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IT과학 과학공학 일반글
두뇌제어장치의 미래
입력 2010-01-12 오전 8:59:18
월간경제노트구독

 

히트영화아바타의 반짝이는 환상적인 장면에서, 하반신 마비의 Marine는 휠체어를 남겨두고링크(the link)”를 통하여 가상세계에서 그의 발을 찾을 수 있었다. 링크란 컴퓨터를 통하여 뇌가 대리 외계인과 연결할 수 있는 복잡한 공간을 말한다. 이러한 인터페이스는 놀라운 과학소설에서 등장하는 고전적인 도구이다. 그러나 이것에 존재하는 어려운 과학이론은 감탄을 자아내게 한다.

연구자들은 이미 장애인들을 돕거나, 파킨슨이나 알츠하이머와 같은 병을 치료하는데 BCI(brain-computer interfaces)를 사용하고 있다. 그리고 우울증과 외상 후 스트레스 장애를 위한 치료를 제공하고 있다. 이에 관한 연구는 당신이 친구들과 텔레파시로 의사소통할 수 있고, 초인적인 청력과 시력을 줄 수 있는 기기를 개발 중에 있다. 심지어 이것은매트릭스와 같이 뇌에서 직접 데이터를 다운로드도 할 수 있도록 한다. 연구자들은 실질적인 미래의 전망에 대하여 들떠있다. “우리는 이것의 한계가 무엇인지를 모른다.” 라고 조지아공과대학의 BrainLab의 책임자인 Melody Moore Jackson이 말했다. 그리고 에모리대학의 신경과학과 교수인 Michael Crutcher무슨 일이든 일어날 수 있다.” 라고 덧붙였다.

이 기술의 모든 근원은 머리위에 쓰고 있는 3파운드의 발생기이다. 이것은 uV 수준의 전기를 발생한다. 그러나 이 신호들은 외부 프로세서의 도움을 받아 로봇, 휠체어 및 의수를 움직일 만큼 충분히 강하다. 이러한 힘을 이용하는 것은 인간으로서 우리를 위한 완전히 새로운 패러다임을 열어주는 것이라고 워싱턴대학의 신경과학자인 Rajesh Rao가 말했다.

BCI(Brain-computer interfaces)
는 두가지 종류가 있다. 비침투적인 기술은 전기적 활동을 측정하기 위해 두피에 전극을 놓게 된다. 침투적인 절차는 전극을 바로 뇌에 이식하게 된다. 두가지 모두의 경우에, 이 기기들은 컴퓨터와 상호작용을 하며, 의학적인 혁신과 군사기술 진보에서부터 미래의 비디오 게임 및 인형에 이르는 다양한 애플리케이션을 만들게 된다.

많은 연구들은 뇌와 근육을 연결해주는 연구(neuroprosthetics)에 초점을 맞추고 있다. 이것은 부상 및 질병으로부터 뇌를 복구시켜주는 방법을 제공한다. Jackson `Aware Chair`라는 지능형 휠체어를 개발하고 있다. 이것은 신경활동에 의하여 유도되는 것이다. 그녀는 또한 뇌졸중이나 척추 손상을 가진 환자들을 위한 의사소통 프로그램을 연구하고 있는 중이다. 이식된 전극은 그들만의 생각으로 컴퓨터 커서를 조작함으로서 메시지를 설명하도록 환자들을 꼼짝못하게 한다.

Rao
는 어떤 물건을 가져오거나 집 주변에서 물건들을 옮길 수 있는 로봇을 이용하여 손을 사용할 수 없는 사람들을 돕는다는 개념을 이용했다. 시각적인 피드백을 제공하는 카메라를 가지고, 환자와 로봇은 같은 방이나, 같은 도시에 있을 필요가 없다. Rao는 이 기술이 신체의 제약으로부터 정신을 자유롭게 한다고 말했다.

달팽이관 이식은 가장 일반적으로 뇌와 근육을 연결시켜주는 것이다. 그들은 뇌가 소리를 해석할 수 있게 해주며, 때때로 청각장애인들을 위한생체공학적 귀라고 불리기도 한다. 다른 연구자들은 시각장애인들이 볼 수 있도록 도와주는 비슷한 방법을 찾고 있다. MIT의 신경생물학자인 Ed Boyden는 광학기기는 광수용기가 뇌를 위한 카메라로 전환될 수 있도록 이식하는 것이 가능하다고 말했다.

이러한 것들 중 어느 것도 값싼 것은 없다. 대부분의 연구는 국립보건원(National Institutes of Health), 국방부(the defense department) NASA와 같은 곳에서 자금을 지원받고 있다. 그러나 모든 획기적인 것들은 가장 발전된 BCI기술이 대량의 시장에 가까이 갈 수 있도록 해준다. Jackson은 그녀가 장애를 가진 사람들이 실행 가능한 시스템에 2만달러 대신에 몇백 달러만을 사용할 수 있을 것이라고 예상하고 있다.

