뇌-컴퓨터 인터페이스의 혁신: 임플란트형 전극이 컴퓨터와 연결되어, 인공지능이 환자에게 '대화'하는 것을 가능하게 합니다!

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최근 연구에 따르면 인공지능의 적용으로 인해 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술이 크게 발전하고 있습니다. 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 의사들은 ALS 환자 케이시 해렐의 뇌 외부층에 전극을 이식하여 그의 언어 소통 시도를 성공적으로 해독했습니다. 이 결과는 예상을 뛰어넘으며, 이식된 언어 디코더의 새로운 기준을 설정하고 언어 장애가 있는 환자들에게의 엄청난 가능성을 보여주고 있습니다.

근위축성측삭경화증(ALS)은 자발적인 근육 움직임을 조절하는 신경 세포에 영향을 주는 진행성 신경퇴행성 질병으로, 점진적인 근육 위축을 초래하고 궁극적으로 환자의 걷기, 말하기 및 삼킬 수 있는 능력을 저해합니다. 질병이 진행됨에 따라 환자들은 대개 언어 능력이 저하되는 경향이 있습니다.

해렐의 치료에서 의료팀은 기존 연구에서 사용된 전극의 두 배인 네 개의 전극 배열을 이식했습니다. 각 배열은 해렐이 말을 하려 할 때 발생하는 신경 신호를 포착하는 64개의 프로브를 포함하고 있습니다. 수술 후 단 3주 만에 연구팀은 장치를 컴퓨터에 성공적으로 연결했습니다. 짧은 학습 기간 후, 장치는 그의 고유한 의도를 99.6%의 인상적인 정확도로 기록했습니다.

연구자들은 이 장치가 해렐의 상태를 우회하여 언어 명령을 생성하는 운동 피질에 집중했다고 강조했습니다. 신경과학자 세르게이 스타비스키는 “핵심은 언어 표현과 가장 밀접한 뇌 영역을 직접 겨냥한 더 많은 전극의 정밀한 배열에 있다”고 설명했습니다.

시험 이틀째, 이 장치는 125,000개의 어휘를 처리하는 데 90%의 정확도를 달성하여 해렐이 자신의 목소리로 문장을 처음으로 생성할 수 있게 했습니다. 연구자들은 그의 질병 이전의 녹음과 팟캐스트 인터뷰를 활용하여 그의 친숙한 목소리의 AI 시뮬레이션을 만들었습니다. 지속적인 훈련을 통해 장치의 성능은 향상되었고, 해렐은 8개월 동안 거의 6,000개의distinct한 단어를 구사하며 97.5%의 정확도를 유지했습니다.

이 성취는 일반적으로 약 75%의 정확도로 작동하는 많은 음성 전사 모바일 앱에 비해 큰 개선을 의미합니다. 일론 머스크의 Neuralink 장치와는 달리, 이 이식 장치는 환자들이 더 복잡한 언어 영역을 탐험하고 가족 및 친구와 일상 대화에 참여할 수 있게 합니다.

이 연구의 성공은 ChatGPT와 같은 언어 AI 도구 덕분입니다. 장치는 매 순간 신경 활동 신호를 수집하여 이를 음성 단위로 변환하고, 최종적으로 해렐이 표현하고자 하는 내용을 효과적으로 전달하는 단어와 문장으로 조합합니다.

그러나 이 기술이 더 심각한 마비 환자에게도 동일한 효과를 발휘할지는 여전히 불확실합니다. 해렐은 언어 능력에서 상당한 저하를 경험했으나, 완전히 상실하지는 않았습니다. 또한, 이 기술과 관련된 높은 비용은 대부분의 환자에게 장벽이 될 수 있습니다.

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