울산함성 - 미국, 단일 칩으로 뇌와 AI 간 고속 무선 연결 구현

과학·군사

Home 과학·군사

장몽란(张梦然)/ 김정호 번역

등록일 : 2025.12.15

뇌 칩.png.jpg — 종이처럼 얇은 단일 칩 이식체 (사진= 컬럼비아 대학)

미국 컬럼비아 대학, 스탠퍼드 대학 및 펜실베이니아 대학 연구팀이 공동으로 발표한 바에 따르면, '피질 생물 인터페이스 시스템(BISC)'이라는 새로운 뇌-기계 인터페이스가 탄생하여 혁신적인 임상 잠재력을 보여주고 있다. 이 뇌-기계 인터페이스는 종이처럼 얇은 단일 칩 이식체로, 오늘날 가장 첨단인 뇌-기계 인터페이스보다 훨씬 빠른 속도를 자랑하며, 뇌와 인공지능(AI) 간의 고속 무선 연결을 실현해 다양한 신경계 질환 치료에 새로운 희망을 가져왔다. 관련 논문은 최신호 《네이처 일렉트로닉스》 저널에 게재됐다.

이번 돌파구의 핵심은 BISC가 복잡한 전자 장치를 두께가 단 50마이크로미터, 총부피 약 3입방밀리미터의 실리콘 칩에 고도로 집적했다는 점이다. 기존에 두개골 내부 공간을 크게 차지하거나 두개골 일부를 절제해 이식해야 했던 '전자 캔'과 달리, 이 유연한 칩은 두개골 위의 최소 침습적 절개를 통해 뇌와 두개골 사이의 경막하 공간으로 직접 삽입되어 종이처럼 뇌 표면에 밀착된다. 이러한 설계는 수술 외상과 조직 거부 위험을 크게 줄일 뿐만 아니라, 반도체 산업의 대량 생산 기술을 활용해 장치의 소형화와 확장성을 실현했다.

칩 내부에는 65,536개의 전극이 집적되어 있으며, 초당 100메가바이트의 초광대역 무선 데이터 링크와 함께 작동해 데이터 처리량이 기존 유사 무선 장치의 최소 100배에 달한다. 이를 통해 뇌신경 신호를 초고해상도로 실시간 외부 컴퓨터에 전송할 수 있다.

실제 응용 측면에서 BISC의 높은 대역폭과 최소 침습적 특성은 신경과학과 임상 의학에 깊은 영향을 미친다. 연구팀은 이 플랫폼을 사용해 운동 및 시각 피질에서 광범위한 임상 전 테스트를 수행하여 기록 품질과 안정성을 검증했다. AI 모델을 통한 방대한 신경 데이터 해독을 통해, 이 시스템은 마비 환자가 사지나 외부 장치를 다시 제어하도록 돕고, 실어증 환자가 '생각으로 말하기'를 실현하며, 심지어 시각 장애인에게 시각적 인식을 재건하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 이 고해상도 장치가 간질에서 마비에 이르는 신경계 질환 관리 방식을 근본적으로 변화시킬 잠재력이 있다고 밝혔다. BISC는 대뇌 피질 표면을 효과적인 '포털'로 변환시켜 뇌가 AI 및 외부 장치와 고대역폭 '읽기-쓰기' 통신을 할 수 있게 한다.

현재 연구팀은 BISC 칩의 상업 버전을 개발 중이며, 임상 전 단계 및 향후 인간 환자에게 적용하기 위한 노력을 진행하고 있다.

[과학기술일보 총편집장 코멘트]

이번 돌파구는 뇌-기계 인터페이스를 무겁고 둔한 장치에서 얇고 가벼운 생물학적 통합 인터페이스로 발전시켜 신경 기술의 가능성을 재정의했다. 그 의미는 단순히 기술 매개변수의 향상에 그치지 않고, 뇌와 AI 간의 대화 '대역폭'을 완전히 새로운 차원으로 끌어올려 인간과 기계의 융합이 '명령'에서 '공생'으로 나아가게 했다는 점에서 더욱 깊다. 신경 신호가 고화질 비디오처럼 실시간으로 흐를 수 있게 되면서, 마비나 실어증과 같이 한때 불가역적인 손상으로 여겨졌던 많은 상태가 체계적으로 역전될 가능성을 보여주고 있다. 이는 단순한 의료 혁명을 넘어, 인간과 기술 사이의 경계를 다시 그리는 작업이다. (저자는 과학기술일보 기자)

출처: 과학기술일보, 2025-12/11

(원문보기) https://tech.huanqiu.com/article/4PUmyIQl4mL

[울산함성 무료구독 신청] https://t.me/+ji13hLs-vL83ZTBl

#뇌과학