머릿 속으로 생각만 해도 그것이 컴퓨터를 통해 단어 수준이 아니라 하나의 문장으로 표현될 수 있다면? 

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술의 새로운 발전이 차곡차곡 이뤄지고 있는 모습이다. 

14일(현지시간) 파퓰러사이언스에 따르면, 미국 캘리포니아 대학(UC) 버클리 과학자들이 개발한 새로운 브레인 임플란트(brain implant) 기술은 사람들의 뇌 신호를 문장으로 번역할 수 있다. 브레인 임플란트는 질병 치료나 기능장애 개선, 기능 향상 등을 목적으로 뇌에 보철물을 삽입하는 것이다. 

네이처 커뮤니케이션에 발표된 이번 연구 논문은 환자가 생각만 해도 94%의 정확도, 분당 약 29자(약 7단어)의 속도로 약 1150개의 단어 은행을 활용해 컴퓨터 '타자'를 칠 수 있는 기술 개발에 대한 것이다. 

뇌파 자극을 인식하는 장치를 통해 뇌파를 받아들인 후 딥 러닝 및 언어 모델링 기술을 사용해 문자 시퀀스를 디코딩하는 방식이다. 뇌파는 나토 음성 문자(NATO phonetic alphabet)를 통해 해독했다. 나토 음성 문자란  A를 알파라고 하고, B는 브라보, C는 찰리라고 하는 등 알파벳의 각 글자를 그 알파벳이 들어 있는 대표 단어로 사용하는 것으로 전 세계적으로 쓰이고 있다.  

제1저자이자 UC버클리 생명공학 대학원 박사 과정에 있는 숀 메츠거는 라이브사이언스와의 인터뷰에서 "나토 음성 문자는 무선 통신이나 소음이 많은 시끄러운 곳에서 의미를 분명하게 전달하기 위해 사용되기 시작했다"며 "그것이 우리가 처한 상황이다. 우리는 신경 기록의 시끄러운 환경에 처해 있다"고 설명했다.

이번 연구는 지난해 뉴잉글랜드 저널 오브 메디신(New England Journal of Medicine) 게재 논문의 연구 결과에서 한 발 더 나간 것이다. 두 차례 다 실험에 참가한 한 남성은 지난해엔 50개의 단어들(물, 가족 등)로 구성된 정해진 어휘에서 문장을 만들었다. 정확도는 74%였다. 마비되고 말을 할 수 없는 사람의 뇌 활동에서 완전한 단어를 직접 해독하는데 성공한 첫 번째 시연이었다. 

두 연구에 참여한 남성은 UC 샌프란시스코에서 진행 중인 BRAVO(Brain-Computer Interface Restoration of Arm and Voice) 실험의 첫 번째 참가자이기도 하다. 이 실험엔 뇌졸중, 근위축성 측삭경화증(ALS), 근위축증 등의 질환으로 언어 및 운동 조절 능력이 크게 떨어진 성인들이면 참여할 수 있다.