뉴럴링크

머스크, 뇌에 칩 심은 돼지 공개… “치매·파킨슨병·마비 극복” 목표

"이식 후 2달째 건강"… 공동창업 ‘뉴럴링크’ 임상 추진 계획

뇌에 칩을 이식한 돼지./BBC방송 캡처

​

테슬라 창업자 일론 머스크가 뇌 속에 칩을 이식한 돼지를 선보였다. 머스크는 향후 사람의 뇌에 칩을 심어 치매·파킨슨병·척추손상 등 퇴행성 신경질환이나 전신마비 질환을 치료하는 기술을 개발할 계획이다.

​

29일(현지시각) BBC 등 외신에 따르면 머스크가 공동으로 창업한 뇌신경과학 벤처기업 ‘뉴럴링크’는 뇌에 23㎜ x8㎜ 크기의 컴퓨터 칩 ‘링크 0.9’를 이식하고 2개월째 생활하고 있는 돼지 1마리를 전날 공개했다.

​

머스크는 이날 기억력 감퇴, 청력 손상, 우울증, 불면증 등을 언급하며 "장치를 이식하면 실제로 이런 문제를 해결할 수 있다"고 주장했다. 그의 설명에 따르면 칩을 2개씩 이식한 돼지는 총 3마리로 다른 돼지들과 다를 바 없이 건강하게 생활하고 있다.

​

링크 0.9는 1000개 이상의 전극으로 이뤄져 뇌세포의 신호를 수집, 무선으로 데이터베이스에 전송한다. 머스크는 칩을 이식한 돼지가 냄새를 맡으려고 코를 킁킁거릴 때 뇌에 전달되는 신호를 칩이 실시간으로 수집해 기록하는 모습도 보여줬다.

​

칩 이식 수술은 로봇 ‘브이투(V2)’를 통해 1시간 내 이뤄질 예정이다. 브이투 시제품 역시 함께 공개됐다.

​

머스크와 뉴럴링크는 향후 칩에 인공지능(AI)도 탑재한다는 계획이다. 뉴럴링크 측은 실제 마비 환자를 대상으로 임상을 추진하고 있다고 밝혔다. 구체적인 일정은 알려지지 않았다.

​

뉴럴링크는 이같은 계획을 실현하기 위해 머스크의 1억달러(약 1200억원)를 포함해 총 1억 6000억 달러(약 1900억원)의 투자금을 확보했다. 관련 인력은 100여명이다. 머스크는 이번 공개가 "우수인력을 더 채용하기 위한 것"이라고 덧붙였다.

'컴퓨터와 뇌의 연결' 공각기동대 현실화하겠다는 머스크...윤리문제는?

지난 3월 개봉한 영화 ‘공각기동대'의 주인공 메이저 미라(스칼렛 요한슨)는 뇌 일부와 척수를 제외한 대부분의 신체가 기계다. 그의 목 뒤엔 접속 단자 4개가 있다. 여기 코드를 꽂으면 인간은 컴퓨터의 일부가 되고 컴퓨터도 인간의 일부가 된다.

​

최근 일론 머스크(Elon musk) 테슬라 최고경영자(CEO)가 영화 속에나 등장할 법한 상상을 현실로 만드는 뇌 컴퓨터 인터페이스 회사인 뉴럴링크(Neuralink)를 설립한 가운데, 이 회사의 기술 윤리적 문제를 지적하는 목소리도 나오고 있다.

일본 애니메이션 공각기동대에 등장하는 전뇌 기술. 전자장치와 뇌를 연결해 데이터를 주고받는 장면. /공각기동대 캡처

​

지난 5월 31일(현지시간) 건강 서비스 기업 하코트헬스(HarcourtHealth) 창업자 멜리사 톰슨(Melissa Thompson)은 미국 잡지 포브스에 ‘일론 머스크의 다음 아이디어는 우리의 뇌를 인터넷에 연결하는것(Elon Musk's Next Idea Is To Connect Our Brains To The Internet)’이라는 글을 통해 “뉴럴링크는 흥미로운 기술을 개발하고 있지만, 윤리적인 문제점도 적지 않다”고 주장했다.

