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뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 국제표준, 한국 주도로 논의 본격화
- 사람의 뇌와 컴퓨터를 연결해 생각만으로 사물을 제어하는 '뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)' 기술의 국제표준 개발이 한국 주도로 추진된다. 산업통상자원부 국가기술표준원은 3일부터 6일까지 가천대 컨벤션센터에서 'BCI 국제표준화 위원회' 총회를 개최했다고 밝혔다. 이번 총회에는 미국, 중국, 인도 등 9개국에서 온 70여 명의 기술 표준 전문가들이 참석했다. BCI는 인간의 뇌 활동에서 발생하는 신경 전달 신호를 수집·해석해 디지털 기기와 연결하는 첨단 융합 기술이다. 이를 활용하면 생각만으로 전등을 켜거나 신체 보조 로봇을 조작할 수 있어, 거동이 불편한 이들의 삶의 질을 크게 향상시킬 것으로 기대된다. 2022년 출범한 BCI 국제표준화 위원회는 기술 상용화와 생태계 구축을 목표로 용어, 데이터 형식, 활용 사례 등의 표준화를 추진해 왔다. 한국은 특히 BCI 데이터 형식 표준을 제안하고, 표준 개발 작업반 의장을 맡는 등 해당 분야에서 주도적인 역할을 해왔다. 이번 총회에서 한국은 ▲'BCI 개발자를 위한 설계 고려사항' ▲'다목적 BCI 시스템 설계를 위한 인터페이싱 지침' 등 두 가지 신규 국제표준안을 제안했다. 국가기술표준원은 "향후 이 두 표준이 개발돼 적용되면 뇌와 기기 간 호환성이 높아져 다양한 환경에서도 안정적인 사용이 가능해질 것"이라며 "BCI 산업 활성화가 가속화될 것으로 기대된다"고 밝혔다.
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- IT/바이오
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뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 국제표준, 한국 주도로 논의 본격화
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[신소재 신기술(157)] 세포 노화 역전의 열쇠, 'AP2A1' 단백질 규명
- 늙지 않고 영원한 젊음을 유지할 수 있을까? 주름 제거 또는 피부 탄력 증진을 통해 영원한 젊음을 약속하는 다양한 제품이 시중에 출시되고 있다. 그런데 세포 수준에서 시간을 되돌릴 수 있는 방법이 있다면 어떨까? 일본 과학자들이 세포 노화의 열쇠가 되는 'AP2A1' 단백질을 규명해 젊음 지속 가능성 기대감을 높이고 있다. 오사카대학교 연구팀은 학술지 '세포 신호(Celluar Signaling)'에 발표한 연구에서 세포의 '젊음'과 '노화' 상태를 전환하는 핵심 단백질을 규명했다고 밝혔다. 연구 결과 노화 세포에서 AP2A1 발현을 억제하면 세포가 회춘하고, 젊은 세포에서 AP2A1 세포가 과발현하면 노화가 촉진되는 것으로 나타났다고 과학 전문 매체 뉴로사이언스와 어스 닷컴이 최근 보도했다. 인간의 몸은 세포가 점차 덜 활동적이 되면서 자연스럽게 노화라고 알려진 상태로 전환된다. 나이가 들면서 노화 세포는 여러 장기에 축적된다. 이러한 노화 세포는 젊은 세포보다 현저히 크며, 세포의 이동 및 환경 과의 상호 작용을 돕는 구조적인 요소인 스트레스 섬유(stress fiber)가 더 커지고 두꺼워지는 조직 변화를 보인다. 노화 세포, 특히 구조적 스트레스 섬유에서 주로 발견되는 AP2A1은 세포 노화를 이해하는 열쇠가 될 수 있다. 이 단백질은 세포 접착력을 강화하고 노화 세포의 구조적 확장에 기여하는 '인테그린 β1'과 상호작용한다. 이번 연구는 스트레스 섬유가 세포 크기 및 노화에 미치는 영향에 대한 새로운 통찰력을 제공한다. AP2A1은 노화의 바이오마커이자 노화 과정의 속도를 늦추거나 역전시키는 치료법의 표적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 연구의 주저자인 피라완 찬타초티쿨은 "노화 세포가 어떻게 거대한 크기를 유지하는 지 아직 명확히 밝혀지지 않았다"며 "흥미로운 단서는 스트레스 섬유가 젊은 세포보다 노화 세포에서 훨씬 두껍다는 점이며, 이는 섬유 내 단백질이 (노화 세포의) 크기를 유지하는 데 도움을 준다는 것을 시사한다"고 설명했다. 연구진은 이러한 가능성을 탐색하기 위해 섬유아세포(피부의 구고적 및 기계적 특성을 생성하고 유지하는 세포) 및 상피세포를 포함한 노화세포의 스트레스 섬유에서 상향 조절되는 단백질인 AP2A1(어댑터 단백질 복합체 2, 알파 1 서브 유닛)을 조사했다. 이어 연구진은 노화 유사 행동에 미치는 영향을 확인하기 위해 노화 세포에서 AP2A1 발현을 제거하고, 젊은 세포에서 AP2A1을 과발현시켰다. 선임 저자인 데구치 신지는 "결과는 매우 흥미로웠다"며 "노화 세포에서 AP2A1을 억제하면 노화가 역전되고 세포 회춘이 촉진되었으며, 젊은 세포에서 AP2A1을 과발현시키면 노화가 진행됐다"고 설명했다. 또한 연구진은 AP2A1이 세포가 주변의 콜라겐 매트릭스에 부착하도록 돕는 단백질인 인테그린 β1과 밀접하게 연관되어 있으며, AP2A1과 인테그린 β1 모두 세포 내에서 스트레스 섬유를 따라 이동한다는 것을 발견했다. 더불어 인테그린 β1은 섬유아세포에서 세포-기질 접착력을 강화했으며, 이는 노화 세포의 특징인 융기되거나 세포가 두꺼워진 구조의 원인을 설명할 수 있다. 찬타초티쿨은 "이번 연구 결과는 노화 세포가 확장된 스트레스 섬유를 따라 AP2A1과 인테그린 β1 이동을 통해 세포외 기질에 대한 접착력을 향상시켜 커다란 크기를 유지한다는 것을 시사한다"고 설명했다. AP2A1 발현이 노화 세포의 노화 징후와 밀접하게 관련되어 있다는 점을 고려할 때, 이는 세포 노화의 마커로 횔용될 수 있다. 또한 연구진의 연구는 노화와 관련된 질병의 새로운 표적을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
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- 생활경제
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[신소재 신기술(157)] 세포 노화 역전의 열쇠, 'AP2A1' 단백질 규명
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앤스로픽, 하이브리드 추론 모델 '클로드 3.7 소넷'과 에이전트형 코딩 도구 '클로드 코드' 공개
- 인공지능 전문기업 앤스로픽(Anthropic)은 25일, 최신 인공지능 모델 '클로드 3.7 소넷'과 에이전트형 코딩 도구 '클로드 코드'를 공식 공개했다고 자사 홈페이지를 통해 밝혔다. 이번 신제품은 시장 최초의 하이브리드 추론 모델로, 즉각적인 응답과 동시에 사용자가 확인할 수 있는 단계별 심층 사고 과정을 제공하는 것이 특징이다. 또한, API(응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스) 사용자는 모델의 사고 시간을 세밀하게 조정할 수 있어, 응답의 질과 속도를 사용 목적에 맞게 최적화할 수 있다. 앤스로픽은 오픈AI의 전 연구원들이 2021년 설립한 미국의 인공지능(AI) 스타트업 기업이다. AI가 인간에게 해를 까치지 않도록 안정성을 최우선으로 고려한다. 클라우드는 앤스로픽의 대규모 언어 모델(LLM) 제품군으로, 책임감있고 안전한 AI 개발을 지향한다. 최근 구글과 아마존으로부터 대규모 투자를 유지해 주목받고 있다. 하이브리드 추론 모델은 인공지능이 단일 방식에 의존하지 않고, 두 가지 이상의 추론 기법을 결합해 즉각적인 응답과 함께 단계별 심층 사고 과정을 동시에 수행하는 모델을 말한다. 예를 들어, 단순 패턴 인식을 통한 빠른 답변과, 복잡한 문제 해결을 위한 체계적 논리 분석을 동시에 구현하여 사용자가 결과를 신뢰할 수 있도록 돕는 기술적 접근 방식이다. 클로드 3.7 소넷은 코딩 및 프론트엔드 웹 개발 분야에서 특히 뛰어난 성능 향상을 보이며, 무료, 프로, 팀, 엔터프라이즈 등 모든 클로드 요금제와 앤스로픽 API, 아마존 베드록, 구글 클라우드 버텍스 AI 등 다양한 플랫폼에서 이용 가능하다. 확장 사고 모드는 무료 클로드 티어를 제외한 모든 환경에서 제공되며, 표준 및 확장 사고 모드 모두 기존 모델과 동일한 요금 체계를 적용해 입력 토큰 100만 개당 3달러, 출력 토큰 100만 개당 15달러가 부과된다(사고 토큰 포함). 앤스로픽은 '인간의 두뇌가 빠른 반응과 심도 있는 성찰을 동시에 수행하는 것'에 착안해, 별도의 추론 전용 모델이 아닌 통합된 프론티어 모델의 구현을 목표로 클로드 3.7 소넷을 개발했다. 이 모델은 사용자가 일반적인 답변을 원할지, 아니면 보다 오랜 사고 과정을 거친 응답을 원하는지 선택할 수 있도록 설계되었으며, 표준 모드에서는 클로드 3.5 소넷의 업그레이드 버전, 확장 사고 모드에서는 수학, 물리학, 명령어 추종, 코딩 등 다양한 작업에서 뛰어난 성능을 발휘한다. 특히, API를 통해 클로드 3.7 소넷을 활용하는 경우, 사용자가 최대 128K 토큰의 출력 한도 내에서 사고 예산을 조절할 수 있어, 응답 품질과 속도 및 비용 간의 균형을 효과적으로 맞출 수 있다. 앤스로픽은 수학·컴퓨터과학 경시대회 문제 최적화보다도 실제 기업 환경에서의 활용도를 중시하는 철학을 바탕으로, 실무에 부합하는 성능 개선에 주력해왔다. 초기 테스트 결과, 클로드는 복잡한 코드베이스 처리와 고급 도구 사용 등 전반적인 코딩 능력에서 동급 최고의 성능을 입증했다. 여러 평가기관은 코드 변경 계획 수립 및 풀스택 업데이트 처리 면에서 타 모델 대비 우수한 결과를 보였으며, 복잡한 에이전트 워크플로우와 웹 애플리케이션 구축 과정에서도 탁월한 정밀도를 확인했다. 디자인 감각과 오류 감소 측면에서도 생산 준비가 완료된 코드를 꾸준히 생성하는 것으로 평가됐다. 한편, 앤스로픽은 클로드 소넷은 2024년 6월부터 전 세계 개발자들 사이에서 큰 호응을 얻고 있다고 밝혔다. 제한적 연구 미리보기 형태로 공개된 클로드 코드는 코드 검색·편집, 테스트 작성·실행, 깃허브(GitHub·마이크로소포트 산하의 Git 플랫폼) 커밋 및 푸시, 명령줄 도구 사용 등 모든 개발 단계에서 능동적 협력자로서의 역할을 수행한다. 초기 테스트에서는 수동 작업이 45분 이상 소요되던 작업을 단일 패스로 처리해, 개발 시간과 오버헤드를 크게 줄이는 효과가 나타났다. 앤스로픽은 앞으로 몇 주간 도구 호출 안정성 강화, 장기 실행 명령 지원 추가, 앱 내 렌더링 개선 및 클로드 자체 기능 확장 등 지속적인 업데이트를 통해 클로드 코드의 성능을 더욱 향상시킬 계획이다. 개발자들의 사용 경험과 피드백을 적극 반영해, 향후 모델 개선에 직접 연결할 예정이라며, 이번 미리보기가 클로드 기술 발전에 중대한 기여를 할 것으로 기대했다. 또한, 앤스로픽은 클로드ai(Claude.ai) 플랫폼 내에서 GitHub 통합 기능을 확대해, 모든 클로드 요금제 사용자들이 코드 저장소를 직접 연결할 수 있도록 지원하고 있다. 이를 통해 클로드 3.7 소넷은 개인, 기업, 오픈 소스 프로젝트 전반에서 버그 수정, 기능 개발 및 문서 작성에 강력한 파트너로 자리매김하고 있다. 보안과 신뢰성 측면에서도, 앤스로픽은 광범위한 테스트와 외부 전문가 협력을 통해 클로드 3.7 소넷의 안전성을 입증했으며, 유해·무해 요청을 미세하게 구분하여 불필요한 거부 횟수를 45% 줄이는 성과를 달성했다. 이번 릴리스에 포함된 시스템 카드에는 다양한 안전 결과와 책임 있는 확장 정책 평가가 상세히 기술되어 있으며, 프롬프트 주입 공격 등 새로운 위험에 대한 대응 방안도 함께 제시된다. 클로드 3.7 소넷과 클로드 코드는 인공지능이 인간의 능력을 증강하고 자율적 작업 및 효과적인 협업을 구현하는 미래를 향한 중요한 발걸음으로 평가된다. 앤스로픽은 사용자들이 새로운 기능을 자유롭게 탐색하고, 창의적 성과를 이끌어내며, 지속적인 피드백을 통해 클로드 기술 발전에 기여할 수 있기를 기대한다고 밝혔다.
