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  • ‘마인드 컨트롤 로봇 팔’로 12년 만에 감각 되찾은 男

    ‘마인드 컨트롤 로봇 팔’로 12년 만에 감각 되찾은 男

    불의의 사고로 팔의 감각을 잃은 한 미국 남성이 일명 ‘마인드 컨트롤 로봇 팔’로 12년 만에 다시 감각을 느낄 수 있게 됐다. 라이브사이언스, 워싱턴포스트 등 현지 언론의 13일(현지시간) 보도에 따르면 올해 30살인 네이선 코프랜드라는 청년의 뇌에는 BCI(Brain Computer Interface)라 부르는 작은 칩이 이식돼 있다. 사람의 두뇌와 컴퓨터를 연결하는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’인 BCI는 코프랜드의 끊어진 척수와 로봇 팔을 연결해주는 역할을 한다. 미국 피츠버그 대학 의료센터(UPMC) 연구진은 최근 코프랜드와 로봇 팔을 연결한 뒤 로봇 손과 코프랜드의 감각이 얼마나 연결됐는지를 살피는 테스트에서, 코프랜드는 84%의 감각 정확도를 보였다고 밝혔다. 즉 눈을 가리고 로봇 팔에 얼얼하거나 따끔거리거나 압력을 가하는 등의 다양한 자극을 줬을 때, 또 각각의 로봇 손가락을 짚은 뒤 어느 손가락인지를 맞추는 테스트를 했을 때 정답을 말한 비율이 84%에 달했다는 것. 연구진이 로봇 팔을 간질이자, 코프랜드는 웃으며 연구진에게 “방금 한 것이 간지럼이 맞느냐”고 묻기도 했다. 코프랜드가 팔에 감각을 느낀 것은 무려 12년 만의 일이다. 그는 2004년 18살 때, 빗길에 운전을 하던 중 교통사고가 발생하면서 척추에 심각한 손상을 입었다. 이 사고로 그는 팔 아래쪽과 다리를 움직이지 못하게 됐고, 일상의 모든 면에서 타인의 도움을 받는 생활을 해야만 했다. 그러던 중 피츠버그대학 연구진과 인연이 닿은 그는 감각을 관장하는 자신의 뇌 부위에 셔츠 단추의 절반 크기 정도 되는 작은 칩을 이식하는 수술에 동의했다. 이식수술을 받은 지 약 한 달 후부터 그는 감각을 느끼기 시작했다. 이 로봇 팔은 코프랜드의 뇌에 이식된 칩과 연결이 돼 있어 로봇 팔이 느끼는 것을 코프랜드도 느낄 수 있다. 팔 뿐만 아니라 손등과 손의 감각까지도 느낄 수 있다는 것이 특징이다. 연구진은 “현재 환자는 매우 안정적으로 감각을 느끼고 있다. 감각을 증폭시키는데에는 수 개월의 훈련과 연구가 더 필요할 것”이라면서 “궁극적인 목표는 환자가 마치 자신의 원래 팔과 손을 쓰는 것처럼 느끼게 하는 것”이라고 설명했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 신체마비 12년…로봇 팔 달고 감각 되찾은 男

    신체마비 12년…로봇 팔 달고 감각 되찾은 男

    불의의 사고로 팔의 감각을 잃은 한 미국 남성이 일명 ‘마인드 컨트롤 로봇 팔’로 12년 만에 다시 감각을 느낄 수 있게 됐다. 라이브사이언스, 워싱턴포스트 등 현지 언론의 13일(현지시간) 보도에 따르면 올해 30살인 네이선 코프랜드라는 청년의 뇌에는 BCI(Brain Computer Interface)라 부르는 작은 칩이 이식돼 있다. 사람의 두뇌와 컴퓨터를 연결하는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’인 BCI는 코프랜드의 끊어진 척수와 로봇 팔을 연결해주는 역할을 한다. 미국 피츠버그 대학 의료센터(UPMC) 연구진은 최근 코프랜드와 로봇 팔을 연결한 뒤 로봇 손과 코프랜드의 감각이 얼마나 연결됐는지를 살피는 테스트에서, 코프랜드는 84%의 감각 정확도를 보였다고 밝혔다. 즉 눈을 가리고 로봇 팔에 얼얼하거나 따끔거리거나 압력을 가하는 등의 다양한 자극을 줬을 때, 또 각각의 로봇 손가락을 짚은 뒤 어느 손가락인지를 맞추는 테스트를 했을 때 정답을 말한 비율이 84%에 달했다는 것. 연구진이 로봇 팔을 간질이자, 코프랜드는 웃으며 연구진에게 “방금 한 것이 간지럼이 맞느냐”고 묻기도 했다. 코프랜드가 팔에 감각을 느낀 것은 무려 12년 만의 일이다. 그는 2004년 18살 때, 빗길에 운전을 하던 중 교통사고가 발생하면서 척추에 심각한 손상을 입었다. 이 사고로 그는 팔 아래쪽과 다리를 움직이지 못하게 됐고, 일상의 모든 면에서 타인의 도움을 받는 생활을 해야만 했다. 그러던 중 피츠버그대학 연구진과 인연이 닿은 그는 감각을 관장하는 자신의 뇌 부위에 셔츠 단추의 절반 크기 정도 되는 작은 칩을 이식하는 수술에 동의했다. 이식수술을 받은 지 약 한 달 후부터 그는 감각을 느끼기 시작했다. 이 로봇 팔은 코프랜드의 뇌에 이식된 칩과 연결이 돼 있어 로봇 팔이 느끼는 것을 코프랜드도 느낄 수 있다. 팔 뿐만 아니라 손등과 손의 감각까지도 느낄 수 있다는 것이 특징이다. 연구진은 “현재 환자는 매우 안정적으로 감각을 느끼고 있다. 감각을 증폭시키는데에는 수 개월의 훈련과 연구가 더 필요할 것”이라면서 “궁극적인 목표는 환자가 마치 자신의 원래 팔과 손을 쓰는 것처럼 느끼게 하는 것”이라고 설명했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [송혜민 기자의 월드 why] 손가락 크기 우주선·정찰기, 먼지만 한 인체 삽입용 센서…‘인류 혁명’과 ‘킬러버그’ 사이

