혔다. 산업디자인학과 남택진(사진) 교수팀이 개발한 MCM은 고급 의료 설비를 갖춘 음압 격리 시설로 신속하게 변형하거나 개조해 사용할 수 있는 것이 특징이다. 작년 12월 28일부터 서울 한국원자력의학원에 4개의 중환자 병상을 갖춘 병동을 설치한 후, 의료진과 일반인으로 구성한 모의 환자그룹을 대상으로 의료 활동과 환자 일상 등 치료 전 과정을 점검하는 시뮬레이션에 들어갔다. 카이스트는 오는 15일까지 진행될 시뮬레이션을 통해 의료진과 환자의 사용성·안정성·만족도 등을 임상 검증한 후 상용화에 나설 계획이다. MCM은 약 450㎡(136평) 규모로 가로 15m, 세로 30m 크기다. 음압 시설을 갖춘 중환자 케어용 전실과 4개의 음압병실, 간호스테이션 및 탈의실, 그리고 각종 의료장비 보관실과 의료진실로 구성됐다. 음압 프레임·에어 텐트·기능 패널 등의 부품을 조립하는 방식이어서 신속하게 음압 병상이나 선별진료소 등으로 개조해서 사용할 수도 있다. 기존 중환자 병상을 음압 병상으로 전환하는 데도 매우 효과적이다. 남 교수팀은 컨테이너나 텐트 등을 활용해 짓는 기존의 조립식 감염 병동의 문제점을 MCM을 통해 해결하기 위해 안전한 음압 환경을 형성하는 독자적인 기기인 ‘음압 프레임’을 설계했다. 또 이를 ‘에어 텐트’와 연결하는 모듈형 구조에 접목해 최소한의 구조로 안정적인 음압병실을 구축하는데 성공했다. 음압 프레임은 양방향으로 압력을 조절해 병실과 전실 같은 두 에어 텐트 공간을 효과적으로 음압화하는 원리로 만들어졌다. 이를 에어 텐트의 ‘기능 패널’과 조합해 중환자 치료에 필요한 의료 설비나 기본 병실 집기를 구축할 수 있게 했다. 모듈 조합을 변경해 음압병동 및 선별진료소, 음압화 중환자 병상, 음압화 일반병실 등 다른 시설로도 사용할 수 있다. 모듈 제작에 걸리는 시간은 14일 정도, 이송 및 설치 또한 통상적으로 5일 안에 가능하다. 특히, 병실과 전실로 구성된 기본 유닛은 15분 이내에 설치가 가능하고, 비용도 기존 조립식 병동과 비교할 때 약 80% 정도 절감할 수 있다는게 연구팀 설명이다. 기존 조립식 병동 대비 부피와 무게를 70% 이상 줄인 상태로 보관할 수 있어 군수품처럼 비축해놨다가 감염병이 유행할 때 빠르게 설치할 수 있는 것도 장점이다. 남 교수는 “MCM은 병동 증축을 최소화하며 주기적으로 반복될 감염병 위기에 필수적인 방역시스템으로 자리를 잡게 될 것”이라며 “모듈화된 패키지는 항공 운송도 가능해 병동 전체 수출도 기대할 수 있다”고 말했다. 한국원자력의학원 조민수 비상진료부장은 “환자와 의료진이 코로나19에 안전한 환경에서 중증 환자 치료까지 이뤄지도록 설계·제작했다. 의료진 교육훈련 기능 뿐아니라 실제 의료현장 운영도 가능하다”고 평가했다. 대전=임정재 기자 jjim61@segye.com

국내 연구진이 동물의 뇌는 인공신경망과는 달리 '숫자 감각'(number sense)을 타고난다는 사실을 실험을 통해 밝혔다. 한국과학기술원(KAIST) 바이오·뇌공학과 백세범 교수 연구팀은 학습 과정을 거치지 않은 신경망에서 숫자 감각이 자발적으로 생길 수 있음을 증명했다고 4일 밝혔다. 주어진 시각 정보에서 물체의 수량을 파악하는 능력인 숫자 감각은 뇌 신경망의 고등 인지 기능 중 하나이다. 