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뇌-컴퓨터 인터페이스 시대, 곧 현실로 다가온다
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뇌-컴퓨터 인터페이스 시대, 곧 현실로 다가온다
싱크론은 세계 최초로 미국 특허청에 출원할 뇌-컴퓨터 인터페이스를 삽입했다. 뇌-컴퓨터 인터페이스 보급을 향한 큰 도약이 될 것이다.
By GRACE BROWNE, WIRED UK

토마스 옥슬리(Thomas Oxley)는 ‘블랙미러(Blac Mirror)’를 향한 애증의 감정이 있다. 옥슬러는 블랙미러에 흥미를 갖고 있다. 그러나 한편으로는 인류의 탈중앙화 미래 확산을 향한 각종 비난 직면을 의미하기도 한다.

옥슬리는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 개발 기업 싱크론(Synchron) 창립자이자 CEO이다. BCI 기기는 뇌에서 퍼지는 신호를 도청하고 이를 로봇 팔이나 기기 화면의 커서처럼 움직임을 시행하도록 변환한다. 삽입된 기기는 기본적으로 심리와 컴퓨터 간 매개체 역할을 한다.

옥슬리는 “블랙미러는 매우 부정적인 디스토피아 세계를 담아냈다. 기술 발전 후의 최악의 상황을 담아냈다. 상당수 유용한 기술을 최악의 상황에 따라 사용한 사례를 보여준다”라며, 인간의 기억 기록과 재생 등과 같이 윤리적 의문점을 제기할 수 있는 BCI 활용 사례를 보여준 에피소드를 언급했다. BCI 활용의 긍정적 사례는 옥슬리가 싱크론을 운영하면서 개발하려는 바이다. 7월 6일(현지 시각), 미국 뉴욕의 어느 한 병원에서 미국 내 첫 번째 싱크론 기기 삽입 수술이 진행됐다. (기기를 삽입한 남성은 신경세포 파괴를 진행하는 병인 루게릭병 때문에 신체 움직임과 대화 능력을 잃게 됐다. 해당 환자는 싱크론의 기기 장단점을 경험하기 전까지 기기 홍보에 자신의 사례를 이용하지 않는다는 조건을 기반으로 익명성 유지를 요청했다.)

싱크론의 BCI 기기는 개인 컴퓨터가 마우스를 직접 제어하고 클릭하는 것과 같은 신체 움직임 제어 능력을 약속한다. 이처럼 간단한 움직임은 환자가 의사에게 문자를 전송하거나 온라인 쇼핑 즐기기, 이메일 전송 등과 같은 작업을 처리하도록 한다. 디지털 세계는 이미 현대 인류 존재의 모든 측면에 빠른 속도로 변화를 가져다주면서 모든 서비스를 제공한다. 다만, 옥슬리는 “BCI 기기를 사용하려면, 손가락을 스스로 움직일 수 있어야 한다”라고 덧붙여 전했다. 약 560만 명으로 추정되는 미국 내 신체 마비 환자 모두가 BCI 기기 삽입 후 신체를 움직일 수 있다는 의미는 아니다.

일론 머스크의 BCI 개발 기업 뉴럴링크(Neuralink)의 성과를 전 세계 언론이 집중하여 보도했으나 BCI 기술 자체가 새로운 과학적 혁신이라는 생각을 이해할 수 있을 것이다. 그러나 실제 BCI는 20여 년간 존재한 기술이다. 싱크론 이외에 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 BCI 기기는 뇌에 삽입할 수 있는 일련의 전극으로 구성된 소형기기인 실리콘 전극(Utah array)이 유일하다. 전극 삽입은 종종 두피를 잘라서 열고는 두개골에 주입하는 과정을 거친다. 펜실베이니아대학교 컴퓨터 신경과학자 콘라드 코딩(Konrad Kording) 박사는 “BCI 삽입술은 매우 깊은 영역까지 침투한다. BCI 삽입술에 깊이 빠질 정도가 아니라면, 단순한 레크리에이션 목적으로 할 수 있는 일이 아니다”라고 설명했다.

