방구하는사이트 국내 연구진이 치매를 유발하는 ‘아밀로이드 베타’ 등 뇌 속 노폐물이 수면 중 효과적으로 배출되는지 실시간으로 확인할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.
분당서울대병원 신경과 윤창호 교수와 카이스트 전기·전자공학부 배현민 교수 공동 연구팀은 뇌의 아교임파계 활동을 실시간 관찰할 수 있는 근적외선 분광 기법 기반의 비침습적 검사법을 개발했다고 23일 밝혔다. 이 연구는 국제뇌혈류대사학회 공식학술지 ‘뇌혈류 및 대사 저널(Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism)’에 게재됐다.
자는 동안 뇌를 감싸고 있는 뇌척수액은 혈관 주위 공간을 따라 뇌 깊숙이 스며들어 노폐물을 씻어낸 뒤 뇌수막 임파계나 경부 임파절을 통해 배출한다. 뇌의 신경세포를 손상시켜 알츠하이머병을 유발하는 독성 단백질인 아밀로이드 베타 등의 노폐물이 축적되는 것을 막기 위해서다. 이렇게 수면 중 뇌척수액을 통한 노폐물 세척·배출 체계를 아교임파계라 부르는데, 이전까지는 치매·파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환을 억제하는 이 체계의 기능을 실시간으로 관찰할 수 없는 한계가 있었다.
이에 연구진은 피부를 절개해 기기를 심는 등의 침습적 조치 없이도 전체 수면시간 내내 아교임파계의 활동을 연속 측정할 수 있는 기술을 개발하기 위해 수분 변화에 민감한 무선 근적외선 분광기를 활용했다. 기기를 이마에 부착한 상태로 작동해 두개골 내부로 700~1000㎚ 파장의 근적외선을 투과시킨 뒤 산란된 빛의 흡수율을 분석해 뇌 내부의 수분량, 산소포화도, 혈류량 등을 산출하는 방식이다. 특히 수분에 민감한 925㎚ 파장을 중심으로 측정한 수분량 중 아교임파계 활동과 직접 연관된 수분량을 정밀 측정하는 알고리즘을 적용해 실시간 분석에 성공했다.
건강한 성인 41명을 대상으로 해당 장비의 효과를 다시 검증한 연구에선 각성 상태에서 잠이 들어 깊은 수면 단계인 비렘수면까지 진행하는 동안 전두엽 수분량이 유의하게 증가하는 양상을 확인했다. 이는 깊은 수면 단계로 갈수록 뇌 세척 활동이 활성화된다는 걸 보여주는 결과로, 동물실험에서 관찰된 아교임파계 활성 패턴과 일치했다. 노폐물을 씻어내는 정도를 보여주는 수분량은 특히 잠들고 난 후 첫 번째 깊은 비렘수면 사이클에서 가장 많이 증가하는 것으로 확인됐다. 연구진은 수면 초반부에 뇌의 청소 활동이 활발하다는 사실이 밝혀지면서 향후 수면 치료 지침을 세우는 데도 중요한 참고 자료가 될 것으로 전망했다.
윤창호 교수는 “수면 중 아교임파계 활성도를 정량적으로 평가할 수 있는 세계 최초 근적외선분광기법 기반 기술을 개발해 수면과 뇌 건강 간의 연관성을 과학적으로 규명할 수 있는 토대를 마련했다”며 “향후 치매를 비롯한 퇴행성 뇌질환의 조기 예측과 위험군 선별은 물론, 수면 치료의 효과를 평가하고 개인 맞춤형 뇌 건강 관리 전략을 수립하는 데까지 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
#오존층이 파괴된 미래 지구. 남은 것은 황량한 벌판과 버려진 건물뿐이다. 태양에서 지구로 쏟아지는 자외선을 막을 오존층이 소멸하자 대부분의 인간과 생명체는 사라졌다. 강력한 자외선이 생물의 세포를 공격해 질병을 일으키고 수명을 줄였기 때문이다.
