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술을 과하게 먹었을 때 블랙아웃이 나타나는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 음주 후 블랙 아웃은 크게 두 가지로 나뉘는데요, 다른 사람에게 상황 정황을 들었을 때 당시가 어느 정도 기억이 나는 '부분 블랙 아웃(partial blackout)'과 정황을 들었는데도 기억이 전혀 안 나는 '완전 블랙 아웃(en bloc blackout)'이 있으며, 완전 블랙 아웃이 왔다면 전문의에게 진료받아보는 것이 좋습니다. 알코올 관련 블랙아웃은 술에 취한 상태에서 발생한 사건에 대한 기억의 공백으로 인한 것인데요, 이러한 공백은 해마라는 뇌 영역에서 기억을 기억 공고화라고 알려진 단기 기억 저장소에서 장기 기억 저장소로 전달하는 과정을 일시적으로 차단할 만큼 알코올을 섭취할 때 발생하게 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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우리 뇌의 해마라는 부분은 어떤 걸 담당하고 있으며 언제 그 기능이 밝혀졌나요?
안녕하세요."해마"는 관자엽의 안쪽에 위치하면서 변연계에서 한가운데 원호의 일부분을 차지하는 뇌의 한 부위로서, 대뇌 겉질의 밑부분에 존재합니다. 해마의 주된 역할은 장기적인 기억과 공간개념, 감정적인 행동을 조절하는 것입니다. 해마는 기억과 학습을 관장하는데, 단기기억이나 감정이 아닌 서술기억을 처리하는 장소입니다. 주로 좌측 해마는 최근의 일을 기억하고, 우측 해마는 태어난 이후의 모든 일을 기억하며, 새로운 사실을 학습하는데, 해마가 손상되면 새로운 정보를 기억할 수 없게 됩니다. 또한 기억이 만들어지는 과정은 감각기관을 통해 정보가 뇌로 들어오면 정보들이 조합되어 하나의 기억이 만들어집니다. 여기서부터 해마가 작용하는데, 뇌로 들어온 감각 정보를 해마가 단기간동안 저장하고 있다 대뇌피질로 보내 장기 기억으로 저장하거나 삭제하게 됩니다. 이러한 정보의 이동은 주로 밤에 일어나며, 학습이나 업무 능률을 올리기 위해서는 밤에 숙면을 취하는 것이 좋습니다. 해마는 여러 실험과 임상적 관찰을 통해 그 기능이 밝혀졌는데요, 1953년, 한 환자였던 헨리 몰레이슨(Henry Molaison, H.M.)의 사례는 해마의 역할을 이해하는 데 결정적인 기여를 했습니다. H.M.은 심각한 간질을 치료하기 위해 양쪽 해마를 제거하는 수술을 받았는데, 그 결과 그는 새로운 장기 기억을 형성하는 능력을 잃게 되었습니다. 수술 후 H.M.은 이전의 기억은 대부분 보존할 수 있었지만, 새로운 기억을 형성할 수 없는 상태(전향성 기억 상실)에 빠졌습니다. 이를 통해 해마가 새로운 기억을 저장하는 데 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌습니다. 하지만 과거의 기억은 주로 해마 외의 다른 뇌 영역에 저장된다는 점도 확인되었습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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유전자 검사로 살이 잘 찌는 체질을 판별할 수 있나요?
안녕하세요. 네, 물론 살이 찌는 데에는 생활습관을 포함한 후천적 요인도 중요한 영향을 미치지만, 유전적인 측면에서도 살이 잘 찌는 체질은 있다고 보고 있습니다. 예시로, APOA2 유전자에 특정 변이를 보유한 사람은 같은 양의 포화지방을 섭취하더라도 다른 이들보다 더 쉽게 살이 찔 수 있는데요, 개인별로 타고난 유전자형에 따라 남들보다 더 살이 잘 찔 수도 있고, 같은 식이요법이나 운동으로도 체중이 더디게 빠질 수 있습니다. 비만 유전자 검사를 통해 인슐린 분비, 영양소 대사, 체질량 지수 조절 등 비만에 관련된 다양한 요인에 관여하는 유전자들의 발현도를 살펴볼 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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과산화수소수를 상처에 부으면 거품이 나는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 피부에 상처가 났을 경우 세균에 감염되어 상처가 더 심해질 수 있기 때문에 바로 소독을 하여 보호해주어야 하는데요, 이럴 때 강력한 살균 작용을 하는 소독약으로 과산화수소가 사용됩니다. 상처난 부위에 과산화수소수를 부을 경우, 뽀글뽀글 거품이 발생하는 것을 볼 수 있는데요, 이는 과산화수소와 상처부위에서 새어나온 혈액이 만나면서 산소가 발생하기 때문입니다. 물인 H2O에 산소를 하나 더하면 과산화수소, H2O2가 되는데 과산화수소는 강력한 산화제로 상태가 굉장히 불안정합니다. 이걸 상처에 바르면 혈액 속에 있는 '카탈라아제'라는 촉매제가 H2O와 O로 분해되는 반응을 급격하게 촉진해서 거품이 발생하게 되는 것입니다. 즉, 과산화수소수는 매우 불안정한 산소 원자가 붙어 있는데 이것이 분해되면서 나오는 활성산소가 무차별적으로 세포를 공격하면서 살균 효과를 발휘하는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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물푸레나무과는 어떤 종류의 나무들을 말하는 건가요?
