IT Insight

[4차 산업혁명 쇼크] 인간의 뇌를 대신하다, ‘전자칩’의 도전

2017.06.26 09:30

어느 날 갑자기 엄마, 아빠가 아들과 딸의 얼굴을 못 알아본다면 얼마나 황당할까요?

만일, 내가 치매에 걸려 집 전화번호가 생각나지 않고 집에 찾아갈 수 없다면, 이 또한 얼마나 슬픈 현실이 될까요?


치매는 사람을 가장 피폐하게 만드는 ‘인지 기능 장애’를 초래하는 질병입니다. 대소변을 보는 방법을 잊어버려 아무 곳에서나 ‘실례’를 하고, 기억력을 상실해 사람도 제대로 못 알아보죠. 게다가 말까지 어눌해져 의사소통이 힘들어지고, 사소한 일에도 화를 내고 고집을 부리게 됩니다.



이러한 모든 것들은 뇌 신경 파괴에 따른 뇌 기능 저하에서 비롯됩니다. 제4차 산업혁명은 이 같은 치매 문제를 ‘전자칩’ 하나로 해결하기 위한 도전에 나섰습니다.



 인간의 뇌와 컴퓨터를 연결한다

전기자동차 테슬라의 창업자 일론 머스크는 인간의 뇌에 컴퓨터 칩을 심는 프로그램을 추진하는 ‘뉴럴 링크(Neural Link)’를 설립했습니다.

l 뉴럴 링크(출처: https://neuralink.com/)


뉴럴 레이스(Neural Lace)로 불리는 IT기술을 활용해 뇌와 컴퓨터를 연결하는 놀라운 시도입니다. 이 기술은 초소형 인공지능 칩(Al Chip)을 인간의 뇌 겉 부분인 대뇌 피질에 이식한 뒤, 이 칩을 이용해 인간의 생각을 업로드, 다운로드할 수 있게 해주는 첨단 기술입니다. 이 기술이 상용화하면 뇌 질환 환자나 간질, 우울증 등과 같은 정신질환 환자 치료의 길이 열리게 됩니다.



 전자칩, 인간의 기억보존 장치로 태어난다

지금까지 전자칩은 로봇과 같은 기계의 전유물로 간주하고 있습니다. 하지만, 제4차 산업혁명에서는 전자칩을 사람에게 심는 다양한 연구가 이뤄지고 있습니다. 머지않아 2048년을 전망한 공상과학 영화 ‘토탈리콜(Total Recall)’처럼 전자칩에 특정한 정보를 저장해 인간의 두뇌 속에 주입하거나 기억하고 싶지 않은 트라우마를 두뇌 속에서 제거할 수 있게 될 것입니다. 


동시에 영화 속 사람들처럼 손바닥 안에 내장된 칩으로 전화 통화를 합니다. 이 칩은 개인정보 식별 등 다양한 바이오 정보까지 담고 있습니다. 나아가 영화 ‘셀프리스(Selfless)’처럼 다른 사람의 기억을 이식해 다른 사람의 인생을 살 수 있는 시대도 가능해질 것입니다. 최첨단 실험실에서 배양된 젊고 건강한 몸(샘플)에 자신의 기억을 전자칩에 담아 이식하면 새로운 몸으로 영원한 삶을 누리는 ‘영생’도 가능해집니다.

타인의 몸에 자신의 기억만 이식하는 ‘셀프리스’, 이른바 셀프(자아), 즉 신체는 남의 것이고 기억만 내 것으로 사는 미래가 열리게 됩니다.


 ‘기억’ 분리 저장할 수 있게 된다

인간의 기억을 전자칩 하나에 분리 저장할 수 있게 되면, 인간은 불멸의 영생시대를 맞게 될 것입니다. 남의 신체에 ‘기억’만 이식하면 되기 때문입니다. 이렇게 되면 남자는 여자의 신체를 빌려, 여자는 남자의 신체를 빌려 서로 다른 삶을 경험할 수도 있습니다. 심지어 로봇의 몸을 빌려 기억을 저장해 ‘로봇 인간’으로 영생의 길을 걸을 수도 있을 것입니다.

송중기나 전지현, 송혜교 얼굴을 닮은 사람의 몸을 빌려 ‘기억’만 심어 유명 연예인의 이미지로 살 수도 있습니다. 노인은 젊은이의 신체로, 아이는 어른의 신체로 갈아탈 수도 있습니다. 참 황당하면서도 흥미로운 이야기이죠. 하지만, 이 같은 과학기술이 우리 곁으로 다가오고 있다는 이야기입니다.


 ‘뇌 임플란트’ 기억손상을 없앤다

뇌에서 기억을 어떻게 분리할 수 있을까요? 사람의 기억은 뇌에 있는 ‘해마’가 담당합니다. 이 해마를 전자칩으로 교체하는 것입니다. 이처럼 뇌에 ‘전자칩’을 이식하는 기술을 ‘뇌(브레인) 임플란트(Brain implant)’라고 합니다. ‘기억 이식’이라고 할 수 있습니다. 이 기술을 활용하면, 뇌의 특정 기능이 손상됐을 때 ‘브레인 임플란트’라고 하는 인공지능 전자칩을 삽입해 망가진 기억 능력을 복원시킬 수 있습니다.

그동안 신의 영역으로 간주했던 인간의 뇌 기능을 ‘전자칩’을 통해 저장하고 기능을 강화할 수 있게 되는 것입니다. 이 기술을 활용하면 ‘생각’하는 힘만으로도 사물과 신체를 통제하는 것입니다.


