KAIST 뇌공과 정재승 교수님

정재승 한국과학기술원(KAIST) 교수

2004.07.14 21:45 | Job Search | Dream트리

http://kr.blog.yahoo.com/winylife/608663 

연구와 과학대중화 두마리 토끼 잡기 정재승 한국과학기술원(KAIST) 교수   ▲ 정재승 KAIST 교수  ⓒ 과학책은 성공하기 힘들다는 통념을 깨고 무려 25만부의 판매고를 올린 베스트셀러 '과학콘서트'의 저자. 최근에는 한국과 미국의 명문대에 동시에 교수로 임용되면서 화제가 되고 있는 정재승 교수를 만났다. 정 교수는 뛰어난 필력으로 두터운 독자층을 확보하고 있는 우리나라의 대표적인 과학저술가인 동시에 KBS ‘TV 책을 말하다’의 진행자로, 재미있게 과학을 소개하는 강연자로 맹활약 중이다. 딱딱해지기 쉬운 과학을 문화와 결합시켜 우리나라 과학 대중화에 크게 공헌을 하고 있다고 평가받고 있다. 또한 KAIST에서 박사 학위를 받고 미국 예일대 박사 후 연구원 지낸 뒤 지금까지 고려대 물리학과 연구교수로 재직하면서 연구분야에서도 뚜렷한 성과를 내왔다. 그 결과 6월 미국 컬럼비아대 정신과와 KAIST 바이오시스템학과에 동시에 교수로 임용되는 영예를 누리게 됐다. 먼저 컬럼비아대에 임용됐는데 정 교수가 모교인 KAIST에서 후배들과 함께 연구하고 싶다는 뜻을 버리지 않아 양쪽에 번갈아 지내면서 연구와 강의를 맡게 됐다는 후문이다. 다음은 정재승 교수와의 일문일답. - KAIST와 컬럼비아대에서 어떤 연구를 하게 되나? 두 대학은 매우 훌륭한 연구환경을 가지고 있지만, 그 특성이 조금씩 달라 제게 좋은 연구 환경을 제공하리라 기대하고 있습니다. 컬럼비아 의대 정신과의 경우, 정신질환자들의 뇌영상 데이터들을 많이 가지고 있어 이를 바탕으로 정신질환의 질병기작을 밝히고 정신질환자들의 뇌를 모델링하는데 많은 도움을 얻을 수 있으리라 생각됩니다. 반면 KAIST 바이오시스템학과에서는 우수한 학생들이 많고 컴퓨터 환경이 좋아서, 하나의 신경세포에서부터 작은 신경세포연결망이 어떻게 정보를 처리해서 학습과 기억을 하게 되는지 연구를 할 예정입니다. 콜롬비아에서는 주로 숲을 관찰한다면, KAIST에서는 나무를 관찰한다고나 할까요? 하지만 그 두 연구가 서로 동떨어진 연구가 아니라 서로 보완적이면서 궁극적으로는 통합될 수 있는 연구가 될 것입니다. - 국내와 미국의 명문대에 동시에 교수로 임용되는 것은 상당히 이례적이다. 어떤 장점을 활용할 계획인가? 제 관심은 대뇌가 어떻게 정보를 처리해 뛰어난 지적 활동을 할 수 있기 됐는지 그 기작을 밝혀내고 정신질환의 원인을 규명하는 일입니다. 그러기 위해서는 대뇌에 문제가 있어 그런 기능을 정상적으로 수행하지 못하는 환자들의 뇌 데이터가 필요한데, KAIST에는 의대가 없기 때문에 제가 그런 데이터를 얻기 힘들죠. 반면 콜롬비아의대 정신과는 임상학과다 보니 귀중한 데이터는 많지만 박사과정 학생들이 많지 않아 분석할 연구인력이 부족한 편입니다. 그래서 두 대학의 장단점을 충분히 활용해 카이스트 학생들에게는 좋은 데이터로 연구할 수 있는 기회를 마련하고, 컬럼비아 의대를 위해서는 뛰어난 이공계 학생들이 의학연구에 참여할 수 있도록 발판을 마련할 계획입니다. - 앞으로도 과학 대중화를 위한 저술, 강연, 방송 등의 활동을 계속 병행할 예정인지? 과학자가 자신이 하고 있는 연구를 많은 사람들에게 쉬운 언어로 소개하고 과학이 우리 사회에 미칠 영향을 함께 토론하는 것은 당연한 의무지요. 앞으로도 그런 활동은 계속 병행할 예정입니다. 다만 그 동안 쓰지 못했던 책을 쓰는데 좀더 집중할 예정입니다. 지금 맡고 있는 'TV, 책을 말하다'의 진행은 과학책을 사람들에게 널리 알리고 관심갖게 하는데 도움이 되는 활동이라 꾸준히 할 생각이구요. 무엇보다도 제가 많이 배울 수 있는 기회이기도 해서 즐겁게 하고 있습니다. - 과학기술계에 하고 싶은 말이 있다면? 새로운 길은 때론 불안해 보이기도 하지만, 아무도 가지 않은 길이기에 도전해 볼만한 가치가 있는 것이지요. 저는 과학자들이 아무도 가지 않은 길에 도전하고 정부는 그것을 뒷받침하는 일에 주저하지 않았으면 합니다. '과학에는 국경이 없지만, 과학자에게는 조국이 있다'는 파스퇴르의 말처럼 우리에게 지금 필요한 과학기술이 무엇인지 과학자로서 늘 고민하도록 하겠습니다. /김홍재 기자 ecos@ksf.or.kr

