뇌에 전자칩 심어 마약중독 치료 첫 실험

미 웨스트버지니아대 의과대학 의료진의 시술 모습. 웨스트버지니아대 제공

[구본권의사람과디지털]
미국, 기존 치료법 안통한 33살 환자 뇌에 시술
뇌-컴퓨터 연결(BCI) 개발에 새로운 돌파구 기대

미 웨스트버지니아대 의과대학 의료진의 시술 모습. 웨스트버지니아대 제공

뇌 과학 발달은 신비의 영역이던 인간 뇌 현상을 이해하고 통제하기 위한 다양한 시도로 이어지고 있다. 영화속 상상이던 뇌-컴퓨터 연결(Brain Computer Interface)을 위해 뇌에 전극과 전자칩을 삽입하는 브레인 임플란트 개발 연구도 활발하다. 뇌-컴퓨터 연결에 또 하나의 돌파구가 될 수 있는 새로운 의학적 시도가 최근 미국에서 이뤄졌다.

미국의 정보기술 전문지 <테크크런치> 6일 보도에 따르면, 아편 중독을 치료하기 위해 중독환자의 뇌에 전자칩을 삽입한 의학 실험이 최초로 이뤄졌다. 미국 웨스트버지니아대의 록펠러 신경과학연구소(RNI)와 이 대학 의대 연구진은 최근 아편 중독에 빠진 33살 남성의 뇌에 ‘딥 브레인 시뮬레이션(Deep Brain Simulation)’이라는 전자칩을 성공적으로 이식했다. 이 전자칩은 미세한 전극으로 구성되어 있는데, 중독 및 자기통제 행동과 관련된 대뇌 부위에 이식됐다. 이 뇌 임플란트 장치는 아편 중독 자극이 전달될 때 이를 회피할 수 있게 해주고, 환자의 뇌 상태를 실시간으로 외부에 전송하며 의료진에게는 뇌가 어떤 방식으로 아편 중독 치료에 저항하는지에 관한 정보를 전달할 것으로 기대되고 있다.

아편 중독은 2017년의 경우 미국 웨스트버지니아 주에서만 10만명당 약 50명의 사망률을 보인, 미국 공중보건의 주요 과제다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면, 2017년 미국에서 아편 중독으로 인한 사망자는 4만7600명에 이르며, 만성화하는 추세다. 게다가 의학발달에도 불구하고 아편 중독을 완화하거나 치료하는 특별한 치료법이 존재하지 않는다. 이번에 전자칩을 뇌에 이식한 환자도 다른 치료법으로 아편 중독 현상을 치유할 수 없어 전자칩 이식을 시도한 경우다.

지구상엔 뇌에 전극을 심어 전기자극 치료를 받는 사람이 14만명이 넘는다. 하지만, 지금까지는 주로 뇌전증, 파킨슨병, 수전증 등의 경우에 국한됐고 바늘 모양의 전극으로 전류를 흘려보내는 정도였다.

뉴렬링크가 2019년 7월 공개한 쥐 대상 뇌 임플란트 시술 실험. 1. 삽입 로봇이 센서(실)를 뇌에 접근시키고 있다. i 바늘과 삽입관. ii 앞서 삽입된 실. 2. 삽입 로봇이 뇌의 표면을 건드리고 있다. 3. 바늘이 뇌 조직을 뚫고 원하는 뇌 부위에 실을 삽입하고 있다. iii 삽입되는 실. 4. 삽입 로봇이 실을 심어놓은 상태. iv 삽입된 실.  출처 뉴럴링크

뇌 임플란트 개발에 대한 기대와 전망은 테슬라의 창업자 일론 머스크가 설립한 뉴럴링크가 지난 7월 획기적 실험결과를 소개하면서 크게 높아지고 있다. 뉴럴링크 연구진은 지난 7월 쥐의 두개골을 열고 머리카락 4분의1 굵기의 미세한 실 모양의 센서를 삽입한 뒤 이를 통해 컴퓨터와 무선통신하는 데 성공했다. 뉴럴링크는 쥐의 뇌에 이식한 센서의 1500개 전극으로부터 정보를 전송받아 읽어냈다며 원숭이를 대상으로 한 실험에서는 원숭이가 뇌에 의식한 뇌 임플란트를 통해 외부의 컴퓨터를 제어하는 데 성공했다고 밝힌 바 있다.

마약 중독처럼 기존의 약물 치료와 시술이 효과가 없는 영역에 뇌 임플란트 이식을 통한 접근법이 효과적이라는 결과로 이어질 경우, 뇌 컴퓨터 연결은 당장의 실용성을 인정받으며 개발과 투자에 가속도가 붙을 수 있다.  구본권 선임기자 [e-mail]