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생각만으로 세상을 움직여봐-BCI 목록

조회 : 6698 | 2006-05-17

BCI




생각하면 이루어진다



국립과학수사연구소 거짓말 탐지실. 살인 사건의 유력한 용의자와 거짓말 탐지 조사관이 마주보고 앉아있다. 용의자의 머리에는 전선과 거짓말 탐지기가 연결되어 있다. 이 거짓말 탐지기는 용의자의 뇌에서 발생한 뇌파를 종이 위에 그려서 보여주고 있지만, 용의자는 상당히 안정된 상태이고 뇌파는 일정한 간격으로 반복되고 있다.

조사관 : 당신은 남자입니까?

용의자 : 네.

용의자의 말이 진실이라는 것을 증명하듯, 뇌파는 일정하고 안정되어 있다.


거짓말탐지기



조사관 : 당신은 김 모씨를 살해했습니까?

용의자 : 아니요.

뇌파에 약간의 흔들림이 있기는 하지만, 뇌파는 여전히 안정되어 있다. 조사관은 용의자가 살인 현장에 남겨두고 간 독극물이 병을 들어 용의자에게 보여주었다.

 

조사관 : 이 병을 처음 봅니까?

용의자 : 네.

갑자기 뇌파가 요동치기 시작한다. 용의자는 거짓말을 했지만, 뇌는 거짓말을 하지 못한 것이다. 조사관은 이 용의자가 범인이라는 심증을 굳힌다.








나의 뇌파는 모든것을 알고있다



뇌파는 우리의 뇌에서 발생하는 전기적인 신호입니다. 사람의 뇌는 복잡하게 연결된 신경 세포들로 이루어져 있어요. 이 신경세포들이 화학물질들을 주고받는 과정을 통해서, 기쁘거나 슬프다는 감정을 느끼고, 오래된 일들을 기억하고, 어려운 수학 문제를 풀 수도 있는 거죠. 즉, 화학적인 신호가 전기신호로 바뀌게 되는 것이죠. 뇌에서 발생하는 이러한 전기신호를 전자 장비로 측정한 것이 바로 뇌파입니다. 배가 고플 때, 거짓말을 할 때, 수학문제를 풀 때 나오는 뇌파들이 모두 다르기 때문에, 뇌파를 잘 분석하면 말을 하지 않아도 사람의 마음을 읽을 수 있는 거죠. 말하지 않아도 사람의 마음을 전자 장비로 알 수 있다니 마치 텔레파시처럼 신기하죠?


뇌파탐지 실험장치



그럼, 이런 뇌에서 나오는 전기 신호를 어디에 쓰면 좋을까요? 과학자들은 뇌와 컴퓨터 모두 같은 전기신호를 사용하기 때문에, 뇌에서 나오는 전기신호와 컴퓨터를 연결하면 훨씬 더 많은 일을 할 수 있을 거라고 생각했어요. 뇌로 컴퓨터를 조종할 수 있고, 컴퓨터로 뇌를 조종할 수 있게 되는 거죠. 뇌가 내린 명령을 컴퓨터가 받아서 기계에 전달합니다. 그럼 기계는 사람의 생각만으로 움직이게 되죠. 그리고 기계가 한 일을 컴퓨터는 받아서 뇌에 전달합니다. 그럼 기계가 전달하는 감각을 느끼게 되죠.








생각만으로 컴퓨터를?



뇌로 기계를 움직이게 하려면 뇌▶전기신호▶컴퓨터▶전기신호▶기계▶운동의 과정을 거칩니다. 예를 들어, 척추를 다친 사람들은 팔과 다리를 자유롭게 움직일 수 없게 되죠. 그렇기 때문에 전동휠체어를 타더라도 손을 움직이지 못합니다. 하지만 전동휠체어와 뇌를 연결하면, 생각만으로 휠체어를 움직일 수 있게 됩니다. 뇌에서 발생하는 전기신호로 전동휠체어의 컴퓨터를 바로 조종하는겁니다. 하루 종일 일에 시달려서 힘든 몸으로 운전을 하려면 힘들겠죠? 자동차의 컴퓨터와 뇌를 연결해서 마음대로 차를 움직일 수 있다면, 훨씬 더 편하겠죠?


