사용자의 마음을 읽을 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스

과학자들은 사람의 내면 독백을 포착하고 해독할 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발했습니다.

이 연구 결과는 말을 할 수 없는 사람들이 다른 사람들과 더 쉽게 소통하는 데 도움이 될 수 있습니다. 기존의 일부 시스템과 달리, 새로운 뇌-컴퓨터 인터페이스는 사용자가 단어를 말하려고 노력할 필요가 없습니다. 대신, 사용자는 말하고 싶은 내용만 생각하면 됩니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스 실험에 참여한 한 참가자가 내면의 생각을 해독하고 있다. 사진: 에모리 브레인게이트

스탠퍼드 대학교 전기공학자이자 연구 공동 저자인 에린 쿤츠는 "말하려고 생각할 때 뇌 활동이 어떻게 나타나는지 처음으로 이해할 수 있게 되었습니다."라고 말했습니다. "심각한 언어 및 운동 장애가 있는 사람들에게 내면의 언어를 해독할 수 있는 인터페이스는 훨씬 더 쉽고 자연스럽게 소통하는 데 도움이 될 것입니다."

마비 환자가 생각을 사용하여 의수와 같은 보조 장치를 제어하거나 다른 사람과 소통할 수 있도록 하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)가 개발되고 있습니다.

일부 시스템은 환자의 뇌에 전극을 이식하는 방식을 사용하고, 다른 시스템은 MRI를 사용하여 뇌 활동을 관찰하고 이를 생각이나 행동과 연관시킵니다.

하지만 의사소통을 돕는 많은 BCI는 사용자가 말하고 싶은 것을 명확하게 표현하기 위해 힘을 써야 하는데, 이는 근육 조절 능력이 제한적인 사람들에게는 매우 힘든 과정입니다. 연구진은 이 새로운 연구에서 내적 음성을 해독하는 것으로 이 과정을 대체할 수 있을지에 대해 생각해 보았습니다.

8월 14일 Cells 저널에 발표된 새로운 연구에서 에린 쿤츠와 동료들은 뇌졸중이나 근위축성 측색 경화증(ALS)으로 마비된 4명을 대상으로 연구를 진행했습니다. ALS는 근육을 제어하는 데 도움이 되는 신경 세포에 영향을 미치는 퇴행성 질환입니다.

생각과 말의 차이를 "드러낼" 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스가 개발되고 있습니다. 사진: Camtree Launches

참가자들은 임상 시험의 일환으로 뇌에 전극을 이식받아 생각으로 보조 기기를 제어했습니다. 연구진은 참가자들의 뇌에 전극이 수집한 전기 신호를 통해 환자의 내면적 생각과 의도를 해석하는 모델을 사용하여 AI를 훈련시켰습니다.

연구팀은 모델이 참가자들이 머릿속으로 "생각"하는 문장을 최대 74%의 정확도로 해독한다는 것을 발견했습니다. 또한, 서로 다른 방향을 가리키는 일련의 화살표 순서를 기억하는 것처럼, 자연스러운 내면의 언어를 필요로 하는 작업에서는 사람의 자연스러운 내면의 언어를 인식했습니다.

내면의 말, 더 정확히 말하면 내면의 생각과 말은 둘 다 운동을 제어하는 운동 피질에서 비슷한 뇌 활동 패턴을 만들어내지만, 내면의 말은 일반적으로 더 약한 활동을 만들어냅니다.

BCI의 윤리적 문제 중 하나는 사용자의 의도가 아닌 개인적인 생각을 읽어낼 가능성이 있다는 것입니다. 말과 내면의 생각 사이의 뇌 신호 불일치는 미래의 뇌-컴퓨터 인터페이스가 사람의 마음을 읽을 수 있음을 시사합니다.

연구팀은 현재 시스템이 실수로 사람의 내면의 말을 해독하는 것을 더욱 보호하기 위해 암호로 보호되는 BCI를 개발했습니다.

참가자들은 언제든지 테스트 음성을 사용하여 의사소통할 수 있었지만, 인터페이스는 참가자들이 "치티 치티 뱅뱅"이라는 암호문을 조용히 암송한 후에야 내면의 음성을 디코딩하기 시작했습니다.

연구진은 Cell 저널에 "BCI는 사람이 단어로 명확하게 생각하지 못할 때 완전한 문장을 해독할 수 없지만, 앞으로는 고급 장치를 사용하면 그럴 수 있을지도 모른다"고 기술했습니다.