아바타 속 신경과학

2010.02.09 723호(p68~69)     [SCIENCE] ‘아바타’ 기술, 코앞에 와 있네 무리한 공상 아닌 과학의 진보 … 전투 로봇, 첨단 장비 조만간 상용화될 듯 박근태 동아사이언스 기자 kunta@donga.com 말이나 행동을 하지 않고도 머릿속 생각을 전하는 교감통신 기술, 인간과 가장 유사한 휴머노이드 로봇을 조작하는 기술이 등장했다. 혼다에서 개발한 ‘아시모’. 외화로는 처음 국내 1000만 관객을 돌파한 영화 ‘아바타’의 흥행이 연일 화제다. 관객의 눈을 사로잡는 화려한 입체(3D)기술과 탄탄한 스토리가 흥행 배경으로 거론된다. 이 영화에는 물리학과 중퇴생 출신인 제임스 캐머런 감독의 과학 전문지식과 미래에 대한 혜안이 숨어 있다. ‘에이리언2’ ‘터미네이터’ ‘심연(The Abyss)’ 같은 공상과학(SF) 영화를 꾸준히 만들어온 감독의 노련미가 입체영화라는 신선한 형식을 빌려 더 빛을 발한 것이다. ‘아바타’는 미래의 이야기다. 동시에 리얼리티가 넘치는 현재진행형의 이야기이기도 하다. 30년 가까이 이어온 작가의 상상력이 입체로 구현된 것이라고나 할까. ‘아바타’에는 감독 자신을 향한 몇 가지 오마주(거장의 영화에서 특정 장면을 본떠 그의 업적을 기리는 행위)도 들어 있다. 1986년 개봉한 ‘에이리언2’의 여전사 시고니 위버(어거스틴 박사)가 나온다거나, 건십(무장 헬리콥터) 또는 로봇이 비슷한 형태로 재등장했다는 점이 그렇다. 흥미로운 사실은 20년 전에는 상상 속의 기술이 지금은 현실에 매우 가까워졌다는 점이다. 아바타와 주인공을 잇는 ‘링크’(아바타와 접속장치)는 첨단 뉴로사이언스, 뇌과학의 현재를 고스란히 보여준다. 주인공 제이크 설리는 해병대 출신 퇴역군인으로 전투 중 중상을 입어 다리를 영영 못 쓰는 몸이다. 우연히 만난 어거스틴 박사의 도움으로 첨단 신경과학과 생명공학의 조합으로 만든 아바타를 통해 새 삶을 시작한다. 영화 속 현실에선 불구의 몸이지만 자신의 뇌와 접속해 있는 아바타를 통해 마음껏 달리고 뛰고 하늘을 날게 된 것. 현실 속 아바타 꿈꾸는 첨단 신경과학 실제로 현실에서도 척수 손상을 입거나 신경이 마비된 환자에게 새로운 삶을 찾아주는 연구가 진행 중이다. 뇌파나 뇌 전기자극을 이용해 근육 또는 인공관절을 동작시키는 신개념 방식이다. 이미 개와 고양이, 원숭이를 이용한 실험은 상당한 성공을 거뒀다. 2008년 미국 워싱턴대 에버허드 페츠 교수팀은 신경 손상으로 팔이 마비된 원숭이의 뇌와 팔을 전극으로 이어 움직이게 하는 데 성공했다. 