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광 토포그래피에 의한 뇌와 인간과학의 새로운 전개

전문가 제언: ○ 인간의 인지기능(언어, 기억, 연산 등)과 행동을 좌우하는 뇌 기능을 해명할 뇌과학은 인류 최대의 미개척분야이다. 뇌과학은 주요 선진국에서 집중적으로 연구하고 있으며, 미래 선진국형 연구 분야이다. 국내에서도 정부가 지원하는 중요한 관심분야로 대두되고 있다.

○ 광 토포그래피는 근적외선이라는 인체에 나쁜 영향을 미치지 않는 빛으로 작업 중인 뇌의 움직임을 실시간으로 볼 수 있는 기술로, 이 기술은 의료용으로 널리 사용되어 왔다. 일본의 Hitachi는 2005년에 근위축성 사지 마비 환자가 이 장치를 이용하여 “예”, “아니오” 등 간단한 의사표현을 할 수 있도록 개발하여 시판한 바 있다.

○ 브레인-머신 인터페이스(BMI: Brain-Machine Interface)란 맨-머신 인터페이스(MMI)의 일종으로서 뇌의 신경활동을 입력신호로 하여 케이블 등을 매개로 컴퓨터에 입력하는 인터페이스이다. 이 BMI에는 두피에 전극을 장착하는 비침습식과 두피를 절개하여 전극을 그 안에 심는 침습식이 있다.

○ 미국Brown 대학의 John Donoghue 교수는 환자의 대뇌 피질 운동야에 전극을 심어 넣어, 움직이고자 하는 생각만으로 컴퓨터의 커서(cursor)를 움직이게 하는 실험이나 의수(義手)를 움직이게 하는 실험 등을 통해 뇌 신호를 손과 발의 근육에 전달하여 움직이게 하는 등의 브레인-머신 인터페이스 연구 성과를 의료 현장에 적용시키는 단계에 도달해 가고 있다.

○ 뇌와 기계의 상호작용을 적극적으로 활용하면 뇌의 활동이나 구조를 적극적으로 조작하여 바꾸어 나갈 수 있다. 이것이 앞으로 더욱 발전되어 뇌를 보다 좋은 방향으로 바꾸어 가는 구체적 방법이 명확해지면 손상된 뇌를 회복시키는 신경 재활도 비약적으로 발전되어 갈 것이고, 이로부터 뇌의 가소성이나 유연성도 더욱 명확해질 것이다.

저자: Atsushi Maki
자료유형: 학술정보