The Science Times

최근 미국 하워드 휴즈 의학연구소 자넬리아 연구캠퍼스의 이난 완(Yinan Wan) 박사팀은 살아있는 동물에서 직접 뉴런의 행동 전모를 관찰할 수 있는 도구를 개발해 이 분야 연구에 새 전기를 마련했다.

인간의 감정을 조절하는 뇌의 편도체는 사춘기 때 거의 성숙해진다. 그러나 일부 편도체 세포는 나이가 들어도 미성숙한 '피터팬 세포'로 남아 있다.

지난 22일 ‘공학의 눈으로 미래를 설계하다’를 주제로 열린 한국공학한림원 리더십포럼에서 황철성 서울대 재료공학부 교수는 “화력발전소 1000억 개에 해당되는 에너지가 필요하다”는 주장을 내놨다. 그에 계산에 따르면 현재보다 100만 배 늘어난 데이터를 활용하려면 트랜지스터가 10⁴⁰번 정도 꺼졌다 켜졌다 하기 때문에 그것을 전기에너지로 환산하면 10²⁷J이 된다. 이것은 그 시대의 인류가 생산하는 총 에너지의 100배로, 화력발전소 발전량으로 환산하면 1000억 개에 해당된다는 것이다.

과학 뉴스 사이트인 ‘유레카얼럿’에 따르면 벨기에 플랑드르 뇌전자공학연구소(NERF) 과학자들이 기억력과 관련된 새로운 사실을 밝혀냈다. ‘강력한 요구와 보상(highly demanding rewarding)’에 대한 경험이 기억력 강화의 원인이 되고 있다는 것. 그동안 기억력을 상승시키는 요인으로 수면, 휴식 등 여러 가지 건강요법들이 제시돼왔다. 그러나 뇌세포 안에서 ‘강력한 요구와 보상’ 시스템이 작동하고 있다는 기억 메커니즘이 밝혀진 것은 이번이 처음이다.

14일 ‘사이언스 뉴스(Science News)’에 따르면 인공지능에게 ‘숫자 감각’을 학습시키고 있는 곳은 독일 튀빙겐 대학이다. 튀빙겐 대학의 신경과학자인 안드레아스 니더(Andreas Nieder) 교수는 연구진을 이끌고 동물‧기구 등의 수를 인지할 수 있는 신경세포를 모방한 인공신경망(ANN, artificial neural network)을 제작했다. 그리고 이 인공신경망이 다양한 이미지들을 식별할 수 있도록 했다. 다음에 신경망을 구성하고 있는 인공 뉴런(세포) 들이 수량을 감지할 수 있도록 학습을 진행했다. 그리고 최근 사람처럼 ‘숫자 감각’을 발휘하게 하는데 성공했다.

26일 ‘사이언스’, ‘가디언’ 등 주요 언론들은 과학자들이 중년이 지난 후 90세가 넘어서도 새로운 뇌세포가 생성되는 등 사람의 일생에 걸쳐 신경조직이 만들어지고 있다는 사실을 확인했다고 전했다. 연구진은 또 과거의 신경생성(neurogenesis) 과정을 분석하는 과정에서 방법론적인 오류 때문에 중년 이후 뇌세포 생성 과정을 밝혀내는데 실패했다는 내용의 논문을 발표했다.

28일 ‘사이언스’, ‘데일리 메일’, ‘메디컬 엑스프레스’ 등 주요 언론들은 펜실베이니아 대학, 암스테르담 자유대학 등의 과학자들로 구성된 국제연구팀이 DNA 분석을 통해 불면증을 유발하는 뇌 영역과 뇌세포 유형 등을 확인했다고 보도했다. 연구팀은 133만 10명의 개인 뇌세포로부터 불면증을 유발하는 변종 DNA를 확인한 후 이 DNA가 포함된 유전자 956개를 골라내는데 성공했다.

최근 더 과학자들이 여성의 뇌세포 대사기능이 남성보다 활발하다는 사실을 밝혀내고 있다. 4일 ‘가디언’, ‘CNN’, ‘CBS' 등 주요 언론에 따르면 미국 워싱톤 의대 연구팀이 건강한 남녀를 대상으로 출생에서 사망으로 이어지는 전 생애 주기에 걸쳐 ‘뇌세포 대사기능(metabolic brain)’를 비교 분석했다. 그 결과 여성이 여성 뇌의 대사 기능이 남성보다 ‘4년’ 더 젊은 상태를 유지하고 있었다. 이는 여성의 뇌 기능이 남성보다 더 활성화돼 있다는 것을 말해주는 것이다. 남녀 대사 기능과 관련 비교분석 결과가 발표된 것은 이번이 처음이다.

뇌가 병을 앓고 있거나 충격을 받았을 때 신경세포가 손상된다. 문제는 이렇게 손상된 세포를 다시 복구할 수 없다는 것이다. 과학자들은 이 문제를 해결하기 위해 여러 가지 노력을 기울여왔다. 신경세포 이식을 통해 알츠하이머, 파킨슨 병 등의 뇌신경계 질병 치료를 시도하고 있지만 부작용 등으로 인해 아직까지 손상된 부위를 회복시킬 수 있는 치료법이 없는 실정이다. 그런데 최근 손상된 뇌세포를 회복시킬 수 있다는 연구 결과가 발표돼 세계적으로 큰 주목을 받고 있다. 성상세포(astrocytes)를 재프로그래밍해 손상된 세포 기능을 회복시키는 것은 물론 새로운 세포를 만들어낼 수 있다는 것이다.

누가 인사를 하면 상대방이 그의 얼굴을 빤히 쳐다보는 경우가 있다. 인사하는 사람이 누구인지 확인하기 위해서다. 그러다 언젠가 만났던 기억이 떠오르면 반가운 표정을 지으며 악수를 하게 된다. 그런데 사람은 얼마나 많은 얼굴 모습을 기억할 수 있는 것일까? 그동안 심리학자들은 이 궁금증을 풀기위해 다양한 연구를 진행해 왔다.