안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
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- 추위에 목뒤가 뻐근해지면서 나타나는 두통원인?안녕하세요.말씀하신 증상은 많은 분들이 겨울철에 공통적으로 겪는 현상으로, 추운 환경에 노출되면 우리 몸은 체온을 유지하기 위해 즉각적인 방어 반응을 일으킵니다. 그중 하나가 근육 수축인데요, 특히 목 뒤와 어깨 주변에는 머리를 지탱하고 체온 손실을 막는 데 중요한 근육들이 몰려 있는데, 추위가 지속되면 이 근육들이 무의식적으로 긴장 상태를 유지하게 됩니다. 이때 근육이 장시간 수축하면 근육 내부의 혈관이 눌려 혈류가 감소하고 노폐물이 축적되며, 그 결과 뻐근함이나 당김같은 불쾌한 감각이 생깁니다. 이 근육 긴장은 단순히 목에만 국한되지 않는데요, 목 뒤 근육은 머리뼈 아래에서 후두신경과 밀접하게 연결되어 있는데, 긴장된 근육이 이 신경을 자극하면 통증 신호가 머리 뒤쪽이나 관자 부위로 전달됩니다. 이것이 바로 추위에 노출된 뒤 나타나는 긴장형 두통 또는 경추성 두통의 핵심 기전입니다. 즉, 통증의 시작은 목이지만, 실제로는 머리가 아픈 것처럼 느껴지는 것입니다.또 하나 중요한 요소는 혈관 반응인데요, 추위에 노출되면 피부와 말초 혈관은 수축하여 열 손실을 줄이려 합니다. 이 과정에서 목과 머리 부위의 혈류 조절이 일시적으로 불안정해지며, 일부 혈관은 과도하게 수축했다가 다시 확장되는 반응을 보입니다. 이러한 급격한 혈관 변화는 뇌 주변 통증 수용기를 자극해 두통을 유발할 수 있으며, 특히 평소 편두통이나 목·어깨 결림이 잦은 분들에게서 더 쉽게 나타납니다.또한 겨울에는 몸을 움츠리는 자세를 취하기 쉽고, 목을 앞으로 빼거나 어깨를 잔뜩 올린 상태로 걷거나 활동하는 경우가 많습니다. 이런 자세는 경추에 지속적인 부담을 주어 근육 긴장을 더욱 심화시키고, 결국 추위 → 근육 수축 → 신경 자극 → 두통이라는 악순환을 만들게 됩니다.감사합니다.학문 / 생물·생명2일 전5.01명 평가00
- 왜 사람은 다른 동물들보다 뇌가 더 발달했나요?안녕하세요.인류 조상은 약 600만~700만 년 전부터 직립보행을 시작하면서 생활 방식이 크게 바뀌었는데, 손이 자유로워지자 도구를 사용하고, 물체를 조작하며, 환경을 능동적으로 바꾸는 행동이 늘어났습니다. 이러한 행동은 단순한 반사나 본능만으로는 충분하지 않았고, 계획·기억·문제 해결 능력을 담당하는 뇌 영역, 특히 전두엽의 사용 빈도를 크게 증가시켰습니다. 자주 사용되는 신경 회로는 생존과 번식에 유리했기 때문에, 자연선택을 통해 점차 강화되었습니다.두 번째로 매우 중요한 요인은 에너지 공급의 변화인데요 뇌는 체중의 약 2%에 불과하지만, 기초 대사 에너지의 약 20%를 소비하는 기관입니다. 이런 기관이 발달하려면 안정적이고 고밀도의 에너지원이 필수적입니다. 인류는 육식과 잡식을 확대했고, 이후 불을 사용해 음식을 익히면서 소화 효율을 극적으로 높였습니다. 그 결과 장은 상대적으로 짧아지고, 확보된 에너지가 뇌로 재분배될 수 있었습니다. 세 번째 요인은 사회적 환경의 복잡성인데요, 인간은 단독 생활보다 집단 생활을 하는 과정에서 생존 이점을 얻었습니다. 집단 내에서는 누가 협력자인지, 누가 경쟁자인지, 관계가 어떻게 변화하는지를 지속적으로 판단해야 했습니다. 이러한 사회적 계산은 단순한 본능으로는 처리할 수 없고, 타인의 의도와 감정을 추론하는 능력을 요구합니다. 