뇌 신호는 너무 복잡해서 밖에서 읽을 수 없다고들 믿어 왔다.
그런데 뇌-컴퓨터 인터페이스와 마비 환자를 다룬 논문은 2005년 2편에서 2025년 183편으로 늘었다.
이제는 마비된 사람의 뇌에서 문장을 읽어낼 수 있는가?
연구가 확인한 것
믿던 것과 달리, 뇌 신호는 이미 문장 단위로 읽히고 있다.
ALS 남성 참가자 한 명은 분당 평균 56단어 속도로, 총 183,060개 문장과 1,960,163개 단어를 의사소통했다.
화면에 나타난 단어를 말하게 한 공식 평가에서 그의 말하려는 시도는 125,000단어 어휘 기준으로 꾸준히 99%가 넘는 단어 정확도로 해독됐다.
혼자만의 성과가 아니다.
마비 환자 세 명에게 하나의 고밀도 피질전위 이식을 했더니, 그 뇌 신호로 말과 몸짓을 동시에 해독할 수 있음이 확인됐다.
여러 참가자의 피질 내 신호를 함께 학습한 모델은 개인별로만 학습한 것과 같거나 더 높은 성능을 냈고, 처음 보는 대상에도 짧은 적응만으로 맞춰졌다.
왜 그런가
어떻게 이런 일이 가능할까.
피질 내 전극 이식 참가자 두 명을 대상으로, 말하려는 크기에 따라 출력을 조절하는 폐쇄루프 크기 해독기를 만들었더니 실시간 정확도 94%가 나왔다.
즉 말의 '크기'라는 정보까지 뇌 신호에 남아 있다는 뜻이다.
뇌가 어떻게 이를 가능하게 하는지도 보인다.
사지마비 참가자 두 명의 일곱 개 뇌 영역을 살피니, 같은 신경 집단이 말과 쥐기 두 과제 모두에 관여하는 뒤섞인 선택성을 보였다.
말을 관장하는 회로와 손을 관장하는 회로가 따로 있는 게 아니라 겹쳐 있다는 점이, 하나의 이식으로 여러 행동을 읽는 근거다.
산업은 어디로
이 흐름은 이미 연구실 밖으로 나가고 있다.
최근 몇 년간 피질 내 장치가 말을 못 하는 신경손상 환자들에서 정확한 말-글자 및 말-소리 디코딩에 성공적으로 쓰였다.
말 신경보철은 말하려는 시도를 글자, 목소리, 얼굴 움직임으로 해독한다.
뇌자극 시스템, 뇌-컴퓨터 인터페이스, 말 신경보철 같은 뇌 이식 기기들이 개념 입증 단계에서 초기 임상 적용 단계로 옮아가고 있다.
내 몸에 적용하면
독자가 오늘 판단을 바꿀 지점을 관찰로만 짚어 본다.
피질에서 직접 말을 해독하는 것은 의사소통이 안 되는 사지마비 환자에게 완전한 의사소통을 회복할 새로운 치료법이 될 수 있다.
말·몸짓 병렬 해독기를 쓰면 참가자들이 말과 몸짓을 동시에 또는 따로 시도해 맞춤형 가상 아바타를 조작할 수 있었다.
사지마비 참가자 두 명에서는 모든 뇌 영역에서 쥐기 해독이 뚜렷했고, 소리 내지 않고 말하는 조건과 소리 내는 조건 모두에서 낱말 해독이 안정적으로 가능했다.
자물쇠가 잠긴 방에 편지를 쓰는 사람에게, 문틈으로 글자를 하나씩 받아 적는 창구가 생긴 것과 같다. 우리는 아직 방 안을 볼 수 없지만, 밖으로 나오는 글씨는 이미 읽을 수 있다.