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앤스로픽, 하이브리드 추론 모델 '클로드 3.7 소넷'과 에이전트형 코딩 도구 '클로드 코드' 공개
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[신소재 신기술(156)] 일반 암석을 탄소 포집 암석으로 변모시키는 신기술 개발
- 미국 스탠퍼드 대학교 화학과의 유슈안 첸 연구원이 매트 카난 교수옆에서 일반 암석이 굥정을 가해 CO₂ 포집 물질로 전환시킨 결과물을 들고 있다. 사진 출처=빌 리바드 / 프레코트 에너지 연구소 기후 변화로 지구가 몸살을 앓고 있는 가운데 일반 암석을 탄소를 포집하는 물질로 전환하는 혁신적인 신기술이 개발됐다. 인류 활동으로 대기 중에 배출되는 온실가스 중 이산화탄소(CO₂)는 지구 온난화의 주요 원인으로 지목된다. 이에 따라 전문가들은 화석 연료 사용량의 감축과 대기 중 이산화탄소를 적극적으로 제거하는 개술 개발의 필요성을 강조해왔다. 하지만 기존 탄소 포집 기술은 비용이 많이 들고 에너지 소모량이 많으며, 탄소 저장 솔루션 확보가 필수적이라는 한계점을 지니고 있다. 이런 가운데 미국 스탠퍼드 대학교 연구진은 암석을 활용한 혁신적인 탄소 포집 전략을 제시했다고 과학기술 전문 매체 기즈모도가 23일(현지시간) 보도했다. 스탠퍼드 대학교 매튜 카난(Mattew Kanan)과 유쉬안 첸 (Yuxuan Chen) 화학과 연구진은 열을 이용해 광물을 CO₂를 영구적으로 흡수하는 물질로 전환하는 공정을 개발했다. 지난 19일 학술지 '네이처(Nature)'에 발표된 연구 결과에 따르면, 이 공정은 실용적이고 저렴하며 일반적인 농업 관행의 요구 사항을 충족시켜 일석이조의 효과를 기대할 수 있다. 카난 교수는 "지구에는 대기 중 CO₂를 제거할 수 있는 광물이 무한정 존재하지만 인간의 온실 가스 배출을 상쇄시키기에는 반응 속도가 충분하지 않다"며 "이번 연구는 확장 가능한 방식으로 이러한 문제를 해결했다"고 밝혔다. 수십년 동안 과학자들은 암석의 자연적인 CO₂ 흡수 과정인 풍화 작용을 가속화하는 방법을 연구해왔다. 카난 교수와 첸 연구원은 풍화 속도가 느린 일반 규산염 광물을 풍화 속도가 빠른 광물로 전환함으로써 이 문제를 해결했다. 첸 연구원은 "단순한 이온 교환 반응을 통해 비활성 규산염 광물을 활성화하는 새로운 화학 반응을 구상했다"며 "이처럼 효과가 좋을 줄은 예상하지 못했다"고 설명했다. 이온은 전하를 띤 원자 또는 원자 그룹을 의미한다. 연두팀은 시멘트 생산 과정에서 영감을 얻었다. 시멘트 생산에서는 가마를 사용하여 석회석(퇴적암)을 산화칼슘이라는 반응성 화합물로 전환한 후 모래와 혼합한다. 연구진은 이 과정을 재현하되, 모래 대신 규산마그네숨이라는 물질을 사용했다. 규산마그네슘은 열을 가하면 이온 교환을 통해 산화마그네슘과 규산칼숨으로 전환되는 두 가지 광물을 포함한다. 이 광물들은 풍화 속도가 빠르다. 카난 교수는 "이 공정은 승수 역할을 한다"며 "반응성 광물인 산화칼슘과 비활성 규산마그네슘을 사용하여 두 가지 반응성 광물을 생성한다"고 설명했다. 연구진은 실험을 통해 습윤 규산칼슘과 산화마그네슘을 공기에 노출시킨 결과, 수 주에서 수개월 내에 풍화 작용의 결과물인 탄산염 광물로 전환되는 것을 확인했다. 카난 교수는 "산화마그네슘과 규산칼슘을 넓은 토지에 살포하여 대기 중 CO₂를 제거할 수 있다"며 "현재 시험 중인 흥미로운 응용 분야 중 하나는 농업 토양에 첨가하는 것"이라고 밝혔다. 이 방법은 토양이 너무 산성일 때 탄산칼슘을 첨가하는 농부들에게도 실용적일 수 있다. 이 과정을 석회 처리라고 한다. 카난 교수는 "이 제품을 첨가하면 두 광물 성분이 모두 알칼리성이므로 석회 처리가 필요하지 않다"며 "또한 규산칼슘이 풍화되면서 식물이 흡수할 수 있는 형태의 규소를 토양에 방출하여 작물 수확량과 회복력을 향상시킬 수 있다"고 설명했다. "이상적으로는 농부들이 농업 생산성과 토양 건강에 유익한 이 광물에 비용을 지불하고, 탄소 제거는 부가적인 효과로 얻을 수 있을 것이다." 약 1톤의 산화마그네슘과 규산칼슘은 대기 중 CO₂ 1톤을 흡수할 수 있으며, 이 추정치는 다른 탄소 포집 기술에 사용되는 에너지의 절반 미만을 사용하는 가마에서 배출되는 CO₂를 포함한다. 그러나 이 솔루션을 효과적인 수준으로 확장하려면 매년 수백만 톤의 산화마그네슘과 규산칼슘이 필요하다. 첸 연구원은 감람석이나 사문석과 같은 규산마그네슘의 천연 매장량 추정치가 정확하다면 인간이 배출한 모든 대기 중 CO₂를 제거하고도 남을 만큼 충분할 것이라고 지적했다. 또한 규산염은 광산 폐기물에서 회수할 수도 있다. 카난 교수는 "사람들은 이미 연간 수십억 톤의 시멘트를 생산하는 방법을 알고 있으며, 시멘트 가마는 수십 년 동안 작동한다"며 "이러한 학습과 설계를 활용하면 실험실 발견에서 의미 있는 규모의 탄소 제거로 이동하는 명확한 경로가 있다"고 강조했다.
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[신소재 신기술(156)] 일반 암석을 탄소 포집 암석으로 변모시키는 신기술 개발
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[기후의 역습 (119)] 산악 빙하, 해빙 가속화로 연평균 2,700억 톤 손실
- 기후변화의 영향으로 산악 지역 빙하의 해빙 속도가 빨라지고 있다. 산악 빙하는 전 세계 수백만 명의 주요 담수 공급원이며, 이들 빙하가 모두 녹을 경우 지구 해수면을 32cm까지 상승시킬 수 있다. BBC 보도에 따르면, 21세기 시작 이후 지구는 6조 500억 톤 이상의 얼음을 잃었으며, 해빙 속도는 더욱 가속화되고 있다. 지난 10년간 빙하 손실량은 2000년~2011년 대비 3분의 1 이상 증가했다. 학술지 '네이처'에 게재된 이번 연구는 전 세계 35개 연구팀의 230개 이상 지역 추정치를 종합한 결과다. 빙하, 기후 변화의 증거 빙하는 기후 변화를 입증하는 명확한 지표다. 안정적인 기후 조건에서는 빙하의 크기가 일정하게 유지되며, 강설량과 해빙량이 균형을 이룬다. 그러나 화석 연료 사용 등으로 인한 기온 상승으로 지난 20년간 전 세계 20만 개가 넘는 빙하가 극지방을 포함한 거의 모든 지역에서 감소하고 있다. 2000년에서 2023년 사이 그린란드와 남극의 주요 빙상 외 빙하는 연평균 약 2,700억 톤의 얼음을 잃었다. 세계빙하모니터링 서비스 책임자이자 이번 연구의 주저자인 마이클 쳄프는 "1년 동안 2,700억 톤의 얼음이 사라지는 것은 1인당 하루 3리터의 물을 쓴다고 가정하면 전 세계 인구가 30년 동안 사용하는 물의 양과 같다"고 설명했다. 중부 유럽, 빙하 39% 소실 일부 지역의 기후는 더욱 극단적인 변화를 겪고 있다. 중부 유럽의 경우 20년도 채 안 되는 기간 동안 빙하의 39%가 소실됐다. 가장 심각한 문제는 금세기 말까지 사라질 얼음의 양이 인간의 온실가스 배출량에 따라 크게 달라진다는 점이다. 연구 결과에 따르면, 전 세계 기후 목표를 달성할 경우에도 전 세계 빙하의 4분의 1이 사라질 수 있으며, 온난화가 지속될 경우 절반 가까이 사라질 수 있다. 쳄프 박사는 "0.1도라도 온난화를 막는다면 빙하를 살리고 더 큰 피해를 예방할 수 있을 것"이라고 강조했다. 전 세계 해수면은 1900년 이후 20cm 이상 상승했으며, 그중 절반은 1990년대 초 이후 발생했다. 앞으로 해수면 상승 속도는 더욱 빨라질 것으로 예상된다. 이번 연구에 참여하지 않은 영국 노섬브리아 대학교 앤디 셰퍼드 교수는 "해수면이 1cm 상승할 때마다 매년 200만 명이 홍수 위험에 노출된다"고 우려했다.
