미국 하버드 의대 영상의학과 유승식(43) 교수와 김형민 박사, 고려대 박신석 교수(기계공학부) 연구진은 "인간의 뇌파를 초음파로 바꿔 쥐의 뇌에 전달함으로써 쥐 꼬리를 움직이게 하는 데 성공했다"고 3일 밝혔다. 연구 결과는 인터넷 국제학술지인 '플로스 원(PLoS ONE)' 4일 자에 실렸다.

사람이 어떤 생각을 하면 머리 표면에 흐르는 전기신호가 바뀐다. 연구진은 사람의 머리에 전기 센서가 붙어 있는 두건을 씌워 뇌파를 포착했다. 컴퓨터는 이 신호를 분석해 초음파 신호로 바꾸었다. 쥐의 뇌 운동중추에 이렇게 만든 초음파 신호를 보내자 쥐의 꼬리가 움직였다. 영화에서처럼 사람의 생각이 쥐의 뇌로 전달돼 동작을 만든 것이다. 연구진이 프로젝트 이름을 '아바타'라고 붙인 것도 그 때문이다.

고려대 박신석 교수는 "사람의 뇌 신호가 쥐의 뇌로 전달되는 '뇌-뇌 인터페이스(BBI·Brain-Brain Interface)'를 처음으로 구축한 것"이라고 말했다. 지난해 미국 브라운대 연구진은 사지마비 환자가 생각만으로 로봇 팔을 움직였다고 발표했다. 이는 생각을 기계에 연결한 '뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI·Brain Computer Interface)'다. 유 교수팀은 뇌파를 컴퓨터로 전달하는 BCI를 거쳐, 컴퓨터가 다시 이 신호를 쥐의 뇌로 전달하는 '컴퓨터-뇌 인터페이스(CBI·Computer Brain Interface)'를 추가했다. 결국 BCI와 CBI가 합쳐져 BBI가 된 것이다.

특히 공기 중으로 전달되는 초음파를 이용했기 때문에 이전처럼 사람이나 쥐의 뇌에 따로 전극이나 전선을 심는 수술이 필요 없어진 것도 큰 성과다. 유 교수는 "감각이나 운동과 같은 다양한 뇌 기능을 사람 사이에 공유할 수 있는 연구로 발전할 수 있는 가능성을 제시했다"며 "초음파의 안전성이 검증되면 건강한 사람의 뇌 신호를 환자의 뇌에 전달해 만성통증이나 우울증 같은 뇌 질환을 치료하는 연구도 진행할 것"이라고 밝혔다. 유 교수팀은 KIST 연구진과 이 연구를 추진 중이다.

물론 아직 가야 할 길이 멀다. 지난해 마비환자가 생각만으로 로봇 팔을 움직이기까지 5년 동안 컴퓨터 화면의 커서를 움직이는 훈련을 해야 했다. 유 교수팀도 아직은 "꼬리를 움직인다"는 생각 자체를 쥐의 뇌에 전달하지는 못했다. 단지 컴퓨터 화면에 깜빡이는 점을 볼 때 나오는 뇌파를 쥐가 꼬리를 움직이게 하는 스위치처럼 이용했을 뿐이다. 유 교수는 "컴퓨터 화면에서 오른쪽 다리를 움직이고 싶을 때는 오른쪽 점을 보게 하는 식으로 쥐의 동작을 조절하는 방법을 더욱 다양하게 발전시킬 수 있을 것"이라고 말했다.