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답변 내역

기억을 담당하는 해마와 주마등은 어떤 관련이 있나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.죽음의 직전에 경험하는 '일생이 주마등처럼 지나간다'는 현상에 대한 여러 가지 이론이 제시되고 있으며, 그중 하나가 뇌의 해마와 관련된 이론입니다. 해마는 뇌의 중요한 부분으로, 기억의 형성과 장기 기억의 저장에 관여하는 것으로 알려져 있습니다.해마와 기억해마의 역할: 해마는 감정, 기억, 그리고 학습과 관련된 뇌의 구조입니다. 특히 장기 기억을 단기 기억에서 분류하고 저장하는 역할을 합니다. 이러한 이유로, 해마는 개인의 경험과 사건들을 저장하고 검색하는 데 중심적인 역할을 합니다.죽음 직전의 기억 현상극도의 스트레스 상황: 일부 연구와 이론은 죽음에 직면했을 때 또는 극도의 스트레스 상황에서 해마가 활성화되어 과거의 기억들이 떠오를 수 있다고 제안합니다. 이때, 뇌는 생존을 위해 필사적인 정보 검색 과정을 거치며, 이 과정에서 과거의 중요한 순간들이 주마등처럼 떠오르는 것일 수 있습니다.뇌의 보호 메커니즘: 또 다른 이론은 이 현상이 뇌의 일종의 보호 메커니즘으로 작동한다고 설명합니다. 극심한 스트레스나 고통 속에서 뇌가 긍정적이거나 중요한 생애 경험을 떠올리게 함으로써, 개인이 겪는 고통을 완화하려는 시도일 수 있습니다.과학적 검증의 한계이러한 현상에 대한 과학적 연구는 주로 개인의 경험담이나 사례 연구에 의존하며, 이 현상을 직접적으로 관찰하거나 측정하기 어렵습니다. 따라서, 죽음 직전의 기억 현상은 여전히 연구 초기 단계에 있으며, 해마를 포함한 뇌의 여러 부분이 이 현상에 어떻게 관여하는지에 대한 정확한 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았습니다.
학문 / 생물·생명
24.02.29
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피부가 하얘지는 백반증의 원인은 뭔가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.백반증(Vitiligo)은 피부에 멜라닌 색소가 손실되어 하나 이상의 흰 반점이 나타나는 상태입니다. 멜라닌은 피부, 눈, 그리고 머리카락의 색을 결정하는 색소입니다. 백반증의 정확한 원인은 아직 완전히 이해되지 않았지만, 연구자들은 여러 가능한 요인들이 복합적으로 작용한다고 보고 있습니다.백반증의 가능한 원인들:자가면역 반응: 가장 널리 받아들여지는 이론 중 하나는 백반증이 자가면역 질환의 일종일 수 있다는 것입니다. 이 경우, 면역 체계가 실수로 멜라닌 세포(멜라노사이트)를 외부 침입자로 인식하고 공격하여 파괴합니다.유전적 요인: 백반증은 가족 내에서 발생하는 경향이 있어, 유전적 요인이 관여한다는 증거가 있습니다. 특정 유전자 변이가 백반증 발병 위험을 증가시킬 수 있습니다.산화 스트레스: 몇몇 연구에서는 피부 내 산화 스트레스(세포 손상을 일으키는 활성 산소종의 축적)가 멜라닌 세포의 손상이나 사멸을 촉진할 수 있다고 제시되었습니다.신경 관련 요인: 일부 연구는 백반증이 특정 신경화학물질에 의해 멜라닌 세포가 손상될 수 있다는 가설을 지지합니다.환경적 요인: 태양 노출, 화학 물질 노출, 특정 약물의 사용 등이 백반증의 발병에 기여할 수 있는 환경적 요인으로 제시되기도 합니다.백반증의 발병:백반증은 모든 인종과 나이에서 발생할 수 있으며, 대부분의 경우 생명을 위협하지는 않지만, 심미적 및 심리적인 영향을 미칠 수 있습니다. 현재로서는 백반증을 완치할 수 있는 확실한 방법은 없으나, 피부색을 개선하기 위한 여러 치료 옵션이 있습니다. 이에는 국소 스테로이드 크림, 광선 치료, 그리고 멜라닌 세포 이식과 같은 절차가 포함됩니다.
