2016년 설립된 이래 일론 머스크의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 회사인 Neuralink는 생명공학 뉴스에서 중요한 순간을 보냈다.

 

머스크가 자신의 "링크"를 통해 사람들이 텔레파시로 의사소통할 수 있게 하겠다고 약속한 때였든, 회사 전체가 동물 복지법 위반 가능성에 대해 조사를 받았을 때든, Neuralink 주변의 과대 광고는 종종 사람들이 BCI 기술에 대해 갖는 첫 번째 정신적 참조라는 것을 의미한다.

그러나 BCI는 예상보다 훨씬 오래 사용되었다. 머스크는 이 기술을 발전시키는 데 전념하는 회사 목록 중 하나일 뿐이다. 지난 수십 년 동안의 BCI 이정표를 되돌아보고 그들이 우리를 어디로 이끌지 기대해 본다.

 

확장되는 부문

뇌-컴퓨터 인터페이스는 사용자가 뇌 신호를 사용하여 어떤 종류의 작업을 완료할 수 있도록 뇌와 컴퓨터를 연결하는 장치이다.

많은 유명 기업들이 2010년대에 수백만 달러의 투자를 바탕으로 BCI 분야에 진출했다. 2016년에 설립된 미국 회사 Kernel은 이식형 장치를 연구하는 것으로 시작하여 수술이 필요하지 않은 비침습적 기술로 전환했다.

 

Facebook조차도 사용자가 분당 100단어를 입력할 수 있는 헤드셋을 만들겠다는 야심찬 계획을 가지고 BCI를 시도했다. 그러나 다른 유형의 인간-컴퓨터 인터페이스에 집중하기 위해 2021년에 이 연구를 중단했다.

 

첫 접촉

1970년대에 개발된 최초의 BCI는 상대적으로 간단했으며 의사소통 경로를 개발하기 위해 고양이와 다른 동물에 사용되었다. 인간에게 이식된 최초의 장치는 1991년 Jonathan Wolpaw가 개발했으며 사용자가 뇌 신호로 커서를 제어할 수 있도록 했다.

수년에 걸친 머신러닝의 발전은 보다 정교한 BCI를 위한 길을 열었다. 이들은 로봇 사지, 휠체어 및 외골격을 포함한 복잡한 장치를 제어할 수 있다. 또한 무선 연결 덕분에 장치가 점점 더 작아지고 사용하기 쉬워지는 것을 보았다.

 

많은 최신 BCI 장치와 마찬가지로 Neuralink는 침습성 임플란트의 임상 시험에 대한 승인을 아직 받지 못했다. 최근 미국 식품의약국(FDA)에 대한 신청이 거부되었다.

그러나 눈여겨볼 가치가 있는 임상 시험을 수행하는 세 가지 주목할만한 그룹이 있다.

 

1. BrainGate

1998년 매사추세츠에서 설립된 BrainGate 시스템은 1990년대 후반부터 존재해 왔다. 이것은 가장 오래된 고급 BCI 임플란트 시스템 중 하나이다. 장치는 Neuralink가 사용하는 기술과 유사한 미세 바늘을 사용하여 뇌에 배치된다.

 

BrainGate의 장치는 아마도 BCI 기능과 관련하여 가장 발전된 제품일 것이다. 유선 장치 중 하나는 분당 90자 또는 초당 1.5자의 타이핑 속도를 제공한다. 1월에 발표된 연구에서는 14명의 참가자로부터 17년 동안 수집한 데이터의 결과를 발표했다.

이 기간 동안 감염, 발작, 수술 합병증, 임플란트 주변의 자극, 뇌 손상 등 68건의 "부작용" 사례가 있었다. 그러나 가장 흔한 사건은 자극이었다. 68건의 사건 중 6건만이 "심각한" 것으로 간주되었다.

 

통신 응용 프로그램 외에도 BrainGate는 자가 공급을 위한 로봇 제어도 달성했다.

 

2. UMC Utrecht

네덜란드 위트레흐트에 있는 대학 의료 센터는 환자가 집에 가져갈 수 있는 완전 무선 이식형 BCI 기술을 처음으로 달성했다.

이 장치는 전기 코르티코그래피 기반 BCI(ECoG)를 사용한다. 금속 디스크 형태의 전극은 신호를 수신하기 위해 뇌 표면에 직접 배치된다. 수신기에 무선으로 연결하면 수신기가 컴퓨터에 연결된다.

2020년부터 2022년까지 진행된 임상 시험 참가자들은 장치를 집에 가져가 약 1년 동안 매일 사용할 수 있었다. 그것은 그들이 컴퓨터 화면을 제어하고 분당 두 글자의 속도로 입력할 수 있게 해주었다.

이 타이핑 속도는 느리지만 더 많은 전극이 있는 향후 버전이 더 잘 수행될 것으로 예상된다.

 

3. Synchron(원래 SmartStent)

Synchron은 2016년 호주 멜버른에서 설립되었다. 2019년에는 호주에서 임상시험 승인을 받은 최초의 회사가 되었다. 그런 다음 2020년에 영구적으로 이식된 BCI를 사용하여 임상 시험을 실행하기 위해 FDA 승인을 받은 최초의 회사가 되었으며, 마침내 올해 미국 환자와 함께 이 작업을 수행했다.

 

Synchron의 접근 방식은 혈관을 사용하여 뇌에 전극을 이식함으로써 전체 뇌 수술을 우회하는 것이다. 이 최소 침습적 접근 방식은 클리닉에서 일상적으로 수행되는 다른 스텐트 시술과 유사하다.

Synchron의 매우 작은 'stentrode'는 최소 침습 절차로 이식될 수 있다.

 

Synchron의 장치는 움직임을 제어하는 영역 근처의 뇌에 배치되고 무선 송신기는 가슴에 배치된다. 그런 다음 이 송신기는 뇌 신호를 컴퓨터로 전달한다.

초기 임상 결과는 BCI와 아이 트래킹을 모두 사용하여 부작용이 없고 분당 14자의 기능을 보여주었다. BCI 단독 사용에 대한 결과는 보고되지 않았다.

장치 효율성이 향상될 수 있지만 Synchron의 접근 방식은 낮은 진입 장벽을 달성하는 데 앞장서고 있음을 의미한다. 전체 뇌 수술의 필요성을 피함으로써 BCI 이식을 당일 시술에 가깝게 만드는 데 도움이 된다.

 

이익이 위험보다 커야 한다

BCI의 역사는 이 기술 개발과 관련된 엄청난 도전을 보여준다. 이것은 전문가들이 여전히 우리의 신경 회로와 생각 사이의 연결을 완전히 이해하지 못한다는 사실에 의해 복잡해진다.

 

또한 소비자가 앞으로 어떤 BCI 기능을 우선시할지, 또는 무엇에 가입할 의향이 있는지도 불분명하다. 모든 사람이 침습적 뇌 시술을 기꺼이 선택하는 것은 아니지만 이를 필요로 하지 않는 시스템은 효율적이지 않은 "노이즈" 데이터를 수집한다.

 

뇌파도 기반(EEG) BCI는 수술이 필요하지 않지만 덜 침습적이라는 것은 효과도 덜하다는 것을 의미한다.

더 많은 장치가 임상 시험에 대한 승인을 받고 결과에 대한 연구가 발표되면 답이 나올 것이다.

중요한 것은 이러한 기술의 개발자가 시험을 서두르지 않아야 한다는 것이다. 그들은 기기의 안전성과 효능에 대해 투명하게 공개하고 소비자가 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 공개적으로 보고할 책임이 있다.