뇌와 컴퓨터 연결로 움직이는 휠체어



반대로 기계가 하는 일을 뇌로 하여금 느끼게 하려면 기계▶전기신호▶컴퓨터▶전기신호▶뇌▶감각으로의 전환과정이 필요해요. 사고로 손이나 발이 잘린 사람은 의수나 의족을 하고 살아가게 됩니다. 그런 보조기구들로 간단한 일은 할 수 있지만, 복잡한 일을 하기에는 무리가 있어요. 왜냐하면 의수나 의족은 감각이 없기 때문이죠. 하지만 그런 보조기구들에 전기장치를 부착해서, 보조기구가 받아들이는 전기신호를 뇌로 전달하면, 뇌가 감각을 느낄 수 있게 되죠. 물체가 보조기구에 닿는 압력을 전기신호로 바꾸고, 그 신호를 뇌로 전달하면 뇌는 물건에 보조기구가 닿았다는 감각을 느낄 수 있는 거죠. 뇌가 보조기구에 전기신호를 주어서 보조기구를 움직이고, 보조기구의 전기신호가 뇌로 다시 돌아가서 감각을 느낄 수 있게 되는 겁니다. 뇌로 기계를 움직이고, 기계의 신호를 뇌의 감각으로 바꾸는 과정이 합쳐져야 비로소 완벽하게 움직일 수 있게 된답니다.
뇌가 감각을 느껴야 정확히 움직인다



위에서 말한 것 처럼 장애인들이 보조기구들을 마음대로 조정할 수 있다거나, 자동차를 생각만으로 움직일 수 있게 하는 것 외에 또 어떤 일들을 할 수 있을까요? 그럼, 뇌와 컴퓨터를 연결하면 어떤 일들을 할 수 있을지 좀 더 많은 예를 들어볼까요?








뇌로 기계를 움직여봐



키보드를 두드리지 않아도, 생각만으로 컴퓨터에 글자를 입력할 수도 있겠죠? 굳이 손을 움직일 필요없이 말입니다. 말을 하지 못하거나 듣지 못하는 사람과도 컴퓨터만 있으면 서로 글로 대화할 수 있을 수도 있고, 이러한 기술이 더 발전하게 되면, 두 사람의 뇌와 컴퓨터를 이용해서 글 없이도 대화할 수도 있고, 그렇게 되면 도청이 불가능하기 때문에, 훨씬 더 안전할 수 있을 겁니다. 훗훗..물론 아주 먼 미래의 일이기는하지만, 마치 영화 ‘마이너리티 리포트’에서처럼 위험한 상황에 처했을 때 발생하는 뇌파를 탐지해서 신고를 하지 않아도 경찰이 출동할 수도 있다거나, 영화 ‘매트릭스’에서 나오는 것처럼, 현실과 가상을 구분할 수 없을 만큼 정교한 게임을 만들 수도 있을 겁니다. 역시 과학적 상상력의 끝은 무궁무진하네요...친구들도 한번 상상해보세요.. 아주 많은 일들이 바뀌게 될 것이라는 걸 알 수 있을 겁니다. 실제 일어나지 않은 많은 일들이, 현재 눈 앞에서 펼쳐지는 많은 일들을 상상할 수 있을겁니다.
영화 매트릭스



그렇다면, 이런 뇌파를 분석하는 거짓말탐지기 하나로 모든 범인을 밝혀낼 수 있지 않을까요? 그러나 아직은 뇌에서 나오는 전기 신호를 완벽하게 분석할 수 없기 때문에, 거짓말 탐지기만으로 100%의 사실을 추출할 수는 없다고 합니다. 배고프다는 사실은 알 수 있지만, 어떤 음식이 먹고 싶은지는 알 수 없는 것이나, 어려운 문제를 풀고 있다는 사실은 알 수 있지만, 그 문제가 무엇인지를 알 수 없는 것과 마찬가지로 과학자들은 뇌에서 나오는 전기 신호를 좀 더 정확하고 세밀하게 분석하기 위해서 많은 노력을 하고 있습니다. 뇌파를 증폭시키는 장치를 만들기도 하고, 뇌의 전기 신호를 더 정확하게 측정하기 위해서 수술로 뇌에 전극을 박기도 하죠. 실제로 이런 수술을 받은 하반신 마비환자가 생각만으로 휠체어를 움직이며 살아가고 있는 것을 보면 알 수 있죠. 우리의 생각이 복잡한 것만큼이나 뇌의 신호를 분석하는 일도 어렵기 때문에, 생각만으로 세상을 움직이기 위해서는 아직 조금 더 기다려야 할 것 같아요.


뇌와 컴퓨터의 연결을 연구하는 과학자




상상의 끝엔 과학이 있다



하지만, 언젠가는 다리가 없는 사람도 의족을 신고 달리거나, 뇌의 전기신호를 맞추는 것만으로 사랑하는 사람과 마음으로 대화할 수도 있을겁니다. 20년 전만 해도 우리 손에 들린 작은 휴대폰으로 언제 어디서든지 멀리 떨어진 친구와 통화할 수 있을 거라고는 생각하지 못했죠? 이제 20년이 지나면, 지구 반대편의 사람과 말하지 않고도 대화할 수 있지 않을까요? 과학은 항상 상상한 것 그 이상의 세상을 만들어 왔으니까요. 여러분은 믿고 있나요? 과학의 힘을!! ★KAIST 화학과 양성호




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