    [송혜민 기자의 월드 why] 손가락 크기 우주선·정찰기, 먼지만 한 인체 삽입용 센서…‘인류 혁명’과 ‘킬러버그’ 사이

    영화 ‘맨인블랙’에서는 주인공이 그야말로 손가락만큼이나 작은 권총을 본 뒤 비웃지만, 이 무기의 위력에 화들짝 놀란 후 감탄하는 장면이 나온다. 작은 고추가 맵다는 속담을 입증한 대표적인 장면으로 꼽히는데, 작은 것에 푹 빠진 것은 비단 영화 속 주인공만은 아니다. 세계는 그야말로 ‘초소형 전쟁’ 중이다. 분야를 가리지 않고 작게, 더 작게 만들기 위한 노력이 끊이지 않는다. 일명 ‘초소형화’에서 유독 관심을 보이는 분야는 과학과 의학, 군사 등으로 꼽힌다. 이들의 ‘초소형을 향한 집착’은 어떤 결과를 낳았으며 어떤 미래를 가져다줄까. ●과학·의학·군사 분야의 장밋빛 미래 초소형 기술은 단 시간에 우주를 여행할 수 있게 도와줄 것으로 기대를 모으고 있다. 영국의 천재 천체물리학자 스티븐 호킹 박사와 러시아의 부호 유리 밀너, 마크 저커버그 페이스북 최고경영자가 주도하는 ‘브레이크스루 스타샷’ 프로젝트팀이 발표한 인류 최초의 ‘항성 간 여행’ 일명 인터스텔라 트래블에는 초소형 우주선이 필수 도구로 등장한다. 이 프로젝트의 목표는 초소형 우주선 1000여개를 최종 목적지이자 태양계에서 4.37광년 떨어진 알파센타우리로 보내는 것인데, 현존하는 최첨단 우주선을 이용해도 3만년이 걸리는 엄청난 거리다. 하지만 개당 무게가 20g에 불과한 초소형 우주선 ‘나노크래프트’를 이용한다면 이야기는 달라진다. 나노크래프트는 스마트폰 크기의 초소형 우주선으로, 기존 우주선보다 크기가 수만 배는 작은 만큼 무려 1000배나 빨리 알파센타우리로 접근할 수 있다는 장점이 있다. 크기가 작아졌다고 해서 있어야 할 것이 없는 것은 아니다. 손바닥보다 작은 이 우주선은 빛을 반사하는 얇은 돛과 카메라, 전원장치, 항법 및 통신장비까지 갖추고 있다. 준비부터 발사까지 20년가량이 소요될 것으로 예상된다. 군사 분야 역시 초소형 무기에 열을 올리고 있다. 적의 눈에 띄지 않을 만큼 작으면서도 첨단 기술을 탑재한 ‘맵고 작은 고추’를 만들기 위한 각국의 노력이 끊이지 않는다. 역시 선두는 미국이다. 미군은 올해 8월 초 주머니에 쏙 들어가는 크기의 초소형 드론을 무기화하는 테스트를 성공적으로 마쳤다. 일명 ‘블랙 호닛’이라는 이름의 이 드론은 크기 20×9×5㎝, 무게 18.25g에 불과하며, 작은 몸체에 적외선 카메라 3대를 장착하고 있어 반경 2.4㎞ 이내 적의 동태를 실시간으로 전송한다. 외형은 장난감 헬리콥터와 매우 유사하다. 성인의 손바닥보다 작고 주머니에 쏙 들어갈 수 있을 정도의 크기여서, 정찰 비행 중에도 노출될 가능성이 매우 낮다는 것이 미군의 설명이다. 미군 고위 관계자가 “블랙 호닛은 근거리에서 살펴봤을 때에도 새가 날아다니는 것으로 보일 만큼 위장이 쉽다. 당장 전투에 투입돼도 손색이 없을 것”이라고 평가한 만큼 실전 배치가 멀지 않을 것으로 예상된다. 여기에 인공지능(AI)의 빠른 발전 속도는 더욱 작고 정밀하며 똑똑한 무기 개발을 가능케 할 것이라는 추측이 지배적이다. 의학계도 초소형 열풍에서 무관하지 않다. 해외에서는 이미 길이 3㎜, 너비 1㎜에 불과한 인체 삽입용 무선 센서가 개발됐다. 미국 UC버클리 연구팀이 개발한 이것을 뇌나 신경 등 인체에 삽입하면 사용자는 이물감을 전혀 느끼지 않는 동시에 센서가 이식된 부위의 장기 활동을 실시간으로 관찰할 수 있는 기술이다. 이를 ‘뉴럴 더스트’(Neural Dust), 일명 신경 먼지라 부르는데, 연구진은 궁극적으로 머리카락 절반 두께에 불과한 버전을 만들기 위해 지금 이 순간에도 구슬땀을 흘리고 있다. 이처럼 다양한 분야에서 이뤄지는 초소형 경쟁은 인류에게 다양한 편의를 가져다준다. 군사 분야의 초소형 무기 개발은 인명 피해를 최대한 줄여줄 것이며, 정보기술(IT)과 우주과학 분야의 초소형 기술은 이제껏 상상하지 못했던 그야말로 ‘신세계’를 가져다줄 것이다. 의학계의 초소형 기술은 더 많은 생명을 살리는 데 일조할 것이 분명하다. 하지만 이렇게 인류와 세계에 착하기만 할 것 같은 초소형 기술에도 이면은 있다. 동전의 양면처럼 말이다. ●예상치 못한 오류 땐 잿빛 미래 우려 초소형 기술의 발달로 인류는 더 많은 혜택을 입게 되겠지만, 동시에 예상치 못한 ‘버그’가 가져다줄 부작용도 무시할 수 없다. 일각에서는 이러한 우려가 ‘소설’에 불과하다고 일축하기도 하지만, 이미 인류는 위에 나열한 다양한 기술이 영화나 소설 속 한 장면에서 현실이 된 것을 목격했다. 예컨대 웨어러블 기기의 발달을 넘어 신체에 직접 칩을 이식해 생활의 편의를 도모하는 기술에서 심각한 오류가 발생한다면, 인류는 생물학적 바이러스가 아닌 악성코드로 인한 실제 좀비를 눈앞에서 마주할 수 있다. 철저하게 프로그래밍 된 AI가 접목된 칩에서 발생한 오류 또는 일순간 판단의 실수는 누구도 통제할 수 없는 새로운 형태의 공포를 불러일으킬 수 있다는 뜻이다. 군사 분야의 초소형 무기 개발은 결국 보다 손 쉬운 살상과 전쟁으로 이어질 수 있고, 눈에 보이지 않는 작은 카메라와 움직임을 감지하는 센서는 끊임없는 감시와 사생활 침해를 낳을 수도 있다. 회사와 집, 화장실 등 모든 공간이 누구에게나 노출된 공간이자 동시에 창살 없는 감옥이 될 수도 있다는 우려가 나오는 이유다. 상상 그 이상의 기술 발달 속에서 인류는 영원히 완벽한 존재를 찾지도, 만들지도 못했다. 그러므로 인류를 위한 세계의 ‘초소형 홀릭’에는 분명한 ‘고장’이 존재할 가능성이 있다. 이 때문에 초소형 기술의 발달이 다양한 것을 작아지게 하는 동시에 이를 올바르게, 정확하게 활용하려는 인류의 의지는 커져야 마땅하다. huimin0217@seoul.co.kr
  • [송혜민의 월드why] 우주선부터 무기까지…‘초소형’에 빠진 세계

    [송혜민의 월드why] 우주선부터 무기까지…‘초소형’에 빠진 세계

    영화 ‘맨인블랙’에서는 주인공이 그야말로 손바닥 만큼이나 작은 권총을 본 뒤 비웃지만, 이 무기의 위력에 화들짝 놀란 후 감탄하는 장면이 나온다. 작은 고추가 맵다는 속담을 입증한 대표적인 장면으로 꼽히는데, 작은 것에 푹 빠진 것은 비단 영화 속 주인공만은 아니다. 세계는 그야말로 ‘초소형 전쟁’ 중이다. 분야를 가리지 않고 작게, 더 작게 만들기 위한 노력이 끊이지 않는다. 일명 ‘초소형화’에서 유독 관심을 보이는 분야는 과학과 의학, 군사 등으로 꼽힌다. 이들의 ‘초소형을 향한 집착’은 어떤 결과를 낳았으며 어떤 미래를 가져다줄까. #과학, 의학, 군사 분야의 초소형 기술이 가져다 줄 장밋빛 미래 초소형 기술은 단 시간 만에 우주를 여행할 수 있게 도와줄 것으로 기대를 모으고 있다. 영국의 천재 천체물리학자 스티브 호킹 박사와 러시아의 부호 유리 밀너, 마크 저커버그 페이스북 최고경영자가 주도하는 ‘브레이크스루 스타샷’(Breakthrough Starshot) 프로젝트팀이 발표한 인류 최초의 ‘항성 간 여행’ 일명 인터스텔라 트래블(interstellar travel)에는 초소형 우주선이 필수 도구로 등장한다. 이 프로젝트의 목표는 초소형 우주선 1000여개를 최종 목적지이자 태양계에서 4.37광년 떨어진 알파 센타우리로 보내는 것인데, 현존하는 최첨단 우주선을 이용해도 3만 년이 걸리는 엄청난 거리다. 하지만 개당 무게가 20g에 불과한 초소형 우주선 ‘나노크래프트’를 이용한다는 이야기는 달라진다. 나노크래프트는 스마트폰 크기의 초소형 우주선으로, 기존 우주선보다 크기가 수 만 배는 작은 만큼 무려 1000배나 빨리 알파 센타우리로 접근할 수 있다는 장점이 있다. 크기가 작아졌다고 해서 있어야 할 것이 없는 것은 아니다. 손바닥보다 작은 이 우주선에는 빛을 반사하는 얇은 돛과 카메라, 전원장치, 항법 및 통신장비까지 갖추고 있다. 준비부터 발사까지 20년가량이 소요될 것으로 예상된다. 군사 분야 역시 초소형 무기에 열을 올리고 있다. 적의 눈에 띄지 않을 만큼 작으면서도 첨단 기술을 탑재한 ‘맵고 작은 고추’를 만들기 위한 각국의 노력이 끊이지 않는다. 역시 선두는 미국이다. 미군은 올해 8월 초 주머니에 쏙 들어가는 크기의 초소형 드론을 무기화하는 테스트를 성공적으로 마쳤다. 일명 ‘블랙 호넷’이라는 이름의 이 드론은 크기 20×9×5㎝, 무게 18.25g에 불과하며, 작은 몸체에 적외선 카메라 3대를 장착하고 있어 반경 2.4㎞ 이내 적의 동태를 실시간으로 전송한다. 외형은 장난감 헬리콥터와 매우 유사하다. 성인의 손바닥보다 작고 주머니에 쏙 들어갈 수 있을 정도의 크기여서, 정찰 비행 중에도 노출될 가능성이 매우 낮다는 것이 미군의 설명이다. 미군 고위 관계자가 “블랙 호넷은 근거리에서 살펴봤을 때에도 새가 날아다닌 것으로 보일 만큼 위장이 쉽다. 당장 전투에 투입되도 손색이 없을 것”이라고 평가한 만큼 실전배치가 멀지 않을 것으로 예상된다. 여기에 인공지능 AI의 빠른 발전 속도는 더욱 작고 정밀하며 똑똑한 무기 개발을 가능케 할 것이라는 추측이 지배적이다. 의학계도 초소형 열풍에서 무관하지 않다. 해외에서는 이미 길이 3㎜, 너비 1㎜에 불과한 인체삽입용 무선 센서가 개발됐다. 미국 UC버클리 연구팀이 개발한 이것을 뇌나 신경 등 인체에 삽입하면 사용자는 이물감을 전혀 느끼지 않는 동시에, 센서가 이식된 부위의 장기 활동을 실시간으로 관찰할 수 있는 기술이다. 이를 ‘뉴럴 더스트’(Neural Dust), 일명 신경 먼지라 부르는데, 연구진은 궁극적으로 머리카락 절반 두께에 불과한 버전을 만들기 위해 지금 이 순간에도 구슬땀을 흘리고 있다. 이처럼 다양한 분야에서 이뤄지는 초소형 경쟁은 인류에게 다양한 편의를 가져다준다. 군사 분야의 초소형 무기 개발은 인명피해를 최대한 줄여줄 것이며, IT와 우주과학 분야의 초소형 기술은 이제껏 상상하지 못했던 그야말로 ‘신세계’를 가져다 줄 것이다. 의학계의 초소형 기술은 더 많은 생명을 살리는데 일조할 것이 분명하다. 하지만 이렇게 인류와 세계에 착하기만 할 것 같은 초소형 기술에도 이면은 있다. 동전의 양면처럼 말이다. #예상치 못한 오류와 불완전성…잿빛 미래 우려 초소형 기술의 발달로 인류는 더 많은 혜택을 입게 되겠지만, 동시에 예상치 못한 ‘버그’가 가져다 줄 부작용도 무시할 수 없다. 일각에서는 이러한 우려가 ‘소설’에 불과하다고 일축하기도 하지만, 이미 인류는 위에 나열한 다양한 기술이 영화나 소설 속 한 장면에서 현실이 된 것을 목격했다. 예컨대 웨어러블 기기의 발달을 넘어 신체에 직접 칩을 이식해 생활의 편의를 도모하는 기술에서 심각한 오류가 발생한다면, 인류는 생물학적 바이러스가 아닌 악성코드로 인한 실제 좀비를 눈앞에서 마주할 수 있다. 철저하게 프로그래밍 된 AI가 접목된 칩에서 발생한 오류 또는 일순간 판단의 실수는 누구도 통제할 수 없는 새로운 형태의 공포를 불러일으킬 수 있다는 뜻이다. 군사 분야의 초소형 무기 개발은 결국 보다 손 쉬운 살상과 전쟁으로 이어질 수 있고, 눈에 보이지 않는 작은 카메라와 움직임을 감지하는 센서는 끊임없는 감시와 사생활 침해를 낳을 수도 있다. 회사와 집, 화장실 등 모든 공간이 누구에게나 노출된 공간이자 동시에 창살없는 감옥이 될 수도 있다는 우려가 나오는 이유다. 상상 그 이상의 기술 발달 속에서 인류는 영원히 완벽한 존재를 찾지도, 만들지도 못했다. 그러므로 인류를 위한 세계의 ‘초소형 홀릭’에는 분명한 ‘고장’이 존재할 가능성이 있다. 때문에 초소형 기술의 발달이 다양한 것을 작아지게 하는 동시에, 이를 올바르게, 정확하게 활용하려는 인류의 의지는 커져야 마땅하다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • “축구입장권, 이제 피부에 심으세요”

