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▲ 실험 참가자가 직접 눈으로 모니터를 보지 않은 채 미로게임을 하고 있다. 자기장을 통해 뇌에 자극을 주며 정보를 입력시키는 방식이다. (사진=워싱턴대학)
미래 사회를 배경으로 한 영화나 만화에서는 주인공의 뇌에 바로 접속해서 플레이하는 게임이나 진짜 같은 가상 현실이 등장합니다. 당연히 이런 일은 가까운 미래에 일어나기는 어렵지만, 과학자들은 뇌와 컴퓨터를 연결하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)개발을 위해서 많은 노력을 기울이고 있습니다.
물론 실감나는 게임 환경 조성을 위해서가 아니라 사지가 마비된 환자나 기타 장애를 지닌 환자를 위한 것입니다. 이미 초기적인 실험이 성공을 거두고 있어서 미래에는 눈이 보이지 않는 환자에게 전자 시력을 제공하고 팔다리를 사용하기 어려운 환자가 로봇 팔과 다리를 이용하게 될 날이 올지도 모릅니다.
워싱턴대학의 연구자들은 5명의 건강한 자원자를 대상으로 뇌에 바로 정보를 입력하는 연구를 진행했습니다.
이들이 사용한 방법은 경두개 자기 자극술로 본래는 자기장을 이용해서 환자를 치료하는 목적인 기기입니다. 연구팀은 이 장치를 이용해서 뇌를 수술하지 않고도 자기장의 힘으로 뇌의 특정 부분을 자극했습니다.
연구팀의 목표는 안구를 자극할 때 나타나는 안내 섬광(phosphene)과 비슷한 자극을 피험자에게 주는 것입니다.
참가자는 단순하지만 다양한 미로 게임을 진행합니다. 미로에서 선택할 방법은 앞으로 가거나 내려가는 것뿐이라 매우 단순하지만, 한 가지 문제가 있습니다. 눈으로 보지 않고 플레이를 해야 한다는 점입니다. 정보를 주는 것은 바로 자기장을 통한 전기 자극입니다.
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▲ 뇌에 직접 시각정보를 줘서 진행한 미로 탈출 게임. 아직까지는 뇌에 전달할 수 있는 정보는 작고 단순한 수준에 머물고 있는 상황이다. (사진=워싱턴대학)
실제 게임을 플레이한 결과 참가자들은 전기 자극 정보가 주어질 때 훨씬 빨리 미로를 탈출할 수 있었습니다. 이 방식은 단순하긴 하지만 뇌를 수술할 필요없이 비침습적으로 뇌에 직접 시각 정보를 주어 문제를 해결했다는 점에서 의의가 있습니다.
물론 아직은 장치가 매우 크고 전달할 수 있는 정보가 매우 적지만, 앞으로 의료 부분은 물론 가상 및 증강 현실에 적용될 가능성이 있습니다.
예를 들어 시력을 잃은 환자에서 큰 위험이나 장애물이 앞에 있을 때 번쩍이는 신호를 뇌에 주면 그게 뭔지는 몰라도 회피할 수 있습니다. 반대로 청력을 잃은 환자에서 차의 경적을 시각적 신호로 경고할 수도 있습니다. 더 나아가서는 영화 매트릭스처럼 뇌를 직접 연결해 사용자에게 완전한 가상현실을 제공할 수 있을지도 모릅니다. 물론 이 단계까지 진행하기 위해서는 아주 많은 연구가 필요할 것입니다.
아직 초보적인 수준의 정보 제공만 가능하지만, 앞으로 이런 연구가 결실을 거둬서 정말 도움이 필요한 사람들에게 보탬이 되기를 기대합니다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
