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2025-05-21 (수)

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[신소재 신기술(161)] 나노겔, 요로 감염 퇴치 위한 혁신적인 기술 개발

과학자들이 나노겔(nanogel)을 사용해 항생제를 감염된 방광세포에 직접 전달함으로써 완치가 어려운 재발성 요로 감염(UTI)을 퇴치할 수 있는 혁신적인 방법을 찾아냈다. 미국 콜로라도대학교 안슈츠 메디컬 캠퍼스(Anschutz Medical Campus)의 연구진이 요로 감염(UTI) 치료를 위해 항생제를 보다 효과적으로 전달하는 새로운 방법을 개발했다고 사이테크데일리가 16일(현지시간) 보도했다. 이들의 연구는 나노겔과 특수 펩타이드(작은 단백질)를 결합하여 항생제인 겐타마이신을 유해 세균이 숨어 있는 방광 세포 내로 직접 운반하는 방식이다. 국제 학술지 '나노메디슨(Nanomedicine)'에 게재된 이번 연구 결과에 따르면, 이 방법은 동물 모델에서 매우 효과적으로 나타나 방광 내 세균을 90% 이상 제거하는 것으로 확인됐다. 논문의 수석 저자인 콜로라도대학교 의과대학 면역학 및 미생물학과 부교수인 마이클 슈어 박사는 "이번 연구를 통해 이 기술이 실현 가능할 뿐만 아니라 향후 임상적으로 매우 효과적일 수 있으며, 궁극적으로 재발성 감염의 완치를 향해 나아갈 수 있음을 입증했다"고 말했다. 연구진은 나노겔이 기존의 항생제 전달 방식에 비해 감염된 세포 내로 약 36% 더 많은 겐타마이신을 전달할 수 있다는 사실을 발견했다. 또한 이 기술은 건강한 세포에 최소한의 손상만을 일으켜 안전성이 높은 것으로 나타났다. 더욱 빠르고 정밀한 약물 전달 연구진은 또한 나노겔이 약물을 신속하게 방출하여 방광 내 세균을 더욱 빠르고 효율적으로 사멸시킨다는 사실을 확인했다. 논문의 공동 저자인 콜로라도대학교 치과대학 두개안면생물학과 부교수이자 고분자 기반 생체 재료 개발을 연구하는 데바타 나이어 박사는 "우리는 이 새로운 접근 방식이 약물을 감염된 세포에 직접 전달함으로써 감염을 정확하게 표적화하고 제거하여 더욱 효과적인 치료법을 제공할 수 있다고 믿는다. 이 방법은 부작용을 최소화하고 항생제 내성 위험을 줄인다. 반면, 현재의 항생제는 효과를 보기 위해 장기간 또는 반복적인 치료가 필요할 수 있으며, 이는 내성을 유발하고 특히 신장과 같은 기관에 해로운 부작용을 일으킬 수 있다"고 설명했다. 요로 감염 넘어 더 넓은 의학적 잠재력 연구진은 이 나노겔 기반 약물 전달 방법이 요로 감염 외에도 더 넓은 범위의 의학 분야에 적용될 수 있다고 밝혔다. 예를 들어, 나노겔을 이용한 치료법 투여 개념은 치주 질환 치료의 잠재적인 접근 방식으로 콜로라도대학교 치과대학에서 처음 고안됐다. 이번 연구는 콜로라도대학교 안슈츠 메디컬 캠퍼스 내 여러 단과대학의 전문가들이 협력하여 진행됐다. 나노겔은 치과대학 나이어 박사의 고분자 연구실에서 개발되었으며, 펩타이드는 콜로라도대학교 Skaggs 약학 및 제약과학대학의 드미트리 심버그 박사 연구실에서 연구되고 특성이 분석됐다. 나노겔(Nanogel)은 나노미터(1~100nm) 크기의 입자로 이루어진 하이드로겔(hydrogel)이다. 즉, 물 분자를 포함하는 3차원 가교망 구조를 가진 나노 크기의 젤을 의미한다. 나노겔은 고분자로 이루어져 있으며, 주로 의료, 약물 전달, 화장품, 바이오센서, 환경 정화 등의 다양한 분야에서 활용된다. 논문의 주 저자인 움베르토 에스코베도 박사는 고분자 화학, 약리학, 미생물학, 비뇨부인과학을 융합하여 표적 약물 전달 시스템을 개발했다. 임상의사이자 비뇨부인과 전문의인 마샤 K. 게스 박사는 슈어 박사 연구실과 협력하여 이 접근 방식을 인간에게 적용할 가능성을 극대화하는 방식으로 개발하고 테스트했다. 감염 치료의 미래 슈어 박사는 "이는 의약품 전달 분야의 흥미로운 발전이며 많은 사람들의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 요로 감염은 흔하고 비용이 많이 들 뿐만 아니라 쇠약하게 만들고 고통받는 사람들의 삶의 질을 심각하게 저하시킨다. 더욱 효과적이고 지속적인 치료법 개발을 위한 연구 발전은 전반적인 건강과 웰빙을 향상시키는 데 중요한 단계"라고 강조했다. 나노겔은 차세대 스마트 약물 전달 시스템 및 맞춤형 치료 기술에서 중요한 역할을 하며, 특히 암 치료, 백신 전달, 유전자 치료 분야에서 주목받고 있다. 또한 친환경 소재로서 환경오염 문제 해결에도 기여할 것으로 기대된다. ◇ 참고 문헌: Humberto D. Escobedo, Nicholas Zawadzki, James K.A. Till, Andres Vazquez-Torres, Guankui Wang, Dmitri Simberg, David J. Orlicky, Joshua Johnson, Marsha K. Guess, Devatha P. Nair and Michael J. Schurr, 2025년 2월 28일, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. DOI: 10.1016/j.nano.2025.102812
- 생활경제
2025-03-17 17:39:00
[먹을까? 말까?(92)] 초가공식품, 심혈관 질환 위험 높인다…연구 결과 속속 발표

핫도그, 감자칩부터 치킨 너겟, 탄산음료에 이르기까지, 초가공식품(UPF) 섭취가 미국 사회 전반에서 날로 증가하고 있는 가운데, 초가공식품과 심혈관 질환 발병 위험 간의 연관성을 탐구하는 연구 결과가 잇따라 발표되며 경각심을 높이고 있다. 미국인 식단의 최대 70%가 맛과 외관, 보존 기간을 늘리기 위해 제조 과정에서 다량의 첨가물이 투입되는 초가공식품으로 구성되어 있다는 분석이다. 지금까지 초가공식품에 대한 연구는 제한적이었으나, 최근 심혈관 질환 및 각종 건강 문제와의 연관성이 꾸준히 제기되고 있다고 메디컬 익스프레스가 6일(현지시간) 전했다. 미국 국립 심장·폐·혈액 연구소(NHLBI) 심혈관 과학 부서의 앨리슨 브라운 박사(영양학)는 "초가공식품은 포화 지방, 첨가당, 나트륨 함량이 높은 식품과 상당 부분 겹치며, 이들 성분은 이미 심혈관 질환의 주요 원인으로 알려져 있다"고 지적했다. 브라운 박사는 초가공식품 연구가 일부 진전을 보이고는 있으나, 여전히 복잡하고 난제에 직면해 있으며 미흡한 부분이 많다고 덧붙였다. 이러한 이유로 NHLBI를 포함한 미국 국립보건원(NIH) 연구진은 초가공식품의 건강에 미치는 영향과 유해 메커니즘을 심층적으로 규명하기 위한 연구에 본격적으로 착수했다. NIH 연구진은 작년 미국과 전 세계 사망 원인 1위인 심혈관 질환과 초가공식품의 연관성을 분석한 최대 규모의 포괄적인 연구 결과를 발표했다. 20만 명 이상의 미국 성인을 대상으로 진행된 전향적 코호트 연구와 120만 명의 건강 데이터를 메타 분석한 결과, 초가공식품 섭취량이 많은 집단에서 심혈관 질환 및 뇌졸중 발병 위험이 유의미하게 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 초가공식품 섭취가 가장 많은 그룹은 섭취량이 가장 적은 그룹에 비해 심혈관 질환 위험은 17%, 관상 동맥 심장 질환 위험은 23%, 뇌졸중 위험은 9% 더 높은 것으로 분석됐다. 논문의 공동 저자인 하버드 의대 교수이자 NHLBI 연구 보조금 수혜자인 조앤 맨슨 박사(의학, 공중보건학)는 "이번 연구는 초가공식품과 심혈관 질환의 연관성을 강력하게 시사한다"며 "다만, 모든 초가공식품이 동일한 것은 아니다. 일부 초가공식품은 다른 식품보다 심장에 더 해로운 것으로 보인다"고 설명했다. 연구진은 구체적인 예로, 설탕이 첨가된 음료와 핫도그, 델리 미트와 같은 가공육이 심혈관 질환 위험을 가장 높이는 초가공식품에 속한다고 밝혔다. 반면, 아침 식사용 시리얼, 요거트, 일부 통곡물 제품은 심혈관 질환 위험이 가장 낮은 초가공식품으로 분류됐다. 초가공식품에 흔히 사용되는 첨가물로는 액상 과당, 경화유, 아질산나트륨, 인공 색소 등이 있다. 초가공식품과 심혈관 질환의 연관성을 밝히는 관찰 연구는 늘고 있지만, 과학 연구의 ‘금standard’로 여겨지는 엄격한 임상 시험은 여전히 부족한 실정이다. 2019년 NIH 지원으로 진행된 소규모 임상 시험에서 초가공식품이 심혈관 질환의 위험 요인인 비만과 관련이 있다는 사실이 밝혀진 것이 예외적인 사례로 꼽힌다. 해당 임상 시험 결과, 초가공식품 위주 식단을 섭취한 그룹은 최소 가공 식품 위주 식단을 섭취한 그룹에 비해 동일한 칼로리 섭취량에도 불구하고 더 많은 칼로리를 섭취하고 체중이 현저하게 증가하는 것으로 나타났다. 국립 당뇨병·소화기·신장 질환 연구소의 수석 연구원이자 해당 임상 시험의 책임 저자인 케빈 D. 홀 박사(생리학)는 "우리 연구실은 초가공식품의 어떤 성분이 과식으로 이어지는지에 초점을 맞추고 있으며, 이것이 심혈관 질환으로 이어지는 가장 중요한 경로일 가능성이 높다고 생각한다"고 말했다. 홀 박사는 "만약 이 과정을 이해할 수 있다면, 과식을 유발하는 초가공식품을 줄이고 심혈관 질환 위험을 감소시킬 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 홀 박사는 칼로리 섭취와 무관하게 초가공식품이 심혈관 질환과 연관되는 다른 메커니즘도 존재할 수 있다고 언급했다. 그는 염증, 면역 체계 불균형, 장내 미생물군(장 속에 서식하는 박테리아 및 기타 미생물 집합체) 변화 등을 그 예로 제시하며, 향후 이러한 메커니즘을 심층적으로 탐구하고 추가 임상 시험을 진행할 계획이라고 밝혔다. 홀 박사는 "몇 가지 특정 초가공식품 또는 초가공식품 성분이 몇 가지 메커니즘을 통해 작용하는 것일 수 있다"며 "만약 이러한 메커니즘을 이해할 수 있다면, 소비자, 식품 제조업체, 정책 입안자들에게 더 나은 정보를 제공할 수 있을 것"이라고 강조했다. 한편, 초가공식품과 관련된 건강 문제는 심혈관 질환 외에도 계속해서 늘어나고 있다. 최근 연구들은 초가공식품이 체중 증가, 고혈압, 제2형 당뇨병, 만성 폐쇄성 폐질환, 암 등 다양한 건강 문제와 연관되어 있음을 보여준다. 초가공식품 섭취는 건강 불평등과도 밀접한 관련이 있다. 사회 경제적 지위가 낮은 계층일수록 초가공식품 섭취량이 더 많은 경향을 보이며, 이는 건강한 식품에 대한 접근성 제한, 신선 농산물의 높은 가격 등이 복합적으로 작용한 결과로 분석된다.
- 생활경제
2025-03-07 17:33:00
[기후의 역습(122)] 남극 오존층, 회복세 공식 확인…MIT, 완전 소멸 궤도 진입

