뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 2년 실사용 정리 — 루게릭병 환자가 분당 56단어로 되찾은 일상

말을 잃은 사람이 2년 가까이 집에서 혼자 컴퓨터를 썼다. 옆에 연구원은 없었다.

미국 UC Davis 연구진이 만든 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이식받은 47세 남성 케이시 해럴(Casey Harrell)의 기록이다. 루게릭병(ALS)으로 목소리와 몸의 통제력을 잃은 그는 이 장치로 18만 3천 개의 문장을 만들어냈다. 연구 결과는 의학 학술지 Nature Medicine에 실렸다.

왜 하필 지금 이 논문인가

BCI라는 개념 자체는 새롭지 않다. 원숭이가 생각만으로 커서를 움직이는 영상은 20년 전에도 돌아다녔다. 진짜 문제는 늘 그 다음이었다. 성과 대부분이 연구실 안에서, 엔지니어가 옆에 붙어 장비를 조율해 주는 몇 시간짜리 세션으로 끝났다는 것.

이번 연구가 갈아치운 건 정확도 수치가 아니라 사용 환경이다. 해럴은 자기 집 거실에서, 거의 매일, 아무도 봐주지 않는 상태로 이 시스템을 켰다.

"수년간 BCI는 엄격히 통제된 연구실 안에서만 존재하는 개념 증명 장치였습니다. 이번 연구는 우리가 하나의 문턱을 넘었을 수 있다는 것을 보여줍니다."

— 데이비드 브랜드먼(David Brandman), 신경외과 전문의

숫자 네 개로 압축되는 2년

해럴 본인은 자신이 만든 문장의 92%를 "정확하거나 대체로 맞다"고 평가했다.

분당 56단어라는 값이 감이 잘 안 올 수 있다. 자연스러운 대화 속도(분당 150단어 안팎)에는 한참 못 미친다. 그런데 손가락으로 키보드를 두드리는 일반적인 타자 속도와는 견줄 만하다. 근육을 단 하나도 쓰지 않고 나온 속도라는 걸 얹으면, 숫자의 무게가 달라진다.

목소리를 되찾은 이야기가 아니다

여기서 한 번 짚고 가야 한다. 이런 뉴스에 흔히 따라붙는 "생각만으로 예전 목소리를 되찾았다"는 서사와 이번 결과는 다르다.

2023년 브랜드먼은 해럴의 좌측 중심전회(precentral gyrus)에 시험용 장치를 이식했다. 이 시스템이 하는 일은 두 갈래다.

• 말하기 BCI — 말하려 할 때 발생하는 신경 신호를 해독해 텍스트로 옮긴다
• 움직임 BCI — 같은 방식으로 마우스 커서를 움직인다

텍스트 입력과 커서 조작. 이 둘을 합치면 개인용 컴퓨터 한 대를 온전히 다룰 수 있다. 음성 합성으로 옛 목소리를 흉내 내는 기술이 아니라, 컴퓨터라는 창구를 통째로 돌려준 쪽에 가깝다. 덜 극적으로 들릴지 몰라도 실생활에서는 이쪽이 훨씬 쓸모 있다.

그가 2년 동안 실제로 한 일

이메일을 보냈다. 메시지를 썼다. 인터넷을 뒤졌다. 가족, 친구와 대화를 이어갔다.

그리고 일을 했다.

전신이 마비된 상태에서 직업 활동을 유지했다는 대목이, 이 논문에서 가장 조용하면서도 가장 센 문장이다. 신경과학자 세르게이 스타비스키(Sergey Stavisky)는 개선된 시스템 덕분에 연구원 지원 없는 가정 내 독립 사용이 가능해졌고, 99%대 정확도와 안정성이 2년 가까이 유지됐다고 설명했다.

기술 논문의 성과 지표는 보통 정확도나 속도다. 이번 건은 다르다. 성과 지표가 "혼자서, 매일, 계속 썼다" 는 사실 자체다.

UC Davis와 브라운대학교, 매스 제너럴 브리검 신경과학연구소가 함께 진행한 BrainGate2 임상시험은 지금도 참가자를 모집하고 있다.

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솔직히 이 연구에서 가장 눈길이 가는 지점은 99%라는 숫자가 아니다. 해럴 본인의 만족도 평가인 92%와 통제 테스트 99% 사이의 간극이다. 정돈된 어휘 목록을 놓고 시험하면 거의 완벽하지만, 실제 생활에서 튀어나오는 고유명사와 신조어, 급하게 끊어 치는 문장 앞에서는 오차가 생긴다는 뜻이다. 이 7%p의 틈이 곧 다음 연구가 매워야 할 과제다.

한국 독자 입장에서 더 현실적인 문제는 접근성 쪽이다. 이건 개두술이 필요한 침습형 시술이고, 감염 위험과 전극 신호가 시간이 지나며 나빠지는 문제를 함께 안고 간다. 국내에 루게릭병 환자가 수천 명 규모로 있지만, 이런 시술을 집도할 수 있는 인력과 이후 관리 체계, 건강보험 적용 여부까지 생각하면 논문 발표와 병원 도입 사이의 거리는 상당히 멀다. 비침습형 헤드셋 방식 연구가 국내에서 더 활발한 이유이기도 하다.

n=1이라는 점도 냉정하게 봐야 한다. 한 사람이 2년을 잘 썼다는 것과, 백 명이 2년을 잘 쓴다는 것은 완전히 다른 얘기다. 뇌 신호는 개인차가 크고, 해럴이 유독 해독하기 좋은 신호를 냈을 가능성도 배제할 수 없다. 뉴럴링크 같은 이름값 높은 프로젝트들이 시연 영상으로 화제를 모으는 사이, 이 연구팀은 2년치 가정 사용 데이터를 논문으로 냈다. 개인적으로는 후자 쪽이 이 분야를 실제로 전진시키는 방식이라고 본다.

정리하면

BCI는 이제 "가능한가"를 묻는 단계를 지났다. 3,800시간, 18만 3천 문장이라는 숫자가 그걸 증명했다. 남은 질문은 "누가 언제 쓸 수 있는가"로 옮겨갔고, 그건 기술보다 비용과 제도의 영역이다.

여러분이라면 어떨까요. 말을 되찾는 대가로 머리를 여는 수술을 받아야 한다면, 지금의 99%라는 숫자가 그 결정을 내리기에 충분한 근거일까요?

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