이 과정에서 인간의 뇌, 특히 전전두피질과 측두엽의 네트워크가 크게 발달했습니다. 실제로 사회적 관계가 복잡한 동물일수록 뇌 용적 대비 신피질 비율이 높은 경향이 있습니다.네 번째로 언어의 등장은 인간 뇌 진화를 가속한 결정적 요인입니다. 언어는 단순한 의사소통 수단을 넘어, 정보를 세대 간에 축적하고 전달하는 도구입니다. 말과 상징을 통해 지식이 누적되자, 학습 능력과 기억 능력이 뛰어난 개체가 더 유리해졌고, 이는 다시 뇌 구조의 정교화를 촉진했습니다. 인간의 뇌는 언어를 처리하기 위해 좌우 반구의 기능 분화와 정밀한 신경 연결을 발달시켰으며, 이는 추상적 사고와 논리적 사고의 토대가 되었습니다.이렇게 발달한 인간의 뇌는 인간의 능력에 지대한 영향을 미쳤는데요 사람은 단기적인 자극에만 반응하는 것이 아니라, 미래를 예측하고, 가상의 상황을 상상하며, 규칙과 도덕을 만들어 집단을 조직할 수 있습니다. 과학, 예술, 기술, 종교와 같은 인간 특유의 문화는 모두 이러한 뇌 기능에서 비롯되었습니다. 동시에 이러한 고차원적 인지 능력은 불안, 스트레스, 과도한 자기 성찰과 같은 부작용도 함께 가져왔는데, 이는 인간 뇌가 가진 진화적 비용이라고 볼 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명2일 전00
- 왜 어떤 동물은 겨울을 나기 위해 겨울잠을 잘까요?안녕하세요.겨울잠은 단순히 잠을 오래 자는 행동이라기보다는, 혹독한 겨울 환경에서 생존 확률을 극대화하기 위해 진화한 정교한 생리 전략이라고 이해하시면 됩니다.동물들이 동면을 하는 근본적인 이유는 겨울철에 공통적으로 나타나는 두 가지 조건, 즉 먹이의 급격한 감소와 체온 유지에 필요한 에너지 비용의 급증을 동시에 해결하기 위해서인데요, 먼저 겨울이 되면 식물의 생장이 멈추고 곤충이나 소형 동물의 활동도 크게 줄어들면서 먹이를 구하기가 매우 어려워집니다. 동시에 외부 기온이 낮아지면 체온을 일정하게 유지해야 하는 항온동물은 훨씬 더 많은 에너지를 소비하게 됩니다. 이때 평소와 같은 생활을 유지한다면, 섭취하는 에너지보다 소비하는 에너지가 더 커져 결국 생존이 어려워집니다. 그래서 일부 동물들은 활동을 줄이는 것을 넘어서, 신체 전체의 에너지 소비 구조 자체를 바꾸는 전략을 선택하게 되었고, 그 결과가 동면입니다.또한 동면에 들어가면 가장 먼저 나타나는 변화는 대사율의 극단적인 감소인데요, 심박수와 호흡수는 평상시의 수분의 일 수준으로 떨어지고, 체온 역시 주변 환경에 가깝게 낮아집니다. 예를 들어 박쥐나 다람쥐 같은 소형 포유류는 체온이 거의 영상에 가까운 수준까지 내려가며, 세포 활동과 에너지 소모가 최소화됩니다. 이 과정에서 동물은 외부에서 먹이를 섭취하지 않고, 가을철에 미리 축적해 둔 지방을 서서히 분해하여 에너지원으로 사용합니다. 지방은 단위 질량당 에너지 밀도가 높고, 분해 과정에서 물도 생성되기 때문에 동면 중 생존에 매우 유리한 연료입니다.곰의 경우는 흔히 겨울잠을 잔다고 표현되지만, 생리적으로는 다람쥐류의 깊은 동면과는 약간 다릅니다. 곰은 체온이 극단적으로 떨어지지는 않지만, 대사율을 크게 낮추고 수개월 동안 먹거나 마시지 않으면서도 근육과 뼈 손실을 최소화합니다. 특히 흥미로운 점은, 곰은 동면 중에도 배설을 거의 하지 않으며, 체내에서 질소 노폐물을 재활용해 단백질로 다시 합성하는 능력을 가지고 있다는 것입니다. 이는 장기간 움직이지 않고 금식해도 근육이 거의 줄지 않는 독특한 생리 적응입니다. 