연구팀은 원숭이 뇌에 전극을 연결하고 팔운동에 관련된 신호를 감지했다. 이어 뇌 신호를 망가진 신경계 대신 직접 근육에 전달해 팔을 움직이게 했다. 이보다 훨씬 앞선 2002년에는 캐나다 앨버타대 연구진이 고양이 뇌에 전극을 꽂아 모터를 작동시키는 데 성공, ‘생각만으로’ 기계나 근육을 동작시킬 수 있다는 가능성을 열었다. 최근에는 직접 뇌에 전극을 연결하지 않고 기능성 자기공명영상(fMRI)이나 뇌파(EEG)를 통해 뇌의 명령을 읽는 기술도 활용되기 시작했다.     로봇, 우주여행 현실감 한층 가까워 미국방연구계획청은 로봇팔과 로봇다리, 각종 첨단 통신장치가 부착된 헬멧을 결합해 터미네이터 병사를 만들려고 한다. 최근 사람과 기계를 연결하는 기술인 ‘인간기계 인터페이스(BMI)’ 연구는 놀라울 정도로 발전했다. 말이나 행동을 하지 않고도 머릿속 생각을 전하는 교감통신이나 인간과 가장 유사한 휴머노이드 로봇을 조작하는 기술도 이미 등장했다. 생각만으로 사람의 동작을 95% 가까이 재현할 수 있다. 물론 인공손이 느끼는 외부의 감각을 뇌에 전달하는 기술도 개발이 끝났다. 문제는 제아무리 첨단 기술이라도 사람의 뇌와 신경이 인지하는 속도를 따라잡기가 쉽지 않다는 점이다. 뇌와 신경은 외부 자극에 대해서 찰나의 순간에 반응하는 매우 정교한 네트워크이기 때문이다. 전기 장치로 뇌의 순간적인 변화를 읽고 이를 순간적인 명령어로 처리하는 데는 그만큼 시간차가 날 수밖에 없다. 또 영화 속 아바타처럼 사람을 완벽하게 대체할 인공생명체를 만드는 것도 요원하다. 게임 속 캐릭터였다면 지금의 기술 수준으로도 충분히 제어가 가능하다. 물론 인간과 외계생명체의 유전자를 재조합해 새 생명체를 만드는 작업은 쉽지만은 않다. 과학자들은 지난해에야 381개의 DNA 조각을 이어붙이는 방식으로 인공 박테리아의 게놈(유전체)을 만드는 데 성공했다. 이를 이용해 세포를 만들고, 나아가 신진대사 기능은 물론 아바타처럼 인간 수준의 고등 사고를 하는 생명체를 만드는 것은 요원한 문제다. ‘아바타’는 각종 전투 로봇과 항공기, 첨단 통신장비로 갖춰진 볼거리를 제공한다. 인간들이 자신보다 신체조건이 훨씬 좋은 나비족을 몰아내기 위해 타고 다니는 로봇(AMP 슈트)은 사람 손과 다리에 연결돼, 조종석에 앉은 사람이 주먹을 휘두르면 로봇도 따라서 주먹을 휘두른다. 영화 ‘에이리언2’에서 외계생명체 에이리언과 일전을 벌인 로봇과 왠지 닮았다. 미국 버클리 캘리포니아대 연구팀은 2004년부터 사람 다리의 외골격 기능을 할 수 있는 인공 로봇다리를 개발 중이다. 