뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)의 미래 (2023)

The Future of Brain–Computer Interfaces - IEEE Pulse

 

The Future of Brain–Computer Interfaces

저자 : Zara Abrams

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술 개요
BCI는 뇌와 외부 장치 간의 신호 교환을 가능하게 하여, 심각한 신경학적 문제를 가진 환자들에게 움직임, 언어, 감각 등의 기능을 복원하는 강력한 도구가 될 수 있다. BCI는 뇌 활동을 측정해 외부 장치로 전달하고, 이를 통해 동작을 수행하도록 하는 기술이다. 현재 ALS, 척수 손상, 뇌졸중, 폐쇄 증후군 환자들의 의사소통과 운동 기능을 복원하는 데 사용되고 있다.

기술적 혁신과 과제
BCI는 전극을 통해 뇌의 전기적 신호를 수집해 외부 장치에 전달하는 방식으로 동작한다. 침습형 BCI는 고해상도의 신호를 제공하지만, 감염 위험과 같은 부작용이 있을 수 있다. 최근 반도체와 통신 산업의 발전 덕분에 저비용으로 고밀도 전극 배열을 생산할 수 있게 되었으며, 3D 뇌 표면에 적합한 유연한 BCI 장치도 개발되었다. 이러한 기술적 혁신은 BCI의 신호 해독 능력을 향상시키고 있다.

운동 및 언어 복원
BCI 기술을 통해 마비된 환자가 로봇 팔을 조작하거나, 감각 피드백을 통해 손 움직임을 향상시키는 연구가 진행 중이다. 또한, 중증 신경 손상으로 언어 능력을 잃은 환자를 위해 뇌 활동을 기반으로 단어를 해독하는 ‘언어 신경 보철’ 기술도 개발되었다.

윤리적 및 규제상의 문제
BCI가 자유 의지에 미치는 영향, 사생활 보호 문제, 적절한 장치 사용 등에 관한 윤리적, 법적 과제가 남아 있다. 특히 자유 의지에 미치는 영향, 사생활 보호 문제 등이 주요 윤리적 쟁점으로 꼽힌다. 연구자들은 안전하고 효과적인 BCI 개발뿐만 아니라, 장치가 상업적으로 성공하면서도 환자들에게 공평하게 제공될 수 있도록 노력하고 있다.

미래 전망
BCI 기술은 환자들에게 획기적인 변화를 제공할 잠재력이 있으며, 연구자들은 환자와 보호자의 피드백을 반영해 더욱 실용적이고 안정적인 시스템을 개발하는 데 주력하고 있다. 현재의 성공 사례들은 중요한 출발점일 뿐이며, BCI의 가능성은 무궁무진하다.