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[기후의 역습 (119)] 산악 빙하, 해빙 가속화로 연평균 2,700억 톤 손실
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[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.
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[퓨처 Eyes(72)] 주사 공포 끝?⋯피부에 '바르는' 백신 탄생
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[신소재 신기술(155)] 험지 극복 소프트 로봇 '리프봇', 일본 연구진 개발
- 곡선이나 굴곡이 심한 반원형 지형 등 험난한 지형을 극복할 수 있는 소프트 로봇(연성 로봇) 리프봇(Leafbot)이 개발됐다. 소프트 로봇 공학은 비정형 환경에서 뛰어난 적응력을 보여주는 로봇 분야로 주목받고 있다. 기존 로봇이 예측 불가능한 지형에서 잘 올라가지 못하는 등 어려움을 겪는 반면, 소프트 로봇은 뛰어난 유연성을 바탕으로 험난한 지형에서도 이동 능력을 향상시키고 있다. 일본 호쿠리쿠첨단과학기술대학원대학(JAIST)의 호 반 안(Van Anh Ho) 교수 연구팀은 다양한 굴곡면과 지형에서 리프봇의 적응력을 탐구했다. 이 연구에는 JAIST의 박사 과정 학생인 린 비엣 응우옌(Linh Viet Nguyen)과 코이 탄 응우옌(Khoi Thanh Nguyen)이 참여했으며, 연구 결과는 전문 학술지인 'IEEE 로봇공학 트랜잭션(IEEE Transactions on Robotics)'에 게재됐다. 해당 로봇 기술에 대해서는 테크익스플로어가 지난 17일(현지시간) 상세히 전했다. 호 교수는 "소프트 로봇은 복잡하고 비정형적인 환경을 탐색하는 능력으로 점점 더 인정받고 있으며, 검사 및 탐사와 같은 분야에서 활용 가치가 높다"며 "우리는 진동 기반 운동을 활용하여 최소한의 제어 메커니즘으로 복잡한 장애물을 극복할 수 있는 로봇을 설계했다"고 밝혔다. 기존의 진동 기반 로봇은 불규칙한 지형을 처리하기 위해 복잡한 제어 알고리즘이 필요한 경우가 많았다. 반면 리프봇은 부드러운 소재의 유연한 구조와 단순하면서도 효과적인 이동 전략을 사용하여 경사면을 횡단하고 장애물을 탐색한다. 연구팀은 리프봇의 구조를 설계하기 위해 곡선형 돌출부가 있는 부드러운 일체형 실리콘 고무를 사용하여 기어가는 다리 형태를 모방했다. 소프트 로봇의 몸체는 진동 모터에 부착되어 이동을 위한 진동 메커니즘이 가능하다. 리프봇의 움직임에 대한 물리적 원리를 설명하기 위해 연구팀은 구심력, 비대칭 마찰 상호 작용, 다리 변형과 같은 요소를 통합하는 분석 모델을 개발했다. 또한 유한 요소 분석 시뮬레이션을 통해 소프트 구조가 다양한 지형과 상호 작용하는 방식에 대한 이해를 더욱 발전시켰다. 호 교수는 "우리는 형태가 이동에 어떤 영향을 미치는지 분석하고자 했다"며 "실험 결과는 예측을 검증했으며, 특정 다리 패턴이 까다로운 지형에서 리프봇의 성능을 어떻게 최적화하는지 보여주었다"고 덧붙였다. 연구팀은 계산 모델링 외에도 광범위한 실증 테스트를 수행했다. 경사면, 반원형 장벽, 계단식 지형 등 다양한 지형에서 서로 다른 다리 구성을 가진 세 가지 로봇 모델의 성능을 비교 분석했다. 그 결과 로봇의 곡선형 다리 형태가 장애물을 극복하는 데 중요한 역할을 하여 최대 30도의 경사면과 반원형 장벽을 횡단할 수 있음을 확인했다. 또한 이론적 모델링과 실험적 검증의 성공적인 통합을 통해 리프봇의 디자인이 효과적이고 확장 가능하도록 했다. JAIST 박사 과정 학생이자 공동 저자인 린 비엣 응우옌은 "정확한 작동에 의존하는 기존 로봇과 달리 리프봇의 적응력은 다양한 표면에서 자체 조정을 가능하게 한다"며 "이러한 능력은 좁고 울퉁불퉁한 공간에서 이동성이 요구되는 분야에 특히 유용하다"고 말했다. 이 혁신적인 로봇 연구의 의미는 실험실 실험에 국한되지 않고 다양한 분야의 실제 응용 분야로 확장된다. 리프봇은 잔해가 많고 울퉁불퉁한 땅 등으로 탐사에 어려움이 큰 재난 지역에서 특히 유용할 수 있다. 이 로봇은 좁은 공간에서도 탐색할 수 있으므로 파이프라인 검사, 지하 탐사, 자율 이동성이 필요한 기타 산업 환경에도 사용할 수 있다. 또한 농업 분야에도 응용할 수 있다. 토양 분석 및 작물 검사 등에 리프봇을 활용해 정밀 농업을 가능하게 한다. JAIST 박사 과정 학생이자 공동 저자인 코이 탄 응우옌은 이번 연구의 중요성에 대해 "우리의 연구 결과와 인공지능(AI) 및 머신러닝의 발전을 결합하면 최소한의 인간 개입으로 작업을 수행할 수 있을 것"이라며 "센서 피드백 시스템을 통합하고 에너지 효율성을 개선함으로써 리프봇이 실시간 지형 적응 및 의사 결정이 가능한 자율 시스템으로 진화하여 소프트 로봇 공학 분야를 혁신할 것으로 예상한다"고 기대했다. ◇ 참조: Linh Viet Nguyen et al, '진동 메커니즘으로 구동되는 단일 구조 소프트 로봇의 지면 역학(Terradynamics of Monolithic Soft Robot Driven by Vibration Mechanism)', IEEE Transactions on Robotics (2025). DOI: 10.1109/TRO.2025.3532499
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- IT/바이오
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[신소재 신기술(155)] 험지 극복 소프트 로봇 '리프봇', 일본 연구진 개발
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플라스틱 테이크아웃 용기 사용, 심부전 위험 13% 증가 가능성 제기
- 플라스틱 테이크아웃 용기에 담긴 음식을 먹으면 조기 사망할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 중국 연구진의 새로운 연구 결과에 따르면, 플라스틱 용기 사용이 장내 염증을 유발하고 순환계에 손상을 미쳐 심부전 위험을 높일 수 있다는 경고가 나왔다고 데일리메일이 전했다. 미세 플라스틱은 플라스틱 입자가 쪼개진 것으로 크기가 최대 5mm에 이른다. 그보다 더 작은 입자는 나노 플라스틱(1㎛ 미만)이라고 부른다. 이들 미세 플라스틱과 나노 플라스틱은 우리의 혈액 속으로 들어가 뇌와 장기에 축적돼 건강에 악영향을 미치고 있다. 이전 연구에서 이들 미세 플라스틱은 우리가 먹는 음식, 마시는 물, 호흡하는 공기로 스며들어 뇌에 축적되어 치매를 일으키고, 심장병뿐만 아니라 여러 형태의 암과 관련 있는 것으로 나타났다. 미국 뉴멕시코대학 연구진이 최근 학술지 '네이터 메디신'에 게재한 연구에 따르면 뇌 샘플에서 신장이나 간 샘플보다 더 높은 농도의 미세플라스틱이 검출됐다. CNN은 지난 2월 3일 나노 플라스틱은 주요 장기의 개별 세포와 조직을 침범함으로써 세포 과정을 방해하고 비스페놀, 프탈레이트, 난연제, 중금속, 과불화 및 폴리불화 물질(PFAS)와 같은 내분비계 장애 화학물질을 침전시킬 가능성이 있다고 짚었다. 내분비학회에 따르면 내분비 교란 물질은 인간의 생식 기관에 영향을 미쳐 생식기 및 싱식 기관의 기형은 물론 여성 불임과 정자수 감소를 초래한다. 중국 연구진은 이번 연구에서 3000명을 대상으로 플라스틱 용기 사용 빈도와 심부전 및 관련 위험 요소(고혈압, 부정맥, 심근경색, 심장 질환 등) 유무를 조사했다. 그 결과, 플라스틱 노출이 높은 경우 심부전 발생 위험이 13% 증가하는 것으로 나타났다. 특히 73세 이상 노년층은 18% 증가해 더욱 취약한 것으로 분석됐다. 여성의 경우 14% 증가하여 남성(11%)보다 높은 위험도를 보였다. 도시 거주자는 플라스틱 노출로 인한 심부전 위험이 농촌 거주자보다 7배 높은 것으로 나타났는데, 이는 도시 지역의 테이크 아웃 및 플라스틱 사용률이 높은 환경 때문으로 추정된다. 연구 대상은 평균 연령 73세의 성인 3179명(여성 55%)으로, 2/3가 농촌 지역에 거주하고 있었다. 참가자의 절반 이상이 고혈압을 앓고 있었으며, 20%는 관상동맥 질환, 5%는 부정맥, 3%는 심근경색을 경험한 적이 있었다. 1%는 울혈성 심부전 진단을 받았으며, 나머지는 기존 심장 질환이 없는 상태였다. 참가자들은 플라스틱 제품 사용에 대한 12개의 질문으로 구성된 설문 조사에 참여했으며, 질문에는 쇼핑백, 티백, 도시락, 테이크아웃 용기, 식기와 같은 플라스틱 품목을 사용했는지가 포함됐다. 연구진은 연령, 성별, 민족 등 요인을 고려하여 분석을 진행했다. 실험쥐를 대상으로 한 추가 연구에서는 플라스틱 용기에 담긴 물에 3개월 동안 노출시킨 결과, 장내 유해 세균 증가와 염증 및 산화 스트레스와 관련된 장내 미생물 대사 물질 변화가 관찰됐다. 또한, 심장 근육 조직 손상이 확인되었는데, 연구진은 장내 염증이 혈류를 통해 심장으로 이동하여 손상을 일으킨 것으로 추정했다. 연구진은 "고온의 음식을 플라스틱 용기에 담는 것을 피하고, 일상생활에서 플라스틱 제품 사용을 줄이며, 적절한 플라스틱 오염 방지 대책을 시행하는 것이 중요하다"고 강조했다. 이번 연구는 플라스틱 노출과 심장 손상 간의 상관관계를 보여주지만, 직접적인 인과관계를 밝히지는 못했다는 한계점을 가진다. 연구진은 향후 연구를 통해 장기적인 미세 플라스틱 노출과 심장 손상의 정확한 메커니즘을 규명할 필요가 있다고 밝혔다. 해당 연구는 '생태독성학 및 환경안전(Ecotoxicology and Environmental Safety)' 저널에 게재됐다.
