미 대학 연구진이 `생각만으로` 컴퓨터 스크린 상의 커서를 마음대로 움직이게 하는 데 성공했다.
이에따라 머지 않아 전신마비 장애인들도 사이보그처럼 자신의 생각만으로 로봇 팔을 움직이거나 컴퓨터를 통해 인터넷을 검색할 수 있게 될 전망이다.
캘리포니아 공과대학 다니엘라 미커 연구원팀은 최근 열린 신경과학협회 세미나를 통해 포유 동물의 후두부대뇌피질에 있는 16개 세포군의 활동이 특정한 몸 동작을 수행하려는 욕구를 형성한다는 사실을 발견, 원숭이를 대상으로 한 실험에서 이를 입증하는 데 성공했다고 발표했다.
연구팀은 의학실험용 묽은 털 원숭이의 대뇌피질에 고성능 전극을 이식한 채 간단한 비디오 게임을 시킨 후 원숭이가 컴퓨터의 터치스크린상의 점을 손으로 접촉하는 동안 자기공명단층촬영장치 (MRI)를 통해 뇌의 활동을 분석했다.
연구를 주도한 미커 연구원은 "원숭이가 이 동작을 몇번 수행한 후 다른 방향으로 움직이려고 할 때 특정 신경의 전기신호의 형태를 파악할 수 있었다"고 말했다.
그녀는 원숭이가 스크린을 접촉하지 않고 한 동작만을 생각하도록 훈련시켰다. 그런 다음 원숭이 뇌에 이식된 전극에 연결된 컴퓨터 프로그램이 뇌 세포 활동량을 추적해 원숭이의 생각을 해석한 후 컴퓨터의 전기신호에 따라 스크린 상의 커서를 원숭이가 왼쪽,오른쪽,위,아래 등 원하는 방향에 맞춰 움직이도록 하는데 성공했다.
미커 연구원은 "원숭이가 수행하도록 훈련받은 간단한 명령을 90% 이상 정확하게 실행했다"고 밝혔다.
그녀는 "우리는 실제로 커서가 게임화면 안쪽으로 들어오자 게임조정키에 원숭이가 손을 얹는 것 조차 아주 귀찮아 한다는 사실을 확인했다"며 "그저 생각하는 것이 가장 쉬운 방법임을 알았다"고 말했다.
그녀는 로이터통신과의 회견에서 "이번 연구가 처음 움직이고자하는 순간의 뇌-운동신경간 교감을 복원하는 시도라는 점에서 의의가 있다"고 의미를 부여했다.
그녀는 또 "이는 대뇌피질이외의 다른 뇌 부분, 척수, 근육에 의해 움직이는 팔,다리,손가락과 같은 운동기능의 상당부분을 로봇등과 같은 기계가 대신할 수 있음을 말해주는 것"이라고 덧붙였다.
전신마비 환자가 로봇 팔이나 기타 통신장치를 자신의 생각만으로 조정할 수 있도록 하는 것은 의학계의 오랜 꿈이었다.
미커 연구원은 "뇌간 충격,척수 상층부 손상,루게릭병 등으로 전신이 마비된 수많은 환자들이 말은 제대로 못하지만 의식은 완전하다”고 말하고 “가장 기초적인 의사전달이나 운동신경 기능 회복은 이 환자들의 생활의 질을 크게 개선할 것”이라고 강조했다.
이 분야 연구는 아직 초보적 수준에 머물러있다.
따라서 편지를 쓰거나 로봇 팔과 게임을 하는등 훨씬 복잡한 동작 재현에는 앞으로 수년 혹은 수십년이 지나야 가능할 전망이다.
영화 `터미네이터`에 나오는 사이보그들 처럼 가령 운전자는 `생각으로’장애물을 헤쳐 나가거나 조종사가 `마음으로` 하늘을 항해할 수 있는 능력을 갖게 하는 것과 같은 형태의 응용은 더 어려운 과제이다.
미커 연구원은 "이 같은 꿈을 실현해 나가는 가장 큰 어려움은 뇌수술에 따른 위험"이라며 "이 기술이 전신마비 환자의 생명을 구할수도 있지만 자칫 건강한 조종사의 생명을 앗아갈 수도 있다"고 지적했다.
그녀는 현재 몇 개 연구그룹이 전극을 뇌에 이식하지 않고 뇌신호를 추적하는 방법을 개발중에 있으며 그 같은 기술이 개발되면 이 분야 기술이 혁명적으로 발전할 것이라고 말했다.
<패트릭 C.기자 patrick@ibiztoday.com>