​

뉴럴링크는 인간의 두뇌 피질에 초소형 인공지능(AI) 기기인 ‘뉴럴 레이스(Neural lace)’를 이식해 사람의 뇌와 컴퓨터를 연결하는 방법을 연구 중이다. 뉴럴링크는 이 방법으로 사람의 생각을 다운로드하거나 디지털 정보를 업로드할 수 있다고 보고 있다.

​

뉴럴링크의 내부 소식통에 따르면, 이 회사는 인간이 신체라는 인터페이스가 없어도 기계를 통해 서로 소통하는 방법을 개발하는 데 초점을 맞추고 있다. 이를 위해 머스크는 현재 두뇌에 고통 없이 이식할 수 있는 마이크로 송신기도 개발하고 있는 것으로 알려졌다.

​

톰슨 하코트헬스 창업자는 기고에서 시술자와 수술 행위 자체에 문제를 제기했다. 수술을 누가 시행할 지도 미지수이며 수술에 따른 감염 위험을 어떻게 처리할지 충분히 설명하지 않았다는 것이다. 문신처럼 규제가 없이 해도 되는 수술인지, 수술 관리의 주체가 정부인지 누구인지 정해야 한다는 것이다.

일론 머스크가 진행 중인 사업들. / 김종형 인턴기자

​

톰슨 하코트헬스 창업자는 “해커들이 인터넷이나 민감한 데이터에 공격하는 것을 방지하기 위해서 무엇을 해야 하는가”, “근로자가 연중무휴로 인터넷에 연결되어 있다면 성과는 어떻게 측정할 것인가”라고 되묻기도 했다.

​

그는 “누가 이 연구가 안전하고 효율적으로 진행되도록 마지막까지 자금을 공급할 것인가?”, ”이것은 소셜 미디어에는 어떤 영향을 미칠 것인가?”, “뉴럴링크가 우리의 자아에는 어떤 영향을 미칠 것이며, 일단 실현되면 전통적인 의사소통은 위축되지 않을까?” 등의 문제도 제기했다.

​

뉴럴링크는 아직 개발의 초기 단계에 있지만, 머스크의 꿈에 매혹된 투자자들은 적지 않다. 톰슨 하코트헬스 하창업자는 “뉴럴링크는 인간의 뇌에 대해 상상할 수 없는 결과를 가져올 것”이라며 “윤리가 기술과 보조를 맞추기 바란다”고 덧붙였다.

일론 머스크의 신무기, 뉴럴링크의 원리

주식시장의 인간 블루칩 일론 머스크가 또다시 새로운 프로젝트의 결과를 내놓았다. 2016년 등장해 지난해 프로토타입을 공개한 뉴럴링크(Neurallink)는 더 작아진 크기로 0.9버전까지 도달했다. 전체 영상은 뉴럴링크 유튜브에서 볼 수 있는데 전문용어 위주로 구성돼 있어 영어 가능자라고 해도 이해하기 쉽지 않다.

https://youtu.be/DVvmgjBL74w

 

뉴럴링크는 뇌에 전극을 심어 뇌 신호를 파악하는 기술을 가진 업체다. 뇌 임플란트라고도 부르고, BMI(Brain-Machine Interfaces)라고도 부른다.

뉴럴링크 이전의 뇌 임플란트 방식, 수술이 비교적 큰 편이다

​

BMI는 전극을 통해 뇌의 정보를 인식하는 기술이다. 뇌를 구성하고 있는 신경세포(뉴런)는 전기적 신호로 데이터를 전달한다. 뉴런은 신체 감각이나 운동 명령 등을 전달할 때 나트륨, 칼륨, 염소 등을 활용해 이온들을 교환한다. 단순히 이야기하면 화학물질로 전기신호를 생성하는 것이다.

