2024년 9권 2월 1일 목요일 ＜뉴럴링크＞

[몬스터를꿈꾸며]

뉴럴 링크

https://v.daum.net/v/20240201094514501

[인터뷰] "뇌에 칩 이식…이제 공부할 필요없다?"

https://v.daum.net/v/20240130094800327

일론 머스크 "뉴럴링크, 인간 뇌에 칩 이식수술 첫 성공"

https://www.etnews.com/20240130000150

일론 머스크의 뇌과학기업 '뉴럴링크', 인간 뇌에 칩 이식 성공

일론머스크가 뇌공학(맞나?? 뇌신경과학??)에 관심이 있는 건 몰랐다. 뉴럴링크에 대한 최근 기사들을 보고 왜인지 모르지만 화들짝 놀라 일론머스크 관련 책들도 샀다.

일단 제목이 뉴럴링크라 일론 머스크의 '뉴럴 링크'에 대해 깊이 있게 다룬 책인 줄 알았으나....

기사마다 '뇌과학', '뇌신경과학'이라고 달리 부르는 것 같은데 일단 책에서는 전공자가 '뇌공학'이라고 부른다. 

아무튼 뉴럴 링크를 아주 조금 언급한 뇌공학 발달사 또는 연구과정 또는 전반에 다룬 책이다.

한마디로 속았다.

속았지만 뇌공학의 발달사 또는 연구과정, 또는 다양한 연구에 대해서는 대충 알게 됐다.

좀 난해하고 어려운 공상과학소설을 보는 듯한 느낌이었다.

예전 어렸을 적 MC스퀘어라는 집중력향상 프로그램도 생각이 났고 2018년인가 개봉한 <업그레이드>라는 영화도 생각이 났다.

역시 카메라는 여기에서도 융합될 듯 하고, 인공지능도 많이 언급된다. 떼려야 뗄 수 없는 조합이랄까.

다양한 분야의 융합이 기대되기도 하지만, 다양한 분야의 기술과 지식들 또한 융합되어야 해서 인공지능이나 신경외과, 뇌과학 등의 동반 발달이 기대되기도 한다. 어쩌면 경계가 불분명해질지도 모르겠다.

관련 산업에 대해 고민해볼 수 있었다.

아, MIT 테크놀로지 리뷰 코리아를 정기구독해야겠다는 생각이 강하게 들었다.

6. 2017년 3월, 머스크는 언론을 통해 뉴럴링크라는 뇌공학 스타트업을 설립했다고 밝히며 다음과 같이 말했다.

"인류는 인공지능의 도전에 직면하고 있습니다. 인간이 인공지능과 맞서 싸울 수 있는 유일한 방법은 인간의 뇌 위에 인공지능 층을 만들고 자연적인 두뇌와 인공두뇌를 연결하는 것 뿐입니다."

그는 구체적인 실행 방안까지 제시했다. 뉴럴 레이스라는 액체 그물망 형태의 전극을 머릿속에 삽입해 뇌 활동을 매우 정밀하게 읽어 들이고, 궁극적으로는 지식과 정보를 뇌에 주입하는 장치를 만들겠다는 계획이었다.

10. 2023년에 인간 뇌에 링크 시스템을 이식하는 수술에 대해 미국 식품의약품안전처의 임상시험 승인을 획득했다.

1부 뇌, 세상과 통하다

27. 뇌공학은 인간의 뇌에 생기는 병을 진단하고 예방하며 치료하는 공학 기술을 개발하는 학문

가장 대표적인 뇌-컴퓨터 인터페이스 방식 중 하나인 P300 BCI(brain-computer in interface)/는 300밀리초 시점에서 발생하는 양의 값을 갖는 독특한 뇌파 반응이다.

32. 신체의 움직임을 상상하는 것은 전문용어로 '운동 심상'이라고 하는데 / 상상만 해도 정수리 아래 부근에 있는 대뇌의 운동피질이 활동한다.

47. 신경세포들이 이루는 네트워크의 지도는 종종 '커넥톰'이라고 불리는데, 뇌과학자들은 오랫동안 이 커넥톰이 신경망의 조직 원리와 지능의 생성 원리를 밝힐 열쇠라고 믿고 예쁜꼬마선충을 대상으로 커넥톰을 만들기 위해 노력해 왔다. / 당시에는 인공신경망이라는 기술이 컴퓨터공학에서 크게 주목받고 있었는데, 생명체의 신경망을 모방해 뉴런과 시냅스로 구성된 인공적인 신경망을 만들고 새로운 입력 데이터에 대한 출력값을 추정하는 방법이었다. / 인공신경망을 학습시키면 인공적인 생명체를 구현하는 것이 가능할지도 모른다는 것이었따.