    “축구입장권, 이제 피부에 심으세요”

     “축구입장권, 이제 피부에 심으세요”  창단 114년을 맞은 아르헨티나 프로축구 아틀레티코 티그레가 경기장 입장권을 칩으로 만들어 피부에 이식하는 ‘패션 티켓(Passion Ticket)’을 발매해 눈길을 끌고 있다. AFP 통신은 27일 “티그레 구단이 종이 입장권이나 신분증 없이 팬들이 생체칩을 피부에 이식해 홈구장의 회전문을 통과하는 방안을 마련했다”고 보도했다.  티그레 구단도 SNS 계정을 통해 “지금 당신의 구단을 몸에 지닐 수 있다”는 글을 올리고 실제로 구단 관계자가 생체칩을 팔뚝에 이식하는 장면과 이식을 마친 뒤 찍은 X-레이 사진을 공개했다. 이 구단 관계자는 취재진에게 홈구장 입구 스캐너에 팔뚝을 대고 회전문을 통과하는 모습을 시연하기도 했다. 티그레 구단은 “스캐너가 생체칩 정보를 인식해 회전문을 열게 한다”며 “이 칩 속에는 GPS(인공위성위치정보) 추적 기능은 없다. 단지 회원 정보만 들어 있다”고 개인 정보 유출이나 사생활 침해에 대한 우려는 없음을 강조했다. 부에노스아이레스를 연고로 하는 티그레는 지난 시즌 아르헨티나 프리메라리가 10위에 이어 올 시즌도 이날 현재 B지구 10위(3승4무5패)에 올라있는 팀이다.  최병규 전문기자 cbk91065@seoul.co.kr
  • 인공세포로 신약 개발 기간 줄인다

    인공세포로 신약 개발 기간 줄인다

    신약이 개발돼 일반인에게 선보이기까지는 짧게는 7~8년, 길게는 20년 이상 걸린다. 신약개발 기간 중 가장 오래 걸리는 것은 사람을 대상으로 한 임상시험 기간이다. 최근 캐나다 연구진이 이런 임상시험 기간을 크게 줄일 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. ●실제 세포와 결합해 정상 작동 토론토대 화학공학과 밀리카 래디식 교수팀과 토론토의대 공동연구진은 생분해성 고분자물질을 이용해 사람의 심장세포, 간세포와 똑같은 기능을 하는 인공세포를 만드는 데 성공해 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 7일자에 발표했다. 이번 연구에는 한국 출신으로 토론토대 화학과 박사과정에 있는 김지혜씨도 참여했다. 하나의 칩으로 실험실에서 하는 실험을 할 수 있게 한 바이오 칩을 ‘랩 온 어 칩’이라고 부른다. 이번에 연구진이 만든 것은 인공세포칩 하나로 생체 반응 실험을 할 수 있게 됐다고 해서 ‘오건 온 어 칩’ 기술이라고 평가받고 있다. 연구팀은 생체 적합성을 가진 ‘POMaC’이라는 고분자를 얇게 펴 여러 겹으로 만들고 50~100마이크로미터(㎛·100만분의1m) 간격으로 구멍을 만들어 실제 심장이나 간 조직에 있는 모세혈관까지 흉내 냈다. 이렇게 만든 인공세포를 배양액이 담긴 실험접시에 실제세포와 함께 놔두자 인공세포와 실제세포가 결합해 하나의 정상적인 세포처럼 작동하는 것이 확인됐다. ●손상된 심장·간 부분 교체도 이용 ‘앤지오 칩’이라는 이름이 붙은 인공세포는 신약의 안전성과 독성을 측정하는 데 이용되거나 손상된 심장이나 간 같은 장기를 부분적으로 교체하는 데 이용될 것으로 연구진은 보고 있다. 신약이 만들어진 뒤 동물실험과 사람을 대상으로 하는 임상시험에서 가장 주목하는 부분이 사람의 엔진이라고 할 수 있는 심장과 독성물질을 해독하는 간이다. 연구진이 인공심장과 간 세포를 만든 것도 이 때문이다. 래디식 교수는 “그동안 조직공학에서 풀리지 않던 수많은 문제를 해결해 줄 수 있을 것”이라며 “손상된 신체 장기에 이식하기 위해서는 인체 거부반응과 환자 맞춤형 세포개발이라는 문제를 해결해야 한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘손 터치’하면 출입국 심사 끝…여권 대신하는 칩 개발

    ‘손 터치’하면 출입국 심사 끝…여권 대신하는 칩 개발

    공항에서 여권없이 그저 가볍게 신체 일부를 ‘터치’하는 것만으로도 출입국심사를 마칠 수 있는 것은 물론이고, 자신의 신분이 불법적인 일이 도용당할 위험도 낮아진다면 얼마나 편할까. 최근 이러한 상상과 바람을 현실로 만들어주는 기술이 등장했다. 이 기술은 사용자의 신상정보를 담은 칩을 피부 아래에 이식하는 것으로, 이 칩에는 NFC, 즉 가까운 거리에서 다양한 무선데이터를 주고받는 근거리무선통신 기능이 탑재돼 있다. 피부 아래에 이식한다고 해서 병원을 찾아야하는 번거로움이 있는 것은 아니다. NFC칩은 인터넷으로 구매할 수 있으며, 집에서 간단한 방식을 통해 부작용없이 이식하는 것이 가능하다. 이후에는 공항의 출입국심사대 앞에서 손이나 팔 등 칩을 이식한 부위를 스캐너에 가볍게 터치하거나 가까이 가져가기만 하면 된다. 이를 최초로 시험한 사람은 네덜란드 국적의 안드레아스라는 남성이다. 글로벌 디지털 기술 컨설팅 회사 ‘소제티’(Sogeti)의 부대표인 안드레아스는 이 칩을 인식할 수 있는 칩 리더기(스캐너)를 최초로 설치한 스웨덴 스톡홀름 아를란다 국제공항에서 성공적으로 시범사용을 마쳤다. 안드레아스는 현지 언론과 한 인터뷰에서 “이 NFC칩을 이식하면 여권이나 보딩패스(탑승권) 등이 필요치 않다. 라운지나 게이트에서 자유자재로 활용할 수 있으며, 분실위험이 없다는 것도 특징”이라며 만족감을 드러냈다. 이를 개발한 업체는 미국의 ‘데인저러스 딩스’(Dangerous Things)라는 업체다. 개인 고유의 DNA나 신체 조직을 이용한 개인 과학장비를 개발하는 이 업체의 대표인 아말 그라프스트라는 현지 매체와 한 인터뷰에서 “마이크로칩 이식을 위해서는 수술용 장갑과 주사기만 있으면 된다. 모든 장비는 홈페이지에서 손쉽게 구입할 수 있다”고 설명했다. 전문가들은 이 마이크로칩의 개발이 전자여권을 넘어 더욱 새로운 형태의 비공기 탑승 시스템의 개발을 촉진할 것이며, 스웨덴을 포함에 유럽 등 전 세계에서 보다 빠르고 편리하게 항공 시스템을 이용할 수 있는 사용자가 늘어날 것으로 예상했다.   송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] ‘생체공학 눈’으로 다시 눈 뜬 시각장애인

