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최초의 AI 기반 뇌 임플란트는 사지 마비가 있는 남성의 움직임과 느낌을 회복했으며, 회복된 능력 중 일부는 장치가 켜져 있지 않아도 남아 있습니다.

Northwell Health의 시험 리더이자 첨단 엔지니어링 부사장인 Chad Bouton은 “마비된 인간의 뇌, 신체, 척수가 전자적으로 연결되어 지속적인 움직임과 감각을 회복한 것은 이번이 처음입니다.”라고 말했습니다.

과제: 미국에서는 거의 540만 명이 어느 정도 마비를 안고 살고 있습니다. 뉴욕 출신의 45세 키스 토마스(Keith Thomas)도 그중 한 명입니다. 그는 2020년 다이빙 사고로 가슴 아래로 느끼거나 움직일 수 있는 능력을 잃었습니다.

토마스는 “평소처럼 공격적으로 뛰어들었다가 정신을 잃었습니다.”라고 말했습니다. “다음으로 알다시피, 앞마당 잔디밭에 헬리콥터가 있었습니다. 다음날 나는 움직일 수도 없었습니다.”

“내가 살 수 있을지, 살고 싶은지조차 알 수 없는 시절이 있었어요.”

AI 기반 뇌 임플란트:2021년에 토마스는 의사가 임플란트, 전극, AI 알고리즘의 조합을 사용하여 뇌와 팔다리 사이에 다리를 만드는 임상 시험에 참여하기로 동의했습니다.

그 기술 덕분에 그는 이제 팔을 움직일 수 있고 심지어 다시 감각을 느낄 수도 있습니다.

토마스는 “솔직히 내가 살 수 있을지, 살고 싶은지조차 알 수 없었던 시절이 있었다”고 말했다. “이제 누군가가 내 손을 잡아주는 손길을 느낄 수 있어요. 압도적이다.”

깨어 있으면서 15시간 동안의 수술:실험이 시작될 때 Bouton의 팀은 기능적 MRI(fMRI)를 사용하여 Thomas의 뇌 지도를 만들고 팔 움직임과 손 감각과 관련된 영역을 식별했습니다.

2023년 3월, 토마스는 뇌에 임플란트를 심기 위해 15시간에 걸친 수술을 받았습니다. 그들이 정확히 올바른 위치에 갔는지 확인하기 위해 그는 수술 중에 깨어 있었고 의사들이 그의 뇌의 여러 부분을 조사하면서 그의 팔과 손에 느껴지는 것을 의사들에게 알렸습니다.

수석 외과의인 Ashesh Mehta는 “우리는 움직임을 담당하는 영역에 두 개의 칩을 삽입하고 손가락의 촉각과 느낌을 담당하는 뇌 부분에 세 개를 더 삽입했습니다.”라고 말했습니다.

수술 후 연구자들은 토마스의 두개골에 배치한 두 개의 포트를 사용하여 그의 뇌 임플란트를 컴퓨터에 연결했습니다. 그런 다음 컴퓨터는 척추와 팔뚝 근육 위에 배치된 전극 패치에 연결되었습니다.

AI 알고리즘은 토마스가 팔을 움직일 때 생성되는 뇌 신호를 감지하고 해석하도록 훈련되었습니다. 그런 다음 컴퓨터는 팔 위의 전극에 신호를 보냅니다. 이 신호는 근육을 자극하여 신체가 실제로 생각하는 움직임을 수행하도록 합니다.

이러한 유형의 시스템은 척추 손상 부위를 우회하면서 뇌와 사지를 연결하기 때문에 신경 우회 또는 "신경 다리"라고 합니다. 이전에는 마비 환자의 움직임을 회복하는 데 사용되었지만 Thomas 팀은 단 한 번의 신경 우회로 멈추지 않았습니다.

토마스의 손에 있는 감각을 회복하기 위해 연구원들은 컴퓨터를 그의 손가락 끝과 손바닥에 있는 작은 센서에 연결했습니다. AI 알고리즘은 센서 데이터를 손이 닿을 때 느낄 수 있도록 뇌를 자극하는 신호로 변환합니다.

"우리는 그러한 전기 자극이 손상되어 3년 동안 휴면 상태였던 회로를 깨우는 것이라고 믿습니다."

사고 중심 치료:이중 신경 우회 장치는 단순한 보조 장치가 아니라 Thomas의 재활을 돕기 위해 설계되었습니다.

AI 기반 뇌 임플란트를 사용하는 동안 척추 위의 전극 패치도 척수를 자극합니다. 이는 그의 뇌, 척추 및 사지 사이의 자연스러운 연결을 재확립하는 데 도움이 되는 것으로 보입니다. 이제 그는 시스템이 꺼져 있어도 팔과 손에 약간의 감각을 느낄 수 있으며, 팔 힘은 시험 시작 이후 두 배로 증가했습니다.

“우리는 전기 자극이 손상되어 3년 동안 휴면 상태에 있던 회로를 깨우는 것이라고 믿습니다.”라고 Bouton은 TIME에 말했습니다.