키스 토마스는 2020년 다이빙 사고로 척추를 다쳤습니다. 가슴 아래쪽 신체가 마비되고 감각을 느낄 수 없게 되었습니다. 잃어버린 통제를 되찾기 위해 인공지능 마이크로칩을 뇌에 이식하는 임상 실험에 지원했습니다. 수술 후 불과 몇 달 만에 손을 다시 느낄 수 있었습니다. 장치를 끈 후에도 실험실 밖에서 그의 손목과 팔 기능이 지속해서 개선되고 있습니다.

이번 연구의 책임자인 채드 부튼 파인스타인 생체전자 의학 연구소 교수는 "마비된 사람의 뇌와 몸과 척수를 전자적으로 연결해 지속되는 운동 능력과 감각을 회복한 것은 이번이 처음이다"고 밝혔습니다. 이어 "연구 참여자가 팔이나 손을 움직이려고 생각하면 우리는 척수를 충전하고 뇌와 근육을 자극해 연결을 재건하며 감각을 송신해 회복 촉진에 도움을 준다"고 덧붙였습니다.

재활 수술을 진행하기 위해 연구진은 먼저 MRI로 토마스의 뇌를 분석했습니다. 정교한 뇌 지도를 그리는 작업에 수개월이 들었습니다. 덕분에 팔 움직임과 손의 촉각을 담당하는 뇌 부위를 찾아낼 수 있었습니다. 신경외과 전문의가 15시간 동안 수술을 집도했습니다. 뇌 속에 신체 동작 관련 칩 두 개를 적절히 배치하고 손가락 감각을 제어하는 영역에 세 칩을 이식했습니다. 

토마스는 머리 위에 뇌 속 칩과 연결된 외부 입력 장치도 설치했습니다. 수술 후 연구진은 토마스 뇌 속에서 인공지능 시스템을 가동했습니다. 뇌 신호를 신체 행동으로 해석할 수 있는 AI 프로그램이었습니다. AI가 뇌 속에서 움직이려는 의지를 감지하면 신호로 변환해 척추와 팔에 부착한 수신기로 보냈습니다. 이후 수신기가 몸을 자극해 움직이도록 유도했습니다. 손끝과 손바닥에는 추가로 감지기를 붙여 감각 담당 뇌 부위에 감각 신호를 전송하기도 합니다.

수술 후 4개월 만에 토마스는 여동생 손을 잡을 수 있을 만큼 회복했습니다. 실험 전보다 두 배 이상 힘으로 팔을 자유롭게 움직일 수도 있었습니다. 연구진은 마이크로칩 시스템의 사용 여부와 관계없이 척추 손상을 극복하는 회복 현상에 주목했습니다.

연구진은 신기술 덕분에 약물을 사용하지 않고 뇌 신경 경로를 재건할 수 있었다고 강조했습니다. 토마스는 이 임상실험이 자기 삶을 바꾸었다고 고백합니다.

그는 "솔직히 제가 살 수 있을지 살고 싶은지조차 몰랐던 때가 있었다"며 "그런데 지금은 누군가 제 손을 잡아주는 느낌이 느껴진다"고 말했습니다.

/ 파퓰러 사이언스 제공 , 정리 육지훈 기자 jihun.yook@fortunekorea.co.kr