학문 / 생물·생명
24.02.29
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막전위에서 분극이란 무엇인가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.막전위에서 분극(Polarization)은 신경세포(뉴런)나 근육세포와 같은 세포의 세포막 양쪽에 전기적 전위 차이가 존재하는 상태를 말합니다. 이 전위 차이는 세포 내부와 외부 사이의 이온 농도 차이에 의해 발생합니다. 정상적인 상태에서 세포 내부는 세포 외부에 비해 상대적으로 음전하를 띠고 있으며, 이를 '정지 막전위'(resting membrane potential)라고 합니다.분극의 기본정지 막전위: 대부분의 신경세포의 정지 막전위는 약 -70mV(밀리볼트)입니다. 이는 세포 내부가 세포 외부에 비해 음의 전위를 가지고 있다는 것을 의미합니다. 이 상태에서 세포는 분극된 상태로 간주됩니다.이온의 역할: 이러한 전위 차이는 주로 칼륨(K+), 나트륨(Na+), 염소(Cl-), 그리고 칼슘(Ca2+) 같은 이온의 세포 내외 농도 차이 때문에 발생합니다. 세포막에 있는 이온 채널과 펌프는 이러한 이온들의 이동을 조절함으로써 막전위를 유지합니다.분극 상태의 중요성신호 전달: 분극은 신경세포가 전기적 신호, 즉 액션 포텐셜을 생성하고 전달하는 데 필수적인 기반이 됩니다. 액션 포텐셜은 세포의 막전위가 일시적으로 변화하는 과정으로, 신경세포의 활동을 나타냅니다.활성화 및 통신: 세포가 특정 자극에 의해 활성화될 때, 막전위는 탈분극되어 액션 포텐셜을 생성합니다. 이 과정에서 세포 내부의 전위가 잠시 양성화되며, 이는 신경세포 간의 통신이나 근육 수축 등을 유발합니다.정지 막전위 유지: 세포는 이온 펌프와 채널을 사용하여 분극 상태를 유지합니다. 이 과정에서 가장 중요한 역할을 하는 것이 나트륨-칼륨 펌프(Na+/K+ ATPase)로, 세포 내부의 나트륨 이온을 밖으로, 칼륨 이온을 안으로 이동시켜 세포 내부를 음전하 상태로 만듭니다.막전위의 분극은 세포가 환경으로부터 정보를 받아들이고, 이를 바탕으로 적절한 반응을 생성하는 데 필수적인 과정입니다. 이러한 과정은 신경계뿐만 아니라 심장과 같은 다른 조직에서도 중요한 역할을 합니다.
학문 / 생물·생명
24.02.29
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우주에서 가장 강한 물체는 어떤것이 있나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.현재 과학자들은 다양한 이론적 물질과 우주 현상을 통해 다이아몬드보다 더 강한 물질이 존재할 수 있다고 추측하고 있습니다.중성자별 물질우주에서 가장 강한 물질 중 하나로 중성자별의 구성 물질을 들 수 있습니다. 중성자별은 매우 높은 밀도를 가진 천체로, 주로 중성자로 구성되어 있으며, 그 밀도는 한 스푼에 약 10억 톤에 달할 정도로 극도로 높습니다. 중성자별의 표면 및 내부 구조는 지구상의 어떤 물질보다 훨씬 강한 압력과 밀도 조건에서 형성되어 있어, 다이아몬드보다 훨씬 강한 특성을 보입니다. 하지만 이러한 상태의 물질을 직접 측정하거나 비교하기는 어렵습니다.이론적 물질과학자들은 또한 이론적으로 더 강한 물질을 예측하고 있습니다. 예를 들어, "카본 나노튜브"와 "그래핀"은 다이아몬드보다 뛰어난 인장 강도를 가진 것으로 알려져 있습니다. 그래핀은 한 원자 두께의 탄소 시트로 구성되어 있으며, 그 강도는 다이아몬드를 초과할 수 있습니다. 또한, 이론적으로 예측되는 "핵 페이스트"는 중성자별의 표면에서 발견될 수 있는 물질로, 지금까지 알려진 어떤 물질보다도 강한 것으로 추측됩니다.비교다이아몬드의 경우, 그 경도는 모스 경도 척도에서 10으로, 현재 알려진 가장 단단한 자연적 물질 중 하나입니다. 그러나 중성자별의 물질이나 이론적으로 예측되는 물질들은 다이아몬드의 경도나 강도를 수치로 직접 비교하기 어렵습니다. 이는 우주의 극단적인 조건에서만 존재하거나 아직 실험적으로 완전히 입증되지 않았기 때문입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.02.29
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뉴런의 구조중 흥분전도에서 탈분극, 재분극, 과분극의 차이는 무엇인가요.
