마음 제어 로봇공학: UCSF의 뇌-컴퓨터 인터페이스 성공

미국 캘리포니아대학교 샌프란시스코 캠퍼스(UCSF) 연구진은 심한 마비가 있는 참가자가 움직임을 상상해 로봇 팔을 제어할 수 있음을 보여 주었습니다. 2025년 Cell에 발표된 연구는 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI)의 장기간 사용 가능성을 살폈습니다. 이는 실험 연구이며 마비된 팔 자체의 움직임을 되찾게 하는 승인된 치료법은 아닙니다.

뇌 신호를 읽은 방법

연구진은 대뇌피질전도(ECoG)를 사용했습니다. 전극은 뇌 조직 안이 아니라 뇌 표면에 놓였습니다. 영어 원문에는 뇌 조직 내부에 작은 전극을 넣는 피질내 인터페이스를 사용했다는 설명도 있지만, 이는 다른 방식이며 이 연구를 정확히 묘사하지 않습니다. 뇌간 뇌졸중으로 심한 사지마비와 발화 장애가 생긴 참가자는 손가락 등 신체 부위를 움직이는 모습을 상상했고, 시스템은 그때의 뇌 활동을 구분했습니다.

로봇 팔 제어 연구 이미지

시간이 지나면 무엇이 바뀌는가?

같은 움직임을 상상해도 뇌 활동 패턴은 날마다 조금씩 달라집니다. 연구진은 개별 패턴의 위치가 달라지는 동안 동작 사이의 상대적인 관계는 비교적 안정적이라는 점을 이용했습니다. 이렇게 신호의 변화를 추적하고 모델을 조정해 나중에도 동작을 해석할 수 있도록 했습니다. 사용자 훈련과 알고리즘 조정이 모두 필요했으며, 인공지능이 모든 보정 과정을 없앤 것은 아닙니다.

가상 훈련과 실제 로봇 팔

참가자는 먼저 가상 로봇 팔로 조작을 연습했습니다. 이후 실제 팔로 물체를 잡고 옮기는 등의 작업을 수행했습니다. UCSF에 따르면 여러 달 동안 모델을 계속 새로 학습시키지 않고도 조작이 가능했습니다. 약 7개월이 지난 뒤 더 정밀한 작업을 위해서는 약 15분의 미세 조정이 이루어졌습니다. 이는 장치를 다시는 보정할 필요가 없다는 뜻이 아닙니다.

제한된 참가자와 과제를 대상으로 한 결과이므로, 가정에서의 신뢰성, 수술과 장치의 위험, 비용, 다른 환자에게도 적용되는지는 추가로 검증해야 합니다. 널리 쓰일 임상 제품이 5~10년 안에 나온다는 확정된 일정은 없습니다.

관련 기업

Synchron은 혈관을 통해 설치하는 Stentrode 인터페이스를 연구하는 별도 기업입니다. 이는 UCSF의 뇌 표면 ECoG 방식과 다릅니다. 이번 연구가 Synchron 제품의 임상 효능이나 투자 가치를 입증하지는 않습니다.

참고 문헌: Natraj, N. 외, “Sampling representational plasticity of simple imagined movements across days enables long-term neuroprosthetic control”, Cell 188(5), 1208–1225.e32 (2025). doi:10.1016/j.cell.2025.02.001. UCSF 연구 발표.