뇌 - 컴퓨터 인터페이스를 이용해 어떤 근육도 움직일 수 없는 환자의 마음을 기록하다

 [테크M 독점제휴= MIT테크놀로지리뷰]

1995년 장-도미니크 보비는 그의 왼쪽 눈꺼풀을 제외한 모든 근 육과 목소리를 빼앗아간 뇌졸중을 겪었다. 한쪽 눈꺼풀을 이용해 그는 후일 영화화된 회고록 ‘잠수종과 나비’를 썼다.

보비처럼 약 간의 눈꺼풀 외에 모든 근육이 마비되는 것을 ‘감금증후군’이라고 부른다. 어떤 이들은 결국 눈꺼풀조차 움직일 수 없게 돼 세상 과 완전히 단절되며, 과연 그에 게 의식이 남았을지, 그렇다면 그가 여전히 살고자 하는 의지 가 있는지에 대한 의문을 갖게 만든다.

 최근 유럽의 과학자들은 뇌-컴퓨터 인터페이스를 이용해 루게릭병, 즉 근위축성 축색경 화증(ALS)으로 몸을 전혀 움직 일 수 없게 된 4명의 환자로부터 이 질문의 답을 얻는데 성공 했다고 밝혔다.

“나는 살고 싶다”는 문장에 대해 4명 중 3명이 그렇다고 답했다. 이들은 또한 “행복하세요?”라는 질문에 대해서도 그렇다고 답했다. 네 번째 환자인 23 세의 여성에게는, 그녀의 감정 상태에 대한 부모의 염려 때문에 이러한 질문을 하지 않았다.

 지금은 제네바에 위치한 와이스 생물 및 신경공학 연구소의 뇌과학자 닐스 버보머가 만든 이 뇌-컴퓨터 인터페이스는 머리에 쓸 수 있는 수영모자의 형태를 갖고 있다. 이 장치는 뇌에서 나오는 전기적 파동과 근적외선 분광학 기술을 이용해 혈류량의 변화를 측정한다.

 환자와의 소통이 이뤄지고 있다는 것을 확인하기위해 버보머 의 팀은 이들에게 약 열흘 동안 “당신은 베를린에서 태어났습니 다”, “파리는 독일의 수도입니다”와 같은 문장에 대해 답하도록 하면서 이들의 혈류량 패턴을 측정했다.

이 시스템은 우연보다는 훨씬 높은 값인 70%의 정답률을 꾸준히 기록했다.

 버보머는 “환자의 가족들이 엄청난 위로를 느꼈다”고 말한다. 가족들은 길게는 4년 동안 전혀 대화하지 못했던 이와 의사소통을 할 수 있게 됐고, 이들이 인공호흡장치를 달고도 계속 살고 싶어 한다는 것을 확인했다.

이들의 연구는 플로스 바이올로지에 실렸다. 2010년 영국의 뇌과학자 아드리안 오웬은 처음으로 뇌 특정 부위의 혈류량 변화를 통해 식물인간 상태로 기록된 이가 실제로 는 의식을 갖고 있음을 보고했다.

 미시간대학교에서 다이렉트 브레인 인터페이스 실험실을 이끄는 제인 허깅스는 네덜란드의 과학자들이 자국의 감금증후군 환 자가 15만 명 당 1명이 채 되지 않을 것이라고 추측하고 있지만 실제로 전 세계에 얼마나 많은 감금증후군 환자가 존재하는지는 아무도 알지 못한다고 말한다.

 어떤 이들은 눈동자를 거의 움직이지 못하기 때문에 혼수상태에 있다는 오진을 받기도 한다.

버보머와 그의 팀은 자신들의 장비가 누가 아직 의식을 갖고 있는지를 진단하는데 쓰일 수 있다고 말하며, 앞으로 감금증후군 환자들이 긍정과 부정을 넘어 알파벳을 선택해 의사를 표현할 수 있는 기술을 개발하기를 희망하고 있다.

<본 기사는 테크M 제51호(2017년 7월) 기사입니다>