中 사지마비 환자, 머리에 칩 심어 로봇손 움직여 작성일 04-21 44 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">[강석기의 뇌과학 리포트] 세계 첫 의료기기 승인… 손상된 신경 재활에도 도움</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="q9sQVd5TWN"> <p contents-hash="b6a1b60b0b81969291aa9805a4f99941f836e3039449b11bf35754cd6a5f8ee6" dmcf-pid="B2OxfJ1yla" dmcf-ptype="general"><strong>사람의 말과 생각, 감정과 행동은 뇌과학과 떼려야 뗄 수 없다. 보이지 않는 곳에서 은밀하게 우리를 움직이는 뇌. 강석기 칼럼니스트가 최신 연구와 일상 사례를 바탕으로 뇌가 만들어내는 마음의 비밀을 풀어준다.</strong></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="fb23f3c56fb21fa41ac2cbfe834fe65410dc00ed18013b63f3467cc62df1f52b" dmcf-pid="bVIM4itWSg" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="중국 기업 뉴라클이 개발한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 장치 ‘네오(NEO)’. 사지마비 환자 머리에 심은 칩이 뇌 신호 데이터를 분석해 장갑 형태의 로봇손으로 전달한다. 로봇손을 착용한 환자는 원하는 대로 손을 움직일 수 있다. 뉴라클메디컬테크놀로지 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/21/weeklydonga/20260421070303548xchp.jpg" data-org-width="925" dmcf-mid="zqFDNO4qlj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/21/weeklydonga/20260421070303548xchp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 중국 기업 뉴라클이 개발한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 장치 ‘네오(NEO)’. 사지마비 환자 머리에 심은 칩이 뇌 신호 데이터를 분석해 장갑 형태의 로봇손으로 전달한다. 로봇손을 착용한 환자는 원하는 대로 손을 움직일 수 있다. 뉴라클메디컬테크놀로지 제공 </figcaption> </figure> <div contents-hash="a67c6a348453b109760852903f610f31b16eb7b9be026c54a1ba4228ddff57ff" dmcf-pid="KfCR8nFYho" dmcf-ptype="general"> 영화 '슈퍼맨' 시리즈에서 초인의 모습을 멋지게 연기한 미국 배우 크리스토퍼 리브는 193㎝ 건장한 체구를 가지고 있었다. 1995년 승마 사고로 목을 다쳐 사지마비로 고생하다가 2004년 52세 나이에 심근경색으로 사망했다. 리브는 사고 이후 척추 연구 확대를 호소했고 말년에는 훗날 사기로 밝혀진 황우석 당시 서울대 교수의 환자맞춤형 배아줄기세포 치료에 큰 관심을 보이기도 했다. </div> <p contents-hash="7b6a743ec7830a831b33684f1643288f227d5c00244cae45a2393d8b6bf61162" dmcf-pid="94he6L3GhL" dmcf-ptype="general">사고로 목뼈나 등뼈, 허리뼈가 부러져 그 안에 있는 척수가 손상되면 뇌의 중추신경계와 몸의 말초신경계 간 연결이 끊겨 신호를 주고받지 못하게 된다. 결국 하반신 혹은 전신이 마비된다. 2000년대 들어 줄기세포 연구가 활발해지면서 손상된 척수 부위에 줄기세포를 주입하면 마비를 풀 수 있다는 희망이 생겼다. 그럼에도 암 발생 등 여러 위험 요인이 있어 줄기세포를 실제 치료에 쓰기까지는 넘어야 할 산이 많다.