일론 머스크의 뇌신경과학기업 뉴럴링크가 두 번째 환자의 뇌에 컴퓨터 칩 이식을 성공적으로 진행했다는 뉴스가 나왔습니다. 척추 손상을 입은 환자에게 1024개의 전극을 가진 칩을 이식한 건데요. 신체 손상을 입어 팔다리를 쓰지 못하는 사람이 각종 기기를 제어할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다.
이러한 기술은 BCI 기술이라고 합니다. 인간의 뇌에 칩을 이식한다는 것, 일론의 괴짜같은 아이디어같지만 의외로 많은 기업들에서 이러한 시도가 진행되고 있습니다.
BCI 기술이란?
BCI 기술은 '브레인-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface)'를 말합니다. 뇌의 신경 활동을 컴퓨터나 기계 장치로 직접 전달하여 의도한 작업을 수행할 수 있게 하는 기술이라고 정의할 수 있겠습니다. 이 기술을 이용하면 몸을 움직이지 않고도 컴퓨터를 움직일 수 있기에, 신체가 불편한 환자의 의사 표현을 도울 수 있다는 점에서 획기적인 기술로 평가받고 있습니다.
이 기술의 핵심은 뇌파를 감지하고 이를 해석하여 신호로 변환하는 과정에 있습니다. 뇌파는 주로 전기적 신호로 이루어져 있으며, 이 신호를 감지하기 위해 전극을 뇌에 부착하거나 비침습적 방법으로 두피에 부착된 센서를 사용합니다.
뇌파 감지 기술은 크게 침습적 BCI와 비침습적 BCI로 나눌 수 있습니다. 침습적 BCI는 전극을 뇌에 직접 삽입하여 신경 신호를 감지하는 방식으로, 높은 정확도와 신뢰성을 제공하지만, 수술적 위험이 따릅니다. (뉴럴링크는 올해 1월 말 첫번째 환자에게 칩을 이식했지만, 몇 주후 칩 케이블 중 85%가 체액으로 빠져나왔다고 말한 바 있습니다. 뇌가 면역 방어를 위해 칩을 밀어냈다고 하네요.) 비침습적 BCI는 두피에 전극을 부착하여 뇌파를 감지하는 방식으로, 안전성이 높지만 신호의 정확도는 다소 낮습니다.
일론 머스크의 꿈, 뉴럴링크
뉴럴링크는 일론 머스크가 2016년에 설립한 신경 기술 회사로, 인간의 뇌와 컴퓨터 간의 직접적인 인터페이스를 개발하는 것을 목표로 합니다. 머스크는 인공지능(AI) 기술의 발전이 인류에게 위협이 될 수 있다는 우려에서 출발하여, 인간의 뇌와 AI 간의 통합을 통해 인류의 미래를 보다 안전하게 만들고자 하는 비전을 가지고 있었습니다. 그는 뇌와 컴퓨터 간의 직접적인 연결을 통해 인간의 인지 능력을 확장하고, 다양한 신경 질환을 치료할 수 있는 가능성을 탐구하기 시작했습니다.
2020년 돼지의 뇌에 전극을 삽입해 실시간으로 신경 신호를 모니터링하는 시연을 선보였고, 2021년에는 원숭이가 뉴럴링크의 전극을 통해 화면 상의 포인터를 제어하는 모습을 보여줬습니다. 그리고 2022년, 미국 식품의약국으로부터 인간 대상 임상 시험을 승인받았습니다.
뉴럴링크의 BCI칩 '텔레파시'는 25센트 동전 크기의 용기 안에 데이터 처리 칩과 배터리, 통신 장치 등이 담겨 있고, 여기에 16개의 전극이 달린 인간 머리카락보다 가는 케이블 64개가 부착된 구조입니다. 이 실 끝부분에 달린 전극이 두뇌의 운동 피질에 삽입돼 신호를 전달합니다. 뉴럴링크는 올해 말까지 7~9명에 대해 추가 시술을 진행할 예정입니다.
뉴럴링크만 있는게 아니다?
뉴럴링크의 대표적인 경쟁사는 '싱크론'입니다. 환자는 싱크론 스위치 BCI를 통해 생각만으로 웹을 검색하고 이메일과 문자로 의사소통을 할 수 있습니다. 뉴럴링크가 뇌 피질에 직접 칩을 이식하는 형태라면, 싱크론은 뇌의 운동 피질 옆에 있는 정맥에 장치를 부착하는 방식을 사용합니다. 싱크론은 이미 6명의 환자에게 장치를 이식했고, 아직 심각한 부작용은 없다고 합니다. 올해 4월 대규모 임상 환자 모집을 준비하겠다는 소식을 전했네요. 또 이달에는 업계 최초로 생각만으로 애플 비전 프로를 제어하는데 성공했다고도 합니다.
중국도 BCI 개발에 박차를 가하고 있습니다. 중국은 최근 BCI 개발을 주도하기 위한 위원회도 만들었다고 하네요. 중국 칭화대는 지난해 10월 BCI 재활기기를 환자 뇌에 성공적으로 이식했다고 밝혔고, 중국 뇌과학 연구소는 '뉴사이버'를 개발해 손이 묶인 원숭이가 생각만으로 로봇팔을 조종해 딸기를 집는 데에 성공했다고 밝혔습니다.
BCI 기술은 인간의 뇌와 기계를 직접 연결함으로써 다양한 분야에서 혁신을 일으키고 있습니다. 의료, 게임, 보안, 교육 등에서 이미 많은 응용 사례가 있으며, 앞으로 더 많은 가능성이 열릴 것으로 보입니다. 그러나 BCI 기술의 발전과 함께 윤리적, 기술적 도전 과제도 함께 해결해 나가야 합니다. 이러한 과제를 극복한다면, BCI는 인간의 삶을 근본적으로 변화시키는 혁신적인 기술로 자리매김할 것으로 보입니다.
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