2008년 Duke의 브라질 신경과학자가 노스캐롤라이나의 원숭이 뇌를 일본의 로봇에 연결하여 생각만으로 7,000마일 떨어진 로봇을 걷게 한

2008년, Duke의 한 브라질 신경과학자가 노스캐롤라이나에 있는 원숭이의 뇌를 일본에 있는 로봇에 연결하여, 원숭이가 단지 생각만으로 7,000마일 떨어진 로봇을 걷게 만들었습니다. 6년 후, 그는 2014년 월드컵 개막식에서 마비된 브라질 남성에게 똑같은 일을 생방송으로 선보였고, 대부분의 방송사는 그 순간을 화면에서 돌렸습니다.

그의 이름은 Miguel Nicolelis입니다.

그는 1961년 상파울루(São Paulo)에서 태어나 1994년 Duke에 왔으며, 지구상에서 가장 중요한 뇌-기계 인터페이스 (Brain-Machine Interface, BMI) 연구실 중 하나를 구축했습니다. 그의 경력은 단 하나의 질문에 집중되어 왔습니다. 신경계가 팔을 다루는 방식처럼 기계를 자신의 신체 일부로 취급하도록 학습할 수 있는가?

2008년 1월, 그의 연구실은 그 질문에 답했습니다.

Nicolelis와 그의 팀은 Idoya라는 이름의 붉은털원숭이 (Rhesus Macaque)의 운동 피질 (Motor Cortex)에 전극을 삽입하여 수백 개의 뉴런 (Neuron)을 실시간으로 기록했습니다. 그들은 노스캐롤라이나주 더럼(Durham)에 있는 Duke의 러닝머신 위에서 원숭이가 걷도록 훈련시켰습니다. 원숭이의 피질에서 나온 신호는 컴퓨터에 의해 해독(Decoded)된 후 인터넷을 통해 태평양을 건너 교토에 있는 ATR 계산 신경과학 연구소 (ATR Computational Neuroscience Laboratories)로 전송되었습니다. 그곳에는 CB라는 이름의 200파운드 무게, 5피트 키의 휴머노이드 (Humanoid) 로봇이 자신의 러닝머신 위에 서서 기다리고 있었습니다.

Idoya가 걸었습니다. CB가 걸었습니다. 같은 속도로, 같은 리듬으로, 지구 반대편에서 말입니다.

Idoya는 앞에 있는 화면을 통해 로봇의 다리를 볼 수 있었습니다. 그녀는 로봇의 관절을 자신의 관절과 동기화(Sync)하여 유지할 때마다 보상을 받았습니다. 몇 분 후, 더 기이한 일이 일어났습니다. Nicolelis가 더럼의 러닝머신을 멈추자, Idoya도 걷기를 멈췄습니다. 하지만 교토의 로봇은 계속 걸었습니다. 그녀의 운동 피질에서 나오는 신호가 멈추지 않았던 것입니다. 그녀의 뇌가 자신의 다리를 움직였던 방식 그대로 로봇의 다리를 구동하기 시작한 것입니다.

그녀의 신체와 기계 사이의 경계가 조용히 허물어졌습니다.

당신의 뇌는 당신의 팔이 무엇인지 알지 못합니다. 뇌는 어깨로 전달되었을 때 팔을 움직였다는 감각을 만들어내는 전기 신호 (electrical signals)의 패턴을 알고 있을 뿐입니다. 뇌는 그 신호들이 전달되었을 때 어떤 일이 일어나는지를 관찰함으로써 그 패턴을 학습했습니다. 동일한 뇌를 다른 출력 장치, 즉 의수 (prosthetic arm), 커서 (cursor), 혹은 일본의 휴머노이드 로봇 (humanoid robot)에 연결하더라도, 뇌는 동일한 방식으로 새로운 패턴을 학습합니다. 당신의 신체는 고정된 것이 아닙니다. 그것은 당신의 뇌가 작용하는 법을 배운 것들의 목록입니다. 2008년에 일본이 그 목록에 추가되었습니다.

브라질이 2014년 월드컵 개최지로 선정되었을 때, Nicolelis는 브라질 대통령에게 한 가지 약속을 하며 찾아갔습니다. 마비된 브라질 남성을 뇌 제어 외골격 (brain-controlled exoskeleton)에 태워 전 세계가 지켜보는 가운데 대회의 첫 번째 공을 차게 할 수 있다는 약속이었습니다. 그녀는 승낙했습니다.

Nicolelis가 2009년에 설립한 '다시 걷기 프로젝트 (The Walk Again Project)'는 규모를 키워나갔습니다. 대륙을 가로지르는 150명 이상의 연구진이 참여했습니다. 자금이 확보된 후, 거의 쉬지 않고 17개월 동안 작업이 이어졌습니다.

선택된 인물은 Juliano Pinto였습니다. 29세. 2006년 12월, 형을 앗아간 자동차 사고 이후 하반신 마비 (paraplegic) 상태가 되었습니다. 그는 7년 동안 걷지 못했습니다. Pinto와 다른 7명의 마비된 참가자들은 상파울루에서 3개월 동안 훈련했습니다. EEG 캡 (EEG cap)이 두피의 신호를 읽어내어 슈트 내부의 유압 액추에이터 (hydraulic actuators)를 위한 명령으로 번역했습니다.

2014년 6월 12일, 상파울루의 코린치앙스 아레나 (Corinthians Arena)에서 개막식이 전 세계 앞에 펼쳐졌습니다. 치밀하게 짜인 식의 18분 33초 경, 정확히 Nicolelis가 계획한 대로 Juliano Pinto가 외골격을 입고 경기장에 섰습니다. 그의 발 앞에 공이 놓였습니다. 그는 공을 차는 것을 생각했습니다. 슈트가 발을 찼습니다.

공은 몇 피트 정도 굴러갔습니다. 카메라는 거의 화면을 돌려버렸습니다. 많은 국가의 방송사들은 이 장면을 아예 건너뛰었습니다. 방송된 짧은 찰나의 장면은 축구 경기장에서 로봇 슈트를 입은 한 남성을 보여주었습니다. 집에서 시청하던 사람들 중 그 장면이 무엇을 의미하는지 이해한 사람은 거의 없었습니다.

그들이 보고 있었던 것은 인류가 존재해 온 이래로 오랫동안 열려 있던 질문에 대한 해답이었습니다. 마음과 세상 사이의 벽이 실재하는가. 당신의 발을 움직이는 신호가 당신의 것이라는 점을 조금도 잃지 않은 채, 발 밖으로 나와 다른 무언가로 옮겨질 수 있는가. 당신이 태어날 때 가진 신체가 당신의 뇌가 자신의 것으로 취급할 수 있는 유일한 신체인가 하는 질문 말입니다.

Nicolelis는 2008년 Duke 연구실에서 그 질문에 답했습니다. 그리고 2014년, 그는 생방송 텔레비전을 통해 다시 한번 그 답을 내놓았습니다. 하지만 거의 아무도 이를 알아차리지 못했습니다.

당신이 당신의 몸이라고 부르는 것은, 당신의 뇌가 움직이는 법을 배운 세상의 일부입니다.

노스캐롤라이나의 조용한 연구실과 상파울루의 축구 경기장에서, 중요한 의미를 갖는 세상의 영역은 이미 점점 더 커지고 있었습니다.

단지 당신에게 알려지지 않았을 뿐입니다.