안녕하세요. "물푸레나무과"는 속씨식물 물푸레나무목의 한 과로, 약 600-700종이 전 세계의 아열대 및 온대 지역에 분포하지만 주로 중국 남부와 동남아시아에 많은 종이 자라고 있습니다. 물푸레나무과는 꽃받침과 꽃잎이 주로 4개이고, 수술이 2개이며, 꽃잎은 대개 밑부분이 통 모양으로 유합되고, 향기가 있는 종이 많습니다. 한국에서는 10속 33종의 식물이 물푸레나무과에 속하는데요, 산지와 능선, 해안가에 이르기까지 다양한 서식지에서 자랍니다. 이팝나무 이외에 물푸레나무과에 속하는 식물로는 개나리, 미선나무, 광나무, 쥐똥나무, 영춘화 등이 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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키가 큰 나무들은 어떻게 뿌리에서 나무 꼭대기까지 영양분을 공급하나요?
안녕하세요. 김지호 박사입니다.세상에서 가장 키가 큰 나무는 미국 캘리포니아 북쪽 레드우드 국립공원에 있는 하이페리온(Hyperion)이라는 이름을 가진 레드우드(미국 삼나무)인데요, 높이는 120m 정도로 건물 한 층 높이를 3m로 기준할 경우 40층짜리 건물과 비슷한 수준입니다. 이처럼 나무의 키가 클 경우에는 식물에게 절대적으로 필요한 물을 높은 나무꼭대기까지 어떻게 공급할 것인지가 궁금할 수 있는데요, 뿌리에서 밀어 올리는 뿌리압, 펌프의 원리로 나뭇잎에서 끌어당기는 힘, 줄기에서 물관을 타고 물이 올라가는 모세관 현상 등이 복합 작용해야 물이 올라갈 수 있다고 보고 있습니다. 먼저 땅속에 있는 물을 뿌리로 빨아들이는 삼투현상을 살펴보면, 삼투현상에 의해 땅속에 있는 물이 나무 뿌리로 이동하게 되면 뿌리압이라고 하는 뿌리 속 물의 압력이 높아집니다. 뿌리에서 밀어 올리는 압력으로 물은 줄기를 타고 서서히 위쪽으로 이동하게 됩니다. 나무의 뿌리압은 수종과 계절에 따라 다양하지만 몇m에 달하는 높이까지 물을 밀어 올릴 수 있다고 합니다. 다음으로 뿌리에서 나무 꼭대기로 물을 밀어 올리는 힘이 뿌리압이라고 하면 나무 꼭대기에서 물을 끌어당기는 힘도 있는데요, 바로 흡인력입니다. 광합성으로 나뭇잎 뒷면 기공을 통해 수증기를 내보내면 물을 공급하는 물관 내부는 압력이 낮아지고, 물관 내부의 낮아진 압력은 흡인력을 나타내 아래쪽 물을 끌어 올리게 됩니다. 이는 마치 빨대로 물을 빨아올리는 원리와 같은데요, 나무에 잎이 무성해 광합성이 활발하게 되면 기공을 통해 내보내는 물의 양이 증가하고 결국은 물을 빨아올리는 힘도 커집니다. 이 흡인력은 나무꼭대기까지 물이 올라가는데 가장 크게 영향을 미치는 힘으로 알려졌습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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알코올은 어떤 원리로 세균을 죽일 수가 있나요?
