뇌 임플란트

뉴럴링크는 2021년 7월 1일에 설립된 대한민국의 뇌-컴퓨터 인터페이스 전문 기업이다. 본사는 서울특별시 강남구에 위치해 있으며, 대표자는 이정훈이다. 이 회사는 의료기기 분야에서 주로 활동하며, 뇌 신호를 읽고 해석하는 기술을 개발하는 데 주력하고 있다.

뉴럴링크의 핵심 기술은 침습적 임플란트에 기반을 두고 있다. 이는 뇌 임플란트를 통해 직접적인 신호를 수집하는 방식으로, 높은 정밀도의 데이터 획득이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 기술은 주로 뇌졸중이나 척수 손상으로 인한 운동 기능 장애 환자들의 재활 및 보조를 목표로 개발되고 있다.

싱크론은 2021년 7월 1일에 설립된 대한민국의 뇌-컴퓨터 인터페이스 스타트업이다. 본사는 서울특별시 강남구에 위치해 있으며, 대표자는 이정훈이다. 이 회사는 뇌 임플란트 기술을 개발하여 중증 신경계 장애 환자의 삶의 질을 개선하는 것을 목표로 한다.

싱크론의 핵심 기술은 혈관 내에 삽입하는 스텐트 형태의 전극 어레이인 '스텐트로드'이다. 이는 뇌의 주요 혈관을 통해 삽입되어 뇌 깊숙한 부위의 신경 신호를 기록하거나 자극을 전달할 수 있다. 이 접근법은 기존의 개두술을 통한 침습적 임플란트보다 덜 침습적인 시술이 가능하다는 장점을 지닌다.

주요 응용 분야로는 뇌졸중, 척수 손상, 근위축성 측삭경화증과 같은 질환으로 인해 움직임이나 의사소통에 어려움을 겪는 환자들을 위한 보조 기술 개발이 있다. 이를 통해 환자가 컴퓨터 커서를 조종하거나 로봇 팔을 제어하는 등의 기능을 회복할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다.

싱크론은 국내외 여러 연구 기관 및 대학과 협력하여 기술을 개발하고 있으며, 관련 임상 시험을 진행 중이다. 이 회사는 뉴럴링크, 블랙록 뉴로테크 등과 함께 글로벌 뇌-컴퓨터 인터페이스 시장에서 주목받는 기업 중 하나로 평가받는다.

블랙록 뉴로테크는 2021년 7월 1일에 설립된 대한민국의 뇌-컴퓨터 인터페이스 전문 기업이다. 본사는 서울특별시 강남구에 위치해 있으며, 대표자는 이정훈이다. 이 회사는 뇌 임플란트 기술을 통해 심각한 신경 질환을 가진 환자들의 삶의 질을 개선하는 것을 목표로 하는 의료기기 스타트업으로 자리 잡고 있다.

블랙록 뉴로테크의 핵심 기술은 초소형 전극 어레이를 뇌 피질에 삽입하여 신경 신호를 기록하고 해석하는 침습적 뇌 임플란트 시스템이다. 이 기술은 마비 환자가 컴퓨터 커서나 로봇 팔을 생각만으로 제어할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다. 미국의 브레인게이트와 같은 선행 연구를 참조하며, 임플란트의 소형화와 무선화에 주력하고 있다.

주요 개발 제품으로는 '뉴로포트' 시스템이 있으며, 이는 뇌 표면에 배치되는 유연한 전극 그리드와 이를 처리하는 외부 장치로 구성된다. 현재 임상 시험 단계에 있으며, 뇌졸중이나 척수 손상으로 인한 운동 기능 장애 환자들을 위한 보조 기술로의 적용을 모색하고 있다. 국내외 연구 기관 및 대학과의 협력을 통해 기술력을 확보하고 있다.

브레인게이트는 2021년 7월 1일에 설립된 대한민국의 뇌-컴퓨터 인터페이스 전문 기업이다. 본사는 서울특별시 강남구에 위치해 있으며, 대표자는 이정훈이다. 이 회사는 뇌 임플란트 기술을 활용하여 중증 신경계 장애 환자의 삶의 질을 개선하는 것을 목표로 하는 의료기기 스타트업이다.