이 로봇다리를 장착한 사람은 최대 82kg의 짐을 지고 다닐 수 있지만 실제 느끼는 중량은 2kg에 그친다. 영화에서처럼 병사는 그저 걷기만 하면 된다. 전투 중 부상병을 이송하거나 산악지역에서 군수물자를 나르기 위해 개발된 로봇다리는 현재 상용화를 앞두고 있다. 미국 오크리지국립연구소는 4kg의 물체를 드는 힘으로 2200kg 상당의 짐을 들어 올리는 로봇팔을 개발했다. 미국방연구계획청(DARPA)은 이 로봇팔과 로봇다리, 각종 첨단 통신장치가 부착된 헬멧을 결합해 터미네이터 병사를 만들 계획이다. 2020년쯤이면 AMP 슈트처럼 군인과 로봇이 결합한 형태의 신개념 전투로봇이 등장할 가능성이 매우 높다. ‘아바타’에 등장하는 우주여행 방법도 리얼리티를 높이는 데 일조했다. 주인공 제이크 설리는 과학자였던 형이 죽자 그를 찾아 머나먼 행성 판도라까지 6년을 날아간다. 감독은 왜 순간 이동이란 상황 설정을 하지 않았을까. 실제 우리 태양계에서 가장 가까운 별 ‘프록시마 센타우리’는 4.22광년이나 떨어져 있다. 빛의 속도로 4년3개월 이상을 날아가야 도착할 수 있다는 것. 사람이 만든 가장 빠른 유인우주선 아폴로 10호를 타고 가면, 초속 11km로 날아도 12만년 뒤에야 도착할 수 있는 거리다. 과학자들도 별과 별 사이를 여행하기 위해 액체나 고체연료를 태우는 전통적인 방법 대신 새로운 방법을 찾고 있다. 예를 들어 핵분열이나 핵융합, 블랙홀, 암흑물질 등 새로운 에너지원이 그것이다. 과학자들은 원자폭탄 위력을 이용하는 핵분열 로켓을 타고서는 46년, 미니블랙홀에서 뿜는 복사에너지나 우주에서 흔한 암흑물질이 소멸할 때 발생한 엄청난 에너지를 이용하면 수십 년 정도면 ‘프록시마 센타우리’로 갈 수 있다고 본다. 수십 년간 사용할 연료나 여행객들이 먹을 식량, 공기 문제가 해결되지 않는다면 별 여행을 현실화하는 데 시일이 걸릴 것으로 보인다. 시간과 공간의 지름길인 웜홀(wormhole)을 이용해 빛보다 빠른 속도로 여행하는 방법도 있기는 하다. SF 시리즈 스타트렉이나 스타워즈의 ‘워프 드라이브’도 빛보다 빨리 우주를 여행하는 기술이다. 과학자들은 웜홀이나 암흑에너지를 이용한 여행 방식은 실현 가능성이 거의 없다고 본다. 과학에 정통한 감독은 이 점을 놓치지 않았고, 결국 좀더 현실적인 측면에서 우주여행에 걸린 시간을 6년으로 설정한 것은 아닐까. 나비족처럼 고등 사고를 하는 외계 지적생명체를 만나는 것은 하늘의 별따기보다 훨씬 어려운 일이겠지만.    (끝)

