사지 마비 환자가 뇌 인공지능(AI) 임플란트 덕분에 팔다리의 감각을 되찾는 데 성공했다. 뇌와 몸, 척수 사이의 끊어진 신경 신호를 전자 신호가 대신했다.

인디펜던트는 2일(현지시간) 파인스타인 생체전자 의학 연구소 연구진이 마비된 사람의 뇌와 몸과 척수를 전기적으로 연결, 운동 능력과 감각을 회복하는 데 처음으로 성공했다고 보도했다.

이에 따르면 연구 책임자인 채드 부통 교수는 “연구 참여자가 팔이나 손을 움직이려고 생각하면, 우리는 척수를 충전하고 뇌와 근육을 자극해 연결을 살린 뒤 감각을 송신한다”고 설명했다.

실험에 참여한 45세의 키스 토마스는 2020년 다이빙 사고로 척추를 다쳐 가슴 아래쪽으로 감각을 느낄 수 없게 됐다. 그는 잃어버린 감각과 움직임을 회복하기 위해 AI 마이크로칩을 뇌에 이식하는 임상 실험에 지원했다. 수술 후 불과 몇 달 만에 손의 감각을 다시 느낄 수 있게 됐고, 장치를 끈 후에도 실험실 밖에서 손목과 팔 기능이 계속 개선되는 효과를 보고있다고 전했다.

수술을 위해 연구진은 먼저 토마스의 뇌를 MRI로 분석, 정교한 뇌 지도를 그리는 데만 수개월을 소비했다. 하지만 덕분에 팔 움직임과 손의 촉각을 담당하는 뇌 부위를 찾아낼 수 있었다. 15시간의 신경외과 수술을 통해 뇌 속에 신체 동작 관련 칩 2개와 손가락 감각을 제어하는 칩 3개를 이식했다. 머리 위에 뇌 속의 칩과 연결한 외부 입력 장치도 부착했다. 

수술 후 연구진은 뇌 신호를 신체 행동으로 해석할 수 있는 AI 프로그램을 뇌 속의 칩에서 가동했다. AI가 뇌 속에서 움직이려는 의지를 감지하면 신호로 변환해 척추와 팔에 부착한 수신기로 보낸다. 신호를 받은 수신기는 몸을 자극해 움직이도록 유도했다. 손끝과 손바닥에는 감지기를 붙여 감각 담당 뇌 부위에 감각 신호를 전송하기도 한다.

수술 4개월 만에 토마스는 마비됐던 손을 움직여 촉각을 다시 느낄 수 있게 되었다. 이제는 손을 잡을 수 있을 정도로 회복했으며, 실험에 참여하기 전보다 두 배 이상의 힘으로 팔을 움직일 수 있게 됐다.

연구진은 신기술 덕분에 약물을 사용하지 않고 뇌 신경 경로를 재건할 수 있었다고 강조했다.

토마스는 “솔직히 내가 살 수 있을지, 또 살고 싶은지조차 몰랐던 때가 있었다”며 “하지만 이제는 누군가 내 손을 잡아주는 것이 느껴진다. 이건 엄청난 힘이 된다”고 말했다.

박찬 기자 cpark@aitimes.com