안녕하세요. 소독을 위해 사용하는 알코올은 일반적으로 에탄올(에틸알코올 C5H5OH)인데요, 이 에탄올은 삼투능력이 커서 세균 표면의 세포막을 잘 뚫고 내부로 들어갑다. 에탄올이 세균의 세포막을 뚫고 들어가 세균의 단백질을 응고시켜 죽이는 것이 작용 원리입니다. 또한 소독을 할 때에는 보통 70%로 희석된 에탄올을 사용하는데요, 100% 에탄올은 단백질을 응고시키는 능력이 너무 탁월해 세균 표면의 단백질을 한꺼번에 응고시켜 단단한 막을 만들어버리기 때문에 오히려 에탄올이 세균 내부의 단백질까지 침투하지 못하게 됩니다. 따라서 살균 작용을 효과적으로 일어나게 하려면 100% 에탄올에 물을 섞어서 농도를 떨어뜨려야 하며, 보통 70~75%의 에탄올이 가장 살균 효과가 높은 것으로 알려져 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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파스퇴르의 생물속생설은 어떻게 입증되었나요?
안녕하세요. 미생물이 어디에나 존재한다는 사실에 힘입어 자연발생설 학자들은 또 다시 신의 섭리로 미생물들이 만들어졌다고 주장하게 되어 이제는 미생물들도 어버이가 있어야 자손이 생긴다는 것을 증명해야만 했습니다. 프랑스의 Louis Pasteur(1822~1895)가 매우 유명한 실험을 수행했는데요, 그는 1864년에 백조목 플라스크(swan neck flask) 실험을 통하여 과일 주스를 가열 처리한 후에 공기가 통하여도 미생물이 발생되지 않는다는 것을 증명함으로써 더 이상 자연발생설이 인정 받지 못하고 생물속생설이 확립되게 되었습니다. Pasteur의 실험은 현 시대에서는 자연발생이 불가능하고 오직 생물속생설이 옳다는 것을 증명한 것이며, 결과적으로 원시 지구에 처음으로 나타난 생물체는 어떻게 발생되었는가 하는 문제를 제기하게 되었습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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거북과 자라의 차이점이 무엇인가요?
안녕하세요. 거북이는 파충강 거북목에 속하는 동물의 총칭을 말하며, 지구상에 서식하는 파충류 중 가장 오래 전부터 존재해온 동물 중 하나로 평가되고 있습니다. 현재 지구상에 생존하는 것은 12과 240여 종이 알려졌으며 한국에서는 바다거북과의 바다거북, 장수거북과의 장수거북, 남생이과의 남생이, 자라과의 자라 등 4종이 알려져 있습니다. 즉, 자라 역시 거북목에 속하는 생명체라고 할 수 있습니다. 자라의 등딱지는 누런 갈색에 납작하고 물렁물렁하며, 머리는 무늬가 없으며, 돼지코를 닮은 긴 코 때문에 주둥이 끝이 가늘게 튀어나온 모습을 갖는다는 특징이 있습니다. 또한 자라는 알을 낳을 때를 빼면 거의 물속에서 지냅니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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스트레스를 받았을 때 몸에서 일어나는 호르몬 변화를 알려주세요.
안녕하세요. 스트레스를 받으면 가장 먼저 반응하는 기관은 두뇌인데요, 스트레스 자극이 계속되면 두뇌는 자율신경계에 신호를 보내게 됩니다. 이 과정에서 발생하는 코르티솔(cortisol)이나 아드레날린(adrenaline), 노르아드레날린(noradrenaline) 같은 호르몬이 신체 이곳저곳에서 스트레스로 인한 부작용을 만들어냅니다. 스트레스 호르몬이 분비되면 자율신경계의 교감신경 부분이 흥분하며 두뇌에서 정서를 조절하는 변연계에 영향을 끼치는데요, 이로 인해 급성 불안, 긴장, 분노, 공포가 발생할 수 있으며 스트레스가 장기간 이어지면 근심, 걱정, 우울, 자존감 저하 등의 심리적 증상이 나타날 수 있습니다. 또한 소화기계의 혈액순환이 원활하지 못해 위장 운동을 감소시켜 소화불량을 일으키기도 합니다. 비타민B군은 몸속 호모시스테인 수치를 낮춰 행복감을 느끼게 하는 세로토닌과 도파민 분비를 촉진하는데요, 호모시스테인은 우리 몸속에서 아미노산이 분해되면서 나오는 대사물질인데, 수치가 높으면 세로토닌과 도파민 분비를 막아 스트레스로 인해 우울할 확률이 높아집니다. 또한 비타민C는 코르티솔 수치가 조절되도록 뇌 기능을 개선하는데요, 코르티솔이 분비되면 뇌는 대응하기 위해 여러 가지 신경전달물질을 분비합니다. 이때 필요한 것이 비타민C이며, 비타민C는 뇌세포를 보호하고 뇌가 만들려는 신경전달물질이 잘 생산되도록 돕습니다.
학문 / 생물·생명
24.09.13
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