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.뉴런의 흥분 전도 과정에서 재분극, 탈분극, 과분극은 세포막의 전기적 상태 변화를 나타내는 단계들입니다. 이들은 뉴런이 신호를 전달하는 방식인 액션 포텐셜의 주요 단계를 구성합니다. 각 단계는 뉴런 세포막의 전위(전압) 변화를 통해 설명될 수 있으며, 이는 특정 이온 채널의 개방과 폐쇄에 의해 조절됩니다.탈분극 (Depolarization)정의: 세포 내부의 전기적 전위가 덜 음성적이 되는 과정을 말합니다. 즉, 세포 내부의 전위가 상승하여 더 양성에 가까워집니다.원인: 주로 나트륨(Na+) 채널이 열리면서 나트륨 이온이 세포 내부로 유입되어 발생합니다. 이로 인해 세포 내부의 전위가 더 양성적으로 변화합니다.기능: 이 단계는 액션 포텐셜의 시작 부분으로, 뉴런의 활성화와 신호 전달 과정을 시작합니다.재분극 (Repolarization)정의: 세포 내부의 전기적 전위가 다시 음성적으로 돌아가는 과정을 말합니다. 즉, 세포 내부의 전위가 초기의 정지 전위 상태로 돌아갑니다.원인: 칼륨(K+) 채널이 열리면서 칼륨 이온이 세포 외부로 유출됩니다. 이 과정은 세포 내부를 다시 음성적으로 만들어 초기 상태로 돌아가게 합니다.기능: 액션 포텐셜의 종결 부분으로, 뉴런을 다음 신호를 받을 준비 상태로 되돌립니다.과분극 (Hyperpolarization)정의: 세포 내부의 전기적 전위가 정지 전위보다 더 음성적이 되는 과정을 말합니다. 즉, 세포 내부가 평소보다 더 음성적으로 변하여 재분극 과정을 넘어서게 됩니다.원인: 칼륨(K+) 채널이 너무 오래 열려 있거나 염소(Cl-) 채널이 열리면서 발생할 수 있습니다. 이로 인해 세포 내부의 전위가 정상적인 정지 전위보다 더 낮아집니다.기능: 과분극은 뉴런이 다시 탈분극되기 전에 추가적인 억제 과정을 제공하여, 뉴런의 신호 전달이 과도하게 활성화되는 것을 방지합니다. 과분극 단계 후, 세포는 다시 정상적인 정지 전위 상태로 돌아가 액션 포텐셜을 발생시킬 준비를 합니다.이러한 전기적 상태 변화는 뉴런이 정보를 처리하고 전달하는 기본적인 메커니즘을 형성합니다. 액션 포텐셜의 이러한 순환적 과정을 통해 뉴런은 복잡한 신경망을 통해 신호를 전달할 수 있습니다.
학문 / 화학
24.02.29
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방사능에 노출되면 왜 위험한가요??
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.방사능은 원자핵이 불안정하여 자연스럽게 붕괴하면서 알파 입자, 베타 입자, 감마선 등의 방사선을 방출하는 성질을 말합니다. 이 과정에서 에너지가 방출되며, 이 에너지가 생물체에 도달하면 세포나 DNA에 손상을 줄 수 있습니다. 방사능의 위험성은 방출되는 방사선의 종류와 양, 그리고 노출 시간에 따라 달라집니다.방사능이 위험한 이유:세포 손상: 방사선은 생물체의 세포에 직접적인 손상을 입힐 수 있습니다. 이는 세포의 사멸, 기능 장애, 또는 비정상적인 세포 분열을 초래할 수 있습니다.DNA 손상: 방사선은 DNA에 손상을 주어 유전 정보가 변형될 수 있습니다. 이러한 변형은 세포의 비정상적인 성장을 초래하여 암과 같은 질병의 원인이 될 수 있습니다.급성 방사선 증후군: 매우 높은 수준의 방사선에 단시간 내에 노출될 경우, 급성 방사선 증후군이 발생할 수 있으며, 이는 구토, 탈모, 혈액 순환 장애 등 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.방사능의 사용:방사능은 다양한 분야에서 유용하게 사용됩니다.의학: 방사선 치료에서 암 세포를 제거하는 데 사용되며, 방사성 동위원소를 이용한 진단(예: PET 스캔)에도 사용됩니다.에너지: 원자력 발전소에서는 핵분열을 통해 방대한 에너지를 생산합니다.공업: 방사성 동위원소를 이용하여 재료의 두께 측정, 용접 부위의 결함 검사 등에 사용됩니다.과학 연구: 방사성 표지자를 이용하여 화학 반응의 경로를 추적하거나, 고고학적 연대 측정에도 사용됩니다.방사능 피폭의 의미:방사능에 피폭되었다는 것은 방사선에 노출되어 그 영향을 받았다는 의미입니다. 피폭은 외부로부터의 방사선 노출(외부 피폭)과 방사성 물질을 섭취하거나 흡입함으로써 몸 안에서 방사선에 노출되는 경우(내부 피폭)로 구분할 수 있습니다. 방사능 피폭의 위험성은 노출된 방사선의 양과 종류, 노출 기간, 그리고 노출된 신체 부위에 따라 달라집니다.