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BMI - 최규완 박사님

재일(在日) 최규완 박사 기술 개발

오른손 움직이는 상상하면 컴퓨터가 뇌파의 변화 감지 휠체어 오른쪽으로 회전…
생각으로 기계 조작 기술 로봇 팔·TV에도 이용 기대

일본에 있는 한국인 과학자가 생각만으로 휠체어를 자유자재로 움직일 수 있는 기술을 개발했다. 팔다리가 마비된 환자라도 혼자서 휠체어를 움직일 수 있는 것이다. 이는 생각을 기계동작으로 연결시키는 이른바 '뇌-기계 인터페이스(BMI·Brain-Machine Interface)' 덕분이다. 휠체어뿐 아니라 로봇도 생각만으로 움직일 수 있다. 광고 문구처럼 '생각만 하면 생각대로' 되는 세상이 다가오고 있는 것이다.

◆왼손 생각하면 왼쪽으로 회전

일본 최고의 과학연구소인 이화학연구소 산하 뇌과학연구소(BSI)의 최규완(崔圭完·35) 박사는 29일 일본 문부과학성에서 열린 기자회견에서 "폴란드 출신의 안제이 치호츠키(Cichocki) 박사와 함께 머릿속으로 손발 동작을 생각하면 그에 따라 휠체어가 움직이게 하는 데 성공했다"고 발표했다.

생각으로 움직이는 휠체어의 조작은 간단하다. 오른쪽 손을 쥐는 생각을 하면 휠체어가 오른쪽으로 회전하고, 왼쪽 손을 생각하면 왼쪽으로 회전한다. 두 발로 걷는 동작을 생각하면 휠체어가 직진한다. 아무 생각을 하지 않으면 정지한다.

혹시 있을지 모를 오작동의 가능성을 감안해 비상정지 기능도 갖췄다. 목 아래가 마비된 환자가 사용할 것을 생각해 뺨에 전극을 붙였다. 환자가 비상정지를 하고 싶으면 뺨만 실룩거리면 된다. 최 박사는 "목 아래가 마비된 척수마비환자들이 1주일 정도 연습하면 생각만으로 일반 휠체어의 이동속도와 같은 속도로 휠체어를 움직일 수 있는 것으로 나타났다"고 말했다. 생각 해석 정확도는 95%로 이제까지 개발된 BMI 중 최고치다.

▲ 최규완(崔圭完) 박사 

▲ 일본 이화학연구소 산하 뇌과학연구소(BSI)-도요타 협력센터의 최규완 박사가 개발한 휠체어. 뇌파를 검출해 생각만으로 휠체어의 회전과 직진을 조종할 수 있다. 최 박사가 생각만으로 장애물을 피해가는 시현을 해보이고 있다. /일본 이화학연구소 제공= 이영완 기자

◆동작 따라 달라지는 뇌파가 핵심

비결은 손발 동작을 생각할 때 다르게 나타나는 뇌의 전류 변화, 즉 뇌파(腦波)에 있다. 사람이 오른쪽 손을 움직이는 상상을 하면, 오른쪽 손의 동작을 담당하는 대뇌 왼쪽 운동피질에서 뇌파의 진동 폭이 줄어드는 것으로 알려져 있다. 반대로 왼쪽 손을 생각하면 오른쪽 운동피질에서 뇌파 진동 폭이 줄어든다. 두발로 걷는 상상을 하면 발과 관련 있는 한 가운데 운동피질에서 뇌파 진동 폭이 줄어든다.

연구진은 환자에게 오른쪽과 왼쪽 각각 두 개씩, 가운데 한개 모두 다섯개의 전극이 달린 두건을 쓰게 하고 생각을 할 때 뇌파의 변화를 포착했다. 컴퓨터는 이 신호를 받아 어떤 동작을 생각하는지 파악한다. 그리고 왼손을 쥐는 상상을 했다고 판단하면 왼쪽으로 회전하도록 휠체어 모터를 작동시킨다. 최 박사는 "0.12초마다 뇌파로부터 좌우 회전과 직진 명령을 받을 수 있다"며 "훨체어가 생각과 달리 움직이면 그전 생각과 조금 다른 생각을 하는 식으로 언제든 방향을 수정할 수 있다"고 말했다.

