전기로 두뇌 자극…'수퍼 솔저' 만든다
기사입력 2016-11-09 19:23
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두피에 미세한 전류 흘리면
드론 조종사 집중력 향상
각성제·카페인보다 효과 높아
美·英 특수부대 '뇌도핑' 훈련
전기자극으로 훈련효과 극대화
안전성 검증 필요·악용 우려도
전쟁에서 이기려면 적보다 강한 군대가 있어야 한다. 이제 군비(軍備) 경쟁이 무기를 넘어 군인의 두뇌로도 확대되고 있다. 뇌를 전기로 자극해 드론(무인기) 조종사의 집중력을 높이고, 특수부대원의 훈련 효과도 극대화한다. 뇌에 칩을 이식해 전투로 인한 정신적 후유증도 치료한다. 잠자던 뇌를 깨워 초능력의 군인, ‘수퍼 솔저(super soldier)’를 만드는 것이다.
◇전기 자극으로 약물·커피보다 집중도 높여
미국 공군연구소는 지난 4일 국제학술지 ‘첨단 인간 신경과학’에서 두피에 전류를 흘려 지상 작전 요원의 집중력을 높일 수 있음을 입증했다고 밝혔다. 연구진은 평균 나이 31.1세의 실험 참가자 20명을 두 그룹으로 나눴다. 한 그룹에는 실험이 진행되는 36분 동안 계속 뇌에서 정보를 처리하는 이마 쪽 전전두엽피질에 2밀리암페어의 미세한 전류를 흘렸다. 다른 그룹은 처음 30초 동안만 같은 전류를 흘렸다.
참가자들은 모니터 이곳저곳을 옮겨 다니는 원에 십자선을 맞추면서 동시에 아래쪽 화면에서는 다른 게임을 했다. 무장 드론을 조종하는 군인들이 모니터를 계속 지켜보며 다양한 정보를 챙겨야 하는 상황을 실험실로 옮겨놓은 것이다.
실험 결과 전기 자극을 계속 받은 그룹은 처음에만 전기 자극을 받은 그룹보다 30% 더 많은 정보를 처리했다. 그만큼 여러 작업을 동시에 하는 능력이 높아졌다는 말이다. 연구진은 “두피를 통한 전기 자극이 드론 조종사처럼 같은 작업을 오랫동안 하는 군인들의 집중력을 높일 수 있다”고 밝혔다. 앞서 공군연구소 연구진은 두피 전기 자극이 각성제나 커피에 들어있는 카페인보다 각성 효과가 높다는 사실도 입증했다.
◇특수부대 훈련 효과 높이는 ‘뇌 도핑’
뇌 전기 자극은 스포츠계에서 먼저 효능을 입증했다. 지난 3월 국제학술지 ‘네이처’는 불법 약물 대신 뇌를 전기로 자극해 훈련 효과를 높이는 이른바 ‘뇌 도핑(brain doping)’ 연구가 활발하게 이뤄지고 있다고 소개했다. 미국 올림픽 스키점프 대표선수들은 핼로 뉴로사이언스가 개발한 뇌자극용 헤드폰을 쓰고 훈련해 균형감각을 80%나 높였다.
핼로사의 헤드폰 안쪽에는 뇌 운동중추에 전기 자극을 주는 돌기가 있다. 뇌는 새로운 경험이나 학습을 받아들이기 위해 끊임없이 신경회로를 재조직한다. 전기 자극은 이런 뇌의 재조직 능력을 극대화시켜 새로운 정보를 더 잘 받아들이게 한다는 것. 뿐만 아니라 미군에 이어 영국군 특수부대도 훈련에 핼로 뉴로사이언스의 뇌자극용 헤드폰을 도입할 것으로 전해졌다.
미 육군연구소는 뇌파를 전기 신호로 바꿔 컴퓨터와 정보를 주고받게 하는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)’ 연구도 하고 있다. 원래 마비 환자의 생각을 읽어 로봇팔을 움직이는 데 쓰이던 기술이다. 이를 전투에 적용하면 컴퓨터를 매개로 부대원끼리 뇌파로 교신하는 텔레파시도 가능하다.
◇전투로 인한 정신적 후유증도 치료
뇌를 자극해 전투 능력을 높이는 연구는 2014년 미국 국방부 방위고등연구계획국(DARPA)이 시작했다. 처음에는 전투에 참가한 뒤 심각한 정신적 후유증을 앓는 군인들의 치료가 목적이었다. 이른바 ‘외상후스트레스장애(PTSD)’ 환자를 치료하기 위해 5년간 7000만달러(약 802억원)를 투자해 파킨슨병 환자 치료에 쓰이는 것과 비슷한 뇌 자극 기술을 개발하기로 했다. 이것이 다양한 분야로 확대된 것이다.
전투 후유증 치료를 위해서는 현재 UC샌프란시스코와 로런스 리버모어 국립연구소가 의료기기 업체 메드트로닉과 함께 국방부의 지원을 받아 뇌 신호를 해독하고 그에 맞춰 전기 자극을 주는 뇌 이식 장치를 개발하고 있다. 전극에서 뇌의 이상 신호를 포착하면 중앙처리장치가 이를 해독해 다른 전극으로 치료용 전류를 흘린다. 이를 통해 나쁜 기억을 지우거나 잊어버린 기억을 되살릴 계획이다.
군대의 뇌연구에 대해서는 찬반 의견이 엇갈린다. 영국 옥스퍼드대 신경윤리센터의 닐 레비 부소장은 “전기 자극으로 군인의 집중력을 높이는 방법은 약물보다 더 안전하다”고 평가했다. 하지만 뇌자극이 장기적으로도 안전하고 효율적인지에 대해서는 회의적인 의견도 많다. 또 뇌에 이식한 칩이 정신적 장애를 치료하는 데 그치지 않고 두려움을 없애 전투 의욕을 높이는 데에만 악용될 가능성이 있다는 우려도 나온다.
[이영완 기자 ywlee@chosun.com]
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