2023년 1월, 뇌공학 기업 싱크론은 중증 마비 환자들의 뇌에 ‘스텐트로드’라는 칩을 이식한 지난 2021년 수술이 성공적이었다고 발표했다. 같은 해 5월에는 테슬라의 일론 머스크가 설립한 뉴럴링크에서 미국 식품의약품안전처(FDA)로부터 임상시험을 승인받았음을 공개하며 2024년부터 ‘링크(Link)’ 이식 수술에 착수할 것이라고 발표했고, 10월에는 메타(구 페이스북)에서 사람의 뇌가 인식하고 처리하는 내용을 이미지로 재현해 내는 데 성공했다고 밝혔다. 

싱크론이 최근 아마존의 창업자 제프 베이조스와 마이크로소프트의 빌 게이츠로부터 지원을 받아 약 7,500만 달러의 투자금을 유치한 것을 넘어서, 커넬은 인간의 인지능력을 증강시키는 ‘해마 칩’의 연구개발을 목표로 이미 2억 3,000만 달러에 달하는 투자금을 유지했다고 발표했다. 하지만 이러한 파격적인 움직임과 급격한 변화의 중심에 뇌와 컴퓨터를 연결하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(brain-computer interface, BCI) 기술이 놓여 있음에도, 이 기술을 둘러싼 오해와 과장, 비난과 폄하가 한데 뒤섞여 있어서 비전문가가 그 실상을 파악하기란 쉽지 않다.

국내 최초로 뇌-컴퓨터 인터페이스를 연구하기 시작해 저명한 국제 학술지에만 200편 이상의 논문을 발표해 온 저자는, 이러한 몰이해를 걷어내기 위해 뇌-컴퓨터 인터페이스의 기본 원리부터 최신 현황, 가까운 미래 시나리오들을 제시한다. 뇌-컴퓨터 인터페이스는 왜 침습형 BCI와 비침습형 BCI라는 두 가지 트랙으로 기술 개발이 이루어지는 것이며, 각각의 장점과 단점은 무엇일까? 또한 이미 상용화된 뇌파 기기들은 무엇이고, 스텐트로드처럼 상용화를 앞두고 있는 기술들은 무엇일까? 

의사소통이 어렵거나 거동이 불편한 환자들을 위해 쓰이는 것에 그치지 않고, 교육, 게임, 스포츠, 문화 산업에는 과연 어떤 형태로 침투하게 될까? 최고의 뇌공학자들과 미래학자들은 BCI 기술이 어떤 미래를 가져다줄 것으로 예측하고 있을까? 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야의 최전선에서 15여 년간 연구해 온 저자는 가상 비서부터 인공 두개골, 뉴로피드백, 전자두뇌, 심부뇌자극 기계, 뇌-뇌 인터페이스에 이르기까지 거의 모든 주제를 망라하며 균형 잡힌 관점에서 이 모든 질문에 답한다.

뇌를 수정하고 강화하는 세상, 이미 시작된 유토피아/디스토피아
“당신의 뇌를 업그레이드하시겠습니까?”

2011년, 서던캘리포니아대학교의 시어도어 버거 교수는 쥐들에게 MK801이라는 약물을 주입했다. 약물을 주입받은 쥐들은 ‘지연 표본 불일치’라는 간단한 기억 측정 과제조차도 제대로 수행하지 못했는데, 버거 교수가 쥐들의 해마에 작은 칩을 이식하자 쥐들은 이전처럼 과제를 잘 수행해 냈다. 

이른바 ‘해마 칩’이 탄생한 순간이었다. 하지만 버거 교수는 여기서 멈추지 않고 후속 연구를 진행했는데, 이번에는 약물을 주입하지 않은 일반적인 쥐를 대상으로 하는 실험이었다. 해마 칩을 삽입한 쥐들은 그렇지 않은 쥐들에 비해 지연 표본 불일치 과제를 잘, 그것도 훨씬 더 잘 수행해 냈다. 

해마 칩을 인간에게 이식하면 어떤 일이 일어날까? 알츠하이머로 인해 기억력이 저하된 환자들뿐만 아니라, 기억 능력에 문제가 없는 일반인도 더 뛰어난 기억력을 가지게 될 것이라는 예상이 가능하다. 실제로 버거 교수 연구팀은 커넬을 통해 사람의 뇌에 이식 가능한 해마 칩을 개발하는 프로젝트를 착수했고, 커넬은 이로써 우리 돈으로 3,000억 원에 달하는 규모의 투자금을 유치했다고 알려져 있다.

이렇게 브레인 칩이나 뇌파를 통해 지능을 높이는 뇌공학 기술들은 현재 급격하게 발전하고 있다. 놀랍게도 베르니케 영역이나 배측전전두피질 같은 뇌 영역들을 활성화시킴으로써 집중력이나 암기력, 언어 이해 능력을 크게 향상시키는 기술은 이미 수년 내에 우리에게 적용할 수 있을 정도로 성숙한 상태다. 

또한 신경과학자들이 논문을 통해 “행복이라는 것이 버튼을 한 번 누르는 것만으로도 쉽게 얻어진다면 이는 과연 윤리적으로 아무런 문제가 없을까?”라는 질문을 던질 정도로, 전기 자극 하나로 괴로운 기억을 지우거나 우울감을 줄이고, 더 나아가 쾌락마저 생산해 내는 심부뇌자극 기계 역시 이미 상당한 수준에 이르렀다. 

4부 ‘비욘드 뇌-컴퓨터 인터페이스’에서는 이러한 인지능력 증강, 감정 완화/증폭 기술뿐만 아니라, 인공지능과 뇌를 연결하고, 뇌와 뇌를 연결하는 뇌 오노가이드, 뇌-뇌 인터페이스 기술들에 주목한다.

하루가 멀게 무서운 속도로 발달하는 인공지능과 뇌과학은 공학을 통해 과연 우리에게 어떤 미래를 가져다줄까? 책의 후반부에서는 최고의 뇌공학자들이나 뇌과학자들, 미래학자들의 입을 빌려, 장밋빛 전망만큼이나 어두운 앞날을 상기시키는 뇌-컴퓨터 인터페이스의 미래, 그리고 그에 따른 노동시장과 사회구조의 변화, 새로운 산업의 출현에 대한 네 가지 미래 시나리오들을 소개한다.

글. 우정남 기자 insight1592@gmail.com