뉴런 옆으로 전극을 심은 상태

​

이 전기신호는 일종의 파장을 생성한다. 따라서 뉴런을 파괴하지 않으면서 이 파장을 알아챌 수 있을 정도로 전극을 가까이 심으면 뇌의 전기신호를 알 수 있게 된다. 60마이크로미터(0.006센티미터) 이내로 심어야만 이 파장을 받아올 수 있다. 그런데 이렇게 가깝게 전극을 심어도 간섭 등의 이유로 신호를 알아채기 어렵기 때문에 신호를 받는 채널 수를 늘려놓으면 도움이 된다. 따라서 뉴럴링크는 뇌에 전극을 1만개 수준으로 아주 많이 심는다.

전극을 심은 상태, 혈관을 거의 건드리지 않았음을 알 수 있다

​

뇌 임플란트는 뉴럴링크 외에도 다양한 연구자들이 시도해왔다. 이중 사고로 인해 신체 마비를 겪은 사람이 전극과 컴퓨터, 팔을 연결한 후 식사에 성공한 사례도 있다. 그러나 이 연구들은 큰 장애물이 있었는데, 수술이 비교적 거대하다.

뉴럴링크는 이 수술을 간단하게 만들기 위해 전극과 전선을 아주 작게 만들었다. 그런데 이 작은 전극을 사람이 심을 수 없어 수술용 로봇도 만들었다. 로봇은 AI로 뇌를 스캔한 후 혈관을 건드리지 않는 범위에서 상당수의 전극을 심고 대뇌의 신호를 파악할 수 있도록 한다. 전극 하나는 약 1만개 정도의 뉴런을 담당할 수 있다고 한다. 라식수술 정도로 간단하며 후유증도 없다고 뉴럴링크는 주장하고 있다.

현미경으로 보고 바늘로 전극을 이식하는 장치

​

그러나 아무리 수술이 간단해도 심리적 장벽은 있는데, 이 수술이 개두술이기 때문이다. 두개골을 원형으로 절개하고, 이 구멍을 통해 깊숙이 전극을 심는다. 그런 다음 프로세싱과 무선 통신을 위한 전극 단말기를 귀 뒤에 부착하는 것으로 끝나는데, 지난해 버전에서 단말기가 별도로 존재했던 것과 달리 올해 발표한 제품은 원형으로 뚫은 두개골 위에 퍼즐처럼 끼우는 형태로 변경됐다. 즉, 일체형이다.

과거의 단말기가 외부로 돌출돼있는 데 반해, 현재의 단말기는 두개골에 끼우고 두피도 원래대로 덮어주기 때문에 외부에서 알아차리기는 어렵다. 그러나 충전이 문젠데, 애플워치처럼 자석식 무선충전이 가능하다고 한다.

두뇌 일체형 단말기는 링크(The Link)라고 부른다. 링크는 뇌 신호를 가져오고 블루투스로 기기(스마트폰 혹은 PC)로 전송하는 역할을 한다. 기기는 이 신호를 파악해 뇌가 어떠한 운동을 하려고 하는지를 파악한다. 실제로 돼지 한마리에 전극과 링크를 심어 돼지의 운동을 파악하는 데 성공했다. 도로시와 거트루드는 각각 링크를 심은 돼지로, 도로시는 링크를 심었다 제거했는데 일반 돼지와 다름없이 살고 있고, 거트루드는 링크를 심은 지 두달째 되는 돼지라고 머스크는 소개했다. 거트루드 역시 일반 돼지와 동일하게 행복한 모습을 보여줬으나 이 돼지를 보여준 시간은 아주 짧았고 후유증 등을 파악하기엔 전극을 심은 시간도 길지 않으므로 외모의 행복함에서 오는 것을 아직 완전히 믿을 수는 없다. 돼지에게는 1000개 정도의 채널을 테스트하고 있다고 한다.

전극을 심었다 제거한 도로시, 전극 제거 후에도 일반 돼지와 동일하게 행동한다

실시간으로 돼지의 뉴런 파장을 그래프화하고 있다

​

현재 전극은 뇌 신호를 실시간 디코딩을 어느 정도 할 수 있으며, 추후 목표는 일방향이 아닌 쌍방향 신호를 주고받는 것이라고 한다. 즉, 근육의 움직임을 뇌로 다시 전달해 파킨슨병 등 뇌 관련 질환이나, 뇌와 척추의 신호가 끊겨서 발생하는 척추 질환(운동장애) 등을 해결할 것으로 기대한다고 밝혔다.

