미국 뉴럴링크(Neuralink)사가 사지마비 환자에게 자사의 무선 뇌 임플란트 칩(N1)을 이식한 후 생각만으로 마킹펜을 쥔 로봇 팔을 조종해 화이트보드에 ‘Convoy’(‘호송’이라는 뜻)라는 글자를 쓰도록 하는 데 성공했다.

‘Convoy’는 브레인-컴퓨터 인터페이스(BCI) 칩 이식환자가 마음먹은 대로 보조 로봇 팔을 제어토록 하는 데 초점을 맞춘 뉴럴링크사 연구 프로젝트 이름이다.

지난달 31일(현지시각) 뉴럴링크는 X(이전 트위터)에 올린 동영상에서 이같은 자사 N1 무선칩을 뇌에 이식한 사지마비 환자가 이처럼 생각하는 대로 기기를 조작해 글씨쓰는 모습을 공개했다. (맨 아래 첫 번째 동영상)

이는 생각만으로 로봇팔을 제어할 수 있다는 것을 보여줌으로써 브레인-머신 인터페이스(BMI) 분야 연구의 획기적 진전이 이뤄졌다는 것을 과시한 성과로 평가된다. 이 회사는 앞서 지난해 1월 사지마비 환자가 생각만으로 컴퓨터 커서를 제어하는 모습을 보여주었다.

뉴럴링크는 이날 별도 설명이 없는 이 30초짜리 동영상을 공개했는데 일부 눈밝은 관찰자가 이 시연의 중요성에 주목하면서 동영상속 환자가 조이스틱이나 근육 센서 없이 마음만으로 로봇 팔을 제어하고 있다고 봤다.

실제로 한 X 사용자가 뉴럴링크가 올린 동영상의 의미를 알아채고는 “대부분의 사람들이 여기서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하지 못하는 것 같다: 뉴럴링크 환자가 ‘마음’으로 로봇 팔을 조종하고 있다. 조이스틱도 아니고 근육 센서도 아니며 그의 생각일 뿐이다”라고 썼다.

이에 일론 머스크는 “맞다(True)”고 댓글로 답하면서 이 동영상의 의미를 확인시켜 주었다.

뉴럴링크의 이 동영상은 운영자의 신원을 비롯해 거의 아무것도 보여주지 않는다. 하지만 힌트는 뉴럴링크의 X 게시물 동영상 화면 왼쪽 위에 있었다. 여기에 뇌, 로봇 팔, 펜 이모티콘이 나란히 그려져 있어 ‘뉴럴링크가 뇌로 제어되는 로봇팔로 글자를 쓰는 데 성공했다’는 기술적 진전 내용을 암시하고 있다.

브레인칩으로 구동되는 로봇팔

컨보이 프로그램의 자세한 내용은 제한적으로 알려져 있지만, 지난달 31일 공개 동영상은 뇌-기계 인터페이스(BMI) 기술의 잠재적 혁신을 암시하기에 충분하다.

이 동영상 속 시연은 지난해 11월 26일 뉴럴링크가 발표한 뉴럴칩 이식에 따른 사지마비 장애인 자율성 회복 타당성 시험인 ‘Convoy’ 프로그램의 일부다. (뉴럴링크는 당시 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 연구에 진전을 보이면서 뇌 이식 및 로봇 팔에 대한 새로운 타당성 연구인 컨보이(Convoy) 프로그램에 대한 승인을 받았다고 발표했다.) 이 프로그램에는 뉴럴링크가 진행 중인 프라임(PRIME·Precise Robotically Implanted Brain-Computer Interface) 연구에 참여하는 사람들이 포함된다. (맨 아래 두 번째 동영상 참조)

컨보이 연구는 장애인, 특히 사지 조절 기능을 잃은 사지 마비 환자의 자율성을 회복하는 것을 목표로 한다.

뉴럴링크는 프라임 연구의 일환으로 사지 마비환자에게 외관상으로는 알기 어려운 작은 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 임플란트를 뇌영역의 ‘운동 계획’ 담당 부위에 삽입한다.

뉴럴링크는 자사 홈페이지에서 “프라임 연구는 완전 이식형 무선 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 위한 임상시험으로, 임플란트 및 수술 로봇의 안전성을 평가하고 사지마비 환자가 생각으로 외부 장치를 제어할 수 있도록 BCI의 초기 기능을 평가하는 것을 목표로 한다”고 밝히고 있다. (https://neuralink.com/patient-registry/us/)

뉴럴링크는 프라임 연구에 근위축성 측삭 경화증(루게릭병·ALS)이나 경추 척수 손상으로 인해 양손을 사용할 수 없거나 제한을 받는 장애인을 대상으로 머스크의 뉴럴링크 등록부에 가입하도록 초대했다.

이번 동영상은 지난해 1월 자사 최초의 인간 환자인 놀랜드 아바우의 뇌에 N1 칩을 이식한 후 노트북의 마우스 커서를 제어하는 데 성공한 이후 나온 것이다.

놀랜드 아바우는 지난 2016년 사고로 어깨 아래가 마비된 30세 남성으로 뉴럴링크가 브레인칩 이식을 했다. 그 과정에서 몇 가지 어려움이 있었지만 뉴럴링크는 임플란트 알고리즘을 수정해 민감도를 개선하고 다시 작동되도록 했다. 이후 일론 머스크는 지난해 8월에 올린 팟캐스트에서 두 번째 환자의 BCI 임플란트가 제대로 작동하고 있다고 말했다.

(놀랜드 아바우의 브레인칩 이식후 컴퓨터 커서 제어 성과 동영상은 맨아래 세 번째 동영상에서 볼 수 있다.)

뉴럴링크, 임상 시험 확대

뉴럴링크는 미국 너머로도 BCI 연구를 확대하고 있다.

뉴럴링크는 지난해 11월 캐나다 보건부(Health Canada)로부터 캐나다 국민에게 현재 개방된 캔 프라임(CAN-PRIME) 연구에 대한 승인도 받았다.

여러 매체 보도에 따르면 캐나다 신경외과 의사들은 BCI 장치 이식에 참여하길 원하는 신체마비 환자 6명을 모집하기 위해 규제당국의 승인을 요청하고 있다.

특수제작된 1.8톤 무게의 브레인칩 이식용 로봇은 각각 16개의 접점이 있는 64개의 전극을 환자 뇌의 ‘손 운동 영역’에 이식할 예정이다. 이 전극은 신경 활동을 전달해 사용자가 생각만으로 무선 연결된 장치를 제어할 수 있도록 한다.

BCI 제어 로봇을 더욱 정교하게 만드는 것을 목표로 하는 ‘Convoy’ 연구에 대한 자세한 내용이 조만간 추가로 나올 것으로 예상된다. 뉴럴링크는 연구가 진행됨에 따라 적절한 시기에 추가 업데이트가 공유될 것이라고 밝혔다.

뉴럴링크는 1년 내에 8명의 추가 환자에게 장치를 이식하고 임상 시험을 크게 확대할 계획이다. 이러한 확장은 뉴럴링크 칩의 기술의 효능과 안전성을 더 광범위하게 확인하는 데 중요한 첫 번째 단계가 된다.