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[%%IMAGE1%%] 속말을 읽을 수 있는 腦-컴퓨터 인터페이스(BCI)가 開發됐다.아직은 正確度가 일정하지 않고 文章이 아닌 單語를 읽어내는 初期 段階이지만, 말을 할 수 없는 사람들에게 有用한 意思疏通 道具로 發展해갈 수 있을 潛在力을 보여준 것으로 評價된다.美國 캘리포니아工大(칼텍) 硏究陣은 사람 腦의 個別 뉴런에서 나오는 信號를 實時間으로 記錄해 單語로 解讀하는 裝置를 開發했다고 國際學術誌 ‘네이처 人間 行動’에 發表했다.腦-컴퓨터 인터페이스는 行動이나 말과 關聯한 腦 信號를 解釋해 로봇 팔다리를 作動시키거나 音聲이나 文字로 轉換해 줌으로써 四肢 痲痹 患者나 말을 할 수 없는 사람들을 돕는 裝置를 말한다.只今까지 開發된 言語 解讀 裝置는 大部分 發聲에 使用되는 腦 部位의 信號를 읽어냈다는 點에서 一種의 音聲 解讀 裝置라고 볼 수 있다. 反面 칼텍 硏究陣이 이番에 開發한 것은 사람이 생각만으로 떠올린 單語 自體를 잡아낸다.硏究陣은 이番 實驗에서 旣存 裝置들에서는 試圖하지 않았던 頭頂葉(마루葉)의 모서리위이랑(supramarginal gyrus, 연상회)을 腦 信號 解毒 部位로 選擇했다. 頭頂葉은 觸感, 痛症 等 身體感覺 機能을 管掌하는 腦 領域이다.[%%IMAGE2%%] <div class="cont-midtitle type2">소리 내지 않고 말 할 때 活性化하는 腦 領域</div>腦 移植 칩을 심을 最高의 腦 部位를 가려내는 것은 속말을 解讀하는 데서 가장 重要한 課題 가운데 하나다. 硏究陣이 모서리위이랑의 뉴런 信號를 잡아내기로 한 理由는 過去 100餘件의 機能的 磁氣共鳴映像(fMRI) 硏究를 통해 소리를 내지 않고 말할 때, 그리고 두 單語의 脚韻(語節의 끝소리가 一致하는 것)을 맞출 때 이 領域이 活性化하는 것으로 確認됐기 때문이다. 또 이 領域은 美國 뉴욕大 醫大 硏究陣이 2022年 發表한 硏究에서 말을 意圖한 대로 잘 하도록 돕는 3가지 腦 領域 가운데 하나로 確認한 곳이기도 하다.모서리위이랑은 頭頂葉 內에 左右 兩쪽으로 2個가 있다. 硏究陣은 脊髓를 다친 두 實驗參加者의 왼쪽 모서리위이랑에 電極을 移植한 뒤 2週 後부터 實驗을 始作했다. 實驗參加者들은 팔다리는 움직이지 못하지만 말은 할 수 있는 狀態였다.硏究陣은 于先 參加者들에게 6個의 單語(戰鬪地, 카우보이, 緋緞뱀, 숟가락, 水營, 電話機)와 아무런 뜻이 없는 類似單語 2個를 말하도록 하면서 비엠아이를 훈련시켰다. 두 가지 類型의 單語를 訓鍊한 것은 意味의 有無가 腦 信號에 影響을 끼치는지 알아보기 위해서였다.그런 다음 이番엔 3日 동안 두 參加者에게 말을 하지 않고, 畵面에 標示된 單語를 말하는 想像을 하도록 했다. 實驗參加者들은 單語마다 몇次例씩 反復的으로 이런 訓鍊을 했다. 硏究陣은 參加者의 腦 活動 測定値와 컴퓨터 모델을 結合해 속말을 實時間으로 解讀했다.[%%IMAGE3%%] <div class="cont-midtitle type2">臨床 適用하려면 아직 갈 길 멀어</div>結果가 어떻게 나왔을까? 첫番째 參加者의 境遇엔 모든 單語의 腦 信號가 뚜렷이 區分돼 비시아이가 79%의 正確度로 識別해낼 수 있었다. 그러나 두番째 參加者는 숟가락과 水泳이라는 單語 程度만 뚜렷하게 反應해 正確度가 23%에 그쳤다. 各 單語마다 活性化하는 뉴런 數도 적었다.硏究陣은 “모서리위이랑 內에서 속말을 處理하는 過程에 關與하는 領域이 사람마다 다를 수 있다”고 말했다. 네덜란드 마스트리흐트臺 크리스티아 헤르프 敎授(컴퓨터神經科學)는 “以前 硏究를 보면 사람마다 주어진 課題를 想像하는 能力과 裝置를 制御하는 能力이 다르다”고 말했다.硏究陣은 또 속말을 하는 동안 活性化하는 뉴런의 82~85%는 參加者들이 입말을 할 때도 活性化하는 걸 發見했다. 그러나 一部 뉴런은 속말을 할 때만 活性化하거나 特定 單語에 實驗 때마다 다르게 反應했다.이番 硏究는 單一 뉴런을 통해 復讐의 사람한테서 속말을 解讀하는 成果를 보였지만 實際 臨床에 適用하기까지는 아직 갈 길이 멀다.속말을 解讀하는 데서 가장 큰 어려움은 腦 안에서 일어나는 일을 어떻게 解釋해야 할지 모른다는 點이다. 예컨대 腦가 속말을 音聲으로 表現하는지 아니면 意味로 表現하는지 確認할 수가 없다. 이를 가려내려면 더 많은 實驗이 必要할 것이라고 헤르프 敎授는 말했다.또 이番 實驗參加者들은 말을 할 수 있고 腦의 言語 領域도 穩全하다는 點에서, 이 技術이 말을 할 수 없는 사람들에게도 통할 수 있을지도 實驗을 통해 確認해 봐야 한다. 硏究陣은 다음 段階로 이 裝置가 알파벳 文字를 區別할 수 있는지 實驗할 計劃이다.*論文 情報https://doi.org/10.1038/s41562-024-01867-yRepresentation of internal speech by single neurons in human supramarginal gyrus.곽노필 先任記者 <a href="mailto:nopil@hani.co.kr">nopil@hani.co.kr</a>

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