뇌 임플란트는 전극을 아무리 심어도 완벽하지는 않을 수 있다. 뇌는 전기신호로만 정보를 교환하는 것이 아니기 때문이다. 서로 떨어져있는 뉴런은 시냅스 사이로 신경전달물질을 분비해 신호를 교환한다. 즉, 화학적으로도 정보를 주고받는 셈이다. 그리고 이 물질이 우리가 아는 그 호르몬이다. 즉, 전기적 신호로만은 뇌의 모든 신호를 파악할 수는 없다. 그러나 뉴럴링크 등장 이전의 연구에서 운동장애를 일부 극복할 수 있다는 것만큼은 증명됐다.

시냅스는 이처럼 화학물질로 정보를 교환한다

​

다만 일런 머스크와 뉴럴링크는 운동장애, 시각장애, 청각장애에 대해서 의미가 있다고 밝혔지만 전기 화학적 불균형이 우울증을 가져오는 것에 대해서는 언급하지 않았으니 이 부분에 대한 증명도 이뤄져야 더 많은 참여자가 나타날 것으로 보인다.

BMI를 통해 예측한 신체 움직임 정보

​

앞으로 뉴럴링크의 목표는 사람 임상실험을 통해 데이터를 확보하고, 이 데이터 디코딩에 많은 노력을 들이며, 수술비용을 낮춰 라식(LASIK) 수술처럼 몇천달러 수준으로 비용을 내려 많은 사람들에게 이 수술을 진행하는 것이라고 한다.

실보다 얇은 전극을 두뇌에 이식… '전자두뇌' 실현되나

"저의 목표는 인간과 인공지능(AI)의 공생입니다."

​

일론 머스크 테슬라 창업자 겸 최고경영자(CEO)가 인간의 두뇌와 컴퓨터를 연결하는 기술을 개발, 내년 인체 실험을 목표로 하고 있다고 최근 공개했다. 머스크는 자신이 1억달러를 투자한 바이오 스타트업 '뉴럴링크(Nueralink)'의 기자회견에 나타나 "인간에게 AI와 병합에 대한 선택권을 줄 수 있을 것"이라며 이같이 말했다. 머스크는 "(이번 기술은) 뇌 관련 질환을 해결한 뒤 AI의 실질적인 위협을 완화할 수 있을 것"이라며 "이 점이 포인트"라고 했다. 인간의 두뇌와 기계를 연결하면 인류가 AI에 뒤처지는 것을 방지할 수 있다는 것이다.

​

영국 파이낸셜타임스(FT)는 "뇌 공학 분야의 수백 개 회사와 연구소가 의료나 오락을 위해 뇌와 컴퓨터 사이 접점을 연구하고 있지만, 'AI와의 공생'을 사업 목표로 내세우는 곳은 뉴럴링크가 유일하다"고 했다. 머스크는 그간 "만약 인류를 방해하겠다는 목표를 갖게 되면 AI는 아무런 감정 없이 인류를 파괴할 수 있다"고 말하는 등 AI에 대한 우려를 나타내왔다.

​

◇쥐의 뇌에 전극 3000개 삽입… 컴퓨터로 뇌의 정보 읽어

​

뉴럴링크의 기술은 뇌와 컴퓨터를 연결하는 '뇌-기계 인터페이스(Brain-machine interfaces·BMIs)' 기술 중 두개골을 뚫고 전극을 삽입해 뇌와 컴퓨터를 직접 연결하는 '침습형'이다. 보통 침습형은 뇌 신호를 보다 정확하게 파악하지만, 수술에 대한 부담이 있는 데다 삽입 전극 대부분이 단단한 금속이나 반도체로 만들어져 뇌 신호를 탐지할 수 있는 범위가 한정됐다. 반면 영상 기술 등을 활용하는 비(非)침습형은 수술이 필요 없는 대신 뇌 신호 파악의 정확도가 떨어진다는 게 단점으로 꼽힌다.

