뇌로 필기 상상하면…문자 출력 성공했다

몸에 마비가 있는 사람의 뇌에 이식해 생각만으로 타이핑을 하거나 로봇팔을 조작하는 것 같은 걸 가능하게 해주는 기술이 개발되고 있다. 학술지 네이처에 발표한 연구에 따르면 머릿속에서 상상한 필기를 실제로 컴퓨터 화면에 출력하는데 성공했다고 한다. 따라서 손발이 움직일 수 없는 사람의 커뮤니케이션이 촉진되는 것으로 간주한다.

미국 하워드휴즈의학연구소 연구팀은 목 아래가 마비되어 움직일 수 없는 환자와 함께 실험을 실시했다. 연구팀은 환자에게 종이를 앞에 둔 펜을 든 모습을 상상하게 해 상상 속 종이와 펜으로 문자를 쓰도록 지시했다. 환자 뇌에 이식물이 포함되어 있으며 임플란트가 상상으로 문자를 쓸 때 활동을 감지하고 알고리즘이 문자별 활동 패턴을 디코딩해 출력하는 구조다.

실험에선 1분당 90문자를 출력했다. 실험에서 연구팀은 환자 운동 피질에 임플란트 2개를 삽입했다. 운동 피질은 운동 실행에 관여하는 대뇌 피질로 알려져 있으며 운동 피질에서 의도를 감지하는 건 운동 자체를 감지하는 것보다 명확한 신호를 낳을 가능성이 높다고 생각했다고 한다.

임플란트 2개에는 전극 200개가 설치되어 있었지만 모든 전극이 필기 감지에 나서는 건 아니다. 하지만 일부 전극은 전기 신호를 포착하고 연구팀은 문자마다 다른 신호 특징을 파악했다. 문자 하나에 대한 활동은 클러스터화되어 있으며 p와 b 또는 h와 n처럼 모양이 비슷한 문자는 가까운 클러스트가 형성될 수도 있는 것으로 나타났다고 한다.

결과적으로 미리 준비되어 있던 필기 출력 정확도는 94% 정도다. 또 자유로운 질의응답의 경우 속도는 조금 떨어져 분당 75문자 출력을 나타냈고 자동 보정 이후 오류 비율은 2% 증가했지만 전체적으로 허용 범위 내였다고 한다.

또 이번에 개발된 시스템은 실험 단계이며 프로토타입조차 없다고 밝혔다. 피험자가 1명이었기 때문에 다른 사람이 얼마나 시스템을 사용할 수 있을지 여부는 알 수 없다. 한편 이 시스템은 이전 임플란트 구동 시스템에 비해 큰 속도 향상이 있고 정밀도도 뛰어나 사용자 상호 작용을 더 원활하게 할 수 있다고 할 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.