생쥐 꼬리를 내맘대로 조정한다

'사람이 생각하는 것만으로 생쥐의 꼬리를 조정한다'

공상과학영화에서나 있을 법한 일이 현실이 되고 있다. 하버드대 연구팀은 사람이 생각하는 것만으로 생쥐의 꼬리를 움직일 수 있도록 하는 인터페이스를 개발했다. 인간과 동물이 커뮤니케이션할 수 있는 방법에 대한 새로운 접근이 시도되고 있는 것이다.

1일(현지시간) 씨넷은 미국 하버드 의과대학 유승식 교수 연구팀이 이 같은 실험에 성공했다고 보도했다. 이 기술은 '뇌-뇌 인터페이스(Brain-to-Brain Interface, BBI)'라고 불린다.

실험을 통해 연구팀은 사람의 특정한 뇌파(EEG)를 이용해 생쥐의 몸 중 일부분을 움직였다. 이는 특정 장치를 삽입하는 외과적인 수술 대신 뇌파와 초음파의 신호체계를 활용했다.

연구팀은 먼저 사람의 뇌파를 측정해 컴퓨터나 각종 기기를 구동시키는 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-to-Computer Interface, BCI)를 활용했다. 컴퓨터로 전달된 특정 뇌파는 다시 생쥐 뇌의 일부 영역에 신호를 보내 꼬리를 움직일 수 있게 하는 원리다.

컴퓨터와 생쥐의 뇌는 컴퓨터-뇌 인터페이스(Computer-to-Brain Interface, CBI)를 통해 서로 연결된다. 사람의 뇌파 신호가 직접적으로 생쥐의 뇌에 전달되기는 어렵다. 이 과정에서 연구팀은 초음파를 사용했다. 사람이 특정한 뇌파를 보내면 컴퓨터가 이를 인식해 생쥐의 뇌에서 꼬리를 움직이는 영역을 관장하는 뇌 부위에 고강도 초음파(FUS) 신호를 보내는 것이다. 이는 음향 에너지를 특정한 부위에 집중시키는 방법으로 온도를 높이거나 암세포와 같은 종양을 제거하는데 활용된다.

실험에 참여한 지원자는 특정 패턴으로 된 원형 모양의 이미지를 보면 뇌에서 일정한 주파수 대역의 뇌파를 발생시킨다. 이는 컴퓨터로 보내지고 다시 특정 초음파 신호를 생쥐에게 보내는 식이다.

연구팀은 총 6명의 지원자, 6마리의 생쥐를 이용해 실험한 결과 성공률이 94%에 이르렀으며지원자들의 뇌파에 반응해 생쥐의 꼬리가 움직이기까지 1.59(±1.07 오차)초의 지연시간이 걸렸다고 밝혔다.

이는 미국 공공과학 도서관 온라인 학술지인 'PLoS one'에 게재됐다.