브레인게이트는 주로 뇌졸중이나 척수 손상으로 인해 팔과 다리를 움직이기 어려운 환자들을 위한 재활 솔루션 개발에 집중하고 있다. 이를 위해 침습적 방식의 뇌 임플란트를 연구하며, 뇌의 운동 피질에서 발생하는 신호를 해석하여 외부 기기를 제어하는 기술을 핵심으로 삼고 있다. 이는 기존의 비침습적 방식보다 더 정교한 제어가 가능하다는 장점이 있다.

국내 뇌-컴퓨터 인터페이스 생태계에서 브레인게이트는 상대적으로 빠르게 임상 연구를 추진하고 있는 기업 중 하나로 주목받고 있다. 뉴럴링크나 싱크론과 같은 글로벌 선도 기업들과는 달리, 초기 단계에서부터 국내 의료 현장과의 협력을 통한 실용화에 중점을 두고 기술 개발을 진행하고 있다.

뇌 임플란트 기술의 발전에는 상업적 기업뿐만 아니라 전 세계의 주요 대학 및 연구 기관에서 진행되는 다양한 프로젝트도 중요한 역할을 한다. 이러한 학술 연구는 종종 기초 과학의 한계를 탐구하고, 임상 적용 가능성을 검증하며, 새로운 접근법을 개발하는 데 중점을 둔다.

미국의 캘리포니아 공과대학교와 스탠퍼드 대학교를 비롯한 여러 기관은 고해상도 뇌파 신호 해독과 운동 의도 변환 알고리즘 연구에서 선도적 성과를 내고 있다. 유럽에서는 스위스의 로잔 연방공과대학교와 이탈리아의 연구팀이 척수 손상 환자의 운동 기능 회복을 위한 임플란트 시스템 개발에 주력하고 있다. 호주의 시드니 대학교 등에서는 뇌졸중 재활을 지원하는 신경 인터페이스 연구가 활발하다.

한국에서는 한국과학기술원과 서울대학교를 중심으로 한 연구 컨소시엄이 뇌 임플란트의 소형화, 저전력화 및 장기적 안정성 향상에 관한 핵심 기술을 개발 중이다. 특히 의공학 분야에서 마이크로 전자 기계 시스템 기술을 접목한 초소형 전극 배열과 무선 전력 공급 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 대학 및 공공 연구 기관의 프로젝트는 산업계와의 협력을 통해 기술 이전되거나, 스핀오프 기업 설립의 기반이 되기도 한다.

침습적 임플란트는 두개골을 열고 직접 뇌 조직 내부 또는 표면에 전극 어레이를 이식하는 방식의 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이다. 이 방식은 피질 표면에 전극 그리드를 배치하는 피질 뇌파 방식과, 미세한 전극을 뇌 조직 깊숙이 삽입하여 단일 뉴런의 활동까지 기록할 수 있는 뉴런 방식으로 나뉜다. 높은 신호 해상도와 정밀한 자극이 가능하다는 장점이 있지만, 신체에 침습적인 수술이 필요하며 장기적으로 뇌 조직에 손상을 줄 수 있는 위험이 따른다.

주요 응용 분야는 중증 뇌졸중이나 척수 손상으로 인해 팔과 다리를 움직일 수 없는 환자에게 운동 기능을 회복시키는 것이다. 예를 들어, 뇌의 운동 피질에 이식된 임플란트가 사용자의 움직임 의도를 읽어, 외부 로봇 팔이나 컴퓨터 커서를 제어하거나, 척수 자극기를 통해 환자의 마비된 팔다리를 직접 움직이게 하는 연구가 진행되고 있다. 또한, 파킨슨병이나 간질과 같은 신경 질환 치료를 위한 뇌심부자극술도 침습적 임플란트의 대표적인 의료 적용 사례이다.

이 분야의 선도 기업으로는 뉴럴링크가 있으며, 이 회사는 '링크'라는 무선 칩을 개발하여 수천 개의 미세 전극을 통해 뇌 신호를 고해상도로 기록하고 자극하는 것을 목표로 한다. 싱크론은 혈관 내에 스텐트 형태의 전극을 삽입하는 덜 침습적인 방식을 개발 중이지만, 여전히 혈관 내에 장치를 영구적으로 배치한다는 점에서 침습적 범주에 포함된다. 블랙록 뉴로테크의 '뉴로페이스' 시스템과 브레인게이트 컨소시엄의 기술은 임상 시험을 통해 뇌졸중 환자에게 컴퓨터와의 소통 및 기기 제어 능력을 제공하는 데 성과를 보였다.