    [와우! 과학] ‘생체공학 눈’으로 다시 눈 뜬 시각장애인

    시력을 완전히 잃었던 40대 여성이 생체공학 눈을 이식받고 다시 세상을 볼 수 있게 됐다. 올해 49세인 영국 여성 라이언 루이스는 유전적 망막질환인 망막색소변성으로 5살 때부터 서서히 시력을 잃기 시작해 16년 전 부터는 오른쪽 눈으로는 아무것도 볼 수 없는 상태가 됐다. 왼쪽 눈의 시력은 미약하게 남아 남아있는 상태였지만 움직이는 빛 정도만 구분할 수 있는 상황이었다. 때문에 그녀는 올해 18살이 된 쌍둥이 자녀의 얼굴도 제대로 보지 못한 채 키워야 했다. 그러던 중 그녀에게 희망이 된 것은 안구용 임플란트 개발 소식이었다. 옥스퍼드대학의 존 레드클리프 병원 의료진이 그녀에게 준 것은 독일의 한 회사가 개발한 망막 임플란트 마이크로 칩, 즉 생체공학 눈이다. 작은 알약크기의 이 마이크로칩은 마치 깔때기처럼 빛을 한 곳에 모은 뒤 이를 뇌로 전달하는 역할을 한다. 이 칩을 오른쪽 눈에 이식하면 빛의 신호가 뇌로 전달돼 피사체를 볼 수 있는 원리다. 이 생체공학 눈은 이식자의 뇌 회로에 전혀 영향을 미치지 않으면서 시신경의 역할만 대신한다는 점에서 부작용 우려가 매우 낮다는 장점이 있다. 7개월 전, 7시간의 수술 끝에 눈을 뜬 루이스는 “거리를 달리는 은색 차량을 눈으로 직접 본 뒤 눈물이 솟았다. 이제는 테이블 위의 정확한 자리에 포크를 놓을 수도 있고, 시계에 적힌 시간을 정확하게 읽을 수도 있게 됐다”고 기쁨을 표했다. 수술과 치료를 담당한 옥스퍼드대학의 로버트 맥라렌 교수는 “루이스는 영국에서 최초로 생체공학 눈을 이식받고 시력을 회복한 환자”라면서 “NHS(영국 국민보건서비스)는 수 년 내에 루이스와 같은 환자들을 위한 수술비용을 지원할 수 있을 것”이라고 전했다. 이를 개발한 독일 회사인 ‘레티나 임플란트 AG’ 측은 이 생체공학 눈이 루이스처럼 유전적 영향으로 시력을 잃은 사람을 포함해 노화로 앞을 볼 수 없게 된 노인도 다시 세상을 볼 수 있게 도와줄 수 있을 것으로 기대했다.   송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 집에서 ‘마이크로칩’ 손에 이식한 15세 소년

    집에서 ‘마이크로칩’ 손에 이식한 15세 소년

    손바닥으로 자동차 시동을 걸고 스마트폰 전화를 받는 소년의 ‘비밀’이 공개됐다. 영국 일간지 데일리메일의 지난달 30일 보도에 따르면, 영국에 사는 브라이언 웨이크(15)는 평소 최첨단 테크놀로지에 큰 관심을 보여 온 10대 소년이다. 웨이크의 부모는 단순히 아들이 호기심 차원에서 테크놀로지를 공부한다고 여겼지만, 최근 믿기 힘든 일이 벌어졌다. 웨이크가 자신의 손에 직접 무선조종이 가능한 마이크로칩을 이식했기 때문이다. 쌀 한톨 크기의 이 마이크로칩은 웨이크가 자신의 모바일 스마트폰을 자유자재로 구동하고 현관문을 잠그거나 전자명함을 스마트폰 밖으로 꺼내는 등 다양한 무선 조종을 가능하게 돕는다. 이 마이크로칩은 웨이크가 미국의 한 테크놀로지 회사로부터 주문한 것으로, 이식을 위해서는 반드시 의료진의 도움과 진찰이 필요하다. 하지만 웨이크는 이를 택배로 주문받은 뒤 곧장 자신의 손바닥에 이를 이식했다. ‘용감한’ 이 소년은 “마이크로칩을 이식하고 3일 후에야 부모님께 말씀드렸다. 이미 부모님은 마이크로칩 이식에 반대해왔기 때문”이라면서 “이식 효과는 기대 이상이다. 병원에서 진단을 받았는데, 의사 선생님께서도 큰 이상이 없다고 하셨다”며 기쁨을 감추지 못했다. 이어 “이 마이크로칩은 NFC(가까운 거리에서 다양한 무선 데이터를 주고받는 통신 기술)기능이 탑재돼 있어 블루투스 기능이 있는 전자제품들과 연동이 가능하다”고 설명했다. 예컨대 NFC 기능이 켜져 있는 안드로이드 스마트폰에 손을 ‘터치’하기만 하면 자동으로 칩에 내장된 정보를 전달할 수 있다. 데일리메일은 전 세계에 약 1만 명 정도가 웨이크처럼 마이크로칩을 체내에 이식한 상태라고 전했다. 스웨덴의 한 업체는 직원들에게 이 마이크로칩을 이식하고, 손쉽게 보안절차를 처리하거나 구내식당에서 특별한 도구 없이 터치만으로 점심식사를 해결할 수 있도록 했다. 한편 전문가들은 웨이크처럼 마이크로칩을 직접 이식하는 것은 매우 위험한 행동이며, 이식 전 반드시 의사의 진단과 도움을 받아야 한다고 강조했다.   송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 생명과학·ICT 만났다… 바이오헬스 10대 유망 기술

    생명과학·ICT 만났다… 바이오헬스 10대 유망 기술

    #직장인 김맞춤씨는 요즘 다시 태어난 느낌으로 살고 있다. 10여년 동안 그를 괴롭혀온 류머티즘 관절염이 말끔히 나았기 때문이다. 얼마 전 병원에서 받은 ‘마이크로바이옴’ 검사를 통해 대장 속 불균형한 미생물 군집이 자가면역질환인 류머티즘 관절염의 발생 원인이라는 통보를 받았다. 의사는 하루 한 번 아침식사 후 마이크로바이옴 치료제를 복용하도록 처방했다. 의사의 처방대로 한 달 정도 치료제를 복용했더니 말끔히 나은 것이다. #70대 중반의 이운동씨는 근력이 떨어져 얼마 전부터는 지하철 계단 오르내리기조차 버거웠다. 규칙적인 운동을 하라는 조언을 들었지만 맨손체조도 어려웠다. 하지만, ‘운동효과 바이오닉스’를 이용하고부터는 지팡이 없이도 뒷산을 거뜬히 오르내리게 됐다. 운동을 하지 않고 바이오닉스를 착용하고 다닌 것만으로도 실제 운동한 것처럼 근육량이 늘고 골밀도가 높아진 것이다. ●바이오닉스 착용만으로 근육량 늘어… 실제 운동한 효과 생명과학과 정보통신기술(ICT)이 결합한 바이오헬스 기술이 발달한 가까운 미래에는 위에 예로 든 김씨나 이씨 같은 사례를 흔히 볼 수 있게 될 것으로 기대된다. 한국생명과학연구원과 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 빅데이터 분석을 통해 ‘ICT 융합 바이오헬스 10대 미래유망기술’을 선정했다고 27일 밝혔다. 10가지 기술은 ▲차세대 유전체 분석칩 ▲체내 이식형 스마트 바이오센서 ▲사이버 메이트 헬스케어 ▲개인 맞춤형 마이크로바이옴 ▲유전자 교정세포 3D(3차원) 프린팅 ▲퍼스널 노화 속도계 ▲지능형 환자 맞춤약 ▲4D 세포 추적기술 ▲운동효과 바이오닉스 ▲인지·감각기능 증강용 가상현실 등이다. ●초고속 ‘유전자 분석 칩’… 아바타로 질병 예측하는 ‘사이버 메이트’ 이 가운데 차세대유전자 분석칩은 가장 빨리 실현될 기술로 꼽혔다. 이 기술은 칩 위에 올려진 극소량의 피나 침, 피부각질만으로도 유전자 정보를 초고속으로 분석해 언제 어디서나 신속하고 정확하게 질병을 진단해준다. 김흥열 생명연 생명공학정책연구센터장은 “전 세계 유전체 시장은 2018년 기준 21조원 규모로 성장할 것으로 보이는 만큼 우리나라의 우수한 반도체 기술을 접목시켜 이른 시일 내에 국내 기술력을 확보할 필요가 있다”고 말했다. 개인 건강정보를 바탕으로 사용자와 똑같은 아바타를 만들어 질병을 예측하고, 예방하는 ‘사이버 메이트 헬스케어’도 주목받는 기술 중 하나로 꼽혔다. ●‘인지·감각기능 가상현실’ 알코올·게임 중독·치매 치료에 활용 지난해 서울대병원이 선보인 ‘가상현실 치료실’ 기술처럼 ‘인지·감각기능 증강형 가상현실’은 노화로 저하되기 쉬운 인체 기능을 향상시키기 위한 기술이다. 알코올 중독이나 게임 중독, 폐쇄공포증 등 정신과적 치료뿐만 아니라 치매나 노안 등 인지·감각·운동기능 장애를 고치는 데도 활용될 것으로 기대된다. 퍼스널 노화 속도계는 개인의 신체 기능별 노화 속도를 측정할 수 있는 기술로, 개인의 노화속도를 예측할 수 있는 유전자 표식인 ‘마커’를 발굴해 노인성 질환 발병시기 예측이나 건강 관리에 사용하는 것이다. 오태광 생명연 원장은 “이번 기술선정은 생명과학(BT)과 ICT의 융합이 미래 바이오헬스 분야를 어떻게 바꿀 것인지 알려주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘그래핀’ 이용 ‘뇌 삽입 칩’ 세계 첫 개발…한국인 주도

