[SNS 타임즈] AI 전문 기업 'The Deep View'가 발표한 최근 연구 동향에 따르면, 인공지능(AI)과 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술을 결합한 의료 응용이 전 세계적으로 주목받고 있다. 마비된 뇌졸중 환자가 생각만으로 로봇 팔을 조종하거나, 자폐 아동이 머릿속 생각으로 게임을 하며 치료받는 일이 현실이 되고 있다는 것이다.

두피 전극으로 뇌 신호 읽어 명령어 변환

뇌-컴퓨터 인터페이스는 두피에 부착한 전극을 통해 뇌의 전기 활동을 읽어들이고, AI가 이 신호를 외부 기기 조작 명령으로 번역하는 기술이다. 최근 연구들은 이런 비침습적 접근법이 뇌졸중 환자의 운동 기능 회복과 자폐 아동의 사회적 참여 활동에 도움이 된다는 점을 보여주고 있다.

캐나다 토론토의 홀랜드 블루어뷰 아동 재활병원 연구진은 자폐 아동을 대상으로 뇌-컴퓨터 인터페이스를 레크리에이션 치료에 성공적으로 활용했다. 아이들이 정신 집중을 통해 원격 조종 자동차를 조작할 수 있게 한 이 프로그램은 기존 치료법의 스트레스 없이도 주의력과 참여도 향상에 치료 효과를 제공했다.

뇌 신호 감지부터 피드백까지 5단계 과정

이 기술의 작동 원리는 다음과 같다.

먼저 두피의 전극이 뇌의 전기 활동을 수집한다. 이어 AI가 움직임이나 의도와 연결된 뇌 신호를 해석하고, 시스템이 정신 집중도에 따라 실시간 피드백을 제공한다. 이런 순환 과정을 통해 뇌가 특정 작업을 연습할 수 있게 되며, 몸이 아직 움직일 수 없어도 뇌 기능 향상이 계속 진행된다는 것이다.

지난 3월 발표된 18개 연구를 종합 분석한 리뷰 논문에서는 뇌-컴퓨터 인터페이스가 뇌졸중 재활에 상당한 가능성을 보인다고 밝혔다. 이 기술은 환자가 물리적으로 움직일 수 없어도 의도된 움직임과 연결된 뇌 신호를 감지하고, 신경 회복을 촉진하는 실시간 피드백을 제공한다는 점에서 주목받고 있다.

완전 마비 환자 30-50%에게 새로운 희망

기존 뇌졸중 재활 치료는 어느 정도 운동 기능이 남아있어야 가능했기 때문에, 심각한 마비 상태의 환자들에게는 치료 선택권이 매우 제한적이었다. 뇌-컴퓨터 인터페이스는 완전한 만성 마비 상태인 뇌졸중 생존자의 30-50%에게 뇌가 스스로 연습하고 잠재적으로 재배선할 수 있는 새로운 경로를 제공함으로써 희망을 주고 있다.

멜버른 대학교 연구진은 두개골 수술 없이 혈관을 통해 뇌 인터페이스를 삽입하는 '스텐트로드(Stentrode)'라는 혈관 내 접근법을 개척하고 있다. 이 장치는 뇌에 거의 보이지 않는 상태로 남아 거부 반응 위험을 줄이면서도 외부 기기를 직접적으로 신경 조작할 수 있게 해준다.

자폐증 응용 분야에서 이 기술이 주목받는 이유는 게임과 같은 흥미로운 인터페이스를 통해 아동의 주의를 지속시키면서 사회적 소통과 집중력 훈련 같은 치료적 목표를 동시에 지원할 수 있기 때문이다.

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