50. 버스바이스나 레치너의 연구는 인간의 커넥톰을 컴퓨터 안에서 구현했을 때 인간과 유사하게 생각하고 판단하는 인공지능을 만들어 낼 수 있다는 충분한 가능성을 보여준다.

58. 기능적 자기공명영상을 이용해, 사람의 대뇌 시각피질을 정밀하게 관찰함으로써 사람이 보고 있는 영상을 복원할 수 있음을 증명했다. 

68. 뇌-컴퓨터 인터페이스를 구현하기 위해서는 세 가지 전제 조건이 필요하다는 결론을 내렸다. 첫 번째, 뇌파 형태로 측정할 수 있어야 한다는 것, 두 번째 뇌파 신호 안에서 서로 다른 정신적 활동이 지닌 고유한 패턴(특징점)을 실시간으로 확인할 수 있어야 한다는 점, 마지막으로 신뢰도와 안정성이 향상되어야 한다는 것이었다.

74. 사이코패스들 가운데 10대 때 집중력 장애를 가졌던 이들이 많다는 점을 알아냈는데, 사이코패스로 발전할 가능성이 높은 10대 아이들을 대상으로 뉴로피드백 치료를 진행하면 사이코패스로 발전하는 것을 방지하는 데 효과적이라는 사실도 증명했다. 당시 뉴로피드백에 많이 사용되던 뇌파에는 느린피질전위(SCP)라는 것이 있었다. SCP는 뇌파가 몇 초 동안 양극이나 음극을 띠며 천천히 변하는 현상을 나타내는데, / 중요한 사실은 훈련을 통해 사람이 SCP를 스스로 조절할 수 있다는 데 있다. -대전 신세계 백화점 6층 아트앤사이언스에 가면 집중력과 관련한 뇌파를 이용한 자동차 경주 게임을 할 수 있다.

2부 뇌로 움직이는 세상

87. 2013년/ 미네소타주립대학교 / 빈 히 교수 연구팀  / 뇌파를 통해 생각만으로 드론을 정밀하게 제어하고 여러 장애물을 통과시키는 실험에 성공한 것이었다.

91. 프랑스의 의료기기 스타트업인 클리나텍은 위매진이라는 신경 인터페이스 시스템을 개발했다. / 일종의 '인공 두개골'인 셈이다. 

92. 침습형 신경 인터페이스 시스템 분야에서 가장 앞서나가고 있는 회사는 2012년 호주에서 설립된 싱크론으로 2016년에는 스텐트로드라는 새로운 신경 인터페이스를 발표했다. / 그물망 곳곳에 작은 전극이 삽입되어 있다.

93. 침습형 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야에서 현재 가장 뜨거운 이슈 메이커는 역시나 일론 머스크의 뉴럴링크다. / 실의 형태로 된 전극을 수술용 로봇을 이용해 뇌의 표면에 매우 정밀하게 박음질하는 기술을 보유하고 있다. 그뿐만 아니라 전극에서 측정한 신호를 외부기기에 전송하고 무선 충전을 가능하게 하는 '링크'라는 소형 장치를 머릿속에 삽입하는 기술도 가지고 있다. / 모집 중인 대상 환자에는 시각장애 환자나 청각장애 환자 이외에도 사지 마비 환자가 포함되어 있다. 

94. 뇌공학자들은 상대적으로 정확도가 낮지만 안전한 비침습적인 방식과 수술이 필요하지만 정밀 제어가 가능한 침습적인 방식이라는 두 가지 트랙으로 기술 개발을 진행하고 있고, 이는 환자에게 더 많은 선택지를 제공한다는 면에서 중요한 의의가 있다. -5년 뒤면 산업 판도가 또 달라질 것 같은... 의료, 스마트워치, 이어폰, 스마트폰..... 인공지능은 자율주행차부터 안 끼는 곳이 없음..... 

101. 최근에는 뇌파를 이용해 생각만으로 타이핑할 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이 개발되고 있다. 이런 기술은 흔히 '마음 타자기'라고 불린다. / 널리 사용되는 방식은 P300과 SSVEP(steady-state visual evoked potential), 즉 정상상태 시각유발전위라는 특수한 뇌파를 이용하는 뇌-컴퓨터 인터페이스다. 

107. 오로라가 (케이블이 연결된) 조이스틱을 이리저리 움직일 때, 대뇌 운동영역에서 발생하는 신경신호는 조이스틱의 방향과 속도에 관한 정보와 함께 데이터베이스의 형태로 저장된다. 일종의 '뇌의 지문'을 등록하는 과정이라고 보면 된다. 일단 데이터베이스만 완성되면/ 신경신호만을 이용해 조이스틱의 방향이나 속도를 예측하는 것이 가능하다. 

