뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI : Brain-Computer Interface), 뉴럴링크- 다가오는 미래

아시다시피 일론 머스크는 인간의 뇌와 컴퓨터를 연결하는 인터페이스를 개발하기 위해 뉴럴링크라는 기업을 출발시켰습니다. 일론 머스크는 뇌에 컴퓨터 칩을 이식하여 일차적으로 환자의 시력이나 근육 회복을 돕는 것을 목표로 하고 있습니다.
과연 이것이 어느정도 가능할까요?
뇌와 컴퓨터가 연결된다면 초인이 되는 건 아닐까요?

뇌- 컴퓨터 인터페이스(BCI : Brain-Computer Interface)는 인간의 두뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 뇌와 컴퓨터간의 양방향의 정보전달 및 상호작용이 이루어지는 방식을 말합니다. 이런 것이 가능한 이유는 뇌는 뉴런의 집합이며 뉴런 간의 정보전달방법이 전기 및 화학적 신호가 기본이며, 따라서 뉴런이 활성화되면 전기장과 자기장이 발생되기 때문입니다. 이러한 전기장과 자기장을 뇌파라고 하며 뇌파를 측정하여 신호화하고 분석한 후 그 결과에 따라 연결된 입출력장치에 명령을 내리게 됩니다.

신경세포(뉴런)

이러한 뇌의 전자기정보는 아래의 몇가지 방법으로 측정 가능합니다.

• 두피에서 측정 : 헬멧이나 헤드셋 형태의 장비로 뇌파를 측정하는 방법인데 간편하기는 하나 뇌파가 뼈나 피부를 통과하여 여러가지 잡신호를 발생시켜 정확한 측정이 어려운 단점이 있습니다.
• 뇌피질에 직접 바늘을 꼽음
• 뇌의 뉴런에 아주 미세한 센서를 꼽음 : 가장 정확

뇌피질이나 뇌의 뉴런에 센서를 장착하려면 두개골을 열어야 하므로 이때에는 외과적 부작용이 우려됩니다.

이렇게 측정한 뇌파는 분석을 통해 그 사람의 의도나 감정 등을 어느정도 해석이 가능하다고 합니다.
뇌파데이터를 푸리에변환하게되면 대체적으로 다음과 같은 종류의 뇌파로 분류할 수 있습니다.

• 알파파 : 편안한 상태에서의 뇌파
• 베타파 : 불안, 긴장, 업무 중의 뇌파
• 감마파 : 고도의 인지작용에서의 뇌파
• 델타파 : 수면상태에서 발생하는 뇌파
• 세타파 : 졸리거나 깊은 명상에서 발생하는 뇌파

그런데 간단한 센서가 아닌 좀 기능이 많은 센서를 뇌에 삽입한다면 위와 같은 단순한 정보가 아닌 좀 더 구체적이고 많은 양의 정보를 확보할 수 있을 것입니다. 이러한 생각으로 일론 머스크의 뉴럴링크는 연구를 실행 중에 있습니다. 이미 오래전에 미국의 사이버키네틱스사는 전신마비환자의 뇌에 칩을 삽입하여 TV와 컴퓨터를 조작하는데 성공하였다고 합니다. 즉 100개의 미세칩이 뇌활동을 측정하여 컴퓨터로 전송하면 컴퓨터가 이를 분석하여 환자의 의도를 읽어내게되는 것입니다.

뉴럴링크사의 센서(출처 : https://neuralink.com/approach/)

두개골을 열면서까지 이러한 센서를 부착하는 필요성은 어디에 있을까요? 몇가지를 언급하면 아래와 같습니다.

• 뇌는 활동하나 몸이 마비가 되어 외부와 소통이 불가능한 환자와의 소통 혹은 휠체어 등을 생각으로 운전하게 하는 등의 기능 수행
• 신체의 일부가 신경계의 문제로 동작이 불가능할 때 뇌파를 활용한 운동기능 복구
• 뇌졸증 등 질환으로 운동장애 발생시의 재활
• 정상인의 신체능력(집중력 등)을 극대화

뇌에 대한 연구는 이제 걸음마 단계이기 때문에 앞으로 어떤 경이로운 발견들이 나타날지 모르겠습니다. 뇌에 있는 모든 정보를 컴퓨터에 저장하거나, 어떤 사람의 뇌에 있는 정보를 다른 사람에게 옮기는 이런 공상과학같은 일들도 가능할까요? 이런 일이 가능하더라도 좋은 쪽으로 기술이 활용되어야 할텐데 과연 우리 인류가 그만큼 현명한지는 모르겠습니다.