</p> <div contents-hash="46d3f3c0c9f9ad2cdfbe658b980900db1404a2b51edc1a475de7d6bffb09c5fa" dmcf-pid="28ldPo0HTn" dmcf-ptype="general"> <h4>기존에 없던 새로운 뇌파 수집 방식</h4>그런데 최근 사지마비 환자가 손을 움직일 수 있는 의료용 장치가 세계 최초로 중국에서 승인을 받았다. 줄기세포가 아니라 '네오(NEO)'로 불리는 동전 크기 칩으로, 중국 기업 뉴라클메디컬테크놀로지(뉴라클)가 개발했다. 네오는 목의 척수 손상으로 사지마비가 된 18~60세 환자가 사용할 수 있다. </div> <p contents-hash="a68a0bc2ea9368e040b399c1deeb5b2eaa7e4293749f0bf6aed15d011b1e7b9e" dmcf-pid="V6SJQgpXWi" dmcf-ptype="general">네오는 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface·BCI)다. 2000년대 들어 급속히 발전한 BCI는 뇌의 신경 신호를 읽어 외부 기기를 제어하거나 외부와 통신하는 기술이다. 2012년에 이미 뇌에 BCI 칩을 심은 마비 환자가 생각만으로 로봇팔을 조종해 텀블러를 집어 오고 빨대를 꽂아 커피를 마시는 연구 장면이 화제가 됐다. 이번 뉴라클의 네오는 연구를 넘어 실제 환자에게 적용되는 의료 장치라는 점에서 BCI 역사를 새로 썼다.</p> <p contents-hash="f3c7d54d850638c9274486940a93a554147daa635b0eb00e0f46cfcd2966bffc" dmcf-pid="fPvixaUZCJ" dmcf-ptype="general">뇌가 활동하면 신경세포가 발화해 전류가 발생한다. 그 결과로 나오는 파동 형태의 신호가 바로 뇌파다. 1924년 최초로 뇌파를 측정한 이래, 뇌파를 분석하면 뇌가 무엇을 하려는지 알 수 있을 거라는 아이디어가 나왔다. 하지만 아이디어를 실현하기는 어려웠다. 사람의 눈으로는 실시간으로 바뀌는 뇌파 데이터를 해석하기가 불가능하기 때문이다. 그런데 컴퓨터의 등장으로 1973년 뇌파를 분석하는 BCI 관련 연구가 본격적으로 진행됐다.</p> <p contents-hash="5b2df639ac213e6efabc59a9f59e685974ea1205503fa6a88b19bd2f9dc85940" dmcf-pid="4uc2z6yOCd" dmcf-ptype="general">BCI 장치는 20여 년 전 이미 활용성이 증명됐다. 2000년 사지가 마비된 원숭이의 대뇌 운동 영역에 칩을 심어 로봇팔을 작동하게 하는 데 성공했다. 2004년 사지마비 환자가 생각만으로 TV 채널을 바꾸고 인터넷 웹 서핑을 했다. 2014년 브라질월드컵 개막식에서는 머리에 헬멧을 쓴 하반신 마비 청년이 외골격 로봇을 착용한 채 시축하기도 했다.</p> <p contents-hash="0ffc06639eb684c020ccd94c44edcb180fcdcada64356d5720eb6dbfc20c8ce5" dmcf-pid="87kVqPWISe" dmcf-ptype="general">BCI 장치는 크게 두 가지 방식으로 연구됐다. 한 가지는 뉴런의 활동 데이터를 높은 해상력으로 얻고자 뇌에 칩을 직접 심는 방식이었다. 대중매체에 보도돼 화제가 된 대다수 연구가 이 같은 방식이다. 하지만 이러한 방식은 두개골을 열어 대뇌피질에 칩을 심는 과정에서 감염이나 발작 등 심각한 부작용을 일으킬 수 있었다. 실제로 2004년 BCI 장치로 TV 채널을 바꾼 환자의 경우 안전을 고려한 미국 식품의약국(FDA)의 권고에 따라 이듬해 장치를 제거했다.</p> <p contents-hash="fbe007f4981691582529088e6155a5dd08a8e2d4058cb261f2c1ad238b5fe185" dmcf-pid="6zEfBQYCCR" dmcf-ptype="general">또 다른 방식은 두피에 전극을 갖다 대 뇌파를 측정하는 것이다. 이러한 방식의 BCI 장치는 전극이 수십 개 달린 헬멧처럼 생겼다. 이 장치는 뇌 속으로 집어넣지 않아 비교적 안전하지만 두피와 뇌 사이를 가로막는 두개골 때문에 수집되는 신호 데이터의 해상력이 떨어진다. 오작동 위험성이 커지는 것이다. 또 장비를 착용하는 것도 번거롭다. 그래서 두 가지 방식 모두 아직 의료 제품으로 승인받지 못했다.