NEMO Kennislink 편집자들이 내다보는 2018년 과학계의 큰 돌파구

연말 폭죽의 화약 냄새가 사라지고, 대부분의 크리스마스 트리가 이미 거리로 내던져진 지금. 2017년을 돌아본 NEMO Kennislink 편집자들은 조심스럽게 앞을 내다봅니다. 과학은 2018년 우리에게 어떤 돌파구를 가져다줄까요?

블랙홀과 눈을 마주하다

우리 은하 중심에는 괴물이 살고 있습니다. 태양 질량의 약 400만 배에 달하는 블랙홀, 바로 '궁수자리 A*'입니다. 이 블랙홀은 그 주위를 도는 물질이 내뿜는 강력한 전파 방출로 존재를 드러냅니다. 하지만 천문학자들은 더 많은 것을 원했습니다. 지난 1년간 남극에서 하와이, 프랑스까지 총 8대의 전파망원경을 하나로 묶어 지구 크기만 한 거대 망원경을 만들었는데요. 이른바 사건의 지평선 망원경(Event Horizon Telescope)이 블랙홀 주위를 도는 빛의 '실루엣'을 포착할 만큼 민감하기를 기대하고 있습니다. 현재 데이터는 수신되어 처리 중입니다. NEMO Kennislink 편집자 로엘 반 데르 헤이든(Roel van der Heijden)에 따르면, 2018년에는 인류 최초로 블랙홀을 정면으로 마주할지도 모릅니다.

소셜 미디어와 우리의 뇌

조금 더 가까운 곳에서 보면, 스마트폰은 이미 일종의 '두뇌 확장'이 되었습니다. 디지털 세계와의 만남은 어린 나이부터 시작됩니다. 걸음마 시절 아이들도 화면을 넘겨대니까요. 소셜 미디어는 우리의 뇌와 행동에 어떤 영향을 미칠까요? NEMO Kennislink 편집자 마리스카 반 스프룬델(Mariska van Sprundel)은 2018년 신경과학자들이 소셜 미디어 사용 이면의 인지 과정에 대해 더 깊은 통찰을 얻을 것으로 기대합니다. 사람들은 어떤 동기로 페이스북, 인스타그램, 트위터를 찾을까요? 과도한 소셜 미디어 사용을 지속시키는 신경 시스템은 무엇일까요? 하루 몇 시간씩 휴대폰을 들여다보는 것이 새로운 행동 중독일까요? 미디어 사용이 아동 발달에 얼마나 해로운지는 2018년 가장 중요한 연구 질문 중 하나가 될 전망입니다.

인공지능, 가속화되는 발전

NEMO Kennislink 편집자 아르나우트 야스퍼스(Arnout Jaspers)는 2018년 인공지능 분야에서 추가적인 돌파구가 열릴 것으로 전망합니다. 오랜 침체기를 거친 이 분야는 이제 가속도를 붙이고 있는데요. 구글의 알파고(AlphaGo)가 인간 바둑 세계 챔피언을 꺾은 것이 대표적 사례이며, 이후 완전히 자가 학습하는 후속 버전 알파고 제로(AlphaGo Zero)가 더 강력함이 입증되었습니다. 실용적인 컴퓨터 번역, 특히 구어의 실시간 번역에서도 그 흐름이 확인됩니다. 더 빠른 연산 속도, 저렴해진 저장 공간, 방대한 온라인 학습 자료(음성·텍스트·이미지 모두) 덕분에 자가 학습 신경망이 내년에는 센세이션을 일으키는 응용 기술들을 선보일 수 있을 것입니다.

인문학의 새로운 패러다임, 빅데이터

이와 맥락을 같이 하는 것이 '빅데이터'로, 인문학 연구에서 나타나는 새로운 추세입니다. NEMO Kennislink 편집자 마틸데 얀센(Mathilde Jansen)은 연구자들이 최근 몇 년간 디지털화된 대량의 데이터를 점점 더 많이 다루게 되었다고 지적합니다. 컴퓨터를 활용하면 데이터 속에서 패턴을 발견할 수 있으며, 이는 과거 연구에서 축적된 결과물에 대한 완전히 새로운 관점을 제공합니다. 컴퓨터는 인간보다 훨씬 방대한 데이터를 한눈에 조망할 수 있으니까요. 점점 더 중요해지는 완전히 새로운 연구 방법론이 등장하고 있는 셈입니다.