엔지니어인 핀치 와인버그(톰 행크스 분)는 이런 지구에서 살아남았다. 그가 생존한 이유는 간단하다. 평소 햇빛이 몸 어디에도 닿지 않도록 했기 때문이다. 실내에 주로 머물고, 식량 조달 같은 불가피한 일로 외출할 때에는 온몸을 감싸는, 우주복을 닮은 방호복을 꼭 챙겨 입는다. 살아남았지만, 이전 지구인이 누리던 일상의 즐거움은 사라진 지 오래다. 2021년 공개된 미국 공상과학(SF)영화 <핀치> 줄거리다.
그런데 영화 속이 아니라 실제로 이런 재앙이 지구에 생긴 적이 있다. 지금으로부터 4만1000년 전 얘기다. 당시 지구에는 자외선이 폭우처럼 쏟아졌다. 그런데도 인류는 살아남았다. 이렇다 할 차광 기술도 없던 당시, 도대체 어떤 묘안을 짜냈던 것일까.
지난주 미국 과학전문지 인터레스팅 엔지니어링 등에 따르면 미국 미시건대와 독일 헬름홀츠 지구과학연구센터 소속 연구진은 4만1000년 전 지구에 급격한 자기장 감소가 나타났으며, 이 때문에 인류 생활 방식에 큰 변화가 생겼다는 사실을 규명했다. 해당 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 실렸다.
연구진에 따르면 4만1000년 전 지구에서 나타난 자기장 감소는 ‘급변 사태’ 수준이었다. 자기장 강도가 이전보다 90%나 줄었다. 이런 자기장 감소는 약 2000년간 지속됐다. 과학계는 이 일을 ‘라샹 사건’이라고 부른다.
지구 자기장은 대기나 지표면에 태양풍(태양에서 나오는 전기적 성질을 띤 바람)이 직접 닿지 않도록 하는 방파제다. 그 기능이 사실상 사라지자 지구에는 심각한 일이 벌어졌다.
대기 중으로 다량 들어온 태양풍이 오존층을 파괴하는 화학물질을 잔뜩 만든 것이다. 고도 20~30㎞에서 지구를 감싸고 있는 오존층은 태양에서 날아드는 자외선의 95% 이상을 흡수한다. 그런데 더 이상 그럴 수 없게 된 것이다. 연구진은 “당시 인류에게 피부 화상과 발암, 안구 손상, 면역 기능 저하 등이 유발됐을 것”이라고 했다.
지금처럼 자외선을 막을 콘크리트 건물도 없었는데 인류는 어떻게 생존할 수 있었을까. 연구진이 기후 시뮬레이션에 고고학적 현장 증거를 덧붙여 알아낸 비결은 ‘동굴’이었다.
연구진은 “동물이나 사람, 특정 장면을 벽화로 표현하는 동굴 예술이 늘어난 시점이 라샹 사건 시기와 거의 동일하다”며 “동굴 예술이라는 문화 현상이 자기장 약화와 연관됐을 가능성이 크다”고 밝혔다.
동굴 벽화가 4만1000년 전 폭증한 흔적이 지구 곳곳에서 나타나는데, 자외선을 피해 동굴로 거주지를 옮긴 인류가 많아진 것이 이유였다는 뜻이다. 햇빛이 차단된 깊은 동굴은 천연 대피소였던 것이다. 당시 인류가 단순히 주거지 건축 기술이 모자라서 동굴로 이동한 것이 아니었다는 얘기다.
식량 조달 등을 위해 불가피하게 야외에 나갈 때에도 인류는 자신의 몸을 지킬 대책을 마련했다. 연구진은 피부에 황토를 잔뜩 바라는 방법이 사용됐다고 분석했다. 황토를 ‘선크림’처럼 쓴 것이다.
연구진은 세계 곳곳에서 ‘황토 광산’도 발견했다. 인류가 여러 시도를 하다 몸에 ‘황토 바르기’가 효과적인 자외선 차단법이라는 점을 깨달았고, 이후 황토를 안정적으로 얻을 공간을 개발했다는 뜻이다.
문제는 지구 자기장이 약해지는 일은 자연 현상이라는 점이다. 언제든 다시 일어날 수 있다. 현대에 그런 일이 생기면 자외선으로 인한 직접적인 신체 손상 외에도 다른 문제가 생길 공산이 크다.