뉴럴링크는 회견에서 실험용 쥐의 뇌와 컴퓨터를 성공적으로 연결했다고 밝혔다. 쥐의 두개골에 작게 구멍을 내 가는 실 같은 전극을 뇌에 이식했고 이 전극을 컴퓨터와 유선으로 연결해 쥐의 뇌 신호를 읽어냈다는 것이다. 뉴럴링크는 "이식된 전극으로부터 뇌 신호 수신율이 최고 85.5%에 달했다"고 했다.

​

뉴럴링크의 기술은 기존 기술과 비교해 뇌에 연결한 전극의 수가 압도적으로 많다. 전극의 수가 늘어나면 수신할 수 있는 뇌 신호의 양과 정확도가 향상된다. FT는 "지금까지는 250개의 전극을 뇌에 삽입한 것이 최대였지만, 뉴럴링크는 첫 실험에서 쥐의 뇌에 약 3000개의 전극을 삽입했으며, 초기 임상 단계에서는 전극 수를 1만개로 늘릴 것"이라고 보도했다.

​

◇재봉틀 같은 초소형 로봇이 뇌 이식 수술

​

뇌에 삽입하는 전극 수를 획기적으로 늘린 비밀은 '실'과 '재봉틀'에 있다. 머리카락 4분의 1 수준인 4~6μm(마이크로미터) 두께 실마다 뇌 신호를 감지할 수 있는 전극 32개가 포함되어 있다.

​

미국 뉴욕타임스(NYT)는 이 실에 대해 "미세한 전극들이 진주 목걸이처럼 전도성 와이어에 연결되어 있고, 이를 절연하기 위해 셀로판과 비슷한 물질로 감싼 가느다란 샌드위치와 비슷하다"며 "이 유연한 실은 뇌에 최대 수㎝ 깊이까지 이식할 수 있다"고 했다.

​

재봉틀처럼 작동하는 수술 로봇이 미세 바늘의 작은 고리를 이용해 실을 한 가닥씩 잡아서 뇌에 이식했다. FT는 "뛰어난 마이크로 엔지니어링이 요구되는 대목"이라며 "수술 로봇은 뇌의 핏줄은 피하면서 특정 부분에 전극을 삽입하기 위해 시각 시스템을 갖추고 있다"고 했다. 뉴럴링크는 "수술 로봇이 분당 실 6가닥을 삽입할 수 있다"고 밝혔다.

​

회사가 공개한 백서에 따르면 실 96가닥(전극은 3072개)이 달리고, 신호 출력, 디지털 변환을 담당하는 맞춤형 칩이 포함된 이식 기구 크기는 가로·세로·높이가 각각 23×18.5×2㎜에 불과하다.

​

이식을 마치면 전극이 포함된 실은 뇌에, 나머지 기구는 두개골 밖으로 노출되는데, 이 기구에 달린 USB-C 타입 단자를 컴퓨터와 연결하면 실시간으로 뇌 신호 데이터를 받아볼 수 있다. 뉴럴링크 측은 지금은 이식 수술을 위해 두개골을 드릴로 뚫어야 하지만, 앞으로는 레이저 라식 수술처럼 간편하게 전극을 삽입할 수 있고, 뇌와 컴퓨터 사이 연결도 유선이 아닌 무선으로 대체할 것이라고 밝혔다.

​

◇"미래에는 인간이 막대한 정보를 읽고 쓸 수 있을 것"

​

뉴럴링크는 미래에 이 기술을 인간에 적용할 때의 대담한 청사진도 제시했다. 처음에는 중증 신경 질환 환자에게 초점을 맞추지만, 앞으로는 건강한 사람도 이 기술을 이용하면 현재 눈으로 읽고 손으로 쓰는 것보다 막대한 양의 정보를 처리할 수 있다는 주장이다. 머스크는 "원숭이를 대상으로 한 실험도 진행 중"이라며 "원숭이가 자신의 뇌로 컴퓨터를 통제할 수 있는 상태"라고 깜짝 공개하기도 했다. 뉴럴링크는 내년 인간을 대상으로 임상시험을 진행하기 위해 FDA 허가를 받는 것을 목표로 하고 있다.