한때 지구 생태계를 위협했던 남극 오존층 구멍이 국제 사회의 공동 노력으로 괄목할 만한 회복세를 보이며 완전 소멸을 향해 나아가고 있다는 고무적인 연구 결과가 발표됐다. 미국 매사추세츠공과대학교(MIT) 연구진은 5일(이하 현지시간) 국제 학술지 '네이처'에 게재한 논문에서 "남극 오존층이 95% 신뢰 수준으로 회복되고 있으며, 이는 자연적 기상 변동성이 아닌 오존층 파괴 물질 감축 노력의 직접적인 결과"라고 밝혔다. MIT 뉴스는 5일 "이러한 회복(오존층 구멍 회복)이 자연적인 기상 변화나 성층권으로의 온실가스 배출 증가와 같은 다른 영향보다는 오존 고갈 물질의 감소에 주로 기인환다는 것을 보여준 최초의 연구"라고 밝혔다. 수십 년간 과학계는 남극 오존층 구멍의 점진적 개선 징후를 관찰해 왔으나, 이번 연구는 장기간의 관측 데이터를 토대로 오존층 회복에 대한 확고한 과학적 증거를 제시했다는 점에서 의미가 깊다. 논문의 주저자인 MIT의 저명한 대기 화학자 수잔 솔로몬 교수는 성명을 통해 "남극 오존층 구멍이 개선되고 있다는 정성적 증거는 많았지만, 이번 연구는 오존층 회복에 대한 신뢰도를 처음으로 수치화했다"고 강조했다. 솔로몬 교수는 "95% 신뢰도로 회복되고 있다는 결론은 매우 놀라운 성과이며, 인류가 환경 문제 해결에 실제로 나설 수 있음을 보여준다"고 덧붙였다. CFCs 남용으로 오존층 구멍 형성 오존층은 지구 표면 15~30km 상공의 성층권에 위치하며, 대기 중 오존 농도가 높아 유해한 태양 자외선을 흡수하여 지구 생명체를 보호하는 역할을 한다. 그러나 1970년대와 80년대에 들어서면서 남극 상공의 오존층에 거대한 구멍이 형성되기 시작했다. 이는 에어로졸 스프레이, 용매, 냉매 등에 광범위하게 사용된 염화불화탄소(CFCs)와 같은 합성 화합물이 주범으로 지목됐다. CFCs는 성층권에 도달하면 염소 원자를 방출하여 오존 분자 분해를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 특히 남극 지역은 극도로 낮은 기온, 극지방 성층권 구름의 존재, 그리고 오존층 파괴 화학 물질을 가두는 극 소용돌이와 같은 특수한 조건으로 인해 남반구의 봄철에 오존층 파괴가 더욱 심각하게 나타난다. 솔로몬 교수는 과거 미국해양대기청(NOAA) 소속으로 1986년 남극에 파견되어 CFCs가 오존층 파괴의 원인임을 입증하는 결정적인 증거를 수집하는 데 기여했다. 몬트리올 의정서 채택 이후 CFCs 단계적 폐지 이러한 과학적 근거를 바탕으로 국제 사회는 문제 해결을 위해 발 빠르게 움직였다. 1987년 몬트리올 의정서 채택 이후 197개국과 유럽연합(EU)은 냉장고와 에어로졸에 사용되는 CFCs와 같은 오존층 파괴 물질의 단계적 폐지에 합의했다. 지난 10년간 남극 오존층 구멍은 특히 9월, 남극이 온난해지기 시작하며 오존층 구멍이 가장 크게 열리는 시기에 매년 축소되는 긍정적인 신호가 나타났다. 그러나 대기 중 '혼란스러운 변동성' 때문에 과학자들은 섣불리 회복을 단정하기를 주저했으며, 일각에서는 회복 속도가 기대에 미치지 못한다는 주장이 제기되기도 했다. 하지만 15년간 축적된 관측 데이터를 분석한 결과, 연구진은 오존층이 확실히 회복되고 있다는 결론을 내렸다. 현재 추세가 유지된다면 남극 오존층은 약 10년 후 완전히 회복될 것으로 전망된다. 연구팀은 남극 오존 회복의 원인을 파악하기 위해 정량적 접근 방식을 취했다. 팀은 기후 변화 커뮤니티에서 '지문 분석(fingerprinting)'이라는 방법을 차용했다. 이는 클라우스 하셀만이 개발한 것으로, 그는 2021년 이 기술로 노벨물리학상을 수상했다. 기후의 맥락에서 지문 분석은 자연적 기상 노이즈와 별도로 특정 기후 요인의 영향을 분리하는 방법을 말한다. 하셀만은 지문 분석을 적용해 기후 변화의 인위적인 지문 식별, 확인 및 정량화했다. 솔로몬 교수 팀은 지문 분석법을 적용해 또 다른 인위적인 신호, 즉 사람들이 오존층 파괴 물질을 줄이는 것이 오존층 회복에 미치는 영향을 확인하고자 했다. 아울러 지구 대기의 시물레이션으로 시작해 서로 다른 시작 조건에서 동일한 지구 대기의 여러 '평행 세계' 또는 시뮬레이션을 생성했다. 연구팀은 예를 들어, 온실 가스나 오존층 파괴 물질의 증가가 없다고 가정한 조건에서 시뮬레이션을 실행했다. 또한 온실 가스만 증가하고 오존층 물질만 감소하는 시뮬레이션도 실행했다. 이러한 시뮬레이션을 통해 연구팀은 수십년에 걸쳐 오존이 매월 회복되는 시간과 고도를 매핑하고 오존 고갈 물질의 감소로 인한 오존 회복의 핵심 '지문' 또는 패턴을 식별했다. 그런 다음 연구팀은 2005년부터 현재까지 남극 오존층에 대한 실제 위성 관측에서 이 지문을 찾았다. 팀은 2018년에 이 지문이 가장 강했고, 오존 회복이 주로 오존층 파괴 물질의 감소 때문이라고 95%의 신뢰도로 확신했다. 솔로몬 교수는 "2035년쯤에는 남극 오존층에서 오존층 파괴가 전혀 나타나지 않는 해를 보게 될 수도 있다. 이는 매우 감격스러운 일"이라며 "우리 시대에 오존층 구멍이 완전히 사라지는 것을 목격하게 될 것"이라고 강조했다. 이번 연구는 인류가 국제적인 협력을 통해 심각한 환경 문제에 효과적으로 대응할 수 있음을 보여주는 대표적인 사례로 기록될 전망이다.
- 포커스온
2025-03-07 14:43:00
일상용품 속 안전한 '고분자', 유해물질 방출 '새로운 위협'

일상샐활 속 각종 제품에 광범위하게 사용되는 화학 물질에 대한 안전성 논란이 끊이지 않는 가운데, 그간 인체에 무해하다고 여겨졌던 고분자(폴리머·polymer) 화합물이 유해 물질을 방출하는 '트로이 목마' 역할을 할 수 있다는 충격적인 연구 결과가 발표되어 파장이 예상된다. 미국 독성물질관리법(TSCA) 및 유럽연합의 REACH 규제 등 주요 유해 물질 규제에서조차 예외로 취급될 만큼 안전성이 강조되어 온 고분자는, 분자 크기가 커 인체에 흡수되지 않아 건강상 위험이 없다는 것이 과학계의 통념이었다. 그러나 국제 학술지 '네이처 지속가능성(Nature Sustainability)'에 게재된 획기적인 동료 평가(peer-review) 연구 논문은 일부 고분자 난연제가 분해되어 인체에 유해한 화학 물질로 변질될 수 있다는 사실을 밝혀내며 기존의 학설을 정면으로 반박했다고 과학 전문매체 사이테크데일리가 4일(현지시간) 보도했다. 논문의 수석 저자인 중국 광둥성에 있는 지난(Jinan)대학교의 다 첸(Da Chen) 박사는 "이번 연구는 고분자가 유해 화학 물질의 '트로이 목마'가 될 수 있음을 시사한다"며 "본래 비활성 상태의 거대 분자로 제품에 첨가되지만, 시간이 지나면서 분해되어 유해한 부산물에 우리를 노출시킬 수 있다"고 경고했다. '무독성' 대체재로 개발된 폴리머 난연제, 유해 물질 방출⋯제브라피시 실험 통해 독성 확인 연구팀은 기존 난연제의 유해성을 대체하기 위해 '무독성'으로 개발된 두 종류의 폴리머 브롬화 난연제((polymeric brominated flame retardants, polyBFRs)를 대상으로 심층 연구를 진행했다. 실험 결과, 두 종류의 polyBFRs 모두 수십 종의 작은 분자로 분해되는 것으로 확인됐다. 특히 제브라피시를 이용한 독성 실험에서, 이들 작은 분자들이 미토콘드리아 기능 장애를 유발하고 발달 및 심혈관에 심각한 손상을 초래할 수 있는 잠재력이 있다는 사실이 입증됐다. 토양·공기·먼지 등 환경 전반에 유해 물질 검출⋯전자 폐기물 재활용 시설 인근 농도 '최고' 더욱 심각한 문제는, 연구진이 환경 오염 실태를 조사하는 과정에서 이들 고분자 분해 물질이 토양, 공기, 먼지 등 환경 전반에 광범위하게 퍼져 있음을 확인했다는 점이다. 특히 전자 폐기물 재활용 시설 인근 지역에서 가장 높은 농도로 검출됐으며, 이들 시설에서 멀어질수록 농도가 점차 감소하는 경향을 보였다. 이는 전자 제품에 사용된 polyBFRs가 유해한 분해 물질을 환경으로 방출하고, 인간과 야생 동물이 이에 노출되어 심각한 피해를 입을 수 있음을 시사하는 충격적인 결과다. 논문의 공동 저자인 캐나다 토론토대학교의 미리아 다이아몬드 교수는 "전자 제품에 polyBFRs가 광범위하게 사용될 경우, 제품 생산, 가정 내 사용, 폐기 및 재활용 등 전 과정에서 유해 물질 노출이 발생할 수 있다"고 지적하며 "화학 산업계가 생산량을 공개하지 않고 있지만, 생산량이 매우 높을 것으로 추정되는 만큼, 오염 가능성과 그로 인한 인간 및 야생 동물에 대한 심각한 피해가 매우 우려스럽다"고 강조했다. 이번 연구 결과는 기존의 안전성 평가 기준에 허점을 드러내며, 고분자 화합물에 대한 보다 엄격한 규제와 심층적인 안전성 검증의 필요성을 제기하는 중요한 계기가 될 것으로 보인다. ◇ 참조: 「고분자 난연제 분해의 환경적 영향」 작성자: Xiaotu Liu, Yinran Xiong, Xiao Gou, Lei Zhao, Shanquan Wang, Yanhong Wei, Xiaoyun Fan, Yang Yu, Arlene Blum, Lydia Jahl, Miriam L. Diamond, Yiping Du, Zhuyi Zhang, Shuxin Jiang, Xiaowei Zhang, Ting Wu 및 Da Chen, 3 March 2025, 네이처 자속가능성(Nature Sustainability). DOI: 10.1038/s41893-025-01513-z
- ESGC
2025-03-06 13:03:00
[우주의 속삭임(101)] 지구 궤도가 빙하 촉발⋯다음 빙하기 1만1천년 후 도래

지구의 궤도가 빙하기 주기와 연관성이 있으며 다음 빙하기는 1만1000년 후에 도래한다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 캘리포니아 대학교(UC) 산타바바라 캠퍼스와 영국 카디프 대학을 포함한 국제연구팀은 지구 궤도의 미세한 변화가 수천 년에 걸쳐 지구 기후에 변화를 일으킨다는 새로운 해석을 바탕으로 이러한 예측을 제시했다고 과학전문 웹사이트 PHYS가 전했다. 해당 연구 결과는 과학 학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다. 연구팀은 지난 100만 년 동안의 기후 변화 기록을 분석해 북반구 육지 빙상 크기 변화와 심해 온도 변화를 지구 궤도의 형태, 자전축의 기울기와 같은 작은 주기적 변화와 일치시켰다. 이를 통해 빙하기와 간빙기 사이의 기후 변화 시기에 대한 예측 가능한 패턴을 발견했다. 연구 공동 저자인 UC 산타바바라 지구과학과 로레인 리시키에 교수는 "지난 100만 년 동안 지구 기후가 빙하기와 현재와 같은 온화한 간빙기 사이를 오가는 시기에 대한 예측 가능한 패턴을 발견했다"며 "지구 궤도 변화의 한 유형은 빙하기의 종말론을, 다른 유형은 빙하기의 복귀를 야기했다"고 설명했다. 영국 카디프대학의 스티븐 바커 교수는 "기후 기록에서 다양한 궤도 매개변수의 명확한 흔적을 발견하게 되어 놀랐다"며, "이러한 패턴이 이전에는 발견되지 않았다는 것이 믿기 어려울 정도"라고 덧붙였다. 연구팀은 인간의 온실가스 배출이 없는 자연적인 패턴을 기준으로 현재 안정적인 안빙기 중간에 있으며, 다음 빙하기는 약 1만년 후에 시작될 것으로 예측했다. 팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 향후 1만년~2만년 동안 지구 자연 기후의 기준선을 구축하고, 기후 모델 시뮬레이션과 결합하여 인간이 만든 기후 변화의 절대적인 영향력을 정량화할 계획이다. 바커 교수는 "이제 우리는 이러한 긴 시간 척도에서 기후가 대체로 예측하능하다는 것을 알게 되었으므로 과거 변화를 활용하여 미래에 발생할 수 있는 일을 알려줄 수 있다"며 "이는 온실 가스 배출에 대한 현재의 결정을 더 잘 알리는 데 필수적이며, 미래 기후 변화를 결정할 것"이라고 강조했다. 연구 결과는 스티븐 바커 외 연구진의 논문 "플라이스토세 10만 년 빙하기 주기에서 세차운동, 기울기, 이심률의 뚜렷한 역할(Distinct roles for precession, obliquity and eccentricity in Pleistocene 100kyr glacial cycles)'을 통해 확인할 수 있다.
- 포커스온
2025-03-04 10:30:00
구글 픽셀 워치3, '심박 소실 감지' 기능 미국 FDA 승인…3월 말부터 순차적 제공

구글이 픽셀 워치 3의 '심박 소실 감지' 기능에 대해 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받았다고 IT 전문매체 더 버지와 아르스 테크니카가 27일(현지시간) 보도했다. 해당 기능은 3월 말부터 미국 사용자에게 순차적으로 제공될 예정이다. '심박 소실 감지' 기능은 심장 마비나 과다 복용 등으로 인해 맥박이 소실될 경우, 픽셀 워치 3가 이를 감지하여 사용자에게 알림을 보내는 기능이다. 사용자가 응답하지 않으면 자동으로 긴급 구조 요청을 발송한다. 이 기능은 2024년 9월부터 유럽연합(EU)에서 제공되었으나, 각 국가별 규제 기관의 승인이 필요한 고위험 건강 기능의 특성상 미국 내 제공은 지연되어 왔다. 이번 FDA 승인을 통해 미국에서도 해당 기능이 활성화되며, 이는 픽셀 워치 3가 15개국에서 해당 기능을 지원하게 되었음을 의미한다. 픽셀 워치 3는 기존 스마트워치에 탑재된 일반적인 센서를 활용하여 '심박 소실 감지' 기능을 구현한다. 1초에 한 번 심박수를 측정하는 '다중 경로' 심박 센서를 통해 맥박 소실을 감지하고, 체온 센서 및 가속도 센서와 연동하여 사용자가 시계를 벗은 것인지, 심장 박동이 멈춘 것인지를 구분한다. 구글은 수십만 시간의 데이터를 통해 다단계 검증 과정을 거쳐 오작동을 최소화했다고 밝혔다. FDA 승인은 기능의 신뢰성을 보장하지만, 모든 상황에서 완벽하게 작동하는 것은 아니라는 점을 명시했다. 관련 기술 검증 내용은 과학 학술지 '네이처(Nature)'에 게재된 논문에서 확인할 수 있다. '심박 소실 감지' 기능이 작동하면 픽셀 워치 3는 경보음을 울리고 20초 카운트다운을 시작한다. 사용자가 경고를 해제하거나 움직임이 감지되면 기능은 중단된다. 그렇지 않을 경우, 자동으로 긴급 구조 요청이 발송된다. 다만, 구글은 해당 기능이 기존 심장 질환 환자의 의료 모니터링을 대체할 수 없으며, 의료 전문가의 진료를 대체할 수 없다고 강조했다. 이번 FDA 승인에도 불구하고, 미국 내 기능 활성화는 3월 말부터 시작되는 소프트웨어 업데이트를 통해 이루어진다. 사용자는 픽셀 워치 앱의 안전 및 긴급 상황 설정에서 '심박 소실 감지' 기능을 활성화해야 한다.
- IT/바이오
2025-02-27 14:30:00
[기후의 역습(120)] 그린란드 빙상, 임계점 근접⋯해수면 상승 및 생태계 교란 우려 증폭