</p> <div contents-hash="6a0ab23134a06e6b2bad8e1a344a048216265528bb4b215baa8591d3ee6f45cd" dmcf-pid="PqD4bxGhhM" dmcf-ptype="general"> <h4>두개골과 뇌 사이 공간에 전극 심어</h4>뉴라클의 네오는 위 두 가지 방식의 장점을 살린 새로운 유형의 BCI 장치다. 두피에 착용하는 장치처럼 안전하면서도 대뇌피질에 심는 칩만큼 높은 해상도의 뇌파를 얻기 위해 경막 바깥쪽에 전극을 심었다. 경막이란 두개골과 뇌 사이 공간에 있는 막을 가리킨다. </div> <p contents-hash="76e3c2806725a378c87b10b537f0c1ec1ac52e41508953556f3967796422b267" dmcf-pid="QBw8KMHlTx" dmcf-ptype="general">뉴라클 연구자들은 신체의 오른쪽 운동을 조절하는 부위인 뇌 왼쪽 일차감각운동피질 위 두개골에 동전 크기의 칩을 부착하고 전극을 아래로 빼 경막 바깥쪽에 심었다. 사지마비 환자가 오른손을 움직이는 생각을 할 때 발생하는 신호 데이터를 1초 동안 1000번 얻어 컴퓨터로 패턴을 분석한다. 이를 장갑 형태의 로봇손으로 전달하면 환자 뜻대로 손이 움직인다. 공개된 영상을 보면 네오를 시술한 환자가 장갑을 낀 오른손으로 물건을 집어 옮기거나 잔을 들어 물을 마신다.</p> <p contents-hash="34fda1f535c56df133c4726355fb286dd91a38a83e3742fc247a6ec8920dc1e4" dmcf-pid="xbr69RXShQ" dmcf-ptype="general">또 놀라운 점은 네오가 단순히 로봇손을 조종하는 데 그치지 않고 손상된 신경의 재활을 돕기도 한다는 사실이다. 수개월간 로봇손의 힘으로 손이 따라 움직이다 보면 신경이 되살아나 나중에는 장치 없이도 손이 조금씩 움직인다고 한다. 척수 손상으로 끊어진 신경이 어느 정도 복구됐다는 의미다.</p> <p contents-hash="050c107b7cac463bc0ba107aea322202db4ad127665e909b36698f9bd74d9678" dmcf-pid="yrbSsYJ6WP" dmcf-ptype="general">BCI 장치가 신경 재활 기능이 있다는 사실은 약 10년 전 처음 관찰됐지만 정확한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다. BCI 장치를 통해 뇌 신호에 따라 신체가 움직이면 손상 부위에서 말초신경계가 중추신경계로 보내는 상향 신호와 중추신경계가 말초신경계로 보내는 하향 신호가 만나 끊어진 회로를 다시 연결하는 것으로 연구자들은 추측한다. 크리스토퍼 리브가 아직 살아 있다면 이번 네오 사용 승인 소식을 누구보다 반기지 않았을까. </p> <p contents-hash="6930a58c3c06969f0418f28fe7de988cdee845da895776f5ce058c9dcec07153" dmcf-pid="WmKvOGiPy6" dmcf-ptype="general"><strong>강석기 칼럼니스트는… </strong>서울대 화학과 및 동대학원에서 공부했다. LG생활건강연구소 연구원, 동아사이언스 기자를 거쳐 2012년부터 과학칼럼니스트이자 프리랜서 작가(대표 저서 '식물은 어떻게 작물이 되었나')로 활동하고 있다.</p> <p contents-hash="1c9cc6dcce3949f2768ded9432e1154a743bb51c778808f8bfd10b4dda11d302" dmcf-pid="Ys9TIHnQy8" dmcf-ptype="general">강석기 과학칼럼니스트</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 주간동아. All rights reserved. 무단 전재, 재배포 및 AI학습 이용 금지</p> 관련자료 이전 방탄소년단 정국, 亞가수 최단 스포티파이 개인 계정 팔로워 2000만 명 돌파 '新기록' 04-21 다음 AI 제미나이 품은 구글 크롬 韓 상륙…"보고 있는 유튜브 바로 요약" 04-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