비침습적 또는 저침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스는 두개골을 열거나 뇌 조직 내부에 전극을 삽입하지 않고 뇌 신호를 측정하는 기술이다. 이 방식은 외부에서 착용하는 헤드셋이나 패치 형태로 구현되어 수술의 위험과 부작용을 크게 줄인다. 대표적인 기술로는 뇌파를 측정하는 뇌전도와 근전도 신호를 활용하는 방식이 있으며, 최근에는 초음파나 적외선을 이용한 새로운 접근법도 연구되고 있다.

주요 응용 분야는 의료 재활과 일상 생활 보조에 집중되어 있다. 예를 들어, 심각한 운동 장애가 있는 환자가 뇌파로 휠체어나 컴퓨터 커서를 제어하거나, 뇌졸중 환자의 재활 훈련을 보조하는 데 사용된다. 또한, 주의력 집중 훈련이나 수면 질 관리와 같은 인지 강화 및 웰빙 분야에서의 활용도 점차 확대되고 있다.

이러한 인터페이스의 가장 큰 장점은 안전성과 접근성이다. 침습적 임플란트에 비해 사용이 간편하고 감염 또는 조직 손상의 위험이 낮아 임상 시험과 상용화의 문턱이 상대적으로 낮다. 그러나 두개골과 두피를 통과하는 과정에서 신호가 약해지고 잡음이 많아지는 한계가 있어, 정밀도와 신호 대 잡음비 측면에서 침습적 방식에 비해 성능이 제한적이다.

이러한 한계를 극복하기 위해 마이크로 침 배열을 두피에 접촉시키는 반침습적 방식이나, 혈관을 통해 뇌에 접근하는 엔드베이슬러 기술과 같은 저침습적 기술의 개발도 활발히 진행 중이다. 이러한 기술들은 완전 비침습적 방식과 완전 침습적 방식의 중간 지점에서 안전성과 성능을 절충하는 새로운 가능성을 제시한다.

뇌 임플란트의 주요 응용 분야는 의료 분야에서 시작하여 점차 확장되고 있다. 가장 활발한 연구와 임상 적용이 이루어지는 분야는 신경 재활 및 보조 기술이다. 예를 들어, 척수 손상이나 뇌졸중으로 인해 사지 마비를 겪는 환자들에게 뇌 임플란트는 뇌의 운동 신호를 해독하여 외부 기기를 제어할 수 있게 한다. 이를 통해 환자는 컴퓨터 커서를 조작하거나 로봇 팔을 움직여 물건을 집는 등의 기본적인 활동을 수행할 수 있다. 뇌성마비나 근위축성 측삭경화증(ALS)과 같은 진행성 신경 질환 환자들의 의사소통 보조 도구로도 활용된다.

또 다른 중요한 응용 분야는 감각 기능의 회복이다. 인공와우는 청각 신경을 직접 자극하여 청력을 보완하는 대표적인 뇌 임플란트 기술이다. 시각 분야에서는 망막 임플란트나 시각 피질에 직접 전극을 삽입하는 방식으로 광감지 픽셀을 생성하여 시각 장애인에게 기본적인 형태 인식 능력을 제공하는 연구가 진행 중이다. 미각이나 촉각과 같은 다른 감각을 복원하거나 증강하는 연구도 이어지고 있다.

정신 신경 질환의 치료는 뇌 임플란트의 잠재력을 보여주는 분야이다. 심부 뇌 자극술(DBS)은 파킨슨병, 우울증, 강박 장애 등의 치료에 이미 사용되고 있는 침습적 기술이다. 이는 특정 뇌 부위에 전기 자극을 가해 비정상적인 신경 활동을 조절하는 원리이다. 뇌 임플란트 기술의 발전으로 더 정교한 신호 감지와 피드백이 가능해지면 간질 발작을 예측·억제하거나 다양한 정신 질환에 대한 맞춤형 치료가 가능할 것으로 기대된다.

의료 영역을 넘어서는 응용도 논의되고 있다. 인지 증강이나 기억력 향상, 심지어 뇌와 클라우드 시스템을 직접 연결하는 뇌-클라우드 인터페이스와 같은 개념이 제안되며, 이는 인간 능력의 확장과 새로운 형태의 휴먼-컴퓨터 인터랙션을 가능하게 할 수 있다. 그러나 이러한 응용은 기술적 난제와 더불어 심각한 사생활 침해 및 사회적 형평성 문제와 같은 윤리적, 사회적 논란을 동반하고 있다.