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- ESGC
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플라스틱 테이크아웃 용기 사용, 심부전 위험 13% 증가 가능성 제기
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[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.
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[글로벌 핫이슈] 인공지능(AI) 의존, 비판적 사고력 저하 초래 가능성 제기
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트럼프, 플라스틱 빨대 사용 재개 선언⋯"종이 빨대는 효과 없어"
- 도널드 트럼프 미국 대통령이 플라스틱 빨대 사용을 재추진하는 행정명령에 서명하며, 바이든 행정부의 연방 정부 내 일회용 플라스틱 사용 단계적 금지 정책을 뒤집었다. 트럼프는 10일(현지시간) "종이 빨대는 효과가 없다"며 "우리는 다시 플라스틱 빨대로 돌아갈 것"이라고 밝혔다고 독립매체 인디펜던트, 미국의 소리, 더 힐 등 다수 외신이 전했다. 바이든 행정부의 플라스틱 규제 철회⋯트럼프의 행정명령 트럼프의 이번 결정은 바이든 행정부가 추진했던 연방 정부의 일회용 플라스틱 사용 감축 정책을 정면으로 겨냥한 것이다. 바이든 행정부는 연방 시설 내 플라스틱 빨대, 식기류, 포장재 등의 사용을 2027년까지 음식 서비스, 행사, 포장 부문에서 금지하고, 2035년까지 연방 운영 전반에서 단계적으로 중단하는 목표를 설정한 바 있다. 트럼프는 종이 빨대가 환경 보호의 대안으로 제시되었으나, 실제로는 사용이 불편하다는 점을 지적했다. 그는 지난 주말 자신의 소셜 미디어 '트루스 소셜(Truth Social)'을 통해 "입안에서 녹아내리는 빨대는 역겹다"며 바이든 정책을 "폐기된(dead) 정책"이라고 비판했다. 앞서 트럼프는 2019년 대선 캠페인 당시 트럼프 브랜드의 재사용 가능한 플라스틱 빨대(10개들이 15달러)를 판매하며 종이 빨대 사용 규제를 강하게 반대해왔다. 이번 행정명령 역시 플라스틱 사용 규제에 반대하는 기업과 소비자들의 요구를 반영한 것으로 풀이된다. 플라스틱은 석유와 가스를 사용해 생산된다. 환경 단체 반발⋯"플라스틱 오염, 지구적 위기" 트럼프의 결정에 대해 환경 단체들은 즉각 반발하고 나섰다. 미국 해양 보호 단체 오세아나(Oceana)의 플라스틱 캠페인 디렉터 크리스티 레빗(Christy Leavitt)은 "트럼프 전 대통령은 일회용 플라스틱 문제에서 잘못된 방향으로 가고 있다"며 "지구는 플라스틱 오염 위기에 직면해 있으며, 이는 해양 생태계와 전 지구적 환경에 심각한 위협이 되고 있다"고 경고했다. 더 힐은 2023년 연구를 인용해 코팅이나 방수에 주로 사용되는 PFAS(영원한 화합물질)로 알려진 화합물은 독성이 있으며, 종이와 대나무를 포함한 거의 모든 유형의 빨대에서 발견됐다고 지적했다. 플라스틱 빨대는 해양 쓰레기 중 일부에 불과하지만, 전체적으로 일회용 플라스틱 포장재, 물병, 테이크아웃 용기, 쇼핑백 등과 함께 심각한 환경 오염을 초래하는 주요 요인으로 지목되고 있다. 유엔에 따르면 매년 전 세계에서 400만 톤 이상의 플라스틱 폐기물이 바다로 유입되며, 이는 분해되는 과정에서 미세 플라스틱으로 변해 해양 생물과 인간 건강에도 악영향을 미친다. 미국 환경 단체 '스트로우스 터틀 아일랜드 복원 네트워크(Straws Turtle Island Restoration Network)'는 "미국에서 하루에 3억 9000만 개의 빨대가 사용되며, 이는 200년 이상 분해되지 않고 해양 생태계에 심각한 위협을 가한다"고 밝혔다. 플라스틱 산업계 환영⋯"빨대는 시작일 뿐" 한편, 플라스틱 업계는 트럼프의 결정을 적극 지지하고 있다. 미국 플라스틱 산업 협회(Plastics Industry Association)의 대표 맷 시홀름(Matt Seaholm)은 "우리는 '다시 플라스틱(Back to Plastic)' 캠페인을 전면적으로 지지한다"며 "빨대 문제는 시작에 불과하며, 더 많은 제품에서 플라스틱 규제를 완화해야 한다"고 주장했다. 플라스틱 규제 둘러싼 논쟁 심화 전망 현재 전 세계적으로 플라스틱 오염 문제를 해결하기 위한 논의가 진행 중이다. 지난해 말 한국에서 열린 유엔(UN) 회의에서는 전 세계 100개국 이상이 플라스틱 생산량 제한과 재활용 촉진을 포함한 국제 협약 체결을 추진했으나, 최종 합의에는 이르지 못했다. 미국, 중국, 독일 등 주요 플라스틱 생산국들은 협상 과정에서 자국 산업 보호와 환경 규제 간 균형을 맞추는 방안을 모색하고 있다. 미국 플라스틱 제조업체들은 바이든 행정부가 제시한 재활용 중심 정책을 유지할 것을 촉구하고 있으며, 트럼프가 플라스틱 규제 완화를 주도하는 것이 환경 정책의 흐름과 맞지 않는다는 비판도 제기되고 있다. 트럼프 전 대통령의 이번 행정명령은 단순한 정책 변경이 아니라 환경 보호 정책과 산업 이익 간의 갈등을 보여주는 대표적 사례로 평가된다. 앞으로 플라스틱 사용 규제에 대한 논쟁은 더욱 심화될 것으로 보인다.
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트럼프, 플라스틱 빨대 사용 재개 선언⋯"종이 빨대는 효과 없어"
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[기후의 역습(118)] 2025년 1월, 역대 최고 기온 경신…기후 전문가들 "예상 밖"
- 지난달 기온이 역대 1월 중 가장 높은 수준을 기록하며 기후 전문가들을 놀라게 했다. 일반적으로 라니냐 현상이 발생하면 이상 고온 현상이 다소 완화될 것으로 예상됐기 때문이다. 라니냐는 적도 태평양의 무역풍이 강해지면서 발생하는 현상으로 동태평양의 해수 온도가 평년보다 낮아지는 특징이 있다. 유럽연합(EU) 산하 코페르니쿠스 기후변화서비스(Copernicus Climate Change Service)에 따르면, 2025년 1월 지구 평균 기온은 산업화 이전보다 1.75°C 높았다고 어스닷컴이 10일(현지시간) 보도했다. 이는 2023년과 2024년에 이어 기록적인 고온 현상이 지속되는 흐름 속에 있으며, 주된 원인은 인간이 배출한 온실가스로 분석된다. 예상보다 약한 라니냐, 지속되는 기록적 고온 대부분의 기후 과학자들은 2024년 1월 정점을 찍은 엘니뇨가 일시적인 냉각을 가져오는 라니냐로 전환되면서 극심한 더위가 완화될 것으로 예측했다. 라니냐는 일반적으로 지구 기온을 낮추는 효과를 가지기 때문이다. 그러나 이번에는 기온이 여전히 높은 수준을 유지하거나 소폭 하락하는 데 그쳐, 예상보다 심각한 지구 온난화 요인에 대한 논의가 촉발됐다. 연구자들은 지구 기온이 조금만 상승해도 폭염, 집중호우, 가뭄 등 극한 기상 현상의 강도와 빈도가 더욱 증가할 수 있다고 경고한다. 1월, 예상을 뛰어넘은 기온 상승 올해 1월의 지구 평균 기온은 지난해 1월의 최고 기록을 0.09°C 초과했다. 코페르니쿠스 기후 과학자인 줄리앙 니콜라스(Julien Nicolas)는 이를 두고 "지구 기온 변화의 흐름에서 상당한 차이"라고 평가했다. 니콜라스는 "기온이 예상보다 높은 것이 놀랍다. 라니냐의 냉각 효과가 거의 나타나지 않았다"고 밝혔다. 독일 포츠담 대학의 기후 과학자 슈테판 람스토르프(Stefan Rahmstorf) 역시 이번 기록이 이례적이라고 지적했다. 그는 "라니냐 단계에서도 기온이 엘니뇨 시기보다 높은 것은 이번이 처음"이라며 "지난 60년 동안 25번의 라니냐 1월이 있었지만, 모두 주변 연도보다 기온이 낮았다"고 강조했다. 현재 진행 중인 라니냐는 비교적 약할 것으로 전망되며, 코페르니쿠스는 적도 태평양 일부 지역의 해수면 온도가 예상된 냉각 패턴으로 전환되지 않고 정체되는 경향을 보이고 있다고 보고했다. 니콜라스는 이러한 현상이 3월까지 완전히 사라질 가능성이 있다고 덧붙였다. 파리협정 목표 초과 지난달 코페르니쿠스는 2023년과 2024년의 평균 지구 기온이 산업화 이전보다 처음으로 1.5°C를 초과했다고 발표했다. 이는 파리협정이 설정한 1.5°C 이내의 온도 상승 목표를 영구적으로 위반한 것은 아니지만, 해당 임계점이 시험대에 오르고 있음을 의미한다. 전반적으로 과학자들은 2025년이 2023년과 2024년보다 더 덥지는 않겠지만, 역사상 세 번째로 높은 기온을 기록할 가능성이 크다고 보고 있다. 그럼에도 불구하고 코페르니쿠스는 지구 기후 변화의 추이를 보다 정확히 분석하기 위해 2025년의 해양 온도를 면밀히 추적할 계획이다. 해양과 기후 변화 해양은 지구 기후를 조절하는 중요한 역할을 하며, 주요 탄소 흡수원으로 작용한다. 차가운 바닷물은 대기 중 열을 흡수해 지구 온도를 낮추는 데 기여한다. 또한 해양은 화석 연료 연소로 인해 발생한 추가 열의 약 90%를 저장하는 것으로 분석된다. 니콜라스는 "이 열은 주기적으로 다시 표면에 나타난다"며 "지난 몇 년 동안 이러한 현상이 발생했는지에 대한 연구가 필요하다"고 말했다. 1월, 해수면 온도도 기록적 수준 2023년과 2024년 내내 해수면 온도는 이례적으로 높은 수준을 기록했고, 올해 1월 역시 역대 두 번째로 높은 수온을 기록했다. 니콜라스는 "왜 이렇게 해양 온도가 지속적으로 높은 상태를 유지하는지 명확한 해답이 없다"고 말했다. 