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[IT뉴스]생각만으로 가상세계 탐험하는, 뇌에 전극 붙인 원숭이

온카뱅크관리자

2026-04-21 17:07:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 게재 연구 
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 <img alt="뇌-컴퓨터 인터페이스를 장착한 원숭이가 가상현실에서 자신의 아바타를 움직여 목표지점으로 가고 있는 모습. 논문 갈무리" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/21/hani/20260421170153182qnoy.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="WZ5tWvMVm6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/21/hani/20260421170153182qnoy.jpg" width="658">
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 뇌-컴퓨터 인터페이스를 장착한 원숭이가 가상현실에서 자신의 아바타를 움직여 목표지점으로 가고 있는 모습. 논문 갈무리
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 뇌와 컴퓨터를 이어주는 장치(뇌-컴퓨터 인터페이스·BCI)를 심은 원숭이들이 생각만으로 가상현실에서 여러 과제를 성공적으로 수행했다는 연구 결과가 나왔다. 기존 연구들은 주로 화면 속 커서를 움직이거나 로봇 팔을 제어하는 데 초점을 맞췄는데, 이번 연구는 이런 물리적 제약 없이 가상현실에서 게임을 하듯 자유로운 움직임을 만든 실험이란 평가가 나온다.
 과학잡지 ‘뉴사이언티스트’는 지난 15일(현지시각) 피터 얀센 벨기에 루벤대 교수 연구진이 최근 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 게재한 논문의 내용을 소개했다. 연구진은 붉은털원숭이 세 마리의 머리 세 곳에 각각 96개의 전극으로 이뤄진 뇌-컴퓨터 인터페이스 장치들을 심고, 여기서 얻은 신경 신호를 인공지능 모델로 ‘디코딩’하여 원숭이들이 3D 모니터를 보는 동안 가상현실 속 아바타를 제어할 수 있게 만들었다. 그리고 가상현실 속에서 구체 또는 원숭이 아바타를 목표 지점까지 옮길 수 있는지 보는 다섯 개의 과제를 수행하도록 한 결과, 원숭이들이 성공적으로 과제들을 수행하는 것을 확인했다고 밝혔다.
 과제들에는 목표지점이 중간에 재설정되거나 장애물을 우회하는 과제, 고정된 시점에서뿐 아니라 컴퓨터 게임처럼 3인칭 시점에서 아바타를 조종하는 것 등이 포함됐다. “연구진은 후속 실험에선 원숭이들이 문을 열고 방에서 방으로 이동하며 가상 건물 안을 탐색했다”고 뉴사이언티스트는 전했다.
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 <img alt="실험 모식도. 논문 갈무리" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/21/hani/20260421170154449qcwk.jpg" data-org-width="780" dmcf-mid="YfAkLJ1yw8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/21/hani/20260421170154449qcwk.jpg" width="658">
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 실험 모식도. 논문 갈무리
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 뇌--컴퓨터 인터페이스는 침습적·비침습적 방식으로 뇌와 컴퓨터를 연결해 행동이나 말과 관련한 뇌 신호를 해석해 로봇 등의 기계를 작동시키거나 음성이나 문자로 전환해 줌으로써 사지 마비 환자나 말을 할 수 없는 사람들을 돕는 장치를 말한다. 최근 연구가 활발히 진행되어, 컴퓨터 커서의 제어, 로봇·의수·휠체어 제어, 의사소통 복원, 마비된 사지의 운동 복원, 심지어 감각적인 피드백을 주는 데 성공하는 실험 결과들까지 나왔다.
 다만 연구진은 기존 연구들이 로봇 팔을 움직이고 휠체어를 작동시키는 등 실제 물리적으로 구현되는 움직임에 구애받고 있다고 보고, 이번 실험에선 가상현실을 통해 뇌-컴퓨터 인터페이스가 좀 더 높은 수준에서 직관적으로 작동하는 걸 보고자 했다. 장치를 심은 뇌의 세 곳은 1차 운동피질(M1), 등쪽 전운동피질(PMd), 배쪽 전운동피질(PMv)인데, 뉴사이언티스트는 “1차 운동피질은 뇌-컴퓨터 인터페이스 연구에서 흔히 사용되는 영역으로 신체 움직임과 관련이 있지만, 배쪽 전운동피질과 등쪽 전운동피질은 더 고차원적이고 추상적인 방식으로 움직임을 계획하는 데 관여하는 것으로 알려져 있다”고 짚었다.
 무엇보다 연구진은 “이번 연구의 핵심적인 혁신은 (뇌의 신경 신호를 디코딩하는 과정에서의) 훈련 패러다임에 있다”며, 자신들의 모델이 비교적 짧은 적응 단계만 거치고도 지속해서 유효했다는 것이다. 실제 물리적 환경과의 세밀한 대조와 보정이 없어도 가상현실에서 활동하는 것이 가능했다고 연구진은 설명했다. 연구에 참여하지 않은 앤드류 잭슨 영국 뉴캐슬대 교수는 “이 연구에서 원숭이들은 서로 다른 시점과 상황에서도 동일한 방식으로 움직임을 제어했는데, 이는 뇌-컴퓨터 인터페이스가 움직임을 추상적으로 사고하는 뇌 영역을 활성화해, 마치 사람들이 익숙한 컨트롤러로 다양한 컴퓨터 게임을 하는 것처럼 상황에 따라 유연하게 적응할 수 있게 해준 것일 수 있다”고 뉴사이언티스트에 말했다.
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 <img alt="존 도너휴 미국 브라운대 교수 연구팀이 만든 스타트업 ‘브레인게이트’의 실험 성과로 사지 마비 환자가 생각만으로 로봇 팔을 제어해 움직이는 모습. 유튜브 갈무리" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/21/hani/20260421170155720rfxp.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="Gx8b0tNdm4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/21/hani/20260421170155720rfxp.jpg" width="658">
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 존 도너휴 미국 브라운대 교수 연구팀이 만든 스타트업 ‘브레인게이트’의 실험 성과로 사지 마비 환자가 생각만으로 로봇 팔을 제어해 움직이는 모습. 유튜브 갈무리
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 얀센은 마비 환자들이 가상 세계를 직관적으로 탐색하거나 전동 휠체어를 조종할 수 있게 해주는 등 이 방법이 인간에게도 효과가 있을 것이지만, 전극을 이식할 정확한 부위를 알아내는 데에 시간이 걸릴 수 있다고 밝혔다.
 인간을 대상으로 한 뇌-컴퓨터 인터페이스 실험 가운데 가장 대표적인 것으론 일론 머스크가 공동 설립한 미국 ‘뉴럴링크’를 꼽을 수 있다. 2024년 임상시험을 시작해 현재까지 임상시험을 완료했거나 진행 중이다. 뉴사이언티스트는 “그러나 임상시험 한 달 만에 전극선의 약 85%가 위치가 어긋나면서 컴퓨터 조작 능력이 급격히 저하된 것으로 나타났다”고 보도했다. 지난달에는 ‘뉴라클 메디컬 테크놀로지’가 칭화대 연구진과 함께 개발한 뇌 이식 장치 ‘네오’(NEO)에 대해 중국 국가약품감독관리국(NMPA)이 시판을 승인하면서, 중국이 이 분야에서 한걸음 앞서간다는 평가가 나왔다. 다만 뇌와 신경을 조작할 수 있는 ‘신경공학’이 심각한 신체적·윤리적·사회적 위험성을 품고 있다는 우려의 목소리도 높다.
 *논문 정보
 Intracortical brain-computer interface for navigation in virtual reality in macaque monkeys
 https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw3876
 최원형 기자 circle@hani.co.kr
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