“머스크의 뉴럴링크처럼”…뇌에 '칩셋' 심어 신체 장애 극복 R&D 내년부터 '시동'

과기정통부, '뇌 미래산업 국가 R&D전략' 발표…7대 BCI 핵심 임무 설정

임플란트처럼 뇌에 칩셋 이식…손상된 감각 복원·뇌질환 치료 등 목표

과학기술정보통신부는 18일 제44차 생명공학종합정책심의회를 개최하고 관계부처 합동으로 ‘뇌 미래산업 국가 R&D전략’을 발표했다. 사진은 뇌과학, AI 결합과 관련한 참고용 이미지. (사진=유토이미지) *재판매 및 DB 금지

[성남=뉴시스]윤현성 기자 = 정부가 컴퓨터나 스마트폰을 넘어 사람의 ‘뇌’를 직접 인공지능(AI)과 연결하는 신기술 개발에 본격 도전한다. 일론 머스크의 ‘뉴럴링크’와 같이 뇌에 칩을 심어 신체 제약을 극복하고 난치병을 치료하는 '뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)'를 국가 전략 과제로 선정했다.

과학기술정보통신부는 18일 제44차 생명공학종합정책심의회를 개최하고 관계부처 합동으로 ‘뇌 미래산업 국가 R&D전략’을 발표했다.

최근 사람 뇌에 칩을 이식해 생각만으로 로봇팔이나 컴퓨터를 구동하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술이 태동하고 있다. 일론 머스크의 뉴럴링크는 ‘텔레파시’라는 칩셋을 척수손상 환자의 뇌에 심어 컴퓨터를 제어하며 독서·게임·온라인수업 등 일상생활을 회복하는 임상시험에 성공했다. 올해부터는 대규모 임상시험까지 착수했다.

중국은 지난 13일 척수손상 환자 대상으로 세계 최초의 침습형(뇌이식) BCI 의료기기 시판을 승인하며, 상용화 속도에서는 미국을 추월하고 있다.

7대 국민체감 임무중심 프로젝트 내년부터 착수…의료에 더해 엔터·방위까지 활용

정부는 이처럼 태동하고 있는 BCI와 같은 뇌 미래산업의 퍼스트무버가 될 골든타임을 놓치지 않기 위해 국내 뇌연구 생태계와 AI, 의료, 첨단제조(소재, 반도체 등)의 역량을 총결집하는 도전적인 R&D프로젝트를 신속하게 추진한다는 계획을 발표했다.

먼저 사람 뇌에 칩셋(임플란트)을 이식해 신체제약 극복, 뇌질환 치료, 감각복원 등 도전적 목표를 달성하는 ‘7대 국민체감 임무중심 프로젝트’를 K-문샷의 일환으로 내년부터 착수한다.

7대 국민체감 BCI 핵심임무는 ▲사지마비 환자가 생각만으로 컴퓨터·기계를 작동하는 ‘신체제약 극복’(침습) ▲뇌 심부를 자극해 치매·파킨슨·우울증 등 난치질환을 치료하는 ‘뇌질환 치료 임플란트’(침습) ▲감각(시신경 등)이 손상된 환자의 뇌를 자극해 감각을 복원하는 ‘감각 복원 임플란트’(침습) ▲신체처럼 자연스럽게 움직이는 의수·의족, 인공망막·청각 등을 개발하는 ‘인공신체’(비침습→침습) ▲생각만으로 움직이는 외골격 근력보조 장치 및 이동기기인 ‘웨어러블 로봇’(비침습) ▲감정·감각을 영상·게임에서 구현하는 차세대 VR·AR인 ‘초실감 엔터테인먼트’(비침습) ▲뇌파 기반의 드론·로봇, 통신·감시·경계시스템 등을 포괄하는 ‘안보 및 방위산업’(비침습)으로 구성된다.

국민체감 7대 BCI(뇌-컴퓨터 인터페이스) 프로젝트. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

임상규제가 엄격한 침습형(뇌 이식) BCI기술의 경우 척수손상·시각장애 등 난치 의료분야를 중심으로 인체에 안정적인 임상 성과를 확보한다. 규제가 덜 엄격한 비침습형 BCI 기술의 경우 스마트 안경·시계 등 웨어러블 기기를 플랫폼으로 삼아 의료를 비롯해 엔터테인먼트·방위산업 등 다양한 분야에서 조기 상용화를 추진한다.

