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캐나다 퀸스대 연구진, 새로운 뇌 활동 분석법 개발

뇌 활동 패턴 단순화하니 ‘생각 벌레’ 형상 나타나

       뇌에서는 하루에도 수천번의 생각이 떠올랐다 사라지는 것으로 추정된다.

하루에도 우리는 수많은 생각을 하며 산다. 의식적으로 생각하는 것들도 있고, 자신의 의도와 상관없이 자연스럽게 떠오르는 생각들도 있다. 주로 일상적으로 부닥치는 외부환경의 자극에 반응하는 익숙하고 반복되는 생각들이 대부분이겠지만, 때로는 거기에서 그치지 않고 뭔가 새롭고 창의적인 것들도 떠오른다. 교육이나 처세 전문가들은 잠시 떠올랐다 사라지는 이 소중한 생각들을 살려내려면 항상 메모하는 습관을 들이라고 말하기도 한다. 과연 우리는 얼마나 많은 생각들을 하면서 살고 있을까?

평범한 하루 일상을 보내는 건강한 성인들의 경우 하루에 평균 6000번 이상의 생각을 하는 것으로 추정된다는 연구 결과가 나왔다. 캐나다 퀸스대 심리학자들은 사람이 하나의 생각을 끝내고 다른 생각을 하기 시작할 때를 가려내는 새로운 방법을 개발해 추정한 결과 이렇게 나타났다고 밝혔다.

연구진이 개발한 것은 사람이 하나의 생각에 집중하는 연속적인 순간을 뜻하는 ‘생각 벌레’(thought worm)를 가려내는 방법이다. 연구진은 분석을 쉽게 하기 위해 뇌 활동 영상을 단순화하는 방법을 고안했다. 뇌 혈류 변화를 감지하는 fMRI(기능적 자기공명 영상) 이미지를 시간 경과에 따라 15가지 이미지로 변환한 뒤 이를 2차원 공간에 투사한 것. 그 결과 나타난 2차원 이미지가 벌레 모양이라고 해서 붙인 명칭이 ‘생각 벌레’다.

연구를 이끈 조던 포펜크 박사는 “생각벌레는 뇌의 활동 패턴을 단순하게 표현할 경우 인접한 점들의 집합”이라며 “새로운 생각을 하게 되면 뇌에 새로운 생각벌레가 만들어진다”고 밝혔다. 연구진은 ‘인간 뇌지도 프로젝트’에 참가한 184명의 영상 시청 관련 데이터에서 얻은 뇌 영상을 분석한 결과, 영화 장면이 전환되면 새로운 생각벌레가 출현하는 걸 확인했다.

연구진의 뇌 영상 패턴 단순화 기법을 통해 드러난 생각벌레들.

1분당 평균 6.5번 생각 전환이 일어나다

연구진에 따르면 인지신경과학계는 지난 15년에 걸쳐 뇌 촬영 기술을 이용해 사람들이 무엇을 생각하는지를 추정할 수 있는 단계까지 나아갔다. 이 때 과학자들은 뇌 영상을 기존의 뇌패턴 견본과 비교하는 방식을 이용한다. 그러나 이런 방법에는 연구진이 관찰하고 싶어하는 모든 생각에 관한 뇌 패턴 견본이 있어야 한다는 한계가 있다. 이런 견본을 만들려면 비용도 많이 들고 시간도 많이 걸린다.

퀸스대 연구진은 발상을 바꿔봤다. 사람이 무슨 생각을 하는지를 파악하는 대신 생각을 하지 않는 순간을 파악하는 것에 초점을 맞추기로 했다. 뇌 신경 네트워크가 활성화하는 순간과 비활성화하는 순간을 구분해보자는 것이다. 이렇게 하면 새로운 생각이 무엇인지와는 상관없이 새로운 생각을 하는 순간을 파악할 수 있다.

예컨대 문장의 내용은 보지 않고 문장의 마침표만 보는 방식이다. 실험 데이터의 뇌 영상 분석 결과, 1분당 평균 6.5번의 생각 전환이 이뤄진 것으로 나타났다고 밝혔다. 연구진은 하루 수면시간을 8시간으로 전제하고 실험 결과를 하루 전체로 확대 적용하면, 건강한 성인 남자의 경우 하루 평균 6200번의 생각이 뇌에서 일어나는 것으로 추정했다.

연구진은 보도자료를 통해 “자연스럽게 일어나는 생각들에 대한 기초 연구는 커피 한 잔을 마시는 시간은 생각에 어떤 영향을 미치는지, 한 영화를 두번째 볼 때는 생각이 어떻게 달라지는 등 실질적인 문제에 대한 답을 얻는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 밝혔다.

