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BMI, 뇌와 컴퓨터의 접속 기술
‘앞으로 10년간 의학에서의 응용 추진’

▶BMI: 뇌를 외부와 연결하는 기술인 ‘Brain Machine Interface’의 약자. 수술로 뇌의 내부에 삽입하는 기술과 뇌의 표면에 장착하는 기술로 크게 나뉜다. 뇌의 내부까지 들어가는 기술은 그 영향을 예측하는 것이 어려워 개발에 시간과 자금이 소요되지만, 보다 많은 정보를 처리할 수 있어 척수 손상 등의 치료에 대한 응용이 추진되고 있다. 기업가 일론 머스크는 BMI를 활용한 인간의 능력 확장을 목표로 하고 있다.
한편, 뇌 표면에 장착하는 기술은 개발하기는 쉽지만, 정보량이 한정적이고 노이즈도 많다. BMI를 통한 문자 입력을 연구하는 페이스북 등, 우선은 오락용으로 응용하기 시작했다.

● 미국 Paradromics CEO Matt Angle에게 듣는다
-- 신경세포를 자극, 2021년에 임상시험 --

뇌와 컴퓨터가 연결되어 데이터를 교환하는 기술 ‘BMI’. 머스크 씨는 이를 위해 벤처기업 ‘Neuralink’를 설립했고, 페이스북도 사업에 참여하는 등 BMI 개발 움직임이 활발해지고 있다. 컴퓨터와의 연결을 위해 뇌에 삽입하는 접속 단자를 개발하는 실리콘밸리 벤처기업인 파라드로믹스의 앵글 CEO에게 BMI의 가능성과 그 한계에 대해 물었다.

Q. 파라드로믹스는 미국 국방고등연구계획국(DARPA)가 6,500만달러(약 71억)을 투자해 지원하고 있는 신경공학 프로그램에 채택되었는데요. BMI는 어떤 기능을 하나요?
A. “개발한 붓 모양의 극세 와이어 전극 묶음을 뇌에 매입해 뉴론(신경세포)을 자극하거나, 발생하는 전기 신호를 기록하는 등이 가능하다. 대용량 데이터를 뇌에 입력하기 위해 인공 신경을 설치하는 것과 같은 것이다. 피질의 잃어버린 기능을 대신할 수 있기 때문에 외부 환경으로부터의 신호가 원활하게 전해지지 않는 장애에 대한 치료를 상정하고 있다. 이러한 장애는 외부와의 접속 문제로 뇌 기능 자체는 정상이다. 2021년에 임상시험을 시작할 계획으로, 혈관이나 세포를 손상시키지 않고 장착할 수 있는지를 검토하고 있다.”
“시각, 음성, 손발을 움직이는 등의 정보 처리 메커니즘에 대해서는 상당히 파악하고 있다. 뇌 표면에 가까운 층을 사용하는 오감으로부터의 정보 처리에 대해서는 동물 실험을 통해 많은 지식을 얻었기 때문이다. 특정 시그널을 기계학습으로 유출해내면, 그 데이터를 바탕으로 치매의 초기 진단에 대한 정확성을 높일 수 있을 것이다. 환청 및 환각에 대해서도 정확하게 진단할 수 있게 될 것이다”.

Q. 동물 실험을 통한 뇌에 관한 지식은 어느 정도 사람에게 응용될 수 있습니까?
A. “많은 동물 실험에서는 특별한 문제가 발생되지 않았다. 뇌는 상당히 그 기능이 분화되어 있어 시각, 소리 등의 정보에 따라 나누어 처리하고 있다. 뇌에는 기능 별로 방화벽이 있다고 말할 수 있다. 하지만 외부와 접속되었을 때 해킹되지 않도록 기능을 제한하는 기능은 필요할 것이다. BMI로 세뇌의 위험성이 늘어날 것이라고는 생각하지 않는다. BMI를 사용하지 않고도 세뇌는 매일 일어나고 있다”.

Q. 머스크가 주장하는 BMI를 이용한 인간의 능력 확장이라는 시나리오는 어느 정도의 현실성이 있다고 보십니까?
A. “2015년 파라드로믹스가 설립할 당시에는 그 누구도 BMI를 사업화하지 않았다. 머스크 씨의 참여로 투자자를 만날 수 있게 되었고, 업계로부터도 환영 받고 있다”.
“앞으로 10년은 우선 의학적 응용이 추진될 것이다. 향후, 부작용 등의 문제점이 해결되어 건강한 사람에 대한 응용도 점차 추진될 것이다. 하지만 외부로부터의 자극을 통해 뇌의 능력을 높일 수 있을지에 대해서는 아직 불확실한 부분이 많다. 어떤 의미로는 스마트폰을 이용한 검색으로 이미 뇌의 기능은 확장 되었다고 말할 수 있다. 이를 위해 BMI를 이용하려는 수요가 있을지는 불투명하다”.

Q. 기억을 빼내거나, 범죄자를 갱생시키는 등 BMI를 통해 기술적으로 가능할까요?
A. “기억이나 윤리관과 관련된 뇌의 메커니즘은 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 현재의 기술로는 뇌로부터 특정 기억을 빼내거나, 갱생시키는 것은 어렵다. 하지만 수 십만 개 뉴론을 통해 문자를 판별할 수 있는 수준에서 시각 정보를 빼내는 것은 가능할 것이다”.
“선악, 사회 등 추상적인 개념에 대해 뇌로 그 이미지를 떠올렸을 때 특정한 뇌파 패턴이 있다. 이것을 추적한다면 조금 더 메커니즘에 대해 알 수 있을지도 모른다”.

Q. BMI을 통해 뇌 기능 분석이 향상되어 인공지능(AI) 및 로봇 개발이 가속화될 가능성은 있을까요?
A. “사람의 움직임을 재현하는 것은 센서와 영상만으로 충분하다. 인간은 척수를 통해 복잡한 메커니즘으로 근육을 움직인다. 이것을 의수나 의족 개발에 활용하는 것은 가능할 것이다”.

인간의 지능 확장에 기대
일론 머스크 씨

BMI는 앞으로 언어를 대신한 커뮤니케이션 수단, 정보의 입력 수단이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

미국의 전기자동차(EV) 제조사 테슬라를 이끌고 있는 머스크 씨는 BMI를 통해 세대를 초월해 보다 많은 지식을 전수받아 인류 진화에 공헌하는 것을 목표로 하고 있다. 또한 보다 직접적으로 지능을 확장하는 기술을 개발해 AI를 제어하는 하나의 방법으로 활용하려는 목표도 있다.

정밀도가 그리 문제시되지 않는 페이스북의 연구와 같은 오락용으로의 실용화는 단기간에 추진될 전망이지만 위험성이 높은 뇌 내부와의 접속을 통한 지능 확장은 아직 현실성이 없다. 아직 지적 활동을 담당하는 뇌의 메커니즘이 대부분 밝혀지지 않은, 기초 연구를 축적해나가는 단계이기 때문이다.

그럼에도 불구하고 관심과 자금을 불러들이는 머스크 씨의 영향력은 무시할 수 없다. 2018년 미국 국제 전자제품 박람회 CES에서는 BMI분야에서 과거 최대 자금을 조달한 미국의 벤처기업, BrainCo가 성대한 발표회를 가졌다. 브레인코의 한 CEO도 “머스크 씨와 페이스북 효과로 자금 조달이 원활해졌다”라고 인정했다. 장기적으로는 기초연구에도 자금이 유입되어 기술 향상을 뒷받침할 전망이다.

 -- 끝 --