110. 니코렐리스 교수가 시도한, 운동 심상을 인식하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 방식은 전문용어로 '비동기적 뇌-컴퓨터 인터페이스'라고 한다. / 다리에 대한 운동 심상을 갖지 않을 때도 운동 피질 부근에서 비슷한 뇌파가 발생할 수 있기 때문에 정확도가 떨어질 수 밖에 없다. / 피실험자가 팔이나 다리에 대한 운동 심상을 시작하는 시점을 알고 있을 때 그가 팔을 움직이려고 하는지 아니면 다리를 움직이려고 하는지 등을 알아내는 방식은 '동기적 뇌-컴퓨터 인터페이서'라고 하는데, / 그 난도가 낮다.

113. 그렇다면 생각만으로 자동차를 제어하는 것은 불가능한 일일까? / 충분히 가능하다 / 하지만 /  적용될 가능성은 제로에 가깝다. / 운전하는 내내 집중을 유지하지 않으면 안된다. 

125. 로봇 팔을 자신의 진짜 팔처럼 인식하게 된 것이다. / '체화'가 일어났다고 한다.

127. 기술적으로 해결해야 할 문제가 산더미처럼 쌓여 있다. /가장 어려운 문제는 로봇 팔을 직접 보고 있지 않으면 로봇 팔을 제어할 수 없다는 것이다. 우리 인간에게는 고유수용감각이라는 것이 있어서, 팔이나 다리를 보지 않고도 자신의 팔다리가 어디에 있는지를 알 수 있따. / 로봇 팔을 보지 않고도 위치를 알 수 있게 해주는 기능, 즉 로봇 팔에 고유수용감각 기능을 집어넣기 위해 분투하고 있다.

3부 나보다 나를 더 잘 아는 기계

137. 우리 뇌에서는 신체 일부를 움직이기 전에 준비 전위라는 뇌파가 발생한다. 움직임을 준비하는 뇌파인 셈이다. 그런데 리벳 교수가 의아하게 여긴 부분은 이 준비 전위가 팔을 움직이기 무려 1초 전에 발생한다는 점이었다. / 우리의 의지에 앞서 먼저 뇌가 명령을 내리고 있었다는 뜻이다. -??????????????? / 우리 뇌의 주인은 사실 우리가 아닐지도 모른다. 

139. '수동형 뇌-컴퓨터 인터페이스'/ 는 뇌의 상태를 수동적으로 읽어내기만 할 뿐 사용자가 어떤 명령을 만들어 내지는 못하기에 붙여진 이름이다. 

143. 구글이나 애플, 삼성전자, LG전자 등 다국적 IT 대기업들도 뇌-컴퓨터 인터페이스와 관련된 특허를 출원하는 등 꾸준한 관심을 보이기는 했지만, 큰 이익을 기대하기 어렵다는 사실을 깨닫고 이내 관심을 접고는 했다. -역시 기업은 돈.

144. 뇌를 읽어내는 헤드밴드를 만드는 인터랙슨이라는 회사를 설립했다. / 가장 먼저 제시한 콘텐츠는 다름 아닌 명상이었다.

146. 구글이 개발하고 있던 증강현실 웨어러블 기기인 구글 글래스와 자신들의 뮤지 헤어밴드가 쉽게 결합될 것이라고 주장했다. 

147. 현재 널리 받아들여지는 뇌-컴퓨터 인터페이스 정의는 다음과 같다. "뇌-컴퓨터 인터페이스는 신경신호를 해독해 외부 기기를 제어하거나 외부와의 의사소통을 가능하게 하거나 사용자의 뇌상태를 추정하는 기술이다."

가상비서 서비스...

151. 상대방의 감정을 가장 쉽게 알아내는 방법은 대화를 나눌 때 그 사람의 목소리를 분석하는 것이다. 이런 기술을 '발화 감정 인식'이라고 하는데 / 이미 상당한 수준이다. / 단점은 사용자가 말을 해야만 감정 인식이 가능하다는 데 있다/ 가장 성공한 웨어러블 기기인 스마트 워치도 가상 비서의 좋은 후보다. / 심박수 측정을 위해서는 주로 광용적맥파라는 생체 신호를 이용하는데 / 일단 심장박동을 측정할 수 있으면 사용자가 흥분 상태에 있는지 안정 상태에 있는지를 알아낼 수 있다. / '심박변이도'라고 불리는 이 지표는 / 스트레스나 긴장, 불안과 같은 부정적인 감정 상태를 잘 반영한다. 