학문 / 화학
24.02.29
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NASA의 프쉬케 프로젝트는 무엇인가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.NASA의 프쉬케 프로젝트는 태양계 내에 있는 독특한 금속 풍부한 소행성인 프쉬케 소행성을 연구하기 위한 무인 우주 탐사 임무입니다. 이 소행성은 화성과 목성 사이의 주요 소행성대에 위치하고 있으며, 초기 행성의 노출된 니켈-철 핵으로 추정되는 특성 때문에 과학적으로 매우 중요합니다.프쉬케 프로젝트의 주요 목표는 다음과 같습니다:소행성 프쉬케의 구성 연구: 소행성 프쉬케는 지금까지 탐사된 다른 어떤 소행성과도 다른, 더 많은 금속을 함유하고 있습니다. 이 임무는 우리 태양계와 지구의 핵 형성에 대한 이해를 높이는 데 중요한 정보를 제공할 것으로 기대됩니다.행성 핵의 기원 탐구: 프쉬케 탐사는 행성 핵의 기원과 우리 태양계 형성 초기 단계에 대한 연구에 중요한 통찰력을 제공할 것입니다.NASA의 제트 추진 연구소(JPL)가 이 프로젝트를 관리하며, 2023년 10월 13일에 케네디 우주 센터에서 발사되었습니다. 프쉬케 소행성에 도착하는 것은 2029년부터 시작되어, 2031년 말까지 소행성을 궤도를 돌며 연구할 예정입니다. 이 우주선은 소행성에 착륙하지 않고 궤도를 돌면서 연구를 수행합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.02.29
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지구에 빙하기가 주기적으로 오는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.지구의 기후는 장기간에 걸쳐 자연적으로 변화하는데, 이러한 변화는 다양한 요인에 의해 발생합니다. 방하기(빙하기)와 간빙기(빙하기 사이의 따뜻한 기간)의 주기적 변화는 주로 다음과 같은 요인들에 의해 영향을 받습니다:지구의 기후 변화 원인지구의 궤도 변화(Milankovitch cycles): 지구의 궤도 이심률, 축의 기울기, 그리고 축의 세차운동이 지구에 도달하는 태양의 양을 변화시키며, 이는 장기적인 기후 변화를 초래합니다.태양 활동의 변화: 태양에서 방출되는 에너지의 양은 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 이러한 변화는 지구의 기후에 영향을 미칠 수 있습니다.대기 중 온실가스 농도 변화: 이산화탄소, 메탄과 같은 온실가스의 농도 변화는 지구의 기온에 큰 영향을 미칩니다. 화산 활동이나 인간의 활동이 온실가스 농도를 변화시킬 수 있습니다.대륙의 이동(판구조론): 지구의 대륙이 이동함에 따라 해류와 대기 순환 패턴이 변하고, 이는 기후에 장기적인 영향을 미칩니다.다음 빙하기의 도래과학자들의 연구에 따르면, 지난 수천 년 동안의 기후 변화 패턴을 고려할 때, 다음 빙하기는 현재로부터 약 1만 년에서 5만 년 사이에 시작될 가능성이 있다고 예측합니다. 그러나, 현재 진행 중인 급격한 기후 변화와 대기 중 온실가스 농도 증가로 인해 자연적 기후 변화 패턴이 영향을 받을 수 있으며, 이는 다음 빙하기의 시작을 지연시킬 수 있습니다. 이 문제에 대해서는 예측이므로 가볍게 보시면 될 듯합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.02.29
