[서울=뉴시스]강주연 인턴 기자 = 사람의 생각과 의도에 따라 컴퓨터 마우스나 로봇팔을 움직이는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI·Brain-computer interface) 기술이 발전하고 있다. 뇌에서 나오는 전기 신호를 읽어 기기에 전달하는 방식이다.

지난 24일 임창환 한양대 바이오메디컬공학과 교수는 유튜브 채널 'EBS 컬렉션 - 사이언스'의 채널 '취미는 과학'에 출연해 BCI 기술의 원리와 한계를 설명했다. 임 교수는 BCI 기술 사용을 위해서는" 뇌파 측정을 통해 행동의 의도를 파악해야 한다"며 무언가를 조작하거나 명령어를 만들어 내기 위해서는 구체적인 동작을 상상하는 뇌파가 필요하다"고 말했다.

임 교수는 BCI 기술의 실제 사례로 "뉴럴링크에서 뇌파로 로봇을 제어하는 것을 시연했다"고 전했다. "마우스 커서를 왼쪽이나 오른쪽으로 움직이거나 위아래로 이동하고 클릭하는 정도도 가능하다"며 "휠체어나 로봇팔도 조작할 수 있다"고 덧붙였다.

다만 이를 위해서는 실제로 몸을 움직이지 않고 동작을 상상하는 '운동 심상' 훈련이 필요하다. 임 교수는 "설명만 듣고 바로 운동 심상을 할 수 있는 사람은 전체 인구의 약 10%밖에 되지 않는다"며 대부분은 연습해야 한다고 설명했다. 훈련해도 뇌파 신호를 제대로 만들어 내지 못하는 사람은 BCI 분야에서 'BCI 문맹'으로 불린다.

사람마다 뇌파가 다르다는 점도 해결해야 할 과제다. 임 교수는 "사람마다 뇌파가 다르기 때문에 개인화해야 한다"며 여러 사람의 데이터를 학습한 딥러닝 모델을 활용하면 개인에게 맞는 기술을 더 빠르게 적용할 수 있다고 말했다.

최근에는 신체 움직임을 넘어 언어와 시각 정보를 해독하는 연구도 진행되고 있다. 임 교수는 "머릿속으로 말하는 것을 상상하면 그 말을 만들어 주는 기술"이라며 언어 BCI를 소개했다.

다만 인간의 복잡한 생각을 완전히 해독하는 단계에는 이르지 못했다. 임 교수는 "감각이나 운동과 관련된 신호는 어느 정도 해독할 수 있지만, 기억이나 언어, 추론, 느낌처럼 고위 인지 과정과 관련된 신호는 해독하기 어렵다"고 설명했다.

사람의 생각을 모두 읽어내는 데에 기술적 한계도 있다. 임 교수는 "생각을 읽으려면 머리 전체에서 나오는 신호를 받아내야 하는데 기술적으로 어려움이 있다"고 말했다. 방대한 신호를 처리하고 전송하는 데 필요한 전력 등도 해결해야 한다.

한편 뇌 활동 연구는 인간의 의식과 자유의지에 관한 질문으로도 이어진다. 임 교수는 "우리가 의식적으로 한다고 생각하는 많은 부분이 실제로는 무의식에 의해 이루어지지만, 그렇다고 자유의지가 아예 없거나 의식이 없는 것은 아니다"라고 말했다.


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