​

하지만 일부 과학자 사이에서는 신중론도 제기되고 있다. 뉴럴링크의 연구 백서가 아직 외부 연구자로부터 검증을 받지 않은 데다가 해당 장치가 뇌에서 얼마나 오랫동안 지속되는지, 염증 반응은 없는지 등에 대한 답도 아직 제시되지 않았다는 것이다.

일론 머스크의 뇌이식장치는 정말 가능할까요?

뉴럴링크의 “재봉틀 로봇”은 매우 훌륭합니다. 하지만 일론 머스크의 뇌 이식 기술이 지난 주 화요일 발표한 내용이 전부라면, 그저 흔한 깜짝뉴스에 불과할지도 모릅니다. 하지만 STAT 이 이 분야의 여섯 전문가에게 물어본 결과, 그들은 비록 몇 가지 문제가 남아 있기는 하지만 여러 부분에서 매우 인상적이었다고 평했습니다.

“전체적으로, 그 개념과 결과물이 모두 인상적입니다.” 이 분야의 선구자 격인 피츠버그 의대의 앤드류 슈와르츠의 말입니다. “하지만 아직은 상당한 부분이 개념에 불과합니다. 그들이 실제로 얼마나 진행했는지, 아니면 목표에 불과한지를 구분하기는 어렵습니다.”

뉴럴링크의 다음 목표는 전신마비 환자가 생각만으로 컴퓨터와 스마트폰을 쓸 수 있게 하는 것입니다. 슈와르츠 연구팀과 브라운 대학의 연구팀은 2011년, 두 명의 사지마비 환자의 뇌에 “브레인게이트” 신경 인터페이스를 이식해 생각만으로 로봇 팔을 움직여 커피 잔을 들어 마실 수 있음을 보인바 있습니다.

하지만 10여년이 지난 아직까지 여러 난점으로 인해 현실에서 사용되지 못하고 있습니다. 뉴럴링크는 바로 그 지점을 돌파하려 하고 있습니다.

과거 사지마비 환자의 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발했던 브라운 대학의 레이 호크버그 박사는 뉴럴링크의 기술을 “새롭고 흥미로운 신경과학기술”이라 말하며 “실제 임상 결과가 어떻게 나올지 매우 궁금하다”고 말했습니다.

뉴럴링크 기술의 가장 큰 특징은 소위 “재봉틀 기계”를 이용해 전극이 포함된 박막 바늘을 뇌에 빠르게 삽입하는 기술입니다. 화요일 밤 발표한 “일론 머스크와 뉴럴링크”의 이름으로 발표한 백서에서 그들은 쥐의 뇌에 3,072개의 전극을 삽입했다고 말했습니다.

그러나 화요일 밤 샌프란시스코 행사장에서 발표한 내용과 수요일 오전에 인터넷에 올린 논문 사이에는 몇 가지 차이가 있습니다.

“논문은 그 전날 발표 내용에 비해 훨씬 소극적으로 보입니다.” 라이스 대학의 신경과학자인 제이콥 로빈슨의 말입니다.

화요일의 발표에서 머스크와 그의 팀원들은 뉴럴링크의 기술로 뇌의 신호를 읽어들이는 동시에 뇌를 자극하는 두 가지 방향을 모두 말했습니다. 이 기술이 사지마비환자의 체성감각 피질을 자극해, 마치 그들이 실제로 무언가를 만지는 것처럼 느끼게 할 수 있다는 것입니다.

이 기술은 2016년 피츠버그의 연구팀이 성공한 것입니다. 하지만 뉴럴링크의 논문에는 그 내용이 나와있지 않습니다. 로빈슨은 “뉴럴링크의 전극으로는 신호를 읽는 것보다 뇌를 자극하기가 더 여럽기 때문에” 이 내용이 빠져 있다는 사실을 놓쳐서는 안된다고 말합니다.

머스크는 또한 인간의 뇌를 인공지능과 결합할 수 있을 것이라 말했지만, 논문에는 그 내용 또한 빠져 있습니다.

기술의 내구성 문제

로빈슨 또한 뇌의 활동을 자극하고 기록하는 장치를 만들고 있습니다. 그는 “뇌 세포 조직 내에서 전극이 얼마나 문제를 일으키지 않고 오래 뇌의 신호를 기록할 수 있는지”에 관심을 가지고 있습니다.