연구진은 나아가 이번 연구 성과가 생각에 관한 새로운 연구의 길을 열어줄 수 있을 것으로 기대했다. 예컨대 약물의 영향이나 스트레스를 받는 상황에서 사람들의 생각이 어떻게 변화하는지에 대한 시사점을 얻을 수 있다. 또 생각의 전환 속도가 주의력 지속 능력과 관련이 있는지, 정신분열증이나 주의력결핍과다행동장애(ADHD) 등의 조기 진단에 도움이 되는지 등 많은 곳에 쓰일 수 있을 것으로 전망했다.

이번 연구 결과는 공개 과학 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 7월13일치에 실렸다. < 곽노필 기자 >

카이스트, 콜라·사이다·오렌지주스 비교 분석

거칠기는 10분만에 5배, 탄성은 5분만에 5분의1로

표면 울퉁불퉁해지는 건 주스보다 탄산음료가 세

청량음료가 치아를 부식하는 과정은 예상보다 빨리 진행됐다.

콜라, 사이다 같은 청량음료가 치아를 부식시키는 장면을 포착한 현미경 사진이 공개됐다.

카이스트(한국과학기술원) 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀은 원자간력 현미경(AFM)으로 청량음료가 치아 표면에 일으키는 변화를 사진으로 촬영하는 데 성공했다고 22일 밝혔다.

청량음료 노출 시간에 따라 변화하는 치아의 표면. 10분 후 치아 표면이 5배나 더 울퉁불퉁해졌다. 위로부터 코카콜라, 스프라이트, 미닛메이드 오렌지주스.

원자간력 현미경(AFM)은 주사형 탐침 현미경(SPM)의 하나로, 끝에 있는 나노미터(1나노미터는 100만분의 1밀리미터) 수준의 미세한 탐침과 시료 표면 사이에 작용하는 원자간력을 이용해 3차원 이미지를 얻는 장치다.

청량음료의 성분이 치아 표면에 미치는 변화는 크게 두 가지로 나눠볼 수 있다. 하나는 거칠기(roughness), 다른 하나는 탄성 계수(elastic modulus)다. 거칠기는 표면의 울퉁불퉁한 정도를, 탄성계수는 표면의 단단한 정도를 나타내는 말이다.

치아는 여러 층의 물질로 이뤄져 있는데, 이 가운데 가장 단단한 부분은 치아 보호막 역할을 하는 가장 바깥쪽의 법랑질(에나멜)이다. 연구진은 콜라·사이다·오렌지주스 3종의 청량음료에 치아를 각각 담근 뒤 시간대별로 꺼내 부식된 정도를 살펴봤다. 시료로 사용한 음료는 코카콜라(콜라), 스프라이트(사이다), 미닛메이드(오렌지주스)였다. 코카콜라의 주성분은 탄산수, 액상과당, 천연향료, 캐러멜 색소, 카페인이다. 스프라이트는 탄산수, 액상과당, 구연산, 천연향료, 구연산 나트륨, 벤조산 나트륨 등이다. 미닛메이드는 유기산(구연산, 말산, 아스코르브산), 설탕, 페놀성 화합물 등이다.

현미경 측정 결과 치아 법랑질의 표면 거칠기는 10분만에 5배 정도 커지고, 탄성 계수는 5분 사이에 5분의1 수준으로 떨어졌다. 치아의 부식 정도는 음료 간에 뚜렷한 차이가 없었다. 다만 표면 거칠기에서는 탄산 성분이 있는 음료가 더 큰 폭의 변화를 일으켰다.

연구진은 치아에 흠집이 있을 경우 부식 속도가 훨씬 더 빠르게 진행된다는 사실도 확인했다. 홍승범 교수는 "실제 치아가 부식하는 데는 침을 비롯한 각자의 구강 위생 환경의 영향을 받기 때문에 이보다는 덜할 수 있을 것"이라고 말했다.

현미경 측정에 사용한 치아의 단면도(왼쪽)와 원자간력 현미경의 탐침(오른쪽).

연구 결과는 국제 학술지 `생체 재료의 기계적 행동 저널'(Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials) 6월29일치에 실렸다. 논문 제목은 `Nanoscale effects of beverages on enamel surface of human teeth: An atomic force microscopy study'. < 곽노필 기자 >

납치된 후 거리에서 공예품 팔아…여성 용의자 3명 체포

납치돼 거리에서 물건을 팔다 구조된 멕시코 어린이들

유괴된 후 강제로 거리에서 물건을 팔던 멕시코 어린이들이 경찰에 구조됐다.

22일 AP통신과 멕시코 언론에 따르면 멕시코 남부 치아파스 검찰은 관광도시이기도 한 산크리토발데라스카사스의 한 주택을 급습해 어린이 23명을 구조했다.

검찰은 여성 용의자 3명을 인신매매와 강제노동 등 혐의로 체포했다.