이번 연구는 이화학연구소의 BSI-도요타사 협력센터에서 진행됐다. 도요타사는 이 기술을 휠체어뿐 아니라 로봇 팔과 TV 등 가전기기까지 생각만으로 조작할 수 있는 기술로 발전시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.

연구를 주도한 최규완 박사는 고려대를 나와 한국정보통신대에서 석사를, 도쿄공대에서 박사학위를 받았다. 최 박사는 다음 달부터는 교토에 있는 세계적인 뇌연구소인 국제첨단통신연구소(ATR)에서 근무할 예정이다.

◆사람 상상 따라 움직이는 로봇

지난 2월 한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 뇌-기계 인터페이스 기술을 향후 10년간 우리 생활을 크게 바꿀 10대 미래유망기술의 하나로 선정했다. 이 기술은 2008년 5월 미 피츠버그대 연구진의 원숭이 실험으로 주목을 받았다. 연구진은 원숭이 뇌에 전극을 심고, 이것을 로봇 팔에 연결했다. 원숭이의 팔은 움직이지 못하게 했다. 얼마 있지 않아 원숭이는 생각만으로 로봇 팔을 움직여 간식을 집어먹었다. 국내에서는 한림대 신형철 교수가 전극을 심은 개가 생각만으로 컴퓨터 모니터의 점을 옮기게 하는 데 성공했다.

팔 정도가 아니라 몸 전체가 사람 생각대로 움직이는 로봇도 나왔다. 지난 3월 일본 ATR과 혼다사는 뇌파 검출 두건을 쓴 사람이 생각만으로 인간형 로봇 '아시모'를 조작하는 모습을 공개했다. 예를 들어 오른팔을 들고자 7~9초간 생각하면 아시모가 오른팔을 드는 식이다.

[드림테크⑩] 손을 대체하는 생체공학 기술

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2009.05.06 14:19 입력 / 2009.05.06 14:56 수정

손가락이 모두 움직이는 인공팔, `아이-림`
세밀한 움직임과 질감까지 사람팔과 비슷
가격은 약 2200만원으로 아직 비싸

관련핫이슈

• [연재] 드림테크

안녕하세요. 드림테크의 김민상입니다.

오늘은 최근 눈부신 발전을 거듭하고 있는 생체공학기술를 살펴보겠습니다. 생체공학기술은 인공팔을 자유자재로 사용할 수 있도록 해 정상에 가까운 생활을 하도록 돕는다고 하는 군요. 영화 터미네이터2입니다. 터미네이터인 아놀드슈왈제네거가 자신의 로봇 팔을 보여주는 군요. 자유롭게 움직일 수 있는 모습이 사람과 거의 다를 바 없네요. 이제 최근의 생체공학기술도 터미네이터의 인공 팔을 거의 따라할 만큼 발전됐습니다.



영국 스코틀랜드의 터치바이오닉사는 ‘아이림’이라고 하는 새로운 인공팔을 최근 선보였습니다. 기존의 인공 팔이 엄지와 검지만 이용해 간단한 동작만을 보여줬다면 이 아이림은 정밀한 초소형의 모터를 사용해 5개 손가락이 모두 움직일 수 있도록 만들어졌습니다. 물건을 잡는 유형을 세분화 시켜 보다 세밀한 움직임을 표현할 수 있습니다. 또한 반투명 물질을 이용해 사람의 피부와 같은 질감이 느껴질 수 있도록 했습니다. 이 아이림을 이용해 19세 소년인 이반 레이놀즈는 자동차 사고로 잃었던 팔을 다시 찾을 수 있었죠.