그린란드 빙상이 예상보다 빠르게 녹아내리며, 금세기 말경 돌이킬 수 없는 임계점에 도달할 가능성이 제기됐다. 이는 해수면 상승과 전 세계 생태계에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 점에서 국제 사회의 우려를 낳고 있다. 연구진은 학술지 '빙권(The Cryosphere)'에 발표한 논문에서 지구 온도가 산업화 이전 대비 2℃ 상승할 경우, 그린란드 빙상 붕괴가 촉발될 수 있다고 경고했다. 이는 해수면을 7m 상승시켜 전 세계 해안 지역에 거주하는 수십억 명에게 재앙을 초래할 수 있음을 의미한다. 미국 국립설빙자료센터(NSIDC)에 따르면, 그린란드 빙상은 지구 담수 저장량의 70% 이상을 차지하며, 텍사스주의 약 3배에 달하는 170만㎢ 면적을 덮고 있다. 인류의 활동으로 인한 기후 변화로 인해 빙상 소실 속도가 가속화되고 있으며, 1994년 이후 총 6조 3000억 톤의 얼음이 녹아내린 것으로 추정된다. 연구진은 기후 모델을 통해 다양한 온난화 시나리오에서 빙상 표면 질량 균형(눈 축적량과 용해량의 차이)을 분석했다. 그 결과, 연간 약 230기가톤의 빙상 소실이 발생할 경우 임계점에 도달하며, 이는 산업화 이전 대비 3.4℃의 지구 온도 상승과 연관된다는 사실을 확인했다. 현재 지구 온도는 이미 1.47℃ 상승한 상태이며, 비관적인 전망에 따르면 현 추세가 지속될 경우 2100년까지 3.4℃ 상승에 도달할 수 있다. 그린란드는 기후가 매우 춥고 일년 중 대부분 해빙이 해안에 달라붙어 있어 접근이 불가능한 지역이 많다. 두께가 최대 2마일(약 3.2km)에 달하는 빙하가 섬의 80% 이상을 덮고 있다. 기후 변화와 더욱 심화된 자연 재해로 인해 그린란드 해안이 점점 위험해지고 있다. 2017년 그린란드 북서부 산비탈이 3000피트 아래의 피오르드의 깊은 바닷물 속으로 떨어졌다. 이후, 낙석으로 인해 발생한 파도(쓰나미)가 인근 마을인 누우가시아크와 일로수트를 휩쓸고 지나갔다. 빙산과 해빙으로 가득 찬 물은 해안 가에 위치한 마을을 휩쓸어 4명이 사망했고 두 마을은 폐허가 됐다. 섬 주변의 가파른 피오르드 벽에는 과거 산사태의 흔적이 곳곳에 남아 있다. 지난 1만 년 동안 올림픽 수영장 320만 개를 채울 수 있는 양의 바위가 산사태로 인해 바다로 떨어졌다. 2023년에는 또 다른 낙석으로 인해 그린란드 피오르드에서 9일 동안 쓰나미가 밀려오기도 했다. 빙상 붕괴는 해수면 상승뿐만 아니라 전 세계 해류 시스템에도 심각한 영향을 미칠 수 있다. 그린란드 빙상의 급격한 용해는 전 세계 다른 빙하 지역에서도 관찰되고 있으며, 2000년부터 2019년까지 지구 빙하는 연간 평균 2660억 톤의 질량을 잃어 해수면 상승의 21%를 차지했다. 연구진은 탄소 배출량 감축과 같은 적극적인 대응을 통해 빙상 붕괴를 막을 수 있다고 강조하며, 국제 사회의 공동 노력을 촉구했다.
- ESGC
2025-02-25 10:16:00
[퓨처 Eyes(72)] 주사 공포 끝?⋯피부에 '바르는' 백신 탄생

미국 스탠퍼드대학교 연구팀이 피부에 서식하는 무해한 박테리아를 이용해 강력한 면역 반응을 유도하는 새로운 백신 기술을 개발했다. 연구팀은 이 박테리아의 특정 단백질을 변형해 생백신으로 전환시켰고, 이를 통해 면역 체계를 훈련시켜 파상풍과 디프테리아 같은 질병을 예방하는 데 성공했다. 백신 접종이 크림을 피부에 바르는 것만으로 가능해지는 상상이 현실로 다가오고 있는 것. 스탠퍼드리포트에 따르면 생체공학적으로 개량된 이 박테리아를 접종받은 실험용 쥐는 치명적인 독소 투여에도 생존할만큼 면역력을 형성했다. 현재 인간 대상 임상시험이 진행중이며, 피부에 바르는 방식으로 백신 접종의 새로운 패러다임을 만들 가능성이 크다. 기존의 주사 방식과 달리 이 기술은 간편한 접종 방식으로 통증이나 발열 부기 등 부작용이 적은 장점을 갖추고 있어 대중 보급이 빠르게 진행될 수 있다. 피부 박테리아의 놀라운 발견 피부에 바르는 생백신은 주사로 인한 통증과 부작용이 없으며, 병원 방문 없이 간편하게 접종할 수 있어 의료 비용 절감에도 기여할 것으로 보인다. 특히 예방접종을 두려워하는 어린이나 주사를 기피하는 성인들에게 긍정적인 변화를 줄 수 있다. 스탠퍼드대학교 연구진은 거의 모든 사람의 피부에 존재하는 박테리아를 활용해 새로운 백신 접종 방식을 연구하고 있다. 마이클 피시바흐 스탠퍼드대학교 생명공학 교수는 "주삿바늘을 좋아하는 사람은 아무도 없다. 주사 대신 크림을 바르는 방식으로 예방 접종을 할 수 있다면 누구나 환영할 것이다"라고 말했다. 이러한 방식은 특히 의료 인프라가 부족한 개발도상국에서도 백신 접종 접근성을 개선하는 데 기여할 수 있다. 피부 박테리아, 면역 반응 촉진 역할 피시바흐 교수에 따르면 인간 피부는 대부분의 미생물에게는 가혹한 환경이다. 건조하고 염도가 높으며, 영양분도 부족하기 때문에 미생물이 살아가기 쉽지 않다. 하지만 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis)과 같이 척박한 환경에서도 살아남은 강한 미생물들이 존재한다. 이 박테리아는 인간의 모낭에 서식하며, 우리 몸과 공생 관계를 유지한다. 지금까지 면역학자들은 피부에 서식하는 박테리아가 인체 면역 체계에 큰 영향을 미치지 않는다고 생각해 왔다. 하지만 최근 연구 결과, 표피포도상구균이 예상보다 훨씬 강한 면역반응을 유도한다는 사실이 밝혀졌다. 이는 피부 박테리아가 단순한 공생 미생물이 아니라 면역 체계의 중요한 일부라는 점을 보여준다. 항체 반응과 백신 효과 피시바흐 교수 연구팀은 최근 학술지 네이처(Nature)에 발표한 논문에서 면역 반응의 핵심 요소인 항체 생성이 주목했다. 항체는 특정 미생물의 단백질에 달라붙어 감염을 막는 단백질이다. 연구팀은 쥐의 피부에 표피포도상구균을 도포했을 때 면역 반응이 어떻게 나타나는 지 실험했다. 실험 결과, 쥐의 항체 수치가 점짐적으로 증가해 6주 후에는 일반적인 백신 접종보다 높은 수준에 도달했다. 이는 쥐들이 마치 백신을 접종받은 것과 같은 효과를 나타냈다. 피시바흐 교수는 "인간 역시 자연적으로 표피포도상구균에 대한 항체를 형성하며, 그 수치는 일반적인 백신 접종으로 얻는 항체 수치와 비슷하다"고 설명했다. 생백신 개발과 적용 가능성 연구팀은 표피포도상구균을 활용하여 피부에 바르는 형태의 생백신 개발에 성공했다. 생백신은 약한 독소가 있는 살아있는 병원체를 사용하여 면역 반응을 유도하는 백신이다. 이 백신의 핵심은 Aap이라는 단백질이다. 이 단백질은 표피포도상구균의 세포벽에서 돌출된 형태로, 면역 감시 세포가 항원을 인식하고 면역 반응을 유도하는 데 중요한 역할을 한다. 연구팀은 Aap 단백질의 유전자를 조작하여 파상풍 독소의 일부를 발현하도록 만들었다. 실험 쥐에게 이 박테리아를 도포한 결과, 높은 수준의 파상풍 항체가 생성되는 것을 확인했다. 이와 같은 방식으로 디프테리아 항체 생성에도 성공해, 다양한 질병을 예방하는 백신 개발 가능성을 열었다. 연구진은 박테리아 배양액에서 Aap 단백질을 대량 생산한 후, 파상풍 독소 단편을 화학적으로 결합하는 방식을 시도하기도 했다. 놀랍게도 이 방식으로 만든 백신 역시 강력한 면역 반응을 유도했으며, 실험용 쥐를 치사량의 6배에 달하는 독소로부터 보호하는 효과를 보였다. 이는 백신의 효능을 높이고 지속성을 유지하는 데 중요한 의미를 가진다. 임상시험과 미래전망 피시바흐 교수는 "쥐 실험을 통해 효과를 확인했으며, 이제 원숭이 실험을 거쳐 인간 임상 시험을 진행할 계획"이라고 밝혔다. 연구팀은 2~3년 안에 임상 시험을 시작할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 이 기술이 인간에게도 효과적인 것으로 밝혀질 경우, 백신 접종 방식에 획기적인 변화가 일어날 가능성이 크다. 기존 백산과 달리 염증 반응을 유발하지 않아 부작용이 거의 없을 것으로 보이며, 장기적으로는 다양한 질병 예방을 위한 백신 플랫폼으로 발전할 수 있을 것이다. 이 연구는 미국 국립보건원(NIH), 빌&멜린다 게이츠 재단, 찬 저커버그 바이오허브, 스탠퍼드 미생물 치료 이니셔티브 등의 지원을 받았다. 캘리포니아대학교 데이비스 캠퍼스, 미국 국립인간게놈연구소, 국립알레르기 및 감염병연구소, 국립관절염 및 근골격계 및 피부질환 연구소의 연구자들이 이 연구에 기여했다.
- 포커스온
2025-02-20 14:23:00
[우주의 속삭임(98)] 100만 개 넘는 '성간 물체', 태양계 오르트 구름에 존재할 수도