연구진은 “인공위성이 태양풍 때문에 망가질 가능성이 크다”고 설명했다. 위성에 들어가는 전자 장비가 태양풍이 지닌 전기적 성질에 취약해서다. 특히 통신 위성이 운영 정지되면 소통 두절로 인해 사회적 혼란이 커질 수 있다. 4만1000년 전 인류에게는 없던 걱정이다. 연구진은 “이번 연구는 향후 일어날 수 있는 자기장 변화의 결과를 이해하는 바탕이 될 것”이라고 강조했다.
고용노동부가 서울 종로구에 밀집한 주얼리 사업장이 4대 보험 가입 등 근로기준법을 준수하도록 지도·감독에 나선다. 김영훈 노동부 장관이 후보자 시절 만났던 주얼리 노동자가 “업체들이 근로기준법만 제대로 지킬 수 있게 해달라”고 호소한 것에 대한 대응 조치로 김 장관은 취임하자마자 대책을 처음으로 내놨다.
노동부는 23일 주얼리 업체를 대상으로 이날부터 이틀간 노동법 설명회를 실시한다고 밝혔다. 대다수 주얼리 업체는 5인 미만 사업장이다. 5인 미만 사업장이어도 4대 보험을 의무적으로 가입해야 하지만, 금속노조 조사 결과 주얼리 사업장의 고용보험 미가입률은 약 70%에 달한다.
금속노조 서울지부 동부지역지회는 지난달 노동부에 종로 주얼리 사업장에 대한 특별근로감독을 촉구하며 “종로 주얼리의 많은 사업주는 직원 중 일부만 4대 보험에 가입시키거나, 가입하더라도 보험료를 덜 내기 위해 월급을 줄여서 신고하는 편법을 사용한다”며 “이러한 상황에서 회사가 해고하거나 폐업을 하면 고용보험에 가입돼 있지 않은 노동자들은 실업급여 등 최소한의 생계 지원을 받을 수 없다”고 했다.
노동부는 설명회에서 사업주를 대상으로 4대 보험 가입 등 노동관계법 의무 사항과 정부 지원 제도를 알릴 계획이다. 노동자들에게는 서울시 지역노동상담센터 등과 협업해 주얼리 산업에 특화된 노동법 상담과 교육을 추진한다.
아울러 귀금속 가공에 화학물질이 사용되는 만큼 사업주가 특수건강진단을 시행하도록 지도한다. 산업안전보건법에 규정된 특수건강진단은 유해인자에 노출되는 노동자에 대해 사업주가 비용을 부담해 실시하는 건강진단이다. 노동부는 특수건강진단을 하는 사업장에 비용을 지원할 계획이다. 이외에도 주얼리 사업장에 민간 인사관리 플랫폼 사용료를 지원하고, 사회보험료를 최대 80%를 지원하는 두루누리 사업에 참여할 수 있도록 할 예정이다.
노동부는 주얼리 사업장이 영세하다는 점을 감안해 근로감독에 바로 착수하기보다 ‘사업장 자율점검’을 통해 스스로 문제를 개선하도록 유도하겠다고 밝혔다. 시정 기회를 부여했는데도 법 위반 사항을 개선하지 않으면 단계적으로 근로감독을 벌일 계획이다.
금속노조 서울지부는 환영의 뜻을 밝히면서도 정부가 더 적극적인 역할을 해야 한다고 강조했다. 이들은 “눈물겨운 투쟁에 작은 메아리가 들리는 것 같다”면서도 앞으로 사업장 감독 및 시정 조치를 지켜보겠다고 밝혔다. 서울지부 관계자는 “이전에도 계도 차원의 움직임은 있었다”며 “노동부가 법 위반 사항을 시정하지 않는 경우 감독을 통해 엄정하게 조치하겠다고 했는데, 실제 이 조치가 이뤄지는지가 중요하다”고 말했다. 서울지부는 24일 서울 중구 서울지방고용노동청 앞에서 40여일간 벌인 농성을 마무리한다.

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