또한 동면이 시작되는 시점은 단순히 추워져서가 아니라, 일조량 감소, 기온 변화, 호르몬 신호가 복합적으로 작용하여 뇌의 시상하부에서 조절됩니다. 이 신호에 따라 식욕을 촉진하는 호르몬과 지방 축적이 활성화되고, 충분한 에너지를 확보한 후 점차 활동성이 줄어들며 동면 상태로 진입합니다. 봄이 되어 기온과 일조량이 다시 증가하면, 반대로 대사와 호르몬 체계가 정상 상태로 돌아오면서 서서히 각성하게 됩니다.이때 모든 동물이 겨울잠을 자는 것은 아닙니다. 동면은 에너지 효율 면에서 유리할 때만 선택되는 전략입니다. 사슴이나 늑대처럼 겨울에도 이동하며 먹이를 찾을 수 있는 동물은 동면 대신 털의 밀도 증가, 체형 변화, 행동 반경 확대 같은 방식으로 겨울을 버팁니다. 즉, 동면은 약한 전략이 아니라, 환경 조건과 생태적 지위에 맞게 진화한 가장 효율적인 생존 방식 중 하나라고 보시면 됩니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명2일 전00
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- 학문사막에 서식하는 식물의 광합성 방식은?사막에 서식하는 식물의 광합성 방식은?광합성(Photosynthesis)이란 식물이 빛 에너지를 이용하여 무기물(이산화탄소 + 물)로부터 유기물(포도당 등)과 산소를 합성하는 과정을 말합니다.광합성의 목적은 크게 3가지입니다. 유기물 생성: 식물은 포도당을 만들어 성장과 에너지 저장에 사용산소 공급: 광합성 과정에서 산소(O₂)를 방출 → 동물 및 인간 생존에 필수에너지 저장: 태양 에너지를 화학 결합 에너지 형태로 저장사막과 같은 고온 건조 환경에서 식물이 광합성을 수행하는 방법은 일반 식물과는 조금 다른데요, 건조 환경에서는 낮 동안 기공을 열면 수분 손실이 심해지므로, 식물들은 광합성을 위한 CO₂ 흡수를 조절하는 특별한 전략을 사용합니다.<CAM(Crassulacean Acid Metabolism) 광합성>주요 원리: 밤에 기공을 열어 CO₂ 흡수 → 산 형태(주로 말산)로 저장하고 낮에는 기공을 닫고, 저장된 CO₂를 사용해 광합성 진행이점: 낮 동안의 수분 손실 최소화예시 식물: 선인장, 알로에, 크라슐라과 식물<C₄ 광합성>주요 원리: 밤에 기공을 열어 CO₂ 흡수 → 산 형태(주로 말산)로 저장하고 낮에는 기공을 닫고, 저장된 CO₂를 사용해 광합성 진행이점: 낮 동안의 수분 손실 최소화예시 식물: 선인장, 알로에, 크라슐라과 식물이외에도 다양한 방식으로 구조적 적응을 하는데요,두꺼운 잎 또는 줄기: 수분 저장기공 위치와 크기 조절: 잎 뒷면이나 미세한 기공 → 증발 최소화왁스층 또는 털: 수분 손실 억제, 햇빛 반사25.08.22801,347
- 학문산과 염기산(Acid)과 염기(Base)의 정의1) 브뢴스테드-로우리 정의 (Proton 기준)산(Acid): 수소 이온(H⁺, 프로톤)을 내놓는 물질 ex) HCl → H⁺ + Cl⁻염기(Base): 수소 이온(H⁺, 프로톤)을 받아들이는 물질 ex) NH₃ + H⁺ → NH₄⁺2) 루이스 정의 (전자쌍 기준)산(Acid): 전자쌍을 받는 물질 (전자 수용체) ex) BF₃염기(Base): 전자쌍을 주는 물질 (전자 공여체) ex)NH₃즉, 브뢴스테드-로우리 정의는 H⁺ 이동에 초점, 루이스 정의는 전자쌍 이동에 초점을 둔 것입니다.25.08.2250937
김지호 박사
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