특허와 인문학 연구회

사람들의 머리에서는 매 순간 뇌파(Electroencephalogram)가 흘러나오고 있다. 뇌파란 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기 흐름을 말한다. ‘뇌에서 나오는 신호’ 혹은 ‘뇌의 목소리’라고 할 수 있다.

영화 ‘아바타(Avatar)’를 보면 이 뇌파를 이용, 멀리 떨어져 있는 아바타를 조종하는 장면이 나온다. 관람객들은 언제 이런 일이 일어날 수 있을지 궁금했겠지만 실제로 많은 과학자들이 이 기술을 연구 중이다.

사람 뇌와 전자장치를 연결하는 기술을 말한다. 사람이 생각하는 대로 컴퓨터 등 전자장치와 소통할 수 있는 길을 찾기 위해 여러 가지 노력을 기울여왔는데 최근 그 연구 성과들이 나타나고 있다.

전극 대신 뇌파 모니터링 센서 적용 

20일 ‘디스커버리 뉴스’에 따르면 이번 주에 뇌파를 연결할 수 있는 획기적인 두 가지 기술이 공개됐다. 하나는 전자장치 등에 뇌 정보를 전달할 수 있는 무선 헤드셋이고, 또 하나는 뇌 안에서 지각 활동을 측정할 수 있는 뇌 센서(brain sensor)다.

캘리포니아대 생명공학 교수인 게르트 카우벤베르그스 (Gert Cauwenberghs) 박사와 그의 연구팀은 최근 매우 쉬운 방식으로 뇌파를 모니터할 수 있는 기술을 개발했다. 그리고 이 기술을 활용, 뇌파를 모니터링할 수 있는 소형 웨어러블 장치를 만들었다.

헤드셋 형태의 이 장치는 지금까지 다른 연구소에서 선보인 기기처럼 보기 흉한 모습의 전극(electrode)을 통해 뇌와 전자기기를 연결하지 않는다. 대신 64채널의 모니터링 장치를 통해 뇌 기능과 활동을 체크할 수 있다.

카우벤베르그스 교수는 “전극을 이용한 뇌파분석 장치가 몸에 칼을 대는 것 같은 매우 외과적인 방법을 사용하고 있다”고 지적했다. “그러나 이번에 캘리포니아 대에서 개발한 뇌파 모니터링 장치는 헤드셋 하나로 뇌파 검색이 가능하다”고 말했다.

뇌파는 환자에게 고통을 주지 않고도?? 알 수 있다는 점에서 뇌의 병변을 진단하는 데 필수적인 요소다. 캘리포니아 대에서는 치료방식을 개선하기 위해 이 기기를 개발했다.

추락, 교통사고 등으로 뇌가 큰 충격을 받았을 때 뇌의 손상 상태를 정확히 파악하기 위해서다. 그동안 치료용으로 20개 채널의 뇌파 모니터링 장치를 개발이 성공을 거두면서 최근 64채널로 검색 범위를 확대했다.

뇌 접속방식도 대폭 개선했다. 머리에 헤드셋을 쓰면 머리털을 통해 머리 속에서 발생하는 뇌파를 읽어낼 수 있다. 이 연구 결과는 세계적 의공학 전문 학술지 ‘트랜잭션즈 온 바이오메디컬 엔지니어링(IEEE Transactions on Biomedical Engineering)’에 게재됐다.

뇌신경촬영 기술에 뇌파모니터 기술 결합 

의공학 관계자들은 캘리포니아 대에서 개발한 이 무선 뇌파 모니터(Wireless EEG Monitor)가 그동안 ‘뇌신경촬영(neuroimaging)’에만 의존해온 뇌충격 치료 방식에 큰 변화를 가져다줄 것으로 보고 있다.

‘뇌신경촬영’이란 컴퓨터 단층 촬영이나 자기 공명 촬영과 같이, 뇌의 구조와 뇌 손상 부위를 드러내는 데 사용되는 기법을 지칭하는 말이다. 이 촬영 장치에 뇌파를 검색할 수 있는 센서를 부착하면 뇌의 상태를 훨씬 더 상세히 파악할 수 있다.

UCSD 제이콥 공과대학(Jacobs School of Engineering)을 졸업한 후 스타트업 ‘카그니오닉스(Cognionics)’를 창업한 유 마이크 치((Yu Mike Chi) CEO는 이 두 기술을 융합해 손쉽게 사용할 수 있는 헤드셋을 개발하고 있는 중이다.

“이 제품이 개발될 경우 병원은 물론 가정에서도 이 헤드셋 사용이 가능해진다”고 말했다. 벤처기업 ‘카그니오닉스’에서는 센서, 기계, 전자 등의 기술을 겹합해 실제 생활에서 손쉽게 사용할 수 있는 뇌파 모니티링 헤드셋을 개발 중이다.

처음에는 2 채널로 시작한 뇌파 검색이 지금 60개로 늘어났을 만큼 기술진화 속도가 빠르다. 유 마치크 치 CEO는 “카그니오닉스 제품이 그동안 등장했던 시스템과 비교해 사용이 간편한데다 성능이 뛰어나다”고 말했다.

최근 뇌파 모니터링 기술은 치료뿐만 아니라 자동차, 국방, 교육, 오락 등 다양한 부문에서 활용되고 있다. 미국의 고등국방연구소(DARPA)에서는 뇌파를 이용한 통신을 연구하는 프로그램, ‘사일런트 토크(Silent Talk)’라는 프로젝트 도입을 준비 중이다.

무인차를 개발 중인 자동차 회사들도 이 기술에 깊은 관심을 기울이고 있다. 포드 등 주요 자동차사들은 인공지능으로 가는 무인차에 뇌파 모니터링 장치를 도입하는 방안을 면밀히 검토 중인 것으로 알려지고 있다.

출처 : 사이언스타임즈(http://bit.ly/1nawCXm)