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

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

임플란트처럼 뇌에 칩셋 이식…손상된 감각 복원·뇌질환 치료 등 목표

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전용 로봇 없이 '표준 기구'로 칩 이식… 머스크 뛰어넘는 보급성으로 승부

4500억 투입 'K-문샷' 가동… 2030년 글로벌 뇌 미래산업 선두 도약 목표

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사람의 신체·인지 한계를 극복하는 꿈의 기술,

K-문샷 「뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)」 임무 본격 추진

-제44차 생명 공학 종합정책심의회 개최, 「뇌 미래산업 국가 연구개발(R&D) 전략」 수립·발표,

-신체장애 극복, 시각 복원 등 국민이 체감할 수 있는 7대 임무를 중심으로 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 사업(프로젝트) 가동

 【관련 국정과제】 28-1. 민관협업 기반 미래 전략기술 집중 육성

  과학기술정보통신부(부총리 겸 과학기술정보통신부 장관 배경훈, 이하 과기정통부)는 3월 18일(수) 제44차 생명 공학 종합정책심의회를 개최하고 관계부처 합동으로 ｢뇌 미래산업 국가 연구개발(R&D)전략｣을 발표하였다.

 

  동 방안은 1998년 「뇌연구 촉진법」 제정 이래 30여 년 지속된 정부 연구개발(R&D)에 힘입어 세계 선두권에 진입한 국내 뇌 연구 역량을 국민이 체감하는 뇌 미래산업으로 태동시키기 위해 수립되었다.

 

  최근 사람 뇌에 칩을 이식하여 생각만으로 로봇팔이나 컴퓨터를 구동하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술이 태동 중이다. 일론 머스크의 뉴럴링크는 “텔레파시”라는 칩셋을 척수손상 환자의 뇌에 심어 컴퓨터를 제어하며 독서·게임·온라인 수업 등 일상생활을 회복하는 임상시험에 성공하였으며, 올해부터는 대규모 임상시험에 착수하였다.

 

  중국은 지난 3월13일 척수손상 환자 대상으로 세계 최초의 침습형(뇌 이식) 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 의료기기 시판을 승인하며, 상용화 속도에서는 미국을 추월하고 있다.

 

  정부는 이처럼 태동하고 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)와 같은 뇌 미래산업의 선도자(퍼스트무버)가 될 황금시간(골든타임)을 놓치지 않기 위해 국내 뇌 연구 생태계와 인공지능, 의료, 첨단 제조(소재, 반도체 등)의 역량을 총결집하는 도전적인 연구 개발 사업(R&D 프로젝트)을 신속하게 추진한다는 계획을 발표하였다.

 

  <1. 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 미래산업 육성>  

 

  사람 뇌에 칩셋(임플란트)을 이식하여 신체 제약 극복, 뇌 질환 치료, 감각 복원 등 도전적 목표를 달성하는 “7대 국민 체감 임무 중심 사업(프로젝트)”을 K-문샷의 일환으로‘27년부터 착수한다. 임상 규제가 엄격한 침습형(뇌 이식) 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술의 경우 척수손상, 시각장애 등 난치 의료분야를 중심으로 인체에 안정적인 임상 성과를 확보하고, 규제가 덜 엄격한 비침습형 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술의 경우 착용형(웨어러블) 기기(지능형 안경<스마트 안경>·시계 등)를 이음터(플랫폼)로 의료뿐 아니라 연예(엔터테인먼트)·방위산업 등 다양한 분야에서 조기 상용화를 추진한다.

 

< 7대 국민 체감 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 핵심 임무 >   １ [신체 제약 극복] 사지마비 환자가 생각만으로 컴퓨터·기계를 작동(침습)   ２ [뇌 질환 치료 이식 장치(임플란트)] 뇌 심부를 자극하여 치매·파킨슨·우울증 등 난치질환 치료(침습)   ３ [감각 복원 이식 장치(임플란트)] 감각(예: 시신경)이 손상된 환자의 뇌를 자극하여 감각 복원(침습)   ４ [인공신체] 신체처럼 자연스럽게 움직이는 의수·의족, 인공 망막·청각 등 개발(비침습→침습)   ５ [착용형(웨어러블) 로봇] 생각만으로 움직이는 외골격 근력 보조 장치 및 이동기기(비침습)   ６ [초실감 연예(엔터테인먼트)] 감정·감각을 영상·게임에서 구현하는 차세대 가상 현실(VR)·증강 현실(AR)(비침습)   ７ [안보 및 방위산업] 뇌파 기반의 무인기(드론)·로봇, 통신·감시·경계 시스템 등(비침습)

 

  임무를 효과적으로 달성하기 위해 전담 사업관리자(전담PM)를 중심으로 임무별 산학연병 한 팀을 구성하여 국내 연구기관에 흩어진 우수 요소기술들을 통합하고, 기술개발부터 상용화까지 분절 없이 지원한다. “식약처와는 규제 협력” 체계를 구축하여 임상 속도를 높이고 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 연구기관·창업 초기 기업(스타트업), 산업 분야별 대표기업(의료, 이동 수단<모빌리티>, 가전 등) 과의 “뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 협력체(BCI얼라이언스) 구성·운영”도 올해 추진할 계획이다. 뇌 이식 전극 소재, 뇌신경 망 특화 반도체, 뇌신경 신호 해독(디코딩) 등 핵심 요소기술의 초격차 수준 확보를 위한 연구 개발 지원도 확대한다.

