정의
BCI (Brain Computer Interface, 뇌-컴퓨터 인터페이스) 는 인간의 두뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 뇌파를 통해 컴퓨터를 제어하는 인터페이스 기술을 총칭한다. 뇌와 컴퓨터를 곧바로 연결해 물리적인 여러 조작 없이도 신경계를 통한 전류 자극만으로 가상환경을 조작하거나, 실제 피드백을 느끼는 것과 같은 감각을 제공하는 기술이다. 잘 활용하면 뇌와 컴퓨터만으로 모든 입출력이 이루어질 수 있는 완전 몰입형 가상현실을 구현 할 수 있다. 하지만. 아직까지는 기술적 한계, 안전성 문제로 상용화되지는 못한 상태이다.
현황
이 분야의 선두주자는 일론 머스크 등이 설립한 neuralink이다. 뉴럴링크는 3000개 이상의 전극을 심어 뇌 신호를 정확하고 빠르게 받는데 성공했다. 또 뇌에 문제를 일으킬 확률을 줄이기 위해 이식 로봇을 개발해 동물에게 19번 수술, 87%의 성공률을 보였다. 2025년까지 인간에게 사용가능한 제품을 출시한다고 하니 기대해봐도 좋겠다. 또 현재 BCI 연구는 뇌의 정보를 입력하는 것보다는 읽어내는 것에 초점을 맞추고 있다.
역사
신경정신과학자 한스 베르거가 뇌의 전기적 활동을 발견하며 뇌전도를 개발함으로써 BCI가 시작되었다. 1924년에 베르거는 뇌전도를 사용해 두뇌 활동을 최초로 기록하였고, 이를 분석하여 진동 신호를 식별하였다. 베르거는 뇌 질환과 뇌파의 상관관계를 분석하였다. 뇌전도는 뇌의 활동에 대한 완전히 새로운 연구 방법을 가능케 함으로써 뇌 연구를 위한 완전히 새로운 가능성을 열었다.
연구 분야
1.
의식장애 : BCI 를 활용해 혼수 상태, 식물인간, 등의 의식장애에 있는 사람들을 돕는 연구 방햘
a.
문제점: 의식장애 환자들은 시각기반 BCI 를 사용할 수 없음
b.
해결책: 청각이나 진동촉각에 기반한 BCI 활용 시도
2.
a.
장점: 피험자들이 운동을 시도하거나 상상할 때의 운동피질의 활성을 측정하여 BCI를 제공
i.
환자가 지시된 운동을 불이행하는 경우 이를 환자나 치료사에게 알려줄 수 있음
ii.
기능성 자극이나 가상 아바타로 피드백을 제공할 수 있음
b.
BCI 를 활용할 때의 장점: 험자들이 운동을 시도하거나 상상할 때의 운동피질의 활성을 측정하여 BCI를 제공
i.
환자가 지시된 운동을 불이행하는 경우 이를 환자나 치료사에게 알려줄 수 있음
ii.
기능성 자극이나 가상 아바타로 피드백을 제공할 수 있음
픽션 속의 BCI
•
공각기동대
◦
인간의 뇌에 기계를 연결한 인공신체를 소재로 한 SF 만화
•
매트릭스
•
신세기 에반게리온
1.
윤리적 문제는 덤.
2.
운동 기능 회복: 뇌졸중이나 부상 등으로 잃어버린 운동기능의 회복을 위해 BCI를 응용할 방안 연구