나아가 이 기술이 상용화되면, 교통사고로 뇌가 손상되거나 뇌출혈로 뇌 기능을 상실했을 때 혹은 알츠하이머, 파킨슨, 루게릭, 헌팅턴(손발이 무의식적으로 움직이는 유전병) 등 4대 퇴행성 신경질환으로 뇌 기능에 이상이 생겨 신체 움직임에 장애가 생겼을 때 ‘브레인 임플란트’로 장애를 극복할 수 있을 것입니다.



 뇌파의 힘 ‘생각’만으로 사물을 움직인다

지난해 10월 스위스 취리히에선 ‘사이배슬론(Cybathlon)’이라고 하는 ‘사이보그 올림픽’이 최초로 열렸습니다. 장애인들이 로봇 보조기구를 착용하거나 이용해 기량을 겨루는 국제대회였습니다. 이 대회에서 눈길을 꾼 종목은 뇌로 제어하는 자동차 경주였습니다.

장애인들이 다양한 장비를 머리에 착용하고 뇌파(생각)를 사용해 컴퓨터 안의 아바타를 제어함으로써 자동차 경주를 하는 게임입니다. 참가자가 수많은 센서가 장착된 모자를 착용하면, 센서가 사람의 뇌파(생각)을 읽어내고, 그 생각대로 컴퓨터 속의 아바타가 움직입니다.

미국 듀크대학 신경학과 연구진은 ‘생각’만으로 로봇 휠체어를 작동시킬 수 있는 새로운 기술을 개발했습니다. 놀라운 것은 뇌파 두피 전극이나 외부 컴퓨터에 선을 연결하지 않고, 말 그대로 ‘생각의 힘’으로 휠체어를 조종한다는 것입니다. 원숭이 뇌를 활용한 임상시험에도 성공했습니다. 

l 취리히에서 열리는 싸이배슬론(출처: http://www.cybathlon.ethz.ch/)


어떻게 이런 것들이 가능할까요?

원숭이 뇌와 휠체어(기계 인터페이스)에 각각 머리카락처럼 가느다란 마이크로 필라멘트를 장착합니다. 이러한 미세 섬유를 사용한 무선 BMI(원숭이 머리에 고정된 장치)는 두 영역의 신경세포에서 수백 개의 신호를 동시에 내보냅니다.


만일, 원숭이가 목표 지점까지 가고 싶다고 생각하면, 컴퓨터는 원숭이 뇌 활동에 나타나는 생각을 휠체어 작동이라는 명령어로 바꿔 휠체어를 이동시켜줍니다. 이렇게 되면 사지 마비와 루게릭병으로 근육을 움직일 수 없거나, 이동하기 어려운 장애인들은 새로운 세상을 만나게 됩니다.



 생각만으로 주먹을 ‘쥐었다’ ‘폈다’ 가능

5년 전 19세 때 다이빙 사고로 얼굴과 목을 빼고 전신 마비가 된 24세의 청년 ‘이안 버크하트(Ian Burkhart)’는 최근 재활 도구의 도움 없이 본인 생각만으로 손가락과 손목을 들어 올리는 데 성공했습니다.

미국 오하이오 주립대학이 개발한 ‘뇌 임플란트’ 기술의 힘이 컸습니다. 그는 2014년 6월 ‘뇌 임플란트’ 기술을 통해 ‘생각’만으로 손을 들어 올리고 주먹을 ‘폈다, 쥐었다’하는데 성공했지만, 손가락까지 움직일 수는 없었습니다. 하지만 버크하트는 비디오게임(Frets On Fire)을 통해 ‘생각’만으로 손가락을 움직이는 훈련을 했고, 결국 손가락을 자유롭게 움직일 수 있게 됐습니다.

현재 버크하트는 손가락들을 따로따로 움직일 수 있고 손목과 손으로 6가지 동작을 할 수 있습니다. 물컵을 들어 올리거나 숟가락을 집고, 수화기를 들어 귀에 갖다 대거나 기타로 하는 컴퓨터 게임도 할 수 있습니다.


어떻게 이런 꿈과 같은 일이 가능할까요?

‘뉴로브리지 칩(Neurobridge chips)’ 덕분입니다. 뇌에 이식된 이 칩은 사람의 생각을 손목과 손가락으로 내보내 근육을 움직이게 하는 역할을 합니다. 손을 움직인다고 생각할 때 뇌파가 이를 감지하고 전자칩은 뇌파를 컴퓨터로 전송해줍니다.

컴퓨터는 그 뇌파를 전자파로 바꿔 사람의 팔에 감긴 밴드로 전달하고 이 전자파가 팔 근육을 자극해 움직이게 만듭니다. 뇌가 내보내는 신호를 몸과 손목 근육과 직접 연결해 신경 통로(Nerve bypass)를 새로 구축해 마비된 신체가 움직이도록 하는 것입니다.

‘뇌 임플란트’는 뇌 손상으로 신체를 제대로 쓰지 못하는 사람들에게 큰 희망을 줄 전망입니다. 나아가 ‘생각’만으로 사물을 제어하는 새로운 미래를 열어줄 것입니다.



글 | 최은수 박사(mk9501@naver.com)

최은수 박사는 21세기 지구촌 변화상을 분석한 미래서적 ‘넥스트 패러다임’, 권력이동의 미래를 예견한 국내 첫 다보스 리포트 ‘힘의 이동’ 등 다수의 베스트셀러를 펴낸 미래 경영전략학 박사(Ph.D.)로 네이버 미래이야기 칼럼리스트다. 특히 청년멘토링 축제 ‘MBN Y 포럼’을 기획해 성공키워드 ‘두드림(DoDream) 정신’을 전파하고 있다. 


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Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS
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