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 기후 연구원 빌 맥과이어(Bill McGuire)는 라니냐가 시작됐음에도 불구하고 1월 기온이 최고치를 기록한 것에 대해 "놀랍고 솔직히 두렵다"고 표현했다. 한편, 영국 국립 해양학 센터(NOC)의 조엘 허쉬(Joel Hirschi)는 단기적인 데이터에 대한 과도한 해석을 경계해야 한다고 조언하며, 과거 엘니뇨 종료 후에도 라니냐가 진행되는 동안 높은 기온이 관찰된 적이 있다고 밝혔다. 기록적인 더위의 원인 분석 과학자들은 지구 기온의 장기적인 상승이 주로 화석 연료 연소 때문이라는 점에는 동의하지만, 자연적인 기후 순환이 연간 기온 변화에 영향을 미칠 수 있다는 점도 지적했다. 그럼에도 불구하고 현재의 극단적인 기온 상승을 단순히 엘니뇨로만 설명하기는 어렵다며 추가적인 요인을 분석하고 있다. 한 가지 가설은 2020년 이후 청정 연료 사용이 확대되면서, 햇빛을 반사하는 역할을 하는 황 기반 배출이 감소했고, 이로 인해 온난화가 가속화됐을 가능성이다. 또 다른 연구에서는 저고도 구름이 감소하면서 지구 표면에 더 많은 태양 에너지가 도달하는 효과를 낳았을 가능성도 제기됐다. 유엔 정부 간 기후변화위원회(IPCC)의 로버트 보타르(Robert Vautard)는 "이러한 가능성들은 매우 심각하게 고려해야 하며, 연구를 지속해야 한다"고 강조했다. 12만5000년 만의 최고 기온 코페르니쿠스는 위성, 선박, 항공기, 지상 기상 관측소에서 수집한 수십억 건의 데이터를 기반으로 기후 변화를 추적한다. 코페르니쿠스의 자체 기후 기록은 1940년까지 거슬러 올라가지만, 빙하 코어, 나이테, 산호 골격과 같은 자연 데이터를 통해 더 오래된 기후 변화를 유추할 수 있다. 이러한 광범위한 증거를 종합한 연구자들은 현재 지구가 지난 125,000년 중 가장 뜨거운 시기를 맞이하고 있을 가능성이 높다고 판단하고 있다. 코페르니쿠스의 사만다 버제스 부국장은 세계 다른 지역의 해수 온도가 특히 따뜻하게 유지된다는 사실은 바다의 행동이 변화하고 있음을 시사할 수 있다고 BBC에서 밝혔다. 버제스 박사는 "우리는 해수 온도가 어떻게 변화하는 지 알고 싶다. 해수 온도는 기온에 직접적인 영향을 미치기 때문이다"라고 설명했다. 그는 "우리가 온실 가스 배출을 차단하지 않는 한 지구 온도는 계속 상승할 것"이라고 강조했다.
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- 생활경제
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[기후의 역습(118)] 2025년 1월, 역대 최고 기온 경신…기후 전문가들 "예상 밖"
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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.
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중국 AI 스타트업 딥시크, AGI 인재 대거 영입…글로벌 경쟁 본격화
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올트먼 오픈AI CEO, 인공지능 혜택의 공정한 분배에 대한 우려 표명
- 샘 올트먼(Sam Altman) 오픈AI 최고경영자(CEO)는 인공지능(AI)의 혜택이 사회 전반에 걸쳐 공정하게 분배되지 않을 가능성에 대해 우려를 나타내며, 이를 해결하기 위한 '컴퓨팅 예산(compute budget)'과 같은 새로운 아이디어를 모색하고 있다고 밝혔다. 9일(현지시간) 과학기술 전문매체 테크크런치에 따르면 올트먼은 개인 블로그에 게시한 글에서 "기술 발전의 역사적 영향은 우리가 중요하게 여기는 대부분의 지표(건강, 경제적 번영 등)를 평균적으로, 그리고 장기적으로 개선시키지만, 평등 증진은 기술적으로 결정되지 않는다"며, "이를 올바르게 해결하려면 새로운 아이디어가 필요할 수 있다"고 언급했다. 특히 그는 "자본과 노동 간의 힘의 균형이 쉽게 무너질 수 있으며, 이에 대한 조기 개입이 필요할 수도 있다"고 강조했다. 올트먼이 제안한 '컴퓨팅 예산' 같은 해결책은 개념적으로는 간단해 보이지만, 실제로 실행하는 것은 쉽지 않다. AI 기술이 이미 노동 시장에 영향을 미쳐 인력 감축과 부서 축소를 초래하고 있기 때문이다. 전문가들은 적절한 정부 정책과 재교육·기술 향상 프로그램이 병행되지 않는다면, AI 발전이 대량 실업을 유발할 수 있다고 경고하고 있다. AGI 시대 임박⋯올트먼의 전망과 도전 과제 올트먼은 여러 차례 인공 일반 지능(AGI, Artificial General Intelligence) 즉, 인간 수준으로 복잡한 문제를 해결할 수 있는 AI 시스템의 등장이 임박했다고 주장해왔다. 그러나 그는 "AGI가 어떤 형태를 띠든 완벽하지 않을 것이며, 많은 인간의 감독과 지시가 필요할 것"이라고 경고했다. 또한, "AGI 시스템이 가장 혁신적인 아이디어를 창출하지는 못할 것이며, 어떤 면에서는 매우 뛰어나지만, 다른 면에서는 놀라울 정도로 부족할 것"이라고 덧붙였다. 그럼에도 불구하고, 올트먼은 AGI의 진정한 가치는 이러한 시스템을 대규모로 운영하는 것에서 나온다고 주장했다. 오픈 AI의 경쟁사인 앤스로픽(Anthropic)의 다리오 아모데이(Dario Amidei) CEO와 마찬가지로 그는 수천, 수만 개의 초고성능 AI 시스템이 모든 지식 노동 분야에서 과제를 해결하는 미래를 구상하고 있다. 그러나 이는 막대한 비용이 소요되는 비전이다. 올트먼은 "AI 성능에서 지속적이고 예측 가능한 이익을 얻기 위해 엄청난 금액을 투자할 수 있다"고 밝혔다. 이에 따라 오픈AI는 현재 최대 400억 달러(약 58조 760억 원) 규모의 자금 조달 라운드를 진행 중이며, 파트너사들과 함께 거대한 데이터 네트워크에 최대 5,000억 달러(약 725조 8500억 원)를 투자할 계획인 것으로 알려졌다. 그럼에도 불구하고, 올트먼은 AI의 경제적 접근성이 시간이 지남에 따라 향상될 것이라고 주장했다. 그는 "특정 수준의 AI를 사용하는 비용이 12개월마다 약 10배씩 감소하고 있다"며, 이는 AI 기술이 점점 더 강력해지면서도 많은 사람들이 접근할 수 있도록 하는 중요한 요소라고 설명했다. AGI 개발을 둘러싼 투자와 윤리적 고민 중국 AI 스타트업 딥시크(DeepSeek)를 비롯한 기업들은 강력하면서도 저렴한 AI 모델을 개발하며, AI 훈련·개발 비용이 지속적으로 감소하고 있음을 보여주고 있다. 그러나 올트먼과 아모데이는 AGI 수준의 AI를 달성하려면 여전히 막대한 투자가 필요할 것이라고 강조해왔다. 오픈AI가 AGI 수준의 시스템을 개발한다고 가정할 때, 이를 어떻게 출시할 것인지에 대해 올트먼은 "AGI 안전과 관련해 몇 가지 중요한 결정과 제한을 내릴 것이며, 이는 대중적으로 인기가 없을 수도 있다"고 밝혔다. 오픈AI는 과거 AGI 개발과 관련해 "안전을 중시하는 프로젝트를 경쟁하지 않고 지원하겠다"고 약속한 바 있지만, 이제는 보다 실질적인 개발 단계로 전환되고 있다. 이와 관련해 오픈AI는 한때 비영리 조직으로 운영되었으나, 현재는 보다 전통적인 영리 기업 구조로 변화하는 과정에 있다. 오픈AI는 2029년까지 타겟(Target)과 네슬레(Nestlé)의 현재 연간 매출과 맞먹는 1,000억 달러(145조 1500억 원)의 수익을 목표로 하고 있다. 이러한 변화 속에서 올트먼은 오픈AI의 목표를 재정립했다. 그는 "더 강력한 AI를 개발할수록 오픈AI의 목표는 개인의 권한 부여에 초점을 맞추는 동시에, 권위주의 정부가 AI를 이용해 대량 감시와 자율성 침해를 통해 국민을 통제하는 것을 막는 데 있다"고 밝혔다. 한편, 올트먼은 오픈AI의 기술 공개 정책에 대해 "역사의 잘못된 편에 서 있었다고 생각한다"고 언급하며, 기존의 폐쇄적인 접근 방식에서 벗어나 더 많은 오픈 소스화가 필요할 수 있다고 시사했다. 그는 "AI는 경제와 사회의 모든 영역에 스며들 것이며, 우리는 점점 더 많은 것들이 스마트해지는 시대를 맞이할 것"이라며, "보다 많은 사람들이 기술에 대한 통제권을 가질 수 있도록 해야 하며, 안전과 개인의 권한 부여 사이에서 균형을 맞추는 절충안이 필요할 것"이라고 강조했다. 오픈AI와 Microsoft의 파트너십, 지속될까? 올트먼의 블로그 게시물은 이번 주 파리에서 열리는 'AI 액션 서밋(AI Action Summit)'을 앞두고 공개되었으며, 이를 계기로 AI 업계 주요 인사들이 AI의 미래에 대한 견해를 밝힐 것으로 예상된다. 한편, 올트먼은 OpenAI와 마이크로소프트(MS)의 협력 관계에 대해 명확한 입장을 밝혔다. 그는 각주에서 "오픈AI가 AGI라는 용어를 사용한다고 해서 Microsoft와의 관계가 곧 종료될 것이라는 의미는 아니다"라고 강조했다. 마이크로소프트와 오픈AI는 AGI(연간 1,000억 달러 이상의 수익을 창출할 수 있는 AI 시스템)에 대한 계약상 정의를 마련해 두었으며, 이 정의가 충족될 경우 오픈AI는 보다 유리한 투자 조건을 협상할 수 있다. 그러나 올트먼은 "장기적으로 Microsoft와의 파트너십을 유지할 계획"이라고 확신했다. 올트먼의 최근 발언은 AI 산업이 기술 발전과 경제적 현실, 윤리적 문제 사이에서 균형을 잡아야 한다는 점을 다시 한번 상기시킨다. 오픈AI가 AGI를 현실화하기 위한 거대한 투자와 기술적 도약을 준비하는 가운데, 공정한 기술 분배와 책임 있는 개발이 지속적인 논의의 중심이 될 전망이다.