    ‘그래핀’ 이용 ‘뇌 삽입 칩’ 세계 첫 개발…한국인 주도

    뇌에 칩을 넣어서 알츠하이머 등의 퇴행성 뇌 질환이 치료되고 나아가 지능, 숨겨진 잠재력까지 향상시킬 수 있는 날이 머지않은 것일까? 세계 최초로 그래핀(graphene)을 이용한 뇌 삽입형 두뇌센서가 한국인 연구원 주도로 개발돼 관심이 집중되고 있다. 최근 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 전기컴퓨터학과 연구진은 세계 최초로 그래핀(graphene)을 이용한 이식형 투명 의료센서 개발 연구 내용을 세계적 자연과학분야 학술지 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’를 통해 발표했다. 이는 기존 디스플레이 개발 분야에 주로 활용되어온 그래핀(graphene)을 생명공학분야에 세계 최초로 접목한 혁신적인 시도로 특히 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 전기컴퓨터학과 박사과정에 재학 중인 한국인 박동욱(33) 연구원의 주도로 개발돼 남다른 의미를 갖는다. 또한 해당 센서는 그래핀의 광학적·전기적 특성을 이용, 뇌 활동을 실시간으로 감시해 알츠하이머, 파킨슨 병 등의 퇴행성 뇌질환 치료법 발전에 큰 도움이 될 수 있다. 연구진이 해당 의료센서 개발에 사용한 물질은 ‘꿈의 신소재’라 불리는 그래핀(graphene)이다. 이는 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집모양 배열을 이루는 형태로 두께가 원자 한 개 정도인 전도성 물질이다. 그래핀은 원자 한 개 정도에 불과한 미세두께에도 구리보다 100배 이상 전도성이 높고 강철보다 200배 이상 내구력이 강해 차세대 나노물질로 각광받고 있다. 그래핀(graphene)은 자외선(UV), 가시광선, 적외선(IR)에 걸친 넓은 스펙트럼의 투명도를 보여준다. 또한 전기적 전도(electrical conductance) 특성 및 유연성이 뛰어나 투명, 플렉서블 디스플레이 전극 개발 등 다양한 분야에서 연구되고 있다. 연구진은 이 그래핀의 물질적 특수성을 활용해 유연하고 전도성 강하면서 눈에 보이지 않는 투명성까지 겸비한 두뇌 의료센서로 발전시켰다. 특히 기존 장치들과 달리 지속적으로 뇌의 활동을 감시하면서 특정 부작용 혹은 불안정한 뇌 혈류 흐름 등을 찾아낼 수 있다. 해당 연구는 그래핀의 광학적, 전기적, 기계적 우수성을 이용해 뇌 영상을 얻는 동시에 뇌 신호를 검출하는 전극을 개발함으로써 그래핀의 생체 적합성 및 바이오 어플리케이션으로서의 확장성을 보여 준다. 실제 개발된 투명 그래핀 생체 전극으로 쥐를 대상으로 한 실험을 진행한 결과, 해당 그래핀 투명 생체 전극은 조직 내에서 안정성을 갖는 동시에 우수한 뇌 신호 검출 능력을 보여줬다. 영상화 측면에서도 이 그래핀 생체전극은 뛰어난 특징을 보였다. 기존 불투명 금속 전극이나 특정 파장에서만 투명도가 활성화되는 ITO(Indium Tin Oxide) 전극과 달리, 해당 전극은 넓은 스펙트럼의 투명도를 지녀 형광 현미경법(fluorescence microscopy), 광단층촬영법(optical coherence tomography) 기술 수준으로 뇌혈관을 영상화 하는데 성공했다. 또한 최신 유전 기술인 광유전자학(Optogenetics)과 접목돼 특정한 파장(wavelength)의 빛을 이용, 뇌 세포를 자극시켜 특정 뇌 신호를 검출하는데도 성공했다. 해당 개발 프로젝트는 미 국방부 소속 기술연구기관 방위고등연구계획국(Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA)에서 진행 중인 서브넷 프로그램(SUBNET, short for Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies-조기치료를 위한 시스템기반 신경기술)과 유사한 목적에서 동일한 자금·기술 지원을 받고 있다는 점이 특징이다. 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 연구진 외에도 캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)와 보스턴 매사추세츠 종합 병원(MGH) 역시 DARPA의 지원을 받고 있는데 이들은 개인의 정신, 신경 질환을 치료하는 뇌 이식 장치(마이크로 칩)와 기억력 감퇴(치매), 환경 부적응 증세를 막아주는 뇌 임플란트 장치 개발을 목적으로 하고 있다. 이 모든 프로젝트는 미국 오바마 행정부의 인간두뇌 연구계획과 연계돼 알츠하이머, 파킨슨 병, 외상 후 트레스 장애(PTSD), 간질 등의 뇌 질환을 보다 효과적으로 예방할 수 있는 방법을 찾는 것이 목적이다. 과거 삼성 디스플레이 연구소(2007~2011)에 재직하며 세계 최초 30인치 3D 아몰레드 TV를 개발하기도 했던 박동욱 연구원은 “이 그래핀 생체 두뇌센서는 향후 신경학, 생체의학 등에서 다양하게 이용될 것으로 기대된다”며 “본 연구는 나노 테크놀로지와 바이오 테크놀로지의 성공적인 접목이라는 점에서 큰 의미가 있다. 특히 알츠하이머 등 기존 뇌질환 규명 및 치료 프로세스 발견에 새로운 연구방법을 개척할 수 있을 것”이라고 설명했다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr
  • 세계 최초 ‘그래핀’ 이용 두뇌센서…한국인 주도 개발

    세계 최초 ‘그래핀’ 이용 두뇌센서…한국인 주도 개발

    세계 최초로 그래핀(graphene)을 이용한 두뇌센서가 한국인 연구원 주도로 개발돼 관심이 집중되고 있다. 최근 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 전기컴퓨터학과 연구진은 세계 최초로 그래핀(graphene)을 이용한 이식형 투명 의료센서 개발 연구 내용을 세계적 자연과학분야 학술지 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’를 통해 발표했다. 이는 기존 디스플레이 개발 분야에 주로 활용되어온 그래핀(graphene)을 생명공학분야에 세계 최초로 접목한 혁신적인 시도로 특히 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 전기컴퓨터학과 박사과정에 재학 중인 한국인 박동욱(33) 연구원의 주도로 개발돼 남다른 의미를 갖는다. 또한 해당 센서는 그래핀의 광학적·전기적 특성을 이용, 뇌 활동을 실시간으로 감시해 알츠하이머, 파킨슨 병 등의 퇴행성 뇌질환 치료법 발전에 큰 도움이 될 수 있다. 연구진이 해당 의료센서 개발에 사용한 물질은 ‘꿈의 신소재’라 불리는 그래핀(graphene)이다. 이는 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집모양 배열을 이루는 형태로 두께가 원자 한 개 정도인 전도성 물질이다. 그래핀은 원자 한 개 정도에 불과한 미세두께에도 구리보다 100배 이상 전도성이 높고 강철보다 200배 이상 내구력이 강해 차세대 나노물질로 각광받고 있다. 그래핀(graphene)은 자외선(UV), 가시광선, 적외선(IR)에 걸친 넓은 스펙트럼의 투명도를 보여준다. 또한 전기적 전도(electrical conductance) 특성 및 유연성이 뛰어나 투명, 플렉서블 디스플레이 전극 개발 등 다양한 분야에서 연구되고 있다. 연구진은 이 그래핀의 물질적 특수성을 활용해 유연하고 전도성 강하면서 눈에 보이지 않는 투명성까지 겸비한 두뇌 의료센서로 발전시켰다. 특히 기존 장치들과 달리 지속적으로 뇌의 활동을 감시하면서 특정 부작용 혹은 불안정한 뇌 혈류 흐름 등을 찾아낼 수 있다. 해당 연구는 그래핀의 광학적, 전기적, 기계적 우수성을 이용해 뇌 영상을 얻는 동시에 뇌 신호를 검출하는 전극을 개발함으로써 그래핀의 생체 적합성 및 바이오 어플리케이션으로서의 확장성을 보여 준다. 실제 개발된 투명 그래핀 생체 전극으로 쥐를 대상으로 한 실험을 진행한 결과, 해당 그래핀 투명 생체 전극은 조직 내에서 안정성을 갖는 동시에 우수한 뇌 신호 검출 능력을 보여줬다. 영상화 측면에서도 이 그래핀 생체전극은 뛰어난 특징을 보였다. 기존 불투명 금속 전극이나 특정 파장에서만 투명도가 활성화되는 ITO(Indium Tin Oxide) 전극과 달리, 해당 전극은 넓은 스펙트럼의 투명도를 지녀 형광 현미경법(fluorescence microscopy), 광단층촬영법(optical coherence tomography) 기술 수준으로 뇌혈관을 영상화 하는데 성공했다. 또한 최신 유전 기술인 광유전자학(Optogenetics)과 접목돼 특정한 파장(wavelength)의 빛을 이용, 뇌 세포를 자극시켜 특정 뇌 신호를 검출하는데도 성공했다. 해당 개발 프로젝트는 미 국방부 소속 기술연구기관 방위고등연구계획국(Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA)에서 진행 중인 서브넷 프로그램(SUBNET, short for Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies-조기치료를 위한 시스템기반 신경기술)과 유사한 목적에서 동일한 자금·기술 지원을 받고 있다는 점이 특징이다. 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 연구진 외에도 캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)와 보스턴 매사추세츠 종합 병원(MGH) 역시 DARPA의 지원을 받고 있는데 이들은 개인의 정신, 신경 질환을 치료하는 뇌 이식 장치(마이크로 칩)와 기억력 감퇴(치매), 환경 부적응 증세를 막아주는 뇌 임플란트 장치 개발을 목적으로 하고 있다. 이 모든 프로젝트는 미국 오바마 행정부의 인간두뇌 연구계획과 연계돼 알츠하이머, 파킨슨 병, 외상 후 트레스 장애(PTSD), 간질 등의 뇌 질환을 보다 효과적으로 예방할 수 있는 방법을 찾는 것이 목적이다. 과거 삼성 디스플레이 연구소(2007~2011)에 재직하며 세계 최초 30인치 3D 아몰레드 TV를 개발하기도 했던 박동욱 연구원은 “이 그래핀 생체 두뇌센서는 향후 신경학, 생체의학 등에서 다양하게 이용될 것으로 기대된다”며 “본 연구는 나노 테크놀로지와 바이오 테크놀로지의 성공적인 접목이라는 점에서 큰 의미가 있다. 특히 알츠하이머 등 기존 뇌질환 규명 및 치료 프로세스 발견에 새로운 연구방법을 개척할 수 있을 것”이라고 설명했다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr
  • 뇌에 삽입…두뇌 잠재성 깨우는 ‘투명 의료센서’ 개발

