[과학] 뇌에 ‘블루투스’ 장착? 신경 혁명이 바꾸는 인간의 삶

아침 해살이 방안을 스르르 비출 때면 커튼은 마치 생각을 읽기라도 하듯 저절로 펼쳐진다. 허기가 지면 주방 로보트가 뇌파 명령을 감지한 듯 즉시 료리 모드를 가동한다. 출근길에는 자률주행 자동차가 사용자의 사고 패턴을 반영해 최적 경로를 제시한다.

이것은 공상과학이 아닌 뇌―기계 인터페이스(脑机接口) 기술이 그려내는 미래의 일상 풍경이다.

최근 몇년간 뇌―기계 인터페이스 기술은 급속한 진전을 거듭하고 있다. 기술적 측면에서 중국이 자체 개발한 반침습식(半侵入式) 뇌―기계 인터페이스 ‘북뇌 1호(北脑一号)’는 이미 3건의 인체 이식 수술을 성공적으로 마쳤다. 산업적 측면에서는 북경, 상해, 사천 등 각지에서 잇따라 지원 정책을 내세워 제품 개발과 림상 시험에 박차를 가하고 있다. ‘신경 차원의 산업 혁명’으로 불리는 이 첨단 기술은 우리의 삶속으로 조용히 깊게 파고들고 있다.

뇌―기계 인터페이스의 핵심은 뇌와 외부 장치 사이에 ‘생각을 전달하는 신경의 다리’를 놓는 것이다. 마치 뇌에 ‘블루투스 모듈(蓝牙模块)’을 장착하는 것과 같다. 정밀히 배렬된 전극이 신경세포의 순간적 신호를 포착하면 이는 신호 전처리, 특징 추출, 패턴 인식 알고리즘에 의한 해독 과정을 거쳐 외부 장치를 작동시키는 구체적인 제어 명령으로 변환된다.

뇌―기계 인터페이스 기술은 비침습형(非侵入式), 반침습형(半侵入式), 침습형(侵入式) 등 세개의 방식으로 구분된다. 비침습형은 신호 해상도(分辨率)가 상대적으로 낮아 기초 연구나 단순 제어에 적합하다. 반침습형은 마비 환자의 운동 기능 재활 분야에서 핵심 역할을 한다. 침습형은 시각 재건, 기억 복원 등 극한의 정밀도가 요구되는 령역의 실현 가능성을 제공한다.

현재 뇌―기계 인터페이스 기술은 의료 재활 분야에서 혁신적 성과를 창출중이다. 절강대학팀이 연구개발한 ‘뇌 제어 기계팔’은 절단 환자가 의지만으로 물건을 잡을 수 있게 했다. 절강대학 부속 제2병원팀은 국내 최초 ‘페쇄형 척수 신경 인터페이스’ 이식 수술을 성공으로 완료해 하반신 마비 환자가 자발적으로 보행하는 기적을 이루었다. 수도의과대학 선무병원팀은  난치성 간질 치료(难治性癫痫)를 위한 최초의 신형 폐쇄형 신경 자극기(新型闭环神经刺激器) 림상 이식 수술을 성공적으로 수행하여 간질 병소의 정밀 조절을 실현했다.

인간―기계 상호작용 분야에서는 미국의 ‘무음 통화(无声通话)’ 기술이 뇌파만으로 간단한 메시지를 전송한다. 국내의 ‘의식 타자(意念打字)’ 시스템은 분당 10자 이상의 속도로 사고를 문자화한다. 북경항공항천대학팀의 뇌―기계 지능형 드론 군집 제어 기술(脑机智能无人机集群编队控制技术)은 재난 현장에서는 ‘공중 구조대’로, 물류 창고에서는 ‘협업 운반자’로 변신한다.

인지 향상 분야에서는 뇌―기계 ‘인터페이스+신경화학물질’ 융합 프로젝트가 전기 자극을 통해 복잡한 환경 적응력을 증진시킨다. ‘기억 칩’ 기술은 치매 환자의 기억 회로를 재구성하고 있다.

물론, 뇌―기계 인터페이스 기술은 여러 방면에서 돌파구를 마련하는 동시에 많은 어려움에 직면해있다. 복합한 사고와 정서 해석은 여전히 난제이며 무엇보다 사고를 읽고 의식을 조작할 수 있는 이 기술 앞에서 ‘인지 자유’의 경계는 모호해지고 신경 차원의 프라이버시(隐私泄露) 침해는 디지털 시대의 새로운 심각한 위협으로 부상할 수 있다.

아마도 멀지 않은 미래에 사람들은 스마트워치 착용처럼 자연스럽게 뇌―기계 인터페이스 장비를 사용할지도 모른다. 그러나 명심해야 한다. 그 어떤 첨단 기술도 인간을 위한 도구일 뿐, 뇌―기계 인터페이스의 ‘생각으로 만물을 제어’하는 능력 또한 인류 문명과 기술 발전이 맺은 새로운 공존의 규칙에 불과하다는 것을.

/과학기술넷

编辑：최화