일론 머스크가 ‘머쓱’···美 싱크론, 인간뇌에 칩 심고 생각대로 PC 조작

- Advertisement -

종이클립 크기에 불과한 이 작은 뇌칩 이식 수술은 팔이 마비돼 쓸 수 없는 사람들이 ‘손’대신 ‘생각’으로 컴퓨터를 움직일 수 있게 해 팔 마비 환자들에게 새생명을 불어넣었다. 사진=싱크론

뇌속에 칩과 센서가 들어가 있는 그림. 싱크론은 이 시도가 성공적이긴 하지만 이 기술이 대중에 널리 이용되기까지는 아직 몇 년이 남아있다고 말한다. 일러스트=싱크론

인간 뇌에 칩을 이식해 ‘생각’만으로 PC를 조작하는 일이 실현됐다. 말그대로 ‘손가락 하나 까딱하지 않고’도 PC나 기타 다른 것들을 조작하는 일이 가능해진 것이다. 팔이 마비된 두 노인이 생각만으로 각각 92%와 93%의 컴퓨터 마우스 클릭 정확도를 기록하는가 하면 각각 분당 14자와 20자의 PC 자판 타이핑 속도를 보여주었다.

지난 8월 뇌에 칩을 심어 스트리밍 뮤직을 듣는 등 뭔가 혁신적 기능을 선보일 것처럼 암시했던 일론 머스크가 못해낸 성과다.

화제의 주인공은 미국 캘리포니아에 있는 싱크론(Synchron)이라는 회사다. 이 회사는 팔이 마비된 두 노인에게 뇌 칩을 이식한 후 ‘팔(손)’대신 ‘생각’만으로 책상 위 컴퓨터를 조작시키는 실험에 성공했다고 지난달 28일(현지시각) 발표했다 .

실제로 싱크론은 환자들이 ‘생각만으로’ 컴퓨터 자판과 마우스를 작동하고 이메일을 보내고 온라인 쇼핑을 할 수 있다는 것을 과시했다.

싱크론 연구팀은 이 과정이 심장박동 조절기 설치 과정과 비슷하며, 뇌 개방 수술을 필요로 하지 않는다는 점을 강조한다.

이번 사례는 인간을 대상으로 한 최초의 ‘생각대로 사물을 조작하는’ 뇌칩 이식 실험 성공 사례로 꼽힌다. 뇌칩을 이식받은 두 명의 노인은 지금 ‘일생을 변화시킨 체험’을 하고 있다고 한다.

이는 결국 인간 뇌에 칩을 이식해 혁신적 성과를 보여줄 것처럼 과장했다가 결국 보여주지 못한 일론 머스크 뉴럴링크(Neuralink) 최고경영자(CEO)를 머쓱하게 만든 셈이 됐다. (머스크는 인간대신 돼지의 뇌에 칩을 이식해 뇌활동을 스크린으로 보여주는 데 그쳤다.)

◆ 뇌칩→뇌센서→인터페이스 송신기 해독·명령→컴퓨터 작동

캘리포니아에 있는 신경혈관 바이오전자 의료회사인 싱크론(Synchron)은 스텐트로드(Stentrode) 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 통해 환자가 마음만 먹으면 컴퓨터로 업무를 수행할 수 있도록 했다고 밝혔다. 사진은 뇌에 이식된 뇌칩(상단)과 센서(하단)를 보여준다. 사진=저널오브뉴로인터벤셔널 서저리

신경혈관 바이오 의학용 전자회사인 싱크론은 ▲스텐트로드(Stentrode)라는 미세 뇌이식 칩 ▲컴퓨터 ▲이 둘을 연결해 주는 가슴에 붙이는 송신기인 브레인컴퓨터인터페이스(Brain Computer Interface·BCI)로 구성되는 시스템으로 이같은 결실을 거뒀다.