    뇌에 삽입…두뇌 잠재성 깨우는 ‘투명 의료센서’ 개발

    두뇌의 잠재능력을 끌어올려주는 투명한 주입식 의료센서가 개발됐다. 의학전문매체 메디컬 엑스프레스는 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 연구진이 뇌 상태 실시간 파악 및 자극임무 수행으로 기능을 향상시켜줄 수 있는 이식형 투명 의료센서를 개발하는데 성공했다고 21일(현지시간) 보도했다. 연구진이 해당 의료센서 개발에 사용한 물질은 ‘꿈의 신소재’라 불리는 그래핀(graphene)이다. 이는 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집모양 배열을 이루는 형태로 두께가 원자 한 개 정도인 전도성 물질이다. 그래핀은 0.2nm에 불과한 미세두께에도 구리보다 100배 이상 전도성이 높고 강철보다 200배 이상 내구력이 강해 차세대 나노물질로 각광받고 있다. 연구진은 이 그래핀의 물질적 특수성을 활용해 유연하고 전도성 강하면서 눈에 보이지 않는 투명성까지 겸비한 의료센서로 발전시켜냈다. 특히 기존 장치들과 달리 지속적으로 뇌의 활동을 감시하면서 특정 부작용 혹은 불안정한 뇌 혈류 흐름 등을 찾아낼 수 있다. 뿐만 아니라, 함께 장착된 영상화 기술로 뇌세포에 침투한 악성 물질의 흐름과 원인을 보다 정확하고 효율적으로 찾아내 치료효과를 높이고 전기적 자극을 통해 뇌세포를 발달시켜 두뇌의 잠재성을 끌어올릴 수도 있다. 해당 개발 프로젝트는 미 국방부 소속 기술연구기관 방위고등연구계획국(Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA)에서 진행 중인 서브넷 프로그램(SUBNET, short for Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies-조기치료를 위한 시스템기반 신경기술)과 유사한 목적에서 동일한 자금·기술 지원을 받고 있다는 점이 특징이다. 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 연구진 외에도 캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)와 보스턴 매사추세츠 종합 병원(MGH) 역시 DARPA의 지원을 받고 있는데 이들은 개인의 정신, 신경 질환을 치료하는 뇌 이식 장치(마이크로 칩)와 기억력 감퇴(치매), 환경 부적응 증세를 막아주는 뇌 임플란트 장치 개발을 목적으로 하고 있다. 이 모든 프로젝트는 미국 오바마 행정부의 인간두뇌 연구계획과 연계돼 알츠하이머, 파킨슨 병, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 간질 등의 뇌 질환을 보다 효과적으로 예방할 수 있는 방법을 찾는 것이 목적이다. 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 저스틴 윌리엄스 교수는 “해당 기기는 기존 뇌신경 조정술을 개선시켜 전혀 새로운 신개념 치료법을 개발할 수 있는 촉매제가 될 수도 있다”고 설명했다. 한편, 이 연구결과는 세계적 자연과학분야 학술지‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인 판에 게재됐다. 사진=Justin Williams research group 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr
  • ‘인공혈관’도 인쇄…신의 영역 넘보는 3D프린터

    ‘인공혈관’도 인쇄…신의 영역 넘보는 3D프린터

    먹는 음식, 화장품, 옷, 가방은 물론 집 짓는 건축자재까지 인쇄해내는 3D프린터 기술이 이제는 복잡한 인체 장기로까지 영역을 넓히고 있다. 물론 코, 귀와 같은 인체조직을 모사하는 정도는 분명 가능할 것 같지만 실제로 사람에 이식할 수 있는 인공장기를 프린트하는 것이 과연 가능할까? 그것도 인체조직 중 가장 광범위하고 복잡한 체계로 악명 높은 혈관을? 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴의 3일(현지시간) 보도에 따르면, 이는 가능한 것 같다. 최근 미국 보스턴 브리검 여성병원 생명공학 연구진은 한천의 주성분인 다당을 가열한 후 다시 냉각해 만들어낸 아가로오스겔(agarose gel)을 3D 프린터에 주입해 혈관 틀 형태로 인쇄한 뒤 여기에 하이드로겔을 재첨가하는 방식으로 인공 혈관샘플을 재현해내는데 성공했다. 연구진이 가장 중점을 둔 것은 실제 세포를 인쇄 하거나 아니면 적어도 나중에는 세포가 지속적으로 성장 가능한 구조를 인쇄 해내는 것이었다. 인공혈관은 환자의 동맥, 정맥을 대신해야 하는 만큼 천연세포처럼 생체와 잘 결합해야하고 항 혈전성도 뛰어나야한다. 또한 수술 시 봉합도 잘 되어야하기에 단순히 실물 모사를 하는 정도에 그쳐서는 곤란하다. 연구진은 아가로오스겔이 혈관세포가 증식되기에 가장 훌륭한 조건이라 생각했고 이를 재차 하이드로겔로 덧붙여 인공 물질에 실제 살아있는 세포가 붙어 진짜 혈관 역할을 수행할 수 있도록 했다. 하지만 아직 한계는 남아있다. 재료로 쓰인 아가로오스겔은 생체대사를 견뎌 낼만큼 충분히 강력하지 않으며 아직 해당 기술은 모세혈관처럼 극도로 미세한 형태까지는 인쇄할 수 없다. 하지만 인공혈관 인쇄의 가능성을 제시했다는 측면에서 이번 연구결과가 지니는 의미는 매우 크다. 연구를 주도한 브리검 여성병원 생명공학자 알리 카뎀호시니 박사는 “추가연구를 통해 살아있는 세포와 3D 인쇄 구조 연동하는 테스트를 수행할 것이고 궁극적으로 살아있는 동물에 인공혈관을 실제 주입하는 실험도 진행될 것”이라고 밝혔다. 한편 이 연구 결과는 이번 달 국제 과학논문인용색인(SCI) 학술지 ‘랩 온 어 칩(Lab on a Chip)’ 온라인 판에 게재됐다. 사진=Khademhosseini Lab 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr
  • 신의 영역 넘보는 3D프린터, 이제는 ‘인공혈관’도 인쇄

    신의 영역 넘보는 3D프린터, 이제는 ‘인공혈관’도 인쇄

    먹는 음식, 화장품, 옷, 가방은 물론 집 짓는 건축자재까지 인쇄해내는 3D프린터 기술이 이제는 복잡한 인체 장기로까지 영역을 넓히고 있다. 물론 코, 귀와 같은 인체조직을 모사하는 정도는 분명 가능할 것 같지만 실제로 사람에 이식할 수 있는 인공장기를 프린트하는 것이 과연 가능할까? 그것도 인체조직 중 가장 광범위하고 복잡한 체계로 악명 높은 혈관을? 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴의 3일(현지시간) 보도에 따르면, 이는 가능한 것 같다. 최근 미국 보스턴 브리검 여성병원 생명공학 연구진은 한천의 주성분인 다당을 가열한 후 다시 냉각해 만들어낸 아가로오스겔(agarose gel)을 3D 프린터에 주입해 혈관 틀 형태로 인쇄한 뒤 여기에 하이드로겔을 재첨가하는 방식으로 인공 혈관샘플을 재현해내는데 성공했다. 연구진이 가장 중점을 둔 것은 실제 세포를 인쇄 하거나 아니면 적어도 나중에는 세포가 지속적으로 성장 가능한 구조를 인쇄 해내는 것이었다. 인공혈관은 환자의 동맥, 정맥을 대신해야 하는 만큼 천연세포처럼 생체와 잘 결합해야하고 항 혈전성도 뛰어나야한다. 또한 수술 시 봉합도 잘 되어야하기에 단순히 실물 모사를 하는 정도에 그쳐서는 곤란하다. 연구진은 아가로오스겔이 혈관세포가 증식되기에 가장 훌륭한 조건이라 생각했고 이를 재차 하이드로겔로 덧붙여 인공 물질에 실제 살아있는 세포가 붙어 진짜 혈관 역할을 수행할 수 있도록 했다. 하지만 아직 한계는 남아있다. 재료로 쓰인 아가로오스겔은 생체대사를 견뎌 낼만큼 충분히 강력하지 않으며 아직 해당 기술은 모세혈관처럼 극도로 미세한 형태까지는 인쇄할 수 없다. 하지만 인공혈관 인쇄의 가능성을 제시했다는 측면에서 이번 연구결과가 지니는 의미는 매우 크다. 연구를 주도한 브리검 여성병원 생명공학자 알리 카뎀호시니 박사는 “추가연구를 통해 살아있는 세포와 3D 인쇄 구조 연동하는 테스트를 수행할 것이고 궁극적으로 살아있는 동물에 인공혈관을 실제 주입하는 실험도 진행될 것”이라고 밝혔다. 한편 이 연구 결과는 이번 달 국제 과학논문인용색인(SCI) 학술지 ‘랩 온 어 칩(Lab on a Chip)’ 온라인 판에 게재됐다. 사진=Khademhosseini Lab 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr
  • 美국방부, 우울증·치매 치료하는 ‘뇌 임플란트’ 개발

