인간 뇌에 심는 칩…감각까지 느낀다

ARM-워싱턴대 10년 연구 프로젝트 나서

뇌의 일부가 손상돼 움직임을 제대로 제어하지 못하는 환자들을 지원하기 위한 기술이 개발 중이다. 특히 환자들이 손에 쥐는 힘, 온도 등 감각까지 느낄 수 있도록 해서 재활에 도움을 준다는 생각이다.

최근 반도체 설계 전문회사 ARM과 미국 워싱턴대 감각운동신경공학센터(CSNE) 연구팀은 뇌나 척수가 손상된 환자들의 활동을 돕기 위해 '양방향 뇌-컴퓨터 인터페이스(BBIC)를 위한 뇌에 심는 시스템온칩(SoC)' 개발에 나선다고 발표했다.(관련링크)

기본적으로 이 회사가 현재까지 출시한 제품 중 가장 작은 칩인 ARM 코텍스-M0 프로세서가 활용될 예정이다.

이를 통해 뇌 일부가 손상된 사람들이 어떤 작업을 수행하게 하거나 감각을 전달받도록 할 계획이다. 다만 이 프로젝트가 제대로 성과를 낼 수 있을 만큼 구현되려면 10년은 걸릴 것으로 전망된다.

ARM은 CSNE와 공동으로 이런 칩의 초기 버전을 개발했다.

영국 BBC와 인터뷰에서 ARM 헬스케어 기술 총괄 피터 퍼거슨 디렉터는 "연구팀이 이미 초기 프로토타입 칩을 보유하고 있다"며 "도전과제는 이 칩이 내는 전력소모와 발열문제를 해결하는 일"이라고 설명했다. 사람 몸에 심는 만큼 칩 크기를 최대한 작게하면서 가장 낮은 전력을 필요로 하도록 해야한다는 설명이다.

장기 프로젝트의 첫벗째 단계는 신호를 뇌로부터 척수에 심어진 시뮬레이터로 보내는 SoC를 설계하는 작업이다. 이를 통해 칩이 척수나 신경의 조건에 따라 움직을 제어할 수 있게 돕는다.

최근 이미 미국 케이스웨스턴리저브대 연구팀 등이 사지마비 환자들의 뇌와 연결된 칩을 이용해 자신의 손이나 팔 움직임을 제어하는 실험에 성공했다.

CSNE 연구팀은 여기에 더해 이러한 장치가 뇌에 감각정보를 전달해 줄 수 있기를 바랐다.

퍼거슨 디렉터는 "연구팀이 뇌로부터 오는 신호를 읽으려는 것 뿐만 아니라 뇌에 무언가를 돌려주는 방법을 시도하는 중"이라고 밝혔다.

이런 방법을 통해 사람들은 그들이 어떤 물건을 얼마나 꽉 쥐었는지, 온도는 어떤지 등을 확인할 수 있도록 하겠다는 뜻이다.

연구팀은 또한 이러한 피드백이 환자들의 뇌에 있는 신경망들이 다시 연결되는 것을 도울지도 모른다고 설명했다. 뇌졸중, 파킨슨병, 알츠하이머병 등 뇌의 일부가 손상된 환자들을 치료하는데 도움을 줄 수 있을 것이라는 기대다.