코딩 박사는 싱크론의 기술의 실제 새로운 부분으로 외과 의사가 뇌를 절단하지 않고 BCI 기기를 삽입할 수 있어, 이전보다는 뇌 깊은 곳에 삽입할 필요가 없다는 점을 언급했다. 결과적으로 환자에게 가하는 위험성이 적다. 싱크론의 BCI 기기인 스텐트로드(Stentrode)는 메쉬와 같은 디자인을 갖추었으며, 길이는 AAA 배터리와 비슷한 수준이다. 스텐트로드는 혈관 내부에 이식한다. 즉, 스텐트로드를 움직임을 제정하는 영역인 운동 피질로 알려진 뇌 영역의 혈관에 삽입한다는 의미이다. 삽입 과정은 목정맥 절개 후 카테터를 삽입한 뒤 뇌까지 장치를 공급하면서 진행된다. 카테터 제거 후 스텐트로드가 꽃처럼 펼쳐져 혈관 벽에 자리 잡는다. 대다수 신경외과 의사는 이미 스텐트로드 삽입 과정에 필요한 기본 접근방식을 잘 알고 있다. 이 덕분에 과거에는 위험성이 높았던 BCI 삽입술은 수술 당일 환자가 바로 퇴원할 수 있을 정도로 위험성이 감소하였다. 코딩 박사는 “수술 위험성 감소가 바로 스텐트로드의 혁신이다”라고 언급했다.
 
[사진=Freepik]
[사진=Freepik]

싱크론은 분명한 과정을 만들고 있다. 싱크론은 2020년 8월, FDA의 조사용 기기 면제 권한을 받은 덕분에 세계 최초로 영구 삽입이 가능한 BCI 임상시험을 진행할 수 있었다. 옥슬리는 임상시험 단계에 도달하는 데 5년 간 수많은 연구가 필요했다고 전했다. 호주에서는 1년간 환자 4명을 대상으로 BCI 삽입술 임상시험을 진행했으며, 이 과정에서 기기를 계속 사용해도 안전하다는 사실을 암시했다.

이제 싱크론은 테스트 가정의 안전성과 실현 가능성을 연구해, 심각한 부작용을 일으키지 않고 수많은 환자의 수술에 성공할 방법을 찾도록 한다. 임상시험의 목표는 모든 인간의 뇌 삽입술 여부를 떠나 확장성을 판단하는 것이다. 싱크론은 2022년 말까지 15명을 대상으로 스텐트로드 삽입술에 성공하고자 한다.

다음 단계는 싱크론이 기기 사용자의 삶의 측면 개선을 보여줄 중추적인 임상시험 단계가 될 것이다. 환자 스스로 스텐트로드 삽입 후 얻고자 하는 바나 되찾고자 하는 바를 찾도록 상담하는 과정이 포함될 것이다. 싱크론은 임상시험을 계획대로 진행하기 위해 FDA 승인 후 정부가 제공하는 보건 보험 제도인 메디케어(Medicare)에 따라 스텐트로드 삽입술을 제공하고자 한다. 옥슬리는 메디케어 지원이 스텐트로드 삽입술의 접근성을 최대한 넓힐 핵심 단계라고 언급했다. 다만, 삽입술 비용과 관련, “차량 한 대 구매 비용과 비슷할 것”이라고만 전했을 뿐 구체적으로 이야기하지 않았다. (또, 어떤 차량 모델의 가격과 비슷한가 언급하지도 않았다.)

그러나 BCI 기술이 갈수록 상용화 공간으로 진출하면서 윤리적, 법적, 사회적 위험성이 대거 등장할 것이다. 스텐트로드의 핵심 구성요소는 매우 민감한 신경 데이터이다. 자연스럽게 다음과 같은 질문을 할 수 있다. 데이터 보관 기간은 얼마나 될까? 스텐트로드 기기의 즉시 실행할 수 있는 애플리케이션 이외 사용하는 데이터는 무엇인가? 데이터는 누가 소유하는가? 그리고 데이터를 얻는 이와 데이터로 하는 활동은 무엇인가?