우리 태양계의 가장 가까운 이웃 별인 알파 센타우리(Alpha Centauri·AC·센타우루스자리 알파) 항성계에서 방출된 100만 개 이상의 '성간 물체'가 태양계를 감싸고 있는 오르트 구름(Oort Cloud)에 이미 존재할 수 있다는 주장이 나왔다. 미국 우주 전문 매체 스페이스닷컴은 지난 5일(현지시간) arXiv에 게재된 새로운 연구 논문을 인용, 이같이 보도했다. 해당 논문은 아직 동료 평가를 거치지 않았으며, 추후 행성 과학 저널(The Planetary Science Journal)에 게재될 예정이라고 라이브사이언스가 17일(현지시간) 전했다. 캐나다 서부 온타리오 대학의 리 및 천문학과, 지구 및 우주 탐사 연구소의 콜 그렉과 폴 비거트가 주도한 이번 연구는 알파 센타우리(AC) 항성계에서 지난 1억 년 동안 방출된 성간 물질의 양을 시뮬레이션하여 진행됐다. 연구진은 이 계산을 바탕으로 현재 태양계 내에 센타우루스 알파에서 온 폭 100m 이상의 '성간 물체'가 약 100만 개 존재할 것으로 예측했다. 참고로 미국을 대표하는 자유의 여신상은 높이가 93.5m에 달한다. 이는 현재 태양계 내에 자유의 여신상 크기의 성간 물체가 약 100만 개가 떠돌아다니는 것으로 이해할 수 있다. 성간 물체 발견의 의의 '성간 물체(Interstellar Object)'는 태양계 외부에서 기원하여 태양계를 통과하는 천체를 의미한다. 2017년 발견된 '오무아무아(Oumuamua)'와 2019년 발견된 '보리소프 혜성(Borisov)'이 대표적인 사례다. 성간 물체는 다른 행성계에서 온 천체이므로, 이를 분석하면 태양계 외부의 물질 조성과 형성 과정을 연구할 기회를 제공한다. 특히, 보리소프 혜성은 태양계 혜성과 유사한 성질을 보여, 혜성이 우주적으로 공통된 형성과정을 가질 가능성을 시사했다. 성간 물체는 원래 있던 별 주위에서 방출된 후 우주를 떠돌다 태양계로 들어온 천체다. 이를 통해 다른 행성계의 형성 과정과 동역학적 진화를 연구할 수 있다. 예를 들어, 오우무아무아는 예상과 달리 혜성 활동 없이 가속하는 특성을 보여 기존 모델을 수정하는 계기가 되었다. 성간 물체는 '판스페르미아(Panspermia)' 이론, 즉 생명체의 씨앗이 우주에서 이동할 가능성을 탐구하는 데 중요한 역할을 한다. 만약 성간 물체에서 생명체의 기본 구성 요소(아미노산, 유기물 등)가 발견된다면, 생명체가 우주적 규모에서 이동할 가능성을 뒷받침하는 증거가 될 수 있다. 성간 물체는 자연적으로 태양계를 통과하는 천체이므로, 인류가 미래에 다른 별로 이동할 가능성을 연구하는 데 도움을 준다. 오우무아무아의 특이한 운동 방식 때문에 일부 과학자들은 외계 문명이 만든 탐사선 가능성도 제기했으며, 이는 외계 문명 탐색(SETI) 연구와 연결될 수 있다. 아울러 태양계와 은하 환경을 이해할 수 있다. 성간 물체의 존재 자체가 은하 내에서 천체들이 얼마나 자주 방출되고 이동하는지를 이해하는 데 도움을 준다. 이를 통해 태양계가 다른 항성계와 어떤 영향을 주고받는지를 파악할 수 있으며, 태양계가 속한 은하 환경의 역학을 연구할 수 있다. 오르트 구름은 어디에 위치하나? 연구팀은 이러한 가상의 성간 침입자(천체)들은 '오무아무아'나 '보리소프 혜성'과는 달리 태양의 중력에 영구적으로 붙잡혀 대부분 태양계 가장자리 근처의 거대한 혜성 및 소행성 저장소인 오르트 구름에 존재할 가능성이 높다고 봤다. 따라서 발견하기가 거의 불가능하다는 것. 지금은 사라진 오무아무아와 보리소프 혜성은 우리 우주 주변을 고속으로 항해하는 모습이 발견돼 성간 공간에서 유래했음을 확인했다. 오르트 구름(Oort Cloud)은 태양계를 둘러싸고 있는 가상의 천체 집합체로, 혜성의 기원지로 추정된다. 태양으로부터 약 2,000~100,000 AU(천문단위) 정도 떨어진 구간에 존재한다고 여겨지며, 이는 태양과 가장 가까운 별(프록시마 센타우리)까지 거리의 약 1/4에 해당한다. 이 개념은 1950년 네덜란드 천문학자 얀 오르트(Jan Oort)가 장주기 혜성(공전 주기 200년 이상)의 궤도를 분석하면서 제안했다. 오르트 구름은 구형의 구조로 태양을 중심으로 모든 방향에 퍼져 있기 대문에 혜성이 다양한 방향에서 태양계로 들어올 수 있다. 오르트 구름은 아직 직접 관측된 적은 없지만, 수많은 혜성이 태양계 바깥 먼 곳에서 유입되는 것으로 보아 존재할 가능성이 크다고 여겨진다. 미 항공우주국(나사·NASA)의 지금은 사라진 카시니 탐사선을 포함한 여러 우주선도 이전에 태양계를 흐르는 작은 성간 먼지 입자를 감지했다. 카시니 탐사선은 나사와 유럽우주국(ESA)이 공동 개발한 토성 무인탐사선으로 2004년 7월 토성 궤도에 진입해 본격적으로 탐사를 시작했으며, 약 13년 동안 토성을 300여 차례 공전하면서 방대한 데이터를 보낸 뒤 2017년 7월 토성의 대기권으로 진입해 임무를 종료했다. 연구진은 또한 작은 입자들이 알파 센타우리에서 태양계로 이동하는 방식을 시뮬레이션했다. 연구진은 100마이크로미터(0.004인치) 이상의 입자는 이론적으로 두 항성계 사이를 이동할 수 있으며, 이 입자 중 약 10개가 매년 지구 대기에서 불타면서 유성으로 소멸할 것으로 추정했다. 태양계와 가까운 이웃, 알파 센타우리 알파 센타우리는 알파 센타우루스 A와 알파 센타우루스 B(두 별은 쌍성계를 이루며 서로 공전하는 태양과 유사한 별임), 그리고 이 쌍성계를 도는 더 작은 적색 왜성인 프록시마 센타우루스(Proxima Centauri)의 세 개의 별로 구성되어 있다. 프록시마 센타우루스는 지구에서 가장 가까운 별로 약 4.25광년 떨어져 있으며, 프록시마 센타우루스 b로 알려진 행성이 확인된 유일한 항성이다. 연구에 따르면 알파 센타우리에서 나온 물질이 잠재적으로 대량으로 존재한다. 그렉과 비거트는 "오르트 구름 내에 직경 100m 이상인 알파 센타우리 입자의 현재 수는 10⁶개 또는 100만 개"라고 적었다. 하지만 이런 물체들은 감지하기가 극히 힘들다. 두 연구원은 "이러한 천체의 관측 가능한 비율은 낮은 수준이며 태양으로부터 10AU 이내에 존재할 확률은 백만 분의 1에 불과하다"고 설명했다. 전체 항성계는 현재 우리를 향해 이동하고 있으며 약 28,000년 후에 태양에 가장 가까워진다. 연구진은 이때 두 항성계 사이의 간격이 크게 줄어들기 때문에 태양계로 들어오는 물체의 수가 기하급수적으로 증가할 것이라고 밝혔다. 연구진은 또한 우리 태양계에서 방출되는 물질의 비율이 알파 센타우리와 매우 유사할 것이라고 추정했다. 이는 우리 우주 이웃에서 유래한 비슷한 수준의 성간 물질이 우리 이웃 별들에 포획되고 있음을 의미한다. 연구진은 "알파 센타우리와 태양계 사이의 물질 전달 방식을 더 잘 이해하는 것은 항성계의 상호 연결성과 은하 전체의 물질 교환 가능성을 탐구하는 새로운 길을 열어준다"고 논문에 적었다. 이번 연구는 우리 태양계가 고립되어 있지 않다는 구체적인 예를 보여준다. 항성계의 물질이 서로 자유롭게 이동할 수 있다면 행성 형성 과정에 대한 또 다른 이해의 문을 열어줄 수 있다. 두 연구원은 논문에서 "알파 센타우리에서 태양계로 물질이 이동될 수 있는 메커니즘에 대한 철저한 이해는 항성 간 수송에 대한 우리의 지식을 심화시킬 뿐만 아니라 항성계의 상호 연결성과 은하계 전체에 걸친 물질 교환의 잠재력을 탐구하기 위한 새로운 경로를 열어준다"고 강조했다. 성간 물체의 발견은 태양계 외부 물질의 직접적인 연구 기회를 제공하며, 행성계 형성 과정, 우주 생명체 기원, 항성 간 여행 가능성, 외계 문명 탐색 등 다양한 분야에서 중요한 과학적 의미를 갖는다. 앞으로 더 많은 성간 물체가 발견된다면, 인류의 우주 이해는 더욱 깊어질 것으로 보인다.
- 포커스온
2025-02-18 11:05:00
[글로벌 핫이슈] AI 판도라의 상자 열렸다⋯딥시크, 미중 AI 대격돌 촉발

중국 인공지능(AI) 스타트업 딥시크(DeepSeek)가 선보인 놀라운 기술력에 전 세계가 주목하고 있다. 딥시크의 등장은 미국과 중국 간 AI 경쟁에 새로운 불을 지폈다는 평가가 나온다. 지난달 딥시크는 새로운 AI 모델을 개발하는 데 600만 달러 미만의 비용이 들었다는 내용의 기술 논문을 발표해 업계를 놀라게 했다. 이는 빅테크 기업들이나 오픈AI, 앤스로픽과 같은 서구 AI 연구소들이 수십억 달러를 쏟아붓는 것과 비교하면 엄청나게 적은 금액이다. 크리스 레한느 오픈AI 글로벌 업무 총괄은 딥시크의 저비용 모델에 대해 "미국 주도의 소규모 민주적 AI와 중국 공산당이 주도하는 독재적, 권위주의적 AI 간에 매우 실제적인 경쟁이 있다는 것을 보여준다"고 평가했다. 물론 딥시크 모델의 검열 문제도 지적되고 있다. 1989년 천안문 광장 학살과 같은 민감한 주제에 대해 질문하면 딥시크 AI 비서 앱은 "죄송합니다. 그것은 제 현재 범위를 벗어납니다. 다른 것에 대해 이야기합시다"와 같이 회피하는 모습을 보인다. 그럼에도 불구하고 딥시크가 AI 분야에서 중국의 저력을 보여줬다는 사실은 분명하다. 프랑스 AI 액션 서밋에 참석한 여러 주요 기술 기업 임원들은 딥시크의 등장이 "AI 혁신에 관해서 중국을 무시할 수 없는 중요한 플레이어임을 보여준다"고 입을 모았다. 링크드인 공동 창업자이자 벤처 캐피털 회사 그레이락 파트너스(Greylock Partners)의 파트너인 리드 호프만은 딥시크의 새로운 모델에 대해 "게임이 시작되었음을 보여주는 큰 의미가 있다"며 "중국과의 경쟁이 시작되었다"고 말했다. 전략 자문 회사 더 지오폴리티컬 비즈니스(The Geopolitical Business)의 설립자인 아비슈르 프라카쉬는 "미국이 세계 기술의 선장이라는 가정된 지위는 더 이상 받아들여질 수 없는 믿음"이라며 "미국과 중국 사이의 간격이 거의 하룻밤 사이에 좁혀졌다"고 분석했다. 하지만 딥시크가 오픈AI에 실질적인 위협이 될지는 아직 미지수다. 딥시크의 AI 기술이 인상적인 것은 사실이지만, 일각에서는 딥시크가 주장하는 비용에 대한 의문도 제기되고 있다. 반도체 조사 회사 세미어낼리시스(SemiAnalysis)의 보고서는 딥시크의 하드웨어 지출이 회사 역사상 "5억 달러 이상"일 것으로 추정했다. 또한 딥시크의 연구 개발 비용과 소유권 관련 비용이 상당하며, 모델 훈련을 위한 "합성 데이터" 생성에는 "상당한 양의 컴퓨팅"이 필요하다는 사실도 밝혀졌다. 일부 기술 전문가들은 딥시크가 더 큰 미국 AI 시스템에서 모델을 훈련함으로써 높은 수준의 성능을 달성할 수 있었을 것이라고 추측한다. 오픈AI는 딥시크가 자사 모델의 출력 데이터를 "부적절하게" 사용하여 AI 모델을 개발했을 수 있다는 보고서를 검토 중이라고 밝히기도 했다. "증류"라고 하는 방법이다. 리드 호프만은 "딥시크에 대한 대부분의 시장의 두려움은 사실 잘못된 것"이라며 "여전히 대규모 모델이 필요하다. 대규모 모델에서 증류되었다"고 지적했다. AI 비디오 플랫폼 신세시아(Synthesia)의 CEO인 빅터 리파르벨리는 "딥시크가 더 나은 모델을 구축하는 유일한 방법은 무차별적인 확장이라는 패러다임에 도전했다"면서도 "기업들이 갑자기 AI 워크로드의 상당 부분을 딥시크로 옮길 것이라는 생각은 잘못"이라고 꼬집었다. 시그널 재단(Signal Foundation)의 회장인 메러디스 휘태커는 딥시크의 개발이 "현 단계에서 권력 집중이나 지정학적 균형을 크게 흔들지는 않을 것"이라며 "효율성 향상을 통해 축소되지 않는 '더 큰 것이 더 좋다'는 패러다임이 이러한 집중을 주도하고 있다는 것을 인식해야 한다"고 강조했다. 딥시크의 등장은 AI 시장에 상당한 파장을 일으킬 것으로 예상된다. 딥시크가 제시한 저비용 고효율 모델은 기존의 AI 개발 방식을 뒤흔들고 있으며, 이는 미중 AI 패권 경쟁을 더욱 심화시키는 요인으로 작용할 것이다. 하지만 딥시크가 오픈AI와 같은 선두 기업들을 따라잡기 위해서는 극복해야 할 과제도 많다. 딥시크 모델의 검열 문제와 비용 문제에 대한 논란은 여전히 해결해야 할 숙제이며, 딥시크가 지속적인 기술 혁신을 통해 경쟁력을 유지해야 한다는 과제도 안고 있다. 그럼에도 불구하고 딥시크의 등장은 AI 시장에 새로운 활력을 불어넣고 있다는 점에서 긍정적인 평가를 할 수 있다. 딥시크를 비롯한 다양한 AI 스타트업들의 경쟁은 AI 기술 발전을 가속화하고, 소비자들에게 더 다양한 선택지를 제공할 것으로 기대된다.
- IT/바이오
- AI
2025-02-18 05:55:00
[먹을까? 말까?(91)] 요구르트 주 2회 섭취, 특정 대장암 위험 20% 감소 효과

하버드 의대 연구진이 요구르트 섭취와 특정 대장암 발병 위험 감소 사이의 연관성을 밝혀낸 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 젊은 층의 대장암 발병률 증가 추세에 대한 우려가 커지는 가운데 나왔으며, 장내 세균과 대장암의 상관관계에 대한 새로운 시각을 제시한다. 12일(현지시간) 데일리 메일에 따르면 대장암은 미국에서 2010년부터 2030년까지 발병률이 거의 두 배로 증가할 것으로 예상될 정도로 젊은 층에서 급증하고 있다. 전문가들은 그 원인을 찾기 위해 노력하고 있으며, 장내 유해 세균에 대한 평생 노출이 대장암 세포 성장을 자극한다는 이론이 유력하게 거론되고 있다. 이러한 상황에서 하버드 대학 연구진은 일주일에 최소 2회 요구르트를 섭취하는 사람들이 세균으로 인해 발생하는 대장암 위험을 20%까지 낮출 수 있다는 사실을 발견했다. 연구진은 섬유질 소화를 돕고 감염을 막는 역할을 하는 유익균인 비피도박테리움으로 인해 발생하는 대장암 종양에 주목했다. 과도한 비피도박테리움은 대장 염증을 유발하여 세포를 손상시키고 비정상적인 성장을 초래해 암을 유발할 수 있다. 연구진은 요구르트와 같은 발효 식품에 함유된 건강한 세균(비피도박테리움 포함)이 장내 유해 세균의 양을 줄여 세균으로 인한 대장암 위험을 감소시킬 수 있다고 본다. 학술지 '장 미생물(Gut Microbes)'에 발표된 이번 연구는 간호사 건강 연구(NHS) 및 의료 전문가 후속 연구(HPFS) 데이터베이스의 13만 2056명의 의료 종사자의 건강 데이터를 분석했다. 환자의 평균 연령은 60~65세였으며, 환자의 3분의 2는 여성이었다. NHS 참가자는 1976년부터 2016년까지, HPFS 참가자는 1986년부터 2016년까지 추적 관찰됐다. 참가자들은 매주 섭취하는 일반 및 가향 요구르트의 양을 포함하여 식단 및 생활 방식 요인에 대한 정기적인 설문지를 작성했다. 연구팀은 3079명의 환자가 대장암으로 진단받았으며, 종양 조직 샘플을 채취하여 세균을 조사했다. 1121건의 사례에서 세균 정보를 찾을 수 있었다. 1121건 중 31%의 종양(346건)에서 비피도박테리움 양성 반응이 나타났다. 요구르트 섭취는 비세균 대장암 위험에 아무런 차이를 만들지 못했지만, 주당 최소 2회 섭취는 비피도박테리움 양성 대장암 위험을 20% 낮추는 것으로 나타났다. 그러나 연구 결과, 유전적 요인, 비만, 화학 물질 노출과 같은 다른 요인으로 인해 발생하는 대장암 위험 감소와 요구르트 섭취 사이의 연관성은 발견되지 않았다. 매사추세츠 종합 병원의 임상 및 중개 역학 부서 책임자인 앤드류 T. 찬 박사는 "이번 논문은 식단, 장내 미생물군, 대장암 위험 사이의 연관성을 보여주는 증거가 늘어나는 데 기여한다"며 "젊은 층의 대장암 위험에 있어 이러한 요인들의 특정 역할을 조사할 수 있는 추가적인 통로를 제공한다"고 말했다. 미국 암 학회는 올해 15만 4000명 이상의 미국인이 대장암에 걸릴 것이며, 5만 3000명 미만이 사망할 것으로 추정한다. 영국에서는 매년 4만 4000명이 진단을 받고 약 1만 6800명이 사망한다. 존스 홉킨스 대학의 최근 연구 결과에 따르면, 세균은 가족력이 없는 대장암 환자의 절반 이상에게서 중요한 역할을 할 수 있는 것으로 나타났다. 브리검 여성 병원의 공동 수석 저자이자 병리학자인 도모타카 우가이 박사는 "요구르트와 기타 발효 유제품이 위장 건강에 유익하다는 것은 오랫동안 믿어져 왔다"며 "이번 새로운 연구 결과는 이러한 보호 효과가 비피도박테리움 양성 종양에 특이적일 수 있음을 시사한다"고 말했다. 전문가들은 요구르트가 특정 대장암 위험을 정확히 어떻게 낮추는지 확인하기 위한 추가 연구가 필요하다고 말했지만, 요구르트의 건강한 세균이 비피도박테리움을 포함하여 장내 미생물군의 세균을 변화시킬 수 있다고 추측했다. 요구르트에는 건강한 소화를 촉진하는 것으로 밝혀진 여러 형태의 활성 세균으로 구성된 프로바이오틱스가 함유되어 있다. 프로바이오틱스는 장내 건강한 세균의 균형을 맞추는 것 외에도 장 염증을 줄여 암세포 형성 위험을 낮추는 것으로 밝혀졌다. 요구르트의 프로바이오틱스는 대변을 더 부드럽게 만들어 변비를 줄이는 데 도움이 될 수도 있다. 이는 대변이 대장에 머무는 시간을 줄여 유해 세균이 퍼질 가능성을 줄인다. 한편, 이번 연구의 한 가지 단점은 주로 50~60세 사이의 환자에게 초점을 맞추어 조기 발병 대장암에 대한 데이터가 제한적이라는 점이다. 브리검 여성 병원 분자 병리학 역학 프로그램 책임자인 슈지 오기노 박사는 "이번 연구는 요구르트의 잠재적 이점에 대한 독특한 증거를 제공한다"며 "우리 연구실의 접근 방식은 장기적인 식단 및 기타 노출을 특정 세균 종의 존재 유무와 같은 조직의 가능한 주요 차이점과 연결하려고 노력하는 것이다. 이러한 종류의 조사 작업은 식단과 건강 결과 사이의 연관성에 대한 증거의 강도를 높일 수 있다"고 말했다.
- 생활경제
2025-02-14 10:28:00
[글로벌 핫이슈] 인공지능(AI) 의존, 비판적 사고력 저하 초래 가능성 제기