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올트먼 오픈AI CEO, 인공지능 혜택의 공정한 분배에 대한 우려 표명
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[신소재 신기술(151)] 척수 전기 자극 치료, 척수근위축증 환자 신경 기능 회복시켜
- 유전성 신경근육 질환인 척수근위축증(SMA)으로 인한 신경 기능 점진적 상실의 근본원인을 표적화하는 새로운 비약물, 최소 침습 치료법이 개발됐다. 미국 피츠버그 의과대학 연구팀이 개발한 감각 척수 신경에 전기 자극을 가하는 이 치료법은 척수 내 기능적으로 감자고 있든 운동 뉴런 신경을 점진적으로 재활성화시켜 SMA 성인 환자의 다리 근력과 보행 능력을 향상시킬 수 있다고 메디컬익스프레스가 전했다. 이번 연구 결과는 학술지 '네이처 메디신(Nature Medicine)'에 발표됐다. SMA 환자 3명을 대상으로 한 파일럿 임상 실험의 초기 결과에 따르면 한 달간의 규칙적인 신경 자극 세션 후 모든 참가자의 운동 뉴런 기능이 개선됐고, 피로가 감소했으며, 근력과 보행 능력이 향상된 것으로 나타났다. 중증의 심각도와 관계 없이 모든 참가자에게서 개선이 관찰됐다. 이 연구는 신경 기술을 사용해 신경 회로의 퇴화를 역전시키고 인간 신경퇴행성 질환에서 세포 기능을 회복시킬 수 있음을 보여주는 최초의 사례다. 피츠버그 대학 신경외과 부교수이자 공동 교신저자인 마르코 카포그로소(Marco Capogrosso) 박사는 "신경퇴행에 대응하려면 두 가지가 필요하다. 뉴런의 파괴를 막고 생존한 뉴런의 기능을 회복하는 것이다. 이번 연구에서 우리는 신경 세포 기능 장애의 근본 원인을 치료하는 접근법을 제시했으며, 기존 신경 보호 치료법을 신경 세포 기능 장애를 역전시키는 새로운 접근법으로 보완했다"고 말했다. SMA는 뇌와 척수에서 근육으로 신호를 전달하여 움직임을 조절하는 신경 세포인 운동 뉴런의 점진적으로 파괴와 기능 저하로 나타나는 유전적 신경퇴행성 질환이다. 이로인해 근육이 쇠퇴하게 되는 데 특히 다리, 엉덩이, 어깨, 때로는 호흡과 삼키기에 관련된 근육이 쇠퇴한다. 치료법은 아직 없다. 시간이 지남에 따라 운동 뉴런의 손실은 점진적인 근력 약화를 유발하며 걷기, 계단 오르기, 의자에서 일어서기 어려움 등 다양한 운동 장애를 초래한다. SMA에 대한 치료법은 없지만, 지난 10년 동안 여러 가지 유망한 신경 보호 치료법이 개발됐다. 여기에는 유전자 대체 요법과 약물이 포함되며, 둘 다 뉴런 세포 사멸을 예방하고 질병 진행을 늦추지만 역전시키지 않는 운동 뉴런 지원 단백질의 생성을 자극한다. 연구에 따르면 SMA의 운동 장애는 광범위한 운동 뉴런 파괴 이전에 나타나며, 척수 신경 회로의 기저 기능 장애가 질병 발병 및 증상 발달에 기여할 수 있음을 시사한다. 공동 저자인 컬럼비아 대학교의 조지 멘티스(George Mentis) 박사의 SMA 동물 모델에 대한 이전 연구에 따르면, 생존한 운동 뉴런은 피부와 근육에서 중추 신경계로 정보를 되돌려 보내는 섬유인 감각 신경으로부터 더 적은 자극 입력을 받는다. 따라서 신경 피드백의 이러한 결손을 보상하는 것은 신경계와 근육 간의 소통을 개선하고 근육 운동을 돕고 근육 소모와 싸울 수 있다. 피츠버그 연구진은 표적화된 경막외 전기 자극 치료법을 사용하여 운동 뉴런에 대한 감각 입력을 증폭시키고 퇴화된 신경 회로를 활성화함으로써 손실된 신경 세포 기능을 회복할 수 있다는 가설을 세웠다. 이러한 세포 변화는 결과적으로 운동 능력의 기능적 개선으로 이어질 수 있다. 피츠버그 연구는 SMA(3형 또는 4형 SMA)의 경미한 형태를 가진 성인 3명을 등록한 파일럿 임상 실험의 일환으로 수행됐다. 29일간의 연구 기간 동안 참가자들은 촉수 양쪽에 있는 허리 부위에 삽입된 두 개의 척수 자극(SCS) 전극을 이식 받았으며, 자극은 전적으로 감각 신경근으로 향하게 했다. 테스트 세션은 각각 4시간 동안 진행됐으며, 자극 장치가 제거될 때까지 총 19세션 동안 주 5회 실시됐다. 연구진은 자극이 의도한 대로 작동하고 척수 운동 뉴런을 활성화하는 지 확인한 후 근력 및 피로도, 보행 변화, 운동 범위 및 보행 거리, 운동 뉴런 기능 등을 측정하기 위한 다양한 검사를 수행했다. 공동 교신 저자인 엘비라 피론디니(Elvira Pirondini) 박사는 "SMA는 진행성 질환이기 때문에 환자들은 시간이 지남에 따라 상태가 좋아질 것이라고 기대하지 않는다. 그러나 우리 연구에서는 그렇지 않았다. 4주간의 치료 기간 동안 연구 참가자들은 여러 임상 실험 결과에서 개선을 보였으며 일상 생활 활동이 향상됐다. 예를 들어, 연구가 끝날 무렵 한 환자는 피로를 느끼지 않고 집에서 실험실까지 걸어갈 수 있었다고 보고했다"고 말했다. 모든 참가자는 '6분 걷기 검사' 점수(근육 지구력과 피로도를 측정하는 척도)가 최소 20m 이상 증가했는데, 이는 SCS의 도움 없이 유사한 운동 요법 3개월 동안 평균 1.4m 개선된 것과 SMA 특이적 신경 보호 약물 요법 15개월 후 중간값 20m 증가한 것과 비교된다. 이러한 기능적 이득은 전기적 충격을 생성하여 근육으로 전달하는 운동 뉴런의 능력을 향상시키는 등 개선된 신경 기능에 반영다. 공동 교신 저자인 로버트 프리드랜더(Robert Friedlander) 박사는 "이번 연구 결과는 적절한 세포 표적이 향후 연구 과정에서 확인되는 한, 이 신경 자극 접근법이 SMA 외에 ALS나 헌팅턴병과 같은 다른 신경퇴행성 질환을 치료하는 데 광범위하게 적용될 수 있음을 시사한다"고 말했다. 연구진은 "우리는 SMA 환자와 계속 협력하여 척수 전기 자극의 장기적인 효능과 안전성을 테스트하기 위한 또 다른 임상 시험을 시작하기를 희망한다"고 밝혔다. ◇참고 도서: 척수근위축증 환자의 경막외 척수 자극에 대한 최초의 인간 연구, 네이처 메디신 (2025). DOI: 10.1038/s41591-024-03484-8.
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[신소재 신기술(151)] 척수 전기 자극 치료, 척수근위축증 환자 신경 기능 회복시켜
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[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.
