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[과학자들 "두뇌 칩(Brain Chip)"을 개발 - 뇌일혈이나 알츠하이머 병 환자들의 메모리 센터를 이로 교체 가능, 조만간 인간의 타고난 본성/행동을 바꾸는 세상과, 두뇌로 원하는 정보를 바로 다운받을 수 있는 세상이 도래(12/Mar/2003)]

2003년 3월 12일자의 영국의 BBC 온라인 뉴스는 과학자들이 두뇌 칩(Brain Chip)을 개발하여, 뇌일혈(Strokes, Apoplexy), 알츠하이머(Alzheimer)나 간질(Epilepsy) 환자들의 두뇌 메모리 센터(Memory centre)를 이 두뇌 칩으로 교체가 가능하다고 보도하고 있다. 미국의 과학자들은 이와 같은 실리콘 칩(Silicon chip)이, 우리 두뇌속의 메모리 스토리지들을 코디내이션하는 해마상 융기인 히포캠퍼스(Hippocampus)를 교체할 것으로 보고 있다. 현재 과학자들은 쥐의 두뇌에 이 디바이스를 테스트 할 예정이다.

예정대로 라면, 이들 캘리포니안 연구원들은 6개월된 쥐에 이 인공 히포캠퍼스를 이식하여 테스틀 할 예정인데, 이 것이 성공하면, 그 다음 메모리 작업을 수행하도록 잘 훈련된 원숭이에게 테스트하여, 만약 아무 이상이 없으면, 그리고 매우 안전하면, 이를 인간에게 실험한다는 계획이다. Institute of Neurology의 Dimitri Kullman 교수는 "이와 같은 테스트로 이제 조만간 주요 병이나 어려움을 극복할 수 있을 것입니다"라고 확신한다.

이 최초의 두뇌 인공기관(Brain prosthesis)인 실리콘 칩의 목표는 손상된 두뇌 조직(Brain tissue)을 대체하는 것이다. 기존의 Cochlear 이식 디바이스는 오로지 두뇌의 활동을 촉진시키는 것이다. 그러나 이 새로운 두뇌 칩은 아예 조직을 이 칩으로 대체하는 것이다. 연구원들은 이번 테스트의 또 다른 의외의 결과를 가져올 것을 인지하고 있는데, 왜냐하면 인간의 두뇌는 감정, 무드, 무의식, 그리고 메모리(기억)에 영향을 주기 때문인데, 바로 이들 영역들은 그 사람의 독특한 아이덴터티(Identity)와 연결되어 있기 때문이다.

이번 연구를 진두지휘하고 있는 로스엔젤리스 USC 대학의 Theodore Berger는 하지만 이번 연구는 그저 하나의 테스트 케이스라고 말하고 있다. "만약 여러분이 히포캠퍼스가 없다면, 여러분들은 아무것도 할 수 없습니다"라고 그는 말한다.

[입력과 출력]

히포캠퍼스는 인간 두뇌의 하나의 영역인데, 스피널 코드(Spinal cord)인 척수의 연결부분에 가까운 부분이다. 이 히포캠퍼스는 우리가 얻은 경험들을 엔코딩하여 두뇌의 다른 부분내의 오랜 메모리속에 저장되게 한다고 과학자들은 믿고 있다. Berger 박사는 New Scientist 매거진과의 인터뷰에서 "만약 여러분이 히포캠퍼스를 잃으면, 여러분들은 새로운 메모리를 저장할 수 있는 능력을 잃게 됩니다"라고 말하고, "이번 연구는 아주 간단하면서도 쉬운 방법으로 이 칩을 테스트하려 하는데, 만약 누군가 이 인공기관으로 새로우 메모리를 저장할 수 있는 능력을 회복한다면, 이는 이 칩 디바이스가 아주 안전하게 작동되고 있다는 것을 의미합니다"라고 말한다.

