본문 바로가기 주메뉴 바로가기 검색 바로가기
일론 머스크의 뉴럴링크, 뇌 삽입술 차질...설계에 의존할 가능성 제기
상태바
일론 머스크의 뉴럴링크, 뇌 삽입술 차질...설계에 의존할 가능성 제기
뉴럴링크는 첫 번째 인간 뇌 컴퓨터 인터페이스 삽입술에서 기계 결함을 겪었다. 이후 새로이 고안한 설계는 결함이 발생할 확률이 더 높다.
By EMILY MULLIN, WIRED US

일론 머스크가 이끄는 스타트업 뉴럴링크(Neuralink)가 첫 번째 뇌 삽입술 환자인 29세 사지마비 환자 놀란드 아바우(Noland Arbaugh)의 뇌에 뇌-컴퓨터 인터페이스 기기를 삽입한 뒤 문제가 발생했다고 밝혔다.

2024년 1월 28일 자로 수술을 진행한 뒤 머스크는 X에서 재빨리 아바우가 원활하게 회복 중이며, 초기 결과는 뇌 스파이크 감지가 희망임을 보여주었다고 밝혔다. 하지만 단 몇 주가 지난 2024년 5월 8일(현지 시각) 뇌-컴퓨터 인터페이스 기능 오류 문제가 시작됐다.

머스크가 공동 창립한 뉴럴링크는 뇌에서 외부 기기로 직접 연결 경로를 제공하는 시스템인 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발한 소수 기업 중 한 곳이다. 뉴럴링크의 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 뇌에서 의도한 움직임 신호를 해석하여 마비 환자가 생각만으로 마우스 커서를 조작하거나 키보드를 입력하도록 한다.

뉴럴링크의 독특한 설계가 뇌-컴퓨터 인터페이스 기계 문제에 한몫 했을 수도 있다. 뉴럴링크의 삽입술은 두개골에 삽입하는 코인 크기의 퍽으로 구성되었다. 기기에는 시스템 동력을 위해 필요한 배터리와 연산 작업 처리용 칩, 기타 전자 장치로 구성되었다. 퍽에는 인간의 머리카락보다 얇은 유연한 스레드 64개가 부착되었다. 각각의 스레드에는 전극 16개가 포함되었다. 스레드는 뇌 조직으로 확장되어 뉴런 묶음의 신호를 수집할 의도로 적용되었다. 그러나 뉴럴링크 측은 일부 스레드가 제위치에 배치되지 못했다고 전했다.

뉴럴링크는 공식 블로그 게시글을 통해 “수술일 기준 몇 주가 지나자 뇌에서 스레드 몇 개가 잘못된 위치에 들어간 탓에 결과적으로 효과적으로 제 기능을 하는 전극 수가 감소했다”라고 설명했다. 결국, 초당 비트 단위로 측정하는 데이터 전송률이 감소했다. 초당 비트 값이 클수록 커서 제어 능력이 더 낫다는 점을 시사한다.

블로그 게시글은 스레드가 제 위치에서 어느 정도 벗어났는지, 혹은 지금도 제 위치에 고정된 스레드 수 등은 언급하지 않았다. 마비 환자의 소통을 돕기 위한 무선 뇌 삽입술을 개발 중인 오스틴 지역 기업 패러드로믹스(Paradromics) CEO 매트 앵글(Matt Angle)은 “스레드가 제 위치를 벗어난 일은 발생해서는 안 되는 일이라고 가정하는 것이 적절하다”라고 말했다.

뉴럴링크는 스레드가 정상적인 위치를 벗어난 이유나 과정을 설명하지 않았으며, 와이어드의 관련 문제 의견 공개 요청에도 답변하지 않았다. 다만, 뇌는 두개골 안에서 자연스럽게 움직인다는 점에서 뉴럴링크 스레드 일부가 뇌의 이동 중 위치를 벗어났을 가능성이 있다.
 
[사진=Unsplash]
[사진=Unsplash]

뉴럴링크와 머스크는 1980년대부터 초기 뇌-컴퓨터 인터페이스 주류 기기였던 ‘유타 어레이(Utah array)’보다 뉴럴링크의 뇌-컴퓨터 인터페이스 기기가 이점을 지녔다고 홍보했다. 유타 어레이는 매우 작은 연결 다리 96개를 포함한 상태이며, 각각의 전극은 기록의 극히 일부분을 기록한다. 유타 어레이의 다리는 조직에 침투한다. 무선 연결이 아니므로 케이블을 통해 외부 기기와 연결해야 한다는 주요 장벽이 있었다.

반면, 뉴럴링크의 뇌 삽입술은 무선으로 신호 전송이 가능하며, 전극 1,024개를 탑재했다. 전극이 많을수록 뇌에서 수집하는 데이터가 많다는 의미이다. 단, 모든 전극이 정상적인 상태일 때의 일이다.

현재 마비 환자의 뇌-컴퓨터 인터페이스를 실험 중인 뉴욕 기업 싱크론(Synchron)의 최고 기술 책임자 리키 바네지(Riki Banerjee)는 “뉴럴링크는 매우 새로운 인터페이스를 설계했다. 뉴럴링크는 뇌-컴퓨터 인터페이스의 커뮤니케이션 과정을 학습하며, 학습 과정은 진행 중이다”라고 말했다.

