머스크는 시각 장애인이 “빛”을 다시 볼 수 있도록 어떻게 도울 것입니까?

편집자 주: 뇌에 전자 장치를 이식하는 것은 더 이상 공상 과학 소설이 아닙니다. 다양한 기술과 사례가 점차 현실로 다가오고 있으며, 인공 시각은 뇌 이식의 다음 방향입니다.

머스크의 뇌-컴퓨터 인터페이스 기업 뉴럴링크(Neuralink)뿐만 아니라 전 세계 연구기관 및 기업에서도 뇌 임플란트를 통해 시각 장애인에게 시력을 제공하기 위해 관련 실험을 진행하고 있다.

이러한 기술은 모두 유사합니다. 안구와 시신경을 건너뛰고 전극을 통해 시각적 신호를 뇌에 직접 보내는 것입니다.

이 기술은 아직 초기 단계이고 시각적 영상 품질도 상대적으로 낮지만 의심할 여지 없이 시각 장애자에게 '빛'을 가져다줍니다.

컴파일된 내용은 다음과 같습니다.

눈을 뛰어넘어 빛을 되찾아

Brian Bussard의 뇌에는 25개의 작은 칩이 있습니다.

2022년 2월에 설치된 이 칩은 시각 장애인에게 기본 시력을 제공하는 무선 장치 세트이며, Bussard는 장치 테스트에 첫 번째 참가자입니다.

부사르(56)는 17세 때 망막박리로 왼쪽 눈 시력을 잃었고, 2016년 오른쪽 눈도 완전히 실명했다. 그는 “내가 경험한 것 중 가장 힘든 일이었다”고 말했다. 그는 결국 현장에서 일하는 방법에 적응했습니다.

2021년에 Bussard는 시카고에 있는 Illinois Institute of Technology에서 시각 보철물 실험에 대해 들었습니다. 연구원들은 그 장치가 실험적인 것이며 시각 능력이 이전 수준으로 돌아갈 가능성이 낮다고 경고했습니다.

그럼에도 불구하고 Bussard는 가입을 선택했습니다. 이제 Bussard는 이 25개의 작은 칩을 사용하여 매우 제한된 시력을 얻습니다. 그는 흰색과 무지개색 점을 통해 외부 세계의 사람과 물체를 인식할 수 있습니다.

레이더 화면의 순간처럼.

Bussard는 시각 보철물을 얻기 위해 뇌 수술을 받을 위험이 있는 세계에서 몇 안 되는 시각 장애자 중 한 명입니다. 스페인 엘체에 있는 미구엘 에르난데스 대학교에서도 유사한 실험이 수행되었으며, 연구자들은 유사한 시스템을 4명에게 이식했습니다.

이러한 전자 장치가 어떻게 시각 장애인에게 빛을 가져다 줄 수 있는지 이해하려면 먼저 안구 영상의 원리를 이해해야 합니다.

빛이 눈에 들어오면 먼저 눈의 바깥층과 중간층인 각막과 수정체를 통과합니다. 빛이 눈 뒤쪽의 망막에 도달하면 광수용체라는 세포가 빛을 전기 신호로 변환하여 시신경을 통과합니다. 신경은 뇌로 전달되어 이러한 전기 신호를 자신이 보는 이미지로 해석합니다.

대부분의 시각 장애는 망막이나 시신경의 손상으로 인해 발생하며, 이로 인해 눈이 뇌와 제대로 소통할 수 없게 됩니다.

임플란트의 원리는 눈과 시신경을 완전히 우회하여 정보를 뇌에 직접 전달하는 것이므로 이론적으로는 안과 질환이든 외상이든 임플란트를 통해 실명의 원인을 모두 해결할 수 있습니다.

눈과 소통하고 안구에서 보낸 정보를 처리하는 특정 뇌 영역을 시각 피질이라고 하며 머리 뒤쪽에 위치하며 이식된 전자 장치의 편의성을 제공합니다.

