네이럴링크, 뇌-컴퓨터 인터페이스 안전성 강화

안전한 인체 내 장치 개발 우리의 혁신적인 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interfaces, BCIs)는 운동 기능을 회복하고, 의사소통을 강화하며, 인간 경험을 확장할 잠재력을 가지고 있습니다. 이는 우리 장치인 '링크(Link)'를 통해 가능해졌습니다. '링크'는 뇌와 직접 연결되어 뉴런의 고해상도 기록과 조절을 가능하게 합니다. 하지만 이 기술의 안전성을 어떻게 보장할 것인가가 중요한 도전 과제였습니다. 우리는 디자인 단계에서 철저한 안전성 검사를 중시하여, 기술적 평가 방법을 활용해 임상 시험을 성공적으로 시작했습니다. 이로써 마비를 겪고 있는 사람들에게 우리의 뇌 내부 BCI 장치를 제공하여, 그들이 디지털과 물리적 세계에 다시 연결될 수 있도록 도와주고 있습니다. 네이럴링크(Neuralink)는 현재 의학적 필요성이 충족되지 않은 사람들의 자립을 회복시키고, 미래에는 많은 사람들에게 초인간적 능력을 제공하기 위해 고대역폭, 일반적인 뇌 인터페이스를 개발하고 있습니다. 이러한 목표는 뇌의 광범위한 영역을 매우 정밀하게 상호작용할 수 있는 능력을 요구합니다. 뇌 외부에서 신경 활동을 기록하는 EEG나 fMRI, 또는 뇌 표면에서 기록하는 ECoG 등의 방법은 우리의 목표에 적합하지 않습니다. 이들 방법은 뉴런 수준의 해상도를 제공하지 못하거나, 일상적으로 지속적으로 사용하기 어려운 단점이 있기 때문입니다. 우리의 접근 방식은 관심 있는 뉴런 근처에 전극을 배치하는 절차를 필요로 합니다. 이를 위해, 수술 로봇이 환자의 두개골에서 작은 원판을 제거하고, 뇌를 보호하는 층인 두피를 절개합니다. 이후, '링크'에서 연장되는 미세 섬유가 삽입됩니다. 각 섬유의 두께는 인간의 머리카락보다 10분의 1 정도 얇습니다. 로봇은 정확한 삽입 파라미터와 혈관 회피를 통해 조직 손상을 최소화하도록 설계되었습니다. 이 과정은 전문 신경외과 의사의 감독 아래 이루어집니다. 섬유가 삽입된 후, 장치는 두개골의 구멍에 장착되고 피부는 완전히 닫힙니다. 이 접근 방식은 신경수술이 필요하지만, 가능한 한 최소한의 조직 손상을 유발하도록 설계되어 환자가 외관상 변화 없이 일상생활을 유지할 수 있습니다. 장치가 이식된 후, 장치는 오랜 시간 동안 안전하게 작동해야 합니다. 특히, 인간의 몸은 외부 물질에 대해 일반적으로 흉터 조직으로 포위하는 반응을 보이는데, 이는 '링크'의 신경 신호 감지와 해독 능력을 저하시키고, 환자의 안전성을 해칠 수 있습니다. 우리는 제품의 핵심 설계에 안전성과 내구성을 집어넣었으며, 광범위한 사전 임상 연구를 통해 매우 우호적인 조직 반응을 입증하였습니다. 네이럴링크는 사전 임상 안전성을 두 가지 관점에서 접근합니다: 생체 적합성(biocompatibility)과 수술 안전성(procedural safety). 생체 적합성은 신체가 이식된 재료에 어떻게 반응하는지를 다루며, 체외(in vitro) 및 체내(in vivo) 방법을 모두 사용합니다. 수술 안전성은 수술 과정의 효과를 포함하며, 수술 접근법과 섬유 이식 등을 다룹니다. 체외 연구를 통해 충분한 신뢰성을 확보한 후, 체내 방법을 사용하여 이 두 가지 측면의 안전성을 확인합니다. 이를 위해, 잘 설계된 사전 임상 연구를 수행하여 생존 기간 동안의 관찰과 사후 분석을 포함합니다. 