[메디게이트뉴스 이지원 기자] "우리의 미래는 뇌와 ICT의 밀당(소통)에 있다."

대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 문제일 교수는 베르나르 베르베르가 장편소설 '뇌'에서 언급한 '뇌의 미래는 컴퓨터에 달려있다'에 빗대어 뇌 과학의 미래에 대해 위와 같이 말했다.

문 교수는 "과학자는 ICT 기술로 뇌를 이해하고, 공학자는 뇌를 이해해 ICT 기술을 개발한다"고 설명하며, "뇌와 컴퓨터가 공존하며 선순환구조를 이뤄 관련 기술이 발전하는 사회가 되고 있다"고 했다.

그는 최근 뇌 연구의 또 하나 특이할만한 점으로, "과거에는 뇌 연구자 중에 생물학 전공자들이 많았는데 최근에는 물리학이나 수학을 전공한 뇌 연구자들이 늘고 있는 추세"라고 말했다. 

문 교수는 주요국의 뇌 연구 현황에 대해서도 소개했다. 미국은 2013년 오바마 전 대통령이 뇌 연구투자(Brain Initiative)를 발표하며 미국 국립보건원(NIH) 산하 16개 연구기관이 연합해 국가주도로 뇌 연구를 추진하며 NIH 예산의 16%에 해당하는 5조 2천억 원을 투자하고 있다. 유럽은 국가간 컨소시엄인 HBP(Human Brain Project)를 중심으로 뇌 연구에 대한 투자가 이뤄지고 있으며, 영국에 민간주도 연구단체인 '에딘버러대 신경퇴화 연구센터'를 두고 있다. 일본은 97년 뇌 연구개발에 대한 장기적 구상을 발표하고 이화학연구소(RIKEN) 내 뇌과학연구원(BSI: Brain Science Institute)을 98년 설립해 2010년의 경우 약 3천억 원의 예산을 투입했다.

그는 "한국도 1998년 뇌연구촉진법을 제정하고,  한국뇌연구원과 KIST 뇌과학연구소를 2011년 설립하는 등 이들 국가에 뒤지지 않게 일찍부터 뇌 연구에 대한 투자가 이뤄졌고, 뇌 연구를 위한 인프라도 잘 구축돼 있지만, 상대적으로 투자규모는 크지 않다"고 설명했다.

현재 파킨슨병 환자를 대상으로 뇌를 자극해 기능을 제어하는 뇌심부 자극기(DBS)와 더불어 우을증 치료에 경두개자기자극술(TMS) 등이 적용되고 있는데, 문 교수에 따르면, 이러한 생체자극기의 전세계 시장규모는 2013년 3억 달러에서 2017년 5.4억 달러(국내시장은 661억 원에서 817억 원)로, 연평균 14.69%의 성장율을 보였다. 

문제일 교수는 알츠하이머병이나 파킨슨병을 비롯해 고혈압 등을 전기적인 자극을 통해 치료하는 전자약(electroceuticals) 시장도 2016년 172억 달러(한화 약 19.7조 원)에서 2021년에는 252억 달러(한화 약 28.9조 원)로 성장할 것이란 전망을 소개하며, 여기에 해당하는 의료기기로 심장박동기, 척추 자극기, 인공 달팽이관, 뇌 심부 자극기, 미주신경 자극기 등을 들었다. 

문 교수는 이 외에도 진짜 뇌를 닮은 감각기관을 모사하는 기술로 일본 NEC가 개발한 '로봇 소믈리에, 뇌신호로 사물을 움직이는 기술을 적용해 도요타가 개발한 '생각만으로 움직이는 휠체어', 뇌 신호를 읽어 말 없이 소통하는 기술을 개발하고 있는 페이스북 개술 개발 사례, 간단한 뇌파를 이용해 호감도를 측정하는 기술 등을 소개하며 "이러한 기술은 법적인 문제 소지가 적은 의료 외의 게임 등 문화컨텐츠 분야에는  활발히 적용되고 있다"고 했다. 

문제일 교수는 "DGIST 연구팀은 뇌 과학과 ICT 융합 연구로 '파킨슨병 케어용 멀티 모달^* 뇌기능 센싱 및 제어기술'을 개발하고 있다"고 밝히며 "기존에 일정한 자극을 주기적으로 주던 방식에서 벗어나 뇌 기능과 유사하게 동작하도록 하기 위해 뇌 회로를 조절하는 원천기술 및 뇌질환을 치료하는 기술을 개발하고 있다"고 했다.

DGIST가 개발하는 모듈화된 멀티 모달 정밀 제어시스템은 원래 있는 뇌 회로를 복원하는 방식으로 접근해 파킨슨병의 치료에 사용되는 약물인 엘도파(L-Dopa)가 천천히 배출되도록 한다는 계획이다. 문 교수는 "해당 연구는 뇌 과학, 나노, 기기 개발, 인공지능(AI), 빅데이터 연구자 및 전문가들이 모두 참여해 진행하고 있다"며 "해당 기술을 개발해 다양한 동물 모델에 적용할 수 있게 되면 향후 상업화까지 가능할 것"으로 기대했다. 

끝으로, 문제일 교수는 강연을 통해 소개한 바와 같이 "뇌 과학 기술은 이미 우리 앞에 와있다"고 말하며 "이제는 한국도 국가적인 차원에서 뇌 연구에 대한 가이드라인에 대해 사회적인 공론을 모아봐야 할 시기"라고 제안했다.

*멀티모달(Multi-modal)은 여러 개의 모달리티(Modality)라는 말로 모달리티는 시각, 청각, 촉각 등 각각의 감각 채널을 의미하며 우리가 일상생활에서 보고, 듣고, 만지는 모든 것을 종합하여 사물을 판단하고 다른 사람과 교류하는 것이다.