이 25개의 칩은 실제로 약한 전류를 방출할 수 있는 소형 자극기입니다. 각 칩은 연필 지우개 크기이며 머리카락보다 얇은 16개의 작은 전극이 포함되어 있습니다. 각 전극은 개별적으로 제어할 수 있으며, Bussard에는 총 400개의 전극이 있습니다. 그의 뇌에 이식되었습니다.

안경에 장착된 한 쌍의 카메라는 Bussard의 주변 환경을 캡처합니다. 캡처된 이미지는 특수 소프트웨어를 사용하여 처리되고 이식된 칩 네트워크와 통신하는 명령으로 변환되어 특정 전극을 활성화하여 뉴런을 자극합니다.

이 자극을 통해 뉴런은 빛의 점처럼 보이는 포스펜이라는 시각적 인식을 생성합니다. 그리고 이 과정에서 빛은 실제로 눈에 도달하지 않습니다.

전극이 시각 피질의 한 영역에만 집중되어 있었기 때문에 Bussard는 시야의 왼쪽 하단에 있는 포스펜만 볼 수 있었습니다. 전체적인 효과는 여전히 완전한 시력 회복과는 거리가 멀지만, 이러한 "포스펜"은 Bussard가 방을 탐색하고 테이블 A 접시에 놓인 네 개의 물체를 골라낼 수 있을 만큼 기본적인 작업을 수행하는 능력을 향상시켰습니다.

엘체 대학교 미구엘 에르난데스(Miguel Hernández) 대학의 연구에서 실험자들은 100개의 전극이 포함된 임플란트만 설치했는데, 실험의 리더인 에두아르도 페르난데스(Eduardo Fernández)는 자원 봉사자 4명 모두 선과 모양, 간단한 문자를 식별할 수 있었다고 말했습니다.

Fernández는 "시각 복원"보다는 이 기술의 현재 목표가 시각 장애가 있는 사람들의 방향성과 이동성을 향상시키는 것이라고 말했습니다. 그는 한 자원봉사자가 이미 VR 스크린 런닝머신에서 장애물을 피할 수 있었다고 언급했습니다.

결과적으로 Fernández는 앞으로 더 많은 전극을 추가하여 포스핀의 수를 늘리고 더 자세한 이미지를 생성할 수 있기를 바라고 있습니다.

피츠버그 대학의 안과 조교수인 Xing Chen도 시력을 회복하려면 수백에서 수천 개의 전극을 이식해야 한다고 믿습니다.

Bussard 실험의 리더인 Philip Troyk은 중요한 것은 전극의 개수가 아니라 전극 이식 위치가 시각 피질에 더 많이 분산되어 있을수록 더 많은 광점이 생성되지만 이는 더 깊은 수술을 의미한다고 믿습니다.

머스크는 자신감이 있다

머스크는 지난달 자신의 뇌-컴퓨터 인터페이스 회사 뉴럴링크(Neuralink)의 다음 단계가 '블라인드사이트(Blindsight)' 제품 개발이라고 발표했다. 이 제품은 부사드가 사용하는 솔루션과 유사해 눈과 시신경을 완전히 우회하는 것으로 알려졌다. 뇌는 시각적 정보를 뇌에 직접 보냅니다.

머스크는 블라인드사이트(Blindsight)에 자신감을 갖고 있습니다. 지난 3월 머스크는 X에서 Blindsight가 이미 원숭이를 대상으로 실행되고 있다고 말했습니다(그 과정에서 원숭이 중 누구도 죽거나 심각한 부상을 입지 않았다고 그는 덧붙였습니다).

그는 또한 초기 단계에서는 결과적인 시각적 해상도가 낮지만 결국에는 정상적인 인간의 시력을 초과할 수 있다고 말했습니다.

앞서 머스크는 2022년 11월 선천적으로 시각 장애인이 되어 시력을 전혀 갖지 못한 사람이라도 시력을 회복할 수 있다고 확신한다고 주장하기도 했다.

머스크 외에도 유사한 장비를 개발하는 회사가 시장에 많이 나와 있습니다. 캘리포니아에 본사를 둔 Cortigent는 Orion이라는 비슷한 뇌 임플란트를 개발 중이며 시각 장애가 있는 사람 6명에게 사용되었습니다.

