카이스트 바이오및뇌공학과(Bio and Brain Engineering) 홍보영상 캡쳐

혁신의 아이콘 '아이언맨' 일론 머스크(Elon Musk)가 전기차, 우주여행, 화성 식민지에 이어 인간의 뇌와 컴퓨터의 결합을 차기 과제로 삼았다는 소식이 전해지면서 인간의 두뇌에 대한 연구가 새로운 블루오션으로 떠오를 전망이다.

월스트리트저널은 27일(현지시간) 머스크가 '뉴럴 레이스'(neural lace)를 개발하는 스타트업 '뉴럴링크'(Neuralink)를 설립했다고 보도했다. 뉴럴 레이스는 뇌와 컴퓨터를 연계해 인간이 신체적 인터페이스가 없이 기계를 매개로 서로 소통이 가능토록 해주는 기술이다.

실제로 전 세계적으로 뇌공학(Brain Engineering) 기술에 대한 투자가 활발하다. 글로벌 IT기업 구글은 두뇌를 그대로 컴퓨터로 구현하는 ‘두뇌 복제’ 작업을 진행 중이다. 작년 3월 프로바둑기사 이세돌과 접전을 벌인 인공지능(AI) ‘알파고’ 역시 구글이 뇌공학 연구에 투자해 거둔 산물이다.

이와 같이 첨단 학문인 뇌공학에 대한 관심이 커지고 있는 가운데 카이스트(KAIST) 바이오및뇌공학과(Bio and Brain Engineering)는 15년 전부터 관련 기초 학문을 가르치며 인재를 양성해 왔다. 2015년엔 석사과정에 ‘뇌인지공학프로그램’을 추가 개설해 뇌공학 발전에 가속도를 내고 있다.

바이오및뇌공학과는 뇌의 매커니즘을 본 따 음성인식을 할 수 있는 알고리즘을 개발하거나, 고장이 났을 때 스스로 결함을 해결하고 정상적으로 작동할 수 있도록 하는 전자회로 설계, 브레인 네트워크 연구 등을 하면서 뇌가 움직이는 매커니즘 등을 연구한다. 브레인 네트워크는 뇌 질환자의 신경회로망 변화를 뇌 영상 데이터로 만들어 분석해 뇌질환 발병 원인을 찾아내고 뇌질환 극복방안을 찾는 연구이다.

카이스트 바이오및뇌공학과 학과장인 조광현 석좌교수(46)는 "글로벌기업들이 뇌공학 연구에 대거 투자하면서 관련 산업이 발전하고 일자리도 창출돼 한국 뇌공학 인재들이 활약할 수 있는 무대가 넓어지게 된다"며 뇌공학 연구의 미래를 긍정적으로 평가했다.

조 교수의 연구실에서는 세계 최초로 생명현상을 컴퓨터 프로그램으로 모델링하고 시뮬레이션을 통해 복잡한 생명현상의 동작원리를 찾아내는 시스템생물학 연구를 개척해오고 있는데, 최근 암과 노화, 줄기세포 연구 등에 접목되며 괄목할만한 성과를 내고 있다.

조 교수가 맡고 있는 시스템생물학 및 바이오영감공학 연구실에서는 뇌의 움직임을 본 따 컴퓨터에 적용시키는 연구들이 한창이다. 대표적으로 과거 삼성반도체와의 협력연구가 있다. 생명현상의 원리를 공학시스템 설계에 응용하는 바이오영감공학을 이용한 해당 연구는 당시 많은 이들의 궁금증을 자아내며 세간의 이목을 끌었다.

조 교수가 뇌전증 환자가 발작을 일으키기 전 뇌파 신호를 분석해 87%의 정확도로 발작을 예측할 수 있는 알고리즘 개발에 대한 연구결과를 발표하자 삼성반도체 측에서 조 교수가 개발 중인 알고리즘을 반도체 생산과정에 접목시키는 공동연구를 하자는 제안을 해 왔고, 이를 계기로 반도체 생산과정에서 일어날 수 있는 오류, 불량품이 만들어질 가능성을 예측할 수 있는 알고리즘을 함께 연구하게 됐다.
졸업생 가운데 뇌공학을 기반으로 하는 스타트업 창업 사례도 나왔다. 바이오및뇌공학 석·박사 출신인 채용욱 대표는 사지가 마비된 환자가 시선 즉 안구의 움직임만으로 의사소통을 할 수 있는 스마트 안구 메신저 기기 제조업체인 '룩시드랩스'를 설립했다. 룩시드랩스는 2015년 1월 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 규모의 가전박람회 CES에서 10대 스타트업 아이디어와 8대 차세대 기술에 선정될 정도로 기술력을 인정받았다.

 

 

(3월 29일 머니투데이)