요약:
샌프란시스코 캘리포니아 대학교 연구팀은 최초로 단일 뇌 임플란트 장치에서 마비 환자의 언어 및 관련 신체 움직임을 동시에 디코딩하고 표현을 위해 디지털 가상 이미지를 구동할 수 있는 새로운 유형의 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템을 개발했습니다. 이번 연구 결과는 네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience) 저널 9월 14일자에 게재됐다.
해당 논문의 제1저자인 사만다 브로슬러(Samantha Brosler)는 이번 연구의 목표가 단일 기능을 한번에 복원하는 것에서 단일 뇌 인터페이스로 다양한 의사소통 및 운동 방식을 복원하는 것까지 뇌-컴퓨터 인터페이스 개발을 촉진하는 것을 목표로 한다고 말했습니다. 그녀는 제스처가 의미, 강조, 감정 및 맥락을 더할 수 있으며 어떤 경우에는 동의할 때 고개를 끄덕이거나 거절할 때 고개를 흔들거나 손을 흔들거나 어깨를 으쓱하거나 엄지손가락을 치켜드는 등 언어를 완전히 대체할 수 있다고 지적합니다.
이 개념 증명 연구에서는 두 명의 참가자가 각각 10가지와 4가지 의사소통 제스처를 사용했습니다. 이 시스템은 기계 학습 기술을 사용하여 두 사람의 마음에서 나온 단어와 몸짓을 정확하게 해독합니다. 팀의 다음 목표는 이 방법을 더 많은 어휘와 더 지속적인 신체 움직임 범위로 확장하는 것입니다.
의사소통을 위한 효과적인 보철적 접근 방식은 인지 기능은 온전하거나 거의 온전하지만 뇌졸중, 신경퇴행성 질환인 ALS 및 기타 뇌 질환으로 인해 언어 능력을 상실한 수백만 명의 환자에게 도움이 될 수 있습니다. 장기적으로 과학자들은 이 기술이 뇌성마비와 자폐증으로 인해 말하기가 어려운 사람들에게도 도움이 되기를 바라고 있습니다.
의사소통 보철물 분야는 점점 더 많은 연구 관심과 투자를 불러일으키고 있습니다. 활동 중인 회사로는 Elon Musk의 Neuralink와 Precision Neuroscience가 있습니다. UCSF 연구 수석 연구원인 Edward Chang 박사가 공동 설립한 회사인 Echo Neurotechnologies는 뇌 임플란트 하드웨어를 개발하고 있습니다.
뇌 역학 전문가이자 King's College London의 선임 임상 강사인 Richard Rosch는 이번 연구가 혁신적이며 뇌가 언어와 다른 형태의 의사소통을 어떻게 결합하는지에 대한 새로운 단서를 제공한다고 말했습니다. 그는 언어와 몸짓을 처리하는 뇌 영역의 상당한 중복을 보여주는 연구는 인간의 뇌가 고도로 전문화되고 상호 연결되어 있지만 별도의 영역으로 구성된 네트워크가 아니라 기능이 상당히 중복될 수 있다는 새로운 문헌을 추가한다고 지적했습니다. 그러나 그는 또한 이 기술이 아직 보편적이지 않고 대대적인 뇌 수술이 필요하며 임플란트 반대편의 신체 움직임을 처리할 때 제대로 작동하지 않는다고 경고했습니다.
바스 대학교 증강 인류를 위한 배스 연구소의 연구원인 스콧 웰링턴은 이 연구에 박수를 보냈지만 시스템을 각 환자에 맞게 맞춤화해야 하는 등 표준 보조 도구로 전환하는 데에는 여전히 장애물이 있다고 지적했습니다. 그는 이러한 기술은 개인에 크게 의존하며 한 사람의 뇌 신호에 대해 훈련된 모델은 해당 개인에게는 효과가 있지만 다른 사람에게 일반화하기는 어렵다고 말했습니다. 보편적인 모델에 대한 연구에는 상당한 투자가 필요하며, 이는 광범위한 임상 채택을 방해할 수 있습니다.
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