인공지능(AI)에 대한 의존도가 높아짐에 따라 인간의 비판적 사고 능력이 저하될 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 카네기 멜론 대학교와 마이크로소프트가 공동으로 진행한 이번 연구는 319명의 '지식 노동자'를 대상으로 업무 현장에서의 생성형 AI 활용 경험을 설문 조사했다. 연구진은 사회복지사부터 프로그래머까지 다양한 직군의 전문가들에게 AI 도구 사용 사례와 그 과정에서 요구되는 비판적 사고의 정도를 묻고, 900건 이상의 실제 AI 활용 사례를 분석했다. 논문에 인용된 일부 작업으로는 학교에서 손 씻기에 대한 프레젠테이션을 위한 이미지를 만드는 데 AI 이미지 생성기 DALL-E를 사용하는 교사, 챗GPT를 사용해 '기술을 연마하기 위한 새로운 리소스와 전략에 대한 권장 사항을 생성'하는 상품 거래자, '신규 진단된 당뇨병 환자를 위한 챗GPT에서 생성된 교육 팜플렛'을 검증한 간호사 등이 포함됐다. 연구 결과, AI의 정확성에 대한 신뢰도가 높은 사용자일수록 비판적 사고를 덜 사용하는 경향이 나타났다. 반면, AI 기술에 대한 신뢰도가 낮은 사용자는 AI 결과물을 검토하는 과정에서 더 많은 비판적 사고를 활용하는 것으로 분석됐다. 연구진은 "데이터 분석 결과, 지식 노동자들이 생성형 AI를 사용하면서 업무 수행 방식이 실행에서 감독으로 전환되는 경향을 보였다"며, "AI가 효율성을 향상시킬 수 있지만, 특히 일상적이거나 중요도가 낮은 업무에서 사용자들이 AI에 단순히 의존하게 되면서 비판적 참여를 감소시킬 수 있으며, 이는 장기적인 의존성과 독립적인 문제 해결 능력 저하에 대한 우려를 낳는다"고 지적했다. 연구팀은 AI 사용이 창의성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 사실을 발견했다. AI 도구를 사용하는 작업자들이 자신의 인지 능력에 의존하는 사람들에 비해 '동일한 작업에 대해 덜 다양한 결과물'을 생성해내는 것으로 나타났다. 연구진은 계산기나 GPS 지도와 같은 새로운 기술이 인지적 작업을 '오프 로딩'함으로써 일상 업무에 도움을 주었지만, 이번 연구 결과는 AI가 인간의 인지 능력을 대체할 수 있다는 일각의 주장에 대한 우려를 제기한다고 밝혔다. 연구팀은 "자동화의 핵심 아이러니는 일상적인 작업을 기계화하고 인간 사용자에게 예외 처리를 맡기면 사용자가 판단을 연습하고 인지 근육을 강화할 수 있는 일상적인 기회를 박탈하고 예외가 발생했을 때 위축되고 준비 되지 않은 상태로 방치되는 점"이라고 적었다.
- IT/바이오
2025-02-12 14:20:00
중국 AI 스타트업 딥시크, AGI 인재 대거 영입…글로벌 경쟁 본격화

중국 인공지능(AI) 스타트업 딥시크가 범용인공지능(AGI) 개발을 위한 인재 영입에 박차를 가하고 있다. 연합뉴스는 11일 블룸버그통신을 인용해 딥시크는 최근 데이터 전문가, 딥러닝 연구원, 법률 책임자 등 6명 이상의 AGI 관련 인력을 모집하는 채용 공고를 냈다고 전했다. AI 학회 논문 발표 경험이 있거나 오픈소스 프로젝트 참여자는 우대한다. 딥시크는 기존 AI 모델 'R1'을 통해 비교적 저렴한 비용으로 수준급 AI를 개발하며 주목받았다. 하지만 보안 우려가 제기되면서 뉴욕과 텍사스 등 미국 주요 주정부는 딥시크의 AI 애플리케이션 사용을 금지했다. 한국에서도 정부 부처와 금융권을 중심으로 딥시크 접속 차단이 확산되고 있다. [미니해설] 딥시크, AGI 인재 대거 영입⋯AI 패권 경쟁 가속화 중국 AI 스타트업 딥시크가 범용인공지능(AGI) 분야의 인재 영입을 강화하며 글로벌 AI 시장에서의 입지를 확대하고 있다. 하지만 미국과 한국을 포함한 주요국들이 보안 우려를 이유로 딥시크의 서비스 차단에 나서면서 논란이 커지고 있다. 10일(현지시간) 블룸버그통신에 따르면 딥시크는 최근 데이터 전문가, 딥러닝 연구원, 법률 담당 최고 책임자 등 6명 이상의 AGI 관련 인력을 모집하는 채용 공고를 냈다. 딥러닝 연구원의 경우 업계 경진대회 우수 성적자를 우대하며, AI 학회 논문 발표자나 오픈소스 프로젝트 참여자에게도 가산점을 부여한다. 법률 책임자는 AGI 관련 규제 및 거버넌스 구축을 지원하며 정부 기관 및 연구소와 협력하는 역할을 맡는다. 딥시크는 AI 인턴도 채용 중이며, 일당 70달러(약 10만 원)를 지급할 예정이다. AGI는 특정 분야에 한정된 기존 AI와 달리 다양한 작업을 수행할 수 있는 범용적 인공지능으로, 오픈AI, 구글, 앤스로픽 등이 개발을 추진 중이다. 오픈AI의 샘 올트먼 CEO와 소프트뱅크의 손정의 회장도 AGI를 AI 업계의 '성배'로 평가하며 중요성을 강조한 바 있다. 딥시크의 성장⋯R1 모델로 AI 시장에 충격 딥시크는 지난해 AI 모델 'R1'을 공개하며 글로벌 AI 시장에 큰 반향을 일으켰다. R1은 미국 빅테크 기업들이 천문학적인 비용을 들여 개발한 AI 모델에 비해 저렴한 비용으로 제작됐으며, 오픈소스 방식을 채택해 누구나 자유롭게 코드를 수정할 수 있도록 했다. AI 개발 비용과 접근성을 낮추면서도 뛰어난 성능을 보유한 R1은 출시 직후 업계의 큰 관심을 받았다. 딥시크는 이러한 경쟁력을 바탕으로 AI 기술력을 지속적으로 강화하며 글로벌 시장에서의 입지를 확대하려 하고 있다. "딥시크 과장됐다⋯과학진보 없어" 한편, 지난해 노벨화학상을 수상한 데미스 허사비스 구글 딥마인드 CEO는 딥시크의 인공지능 모델이 "아마도 중국에서 나온 최고의 작품"이라면서도 "새로운 과학적 진보는 없었다"고 평가했다고 미 경제 매체 CNBC가 9일(현지시간) 보도했다. 허사비스 CEO는 프랑스 파리에서 열리는 AI 국제 정상회의를 앞두고 구글 주최 행사에서 딥시크가 "매우 훌륭한 엔지니어링을 할 수 있으며 지정학적 규모에서 상황을 변화시킬 수 있음을 보여준다"고 말했다. 하지만 기술적 관점에서 볼 때 큰 변화는 아니라고 했다. 허사비스 CEO는 "실제로 새로운 과학적 진보는 없으며 (AI 분야에서 이미) 알려진 기술을 사용하고 있다"면서 딥시크를 둘러싼 열풍(hype)이 "약간 과장됐다"고 평가했다. 그는 인간 수준 또는 그 이상의 범용인공지능(AGI)의 등장 시기와 관련해서는 "가까이 와 있다고 생각한다"면서 5년 정도 남았을지도 모른다고 했다. 또 사회가 이에 대비해야 한다면서 "그것으로부터 우리가 혜택을 얻고 사회 전체가 혜택을 누리도록 하는 동시에 일부 위험은 완화해야 한다"고 말했다. 미국·한국, 보안 우려 이유로 딥시크 차단 그러나 딥시크의 성장과 함께 보안 우려도 커지고 있다. 캐시 호컬 뉴욕 주지사는 10일(현지시간) "뉴욕 공무원들은 주정부 기기에서 딥시크의 AI 애플리케이션을 다운로드할 수 없다"고 발표했다. 호컬 주지사는 "공공의 안전이 최우선 과제"라며 "뉴욕은 사이버 위협과 국가가 후원하는 검열로부터 데이터를 보호하기 위해 싸울 것"이라고 강조했다. 앞서 1월 31일 그렉 애보트 텍사스 주지사는 미국 정부 최초로 주정부 기기에서 딥시크 사용을 금지했다. ABC뉴스는 "딥시크의 프로그램에는 사용자 데이터를 중국 정부에 직접 전송할 가능성이 있는 코드가 포함되어 있다"는 전문가들의 분석을 전하며 보안 위험성을 제기했다. 한국에서도 딥시크 접속 차단 조치가 확산하고 있다. 지난 5일부터 외교부, 국방부, 산업통상자원부를 비롯한 주요 부처가 딥시크 접속을 차단했으며, 이후 과학기술정보통신부, 농림축산식품부, 보건복지부 등 다수의 부처도 동참했다. 금융권과 기업에서도 딥시크 차단 조치가 잇따르고 있다. 한국거래소는 지난달 말 딥시크 접속을 차단했고, 금융투자협회도 지난 6일부터 같은 조치를 시행했다. 증권업계에서도 미래에셋증권을 비롯해 교보증권, 신한투자증권, 대신증권, 하나증권, IBK투자증권, LS증권, 다올투자증권, iM증권, 메리츠증권, 키움증권 등이 차단 조치에 동참했다. 현대차·기아도 지난 7일 딥시크 차단 방침을 결정했다. 현대차그룹은 곧 해외 사업장에서도 딥시크 접속을 차단할 계획이다. 딥시크 차단 움직임이 확산되면서 국내에서 앱 사용자 또한 급감했다. 지난 9일 아이지에이웍스 모바일인덱스에 따르면 딥시크 앱 일간 사용자 수는 지난달 28일 19만1556명으로 정점을 찍은 뒤, 차단 움직임이 본격화된 지난 4일의 경우 일간 사용자는 7만4688명에 불과했다. 딥시크 신규 설치는 4일의 경우 2만452건으로 저조했다. 딥시크, AI 패권 경쟁에서 살아남을까? 딥시크는 AI 연구원 연봉으로 최대 126만 위안(약 2억5000만 원)을 내걸며 인재 유치에 박차를 가하는 한편, 최고운영책임자(COO)와 최고재무책임자(CFO) 채용 공고도 내며 사업 확장을 지속하고 있다. 하지만 미국과 한국을 포함한 주요국들이 보안 우려를 이유로 딥시크의 사용을 금지하면서 향후 글로벌 AI 경쟁에서 딥시크가 살아남을 수 있을지에 대한 의문이 커지고 있다. AGI는 차세대 AI 시장의 핵심 분야로, AI 업계의 미래를 좌우할 중요한 기술이다. 딥시크가 AGI 연구에 본격적으로 나서면서 향후 글로벌 AI 시장에서의 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다. 딥시크가 AI 패권 경쟁에서 살아남고 기술력을 입증할 수 있을지 귀추가 주목된다.
- IT/바이오
2025-02-11 11:07:00
[핫 이슈] 혹등고래, 인간과 유사한 방식으로 울음소리 학습