과기정통부는 이같은 임무를 효과적으로 달성하기 위해 전담PM을 중심으로 임무별 산학연병 원팀을 구성해 국내 연구기관에 흩어진 우수 요소기술들을 통합하고, 기술개발부터 상용화까지 분절없이 지원할 방침이다.

식약처와는 규제협력 체계를 구축해 임상속도를 높이고, BCI 연구기관·스타트업 및 산업분야별 대표기업의 ‘BCI얼라이언스’ 구성·운영도 올해 추진한다. 뇌 이식 전극 소재, 뇌신경망 특화 반도체, 뇌신경신호 디코딩(해독) 등 핵심 요소기술의 초격차 수준 확보를 위한 R&D지원도 확대한다.

韓 뇌산업 클러스터 조성…뇌과학과 AI 융합도 박차

혁신적인 뇌신경계 신약 파이프라인 창출도 추진한다. BBB(혈액뇌장벽) 투과, 뇌신경계 역노화, 뇌 오가노이드 등 범용성이 큰 플랫폼 기술에 대한 투자를 강화해 타 질환군의 2배에 달하는 뇌신경계 신약개발의 높은 실패율을 극복하고, 글로벌 제약사와 차별화된 경쟁력을 확보한다는 목표다.
 
아울러 아직 근원적 치료제의 등장이 미진한 치매·자폐·우울 등에 대한 기초연구를 꾸준히 지원하고 임상시험 지원과 연계를 강화한다.

기술사업화 전진기지가 될 ‘뇌산업 클러스터’ 조성에도 나선다. 세계적 수준으로 성장한 국내 대표 뇌 연구기관을 거점으로 지역의 뇌산업 클러스터 성장을 지원한다는 계획이다.

한국뇌연구원이 소재한 대구 권역은 국내 뇌연구 인프라를 집적하고, 오송-대전 권역에는 한국생명공학연구원, 한국과학기술원(KAIST) 등 대전의 정부출연연과 오송 바이오 산업 클러스터 간 개방형 밸류체인을 구축한다.

[성남=뉴시스]배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관(오른쪽)이 18일 경기 성남시에 있는 와이브레인을 찾아 이기원 와이브레인 대표에게 'K-뉴럴링크'를 비롯한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술에 대해 설명을 듣고 있다. (사진=윤현성 기자)

뇌과학과 AI 융합 촉진 및 뇌 데이터 확보에도 힘을 쏟는다. ‘인지·감각·운동’이라는 3대 뇌 기능에 관한 뇌파·뇌이미지 데이터를 학습한 뇌신경망 특화 파운데이션 모델 개발과 인간 뇌의 디지털 트윈화가 핵심이다. 이같은 기술 개발을 정부R&D의 장기적이고 도전적인 목표로 추진한다. AI 학습에 요구되는 방대한 뇌 데이터를 확보하기 위한 ‘뇌 지도 구축 프로젝트’도 2027년부터 본격 추진할 계획이다.

마지막으로 뇌산업의 안정적 성장을 위한 인프라·제도도 확립해나간다. 영장류 등 실험동물 자원에 대한 국내 연구계 수요를 충족할 수 있도록 국내 사육·실험 거점을 권역별로 확충하고, 장기적으로는 뇌 오가노이드와 뇌 디지털 트윈을 통한 동물실험 대체를 추진한다. 임상연구 가이드라인 마련, 부처 간 규제-진흥 협력체계 구축 등도 적극 추진한다.

배경훈 부총리 겸 과기정통부 장관은 이번 심의회 개최에 앞서 와이브레인의 연구개발 및 상용화 성과를 청취하고, 김성필 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 교수의 BCI 기술 시연을 참관했다.

이날 심의회에서 배 부총리는 “앞으로는 AI를 키보드나 스마트폰이 아니라 뇌와 직접 연결해 사용하는 인간-AI 인터페이스 시대가 열릴 가능성이 있다”며 “10~20년 뒤 세상을 바꿀 K-문샷의 12개 미션 중 하나인 BCI 기술에 선제적이고 과감하게 투자하여 미래 기술경쟁의 주도권을 확보하겠다”고 말했다


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