인공신경망(인간의 신경을 모사한 기계학습) 분야에서 이런 인지 기능에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 대부분 숫자 감각을 발생시키기 위해 어떤 학습 과정이 필요한 지에 대한 연구에 집중돼 있다. 하지만 동물의 뇌는 전혀 학습을 하지 않은 생애 초기에도 인공신경망과 달리 숫자 감각을 갖는 것으로 보고돼 왔다. 연구팀은 동물의 뇌 구조를 모사한 인공신경망 시뮬레이션을 통해 고등 인지 기능이 최초로 발생하는 상황을 관찰하는 데 성공했다. 모든 연결 가중치가 무작위인 초기화된 상태에서, 학습 없이도 뉴런(신경세포)이 특정 숫자에 대해 선택적으로 반응하는 '수량 선택성'이 자발적으로 생성된다는 것을 밝혔다. 이렇게 발생한 수량 선택적 특징은 실제 동물의 뇌에서 발견되는 '베버 페히너의 법칙'(자극의 강도와 인간의 감각 사이의 상대적 관계를 나타내는 심리 물리학적 법칙)을 동일하게 따르는 것으로 나타났다. 백세범 교수는 "대부분의 뇌 기능이 학습과 훈련에 의해 생긴다는 기존의 시각과 달리 선천적이고 자발적으로도 발생할 수 있음을 밝혔다"며 "새로운 인공지능 구현 원리를 찾는 데 기여할 것"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 지난 1일 자에 실렸다.

인공위성 관측 자료와 모델 시뮬레이션 자료를 통해 지구 곳곳 가뭄을 살필 수 있는 기술이 개발됐다. 유니스트(UNIST·울산과학기술원)은 도시환경공학과 이명인(50) 교수와 서은교(조지메이슨대 연구원) 박사 연구팀이 미국 항공우주국(NASA)과 함께 가뭄을 실시간에 가깝게 감시할 수 있는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 가뭄 피해를 예방하기 위해선 토양 수분 부족 정도를 실시간으로 감시하는 기술이 필요하다. 현재 인공위성 전파를 이용해 지구 지표층 최대 5㎝ 정도 깊이까지 토양 속 수분 정보를 알아낸다. 그러나 식물 생장에 중요한 뿌리 층 깊이까지 도달할 수 없고, 인공위성이 자전하는 지구의 극궤도를 돌아 관측지역 공백이 넓은 한계가 있다. 이 교수팀은 인공위성에서 관측한 토양 수분 정보를 모델 시뮬레이션 자료에 혼합(자료 동화)하는 방식으로 토양 수분 정보 정확도를 높였다. 모델 시뮬레이션은 강수량, 복사열, 지표 온도, 바람 등 변수를 복합적으로 고려해 뿌리 층을 포함한 지구 전체 토양 수분 양에 대한 정보를 제공한다는 장점이 있다. 이 때문에 인공위성에서 직접 관측한 토양 수분 정보와 모델 시뮬레이션 자료를 혼합하면 더 넓은 범위에서 정확한 토양 수분 정보를 만들 수 있다고 연구팀은 설명했다. 제1저자인 서은교 박사는 “자료 동화를 위해 ‘지역 앙상블 변환 칼만 필터링 기술’을 이용했다”며 “이를 통해 정확도 높은 토양 수분 정보를 산출하기 위한 최적의 자료 ‘혼합 비율’을 빠르고 정확하게 찾아낼 수 있다”고 말했다. 이명인 교수는 “이번 연구는 가뭄 모니터링뿐만 아니라 가뭄을 중장기적으로 예측할 수 있는 기술 개발에도 쓰일 수 있을 것이다”고 밝혔다. 이번 연구는 원격탐사 분야 최고 학술지인 ‘리모트 센싱 오브 인바이런먼트(Remote Sensing of Environment)’에 12월 9일 자로 온라인 공개돼 출판을 앞두고 있다. 연구 수행은 기상청과 한국기상산업기술원 ‘기상·지진씨앗기술개발연구’ 지원으로 이뤄졌다. 울산=이보람 기자 boram@segye.com