빛으로 가는 길은 멀고도 험하다

현재의 기술과 연구 수준으로 볼 때, 이 기술은 아직 매우 초기 단계에 있으며, 여전히 직면해야 할 과제가 많습니다.

첫 번째 과제는 임플란트가 각 수혜자에게 맞춤화되어야 한다는 것입니다. 모든 사람의 시각 피질은 약간씩 다르기 때문에 전극이 이식된 위치와 전극이 생성하는 전류량은 실험과 맞춤화가 필요합니다.

뇌에 전기 충격을 가하는 것이기 때문에 실험자들은 전류의 크기에 매우 주의를 기울였습니다. 전류가 너무 크면 간질성 발작, 통증, 뇌 조직 손상 등의 부작용이 발생하기 쉽습니다. 전류가 너무 작으면 이상적인 영상 결과를 얻을 수 없습니다.

또 다른 장애물은 이식된 장치의 수명입니다. 피츠버그와 스페인의 실험에서 연구자들은 끝에 전극이 있는 100개의 작은 실리콘 바늘로 구성된 정사각형 격자를 사용했습니다.

이 요법은 수개월에서 수년까지 지속될 수 있지만, 임플란트 주변에 흉터 조직이 형성되어 근처 뉴런에서 신호를 수신하는 장치를 방해하면 장치가 작동을 멈출 수 있습니다.

그리고 Neuralink는 뇌에 침투할 수 있는 더 작고 더 유연한 전극을 개발하고 있습니다. Neralink의 현재 장치는 두개골에 배치되며 얇은 와이어 전극이 뇌 조직까지 확장됩니다.

Chen은 더 부드러운 전극이 임플란트의 수명을 연장할 수 있다는 생각에 동의하지만 실제로 어떻게 작동할지는 아직 알 수 없습니다.

실명 기간이 이러한 장치의 작동에 영향을 미칠지 여부에 대해서도 논의할 가치가 있습니다. 스페인 연구에 참여한 사람 중 한 명은 16년 동안 시력을 잃었고, 부사드는 6년 동안 완전히 시력을 잃었습니다.

Chen은 실명 기간이 지나면 시각 시스템이 악화되지만 체계적인 연구와 증거가 여전히 필요하기 때문에 조기 개입이 더 낫다고 믿습니다.

선천적 시각 장애인의 시력 회복에 대한 머스크의 발언에 대해 스페인의 페르난데스는 테스트된 적이 없기 때문에 그것이 가능한지 확신하지 못합니다. 그리고 이론적으로 선천적 시각 장애인들은 시각 정보를 처리하기 위해 뇌의 시각 피질을 사용한 적이 없으며 정상적인 시각 피질은 이러한 현재 임플란트가 제대로 작동하기 위한 중요한 전제 조건입니다.

현재로서는 연구원들이 자극을 제어할 수 있기 때문에 Bussard는 실험실에서만 비전 임플란트를 사용할 수 있지만 연구원들은 향후 참가자가 집에서 사용할 수 있는 모바일 시스템도 개발하고 있습니다.

스페인 연구에서 참가자들은 6개월 동안만 장치를 이식한 후 제거하게 됩니다.

현재 이 기술은 아직 초기 단계에 불과해 '시력 회복'까지는 아직 갈 길이 멀다. "시력 회복" 뿐만 아니라 "시력 회복"도 가능합니다. 인공 시력의 가능성을 탐구하기 위함입니다.

Bussard는 평생 동안 이 실험으로 많은 이익을 얻지 못할 것이라는 것을 알고 있었지만 다음과 같이 말했습니다.

나는 미래 세대를 위해 이 일을 합니다.

원래 주소: https://www.wired.com/story/the-next-frontier-for-brain-implants-is-artificial-vision-neuralink-elon-musk/

원작자: 에밀리 멀린

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Ai Faner | 원본 링크 · 댓글 보기 · Sina Weibo