뉴럴링크 원리와 미래 적용 분야

공상 과학 영화에서만 볼 수 있었던 인간의 뇌에 컴퓨터 칩을 이식해 사람의 생각으로 기계들을 제어할 수 있게 되었습니다. 심각한 장애를 앓고 있는 환자들을 치료하기 위한 목적으로 만든 생명과학 스타트업 뉴럴 링크의 원리와 기술력, 윤리적 관점의 문제점을 알아보겠습니다.

뉴럴링크 원리와 미래 적용 분야 (사진 : freemalaysiatoday)

1. 뉴럴 링크 원리와 기술력

인간은 외부의 자극을 받으면 감각기관에서 받아들인 정보를 말초신경을 통해 뇌로 전달하고 뇌에서는 다시 말초신경으로 명령을 내려서 생체 반응을 하게 됩니다. 이 모든 과정은 우리 뇌에 있는 대략 1000억 개의 뉴런들을 통해 일어납니다.

 

뉴런들은 서로 정보를 교환할 때 화학물질을 교환하며 전류가 발생해 전기 신호를 생성하게 되고 전기장이 만들어지게 됩니다. 뉴럴 링크는 이 과정에서 특정장치(N1)를 가까이 심고 뇌의 전기신호를 수집해 분석하는 기술을 개발했습니다.

뉴럴링크 N1 칩과 임플란트 수술과정, 출처 : Neuralink 공식 유튜브 캡처

뉴럴 링크 임플란트에 사용되는 N1의 구성과 수술 과정을 알아보겠습니다. N1은 세 부분으로 구성되어 있습니다. 먼저 N1의 가장 아래쪽에 달린 칩은 뇌의 상단부에 심어지게 되며 뇌의 뉴런 신호(아날로그 신호)를 기록하고 디지털로 전환 뒤 블루투스로 스마트폰에 보내는 역할을 합니다.

 

 

이전 버전에서는 이러한 칩을 심고 귀 뒤편에 있는 별도의 수신장치인 팟(POD)에 연결해야 했지만 수술 과정을 보게 되면 두개골 연 후 N1칩을 퍼즐처럼 끼우는 형식으로 변경되었습니다.

 

변경된 일체형 칩인 '링크 0.9'는 가로 23mm, 세로 8mm 크기의 동전 모형이며, 1024개의 전극 채널이 연결되어 이전 버전보다 정밀하게 뇌 신호를 수신할 수 있습니다. 또한 초당 10Mb 속도로 수집한 뇌의 신호를 전송하고 스마트폰처럼 무선 충전이 가능하다고 합니다.

 

칩 위쪽에 달린 가느다란 실들은 머리카락의 1/10 크기(5μm) 정도 되는 레이스(Lace)이며 이 뉴럴 레이스 하나에는 수 백개의 전극이 달리게 되고 뇌의 각 부분과 연결됩니다.

 

뉴럴 링크 레이스의 역할은 간단하게 도청이라고 생각하면 됩니다. 뉴런들의 정보 교환으로 생긴 전기장의 주변에 설치되어 어떤 정보가 지나가는지 도청을 해서 정보를 칩에 전달하게 됩니다. 마지막으로 가장 상단에 있는 까만색 스티커는 실제 시술 진행 시 제거된다고 합니다. 

외과용 R1 로봇, 출처 : Neuralink 공식 유튜브 캡처

뉴럴 링크는 칩을 안전하게 인간의 뇌에 이식하기 위해서 외과용 R1 로봇을 개발했습니다. 우리 뇌에는 수많은 미세혈관들을 피해서 뉴런 세포 가까운 곳에 전극을 심는 극도로 정밀한 작업이다 보니 의사가 옆에서 관찰은 하지만 모든 시술은 로봇이 진행합니다.

 

뉴럴 링크는 현재 시력 교정술을 받는 정도의 비용 정도로 미래에는 간편하게 뇌에 컴퓨터 칩을 이식할 수 있다고 합니다.

 

2. 뉴럴 링크의 적용 분야

뉴럴링크 기술이 미래에 사람들에게 어떤 식으로 적용되어 사용될 것인지 알아보겠습니다.

2-1. 환자 치료

뇌질환(치매, 파킨슨병, 수전증 등) 환자들에게 적용해 의사소통을 일반인처럼 가능하게 하고 척수가 손상된 전신마비 환자들이 팔과 다리에서 느끼는 감각을 그대로 뇌에 전달되기 때문에 인공팔과 인공 다리가 실제 자신의 팔과 다리처럼 느끼고 사용하게 될 것입니다.

 

최근 프레젠테이션 발표에서는 "선천적인 시각 장애를 갖고 태어나 한 번도 앞을 볼 수 없었던 사람도 볼 수 있다고 확신한다", "척수가 손상된 사람의 전신 운동 기능을 회복하는 것이 가능하다고 확신한다"라고 언급했습니다.

2-2. 두뇌 기능 향상

일론 머스크는 빠른 속도로 발전하는 인공지능(AI)에 지배당하지 않기 위해서 컴퓨터와 두뇌를 연결해 더 높은 수준의 뇌기능이 필요하다고 합니다. 뉴럴 링크 기술이 상용화되어 칩을 뇌에 이식하게 되면 필요한 정보(해보지 않았던 운동이나 춤과 노래 등)를 다운로드해서 빠른 시간 안에 모두 학습할 수 있게 됩니다.

 

예를 들면 그림을 한 번도 그려보지 않은 사람이 필요한 정보를 다운로드해서 화가와 비슷한 수준으로 그림을 그릴 수 있게 될 것입니다. 또한 마우스 클릭 없이 터치가 가능하며 키보드 없이 생각만으로 글을 쓸 수 있는 마우스와 키보드가 필요 없는 시대가 올 것이라고 합니다.

 

3. 뉴럴 링크 기술의 윤리적 문제점

뉴럴 링크는 2018년 이후 정확한 추정치는 아니지만 동물 임상 실험으로 대략 원숭이 280마리 이상을 포함해 양, 돼지 등 모두 1500마리의 동물들이 희생되었으며 최근 불필요하게 많은 동물을 숨지게 한 혐의(동물복지법 위반)로 조사를 받는 중입니다.

 

문제가 된 부분이 한 번에 한 가지 변수에 대해 실험에 결론을 도출한 후 다른 실험으로 넘어가는 방식이 아니라 빠른 개발을 위해 초기 실험에서 발생한 문제를 해결하기 전에 연달아 다른 실험을 해서 더 많은 동물을 죽게 했다는 부분입니다. 윤리적인 문제가 여럿 제기되면서 일론 머스크는 장치가 마련되면 자신의 뇌에도 칩을 삽입할 예정이라고 밝혔습니다. 

 

개인적으로는 뇌에 전극을 삽입한다는 것이 너무 소름 돋는 내용이었고 이 기술이 건강에 문제가 없다고 해도 과연 사람들이 뇌에 칩을 심는 시술을 하려고 할지는 의문입니다.

 

또한 발명은 의도와 다르게 활용되는 경우가 있습니다. 특히 뉴럴 링크 기술은 사람의 생각을 직접 읽을 수 있고 생각만으로 사물을 조절할 수 있기 때문에 악용될 가능성도 있겠지만 잘 개발되어 의료계에서 정말 필요한 사람들에게 적용되기를 바랍니다.

 

 

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