Casey Harrell은 거의 3년 동안 뇌에 전극 배열을 이식받고 있다. 이는 우리 대부분이 열쇠를 어디에 두었는지 기억하려고 애쓰는 시간과 거의 비슷하다. 근위축성 측삭 경화증(ALS)을 앓고 있으며 마비된 Harrell은 2023년 연구팀의 도움으로 처음으로 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 사용해 문장을 '말'했다.
그 이후로 Harrell은 수천 시간의 사용 시간을 기록하여, 지난주에 나온 게임에 갑자기 10,000시간을 투자한 친구와 같은 기술적 동급자가 되었다. 그는 간병인의 도움으로 '연결'된 후에는 대부분 독립적으로 장치를 사용할 수 있다. 그의 팀은 장치에 새로운 기능을 추가했으며, Harrell은 이를 사용해 웹 서핑을 하고 업무를 수행한다. 뇌에 전극이 있어도 이메일은 피할 수 없기 때문이다.
"ALS와 같은 질병을 앓고 살아가면 꿈이 줄어들어야 한다고 합니다. 저는 그렇지 않습니다."라고 Harrell은 MIT Technology Review에 말한다. "이러한 것들 중 하나라도 절대적인 신의 선물일 것입니다. 이 모든 것과 훨씬 더 많은 것을 갖는 것은 정말 혁명적입니다."
장치 이식 후 첫 22.6개월 동안 Harrell은 연구자 없이 집에서 3,800시간 이상 장치를 사용했다고 팀이 오늘 Nature Medicine 저널에 보고했다. "그는 음성 BCI의 첫 번째 파워 유저입니다."라고 UC Davis의 신경공학자이자 팀원인 Sergey Stavisky는 말한다. 드디어 하루 종일 컴퓨터에 연결되어 있다고 정직하게 말할 수 있는 사람이 나타났다.
3년 전, Harrell은 UC Davis의 신경외과 부교수 David Brandman과 그의 동료들에게 자신의 뇌를 맡겼다. 당시 45세였던 Harrell은 이미 사람들의 근육 사용을 앗아가는 퇴행성 질환인 ALS 진단을 받은 상태였다.
Harrell은 휠체어를 조종하고 옷을 입고 식사하는 데 다른 사람에게 의존해야 했다. 말하는 데 어려움을 겪었고, 사람들은 그가 말하는 것을 이해하기 어려워했다. 그때 Brandman과 그의 동료들은 의사소통에 도움이 될 수 있는 뇌 임플란트를 시험해보겠냐고 물었다. "업계가 변혁의 직전에 있었고, 나는 그 일부가 되고 싶었습니다."라고 Harrell은 말한다. 그는 참여하기로 했다.
2023년 7월, 5시간의 수술 동안 의사들은 각각 64개의 전극이 있는 4개의 배열을 그의 뇌에 이식했다. 각 배열 쌍은 '받침대' 연결 지점에 연결되어 두 개의 도킹 위치를 두개골 외부에 만들어 전극을 컴퓨터에 연결할 수 있게 했다. 머리에 USB 포트가 있는 것과 같지만, 훨씬 더 위험 부담이 크다.
팀은 오랫동안 뇌 활동을 음성으로 해독하는 알고리즘을 개발해 왔다. 그들의 시스템은 말을 할 수 있게 해주는 움직임을 담당하는 뇌 영역인 언어 운동 피질의 활동을 기록함으로써 작동한다.
"미국 영어의 모든 소리를 구성하는 39개의 음소가 있습니다."라고 UC Davis의 신경공학자이자 팀원인 Nicholas Card는 말한다. 각 음소를 생성하는 것과 관련된 신경 활동을 매핑하면 팀이 개인화된 음성 디코더와 해당 단어를 '말'할 수 있는 소프트웨어를 만들 수 있다. "먼저 뇌 데이터에서 음소로 이동한 다음 음소에서 단어로 이동합니다."라고 그는 말한다.
수술 후 약 한 달 후에 장치 사용을 시작했다. 팀은 첫날 Harrell의 음성 디코더를 작동시켰다고 Card는 말한다. 그해 8월, Harrell은 50단어 어휘로 장치를 사용하여 말했으며, 의도한 대로 말한 단어의 99.6%가 정확했다. 이후 어휘는 125,000단어로 확장되었고 정확도는 97.5%였다. 이는 이제 그가 적당히 책을 읽은 십대와 거의 같은 어휘력을 가지고 있지만 구두점은 훨씬 더 낫다는 것을 의미한다.
당시에는 장치가 얼마나 오래 지속될지 불분명했다. 뇌-컴퓨터 인터페이스는 여전히 새롭다. 많은 사람들이 장기간 이식한 경우가 없다. 예를 들어, 뇌의 전극 주변에 흉터 조직이 형성되어 신경 활동을 포착하는 능력을 방해할 수 있다. 하지만