뇌 과학과 법률, 윤리학 간의 상호교차성을 연구하는 오타와대학교 법학 교수인 제니퍼 챈들러(Jennifer Chandler)는 “민간 기업이 상업적 이익으로 스텐트로드의 데이터를 이용한다면, 특정 기업의 독점 문제가 발생할 위험성이 있지 않을까?”라는 질문을 던졌다. 스텐트로드의 데이터를 이용하는 민간 기업의 자금 부족 사태 이후 운영을 중단할 때 발생할 일에 의문을 제기할 수 있다. 그렇다면, 환자는 BCI 기기를 계속 사용할 수 있을까? 그리고 삽입한 기기를 제거할 때는 기업이 제거 비용을 부담할까? 그러나 챈들러 교수는 다양한 윤리적 문제가 표면적으로 드러나도 BCI 기술 발전과 활용 사례가 계속 등장할 것이라고 언급했다. 그는 “개인적으로 BCI 기술의 위험성과 함정에 주의하고 초기에 해결하면서 대비하고, 그와 동시에 BCI 기술의 장점 활용을 추구해야 한다고 생각한다”라는 견해를 피력했다.

수 년 전, 척수손상으로 하반신이 마비돼 BCI 삽입술을 받은 이안 북하트(Ian Buckhart)는 BCI 기술 분야의 경쟁력 심화는 긍정적 효과와 부정적 효과를 모두 가져올 수 있다고 말했다. 북하트는 BCI 기기 사용자 집단이 BCI 기기 사용 경험을 공유하는 단체인 BCI 파이오니어 동맹(BCI Pioneers Coalition)를 이끌도록 돕는다. BCI 기술이 급격히 시장에 대거 진출한 상황은 BCI 삽입술을 더 빨리 받도록 하였다. 또한, 일론 머스크와 같은 거물급 인사가 BCI 기술에 주목하는 역할을 하기도 했다. 하지만 “BCI 기술 발전과 활용 과정 모두 올바른 방향으로 이루어지도록 해야 한다. BCI 기술 개발 기업이 올바른 명분을 갖고 기술을 지원한다고 어느 정도 신뢰해야 한다”라고 전했다.

그러나 신체장애가 있는 이들 사이에서는 BCI 기술의 과도한 홍보가 궁극적으로 전혀 도움이 되지 않을 것을 몹시 우려한다. 또, 북하트는 BCI 기기가 체내에서 안전하게 제 기능을 할 기간에도 의문을 제기한다. 싱크론의 스텐트로드는 영구 삽입이 가능하다. 바로 옥슬리가 상업적 성공 가능성의 결정적인 요소로 지목한 부분이기도 하다. 다만, 북하트는 일부 환자가 BCI 기기를 활용하지 못할 것을 우려한다.

옥슬리는 매년 수백만 명이 BCI 기기 삽입술을 받는 날이 오기를 바란다. 매년 스텐트(stent)와 심박조정기 삽입술을 받는 환자의 수가 매우 많다는 사실을 시사하는 바이기도 하다. 옥슬리는 매년 수백만 명이 BCI 기기 삽입술을 받으려면 15~20년이 걸릴 것으로 추산한다. 또한, 옥슬리는 기업의 분노를 유발하더라도 BCI 기술에 대한 대화를 감사하게 여긴다. 그는 “BCI 기술이 인류에게 유용하다는 사실을 세계가 이해하기를 바란다. BCI 기술의 부정적 측면과 향후 일으킬 문제와 관련된 주제를 제기할 수 있는 듯하다. 그러나 현실적으로 많은 이들에게 BCI 기술이 지금 당장 필요하다”라고 말했다.

** 위 기사는 와이어드UK(WIRED.co.uk)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
The Age of Brain-Computer Interfaces Is on the Horizon
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