혹등고래가 인간이 언어를 배우는 것과 유사한 방식으로 노래(울음소리)를 배우는 것으로 밝혀졌다. 인류 언어는 다양한 형태를 띠지만, 보편적인 패턴을 따른다. 이러한 패턴은 문법과 통사보다 더 깊은 곳에 자리 잡고 있으며, 특정 단어의 사용 빈도와 단어 길이를 예측하는 통계 법칙에 뿌리를 두고 있다. 언어를 배우고 사용하기 쉽게 만드는 일종의 안전 장치로 볼 수 있다. 이스라엘의 예루살렘 히브리대학교와 스코틀랜드 세인트 앤드루스 대학교의 공동 연구팀은 고래의 울음소리에서도 이와 유사한 패턴을 발견했다. 이번 주 발표된 두 편의 새로운 연구는 인간과 고래가 먼 진화적 거리를 두고 있음에도 불구하고 소리를 통한 의사소통 문제에 대해 유사한 해결책을 찾아냈음을 보여준다. 해당 논문에 대해서는 사이언티픽 아메리칸, 뉴욕타임스, 더 타임스 등에서 심도 깊게 다루었다. 히브리대학교 심리학 교수이자 연구 논문의 공동 저자인 인발 아르논은 "이는 인간 언어를 다른 의사소통 체계와 완전히 다른 현상으로 생각할 것이 아니라, 공통점을 중심으로 사고해야 한다는 관점을 강화한다"고 말했다. 아르논 교수 팀은 남태평양 뉴칼레도니아에서 8년간 녹음된 혹등고래 노래를 분석한 결과, 인간 언어의 특징인 '지프(Zipf)의 빈도 법칙'을 따르는 것을 발견했다. 지프의 법칙은 단어 사용 빈도에 관한 수학적 법칙으로, 미국 언어학자인 조지 킹즐리 지프(George Kingsley Zipf, 1902~1950)이 제시한 것이다. 즉 가장 많이 사용하는 단어는 두 번째로 많이 쓰는 단어보다 두 배, 세 번째로 많이 쓰는 단어보다 세 배 더 많이 나타나는 식으로 빈도가 감소하는 현상이 지프의 법칙이다. 연구팀은 녹음 분석에 앞서 울음, 비명, 신음 등 다소 기이한 소리들의 연속에서 단어(의미는 없지만)와 유사한 부분을 식별해야 했다. 이는 마치 갓난아기가 겪는 어려움과 유사했다. 아르논 교수는 "인간 아기는 지속적인 음향 신호를 받으면 단어가 어디에 있는지 파악해야 한다"고 설명했다. 아기의 전략은 간단하다. 어른의 말에서 예상치 못한 소리 조합을 듣는 것이다. 그러한 조합을 발견할 때마다 단어 사이의 경계를 찾았을 가능성이 큰다. 이는 흔하지 않은 전환이 단어 내에서 발생할 가능성이 작기 때문이다. 놀랍게도 혹등고래는 아기가 말을 배우는 것과 동일한 방식을 사용하는 것으로 보인다. 연구진이 인간 아기와 마찬가지로 '전이 확률'을 기준으로 고래 노래를 분절했을 때, 지프의 빈도 법칙에 정확히 들어맞았다. 반면, 1,000개의 임의로 뒤섞인 데이터 요소는 일치하는 부분이 전혀 없어, 전이 확률 결과가 우연의 산물이 아님을 강력히 시사했다. 해당 연구 결과는 과학 저널 '사이언스'에 6일(현지시간) 게재됐다. 논문 공동 저자인 스코틀랜드 세인트 앤드루스 대학교의 고래 노래 전문가 엘렌 갈랜드는 "우리 모두 어안이 벙벙했다. 이러한 동일한 구조를 발견할 가능성이 있었지만, 실제로 발견할 것이라고는 생각하지 못했다"고 말했다. "고래, 인간 의사 소통의 핵심 요소 공유" 약 1억 년 전 살았던 땃쥐와 비슷한 공통 조상을 가진 고래와 인간에게서 동일한 의사소통 행동이 독립적으로 진화한 이유는 무엇일까? 지프의 빈도 법칙에 따른 단어 분포는 아기가 언어를 파악하는 데 도움이 되는 것으로 보인다. 에든버러 대학교의 인지 과학자 사이먼 커비는 "입력된 내용이 그러한 방식으로 구성되어 있으면 더 잘 배울 수 있다"고 말한다. 다시 말해, 언어의 구조는 주로 세대 간에 전달되는 방식의 결과이다. 연구진은 지프의 빈도 법칙이 인간뿐만 아니라 순차적인 음성 신호가 문화적으로 학습되는(개인 간에 전송되는) 다른 모든 곳에서도 나타날 수 있다고 추론했다. 커비는 그러한 집단에 "노래하는 새, 박쥐, 인간 외 영장류, 코끼리, 물범, 돌고래, 고래를 포함하는 이상하고 다소 잡다한 종들"이 포함된다고 말한다. 개에서 개구리, 물고기에 이르기까지 다른 모든 동물들은 유전적으로 프로그램된 신호를 통해 의사소통하는 것으로 여겨진다는 것이다. 고래 울음소리의 두 가지 추가적 특징 발견 지난 5일 '사이언스 어드밴시스'에 발표된 별도의 논문에서 미국 뉴욕에 있는 스토니브룩 대학교의 박사후 연구원 메이슨 영블러드는 고래 울음소리에서 두 가지 추가적인 특징의 증거를 발견했다. 하나는 '간결성 법칙'으로, 인간 언어에 적용될 때 더 흔한 단어일수록 더 짧아지는 경향이 있고, 그 반대도 마찬가지라는 것을 나타낸다. 다른 하나는 '멘제라스 법칙'으로, 문장과 같은 언어 구성물이 길수록 구성 요소(예: 문장의 절)는 더 짧아진다는 것을 의미한다. 두 패턴 모두 혹등고래 노래에서 특히 강하게 나타났으며, 다른 다양한 종에서도 나타났다. 이러한 법칙들은 모두 효율성에 관한 것이다. 영블러드는 동물들이 "최소한의 시간과 에너지로 최대한 많은 정보를 전달하는 방법"을 설명한다고 말했다. 연구팀, 지나친 해석 경계 인간 언어와의 비교가 유혹적일 수 있지만, 연구진은 이러한 유사점을 지나치게 해석하는 것을 경계한다. 갈랜드는 "고래 노래는 언어가 아니다"라고 단호하게 선을 그으며, 대부분의 전문가들이 고래의 '단어'가 의미를 전달하지 않는다는 데 동의한다고 언급했다. (음악도 마찬가지다. 하지만 지프의 빈도 법칙은 거기에도 나타난다.) 혹등고래의 노래와 인간 언어의 유사점에 관해서는 놀라울 정도이다. 두 연구에 모두 참여하지 않은 세인트 앤드루스 대학교의 생물학자 루크 렌델은 이러한 발견이 "진화가 특정 유형의 학습에 수렴하거나 제약될 수 있다는 것에 대해 다소 심오한 것을 우리에게 말해주는 것일 수 있다"고 했다. 즉, 모든 종에서 복잡한 의사소통의 가능성 범위를 알려줄 수 있다는 것이다. 마찬가지로 커비는 지프의 빈도 법칙(그리고 아마도 다른 언어 법칙들)이 "문화적으로 진화한 시스템의 일종의 지문"일 수 있으며, 동물이 문화적 학습의 문턱을 넘은 곳이라면 어디든지 존재할 수 있다고 제안했다. 그는 "인지 시스템 조직의 매우 기본적인 특징일 가능성이 크다"고 덧붙였다.
- 포커스온
2025-02-07 13:12:00
중국, '반도체 설계 올림픽' ISSCC 2025 지배…미국 압도하는 40% 논문 채택률

중국의 반도체 회로 설계 역량이 무서운 속도로 성장하고 있다. '반도체 올림픽'으로 불리는 세계 최고 권위의 반도체 집적회로 국제회의 'ISSCC 2025'(2025년 2월 16~20일, 미국 샌프란시스코)에 제출된 중국 관련 논문이 전체 채택 논문의 40%에 육박하는 86편을 차지하며 미국을 압도했다고 닛케이 테크 포사이트는 5일(현지시간) 보도했다. 2025년 ISSCC에 채택된 전체 논문 218편 중 중국(홍콩, 마카오 포함) 관련 논문은 86편으로 39.4%를 차지했다. 이는 2024년 ISSCC보다 10편 증가한 수치로, 중국 반도체 설계 기술의 급성장을 단적으로 보여준다. 한 일본 반도체 제조업체 관계자는 "매우 수준 높은 논문이 많았다"며 중국 논문의 수준에 혀를 내둘렀다. 1954년 시작된 ISSCC는 최첨단 반도체 기술 향연의 장으로, 세계적인 반도체 기업과 연구기관의 연구 개발 성과를 가늠하는 척도로 활용된다. 그런 만큼 중국의 높은 채택률은 중국의 반도체 설계 기술력이 이미 세계적 수준에 도달했음을 의미한다. 실제로 일본의 한 반도체 제조업체 관계자는 "중국의 반도체 설계 기술 수준이 매우 높아졌다"며 "일본은 위기감을 느껴야 한다"고 말했다. 반면, 일본의 ISSCC 채택 논문 수는 2023년 23편, 2024년 20편, 2025년 15편으로 계속 감소하는 추세다. 한때 세계 반도체 시장을 석권했던 일본의 위상이 중국에 밀리고 있는 것이다. 물론 미국의 저력도 여전하다. 미국은 ISSCC 2025에서 73편의 논문을 발표하며 중국에 이어 2위를 차지했다. 인텔, 엔비디아, AMD 등 세계적인 반도체 기업을 보유한 미국의 기술력은 여전히 막강하며, 중국은 아직 미국 기업과의 기술 격차를 극복해야 할 과제를 안고 있다. 중국의 반도체 설계 분야 급성장은 국가 차원의 전폭적인 지원 정책에 힘입은 결과다. 중국 정부는 '국가 집적회로 산업 발전 추진 요강'을 통해 대규모 투자를 단행하며 반도체 산업 육성에 박차를 가하고 있다. 하지만 한국의 현실은 암담하다. 삼성전자와 SK하이닉스라는 세계적인 메모리 반도체 기업을 보유하고 있음에도 불구하고, 시스템 반도체 설계 분야에서는 중국에 뒤처지는 모습이다. ISSCC 2025에서 한국 관련 논문은 11편에 불과했다. 일본의 한 반도체 설계 기술자는 "한국은 메모리 이외의 시스템 반도체 분야에서 중국의 맹렬한 추격을 받고 있다"고 우려를 표명했다. 물론 ISSCC 채택 논문 수 증가가 곧바로 해당 국가의 반도체 설계 기술력 향상으로 직결된다고 단정할 수는 없다. 하지만 중국이 ISSCC에서 높은 채택률을 기록하고 있다는 것은 중국의 반도체 설계 기술력이 빠르게 성장하고 있음을 방증한다. 한국은 메모리 반도체 분야의 강점을 바탕으로 시스템 반도체 설계 분야에서도 경쟁력을 강화하기 위한 노력이 필요한 시점이다.
- IT/바이오
2025-02-06 11:02:00
인체 장기 내 미세 플라스틱 축적 심화, 뇌 조직에서 고농도 검출

미세플라스틱이 인체 내 뇌 조직에서 다른 장기보다 더 많이 발견돼 충격을 주고 있다. 미국 뉴멕시코대학 연구진의 최근 연구에 따르면, 인체 내 미세플라스틱 축적이 심화되고 있으며, 특히 뇌 조직에서 높은 농도의 미세플라스틱이 검출돼 우려가 커지고 있다고 과학전문매체 사이언스얼럿과 abc뉴스 등 다수 외신이 4일(현지시간) 보도했다. 학술지 '네이처 메디신(Nature Medicine)'에 게재된 이번 연구는 지난해 수거된 뇌 조직 샘플이 약 10년 전 수거된 유사 샘플보다 훨씬 더 많은 미세플라스틱을 함유하고 있음을 보여준다. 이는 미세한 합성 입자가 시간이 지남에 따라 인체의 주요 기관에 축적된다는 사실을 시사한다. 뉴멕시코대 보건과학자 알렉산더 니하트(Alexander Nihart)와 연구진은 뇌 샘플에서 신장 및 간 샘플보다 더 높은 농도의 미세플라스틱이 검출됐음을 확인했다. 뉴멕시코대 건강과학센터, 오클라호마주립대, 듀크대, 콜롬비아 라 유니버시다드 델 발레엔칼리의 연구원들은 47구의 시체에서 뇌, 간, 신장 샘플을 분석했다. 연구 결과에 따르면 뇌 조직에서 발견된 미세플라스틱의 평균 양은 1g당 4800마이크로 그램이었다. 이는 표준 플라스틱 숟가락 하나와 맞먹는 양이다. 연구에 따르면 사람의 혈류 내에 이 정도의 미세플라스틱이 존재할 경우 어떤 구체적인 건강 위험이 초래될지는 아직 알수 없다고 한다. 1950년부터 2019년까지 약 90억 톤의 플라스틱이 생산되었으며, 이 물질들은 시간이 지나면서 미세한 조각으로 분해돼 전 세계적으로 확산되고 있다. 플라스틱이 작은 조각으로 떨어져나간 미세플라스틱은 크기가 최대 5mm에 달하며, 나노플라스틱은 그보다 더 작은 크기로 10억분의 1미터 단위로 측정한다. 연구진은 논문에서 "인위적으로 생성된 미세플라스틱과 나노플라스틱의 환경 내 농도는 지난 반세기 동안 기하급수적으로 증가했다"고 밝혔다. 연구에 따르면 플라스틱 용기부터 바닥재, 의료기기에 이르기까지 모든 것에서 발견되는 가장 흔한 플라스틱인 폴리에틸렌이 뇌 샘플에서 발견된 미세 플라스틱의 75%를 차지했다. 미세플라스틱, 뇌 보호막도 침투 인체 조직에 축적된 플라스틱 입자의 장기적인 영향과 잠재적 누적 효과는 아직 명확히 밝혀지지 않았지만, 우려할 만한 연구 결과들이 속속 제시되고 있다. 미발표 연구에서는 태반 내 미세플라스틱이 조산과 연관된 것으로 나타났으며, 쥐를 대상으로 한 연구에서는 미세플라스틱이 뇌 혈관을 막는 데 영향을 미칠 수 있다는 결과도 보고됐다. 또 다른 연구에서는 흔히 사용되는 플라스틱 첨가제 노출이 수백만 건의 사망과 관련이 있다는 사실이 밝혀졌다. 니하트 연구진은 2016년과 2024년 부검을 통해 확보한 52개의 인체 조직 샘플을 분석한 결과, 모든 샘플에서 플라스틱 입자가 검출됐다고 밝혔다. 간과 신장 샘플의 플라스틱 양은 유사했으나, 뇌 샘플에서는 최대 30배 높은 농도의 플라스틱이 발견됐다. 이는 간과 신장이 체내 노폐물을 걸러내고 분해하는 역할을 수행하면서 순환하는 입자와의 접촉이 많아질 수 있다는 점을 고려할 때 뜻밖의 결과다. 특히, 뇌에는 유해 물질을 차단하는 혈액뇌관문이 존재함에도 불구하고 미세플라스틱이 축적된 사실이 확인돼 충격을 주고 있다. 치매 환자 뇌에서 플라스틱 농도 더 높아 연구진은 1997년부터 2013년까지 확보한 초기 뇌 샘플 데이터와 비교한 결과, 시간이 지남에 따라 플라스틱 농도가 증가하는 명확한 추세를 발견했다. 이는 환경 내 미세플라스틱과 나노플라스틱 농도의 급격한 증가가 인체 내에서도 반영되고 있음을 시사한다. 분석된 조직의 플라스틱 농도는 연령, 인종, 사망 원인과 무관했지만, 치매 진단을 받은 사람들의 샘플에서는 그렇지 않은 사람들보다 높은 농도의 플라스틱이 검출됐다. 연구진은 "뇌 조직 위축, 혈액뇌관문 손상, 노폐물 제거 기능 저하는 치매의 주요 특징이며, 이는 미세플라스틱과 나노플라스틱 농도를 증가시킬 수 있다"고 설명했다. 다만, 플라스틱 물질 축적이 건강 악화에 직접적으로 영향을 미치는지는 아직 확실하지 않다고 덧붙였다. 니하트 연구진은 미세플라스틱의 건강 영향을 규명하기 위한 추가 연구가 필요하다는 점을 강조하며, 이에 대한 연구자들의 관심이 더욱 필요하다고 촉구했다. 한편, 플라스틱 생산량은 지속적으로 증가하고 있으며, 인간은 일상적으로 플라스틱 조각을 흡수하고 있다. 영국 엑서터대 글로벌 개발 연구원 아담 하니에(Adam Hanieh)는 "플라스틱은 석유와 가스로부터 추출된 석유화학 제품"이라며, 2040년에는 플라스틱이 석유 수요 증가의 95%를 차지할 것으로 예상된다고 경고했다.
- ESGC
2025-02-05 15:36:00
[기후의 역습(117)] 기후 변화로 대도시 쥐 개체수 증가