레이놀즈 "아이림을 이용해 이젠 물건을 잡고 놓는 것을 쉽게 할 수 있어요. "



아이림은 보통 팔보다 더 많은 기능을 발휘할 수 있습니다. 손목을 360도 회전할 수도 있는 거죠. 생체공학팔이 최근 기술 발달로 인해 큰 성과를 이루고는 있지만 아직 넘어야 할 산이 많습니다. 남아 있는 어깨 근육의 움직임으로 동작을 예측해 내기 때문에 미세한 움직임을 나타내기에는 적응이 필요하기 때문입니다. 가격도 만7천달러 우리 돈으로 약 2200만원으로 개인이 지불하기에는 부담스럽습니다. 유럽 및 미국에서는 아직 보험 처리가 되지 않아서 장애인들에게 큰 경제적 부담을 안기고 있다고 하는 군요.



인공팔에 대한 가격과 기술 면이 지금 보다 발전해서 하루 빨리 몸이 불편한 장애인에게 희망의 미래가 다가왔으면 좋겠습니다.

국제부 김민상기자

김민상 기자 [stephan@joongang.co.kr]  

[드림테크④] 한 쪽 눈을 대신하는 비디오 카메라

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2009.03.25 09:58 입력 / 2009.03.25 09:59 수정

`아이보그` 랍 스펜스(캐나다) / 무선 비디오 카메라 이용해 시력 되찾아
플라스틱 인공 안구안에 비디오 삽입
촬영중인 화면, 실시간 확인 가능
카메라가 이미지 포착해 시신경 장치에 전달
`인공눈` 이식받은 11명, 6m밖에서 문 구별

안녕하세요. 드림테크의 김민상입니다. 오늘은 70년대 미국에서 만들어진 외화 시리즈 ‘600만 달러의 사나이’를 현실로 만든 생체공학기술에 대해 알아보겠습니다. 600만 달러의 사나이 주인공 브루스 피터슨은 사고로 한 쪽 눈을 잃은 후 20배 줌과 적외선 탐지가 가능한 인공 눈을 갖게 됩니다. 30여 년 전 만해도 카메라가 달린 눈은 꿈으로만 여겨졌었죠. 하지만 캐나다에 사는 랍 스펜스라는 30대 시력장애인은 이 꿈을 현실로 만들었습니다. 그는 자신을 ‘아이보그’로 부릅니다. 눈 기계 장치와 생명체를 뜻하는 단어의 합성어죠. 8㎟ 크기의 무선 비디오 카메라를 이용해 잃어버린 한쪽 시력을 되찾은 것입니다.
스펜스에 비디오가 달린 인공 안구를 위해 토론토대학교의 노스웨스턴대의 연구팀이 작업에 뛰어들었습니다. 플라스틱으로 인공 안구를 만들고 그 안에 비디오를 삽입하는 거죠. 스펜스는 하루의 일과를 끝나고 집으로 돌아와 오른쪽 눈으로 녹화된 일상을 되새겨 봅니다. 촬영되고 있는 화면을 옷 안쪽에 넣고 실시간으로 볼 수도 있습니다. 카메라가 달린 인공 안구는 무게가 많이 나가고, 카메라를 수분으로부터 보호해야 하기 때문에 풀어야 할 문제는 많습니다.



한편 영국에서는 비디오 카메라에 담은 영상을 바로 시신경으로 전달해 실시간으로 사물을 볼 수 있는 기술이 개발됐습니다. 40대에 망막세포상피변성증에 걸려 시력을 잃었던 영국의 론이라는 79세 노인은 이 생체공학 수술로 30년 만에 시력을 되찾았습니다. 이 환자는 안경에 달린 비디오카메라가 이미지를 포착해 무선 통신 기술로 망막 위의 시신경 장치에 전달합니다. 망막에서 0.1mm 정도로 돌출돼 있는 이 장치는 시신경을 자극하는 진동을 만들어 내며 이미지를 뇌로 전달합니다.