153. 사람의 감정을 실시간적으로 가장 정확하게 알 수 있는 방법은 뇌파를 이용하는 것이다. / 뇌파로부터 사람의 감정을 읽어내는 수동형 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 가상 비서 서비스와 결합되어 기존에 없던 새로운 서비스를 만들어 낼 것으로 기대된다.

156. 귀-뇌파 분야에서 국내 기업들의 활약은 대단하다. 자동차 부품 전문회사/ 제약회사/ 모 전자 회사... / 착용하기 불편함/을 감수하면서도 그들의 기술을 쓸 수밖에 없게 만드는, 이른바 '킬러 애플리케이션'을 찾기 우해 노력하고 있다. / 교육 관련 애플리케이션이 가장 먼저 부상하고 있다. / 뉴로에듀케이션 기술이 개발된다면, 개인 교습의 필요성은 현저하게 줄어들 것이다. / 영화산업에서는 <더 모멘트>/ 수면 분야/ 감정을 읽는 가정용 로봇/ 노인을 위한 애완용 로봇,/ 자폐 아동을 위한 치료용 로봇...

162. 우리 '뇌'가 좋아하는 제품이나 디자인을 알아내고, 더 나아가 소비자의 감정 상태를 읽어내는 것이 가능할까? 단언컨대, 가능하다. -뉴로 마케팅(아마존 등...)

164. 수동형 -뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이 상용화되면 교육, 명상, 수면, 마케팅 분야에 큰 변화를 일으킬 것이다. / 가장 큰 이슈가 되고 있는 문제는 뇌파의 개인차로 인해 개인별로 데이터베이스를 만들어야 한다는 점인데, 인공지능 기술의 발전에 힘입어 이런 문제가 가까운 미래에는 해결될 것으로 보인다. -인공지능을 통한 극복 얘기가 많이 나온다. 

167. 다시 인간의 뇌를 모방함으로써 새로운 인공지능을 만들어 내고자 하는 시도가 늘고 있는 몇 가지 이유.(한 가지 밖에 없더만 ㅡㅡ)

인간의 일을 대신하게 하려면 인간과 비슷하게 판단하고 결정할 수 있어야 하기 때문이다.

인간의 뇌가 우리가 아는 한 가장 효율적으로 진화한 컴퓨터이다.

169. 최근에는 인간 뇌의 특정 기능을 모방한 인공지능도 개발되고 있다. 

170. 인간의 뇌를 모방함으로써 새로운 인공지능 기술을 만들어 낼 수 있는데, 이런 과정으로 만들어진 인공지능은 뇌-컴퓨터 인터페이스의 성능을 비약적으로 높이는 데 쓰일 수 있다.

174. 딥 러닝은 뇌파로부터 인간이 찾아내지 못한 특징을 찾아낼 수도 있지 않을까?

175. 알파고 제로는 다르다. / 강화학습만으로 학습을 진행했다. / 수동형 뇌-컴퓨터 인터페이스에 딥 러닝 기술을 도입하면서/ 훨씬 높은 정확도로 인간의 감정과 뇌상태를 알아내는 것이 가능해졌다. 

180. 나를 비롯한 일부 뇌공학자들은 인공지능의 미래가 인공 감정에 있다고 주장한다.

190. 가까운 미래에는 일반 가정에서도 웨어러블 뇌파 기술의 도움으로 뉴로피드백을 통한 뇌 질환 치료가 가능해질 것으로 기대된다.

4부 비욘드 뇌-컴퓨터 인터페이스

197. 모든 컴퓨터가 인공지능이 되는 시기가 더욱 빨라질 것으로 예상된다.

198. 나는 다음 단계의 뇌-인공지능 인터페이스 서비스를 위해서는 인공지능이 스스로 주변 환경을 인식할 수 있어야 한다고 믿는다. 

201.  뇌와 인공지능을 간접적으로 연결하는 방식은 아주 가까운 미래에 실현될 것으로 예상된다. / 뇌와 컴퓨터가 직접 연결되어 정보를 주고받는 기술을 개발하고자 하는 것이 다음 세기 뇌공학의 주요 연구 목표 가운데 하나다.

205. 생물학적 신경망을 컴퓨터와 연결해 간단한 게임을 수행하게 하는 데 성공했다.

210. 생물학적 신경망도 주변 환경의 요구에 맞추어 스스로 변할 수 있다는 사실이 증명된 것이다. 다시 말해, 자연 지능과 인공지능이 서로에게 맞추어 가는 공진화가 가능하다는 의미다. 