싱크론의 스텐트로드는 작고 유연해 뇌안에 있는 굴곡진 혈관을 안전하게 통과할 수 있다. 이 회사 연구진은 혈관을 뇌로 가는 자연스런 고속도로처럼 이용했는데 뇌에 활동을 기록하는 센서도 넣었다. 일단 뇌 칩이 이식되면 혈관에 센서가 놓이며, 환자 가슴에는 원격 측정 송신기가 테이프로 부착된다. 환자 근처에는 PC가 놓인다.

어떤 과정을 거쳤을까?

뇌칩은 뇌 혈관에 있는 센서와 연결된다. 뇌 센서는 뇌 활동(생각) 뇌파를 환자 가슴에 테이프로 붙인 원격 측정 장치(컴퓨터 송신기)로 보낸다. 송신기는 뇌파 데이터를 해석해 어떤 행동(문자 메시지, 이메일, 온라인 쇼핑 등)을 하고 싶은지를 PC에 명령한다. 이어 PC가 작동한다. 이 시스템에는 컴퓨터 화면에서 커서를 탐색하기 위한 눈추적기도 포함돼 있다. 뇌칩 이식 환자들도 사전 훈련이 필요하다. 실험에 앞서 두 남성 모두 확대·축소, 왼쪽 클릭 등 여러가지 마우스 클릭 동작을 제어하는 기계학습 기반 교육을 받았다.

미첼 교수는 “이런 수술은 이번이 처음이어서 문제가 없을 것이라고 장담할 수 없었지만, 두 수술 모두 우리가 기대했던 것보다 더 잘 됐다”고 말했다.

◆ 실험참가자 “뇌 칩 이식이 내 삶을 바꿨다”···개발사, “일반인 상용화까지는 몇 년더”

뇌신호는 원격측정장치를 통해 환자의 가슴에 테이프로 붙여진 작은 컴퓨터송신기로 보내지는데 이는 칩을 시술받은 사람이 자신의 근처에 있는 PC에 문자보내기, 이메일 보내기, 온라인 쇼핑 같은 어떠한 행동을 하고 싶은지 해석해 수행하게 해 준다. 사진=싱크론

싱크론의 인간 대상 뇌칩 실험은 그레이엄 펠스테드와 필립 오키프라는 두 노인을 대상으로 실시됐다. 펠스테드(60)는 운동신경질환(MND)을 앓고 있고 오키프(75)는 루게릭병으로 불리는 근위축성 측삭 경화증(ALS)을 앓고 있어 두 사람 모두 상체를 움직일 수 없게 됐다. 이들에게 싱크론의 뇌칩을 이식한 결과는 놀라웠다. 임플랜트 시술을 받은 두 환자는 손가락 하나 까딱하지 않고 단지 ‘생각’만으로 PC를 조작하는 실험에서 놀라운 결과를 보였다. 이들은 각각 92%와 93%의 컴퓨터 마우스 클릭 정확도를 기록했다. 또 각각 분당 14자와 20자의 PC 자판 타이핑 속도를 보여주었다.

주피터 미첼 왕립멜번병원 신경인터페이스서비스 소장은 “이 실험 결과에서 나온 유망한 결과는 이 장치가 환자들에게 안전하게 이식되어 사용될 수 있다는 것을 증명했다”고 말했다. 펠스테드는 지난해 8월 뇌칩 이식수술을 받았는데 “스텐트로드 사용은 내 것은 삶을 변화시켰다”고 말했다. 그는 “이 장치는 내가 자원봉사를 하는 로터리 클럽 회원들 사이에서 쇼핑, 은행 업무, 위임 업무 등과 같은 생산적인 일을 다시 할 수 있게 해 주었다. 이런 수준의 독립성을 되찾는다는 것은 놀라운 일이다”라고 평가했다.