미국 ‘세컨드사이트’사가 개발한 이 인공눈은 현재 영국·미국·멕시코 등의 환자 18명에게 실험적으로 이식됐습니다. 이 중 11명은 6m 밖에서 문을 구별할 수 있다고 합니다. 론 씨는 “30년 간 세상이 암흑이었지만 지금은 하얀 양말과 회색 양말, 검은 양말 등을 구분할 수 있게 됐다”고 밝혔습니다. 비디오 카메라가 결합된 인공 눈 기술을 더욱 발전시키면 일반인보다 먼 곳의 물체를 볼 수 있고, 어두운 곳에서도 사물을 구별할 수 있는 기능들이 덧붙여질 전망입니다. 캐나다의 스펜스와 영국의 론이 더 깊은 세상을 볼 수 있는 시대를 기대해봅니다.


국제부 김민상 기자



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▶[관련기사] 드림테크③ 나는 네가 원하는 것을 알고 있다

김민상 기자 [stephan@joongang.co.kr]  

[드림테크⑧] 기억력을 마음대로 조작하는 기술

 [조인스]

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2009.04.22 10:59 입력

영화 토탈리콜 처럼 기억의 조작이 실현가능
서니다운스테이틀 의료진 ,기억과 관련된 물질 발견
‘쥐 실험’ 통해 기억관련 물질 PKMzeta·ZIP 재확인
외상 후 스트레스 장애·치매 치료에 효과있을 전망

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• [연재] 드림테크

안녕하십니까. 드림테크의 김민상입니다. 기억력을 마음대로 조작할 수 있는 시대가 오면 우리는 어떻게 될까요. 여러분이 지금 저를 보고 있는 경험도 한 알의 약으로 쉽게 잊을 수 있는 시대가 올 전망입니다.



아놀드 슈왈제네거와 샤론 스톤이 주연을 맡아 미국에서 큰 인기를 모았던 영화 토탈리콜은 기억을 조작하는 기술에서부터 시작합니다.기억을 마음대로 주입시키거나 지우는 기술 때문에 갈등이 시작되기 때문이죠. 미국의 의료 연구팀이 영화 토탈리콜에 나올 법한 기억 조작 기술을 구체적으로 실현시킬 가능성이 있다고 뉴욕타임스가 최근 보도했습니다.
미국 뉴욕주립대학교 서니다운스테이트 의료 기술진들이 뇌에서 기억을 유지하거나 반대로 잃어버리는 물질을 발견했기 때문입니다. 우리의 뇌는 뉴론이라는 작은 신경 단위로 이뤄져 있는데요. 기술진은 이 뉴론의 끝 부분에 PKMzeta와 ZIP이라는 물질이 존재한다는 사실을 알게됐습니다. PKzeta는 뉴론의 끝에 달라붙어 다른 뉴론을 재빠르게 자극하게 만듭니다. 기억할 만한 자극을 강하게 받으면 이 PKzeta라는 물질이 뉴론의 끝 부분에 더 많이 모여들어 자극을 원활하게 도와주는 겁니다. 반대로 ZIP이라는 물질은 PKzeta가 뉴론에서 떨어지도록 도와줘 뉴론과 뉴론사이의 자극을 더디게 만듭니다. 의료 기술진들은 이 물질들을 쥐를 통한 실험에서 다시 확인했습니다.전기 자극이 있는 장애물을 기억하는 쥐에게 ZIP이라는 물질을 투여했더니 장애물을 잊어버리고 다시 전기 자극이 있는 곳으로 이동한 것입니다. 기억을 조작하는 기술이 발달되면 외상 후 스트레스 장애나 치매와 같은 병을 쉽게 고칠 수 있습니다.인류 건강 복지를 위한 영국의 자선단체 웰컴트러스트 등은 벌써부터 이 기술에 수 백만 달러씩 투자를 한다고 합니다.


하지만 기억 조작 기술을 보편화시키기에는 사람들의 기억이 쉽게 조작될 수 있기 때문에 아직 윤리적 문제를 우려하는 이들이 많습니다. 이 약이 개발된다면 여러분이 생각하는 기억들이 과연 진실이 될 수 있을까요?


국제부 김민상 기자


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김민상 기자 [stephan@joongang.co.kr]