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- 포커스온
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[핫 이슈] 혹등고래, 인간과 유사한 방식으로 울음소리 학습
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[퓨처 Eyes(70)] 두 아빠 쥐의 탄생⋯생명 과학의 새 지평 열다
- 2025년 새해 벽두 과학계는 '두 아빠 사이에서 태어난 쥐'라는 놀라운 소식을 접하며 경탄을 금치 못했다. 한때 공상 과학 소설 속 장면으로 여겨졌던 일이 현실로 성큼 다가온 것이다. 이 획기적인 연구는 베이징에 있는 중국과학원의 리 지쿤(Zhi-Kun Li) 박사와 그의 연구팀에 의해 주도됐으며 과학전문 매체 사이언스얼럿과 MIT 테크놀로지 리뷰(MIT Technology) 등에 의해 상세히 보도됐다. 두 매체의 보도에 따르면 이 연구는 정밀한 줄기세포 공학 기술과 크리스퍼(CRISPER) 유전자 편집 기술을 통해 생물학적 엄마 없이 두 아빠를 가진 쥐를 탄생시키고, 성체로 성장시키는데 성공했다. 크리스퍼 유전자 편집 기술은 DNA를 자르고 붙이는 기술로, 특정 유전자를 수정하는 데 사용된다. 과거 유사한 시도들이 번번이 실패로 끝난 것을 감안하면, 이번 성과는 그 의미가 남다르다. 이전 연구자들은 수컷 줄기세포로부터 난자를 생성하는 데 어려움을 겪었고, 설령 성공하더라도 모성 유전 물질의 부재로 인해 새끼들이 심각한 발달 장애를 겪거나 끝내 생존하지 못했다. 하지만 리 지쿤 박사 팀은 '각인'된 유전자를 표적화하는 새로운 접근 방식을 통해 이러한 문제들을 말끔히 해결했다. 각인(Imprinting)이란 특정 유전자가 어느 부모에게서 왔는지에 따라 다르게 발현되는 현상을 말한다. 리 박사 팀은 배아 발달에 핵심적인 것으로 알려진 20개의 각인 유전자를 CRISPR 기술로 정교하게 편집하여 두 아빠를 둔 쥐의 탄생을 현실로 만들었다. 각인 유전자는 부모 중 누구에게서 왔는지에 따라 발현 여부가 결정되는 유전자를 말한다. 사이언스 얼럿은 이 연구가 "줄기세포 및 재생 의학 연구의 여러 가지 제한점을 해결하는 데 도움이 될 것"이라는 중국과학원 웨이 리(Wei Li) 연구원의 말을 인용하며, 이 연구의 중요성을 재차 강조했다. 난관 극복, 새로운 가능성 제시 두 아빠 쥐의 탄생 과정이 순탄하지만은 않았다. 이번 연구는 아빠가 둘인 생쥐를 만들려는 이전 연구를 바탕으로 했다. 1980년대 영국 과학자들은 정자 세포의 DNA가 포함된 핵을 수정란 세포에 주입하려는 시도를 했다. 그 결과 배아는 난자의 세포질에 두 수컷의 DNA와 암컷의 소량의 DNA를 가지고 있었다. 그러나 이 배아를 대리모 쥐의 자궁으로 이식했을 때 어느 배아도 건강하게 태어나지 않았다. MIT 테크놀로지 리뷰는 이는 부계와 모계 유전체에서 모두 각인된 유전자가 발달에 필요하기 때문인 것으로 보인다고 짚었다. 리 박사 팀은 유전자 편집을 이용해 각인된 유전자를 완전히 제거하는 다른 접근 방식을 취했다. 약 200개의 쥐 유전자가 각인되어 있지만 연구팀은 배아 발달에 중요한 것으로 알려진 20개의 유전자에 초점을 맞춘 것. 팀은 실험실에서 줄기 세포를 수집하기 위해 정자 DNA로 세포를 배양했다. 그런 다음 CRISPR를 사용하여 표적으로 삼은 20개의 각인된 유전자를 파괴했다. 유전자 편집된 세포는 다른 정자 세포와 함께 핵이 제거된 난자 세포에 주입됐다. 그 결과 두 마리 수컷 쥐의 DNA가 있는 배아 세포가 탄생했다. 이 세포는 태반을 만드는 데 필요한 세포를 제공하는 연구에 사용되는 일종의 '배아 껍질'에 주입됐다. 그 결과 생성된 배아는 암컷 쥐의 자궁으로 이식됐다. 일부 배아는 살아 있는 새끼로 발달했고, 심지어 성체가 될 때까지 살아 남았다. 연구팀은 더 나아가 두 아빠 쥐를 만드는 두 번째 접근 방식을 발견했다. 이는 일본 오사카 대학의 카츠히코 하야시(Katsujiko Hayashi) 팀의 연구를 바탕으로 했다. 이 팀은 몇년 전 수컷 쥐의 꼬리에서 세포를 채취해 미성숙 난자로 만드는 방법을 발견했다. 이 난자는 정자와 수정돼 양부계 배아를 만들 수 있었다. 하야시는 그 배아는 번식 능력을 가져, 성체가 자신의 자손을 가질 수 있다고 말했다. MIT 테크놀로지 리뷰에 따르면, 중국과학원 연구팀은 164개의 유전자 편집된 배아를 이식했지만, 살아있는 새끼는 고작 7마리밖에 태어나지 않았다. 게다가 태어난 새끼들도 정상적인 쥐보다 크게 자라거나 장기가 비대해지는 등 몇 가지 문제점을 드러냈다. 수명도 일반 쥐보다 짧았고, 불임이라는 문제도 안고 있었다. 이러한 결과는 여전히 해결해야 할 과제가 산적해 있음을 보여준다. 리 지쿤 박사 역시 "각인 유전자에 대한 추가적인 수정은 생존 가능한 배우자를 생산할 수 있는 건강한 두 아빠 쥐의 생성을 촉진하고 각인 관련 질병에 대한 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있다"고 말하며, 앞으로 연구가 더 필요함을 시사했다. 그럼에도 불구하고 두 아빠를 둔 쥐의 탄생은 생명 과학 연구에 지대한 의미를 갖는다. 펜실베이니아 대학의 발달 생물학자 코타로 사사키(Kotaro Sasaki)는 "흥미로운 연구"라며, 리 박사 팀이 "일련의 각인 결함을 피할 수 있었을 뿐만 아니라, 두 수컷의 DNA를 사용하여 쥐를 만드는 두 번째 방법을 발견했다"는 점을 높이 평가했다. 이 연구 결과는 학술지 '셀 스템 셀(Cell Stem Cell)'에 게재됐다. 각인 현상에 대한 새로운 통찰력 두 아빠 쥐 연구는 각인 현상에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있다는 점에서 더욱 주목받고 있다. 이전 연구에서는 두 엄마 쥐가 더 작고 오래 사는 것으로 밝혀진 반면, 이번 연구에서는 두 아빠 쥐가 과도하게 성장하고 더 빨리 죽는다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 코타로 사사키는 "아마도 부계 각인된 유전자는 성장을 지원하고 모계 유전자는 성장을 제한하며, 동물이 건강한 크기에 도달하려면 둘 다 필요할 것"이라고 추측했다. 물론, 이 연구 결과를 인간에게 적용하기까지에는 넘어야 할 산이 많다. 리 지쿤 박사는 "인간의 20개 각인된 유전자를 편집하는 것은 용납할 수 없으며, 건강하거나 생존 가능하지 않은 개체를 생산하는 것은 단순히 선택 사항이 아니다"라고 분명히 선을 그었다. 코타로 사사키 역시 "연구팀이 사용한 많은 실험실 기술 절차가 인간 세포에는 확립되지 않았고, 인간 유전자를 제거하면 예측할 수 없는 건강상의 결과를 초래할 수 있다"며 인간에게 적용하는 데에는 많은 어려움이 있을 것이라고 지적했다. 생명 과학의 새로운 지평 두 아빠를 둔 쥐의 탄생은 생명 과학 연구의 새로운 장을 열었으며, 앞으로 각인 현상과 유전 질환에 대한 이해를 넓히는 데 크게 기여할 것으로 기대된다. 비록 인간에게 직접 적용하기에는 아직 많은 과제가 남아 있지만, 이 연구가 제시하는 가능성은 무궁무진하며, 미래 생명 과학 발전에 중요한 토대가 될 것이다. 두 아빠 쥐의 탄생은 분명 획기적인 사건이지만, 아직 넘어야 할 산이 많다. 특히 인간에게 적용하기 위해서는 윤리적인 문제와 기술적인 난관을 극복해야 한다. 하지만 이 연구가 각인 현상에 대한 새로운 통찰력을 제공하고, 유전 질환 치료에 새로운 가능성을 제시했다는 점은 높이 평가할 만하다. 전문가들은 앞으로 두 아빠 사이에서 태어난 쥐 연구가 생명 과학 발전에 어떤 영향을 미칠지 주목할 필요가 있다고 지적한다.
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[퓨처 Eyes(70)] 두 아빠 쥐의 탄생⋯생명 과학의 새 지평 열다
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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.
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- ESGC
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인체 장기 내 미세 플라스틱 축적 심화, 뇌 조직에서 고농도 검출
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소프트뱅크·오픈AI, 일본에 합작사 신설 합의-일본 AI 인프라 구축
- 일본의 거대 기술기업 소프트뱅크그룹(SBG)과 미국 오픈AI는 3일(현지시간) 지분 50대 50의 회사 'SB 오픈AI 재팬'을 설립, AI 파트너십을 강화했다. 닛케이(日本經濟新聞) 등 외신들에 따르면 손정의 SBG 대표와 샘 올트먼 오픈AI 대표는 도쿄에서 열린 행사에서 협업을 거론하고 일본 기업들을 초청했다. 상징적인 소품으로 반짝이는 파란색 수정 구슬을 든 손 대표는 자사의 AI 서비스 크리스탈이 기업들에 의해 계획, 마케팅, 이메일, 기존의 소스 코드를 알아내는 데 사용될 수 있다고 말했다. 크리스탈은 반도체 및 소프트웨어 회사 암과 전자결제 서비스 페이페이를 포함한 손 회장의 SBG 계얼사에서 먼저 출시될 것이다. SBG는 크리스탈을 회사 전체에 통합하기 위해 연간 30억 달러(4조4013억원)를 지출할 계획이라고 말했다. 손 회장은 "이것은 회사에 엄청난 정보를 가져다줄 것이다. 정말 흥분된다"고 AI를 통한 '변혁 비즈니스'에서 말했다. 올트먼은 챗GPT가 웹을 탐색, 보고서를 준비하고 인간 작업자보다 훨씬 빨리 수천개의 소스를 찾는 것을 포함하여 더 복잡한 작업을 수행할 수 있게 해줄 수 있음이 "심층적 연구"를 통해 드러났다고 말했다.그는 심층 연구가 일본에서는 일본어로 가능할 것이라고 말했다. 올트만은 이어 "소프트뱅크와의 이번 제휴는 일본을 시작으로 세계에서 가장 영향력 있는 일부 기업에 혁신적 AI를 도입하려는 우리의 비전을 가속화할 것"이라고 말했다. SBG와 오픈AI의 제휴는 오라클과 함께 도널드 트럼프 대통령이 미국 내 인공지능 인프라에 최대 5000억 달러(733조9000억원)를 투자해 지원하는 스타게이트 프로젝트의 일환이다. 손 회장은 스타게이트가 다른 나라들뿐 아니라 일본으로도 확대될 것이라고 말했다. 기술 분야는 최근 중국의 신생기업 딥시크가 매우 똑똑하면서도 저가의 AI를 내놓았다고 발표하면서 크게 흔들렸다.