필립 오키프(75)씨는 지난 4월 스텐트로드 장치를 뇌에 이식했는데 ‘마음(생각)’만으로 이 장치를 제어해 업무와 관련된 일을 하기위해 컴퓨터를 제어하거나 기타 독립적인 활동을 할 수 있게 됐다. 사진=싱크론

오키프는 올해 4월 스텐트로드 장치를 이식 받았는데 그도 이를 제어해 업무 및 그 밖의 립적인 활동을 할 수 있게 됐다. 그는 칩 이식 이전까지는 루게릭병으로 손가락, 팔꿈치, 어깨 등의 손상을 입어 그런 작업을 할 수 없었다.

뇌-컴퓨터 인터페이스 전문가인 토머스 옥슬리 싱크론 최고 경영자(CEO)는 “지금이 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야의 획기적인 순간”이라고 말했다. 그는 “우리는 뇌를 여는 수술을 하지 않고도 중증 장애인들에게 자유를 회복시켜주는 무선 뇌칩 이식 제공 기술을 보고하게 돼 흥분된다”고 말했다. 옥슬리 CEO는 “우리가 첫 출시할 제품은 손을 사용할 필요없이 뇌파를 이용한 스마트 기기 제어에 초점을 맞출 것이다”라고 밝혔다. 이것만으로도 싱크론에게는 선진국 3000만명의 선진국 환자들에게 충족되지 않은 시장 요구를 해결해 줄 수 있는 잠재력을 가지는 것으로 평가받는다.

니콜라스 오파이 멜번대학 혈관생체연구소 공동소장이자 이 대학 부교수이고, 싱크론 최고기술책임자(CTO)는 “이 개발이 흥미진진했으며 관련 환자들은 삶의 자유를 회복했다”고 말했다. 그는 “(상체가 마비된)실험 참가자들이 이 시스템을 이용해 ‘마음먹은 대로’ 집에서 독립적으로 컴퓨터와 소통하고 통제하는 것은 정말 놀라운 일”이라고 말했다. 이어 “우리는 지난 8년 동안 우리는 세계 유수의 의학 및 공학 마인드를 끌어내 신체 마비를 겪는 사람들이 ‘생각의 힘’만으로 외부 장비를 제어할 수 있게 해주는 임플란트를 만들었다. 우리는 우리가 이것을 성취했다는 것을 보고하게 되어 기쁘다”고 밝혔다.

싱크론 연구팀은 “비록 이러한 실험이 성공적임을 보여주었지만, 일반인들이 이 기술을 이용할 수 있을 때까지는 아직 몇 년이 남아있으며, 이를 현실로 만들기 위해 끊임없이 노력하고 있다”고 말했다.

◆ 일론 머스크의 뉴럴링크칩은?

일론 머스크의 뉴럴링크 뇌이식칩 시연장면. 사진=유튜브

이 인간을 대상으로 한 최초의 뇌칩 실험은 많은 회사들이 지칠 줄 모르고 이 칩 인간에게 적용하려고 노력하고 있는 가운데 나왔다. 앞서 일론 머스크는 자신의 뉴럴링크사가 개발한 뇌칩을 돼지를 통해 시연했지만 인간에 대해 적용하지는 못했다. 그는 발표에 앞서 자신의 회사가 뇌칩 이식으로 실시간 스트리밍 음악을 다운받을 수 있다는 식의 암시를 하는 SNS를 교환하면서 화제가 됐지만 결국 실망만 안겨줬다. 일론 머스크는 지난 8월 약속된 시연에서 사람 대신 돼지에 이식된 뇌칩을 보여줬다. 그는 세 마리의 새끼 돼지를 이용한 시연에서 거르트루드라는 이름의 뇌 이식 수술을 받은 돼지를 선 보였다. 그녀가 펜 주위를 킁킁거리며 돌아다니는 동안 시청자들은 큰 화면으로 이 암퇘지의 뇌 활동을 보는 데 그쳤다.

- Advertisement -

Similar Articles

Advertisment

Most Popular

Enable Notifications    OK No thanks