    美국방부, 우울증·치매 치료하는 ‘뇌 임플란트’ 개발

    외상 후 스트레스 장애(post traumatic stress disorder, PTSD), 우울증, 치매와 같이 완치가 어려운 정신질환 치료의 도약점이 될 신기술 프로그램이 가동될 예정이다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 미 국방부 소속 기술연구기관 방위고등연구계획국(Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA)이 우울증, PTSD 등 정신불안 증세를 겪는 부상 군인을 위한 뇌 전기치료 기술 개발에 나섰다고 28일(현지시간) 발표했다. 이는 DARPA의 서브넷 프로그램(SUBNET, short for Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies-조기치료를 위한 시스템기반 신경기술) 중 한가지로 우울증, 만성 통증 , 불안증, 외상 후 스트레스 장애 등의 질환에 대한 뇌 활동 계산 모델을 연구해 이를 치료로 연관시키는 것이 목적이다. 이 프로그램은 현 미국 오바마 행정부의 인간두뇌 연구계획과도 연관된다. DARPA가 기술개발을 위해 투자를 결정한 기관은 총 2곳으로 캘리포니아 대학 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF)와 보스턴 매사추세츠 종합 병원(MGH)이다. UCSF팀은 개인의 정신, 신경 질환을 치료하는 뇌 이식 장치(마이크로 칩) 개발을 목표로 하고 있다. 이 장치는 뇌 신호를 기록하고, 자극해 해당 구간의 고장 난 신경회로를 회복시키는 것이 목적이다. MGH팀은 불안, 기억력 감퇴(치매), 환경 부적응 증세를 대상으로 공통 구성 요소를 식별하는 연구를 시작할 예정이다. 이 팀은 공통특징 발견을 위한 행동테스트, 개별 신경세포조직 연구 활동을 병행해 이를 직접적으로 두뇌에 적용하는 임플란트 장치를 개발하는 것을 최종 목표로 하고 있다. 참고로 이 연구는 매사추세츠 주 캠브리지 소재 드레이퍼 연구소와 공동으로 진행된다. DARPA는 해당 프로젝트가 정신질환으로 고통 받고 있는 부상 병사의 원활한 사회복귀를 도와주는 한편 최근 늘어나고 있는 치매 환자들에게 큰 도움이 될 것으로 기대한다고 밝혔다. 한편 서브넷 프로그램은 향후 5년간 해당 기관에 연구자금을 지원하며 최종적으로는 미국 식품 의약국(FDA) 승인 의료기기 완성을 목표로 하고 있다. 자료사진=DARPA/포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr
  • 20원 싸다 했더니… 신종 주유기 조작

    신종 주유기 조작 프로그램을 이용해 거액을 챙긴 제조·판매업자와 주유소 대표가 무더기로 적발됐다. 서울경찰청 광역수사대는 주유기 조작 프로그램 개발을 의뢰하고 판매한 구모(53)씨와 개발자 김모(59)씨 등 3명을 사기 등의 혐의로 구속하고 5명을 불구속 입건했다고 12일 밝혔다. 또 조작 프로그램을 구매한 주유소 대표 임모(53)씨 등 2명을 구속하고 26명을 불구속 입건했다. 덜미를 잡힌 20곳의 주유소 대표들이 8개월간 챙긴 부당이득은 82억 4000여만원에 이른다. 경찰에 따르면 구씨 등은 김씨가 개발한 조작 프로그램을 담뱃값 크기의 휴대용 기기에 저장해 전국 주유소 20곳의 주유기 60여대에 직접 이식해 주고 대가로 한 대당 200만~300만원을 받아 총 1억 6000만원을 챙긴 혐의를 받고 있다. 주유소는 서울 구로구, 경기 안산·의정부·남양주·이천·김포·포천, 인천 부평·부천, 충남 천안에 위치했으며 현재 영업이 정지됐다. 김씨는 정량보다 3~5% 적게 주유되는 프로그램을 완성, 2000만원을 받고 구씨에게 넘겼다. 김씨가 개발한 프로그램은 주유기 메인보드에 별도로 메모리칩을 탈·부착하는 기존 방식과 달리 휴대용 기기를 연결하기만 하면 7초 만에 메인보드에 이식됐다. 단속에도 철저하게 대비했다. 입력 조작을 하더라도 한국석유관리원의 단속 기준인 20ℓ 주유 시점까지는 정상적으로 주유가 되도록 설정했다. 해당 주유소들은 근처 주유소보다 ℓ당 평균 10~20원씩 더 싼 가격을 내걸어 고객들을 유인했다고 경찰은 전했다. 경찰은 비슷한 불법 사례가 더 많을 것으로 보고 지속적으로 한국석유관리원과 함께 단속할 방침이다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr
  • [진경호의 시시콜콜] 2024년 헬스아바타 시대의 추억

    [진경호의 시시콜콜] 2024년 헬스아바타 시대의 추억

    ICT(정보통신기술) 전문가들과 의료계가 그리는 10년 뒤 의료시장의 모습은 대강 이렇다. 구글안경과 갤럭시 기어 같은 웨어러블 디바이스 차원을 넘어 이때쯤이면 몸 안에 센서 칩이 이식되거나 부착된다. 무엇을 얼마나 먹는지, 잠은 어떻게 자는지, 혈압은 어떻고 혈당이 어떤지 등등 일상의 모든 생체정보가 이 칩을 통해 기록된다. 그리고 시시각각 변화하는 이 생체정보는 손에 쥔 스마트폰과 병원 전산망의 내 헬스아바타에 저장된다. 내 일상의 모든 정보가 기록되는 라이프로그(lifelog)의 시대에 걸맞게 내 생체정보 또한 모바일과 의료기기 간 ‘사물인터넷’(Internet of things)을 통해 기록되고 저장되고 이동되고 분석된다. 실시간 점검과 진단, 처방이 원격으로 이뤄지는 M(모바일)헬스케어 시대가 활짝 열리는 것이다. 개인 맞춤형 의료뿐 아니라 축적된 각 개인의 건강정보를 취합한 바이오 빅데이터를 분석해 국가적, 아니 지구촌 차원의 선제적 질병 대응도 가능해진다. 공상 속 세계가 아님은 최근 미국 라스베이거스에서 막을 내린 가전전시회 ‘CES 2014’가 말해줬다. 심박수를 재는 이어폰(LG), 뇌파 측정 헤어밴드(인터라쏜), 혈압과 운동량을 재는 스마트워치(삼성), 운동량은 물론 수면상태까지 알려주는 핏빗포스(핏빗) 등 수많은 첨단 가젯들이 M헬스케어의 개막을 예고했다. 물론 10년 뒤엔 이것들도 다 어설픈 장난감으로 추억되겠지만…. 이제 역산해 보자. 10년 뒤 헬스아바타의 시대로 가려면 어떤 산을 넘어야 할까. 두 가지다. 제도와 이익 충돌이다. 무엇보다 개인정보 보호라는 큰 산을 넘어야 한다. 내 생체정보와 일상이 모두 기록되고 누군가에 의해 취합돼 활용되는 상황을 어떻게, 얼마나 허용할 것인지 모두가 머리를 싸매고 해법을 찾아야 한다. 지난한 과제다. 이미 선진국에 비해 5년 이상 뒤졌다. 첨단 과학기술이 몰고 올 개벽 앞에서 의사들의 밥그릇도 정리해야 한다. 지난해 국민 전체가 지출한 의료비는 100조원에 이른다. 2020년엔 200조원이 된다. 바이오산업, M헬스케어산업 등 유관산업까지 감안하면 2024년엔 수백조원의 범의료산업 시장이 열린다. 수많은 이해가 충돌할 것이고, 첨단기술에 내몰리는 의사들의 아우성도 커져만 갈 것이다. 동네의원 다 죽는다는 지금의 원격진료 논란은 2024년에 돌아보면 참 보잘 것 없는 나지막한 야산 중 하나에 불과했을 것이다. 철기는 청동기가 싫어서 만들어진 게 아니다. 세상을 바꾸려 스마트폰을 만든 게 아니라 스마트폰이 세상을 바꿨다. 과학기술은 그렇게 우리를 떠밀고 내일을 당긴다. 늦출 수 없는 내일이라면 이제라도 산을 넘는 수밖에 없다. 기술의 지체가 아니라 제도의 지체, 합의의 지체가 문제다. 2024년 헬스아바타 시대에 서서 되돌아보자. 의료 수가라는 작은 개울 앞에서 지금 우리가 얼마나 작은 밥그릇을 놓고 싸우고 있는지…. 서둘러야 한다. 논설위원 jade@seoul.co.kr
  • 대뇌시신경에 칩 삽입…SF 속 ‘인공 눈’ 내년에 나온다