기후 변화로 인한 기온 상승이 전 세계적인 도시 쥐 개체수 증가를 부추기고 있다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 리치먼드 대학교 연구팀이 세계적인 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재한 새로운 연구에 따르면 기후 변화로 인해 전 세계적으로 도시 쥐가 증가하고 있는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 온실가스 배출로 인해 2100년까지 도시 지역의 기온이 1.9도에서 4.4도까지 상승할 것으로 예상된다. 논문의 주저자인 리치먼드 대학교 생물학과 조너선 리치먼드 교수는 ABC 뉴스와의 인터뷰에서 "기온 상승은 겨울철 쥐의 생존율을 높이고, 먹이 섭취량 증가는 번식 횟수 증가로 이어져 개체수 증가를 가속화할 수 있다"고 설명했다. 리치먼드 교수는 또한 식물 감소, 인구 밀집, 쥐 방제 자원 부족 등이 북미 지역 여러 도시에서 쥐가 번성하는 데 기여하고 있다고 분석했다. 16개 도시 데이터 분석 결과⋯일부 도시에서는 개체수 감소 추세 보여 이번 연구는 전 세계 16개 도시의 공공 민원 및 조사 데이터를 분석한 결과, 대부분의 지역에서 쥐 개체수 증가 추세가 나타났음을 확인했다. 다만, 일부 도시에서는 쥐 개체수 관리에 성공적인 모습을 보였다. 미국 워싱턴 D.C.의 경우 쥐 개체수가 뉴욕시보다 1.5배 빠르게 증가하고 있는데, 이는 뉴욕시가 쥐 방지를 위한 효과적인 조치를 취하고 있기 때문으로 분석된다. 반면, 뉴올리언스와 일본의 도쿄는 강력한 쥐 방제팀과 시민 신고 시스템을 통해 쥐 개체수를 감소시키는 데 성공했다. 리치먼드 교수는 개체수가 감소하는 도시들이 일반적인 추세에서 벗어난 사례일 수 있다고 언급하면서, 도쿄의 경우 시민들이 소셜 미디어에 쥐 목격 사례를 공유하며 기업의 위생 관리를 압박하는 '공개 망신(name and shame)' 방식이 효과를 거두고 있다고 덧붙였다. 쥐 매개 질병 및 정신 건강 문제 야기⋯"통합 해충 관리 전략 필요" 쥐 개체수 증가는 다양한 문제를 야기한다. 리치먼드 교수는 "쥐는 50개 이상의 인수공통 병원균을 옮긴다"고 지적했다. 그는 "쥐는 사람들이 이러한 병원균과 그로 인한 질병에 걸릴 가능성이 매우 큰 매개체"라고 강조했다. 뉴욕시의 '쥐 황제(rat czar)'로 불리는 캐슬린 코라디 시 전역 쥐 방지 책임자는 쥐가 정신 건강에도 악영향을 미친다고 지적했다. 그는 "매일 쥐를 경험하는 것은 우울증 위험을 5배 이상 증가시킨다는 연구 결과가 있다"며 "저소득층 등에서 그 영향이 더욱 심각하게 나타난다"고 설명했다. "음식물 쓰레기 안전하게 처리해야 쥐 방지" 전문가들은 쥐 개체수 관리가 도시의 책임일 뿐 아니라 시민들의 참여 또한 중요하다고 강조했다. 리치먼드 교수는 "시민들은 자신의 주변에 쥐가 서식할 수 있는 환경을 만들지 않고, 음식물 쓰레기를 안전하게 처리하며, 쓰레기를 용기에 담아 버리는 등 일상생활에서 쥐 방지를 위해 노력해야 한다"고 말했다. 코라디 책임자는 음식물 쓰레기를 퇴비화하거나 처리하는 것이 쥐의 먹이 접근성을 차단하는 데 큰 도움이 된다고 덧붙였다. 뉴욕시는 쓰레기 용기 사용 확대와 시민 교육을 통해 쥐 문제에 적극적으로 대응하고 있으며, 시민들에게 쥐 없는 쾌적한 환경을 만드는 방법을 교육하는 '래트 팩(Rat Pack)' 프로그램을 운영하고 있다. 리치먼드 교수는 도시가 따뜻해짐에 따라 이러한 노력을 확대해야 한다고 경고하며 "덫과 살충제에만 의존하는 방식에서 벗어나 통합 해충 관리 개념을 도입해야 한다"고 강조했다. 그는 "살충제 미끼를 사용하는 대신 쥐가 서식할 수 있는 환경을 제거하는 데 집중해야 한다"고 덧붙였다.
- ESGC
2025-02-04 08:58:00
[퓨처 Eyes(68)] 양자 컴퓨터, '슈뢰딩거의 고양이' 품다

"어제의 꿈은 오늘의 희망이고, 내일의 현실이다." 20세기 초, 양자역학의 태동과 함께 등장한 '슈뢰딩거의 고양이'는 과학자들에게 끊임없는 탐구의 대상이었다. 죽어있는 동시에 살아있는 고양이라니! 이 기묘한 역설 속에 숨겨진 양자 세계의 비밀은 오랫동안 미지의 영역으로 남아있었다. 그러나 이제, 그 베일이 벗겨지려 한다. 호주 뉴사우스웨일스 대학교(UNSW) 연구팀이 안티몬 원자를 이용하여 양자 컴퓨터의 고질적인 문제였던 오류 발생 가능성을 획기적으로 줄이는 기술을 개발했기 때문이다. '슈뢰딩거의 고양이'를 현실 세계로 불러낸 이 연구는 양자 컴퓨터 개발에 있어 중대한 돌파구를 마련했으며, 인류에게 새로운 미래를 선사할 혁신의 씨앗이 될 것으로 기대된다. 지난 14일(현지시간) 네이처 피직스 저널에 게재된 이 연구는 1세기 넘게 과학계를 괴롭혀 온 양자역학의 난제인 '슈뢰딩거의 고양이'의 비밀을 밝히는 동시에, 양자 컴퓨팅의 가장 큰 걸림돌 중 하나였던 오류 수정 문제에 대한 새로운 해결책을 제시했다는 점에서 학계의 비상한 관심을 모으고 있다. 슈뢰딩거의 고양이, 현실이 되다 '슈뢰딩거의 고양이'는 양자역학의 불가사의한 특징을 설명하는 대표적인 사고 실험이다. 상자 속 고양이의 생사가 방사성 원자의 붕괴 여부에 따라 결정되는 이 실험에서, 양자역학적으로 고양이는 관찰되기 전까지 살아있는 상태와 죽은 상태가 중첩된 상태로 존재한다. 양자역학의 원리를 설명하기 위해 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 1935년에 고안한 사고 실험인 슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 해석이 가진 불완전함을 드러내기 위해 설계됐다. 이 실험의 원리는 다음과 같다. 상상 속의 밀폐된 상자 안에 고양이 한 마리가 들어 있다. 상자 안에는 방사성 물질과 연결된 독가스 장치가 함께 들어 있다. 방사성 물질은 1시간 내에 50% 확률로 붕괴할 수 있으며, 붕괴가 발생하면 독가스가 방출되어 고양이는 죽는다. 반대로 붕괴가 일어나지 않으면 고양이는 살아남는다. 이 실험의 핵심은 상자를 열기 전까지는 고양이가 살아 있는지, 죽어 있는지 알 수 없다는 점이다. 양자역학에 따르면, 상자를 열어보기 전까지 고양이는 살아 있는 상태와 죽어 있는 상태가 동시에 중첩되어 존재한다. 즉, 고양이는 동시에 살아 있으면서 죽어 있는 것이다. 슈뢰딩거는 이 사고 실험을 통해 양자역학의 '중첩' 개념에 의문을 제기했다. 거시세계에서 우리가 관찰할 수 있는 현실에서는 고양이가 죽었거나 살아 있거나 둘 중 하나의 상태만 존재한다. 중첩된 두 상태가 동시에 존재한다는 양자역학적 해석은 직관적으로 받아들이기 어렵기 때문이다. 연구팀은 안티몬 원자의 핵 스핀을 이용하여 이러한 '슈뢰딩거 고양이' 상태를 실제로 구현했다. 안드레아 모렐로 UNSW 교수는 "누구도 동시에 죽고 사는 상태의 실제 고양이를 본 적은 없지만, 슈뢰딩거의 고양이라는 비유는 큰 차이가 있는 양자 상태의 중첩을 설명하는 데 사용된다"고 설명했다. 안티몬(Sb, 원자번호 51)은 주기율표 15족에 속하는 준금속 원료로, 금속성과 비금속성을 모두 가진 독특한 특성이 있다. 기존 양자 컴퓨터는 '큐비트'라는 양자 정보 단위를 사용한다. 큐비트는 0 또는 1의 두 가지 상태를 갖는데, 외부 환경의 영향으로 쉽게 오류가 발생하는 문제점이 있었다. 하지만 안티몬 원자는 8개의 서로 다른 스핀 방향을 가질 수 있어 큐비트보다 훨씬 더 안정적인 양자 정보 저장 및 처리가 가능하다. 논문의 주 저자인 시 유(Xi Yu)는 "안티몬 원자는 '7개의 목숨'을 가진 슈뢰딩거 고양이와 같다"며 "0에서 1로 상태를 바꾸려면 7번의 연속적인 오류가 발생해야 하므로 양자 정보를 안전하게 보호할 수 있다"고 강조했다. 실리콘, 양자 컴퓨팅의 날개를 달다 연구팀은 안티몬 원자를 실리콘 양자 칩에 내장하여 양자 상태를 정밀하게 제어하는 데 성공했다. 다니엘 홈스 UNSW 박사는 "실리콘 기반 기술은 기존 컴퓨터 칩 제작 방식과 유사하게 확장될 수 있어 양자 컴퓨팅의 실용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 기대했다. 실리콘 기반 기술의 활용은 양자 컴퓨팅의 확장성을 높이는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 기존 반도체 산업의 인프라를 활용할 수 있다는 점에서 양자 컴퓨터의 대량 생산 및 상용화 가능성을 높일 수 있기 때문이다. 좀 더 자세히 설명하면, 현재 양자 컴퓨터 개발에는 극저온 환경 유지, 복잡한 제어 시스템 구축 등 까다로운 조건들이 필요하다. 하지만 기존 반도체 제조 공정을 활용하면 양자 컴퓨터를 보다 쉽게 제작할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼 위에 큐비트를 생성하고 제어하는 기술을 통해 대량 생산이 가능해지고, 이는 곧 양자 컴퓨터의 생산 비용 절감과 상용화 시기를 앞당길 수 있다는 것을 의미한다. 뿐만 아니라 실리콘은 이미 우리 주변의 전자 기기에 널리 사용되는 소재이기 때문에 안정성과 내구성이 검증되었다. 이러한 실리콘의 특징은 양자 컴퓨터의 안정적인 작동과 수명 연장에도 기여할 수 있다. 결과적으로 실리콘 기반 기술은 양자 컴퓨터를 연구실 밖으로 꺼내 우리 생활 속으로 가져올 수 있는 중요한 열쇠가 될 것으로 기대된다. 모렐로 교수는 "이번 연구는 양자 오류 감지 및 수정이라는 양자 컴퓨팅의 '성배'를 향한 중요한 발걸음"이라며 "앞으로 오류 수정 기술을 더욱 발전시켜 실용적인 양자 컴퓨터 개발에 박차를 가할 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 UNSW 시드니, 멜버른 대학교, 샌디아 국립 연구소, NASA 에임스 연구센터, 캘거리 대학교 등 다양한 기관의 국제 협력을 통해 이루어졌다. 모렐로 교수는 이를 "상호 보완적인 전문성을 갖춘 세계적 팀 간의 개방적 국경 협업의 훌륭한 사례"라고 평가했다. 양자 컴퓨터, 새로운 세상을 열다 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터와 달리 '큐비트'라는 양자 정보 단위를 사용한다. 큐비트는 0과 1의 값을 동시에 가질 수 있는 '중첩' 상태를 통해 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 속도로 연산을 수행할 수 있다. 다만 큐비트는 외부 환경에 민감하게 반응하여 오류가 발생하기 쉽다는 단점이 있다. 이번 연구에서 UNSW 연구팀은 안티몬 원자의 핵 스핀을 이용하여 큐비트를 구성했다. 안티몬 원자는 핵 스핀이 8개의 다른 방향을 가질 수 있어 0과 1뿐만 아니라 그 사이의 6개 값을 추가로 저장할 수 있다. UNSW의 양자 정보 연구원 벤자민 빌헬름은 "기존 큐비트는 스핀 업(1)과 스핀 다운(0) 두 가지 상태만 가지므로 스핀 방향이 바뀌면 0이 1로, 혹은 1이 0으로 바뀌는 오류가 발생한다"며 "그러나 안티몬 원자는 8개의 상태를 가지므로 하나의 오류가 발생하더라도 정보가 즉시 손상되지 않는다"고 덧붙였다. 안티몬 원자, 큐비트의 수호자 연구팀은 이러한 안티몬 원자의 특성을 "마치 고양이가 목숨이 아홉 개인 것처럼, 한 번의 작은 긁힘으로는 죽일 수 없다"는 속담에 비유하며 "우리의 비유적인 '고양이'는 목숨이 일곱 개나 된다. 0을 1로 바꾸려면 7개의 연속적인 오류가 발생해야 한다"고 설명했다. 안드레아 모렐로 교수는 "단일 또는 몇 개의 오류가 발생하더라도 정보가 즉시 스크램블되지 않는다"며 "오류가 발생하면 즉시 감지하고 추가 오류가 누적되기 전에 수정할 수 있다. 슈뢰딩거의 고양이 비유를 계속하자면 마치 우리 고양이가 얼굴에 큰 긁힘을 입고 집에 오는 것을 본 것과 같다. 고양이는 죽지는 않았지만 싸움에 휘말렸다는 것을 알 수 있다. 우리는 다시 싸움이 일어나 고양이가 더 다치기 전에 누가 싸움을 일으켰는지 찾아낼 수 있다"고 말했다. 이번 연구는 양자 컴퓨터의 오류 감지 및 수정 기술 개발에 중요한 발판을 마련했다는 평가를 받는다. 앞으로 더욱 안정적인 양자 컴퓨터 개발을 통해 의학, 재료 과학, 인공 지능 등 다양한 분야에서 혁신적인 발전이 이루어질 것으로 기대된다. 특히 신약 개발, 암 치료, 인공지능 개발 등 복잡한 문제 해결에 획기적인 전환점을 가져올 수 있을 것으로 전망된다. 양자 컴퓨터, 인류의 미래를 밝히다 이번 연구는 마치 판도라의 상자를 여는 열쇠처럼, 양자 컴퓨팅 시대의 문을 활짝 열었다. 안티몬 원자를 이용한 오류 수정 기술은 양자 컴퓨터 개발의 핵심 과제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 더욱 안정적이고 효율적인 양자 컴퓨터의 등장은 과학 기술 분야는 물론, 인류의 삶 전반에 걸쳐 혁명적인 변화를 가져올 것이다. 어쩌면 머지않아 우리는 양자 컴퓨터가 만들어낼 놀라운 미래를 직접 경험하게 될지도 모른다.
- 포커스온
2025-01-23 14:45:00
[먹을까? 말까?(89)] 탄산수, 체중 감량 효과는 "미미"