생존 기간 동안, 동물들은 매일 수의사의 신체 및 신경학적 검사를 통해 지속적으로 모니터링됩니다. 궁극적으로, 안전성은 이식된 조직을 검사함으로써 입증되어야 합니다. 따라서 모든 연구 종료 후, 조직 반응을 면밀히 조사하기 위한 전반적인 분석이 이루어집니다. 또한, 일반적인 사후 평가 방법인 장기 무게 측정과 매크로스코픽 검사 외에도, 우리는 주 조직과 장치 사이의 인터페이스를 연구하기 위해 여러 고해상도 영상 기술을 사용합니다. 중요한 도구 중 하나인 마이크로 CT(micro-CT)는 이식물과 주변 조직의 상세한 3D 이미지를 생성하여, 1마이크로미터(평균 박테리아 크기)와 같은 작은 특징들을 볼 수 있게 해줍니다. 이는 '링크'가 인접한 뼈와 어떻게 상호작용하는지, 이식된 섬유들이 뇌 조직 내에서 어떻게 위치하는지를 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 마이크로 CT와 함께, 우리는 이식된 조직의 얇은 슬라이스를 수집하고 처리하여 다양한 생물학적 특징을 검사합니다. BCI의 주요 제한 요소 중 하나는 흉터 조직에 의한 뉴런 포위인 신경교 세포 포위(glial encapsulation)였습니다. 우리는 흉터 조직을 파란색으로 염색하는 Masson's Trichrome 염색법을 사용하여 미세 신경교 반응의 유무를 평가합니다. 다른 미세 전극 배열에 대한 반응 데이터와 비교해 보면, 우리의 섬유 주변에는 일관되게 흉터 조직이 형성되지 않는 것을 확인할 수 있었습니다. 또 다른 기법인 면역조직화학(immunohistochemistry)은 이식된 조직 내의 주요 뇌 세포—뉴런, 미세 신경교 세포, 및 아스트로시트—를 시각화하여, 이 세포들의 존재와 건강 상태를 이해하는 데 도움을 줍니다. 이는 우리의 기술이 조직 수준에서 어떻게 작동하는지를 더 명확하게 보여줍니다. 세포 탐지 이미지 처리 알고리즘을 통해 코르텍셜 조직의 광미세 사진을 분석하면, 각 섬유 옆에 위치한 뉴런의 수를 세고, 이 숫자를 이식되지 않은 대조군 조직과 비교할 수 있습니다. 역사적 문헌에서 설명된 다른 미세 전극 배열의 반응과 대조하여, 우리의 연구는 이식 후 조직 반응이 극히 적으며, 섬유 인터페이스 주변의 뉴런 98%를 유지한다는 결과를 보여주었습니다. 앞으로의 연구와 개발 과정에서 우리는 안전하고 효과적인 신경 인터페이스를 구축하는 복잡한 문제에 도전할 열정적인 전문가들을 모십니다. 네이럴링크와 함께 이 혁신적인 과학 기술의 미래를 만들어갈 준비가 되었다면, 우리의 공고를 살펴보고 지원하세요. 우리의 선구적인 팀에 참여하여, 신경기술의 미래를 도모해 주세요. 네이럴링크는 동물 참가자들의 기여를 기리는 데 중점을 둡니다. 동물들의 관리와 환경 개선을 지속적으로 개선하여, 동물들이 최상의 환경에서 연구에 참여할 수 있도록 합니다. 모든 동물 관련 연구는 엄격한 윤리적 감독 하에 진행되며, 연방 규정을 준수하고 초월하면서 Three Rs 원칙을 견지합니다. 산업 전문가들은 네이럴링크의 접근 방식이 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술의 안전성과 생체 적합성을 크게 개선했다고 평가하고 있습니다. 네이럴링크는 기술 혁신과 윤리적 책임감을 동시에 추구하며, 신경과학 분야에서 새로운 지평을 열어가고 있습니다.