수사당국에 따르면 납치된 아이들은 육체적·정신적 폭력에 시달리며 거리에서 관광객 등을 상대로 강제로 공예품 등을 파는 '앵벌이' 노릇을 해야 했다. 매일 할당된 금액을 채워야 음식과 잘 곳을 얻을 수 있었다.

검찰이 공개한 영상에 따르면 아이들의 잠자리는 시멘트 바닥에 깔린 골판지나 얇은 담요가 전부였다.

구조된 아이들은 대부분 2살에서 15살 사이로, 생후 20개월 미만 아기도 3명 있었다. 대부분 영양부족에 시달리고 있다고 당국은 전했다.

아이들은 아동복지당국에 인계됐다.

이들은 인근에서 실종된 다른 아동을 찾던 과정에서 발견됐다.

지난달 산크리스토발의 시장에서 두 살배기 딜란이 사라졌다.

인근 CCTV에는 13살쯤 돼 보이는 여자아이가 딜란의 손을 잡고 데려가는 모습이 담겼다.

인신매매나 앵벌이 조직이 어린이들을 납치에 동원하고 있을 가능성을 보여주는 장면이었다.

딜란의 어머니는 수도 멕시코시티까지 올라와 대통령을 향해 딜란을 찾아달라고 호소하기도 했다.

안타깝게도 이번에 발견된 23명의 아이 중엔 딜란이 포함되지 않았다.

"딜란을 찾아주세요" 실종 아동 전단. 아래 사진은 딜란을 데려가는 모습이 CCTV에 찍힌 여자아이.

아시아계 미국인 차별반대 공익광고에 소셜미디어 캠페인도

아시아계 인종차별에 반대하는 미국 공익광고

미국에서 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 대유행 이후 아시아계를 향한 인종차별 사건이 2천건 이상 발생한 것으로 나타났다.

21일 뉴욕타임스(NYT)와 연예매체 데드라인에 따르면 아시아퍼시픽 정책기획위원회(A3PCON) 등 인권단체들은 최근 15주 동안 아시아계를 겨냥한 외국인 혐오 또는 인종차별 사건이 2천100건 발생한 것으로 집계했다.

특히 캘리포니아주에서만 지난 석달 동안 832건의 인종차별 사건이 보고됐다고 A3PCON이 밝혔다. 이 중 81건은 폭행 사건이었다.

뉴욕시 인권위원회도 최근 아시아계를 상대로 한 "괴롭힘과 적대감 표현 사례가 급격히 늘고 있다"고 우려했다.

인종차별에 반대하는 미 인권단체 반명예훼손연맹(ADL)은 "외국인 혐오적이고 인종차별적인 사건 보고가 치솟고 있다"며 ▲ 아시아계 소유 가게에 대한 인종차별적 낙서 ▲ 비디오채팅 중 반아시아적 발언 ▲ 구타 ▲ 입장거부 등의 사례를 제시했다.

미국 내 아시아계를 겨냥한 차별 사건의 배경에는 도널드 트럼프 대통령의 "중국 바이러스", "쿵플루(kung flu)" 등의 선동적 발언의 영향도 있는 것으로 분석된다.

최근 사례들을 조사한 연구진과 인권운동가들은 지도자들의 선동적 언급이 인종차별적 행동을 악화시킬 수 있다는 지적을 했다고 NYT가 전했다.

아시아계 인종차별 반대 공익광고 중 한 장면

이런 가운데 미국에서는 코로나19와 관련된 아시아계 차별을 멈추라고 호소하는 공익광고가 나와 효과를 발휘할 수 있을지 주목된다.

이날부터 방영되는 공익광고에는 소방관, 간호사, 운전기사, 예술가, 유명 셰프 등이 등장해 "중국으로 돌아가라"는 폭언이나 침뱉기를 당한 경험담을 털어놓는다.

미국 광고협의회가 제작하고 에미상 수상 작가인 앨런 양이 제작에 참여한 이 광고는 "바이러스와 싸워라. 편견과 싸워라"(Fight the virus. Fight the bias)는 당부로 끝난다.

인권단체들과 마케팅회사들도 '#난 코로나19가 아니에요', '#인종차별이 바이러스다' 등의 해시태그를 통해 소셜미디어에서 아시아계 차별 반대 캠페인에 나섰다.

최근 퓨리서치센터 여론조사 결과를 보면 영어를 사용하는 아시아계 성인 미국인 58%가 코로나19 대유행 이후 인종차별적 표현이나 아시아계에 대해 무신경한 견해를 접한 적이 있다고 답했다.

30%는 최근 비방이나 인종차별적 농담을 들은 적이 있다고 했고, 26%는 자신의 인종 때문에 위협을 당하거나 신체적 공격을 당할 것이라는 두려움을 느꼈다고 밝혔다.