싱크론과 패러드로믹스는 기기를 완벽하게 개발하기보다는 기존 의료 장비에서 영감을 받아 기기를 설계한다. 패러드로믹스의 기기 설계는 유타 어레이의 설계를 바탕으로 하지만, 몇 가지 핵심 개선 사항을 적용했다. 무선 커뮤니케이션이 가능하며, 뇌 조직에 고정되는 소형 와이어 끝부분에 전극 421개를 장착했다. 와이어는 유타 어레이의 기기 연결 다리보다 훨씬 더 작다.

반면, 싱크론의 뇌-컴퓨터 인터페이스는 심장 스텐트와 비슷한 모습의 속이 비어있는 메쉬 튜브이다. 싱크론의 뇌-컴퓨터 인터페이스는 뇌에 직접 연결하는 대신 목 부위의 목정맥에 삽입하여 피질을 거슬러 올라간다. 싱크론은 지금까지 직접 개발한 뇌-컴퓨터 인터페이스를 환자 10명에게 삽입했다. 그중 한 명은 삽입술을 받은 지 3년 이상 지났다. (아바우가 삽입한 뇌-컴퓨터 인터페이스 기기는 수술 후 100일이 지난 후에도 작동하는 상태였다.)

뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발한 피츠버그대학교 신경생물학 교수 앤드류 스워츠(Andrew Schwartz)도 뉴럴링크의 뇌-컴퓨터 인터페이스 기기 설계가 삽입된 스레드의 위치 문제 원인이 되었다고 추측한다.

뇌의 가장 바깥층인 뇌 경막을 열어 뇌-컴퓨터 인터페이스 기기를 삽입해야 한다. 피질 안에 와이어 여러 개를 각각 삽입한 상태에서 절제된 뇌 경막을 완벽하게 봉합하기 어려울 수도 있다. 뇌 경막을 봉합하지 않은 채로 둔다면, 절제 후 개방된 뇌 경막 주변 조직의 상처가 생성되어 스레드가 제 위치에서 사라질 수도 있다. 유타 어레이는 삽입 후 뇌 경막을 봉합할 수 있도록 설계되었다.

뉴럴링크는 뇌 삽입술 이후 문제를 겪었으나 3월 20일(현지 시각), 자사 뇌-컴퓨터 인터페이스 모습을 실시간으로 보여주면서 아바우는 삽입된 기기를 사용하여 생각으로 체스 게임을 할 수 있다는 점을 보여주었다. 아바우는 뇌-컴퓨터 인터페이스로 비디오 게임 마리오카트(Mario Kart)를 실행했다. 아바우는 영상을 통해 “생각만으로 비디오 게임을 즐기는 것이 얼마나 멋진 일인지 말로 설명하기 어렵다”라고 말했다.

뉴럴링크는 블로그 게시글을 통해 기록 알고리즘을 수정하여 잃어버린 스레드가 신경 신호에 더 민감하게 반응하도록 보완한다고 설명했다. 또한, 신경 신호를 마우스 커서 움직임으로 전환하는 과정과 사용자 인터페이스 강화 방법도 개선했으며, 변경 사항이 뇌-컴퓨터 인터페이스의 성능을 강화할 수 있다고 덧붙였다.

앵글은 전극이 더 많다는 사실 자체가 전혀 중요하지 않다고 주장했다. 다만, 텍스트를 음성으로 변환하는 작업처럼 더 복잡한 작업에는 데이터 전송률이 중요할 수도 있다.

아바우는 뇌-컴퓨터 삽입술을 받기 전, 마우스 스틱(mouth stick)이라고 알려진 입에 무는 스타일러스로 보호자가 배치한 태블릿을 조작했다. 마우스 스틱은 똑바로 세운 상태에서만 사용할 수 있다. 마우스 스틱을 입에 물었을 때는 평범한 상태에서는 대화를 할 수 없다. 마우스 스틱을 오랫동안 입에 물면, 불편함과 근육 통증, 압박 수치 증가 원인이 된다.

뉴럴링크의 공식 블로그 게시글에 따르면, 아바우는 뉴럴링크의 뇌-컴퓨터 인터페이스 기기의 고급 기능이 넘쳐난다고 생각한다. 아바우는 지금도 뉴럴링크의 뇌-컴퓨터 인터페이스를 이용하여 세계와 다시 연결하고, 항상 가족의 도움이 없어도 스스로 많은 일을 한다.

앵글은 “마비 환자가 뇌-컴퓨터 인터페이스를 계속 사용할 수 있다는 사실이 기쁘다. 아바우는 지금도 뉴럴링크의 뇌-컴퓨터 인터페이스를 사용하면서 만족한다. 앵글은 “결국, 뇌-컴퓨터 인터페이스 기기가 득이 될 것이다. 하지만 전문가의 관점에서 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발하는 기업은 앞으로 수년간 더 강력하면서도 안정적인 기기를 개발해야 할 필요가 있다”라고 말했다.

뇌-컴퓨터 인터페이스 상용화를 추진하는 과정에서 다양한 문제가 발생할 확률이 높다. 또한, 뉴럴링크는 자사의 뇌-컴퓨터 인터페이스 설계 과정에서 독특한 접근 방식을 택하면서 더 많은 문제를 극복해야 할 수도 있다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
Elon Musk’s Neuralink Had a Brain Implant Setback. It May Come Down to Design
이 기사를 공유합니다
RECOMMENDED