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흥분의 전달 이동방향은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.신경계에서의 흥분 전달은 매우 조직적이고 방향성을 가지며, 일반적으로 신경세포(뉴런)의 구조적인 특성에 따라 결정됩니다. 뉴런은 크게 세 부분으로 구성되어 있는데, 이는 수상돌기(덴드라이트), 세포체(소마), 그리고 축삭(액손)입니다. 흥분의 전달 방향은 이 구조에 따라 다음과 같이 진행됩니다:수상돌기(덴드라이트)로부터 시작: 흥분은 다른 뉴런이나 감각 수용체로부터 수상돌기를 통해 뉴런으로 전달됩니다. 수상돌기는 뉴런의 입력 부분으로, 여러 개의 가지가 있어 다양한 출처로부터의 신호를 받을 수 있습니다.세포체(소마)를 거쳐: 수상돌기를 통해 받은 신호는 세포체로 전달됩니다. 세포체는 뉴런의 핵을 포함하고 있으며, 여기서 신호는 통합되고 처리됩니다. 세포체에서 신호가 충분히 강하다면, 액션 포텐셜(신경 흥분)이 생성됩니다.축삭(액손)을 통해 전달: 액션 포텐셜은 세포체에서 생성된 후 축삭을 따라 이동합니다. 축삭은 뉴런의 출력 부분으로, 길고 얇은 구조를 가지며 뉴런의 신호를 다음 세포로 전달하는 역할을 합니다. 축삭 끝에는 축삭 말단이 있으며, 여기서 신경전달물질이 분비됩니다.신경전달물질을 통한 신호 전달: 축삭 말단에서 분비된 신경전달물질은 시냅스(두 뉴런 사이의 공간)를 통해 다음 뉴런의 수상돌기 또는 세포체에 있는 수용체와 결합합니다. 이 과정을 통해 흥분이 다음 뉴런으로 전달됩니다.이러한 과정을 통해 신경계는 매우 정확하고 효율적으로 정보를 처리하고 전달할 수 있습니다. 흥분의 이러한 전달 방식은 뇌와 신경계의 다양한 기능을 가능하게 하는 기초적인 메커니즘입니다.
학문 / 생물·생명
24.02.29
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플라즈마 상태는 정확하게 어떤 형태를 말하는 것인가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.플라즈마 상태는 물질의 네 번째 상태로, 기체가 고온 또는 강한 전기장 하에서 전리되어 양전하를 띤 이온과 자유 전자들로 구성된 상태를 말합니다. 이 때문에 플라즈마는 전기적으로 중성이지만, 전기와 자기장에 반응하는 독특한 성질을 가지고 있습니다. 쉽게 말해, 플라즈마는 기체가 너무 뜨거워져서 원자가 전자를 잃고, 이온과 자유 전자들이 함께 떠다니는 상태라고 볼 수 있습니다.플라즈마 상태의 몇 가지 예는 다음과 같습니다:태양과 별: 태양을 비롯한 모든 별은 플라즈마 상태의 물질로 구성되어 있습니다. 태양의 극도로 높은 온도 때문에, 태양의 수소와 헬륨 가스는 플라즈마 상태를 이루며, 이는 태양의 빛과 열을 생성하는 핵융합 반응에 필수적입니다.네온 사인과 형광등: 네온 사인이나 형광등에서는 전기가 가스를 통과할 때 가스가 플라즈마 상태가 되어 빛을 발합니다. 이 경우, 전기가 가스 분자를 전리시켜 플라즈마를 형성하고, 이 플라즈마가 빛을 내는 원리입니다.번개: 번개는 대기 중의 가스가 전기적 방전에 의해 전리되어 플라즈마 상태를 형성할 때 발생합니다. 이는 강력한 전기장이 공기 중의 분자를 전리시켜 플라즈마를 생성하고, 이 과정에서 방출되는 에너지가 빛과 소리(천둥)의 형태로 나타납니다.플라즈마는 일상 생활에서 흔히 접하는 상태는 아니지만, 자연 현상과 다양한 과학적, 산업적 응용 분야에서 중요한 역할을 합니다. 플라즈마 물리학은 핵융합 연구, 우주 과학, 반도체 제조 공정 개선 등에 활용되며, 이 분야의 연구는 에너지 생성, 소재 과학, 우주 탐사 등 여러 방면에서 혁신을 가져올 잠재력을 가지고 있습니다.
학문 / 화학
24.02.29
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