고고학, 새로운 기술이 판을 바꾸다

고고학 분야 역시 첨단 기술의 도입으로 중대한 발견이 이루어졌거나 기존의 정설이 뒤집히는 일이 벌어지고 있습니다. 새로운 발견과 연대 측정 덕분에 호모 사피엔스의 나이는 계속 거슬러 올라가고 있죠. 하지만 왜 호모 사피엔스만 종으로서 생존했고 다른 인류는 멸종했을까요? NEMO Kennislink 편집자 마르욜레인 오버메르(Marjolein Overmeer)는 2018년에 과학자들이 이 질문에 대한 결정적인 답을 내놓지는 않을 것이라 보지만, 적어도 답에 한 걸음 더 가까워질 것으로 기대합니다.

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CRISPR-Cas와 백신

현재 사용되는 많은 백신은 생산에 오랜 시간이 걸리고 유통기한도 짧습니다. 과학자들은 병원체를 효율적인 시스템에서 배양하고, 백신을 동결건조해 보관 기간을 늘리는 방식으로 이를 개선하고자 합니다. 두 번째 문제는 주사를 싫어하는 사람이 많아 접종을 받지 않는 경우가 있다는 점인데, 이 역시 연구가 진행 중입니다. 지난해 로타바이러스에 대한 경구용(먹는) 백신이 임상시험에서 긍정적인 결과를 보였고, 독감 백신 패치도 소규모 인체 시험에서 첫 성공을 거두었습니다. NEMO Kennislink 편집자 엘레스 라리외(Elles Lalieu)는 2018년에도 백신 분야에서 수많은 새로운 발전이 있을 것으로 기대합니다.

NEMO Kennislink 편집자 에리카 렌켄스(Erica Renckens)는 우리의 생각이 얼마나 더 비공개로 유지될지 의문을 던집니다. 뇌 활동을 읽는 기술은 갈수록 정교해지고 있으며, 실험실 밖에서도 점점 더 활용될 가능성이 높습니다. 예컨대 잠금증후군 환자의 의사소통을 돕는 데 활용될 수 있겠죠. 하지만 이러한 발전과 함께 각종 프라이버시 문제도 불거질 것입니다.

NEMO Kennislink 편집자 안네 반 케셀(Anne van Kessel)은 2018년에 유전자 치료와 CRISPR-Cas 기술 활용에 관한 소식을 더 많이 듣게 될 것이라고 생각합니다. 지난달 헌터 증후군 환자에게 처음으로 유전자 교정 시술이 시행되었습니다. 몇 달 안에 이 시술이 성공적이고 안전했는지 알게 될 것입니다. 만약 성공한다면, 이 치료법을 개발한 바이오테크 기업은 다른 환자와 혈우병 같은 다른 질환에도 적용하고자 할 것입니다. 한편 중국에서는 배아의 유전적 오류를 교정할 수 있는 CRISPR-Cas 기술 개선 작업이 활발히 진행되고 있습니다.

향후 몇 년간 CRISPR-Cas에 대한 기대는 매우 높습니다. 하지만 일부는 이 강력한 신기술이 너무 빠르게 나아가고 있다고 우려하며 속도 조절을 주장합니다. 여러분은 어떻게 생각하시나요?

여전히 최우선 과제인 지속가능성

NEMO Kennislink 편집자 에스터 톨레(Esther Thole)에 따르면, 2018년에도 새로운 분자 모터와 분자 기계의 개발은 최고 속도로 진행됩니다. 나노 또는 마이크로 스케일에서 특별한 특성을 보이면서 외부 신호에 반응할 수 있는 신소재 개발도 마찬가지입니다. 합성 세포 연구도 활발할 전망인데, 그 '합성'의 정도나 실제 세포와의 유사성에 대해서는 논란의 여지가 있습니다. 그렇다면 돌파구는? 에스터는 미생물 내에서 비자연적 반응을 수행할 수 있는 인공 효소 개발에 큰 진전이 있기를 바라고 있습니다. 그녀에 따르면 이것이 지속가능한 산업 생산 공정으로 가는 큰 걸음이 될 것입니다.

NEMO Kennislink 편집자 르네 무젤라르(Renée Moezelaar) 역시 2018년 지속가능성, 특히 화학 산업 분야에 큰 기대를 걸고 있습니다. 원자재를 아껴 써야 한다는 인식이 점점 더 확산되고 있고, 전기차 보급이 늘어나며 재활용도 이제 일상이 되었습니다. 이는 화학 분야에도 영향을 미칩니다. 이미 많은 화학자들이 지속가능한 소재, 배터리, 연료 연구에 매진하고 있지만, 내년에는 이러한 노력이 결실을 맺기를 바랍니다. 에너지 저장용 새롭고 개선된 배터리는 몇 년째 '곧 나온다'는 말이 이어져 왔습니다. 어쩌면 2018년에 이 배터리가 세상에 나와 지속가능 에너지 저장을 더 쉽게 만들고 전기차의 효율을 한층 높일지도 모릅니다.

2018년에 대한 더 많은 과학 전망이 이어집니다.