뇌-컴퓨터 인터페이스(brain-computer interface, BCI)

BCI(Brain-Computer Interface)

뇌파 등 인간의 뇌 기능과 관련된 정보를 추출·해석하고 이를 활용해 컴퓨터, 휠체어, 로봇팔 등 외부 장치를 제어하는 기술

BCI기술이 발달하게 되면 전신마비 환자가 생각만으로 로봇팔을 움직여 물건을 집을 수 있게 된다. 조 프란시스·안준모 미국 휴스턴대 바이오의료공학과 교수팀은 원숭이의 뇌파를 분석해 원숭이의 의도를 97% 확률로 읽을 수 있는 BCI 시스템을 2019년 6월개발했다. 원숭이 네 마리의 운동과 연관된 뇌 영역인 일차운동피질에 가로세로 4㎜ 크기의 미세전극 칩을 이식했다. 이 칩은 뇌신경세포(뉴런) 신호 형태로 나타나는 원숭이의 생각을 읽을 수 있다.

뇌파로 말을 하는 기술도 개발 중이다. 지난 4월 에드워드 창 미국 캘리포니아대 신경외과 교수팀은 환자가 말할 때 나오는 뇌파를 음성언어로 합성시키는 AI 알고리즘을 개발했다. 기존 기술은 뺨의 근육을 움직여 1분간 최대 단어 10개를 컴퓨터에 입력할 수 있지만 이 기술은 보통 사람 수준인 150개까지 가능하다. 재미한인과학기술자협회(KSEA) 보고서에 따르면 BCI 기술은 중추신경계가 손상된 환자에게 유용하게 쓰일 수 있다.

완전히 소실된 중추신경계를 대체해 생각만으로 다양한 기기를 제어하거나 환자의 마비된 근육에 전기자극을 줘 중추신경계를 복구하는 게 가능하다. 급속한 고령화와 뇌질환 환자 증가로 장애가 생기는 사람이 늘어나는 추세라 BCI 기반 의료기기에 대한 수요는 커질 전망이다.

세계 BCI 시장 규모는 2022년 17억3000만달러가 될 전망이다. 아직 한국의 BCI 기술 수준은 미국 등 선진국보다 한참 뒤처진다는 평가를 받는다. 업계 관계자는 “한국의 BCI 기술은 선진국의 약 50% 수준이고 연구개발(R&D) 투자는 미국의 1%에 그치고 있다”며 “BCI는 2035년께 380억달러 규모로 성장할 전망이다”고 말했다.

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