마비 환자 생각, 단어화에 성공
의사소통 이외 나쁜 활용 우려

13년 전 놀라운 영상과 아이디어로 전 세계인을 놀라게 한 SF영화 ‘아바타’의 속편이 다음달 개봉된다고 합니다. ‘아바타’에는 부상으로 다리가 움직일 수 없는 군인이 가상현실(VR)과 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 이용해 자신의 뇌와 연결된 또 다른 자아를 움직이는 모습이 나옵니다. 영화 ‘매트릭스’ 역시 BCI 기술로 만들어진 가상현실이 등장합니다.

생각만으로 의사소통을 하고 사물을 움직이는 BCI 기술은 1970년대 초 처음 등장했지만 가시적 성과를 내놓기 시작한 것은 뇌신경과학, 전자공학 기술이 빠르게 발전하기 시작한 21세기부터입니다.

미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, 웨일 신경과학연구소, UC버클리 전기·전자·컴퓨터공학과 공동 연구팀은 뇌의 움직임을 한 글자가 아니라 한 단어로 인식해 실시간으로 빠르게 문장으로 바꿔 주는 새로운 ‘신경보정술’을 개발했습니다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 11월 9일자에 실렸습니다.

신경보정술은 상실된 신경계 기능을 대체하는 장치입니다. 마비로 인해 말하거나 글씨를 쓸 수 없는 사람들의 의사소통을 돕기 위한 기술입니다. 기존에도 생각을 글자로 옮겨 주는 ‘포인트 앤드 클릭 타이핑’이라는 기술이 있었습니다. 스티븐 호킹 박사가 생전에 사용했던 것처럼 사지마비 환자가 눈동자의 움직임으로 컴퓨터 화면에 표시된 가상 키보드나 마우스를 원하는 글자로 이동시켜 타이핑하는 방식입니다. 엄격히 따지자면 생각이 바로 문장으로 전환되는 것이 아닐 뿐만 아니라 익숙해지는 데 시간이 오래 걸리고 타이핑 정확도는 50% 이하인 것으로 알려져 있습니다.

최근에는 눈동자 움직임이 아니라 환자의 생각을 모니터나 휴대전화에 표시할 수 있는 기술 연구가 활발하지만 해독 가능한 어휘가 제한적이라는 단점이 있습니다.

연구팀은 일반인을 대상으로 단어, 문장과 관련된 뇌 활동을 해독하는 장치를 개발했습니다. 이전처럼 알파벳 단위가 아닌 단어를 인식하는 방식으로 확장한 것입니다. 연구팀은 우뇌와 좌뇌를 연결해 주는 뇌교 부위에 뇌졸중이 생겨 심각한 경련성 사지마비와 언어장애를 겪는 36세의 남성을 대상으로 이번 기술을 실험했습니다. 그 결과 환자는 분당 29.4자의 속도로 1152개 단어로 된 문장을 컴퓨터에 띄우는 데 성공했습니다. 단어 오류율은 6.13%였으며 9000개 단어로 구성된 문장을 표시하는 데도 오류율이 단지 8.23%에 불과한 것으로 나타났습니다.

연구를 이끈 에드워드 창 UCSF 의대 교수(신경외과·신경학)는 “이번 연구의 궁극적 목표는 사지마비나 언어 구사에 문제 있는 환자도 의사소통할 수 있는 능력을 회복시켜 주는 것”이라고 설명했습니다.

이번 연구를 보면서 문득 SF에서처럼 다른 사람의 뇌를 해킹해 무슨 생각을 하고 있는지 빼낼 수 있는 기술도 나오지 않을까 하는 생각이 듭니다. 휴대전화는 보안프로그램으로 차단할 수 있겠지만 작정하고 뇌를 해킹하겠다고 하면 어떻게 해야 할까요. 좋은 의도가 반드시 좋은 결과만 가지고 오는 것이 아닌 것처럼 몸이 불편한 사람을 위한 기술을 나쁜 마음을 먹고 사용하려는 사람이 나타나면 어떻게 막을 수 있을까 하는 생각이 듭니다.