211. 오가노이드 지능 연구가 중요한 이유는 이러한 연구를 통해 인간 뇌에서 기억과 학습의 메커니즘을 알아낼 수 있기 때문이다. / 인간 뇌의 생물학적 신경망과 인공신경망을 연결해 융합 지능을 만들어 내기 위한 핵심 기술을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 

213. 실제로는 우리 뇌는 머리 밖으로 어떤 형태의 전자기파도 내보내지 않는다. 뇌파는 신경세포의 활동이 만드는 전류의 흐름이 두피 표면에 만들어 내는 전위 차이를 측정한 것이다.

215. 한 사람의 생각을 다른 사람에게 전달하려면, 한 사람의 브로카 영역에서 측정된 신경신호를 다른 사람의 베르니케 영역으로 보내야 한다. / 두 신경신호가 서로 호환되지 않는다. / 번역기가 필요하고, / 번역기 모델을 완성했다고 하더라도, / 두 사람 사이에만 적용이 가능하다. -텔레파시에 대해서...

224. 뉴로모픽 칩은 뇌의 정보처리 과정을 모방해 만든 반도체 칩으로, 주앙ㅇ처리장치들 사이에 생물학적인 시냅스 역할을 하는 멤리스터라는 저장 소자를 삽입해 뇌의 정보처리 과정과 유사한 방식으로 정보를 처리한다. / 언젠가 인간의 뇌와 결합이 가능할 것이라는 희망적인 전망이 나오고 있다. / 하지만 우리가 절대로 간과하지 말아야 하는 사실은, 우리 뇌가 전기신호만으로 동작하는 컴퓨터가 아니라는 점이다. / 호르몬을/ 만들어 내고,/ 운동이나 감정과 같은 다양한 뇌 기능에 큰 영향을 미친다.

225. 만약 전자두뇌가 만들어지면/ 첫 번째 대상이 해마일 것이라고 예상한다. / 2011년, 드디어 '해마 칩'이 살아 있는 쥐의 해마에 이식되었다. / 해마 칩으로 인해 기억 능력이 향상되었다는 뜻이다. / 알츠하이머로 인한 기억력 저하로 고통받는 환자들의 삶의 질을 높여주기 위한 목적으로 개발되고 있다.

230. 해마 칩처럼 머릿속에 삽입하는 브레인 칩을 구현할 때 가장 큰 이슈는 배터리다. / 향후에는 브레인 칩에 자체적으로 전기에너지를 생산하는 '에너지 하베스팅' 기술이 적용될 것으로 예상하는 연구자가 많다. /체내의 글루코스로부터 전기를 생산하는 '글루코스 연료전지' 기술이 활발히 연구되고 있다. 

241. 지금의 추세라면 2030년이 되기도 전에 뉴럴링크의 임상시험이 종료되고 많은 장애인들의 머릿속에 '링크'가 삽입될 가능성이 높다. -나는 지금 어떤 시대에 살고 있는 걸까.....불과 5,6년 뒤???

241. 인공지능 기술의 폭발적인 발전은 그 전까지는 불가능하다고 여겨진 새로운 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술을 가능하게 만들고 있다. 가장 대표적인 사례가 언어 뇌-컴퓨터 인터페이스, 이른바 '언어 BCI'라는 기술이다. 마음 속으로 말하면 실제 음성으로 바꾸어 주는, 뇌 -컴퓨터 인터페이스 기술의 이른바 '끝판왕'격이다.

246. 상상한 말을 음성으로 합성하는 것도 충분히 가능하다고 내다본다. 

252. 단지 행복감을 얻기 위해 뇌에 기계장치를 삽입하는 것은 윤리적으로 문제가 있다고 생각한다. 

254. 인지 증강 기술이 대중화된다면....

257. 나를 비롯한 뇌공학자들이나 뇌과학자들, 그리고 미래학자들이 예측하는 시나리오 중 일부다. 

1. 개인 노동생산성의 증가와 인공지능과의 경쟁 구도 본격화

2. 인지능력 증강에 따른 사회구조의 변화 발생

3. 뇌공학으로 인한 새로운 산업의 탄생

4. 뇌공학 기술의 고도화로 인한 다양한 부작용 발생 가능

263. 설계가 마음먹은 대로 되지 않자 머리를 식힐 겸 인터넷 서핑을 하다가 우연찮게 미국전기전자공학회에서 발간하는 <신호처리잡지> 11월 호를 접하게 되었다. -나도 오늘 기분이 좋지 않아 머리 좀 식힐 겸 당신의 책 <뉴럴 링크>를 읽었다.... 머리가 차게 식었다.