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소프트뱅크·오픈AI, 일본에 합작사 신설 합의-일본 AI 인프라 구축
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[신소재 신기술(150)] 세포 독성 없는 항균·항염 나노 꽃, '꿈의 상처 치료제'로
- 카네이션을 닮은 나노 구조체가 상처 치유를 돕는 밴드 형태로 개발되어 주목받고 있다. 미국화학회(ACS)의 응용 생체 재료 저널(ACS Applied Bio Materials)에 발표된 연구 결과에 따르면, 이탈리아 제노아 대학 연구팀이 개발한 나노 꽃(nanoflower) 코팅 드레싱은 실험실 시험에서 항생, 항염증 효과와 생체 적합성 특성을 나타냈다. 해당 연구에 대해서는 전문 사이트 Phys, 팝 사이언스 등 다수 외신이 보도했다. 연구팀은 넓은 표면적을 가진 카네이션을 닮은 나노 꽃에 주목했다. 넓은 표면적은 수많은 상처 치유 약물 분자를 담을 수 있는 공간을 제공하기 때문이다. 연구팀은 구리 인산염과 탄닌산, 두 가지 폴리페놀 기반 재료를 활용하여 새로운 나노 구조를 설계했다. 이 시약들은 뛰어난 항염 및 항생 효과로 잘 알려져 있다. 혼합된 시약을 식염수에 넣으면 구리 인산염-탄닌산 화합물이 자체 조립되면서 꽃 모양의 구조로 자란다. 연구진은 이렇게 만들어진 나노 꽃을 전기 방사 나노 섬유 직물 조각에 조심스럽게 부착했다. 연구팀은 "페놀 구조가 풍부한 천연 화합물인 폴리페놀은 항산화, 항염, 항균 및 항암 특성으로 널리 주목받고 있으며, 생물 의학 분야에서 매우 유용하게 쓰인다"고 설명했다. 이어 "경제적이고 환경 친화적인 전략을 사용한 폴리페놀 기반 재료의 합성은 더욱 중요해지고 있다"고 강조했다. 탄닌산과 인산구리(II)로 만들어진 이 나노 꽃 밴드는 감염 및 염증 치료에 유망한 후보 물질로 평가받는다. 나노 꽃은 스스로 조립되는 미세 구조체로, 넓은 표면적을 가지고 있어 약물 분자를 부착할 공간이 충분하므로 약물 전달에 특히 적합하다. 이번 연구에서 파테메 아흐마드푸르, 피에르 프란체스코 페라리 연구진은 인산구리(II)와 탄닌산의 항생 및 항염증 특성에 주목하여 이 두 물질을 나노 꽃 재료로 선택했다. 생리 식염수 용액에서 나노 꽃을 성장시킨 후, 생체 모방 구조체를 전기 방사된 나노 섬유 직물 스트립에 부착했다. 실험 결과, 나노 꽃 코팅 밴드는 배양된 다양한 세균(대장균, 녹농균, 황색포도상구균 포함)과 항생제 내성 생물막을 비활성화하고, 활성 산소종을 제거했으며, 실험실에서 배양한 인체 세포에 손상을 주지 않는 것으로 나타났다. 아흐마드푸르와 페라리는 "나노 꽃 코팅 밴드는 감염 퇴치와 상처 치유 촉진을 위한 자연적이고 비용 효율적이며 고효율적인 해결책을 제시함으로써 획기적인 발전을 이루었으며, 치료 기준을 재정의할 가능성이 있다"고 평가했다. 연구팀은 대장균(E. coli), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 포함한 유해 세균 배양액에 나노 꽃 붕대 샘플을 넣었다. 2025년 1월 31일 발표된 내용에 따르면, 나노 꽃으로 덮인 원단은 세균을 '불활성화'했을 뿐만 아니라 항생제 내성 바이오필름까지 억제했으며, 실험실에서 배양한 인간 세포를 보호하는 효과를 보였다. 연구팀은 "새로운 나노 꽃 기반 접근법은 비용 효율적일 뿐만 아니라 매우 효율적이어서 상처 치유를 가속화하고 감염과 싸우는 더 나은 수단을 제공한다"고 밝혔다. 나노 꽃의 잠재적 이점은 의학에만 국한되지 않는다. 2024년 10월 '어드밴스트 머티리얼(Advanced Materials)'에 발표된 또 다른 연구에서는 나노 꽃이 실시간 이미징, 폐수 정화, 심지어 마이크로 로봇 공학에도 사용될 수 있다고 제시했다. 이번 연구 결과는 상처 치료 분야에 새로운 패러다임을 제시할 가능성이 엿보인다. 기존 항생제 내성 문제와 상처 치유 지연 문제를 동시에 해결할 수 있는 혁신적인 접근 방식이기 때문이다. 특히 자연 소재인 폴리페놀을 활용하여 생체 적합성을 높인 점은 향후 임상 적용에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다.
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[신소재 신기술(150)] 세포 독성 없는 항균·항염 나노 꽃, '꿈의 상처 치료제'로
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[퓨처 Eyes(69)] 화성까지 45일! '꿈의 엔진' 핵추진 로켓, SF영화 현실로 만든다
- "화성으로 가는 길, 이제 6개월이 아닌 45일이면 충분하다!" SF 영화 속에서나 가능했던 이야기가 현실이 될 날이 머지않았다. 미국 항공우주국(NASA)이 핵열 추진 로켓 연료 시험에 성공하며 인류를 화성으로 빠르게 실어 나를 '꿈의 엔진' 개발에 박차를 가하고 있다. 영화 '마션'의 주인공 마크 와트니처럼 화성에서 감자를 키우는 일도 더는 꿈같은 이야기만은 아닐지 모른다. 데일리 갤럭시, 뉴 아틀라스 등 외신에 따르면 NASA는 마셜 우주 비행 센터에서 제너럴 아토믹스 일렉트로매그네틱 시스템스(GA-EMS)와 공동 개발한 첨단 핵열 추진(NTP) 원자로 연료 시험에 성공했다. 이 기술은 현재 6개월이 걸리는 화성 여행 시간을 획기적으로 단축할 뿐 아니라 우주비행사 안전, 임무 효율, 심우주 탐사 등 다양한 과제를 해결할 핵심 기술로 주목받고 있다. 핵분열 에너지로 추진력⋯기존 로켓보다 2~3배 빨라 핵열 추진 로켓은 핵분열 에너지를 이용해 추진력을 얻는 차세대 우주선 기술이다. 액체 수소와 같은 추진제를 원자로 노심을 통해 펌핑하면 우라늄 원자의 핵분열로 발생하는 열이 추진제를 가열, 고온의 가스로 변환시킨다. 이 가스는 노즐을 통해 팽창하며 강력한 추력을 생성한다. 기존 화학 로켓의 연소 방식보다 훨씬 효율적이며, 2~3배 빠른 속도를 낼 수 있다. NASA는 이번 시험에서 연료가 2,727°C(4,940°F)가 넘는 극한의 온도와 수소가 풍부한 환경에서도 견딜 수 있음을 확인했다. 특히 이번 시험은 실제 우주 환경을 모사하기 위해 극저온, 고온 및 급격한 온도 변화를 포함한 다양한 조건에서 진행됐다. 시험 결과, 연료는 극한 환경에서도 균열이나 파편 발생 없이 안정적인 성능을 유지했다. GA-EMS 스콧 포니 사장은 "최근 시험 결과는 NTP 원자로용 연료 설계를 성공적으로 입증하는 데 중요한 이정표"라며 "연료는 극도로 높은 온도와 우주에서 작동하는 NTP 원자로가 일반적으로 겪는 뜨거운 수소 가스 환경에서 견뎌야 한다"고 강조했다. 핵열 추진 로켓의 핵심은 바로 이 연료에 있다. 극한의 온도와 부식성 환경에서 견딜 수 있는 연료 개발이 핵열 추진 로켓 실현의 가장 큰 난관이었기 때문이다. GA-EMS는 이번 시험을 통해 이 난관을 극복했을 뿐 아니라, 기존 화학 로켓 엔진보다 2~3배 더 효율적인 시스템을 구축할 수 있는 가능성을 보여줬다. GA-EMS 핵 기술 및 재료 부문 부사장인 크리스티나 백 박사는 "GA-EMS 실험실에서 비수소 환경 시험을 수행했으며, 연료가 최대 3,000K(4,940°F, 2,726°C)의 온도에서 매우 우수한 성능을 발휘함을 확인했다"고 설명했다. 화성 탐사 난제 해결⋯안전성·효율성↑ 화성 유인 탐사는 지구와 화성 사이의 엄청난 거리(평균 2억 2530만km), 장기간 우주 방사선 노출, 장비 고장 가능성, 제한적인 의료 지원 등 수많은 난제를 안고 있다. NASA 관계자는 "편도 최대 20분의 통신 지연, 장비 고장 또는 의료 응급 상황 발생 가능성, 식량 및 물자 배급의 중요성에 직면해 우주비행사는 지구 팀의 최소한의 지원으로 다양한 상황에 대처할 수 있어야 한다"고 설명했다. 핵열 추진 기술을 통해 이동 시간을 45일로 단축하면 이러한 위험을 크게 줄일 수 있다. 방사선 노출 시간, 필요한 소모품, 기술적 오작동 발생 가능성 모두 줄어들기 때문이다. 크리스티나 백 박사는 "NASA MSFC의 소형 연료 요소 환경 시험(CFEET) 시설을 사용하여 수소 대표 온도 및 램프 속도에서 열 순환 후 연료의 생존 가능성을 성공적으로 시험하고 입증한 최초의 기업"이라고 밝혔다. GA-EMS는 NASA의 CFEET 시설을 활용해 연료 시험에 성공한 최초의 기업이라는 점에서 핵열 추진 연료 개발의 선두 주자임을 다시 한번 증명했다. 심우주 탐사, 달·화성 거주지 건설⋯인류, 우주로 핵열 추진 기술은 화성 탐사를 넘어 심우주 탐사, 달 및 화성에 지속 가능한 인간 거주지 건설 등 인류의 우주 진출을 가속화할 핵심 기술로 평가받는다. 스콧 포니 GA-EMS 사장은 "더 빠른 추진 시스템은 외행성으로의 더 야심찬 임무를 가능하게 할 뿐 아니라 달과 화성에 지속 가능한 인간 거주지를 구축하는 데 중요한 역할을 할 수 있다"고 말했다. 핵열 추진 시스템은 이동 시간 단축과 우주선 탑재량 증가를 통해 인류의 지구 밖 존재를 확장하려는 우주 기관들의 장기적인 비전을 지원할 수 있다. NASA는 앞으로도 GA-EMS와 같은 업계 파트너와 협력하여 NTP 시스템을 최적화하고 아르테미스 프로그램, 2030년대 화성 유인 탐사 등 향후 우주 임무에 활용할 계획이다. 핵열 추진 연료 시험 성공은 단순한 기술적 성과를 넘어 인류의 우주 탐험 역사에 새로운 장을 여는 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다. NASA와 GA-EMS는 이번 시험 결과를 바탕으로 핵열 추진 로켓 엔진 개발에 박차를 가할 계획이며, 향후 10년 안에 핵열 추진 로켓을 활용한 우주 탐사 임무가 시작될 것으로 예상된다. 인류는 오랫동안 우주를 향한 꿈을 꾸어왔다. 달에 첫 발을 내딛었던 순간부터 화성 유인 탐사, 더 나아가 심우주 탐사까지, 그 꿈은 끝없이 이어지고 있다. 이제 핵열 추진 로켓이라는 새로운 날개를 단 인류는 어떤 미래를 향해 나아갈까? 핵열 추진 로켓은 단순한 이동 수단을 넘어 인류의 꿈을 현실로 만들고, 우주 시대의 새로운 장을 열어갈 열쇠가 될 것이다.
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