이 기술의 주요한 것은 Crutcher가 제기한 몇가지 문제에 있다. 그는 에모리대학에서 신경윤리과정을 가르치고 있다. 그는 값비싼 눈과 귀의 이식이 컴퓨터에 의해 향상된 것을 만들 수 있다는 것을 두려워하고 있다. “만약 단지 부자들만이 이것을 할 수 있다면, 모든 사람들에게는 단점으로 작용할 수 있다.” 라고 Crutcher가 말했다. 그는 BCI의 여러 가지 측면이 남용되기에 적합하다고 믿고 있다. 사람들의 뇌를 가지고 무엇인가를 한다는 아이디어는 안전과 효능에 관한 의문을 품게 한다고 그가 말했다.

발전하면서 가장 논란이 되고 있는 사용방법 중 하나는 텔레파시이다. 이것은 신호를 주고받는 전극을 이식한 두사람이 적어도 필요하다.

펜타곤의 기술연구부분인 DARPA는 현재 조용한 대화(Silent Talk)”라는 계획을 가지고 연구 중에 있다. 이것은 비밀 임무를 가진 군인이 단지 생각만으로 의사소통할 수 있도록 한다. 이러한 비밀적인 요소는 매력적이지만, 반대론자들은 이러한 군인들이 사악한 의도를 위해 이용될 수 있다는 것을 두려워하고 있다.

텔레파시 이식은 페이스북이나 트위터를 조만간 대체할 수는 없을 것이다. 그러나 그러한 가능성은 역시 문제가 되고 있다. “당신은 친구가 기기와 의사소통하는 것을 상상할 수 있다. 그리고 많은 윤리적인 문제가 발생할 것도 상상할 수 있다.” 라고 Rao가 말했다. 당신은 친구와 가족들이 당신이 생각하고 있는 모든 것을 알고 있기를 원합니까? 작은 하얀 거짓말이 무용지물이 될 수 있을까요? 이러한 도덕성과 책임에 대한 질문들은 장난감 제조업체 및 비디오 게임 개발자들에게는 그다지 큰 요소가 아니다. 왜냐하면 그들은 이미 소비자들에게 가장 기본적인 BCI 기술을 제공하고 있기 때문이다.

Mindflex, Star Wars Force Trainer
와 같은 게임들은 집중과 휴식의 수준을 모니터하기 위해 간단한 전극을 가진 헤드셋을 사용한다. 이 신호들은 볼을 위아래로 움직일 수 있는 팬을 작동시키는데, 이것은 얼마나 치열하게 생각하는지에 달려있다. Jackson은 이것을아주 값싼 패키지에 있는 매우 세련된 기술의 흥미로운 애플리케이션이라고 부른다. 두가지 게임에 사용되는 헤드셋은 캘리포니아에 있는 Neurosky에 의해 디자인되었다. 이것은 알츠하이머 환자들이 기억을 되찾도록 하거나, ADHD를 가잔 아이들의 집중력을 가르치고, 스트레스를 받은 CEO들이 휴식을 갖도록 도와주는 게임을 작동하도록 한다.

소프트웨어 기업 및 임원들은 MIT Boyden 신경벤처 관련 회사들이 계속 관심을 가지면서 BCI의 여러 가지 잠재적인 이용을 출자할 수 있는 방법을 찾고 있다. 몇몇 벤처회사들은 이미 개발 중에 있다. 캘리포니아의 NeuroVigil iBrain에서 일하고 있는데, 운전을 하면서 졸기 시작하는 운전자들에게 즉각적인 피드백을 제공하도록 돕는 것을 디자인하고 있다. Eos Neuroscience는 시각장애인들을 치료할 수 있는 빛에 민감한 단백질로 만든 센서를 개발하고 있다. 여러 회사들이 BCI에 기초한 비디오 게임을 개발하고 있다. Neurosky 는 두뇌 트레이닝 게임을 통하여 어떤 컴퓨터에 연결할 수 있는 무선헤드셋을 판매하고 있다. NeuroBoy는 당신이 그것에 집중하여 불옆에 타겟을 지정할 수 있도록 한다.
Boyden
은 조만간 히트를 칠 수 있는 많은 제품들이 나올 것이라고 예상하고 있다. 그는 일부 비즈니스 리더들이 이 기술을 세계로 알리자고 말한다면 그 가능성은 끝이 없을 것이라고 말했다. 조지아공과대학의 Jackson아무것도 이 가능성을 벗어나지 못한다.” 라고 말했다.

입력 2010-01-12 오전 8:59:18
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