△ 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이 주목받고 있다.

인간의 뇌 신호를 읽고 해석해 생각만으로 외부기기를 조절하거나 외부와의 의사소통을 가능하게 하는 '뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI, Brain-Computer Interface)' 기술이 2030년에 상용화가 될 것으로 기대되고 있다.

16일 정보통신기획평가원(IITP)가 최근 발간한 보고서 '이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 최신 동향 및 전망'에 따르면 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스는 뇌 과학뿐만 아니라 소재, 반도체, 바이오, 통신, AI, 임상, 로봇 등 다양한 첨단 기술이 모두 집약돼야 구현이 가능하므로 첨단 기술 경쟁력을 반영하고 있다.

뇌-컴퓨터 인터페이스는 크게 뇌 신호를 측정하는 센싱 기술, 측정된 뇌 신호로부터 사용자의 의도를 추론하는 해독(Decoding) 기술, 해독된 의도에 따라 외부환경과 상호작용하는 시스템 기술로 이루지고 있다.

이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 임상 연구 결과가 축적돼 다양한 환자군에서 장기간 실생활에서 사용되는 기술로 전개될 것으로 보이며 감각 기능을 복원하는 기술이 통합된 양방향 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이 차세대 임상 단계로 진입할 것으로 예측되고 언어, 기억, 의사결정 등 고위 인지기능을 복원하는 새로운 기술이 지속적으로 출현할 것으로 예상된다.

임상 시험 참가 환자의 가정에서 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 디지털 기기를 사용하는 것이 가능하나 아직 시범 연구 단계다.

전 세계 임상 연구 결과들이 축적되고 장기간 안정성이 검증되면 사용자가 일상에서 독립적으로 뇌-컴퓨터 인터페이스를 사용할 수 있게 될 전망으로 휠체어, 로봇 등 거동이 불편한 고령화 인구의 신체 기능 보조 기기와 연동되며 척추손상환자, ALS 등 일부 질환뿐만 아니라 다양한 질환군으로 확대되고 있다.

촉감 등 감각 정보를 뇌자극을 통해 대뇌에 직접 전달하는 인코딩 기술과 기존 운동 디코딩 기술이 통합된 양방향 기술 형태로 발전할 것으로 전망된다.

양방향 뇌-컴퓨터 인터페이스는 뇌로부터 정보를 '읽는' 디코딩 기술과 뇌에 정보를 '쓰는' 인코딩 기술로 구성된다. 

美 피츠버그 대학 연구팀은 양방향 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 실시간 로봇팔 제어 능력이 향상됨을 입증한 바 있다.

미래 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스는 고위 인지 기능을 복원하는 방향으로 발전 예상된다.

언어와 같이 복잡한 고위 인지 정보를 뇌 신호로부터 디코딩하여 AI를 통해 본인의 음성으로 합성, 발화할 수 있는 음성 뇌-컴퓨터 인터페이스(Speech BCI) 기술이 개발 중이다.

이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 시장은 2030년 이후부터 급속히 팽창, 의료기기로부터 시작해 점차 고령인구 대상 비의료 기술로 확대될 것으로 전망된다.

현재 뇌-컴퓨터 인터페이스 시장은 비침습형 기술이 우세지만 이식형 기술이 음성 복원 등 고성능 프리미엄 시장을 타깃으로 점차 성장할 것으로 보이며 현재는 임상 시험 단계이나 2030년 경에는 상용화된 제품을 구매 가능할 것으로 보인다.

생성형 AI나 BCI 파운데이션 모델 등의 첨단 AI 기술과의 융합을 통해 시스템 성능 혁신 이 기대된다.

보고서는 "국내 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 요소 기술력은 충분히 확보됐으나 인허가 규제로 인해 임상 연구는 전무하다"며 "지속적인 임상 연구를 위해서는 영장류 모델 기반 전임상 뇌-컴퓨터 인터페이스 플랫폼과의 파이프라인 구축이 필요하다"고 말했다.

보고서는 이어 "국내 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 생태계에 특화된 적용 분야 개발이 필요하다"며 "초기 투자가 중요한 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 산업 촉진을 위해서는 정부 지원이 필수적"이라고 덧붙였다.

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