    대뇌시신경에 칩 삽입…SF 속 ‘인공 눈’ 내년에 나온다

    1987년 9월 28일. 23세기를 배경으로 한 공상과학(SF) TV드라마 ‘스타트렉’의 두 번째 시리즈에 독특한 캐릭터가 등장한다. 엔터프라이즈호의 흑인 기관장 조르디 라 포르지는 선천적인 시각장애인이다. 그는 눈에 은색의 반달 모양 띠를 착용한 채 맹활약한다. ‘바이저’(VISOR)라는 이 장치는 뇌와 직접 연결돼 조르디가 일반인보다 더 빛을 민감하게 감지할 수 있도록 해준다. 타임머신이나 우주공간을 뛰어넘는 워프처럼 SF 속의 기술로만 여겨지던 ‘바이저’가 실제 현실에 등장했다. 2억 8500만명에 이르는 전 세계 시각장애인들에게는 마치 성경 창세기의 첫 구절처럼 ‘빛이 있으라’라는 말이 떠오르는 순간이다. 호주 멜버른 모나시 대학교는 지난 8일(현지시간) “무선 카메라 시스템과 칩 기술, 신경과학을 접목해 세계 최초의 ‘바이오 눈’을 만드는 데 성공했다”고 밝혔다. 60명으로 구성된 ‘모나시 시력 시스템’ 프로젝트에 의해 개발된 이 바이오 눈은 안경에 부착된 카메라와 동작인식 시스템 및 디지털 영상조절장치, 무선 송수신기, 뇌에 이식되는 칩으로 구성된다. 시각장애인이 이 안경을 쓰면 전면부의 카메라가 끊임없이 이미지를 찍는다. 사용자가 고개를 돌리면 동작인식 시스템은 정확히 바라보는 방향에 카메라 초점이 맞춰지도록 돕는다. 디지털 영상조절장치는 카메라에 찍힌 이미지를 신호등의 사람 표현과 비슷한 단색의 점 형태로 변환해 무선으로 보내는 역할을 한다. 이 신호를 받는 것은 사용자의 대뇌피질 시신경 부위에 ‘임플란트’ 형태로 삽입된 칩이다. 칩은 받은 신호대로 대뇌피질에 전기자극을 보내 사람들이 직접 보는 것처럼 느끼게 만들어낸다. 프로젝트 책임자인 아서 로워리 교수는 “시각장애인에게 완벽한 영상을 보여주는 것은 힘들지만, 눈 앞에 있는 물체의 형태와 사람을 구분하게 해주는 것만으로도 분명 새로운 세계를 경험하게 될 것”이라고 밝혔다. 모나시 시력 시스템은 다양한 소프트웨어 업그레이드를 통해 발전을 거듭하고 있다. 첫 모델은 단순히 점 형태로 물체를 표시하는 데 그쳤지만, 얼굴 인식 소프트웨어를 영상조절장치에 심으면 비슷하게 생긴 사람들도 쉽게 구분할 수 있다. 또 원근 처리 소프트웨어를 삽입하면 사용자들은 계단이나 구덩이를 인식해 위험을 피해 걷거나 산으로 트레킹을 떠날 수도 있다. 로워리 교수는 “사용자가 원하는 기능을 주문하면 프로그램을 심어 적합한 방향으로 특화된 제품을 만들어낼 수 있다”면서 “장기적으로는 모든 기능을 하나의 시스템에 담아 실제 눈과 거의 유사한 기능을 수행하게 될 것”이라고 강조했다. 바이오 눈 개발이 처음 시작된 것은 2008년이다. 당시 호주 총리 케빈 러드는 캔버라에서 열린 ‘호주 2020 서밋’ 폐막 연설을 통해 “2020년까지 시각장애인을 위한 바이오 눈을 개발하겠다”는 비전을 발표한 바 있다. 모나시 대학은 이 프로젝트를 통해 4200만 달러(약 470억 8200만원)의 정부보조금을 지원받았다. 특히 모나시 시력 시스템은 직접적으로 뇌 속의 시신경에 작용하기 때문에 시력이 일부 남아 있어 희미하게 영상을 볼 수 있는 사람은 물론 아예 수정체와 눈 부위 전체가 없는 사람들도 사용할 수 있다. 시력이 남아 있는 사람의 경우에는 눈을 사용할수록 시력이 떨어지기 때문에 이 시스템 사용으로 남아 있는 시력을 더 오래 보존할 수 있다는 장점도 있다. 안경 자체도 단순히 시각장애인용 기계의 시제품 수준을 뛰어넘는다. 라 포르지 기관장의 바이저처럼 SF 영화 속에서 곧바로 뛰어나온 듯한 모습이다. 이는 이 프로젝트에 2000년 시드니올림픽 성화봉을 만든 것으로 알려진 ‘코클리어사’의 수석 디자이너 마크 암스트롱이 참여하고 있기 때문이다. 코클리어사는 모나시 시력 시스템과 같은 콘셉트의 청각 시스템을 개발하고 있다. 마이크를 이용해 모은 소리를 사용자의 대뇌피질 속 청신경으로 직접 전달하는 방식이다. 이 프로젝트에는 지금까지 800만 달러가 투입됐고, 실제 기존 보청기를 크게 뛰어넘는 수준의 성과를 거두고 있다. 모나시 대학은 현재 맹인들을 대상으로 바이오 눈의 테스트 작업을 진행하고 있다. 내년 상반기에 시제품이 출시된다. 시험이 성공적으로 진행되면 10년 이내에 시각장애인의 85%가량이 모나시 시력 시스템의 혜택을 받을 것으로 연구진은 내다보고 있다. 연구진의 궁극적인 목표는 안경 형태가 아닌 완전한 이식이다. 암스트롱은 “장애인들은 자신들이 일반인처럼 일하면서 겉으로도 두드러져 보이지 않기를 원한다”면서 “보조 기술의 궁극적인 목표는 드러나지 않는 것”이라고 강조했다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr
  • SF 속 ‘인공 눈’ 내년에 나온다

    SF 속 ‘인공 눈’ 내년에 나온다

    1987년 9월 28일. 23세기를 배경으로 한 공상과학(SF) TV드라마 ‘스타트렉’의 두 번째 시리즈에 독특한 캐릭터가 등장한다. 엔터프라이즈호의 흑인 기관장 조르디 라 포르지는 선천적인 시각장애인이다. 그는 눈에 은색의 반달 모양 띠를 착용한 채 맹활약한다. ‘바이저’(VISOR)라는 이 장치는 뇌와 직접 연결돼 조르디가 일반인보다 더 빛을 민감하게 감지할 수 있도록 해준다. 타임머신이나 우주공간을 뛰어넘는 워프처럼 SF 속의 기술로만 여겨지던 ‘바이저’가 실제 현실에 등장했다. 2억 8500만명에 이르는 전 세계 시각장애인들에게는 마치 성경 창세기의 첫 구절처럼 ‘빛이 있으라’라는 말이 떠오르는 순간이다. 호주 멜버른 모나시 대학교는 지난 8일(현지시간) “무선 카메라 시스템과 칩 기술, 신경과학을 접목해 세계 최초의 ‘바이오 눈’을 만드는 데 성공했다”고 밝혔다. 60명으로 구성된 ‘모나시 시력 시스템’ 프로젝트에 의해 개발된 이 바이오 눈은 안경에 부착된 카메라와 동작인식 시스템 및 디지털 영상조절장치, 무선 송수신기, 뇌에 이식되는 칩으로 구성된다. 시각장애인이 이 안경을 쓰면 전면부의 카메라가 끊임없이 이미지를 찍는다. 사용자가 고개를 돌리면 동작인식 시스템은 정확히 바라보는 방향에 카메라 초점이 맞춰지도록 돕는다. 디지털 영상조절장치는 카메라에 찍힌 이미지를 신호등의 사람 표현과 비슷한 단색의 점 형태로 변환해 무선으로 보내는 역할을 한다. 이 신호를 받는 것은 사용자의 대뇌피질 시신경 부위에 ‘임플란트’ 형태로 삽입된 칩이다. 칩은 받은 신호대로 대뇌피질에 전기자극을 보내 사람들이 직접 보는 것처럼 느끼게 만들어낸다. 프로젝트 책임자인 아서 로워리 교수는 “시각장애인에게 완벽한 영상을 보여주는 것은 힘들지만, 눈 앞에 있는 물체의 형태와 사람을 구분하게 해주는 것만으로도 분명 새로운 세계를 경험하게 될 것”이라고 밝혔다. 모나시 시력 시스템은 다양한 소프트웨어 업그레이드를 통해 발전을 거듭하고 있다. 첫 모델은 단순히 점 형태로 물체를 표시하는 데 그쳤지만, 얼굴 인식 소프트웨어를 영상조절장치에 심으면 비슷하게 생긴 사람들도 쉽게 구분할 수 있다. 또 원근 처리 소프트웨어를 삽입하면 사용자들은 계단이나 구덩이를 인식해 위험을 피해 걷거나 산으로 트레킹을 떠날 수도 있다. 로워리 교수는 “사용자가 원하는 기능을 주문하면 프로그램을 심어 적합한 방향으로 특화된 제품을 만들어낼 수 있다”면서 “장기적으로는 모든 기능을 하나의 시스템에 담아 실제 눈과 거의 유사한 기능을 수행하게 될 것”이라고 강조했다. 바이오 눈 개발이 처음 시작된 것은 2008년이다. 당시 호주 총리 케빈 러드는 캔버라에서 열린 ‘호주 2020 서밋’ 폐막 연설을 통해 “2020년까지 시각장애인을 위한 바이오 눈을 개발하겠다”는 비전을 발표한 바 있다. 모나시 대학은 이 프로젝트를 통해 4200만 달러(약 470억 8200만원)의 정부보조금을 지원받았다. 특히 모나시 시력 시스템은 직접적으로 뇌 속의 시신경에 작용하기 때문에 시력이 일부 남아 있어 희미하게 영상을 볼 수 있는 사람은 물론 아예 수정체와 눈 부위 전체가 없는 사람들도 사용할 수 있다. 시력이 남아 있는 사람의 경우에는 눈을 사용할수록 시력이 떨어지기 때문에 이 시스템 사용으로 남아 있는 시력을 더 오래 보존할 수 있다는 장점도 있다. 안경 자체도 단순히 시각장애인용 기계의 시제품 수준을 뛰어넘는다. 라 포르지 기관장의 바이저처럼 SF 영화 속에서 곧바로 뛰어나온 듯한 모습이다. 이는 이 프로젝트에 2000년 시드니올림픽 성화봉을 만든 것으로 알려진 ‘코클리어사’의 수석 디자이너 마크 암스트롱이 참여하고 있기 때문이다. 코클리어사는 모나시 시력 시스템과 같은 콘셉트의 청각 시스템을 개발하고 있다. 마이크를 이용해 모은 소리를 사용자의 대뇌피질 속 청신경으로 직접 전달하는 방식이다. 이 프로젝트에는 지금까지 800만 달러가 투입됐고, 실제 기존 보청기를 크게 뛰어넘는 수준의 성과를 거두고 있다. 모나시 대학은 현재 맹인들을 대상으로 바이오 눈의 테스트 작업을 진행하고 있다. 내년 상반기에 시제품이 출시된다. 시험이 성공적으로 진행되면 10년 이내에 시각장애인의 85%가량이 모나시 시력 시스템의 혜택을 받을 것으로 연구진은 내다보고 있다. 연구진의 궁극적인 목표는 안경 형태가 아닌 완전한 이식이다. 암스트롱은 “장애인들은 자신들이 일반인처럼 일하면서 겉으로도 두드러져 보이지 않기를 원한다”면서 “보조 기술의 궁극적인 목표는 드러나지 않는 것”이라고 강조했다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr
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