스텐로드 뇌-컴퓨터 인터페이스. (제공: Synchron)

BCI(뇌-컴퓨터 인터페이스)를 시장에 출시하기 위해 일론 머스크의 Neuralink 및 다른 회사와 경쟁하고 있는 회사인 synchron은 FDA에서 승인한 임상 시험에 환자를 등록한 업계 최초가 되었다.

조기 타당성 조사는 영구적으로 이식된 BCI의 안전성과 효능을 평가할 예정이며, 이는 마비된 사람들이 생각만으로 디지털 기기를 제어할 수 있게 함으로써 기능을 회복시키는 것을 목표로 한다.

BCI 산업의 이정표: 1990년대 이후로 BCI가 마비된 사람들이 생각을 사용하여 단어를 입력하고, 컴퓨터 커서를 제어하고, 로봇 손과 팔을 움직일 수 있도록 하는 작지만 성장하는 연구 단체가 1990년대 이후로 나타났다. 최근에는 BCI가 마비된 사람들이 사지 움직임과 촉각을 회복하도록 도왔다.

그러나 업계는 아직 어리다. BCI가 마비로 고통받는 미국의 5백만 명 이상의 사람들에게 기능을 복원하기 시작하기 전에 Synchron 및 Neuralink와 같은 회사는 해당 기술이 안전하고 비 연구 환경에서 효과적이며 저렴한 가격으로 생산할 수 있음을 입증해야 한다.

BCI가 생각을 행동으로 옮기는 방법

모든 BCI는 동일한 일반적인 방식으로 작동한다. 장치는 뇌 활동을 모니터링하고 해당 활동을 원하는 동작을 나타내는 데이터로 디코딩한 다음 원하는 동작을 수행하기 위해 신체 부위 또는 외부 장치에 명령을 보낸다. 즉, BCI는 뇌와 신체 사이의 단절된 통신 링크를 수정한다.

두뇌 활동을 명령으로 번역하려면 약간의 훈련이 필요하다. 머신러닝 기반 소프트웨어를 사용하여 BCI 시스템은 궁극적으로 특정 뇌 활동 표현을 목표 행동과 연결하는 방법을 학습한다.

BCI가 다른 한 영역은 침습성이다. 가장 침습적인 장치는 두개골 아래에 이식해야 하며, 이는 뇌 개방 수술이 필요하다. 스텐로드(stentrode)라고 불리는 Synchron의 인터페이스는 여전히 침습적이지만 심장 박동기 절차와 유사하게 가슴에 장치를 이식함으로써 보다 매력적인 접근 방식을 취한다. 이 방법은 더 안전할 뿐만 아니라 인터페이스를 환자에게 이식할 수 있는 의사의 수를 크게 증가시킨다.

스텐로드(stentrode)

그러나 가슴은 어떻게 뇌에 이식될까? 가슴에서 시작하여 센서가 포함된 작은 스텐트가 경정맥을 통해 뇌의 혈관으로 라우팅되어 영구적으로 머물고 결국에는 혈관과 융합된다.

스텐로드 시스템의 그림이다. (제공: Synchron)

스텐트는 1980년대부터 동맥이 열려 있도록 함으로써 심장 질환을 치료하고 최근에는 두개내 특발성 고혈압을 치료하는 데 사용되었다. 그러나 스텐로드(strentrode)는 BCI의 일부로 스텐트를 사용하는 최초의 회사이다.

혈관 내부의 센서에 의해 기록된 신호는 가슴에 있는 임플란트로 이동하여 외부 디지털 장치로 데이터를 무선으로 전송한다. 한마디로 두뇌를 위한 블루투스 연결이다.

근위축성 측삭 경화증(ALS)의 결과로 마비된 75세의 Graham Felstead는 strentrode를 통해 이메일을 보내고, 쇼핑하고, 온라인으로 은행 업무를 볼 수 있는 능력을 되찾았다. 호주에서 열린 2019년 Synchron 임상 시험의 일환으로 Felstead는 스텐로드를 이식받아 뇌 혈관에 이식된 BCI를 이식한 최초의 사람이 되었다.

Synchron의 최근 승인된 조기 타당성 연구는 스텐로드를 사용하여 4명의 마비 환자가 컴퓨터에서 기본 작업을 수행할 수 있었던 성공적인 호주 임상 연구의 결과이다. 90% 이상의 정확도로 커서 클릭을 제어하고 분당 최소 14자를 입력한다.

그것은 여전히 BCI 업계의 다른 사람들이 약속한 미래 지향적인 비전이 아니다. 일부 회사의 장기 목표는 2015년 마크 주커 버그가 말한 것처럼 텔레파시 또는 "사진뿐만 아니라 완전한 감각 및 감정적 경험을 공유하는" 능력을 가능하게 하는 것과 같이 의사 소통 방식을 변화시키는 장치를 만드는 것이다.

Synchron의 CEO인 Thomas Oxley는 회사의 "북쪽 스타는 전뇌 데이터 전송을 달성하는 것"이라고 말했다. 그러나 지금은 더 간단하고 저렴한 BCI가 곧 마비 환자의 삶의 질을 개선하는 데 도움이 될 수 있는 운동 피질에 초점을 맞춘다.