바로 이 점 때문에, 그는 머스크가 기술의 내구성 문제를 언급했을 때 흥분했습니다. 아직까지는, 뇌에 이식된 전극이 어떤 방식으로든 시간이 지나면 작동을 멈추기 때문입니다.

이는 환자로 하여금 예전 전극을 제거하고 새로운 전극을 이식하도록 만듭니다. 하지만 뉴럴링크 방식의 경우 전극은 실의 형태를 하고 있기 때문에 제거가 특히 어려울 수 있다고 로빈슨은 말합니다.

여기에는 안전 문제 또한 존재합니다. 만약 감염에 의해 전극이 못쓰게 될 경우 그 영향은 뇌 조직에도 미칠 수 있습니다. 로빈슨은 뉴럴링크의 연구진이 무선 충전 방식으로 감염 확률을 크게 낮춘 것을 높게 평가했습니다.

하지만 뉴럴링크가 지금 그 기술을 가진 것은 아닙니다. 논문에 기술된 방식은 “아직 감염 위험이 있는 방식입니다”라고 로빈슨은 말합니다.

감염 외에도 뇌-기계 인터페이스의 삽입은 뇌졸중, 동맥류, 면역 반응 등의 문제를 일으킬 수 있습니다.

“가장 큰 문제는 무언가가 잘못되어 큰 사고가 일어날 경우 규제가 매우 엄격해질 수 있다는 것입니다.” 뇌가 어떻게 촉감과 감정을 느끼는지를 연구하는 USC의 뇌신경과학자 앤드류 히레스의 말입니다.

히레스는 1999년 18세 소년의 죽음이 유전자치료 분야의 투자와 연구에 찬물을 끼얹은 일을 언급했습니다. 하지만 히레스는 뉴럴링크의 기술이 “신중하고 믿을만하다”고 말합니다.

디자인의 문제

뉴럴링크는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 위해 몇 개의 전극이 필요할지는 아직 알지 못한다고 말합니다. 하지만 기존의 연구보다 더 많은 전극을 박아야 할 겁니다. 보통 환자들에게는 수백 개의 전극을 이용하며, 어떤 연구에서는 원숭이에게 거의 2,000개의 전극을 썼습니다. 하워드 휴 의학 연구소 자넬리아 캠퍼스의 물리학자 팀 해리스가 만든 “뉴로픽셀”은 “섕크”라 불리는, 빗살 하나에 960개의 전극을 가지고 있습니다. 뉴로픽셀은 쥐 실험에서 보통 4개 혹은 8개의 빗살을 사용하지만, 아직 인간의 뇌에는 이 기술을 쓰지 않고 있습니다.

전극의 수가 많을 수록 더 많은 신경세포의 활동을 기록할 수 있습니다. 더 많은 신경세포의 활동을 관찰할수록 “로봇 팔을 8cm 위로 올려서 왼쪽의 물건을 잡을 것”과 같은 명령을 더 잘 해석할 수 있습니다.

“신경세포 하나의 활동을 기록할 수 있을 정도의 해상도로 여러 신경세포를 측정할 수 있다면, 더 많은 일을 더 정확하게 할 수 있습니다.” 지금의 EEG 방식으로 웹페이지에서 마우스를 오른쪽 위로 옮기기 위해서는 몇 달 동안 “오른쪽 발가락을 움직여야지”, “코를 움직여야지” 같은 생각을 하며 훈련해야 합니다. “만약 개별 신경의 활동을 기록할 수 있다면, 장치를 이식하자마자 환자는 이 기술을 쓸 수 있게될 겁니다.” 슈와르츠의 말입니다.

뉴럴링크의 전극 섬유 길이는 1.6밀리미터이며 해리스는 “인간의 피질 대부분에 사용가능하다”고 해리스는 말합니다. “적절할 길이입니다.”

사실 전문가들이 더 인상적으로 본 것은 이식장치 보다는 뇌신경 신호를 수신, 증폭, 해석하는 외부장치입니다. 해리스는 이들의 기술이 “다른 팀에 비해 크게 앞섰다”고 말합니다.