이들 연구원들은 이 인공 히포캠퍼스를 개발하는데 그간 10년을 소비해왔다. 하지만 아직까지 과학자들은 이 히포캠퍼스가 어떻게 작용하는지 정확히 알지 못한다. 그래서 이들 캘리포니아 팀들은 간단히 히포캠퍼스의 행동들을 복사했다.  과학자들은 어떤 입력(Input)이 그와 상관되는 결과(Output)가 나올 때까지, 쥐의 히포캠퍼스의 작은 조각들에게 수천만번의 전기 시그널로 자극시켰다. 각각의 조각들로부터의 정보를 분석하여, 이들은 전체 히포캠퍼스의 수학적 모델을 만들 수 있었다. 그리고 이 모델은 실리콘 칩에 프로그램화 되었다. 이들은 제안하기를 이 실리콘 칩이 두뇌속에 이식되기 보다는 환자의 두개골 위에 올려 놓을 수 있다는 것이다.

그러면 이 칩은, 손상된 위치의 어느 부분까지에도 설치된 두개의 전극 어레이를 통해 두뇌와 의사소통을 할 수 있을 것이라 믿는 것이다. 하나는 두뇌의 나머지로부터 오는 전기 활동들을 기록하게 될 것이고, 다른 하나는 반면 필요한 지시들을 두뇌로 보내는 것이다. 히포캠퍼스는 패러럴(Parallel)로 작동하는 서킷(Circuits)과 같기 때문에, 바로 손상된 부분을 건너뛰게 할 수 있다는 것이다.

[인간의 본성/개성을 변화]

이들은 조만간 쥐 두뇌의 모든 부분에 테스트를 할 예정인데, Berger 박사는 말하기를 "이는 매우 중요한 스텝입니다. 모든 것들을 동시에 함께 처음 테스트하기 때문입니다"라고 말한다. 만약 이번 실험이 성공적이면, 연구원들은 원숭이게 테스트할 것인데, 원숭이들이 히포캠퍼스의 일부분을 중지하던지 아니면 이 칩으로 건너 뛰는지를 알 수 있기 때문이다. 이번 동물 실험에 참가하고 있는 미국 노스 캘로라이나주의 Winston-Salem에 있는 Wake Forest University의 Sam Deadwyler 박사는 "이번 실험 결과는 동물들의 행동이 변화될 것인지, 아니면 그대로 유지될 것인지를 밝히게 될 것입니다"라고 말한다.

인간의 본성이나 개성에 정통한 영국의 Oxford University의 Bernard Williams 박사는 "사람들은 이제 최초로 받아들이기 힘든 기술에 직면하게 될 것입니다"라고 말한다. 만약 본성이나 개성이 바뀐다면 어떻게 바뀔 것인가? 아무리 기억을 될 살리고 새로운 기억을 기억한다 해도 만약 본인의 행동이나 개성이 변화된다면? 그러나 Bernard 박사는 언급하기를 "많은 사람들이 처음에 심장이식기술이 나왔을때  거부감을 보였죠, 왜냐면 신체발부라는 생각 때문이었죠"라고 말한다. 마찬가지로 병을 고칠 수만 있다면, 그리고 죽지 않고 오래 살수만 있다면, 그까진 처음 타고난 본성이나 개성이야 문제가 안된다는 말이다. 그러나 만약 처음 본성보다 더욱 고약한 행동이나 나쁜 짓을 하게 된다면 이는 문제가 될 수 있을 것이다. 또한 만약 작동되다가 버그가 일어난다거나 에러가 발생한다면 이는 치명적이 될 수 있다. 이들은 다음 주에 이탈리아의 Capri에서 개최되는 신경망 엔지니어링 컨퍼런스에서 이과 관련된 연구를 발표할 예정이다.

[앞으로의 난제와 전망]

바로 이부분이 이들이 해결해야 할 난제로 등장할 가능성이 높다. 그러나 만약 성공한다면, 앞으로 몇 십년 내에 이 것이 더욱 발전되어 두뇌 칩이 우리의 두뇌에 이식될 것이고, 머리가 나쁜 사람은 좋은 사람의 두뇌로 이식하고, 영화에서 보는 것과 같이, 원하는 정보, 지식, 프로그램을 바로 여러분의 두뇌로 다운 받을 수 있는 날이 올 것임엔 틀림이 없다.
 
[참고] [BBC-Scientists develop 'brain chip'(12/Mar/2003)]

키워드 : 두뇌 칩, Brain Chip, 두뇌 이식, Brain Implants, 인간의 본성, 개성, 히포캠퍼스, Hippocampus