탄산수가 혈당 대사에 약간의 긍정적 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 영국 의학저널 'BMJ 영양, 예방 및 건강(BMJ Nutrition, Prevention & Health)'에 지난 21일(현지시간) 게재된 연구에 따르면, 탄산수가 포만감을 유도하고 혈당 흡수를 촉진해 체중 감량을 간접적으로 돕는 잠재력이 있으나, 그 효과는 미미한 수준이라고 CNN과 사이테크데일리 등 외신이 전했다. 일본 시조나와테에 있는 테세이카이 신경외과 병원 투석 센터의 의사인 연구 저자 아키라 타카하시 박사는 "효과적인 체중 감량에 지름길은 없다"면서 "규칙적인 운동과 균형 잡힌 식단이 여전히 체중 관리를 위한 필수 요소"라고 강조했다. 국제 식품영양건강 연구소(NNEdPro Global Institute)의 수만트라 레이 교수는 탄산수와 체중 감량 간의 연관성은 가설적 수준에 불과하며, 이를 검증하려면 추가 연구가 필요하다고 평가했다. 전문가들은 탄산수를 체중 관리의 독립적 해결책으로 과대평가하지 말 것을 당부했다. [미니해설] 탄산수와 체중 감량의 상관관계, 근거와 한계 탄산수가 체중 감량에 도움을 줄 수 있다는 연구가 발표되면서 이에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 전문가들은 이러한 효과가 제한적이며, 탄산수를 체중 관리의 주요 수단으로 간주해서는 안 된다고 경고한다. 탄산수는 포만감을 주어 공복감을 억제하고, 소화를 촉진하며 혈당 수치를 낮추는 것으로 알려져 있어 체중 감량 보조제로 여겨져 왔다. 일부 탄산수는 화산 가스가 천연 온천수에서 기포와 미네랄을 주입하여 생성되는 천연 탄산수이지만 대부분의 탄산수는 이산화탄소(CO₂)를 강한 압력으로 물에 주입하여 만들어진다. 탄산수의 체중 감량 메커니즘은 CO₂가 위벽을 통해 흡수된 후 중탄산염으로 전환되며, 적혈구 효소를 활성화해 포도당 사용을 가속화하는 데 있다. 그러나 이는 혈액 투석 과정과 비교할 때 포도당 감소 효과가 매우 미미하다는 지적이다. 또한 탄산수의 과다 섭취는 소화 장애를 악화시킬 가능성도 있어 주의가 필요하다. 탄산수의 체중 감량 메커니즘 탄산수는 일반적으로 포만감을 주어 식사량을 줄이는 데 기여하는 것으로 알려져 있다. 이번 연구는 한 걸음 더 나아가 탄산수의 CO₂가 체내 대사에 미치는 영향을 분석했다. 이번 논문의 연구 저자인 아키라 타카하시 박사는 "탄산수를 섭취하면 CO₂가 위의 혈관으로 흡수된다"고 설명했다. 연구에 따르면, 탄산수의 CO₂는 위벽을 통해 흡수된 뒤 적혈구에서 중탄산염(HCO3)으로 전환된다. 이 과정에서 적혈구 내 효소가 활성화돼 포도당 흡수 및 사용이 가속화된다. 이는 혈액 투석과 유사한 원리로 설명된다. 혈액 투석은 혈액 내 노폐물과 과도한 수분을 제거하는 과정으로, 혈액의 알칼리화를 유도하고 CO₂를 생성한다. 연구진은 이 과정에서 투석액의 포도당 수치가 감소하는 점을 주목했다. 이를 탄산수 섭취와 연관 지어, CO₂가 포도당 대사에 긍정적 영향을 미칠 가능성을 제기한 것이다. 체중 감량 효과는 제한적 그러나 연구진은 이러한 메커니즘이 체중 감량에 미치는 실제 영향은 미미하다고 강조한다. 예를 들어, 일반적인 4시간 혈액 투석 동안 약 48,000ml의 혈액이 여과되며, 이 과정에서 감소하는 포도당 양은 약 9.5g에 불과하다. 이를 탄산수 섭취로 전환해 보면, 체중 감량에 실질적으로 기여할 가능성은 낮다는 결론이다. 또한, 탄산수의 과다 섭취는 소화 시스템에 부정적 영향을 미칠 수 있다. 특히 민감한 위를 가진 사람들에게는 팽만감, 가스, 과민성 대장 증후군 등의 증상이 나타날 수 있다. 연구진은 적당량 섭취를 권장하며, 탄산수의 대사 효과를 극대화하려면 균형 잡힌 식단과 운동을 병행해야 한다고 덧붙였다. 체중 감량을 위한 현실적인 접근법 NNEdPro 글로벌 연구소의 수만트라 레이 교수는 이번 연구가 탄산수와 혈당 대사의 상관관계에 대한 새로운 근거를 제시했다고 평가했다. 그러나 그는 "잘 설계된 인간 중재 연구가 부족한 상황에서, 탄산수를 체중 감량의 예방적 또는 치료적 수단으로 권장할 수는 없다"고 지적했다. 그는 또 "탄산수는 체중 관리의 보조제로서 가능성을 보여주지만, 나트륨, 포도당, 기타 첨가물이 포함된 탄산 음료의 잠재적 유해성을 고려해야 한다"고 강조했다. 즉, 탄산수의 이점과 부작용을 종합적으로 검토하는 연구가 필요하다는 것이다. 탄산수가 체중 감량에 일부 기여할 수 있는 가능성은 있지만, 이를 단독 해결책으로 삼는 것은 과도한 기대다. 지속 가능한 체중 관리를 위해서는 규칙적인 운동, 균형 잡힌 식단, 건강한 생활습관이 필수적이다. 다카하시는 "탄산수만으로는 체중 감량에 크게 기여할 가능성이 낮다"면서 탄산수를 현명하게 활용하되, 장기적인 건강 목표를 위해 종합적인 접근이 필요하다고 조언했다. ◇ 참고 서적: "Can carbonated water support weight loss?" 22 January 2025, BMJ Nutrition Prevention & Health. DOI: 10.1136/bmjnph-2024-001108
- 생활경제
2025-01-23 09:45:00
[신소재 신기술(148)] "뇌 자극으로 촉각 되살린다"…의수 혁명 이끌 신기술

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 통해 촉각을 되살리는 기술이 개발됐다. 미국 시카고대학은 홈페이지를 통해 피츠버그 대학교를 포함한 공동 연구팀이 뇌에 직접 전기 자극을 주어 의수에 촉각을 느끼게 하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 뇌에 작은 전극을 이식해 로봇 팔을 움직이고, 로봇 팔의 센서가 감지한 촉각 정보를 다시 뇌로 전달하는 방식이다. 이 연구는 시카고 대학, 피츠버그 대학, 노스웨스턴 대학, 케이스 웨스턴 리저브 대학, 블랙록 뉴로테크의 과학자와 엔지니어들의 협력으로 수행됐다. 연구팀은 사지 기능을 상실한 사람들의 운동 제어 및 감각 회복을 목표로 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)와 로봇 의수를 설계, 제작, 구현 및 개선하고 있다. 시카고 대학의 신경과학자 찰스 그린스폰 박사는 "사람들은 타이핑, 걷기, 컵 잡기 등 시각 대신 촉각에 의존하는 경우가 얼마나 많은지 인지하지 못한다"며 "촉각을 느낄 수 없다면 어떤 일을 할 때도 손을 계속 봐야 하고, 물건을 쏟거나 깨뜨리거나 떨어뜨릴 위험이 있다"고 말했다. 그린스폰 박사 연구팀은 최근 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링'과 '사이언스'에 해당 기술에 대한 논문을 게재했다. 인공 촉각 구현, 어디까지 왔나 연구팀은 손을 움직이고 느끼는 뇌 부위에 작은 전극 배열을 이식하는 방법을 사용했다. 참가자는 움직임을 생각하는 것만으로 로봇 팔을 움직일 수 있고, 로봇 팔의 센서는 촉각 담당 뇌 부위에 '피질 내 미세 자극(ICMS)'이라는 전기 활동 펄스를 유발한다. 약 10년 동안 이러한 촉각 중추 자극은 손의 여러 부위에서 단순한 접촉 감각만 제공할 수 있었다. 그린스폰 박사는 "무언가를 만지고 있다는 느낌을 불러일으킬 수는 있었지만, 대부분 단순한 온/오프 신호였고, 종종 매우 약하고 손의 어느 부분에서 접촉이 발생했는지 알기 어려웠다"고 설명했다. 정확하고 안정적인 촉각, 그리고 움직임까지 네이처 바이오메디컬 엔지니어링에 발표된 첫 번째 연구에서 연구팀은 전기적으로 유발된 촉각이 안정적이고 정확하게 위치하며 일상적인 작업에 유용할 만큼 강력한지 확인하는 데 중점을 두었다. 테스트 참가자들의 촉각 중추에 있는 개별 전극에 짧은 펄스를 전달하고 각 감각을 어디에서 얼마나 강하게 느끼는지 보고하게 함으로써 연구원들은 손의 특정 부분에 해당하는 뇌 영역의 상세한 '지도'를 만들었다. 테스트 결과 두 개의 가까운 전극을 함께 자극하면 참가자는 더 강하고 명확한 촉각을 느껴 손의 정확한 부분에 대한 압력을 더 잘 파악할 수 있었다. 또한 연구팀은 동일한 전극이 지속적으로 특정 위치에 해당하는 감각을 생성하는지 확인하기 위해 철저한 테스트를 수행했다. 그린스폰 박사는 "첫날 전극을 자극했을 때 참가자가 엄지손가락에서 느꼈다면, 100일, 1,000일, 심지어 몇 년 후에도 동일한 전극을 테스트했을 때 여전히 거의 같은 지점에서 느낀다"고 말했다. 사이언스에 발표된 두 번째 연구에서는 인공 촉각을 더욱 몰입적이고 직관적으로 만들기 위해 노력했다. 연구팀은 촉각 영역이 겹치는 전극 쌍이나 클러스터를 식별한 후, 감각 지도에서 감각이 진행되도록 신중하게 조정된 패턴으로 활성화했다. 참가자들은 자극이 작고 불연속적인 단계로 전달되었음에도 불구하고 손가락 위로 부드럽게 미끄러지는 듯한 촉각을 느꼈다고 보고했다. 연구팀은 이 결과를 뇌가 감각 입력을 연결하고 '지각의 틈을 채워' 일관된 움직임으로 해석하는 놀라운 능력 덕분이라고 설명했다. 전극을 순차적으로 활성화하는 방식은 참가자가 복잡한 촉각 모양을 구별하고 만지는 물체의 변화에 반응하는 능력을 크게 향상시켰다. 참가자들은 손가락 끝에 전기적으로 '그려진' 알파벳을 식별할 수 있었고, 바이오닉 팔을 사용하여 손에서 미끄러지기 시작하는 스티어링 휠을 안정시킬 수 있었다. 더욱 실감나는 신경 보철 기술 기대 연구팀은 전극 설계와 수술 방법이 계속 개선됨에 따라 손 전체에 대한 범위가 더욱 정밀해져 더욱 실감 나는 피드백을 제공할 수 있기를 기대한다. 피츠버그 대학의 재활의학과 부교수이자 자극 연구 책임자인 로버트 건트 박사는 "이 두 연구 결과를 로봇 시스템에 통합하여 단순한 자극 전략으로도 사람들이 뇌로 로봇 팔을 제어하는 능력을 향상시킬 수 있음을 보여주었다"고 말했다. 그린스폰 박사는 이 연구의 동기가 사지 절단이나 마비로 고통받는 사람들의 독립성과 삶의 질을 향상시키는 것이라고 강조했다. 그는 "우리 모두는 부상을 입고 사지를 사용할 수 없게 된 사람들을 돕고 싶어한다"며 "이 연구는 그들을 위한 것이다. 이것이 우리가 사람들에게 촉각을 되돌려주는 방법이다. 복원 신경 기술의 최전선이며 뇌의 다른 영역으로 접근 방식을 확장하기 위해 노력하고 있다"고 말했다. 연구팀은 "촉각을 느끼는 뇌 부위를 정확히 파악하고, 전기 자극을 미세하게 조절하는 게 관건"이라며 "앞으로 전극 설계와 수술 방법을 개선해 더욱 실감나는 촉각을 구현할 수 있도록 노력할 것"이라고 밝혔다. 이 접근 방식은 다른 유형의 감각 상실이 있는 사람들에게도 희망을 준다. 연구팀은 유방 절제술 후 촉각을 회복할 수 있는 이식형 장치를 개발하는 '바이오닉 유방 프로젝트'를 위해 시카고 대학의 외과 의사 및 산부인과 의사와 협력하고 있다. 아직 많은 과제가 남아 있지만, 이러한 최신 연구는 촉각을 회복하는 길이 점점 더 명확해지고 있음을 보여준다.
- IT/바이오
2025-01-17 14:38:00

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