 

  <2. 혁신적인 뇌 신경계 신약 후보 물질(파이프라인) 창출>

 

  혈액뇌장벽(BBB*) 투과, 뇌 신경계 역노화, 뇌 장기 유사체(뇌 오가노이드) 등 범용성이 큰 이음터(플랫폼) 기술에 대한 투자를 강화하여 뇌 신경계 신약 개발의 높은 실패율(타 질환군의 2배)을 극복하고 해외 제약사와 차별화된 경쟁력을 확보한다. 

    * Blood-Brain Barrier, 뇌를 외부 독성물질로부터 보호하는 체내 장벽

 

  또한 아직 근원적 치료제의 등장이 미진한 치매·자폐·우울 등에 대한 기초연구를 꾸준히 지원하고 임상시험 지원과 연계를 강화한다.

 

  < 3. 기술사업화 전진기지, 뇌 산업 산학협력 지구(클러스터) 조성>

 

  세계적 수준으로 성장한 국내 대표 뇌 연구기관을 거점으로 지역의 뇌 산업 산학협력 지구(클러스터) 성장을 지원한다. 한국뇌연구원이 소재한 대구 권역은 국내 뇌 연구 기반 시설(인프라)을 집적하고, 오송-대전 권역에는 한국생명공학연구원, 한국과학기술원(KAIST) 등 대전의 정부 출연연과 오송 생명 공학(바이오) 산업 산학협력 지구(클러스터) 간 개방형 가치 사슬(밸류채인)을 구축한다.

 

  < 4. 뇌 과학-인공지능 융합 촉진 및 뇌 데이터 확보>

 

  인지·감각·운동 3대 뇌 기능에 관한 뇌파·뇌 이미지 데이터를 학습한 뇌신경 망 특화 기초 모형(파운데이션 모델)을 개발하고, 인간 뇌의 가상 모형화(디지털 트윈화)를 정부 연구개발의 장기적이고 도전적인 목표로 추진한다. 인공지능 학습에 요구되는 방대한 뇌 데이터를 확보하기 위한 “뇌 지도 구축 사업(프로젝트)”도 ‘27년부터 본격 추진할 계획이다.

 

  < 5. 뇌 산업의 안정적 성장을 위한 기반(인프라)·제도 확립 >  

 

  영장류 등 실험동물 자원에 대한 국내 연구계 수요를 충족할 수 있도록 국내 사육·실험 거점을 권역별로 확충하고 장기적으로는 뇌 장기 유사체(오가노이드)와 뇌 가상 모형(디지털 트윈)을 통한 동물실험 대체를 추진한다. 임상 연구 방침(가이드라인) 마련, 부처 간 규제-진흥 협력체계 구축 등도 적극 추진한다.

 

  한편 배경훈 부총리는 이번 심의회 개최에 앞서 ㈜와이브레인의 연구개발 및 상용화 성과를 청취한 후, 이어 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 김성필 교수의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술 시연을 참관하였다.

 

  오늘 심의회에서 배경훈 부총리는 “앞으로는 인공지능을 자판(키보드)이나 스마트폰이 아니라 뇌와 직접 연결해 사용하는 인간-인공지능 인터페이스 시대가 열릴 가능성이 있다”라며. “10~20년 뒤 세상을 바꿀 K-문샷의 12개 임무(미션) 중 하나인 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술에 선제적이고 과감하게 투자하여 미래 기술 경쟁의 주도권을 확보하겠다”라고 말했다.

 

붙임1

 「뇌 미래산업 국가R&D전략」 주요내용

□ 「뇌 미래산업 국가R&D전략」 추진방향

 

 

□ 국민체감 7대 BCI 프로젝트

 

붙임3

 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술의 개념

□ (개념) 뇌신경신호를 전기신호로 변환하여 생각만으로 기계·컴퓨터를 제어하거나, 외부 자극·정보(전기·빛 등)를 뇌에 전달하는 기술 

     ※ Brain-Computer Interface : 뇌 컴퓨터 인터페이스

 

 ㅇ AI 발전으로 대량의 뇌신경신호 분석이 가능해지며 기술혁신 가속화

 

< BCI 융합 분야 >

적용 분야		내용
신체 기능의 보조·대체	의료, 재활, 헬스케어	신체를 사용하지 않고 기계가 원하는 동작을 수행
편의성 제고	IT 기기, 드론, 자동차	다른 일을 하면서 기기 조작
엔터테인먼트	게임, 영화	게임, 영화 등의 집중력·몰입도 제고
정보 지식 전달과 교류	국방, 교육, 훈련	대화보다 정확한 명령 전달·통제

 

□ (분류) ①신체 이식 여부, ②제어 영역에 따라 구분 가능

 

< ①신체 이식 여부에 따른 구분 >

침습형(뇌 임플란트)	비침습형(또는 최소 침습형)
◾칩을 뇌 안에 시술   ◾외과시술 부담 및 신경세포 손상 우려 등이 상용화 장벽   ◾비교적 정밀한 측정이 가능	◾헤드셋 등 웨어러블 기기 착용   ◾인체에 무해, 측정이 간편   ◾신경신호의 잡음이 발생하는 등 측정 정밀도가 낮음

 

< ②제어 영역에 따른 구분 >

중추신경 제어(뉴럴링크)	말초신경 제어(센서링크)
◾뇌 영역을 자극하여 인지·행동·감각·감정 등 인간의 중추적인 기능 제어	◾시각·청각·촉각·미세근육·미주신경* 등 신체 말단에 위치한 감각 신경을 제어·조절    * 뇌와 장기를 잇는 신경으로 무의식적 장기 운동 조절