청취자 여러분 안녕하십니까, 오늘은 인류의 오랫동안의 꿈이기도 하고 또 우리의 미래를 획기적으로 바꿀 것으로 기대되는 뇌와 컴퓨터의 연결, 영어로는 BCI(Brain-Computer Interface) 기술에 대해 알아보겠습니다.
혹시 영국의 천재 물리학자 스티븐 호킹 박사를 아시나요? 영화 “사랑에 대한 모든 것”의 주인공이자 우주의 비밀을 연구한 위대한 과학자입니다. 호킹 박사는 21살 때 루게릭병에 걸렸습니다. 이 병으로 인해 점점 몸을 움직이기 어려워졌고 나중에는 말하는 것조차 힘들어졌죠. 하지만 호킹 박사는 포기하지 않았습니다. 과학자들이 만든 특별한 컴퓨터 덕분에 계속해서 연구도 하고, 강연도 할 수 있었거든요.
처음에 호킹 박사는 손가락으로 버튼을 눌러 의사소통을 했습니다. 하지만 병이 점점 심해지면서 손가락도 움직이기 어려워졌습니다. 그래서 1985년부터는 이퀄라이저라는 멋진 장치를 사용했습니다. 뺨 근육을 살짝 움직이기만 하면 컴퓨터 화면에 나타나는 단어들 중에서 원하는 것을 고를 수 있었거든요. 마치 마법처럼 말이지요.
1997년에는 더 똑똑한 컴퓨터를 갖게 되었습니다. 인텔이라는 회사가 만든 ‘ACAT’라는 시스템인데요. 안경에 달린 작은 센서가 뺨 근육의 아주 작은 움직임도 감지할 수 있었어요. 게다가 호킹 박사가 자주 쓰는 단어를 미리 예측해서 보여주기도 했습니다. 마치 요즘 우리가 스마트폰으로 문자를 쓸 때 다음 단어를 추천해주는 것처럼말이죠.
2011년에는 더 신기한 실험을 했습니다. iBrain이라는 헤드밴드를 써서 뇌파로 직접 대화하는 걸 시도했답니다. 비록 완벽하게 성공하지는 못했지만 이것은 최근에 세인을 놀래키우는 뇌와 컴퓨터 인터페이스 기술의 발전을 촉진시켰습니다.
최근 미국의 천재적 발명가이자 세계적인 기업가인 일론 머스크가 이끄는 “뉴럴링크”라는 회사는 스티븐호킹 박사가 사용하던 iBrain의 기능을 훨씬 능가하는 새로운 뇌-컴퓨터 기술을 발표했습니다. 올해 2024년 1월, 동전 크기의 작은 칩에 1,024개의 정교한 전극을 심어 인간의 뇌 신호를 직접 읽어내는데 성공했습니다. 이미 실험용 원숭이들은 이 기술을 통해 생각만으로 컴퓨터 게임을 즐길 수 있는 수준에 도달했습니다.
의료 분야에서의 성과는 더욱 감동적입니다. 미국 존스홉킨스 대학 연구진은 전신마비 환자들을 대상으로 한 임상시험에서 놀라운 결과를 얻었습니다. 환자들은 BCI 기술을 통해 로봇 팔을 자유롭게 제어할 수 있게 되었고 그 정확도는 95%에 달했습니다. 한 환자는 7년 만에 처음으로 스스로 음식을 먹을 수 있게 되었다고 합니다. 이는 단순한 기술의 진보를 넘어 수 많은 장애인 환자들에게 새로운 희망을 안겨주는 감동적인 순간이었습니다.
이러한 놀라운 성과의 배경에는 나노기술과 인공지능 기술의 발전이 있습니다. 최신 나노 기술을 활용한 초정밀 전극은 이전보다 10배 더 많은 뇌신경 신호를 동시에 읽어낼 수 있게 되었습니다. 또한 인공지능 기술의 발전으로 개인별로 다른 뇌파 패턴을 빠르고 정확하게 해석할 수 있게 되었습니다.
과거에는 몇 주가 걸리던 학습 과정이 이제는 몇 시간으로 단축되었습니다. BCI 기술의 활용 범위는 의료 분야를 넘어 더욱 넓어지고 있습니다. 미국 국방부는 전투기 조종사 훈련에 이 기술을 도입하고 있으며 미국 항공우주국 NASA는 우주인들의 정신 건강을 모니터링하는 데 활용하고 있습니다. 유럽우주국에서는 우주정거장의 로봇 팔을 제어하는 데 BCI 기술을 적용하는 연구를 진행 중입니다.
게임과 문화 분야에서도 혁신이 일어나고 있습니다. 미국의 세계적 IT기업인 메타는 생각만으로 가상현실을 제어할 수 있는 새로운 인터페이스를 개발 중이며 또 일본의 손꼽히는 IT기업인 닌텐도는 뇌파로 제어하는 새로운 게임 장치를 준비하고 있습니다. 이러한 기술은 게임의 재미를 넘어 집중력 향상이나 인지능력 개발에도 활용될 것으로 기대됩니다.
물론 아직 해결해야 할 과제들도 남아있습니다. 장기간 사용했을 때 전극의 내구성 문제, 뇌 조직 손상 위험을 최소화 하는 문제, 그리고 뇌 데이터의 보안과 사생활보호 문제 등이 그것입니다. 특히 윤리적인 측면에서 인간의 자율성과 정체성에 관한 깊은 고민도 필요합니다. 하지만 전 세계의 연구진들이 이러한 문제들을 해결하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다.
앞으로 5년 안에는 완전히 무선화된 BCI 시스템이 상용화될 것으로 예상됩니다. 더 나아가 10년 후에는 뇌신경 질환 치료에 광범위하게 활용되고 일반인들도 인지능력 향상을 위해 사용할 수 있게 될 것입니다.
특히 재활 치료 분야에서는 BCI 기술이 표준 치료법으로 자리잡을 것으로 전망됩니다. BCI 기술은 이제 더 이상 먼 미래의 이야기가 아닙니다. 이미 수 많은 환자들의 삶을 변화시키고 있으며 우리 모두의 미래를 바꿀 준비를 하고 있습니다. 인간의 생각을 읽고 이를 현실로 구현하는 이 놀라운 기술이 앞으로 어떤 혁신을 가져올지 우리는 지금 역사적인 순간을 목격하고 있는 것입니다. 지금까지 서울에서 김흥광이었습니다.
에디터 이진서, 웹편집 김상일