생각을 글로 바꿔주는 뇌 이식기술 - 톰 옥슬리

생각만으로 디지털 기기를 사용할 수 있다면?

머리를 여는 수술 없이 뇌로부터 정보를 수집하고 무선으로 전송할 수 있는

뇌-컴퓨터 인터페이스 이식장치인 스텐트로드(stentroad)의 엄청난 가능성을 소개한다.

뇌신경과학기술 기업가인 톰 옥슬리는 현재 임상실험 중인 이 획기적인 기술의 복잡성과 함께,

이 기술이 장애인의 존엄성을 회복하고 의사소통의 미래를 변화시키는데 어떤 도움을 줄 수 있을지 설명한다.

 

장애나 마비증세가 있는 사람에게는 이 기술이 인생을 바꿀 수 있다.

실험 참가자는 루게릭병을 앓고 있는 사람으로 손을 움직이거나 또렷하게 말하는 것이 불가능한 사람이다.

뇌와 컴퓨터를 연결하는 인터페이스인 BCI(Brain - Computer Interface)를 사용해 문자를 쓸 수 있다.

실험 참가자의 뇌 신호가 블루투스를 통해 컴퓨터로 연결된다.

오직 뇌만 사용하여를 직접 키를 누르고 키보드를 조종하는 법을 익힌다. 

 

BCI는 영화 매트릭스의 한 장면을 연상시킨다.

두개골에 구멍을 뚫고 뇌에 케이블을 연결하는 것 같다.

BCI는 환자, 간병인, 의사, 과학자들이 지난 수십 년간 원해왔던 것이다.

이것은 손을 움직일 수 없거나, 뇌졸증이나 척추를 다친 사람들이 겪는 다발성 경화증이나 마비 증세가 있는 사람들에게 필요하다.

 

톰 옥슬리가 겪은 경험중 하나이다.

심한 뇌졸증을 앓고 있는 사람이 있었다. 

움직일 수 있는 것은 눈뿐이었다.

그의 뇌는 정상적으로 작동하여 보고, 듣고, 생각하고, 느낄 수 있었지만

그는 말을 하거나 움직일 수 없었다.

그래서 그가 선택한 것은 자발적 죽음이었다.

 

톰 옥슬리는 이러한 경험이 바탕이 되어 다른 방법이 없을까 하는 자문을 하게 되었고,

스탠드로드라는 새로운 보형물을 만들게 되었다.

 

소통은 인간의 기본 욕구이다.

소통을 할 수 없는 환자가 가장 바라는 것은 가족과 다시 소통하기를 원하는 것이다.

가장 주된 요청은 "문자 하기"와 "이메일 하기" 그리고 "스마트폰 하기" 였으며,

놀랍게도 소셜미디어를 향한 욕구였다.

 

이러한 일을 가능하게 한 것이 BCI이다.

그러나 BCI의 가장 중요한 문제는 대부분 외과 수술을 필요로 한다는 것이다.

유타어레이라고 명명된 바늘칩을 뇌 속에 직접 삽입을 해야 한다는 것이다.

이것을 뇌 속에 삽입을 하기 위해 두개골을 톱으로 절단하는 과정을 거쳐야 한다는 것이다.

시간이 지날수록 다른 조직을 거부하는 면역반응이 일어난다.

 

톰 옥슬리는 뇌로 들어가는 다른 방법이 없을까 생각을 했다.

혈관은 뇌로 통하는 자연 고속도로이다.

제일 큰 정맥은 운동피질 바로 옆에 있다.

BCI를 혈관 안에 남겨두면 그 위에 세포가 자라 혈관 벽의 일부가 된다는 것이다. 

마치 피부 아래 문신을 새긴 것과 같으며, 면역반응으로 부터 보호되는 것이다.

이러한 기술은 세계최초로 FDA의 승인을 받아 BCI 영구 이식에 대한 임상실험을 할 수 있었다.

임상실험에서 나온 여러 문제를 해결하기 위하여 10년이 걸렸다.

이러한 과정을 거쳐 탄생한 것이 스탠드로드(stentroad)이다.

 

스탠드로드를 뇌에 장착한 후 가슴 아래에 장착된 작은 안테나에 연결된다.

뇌 데이터의 원본을 수집한 후 무선으로 몸 밖으로 신호를 보내 외부 기기에 연결한다.

기술진과 환자는 뇌 신호를 분석한다.

손, 발 등을 움직인다는 생각은 뇌가 특정신호를 만들어 내고, 이것을 연습하는 것이

디지털 기기를 조종하기 위한 모든 상호작용이 가능하게 된다.

근육이 점점 위축되는 환자는 이것을 통해 심리적인 안도감을 느낀다.

 

뇌신호를 변환하여 여러 움직임을 가능하도록 만든다.

놀라운 점은 우리의 뇌신호가 변환되는 과정이 어느 정도 보편적이라는 것이다.

인간 모두에게 통용되는 뇌 사전을 만들 수 있다는 것이다.

이것을 통해 BCI는 더 많이 발전을 할 것이다.

간질, 우울증, 치매 같은 질환의 영역으로 확대할 수 있다고 전망한다.

현재의 BCI 기술은 마비증세로 갇혀있고 느꼈던 사람에게 자율성과 독립성을 되찾을 수 있게 해 준다.

 

이것이 인류전체에게는 어떤 의미가 있을까?

그가 생각하는 것은 의사소통의 미래이다.

감정을 예로 들면, 감정의 상태를 확인하고 언어로 변환하여 말을 한다.

이러한 단계를 거친 감정을 다른 사람이 정확히 이해하기 어렵다.

BCI를 통해 이러한 감정을 말로 표현하지 않고, 단 몇 초라도 직접 느낄 수 있는 경험이 가능할 것이다.

제대로 된 표현을 위한 인간의 언어는 부족하다.

이것을 통해 진정한 소통이 이루어진다고 믿고 있다.

 

톰옥슬리의 스탠드로드는 BCI 기술의 집약체이다.

뇌파나 뇌세포의 전기적 신경신호를 통해 의수, 의족, 로봇 같은 기계를 조작할 수 있기 때문에, 이 기술은 BMI(뇌- 기계 인터페이스)라고 불리기도 한다. 사이보그 기술의 근간이 되는 사이버네틱스 기술의 핵심으로 주목받고 있으며, 장기적으로 가상현실 기술과 접목도 검토되고 있다.

 

기술 발전의 명분은 인간을 위한 것이지만,

이러한 명분을 앞세워서 인간을 점점 통제할 수 있는 기술이 계속 나오게 되는 현실을 마주하게 될 걱정이 든다.

이러한 기술 속에서 인간은 어떠한 마음가짐으로 살아야 하며, 어떤 방식으로 답을 찾을 수 있을까?