하지만 이식장치 부분은 그렇게 확실하지 않습니다. 논문의 데이터는 쥐의 뇌에서 기록한 신경 신호가 100 마이크로볼트를 넘지 못함을 보여줍니다. 해리스는 최소 100마이크로볼트가 되어야 그 신호를 믿을 수 있다고 말합니다.

그는 뉴로픽셀 장치에서 그런 약한 신호를 보았다면, “무언가 잘못 되었다고 생각할겁니다. 신호의 크기가 너무 낮아요. 만약 내 장치에서 그런 결과가 나왔다면, 나는 전극이 잘못 이식되었거나, 이식 과정에서 무언가 문제가 생겼다고 생각할겁니다.” 물론 이식 과정에서 생긴 문제는 치유가 될 수 있으며, 따라서 일시적인 문제일 수 있습니다. 하지만 그는 여전히 “뉴럴링크 논문의 데이터는 내가 바라는 종류의 데이터는 아니”라고 말합니다.

물론 뉴럴링크 기술은 뛰어난 점이 있습니다. 그들의 “재봉틀 기계”는 한 시간 안에 수 천 개의 전극을 쥐의 뇌에 이식했습니다. 사람의 뇌에는 그보다 오랜 시간이 걸릴 수 있지만, 그럼에도 다른 연구팀은 쥐의 뇌에 이를 이식하기 위해 48시간의 수술이 필요했다는 점에서 매우 큰 차이가 있습니다. 해리스는 “뉴럴링크가 만든 로봇은 매우 큰 진전”이라고 말합니다.

하지만 문제는, 그렇게 실을 박는 식의 충격을 뇌가 어떻게 받아들일 것인가 하는 것입니다. “나는 이런 고속 이식장치는 장기적이고 근본적인 손상을 일으킬 것이며, 그래서 고품질의 신호 측정은 어려울 것 같습니다. 하지만 이건 지금 시점에서의 제 생각일 뿐입니다.” UCSF 의 로렌 프랭크의 말입니다. “우리는 쥐 실험에서 뇌를 매우 조심스럽게 다루며, 그 부분이 오랜 시간 동안 믿을만한 신호를 측정할 수 있는 중요한 이유라고 생각합니다.”

돈으로 살 수 없는 것들

STAT 과 이야기한 모든 전문가가 뉴럴링크가 내년에는 환자에게 이 기술을 시도하겠다는 비전이 다소 과감한 것이라 말했습니다. 해리스는 보다 현실적인 미래로, 먼저 영장류를 대상으로 장기간의 테스트를 통해 이식장치의 안전을 확인한 후, 2-3년 뒤에 인간에게 실험이 가능할 것이라 말했습니다.

하지만 슈와르츠는 그 시기가 언제가 되든, “적어도 제가 보기에는 올바른 방향으로 그들은 가고 있”다고 말합니다.

일론 머스크의 1억 달러를 포함한 1억 5800만 달러의 자금은 뉴럴링크가 다른 학교나 연구소가 상상만 하는 시도를 직접 구현할 수 있게 할 겁니다.

예를 들어, 로빈슨은 뉴럴링크는 칩을 디자인할때 일반적인 대학 연구실 보다 두 배 더 많은 종류의 설계도를 만들어 시도한다고 말합니다.

하지만 돈으로도 해결 불가능한 문제는 있습니다.

예를 들어 뇌 내에서 전극이 얼마나 오래 작동할지와 같은 문제가 있습니다. “이 실험을 빨리 끝내는 방법은 없습니다. 그저 실제로 전극을 넣고 작동이 멈출때까지 기다릴 수 밖에 없지요. 전극의 사용기한 목표가 수십 년이라면, 실제로 그 만큼의 시간을 기다릴 수 밖에 없습니다.” 로빈슨의 말입니다.

FDA 승인 또한 비슷한 종류의 문제입니다.

“그 정도의 지원이라면, 기술적인 부분은 놀라운 속도로 발전시킬 수 있습니다. 하지만 생물학적 부분과 규제 승인 부분은 그렇지 않습니다.”