내가 우울할 때 혹은 기쁠 때, 듣고 싶은 음악을 컴퓨터가 알아서 골라 준다면 얼마나 좋을까?

내 우울한 기분을 전환할 수 있는 색상을 컴퓨터가 알아서 보여 주면 얼마나 좋을까?

감성 컴퓨터라면 가능한 이야기다
감성 컴퓨터는 사용자의 뇌파와 심박수 등을 측정하는 장치를 통해 쾌·불쾌 따위의
감정을 읽고 그에 반응한다. 감성 컴퓨터를 실현하는 데 결정적인 역할을 하는 것은 바로
사용자의 뇌파와 심박수 등을 계측하고 데이터를 컴퓨터에 송신하는 센서다. 생체 계측
분야에서 주목할 만한 제품을 출시하고 있는 (주)락싸는 감성 컴퓨터를 실현 가능케 하는
센서를 헤드셋에 장착해 2001년 하반기에 출시할 예정이다. (주)락싸의 대표 배병훈
(32세) 박사는 헤드셋 형태를 택한 이유를 이렇게 설명한다.

“일반적인 헤드셋의 기능을 그대로 갖춘 채 뇌파와 심박수를 측정하는 기능을 추가한
형태입니다. 현재 그러한 기능을 갖춘 마우스가 나와 있기는 하나, 조작시 많이 움직여야
하는 마우스 특성상 정확하게 측정한다고 볼 수 없어요. 헤드셋은 머리에 고정시켜
놓으니 필요한 정보를 정확하게 읽고 반응하게 되죠.”

그 동안 생체 계측은 의료계에서만 주로 소용되어 왔다. 하지만 뇌파 등에서는 임상적인
정보말고도, 사람들의 심리, 감정 상태에 관한 정보도 끄집어 낼 수 있다. 배병훈 사장과
(주)락싸는 이를 위한 소프트웨어나 장치들을 연구 개발해, 사람들이 더욱 편안하고
안락한 생활을 영위하도록 하는 데 도움을 주고자 한다.

뇌를 자극하면 시각 장애인도 볼 수 있다?
배병훈은 어렸을 적부터 무엇이든 만들기를 좋아했다. 초등학교 1학년 때 일이다.
4월 어느 날, 엄마를 하루종일 졸라 탱크 플라 모델을 샀다. 하지만 1학년생이 만들기엔
좀 복잡했다. 게다가 글을 읽을 줄 몰랐기에 꼼짝없이 형이 오길 기다리는 수밖에 없었다.
형을 기다리는 동안 병훈은 생각했다. ‘나도 공부해야지.’

당시 돈으로 1500원씩이나 해서였는지 엄마는 그 이후 플라 모델을 사 주지 않았다. 하는
수 없이 병훈은 형이 사 모은 <학생과학>을 들췄다. 플라 모델 광고라도 보기 위해서였다.
하루종일 탱크도 보고 비행기도 보다 좀 지루해지면 기사를 읽었다. 발명, 멀티미디어,
정보통신 얘기들을 읽은 기억이 있다.

그 중 가장 충격을 준 기사는 ‘맹인도 볼 수 있다……’는 제목의 기사였다. 완전히 이해
할 수 없었지만 그림을 통해 뇌의 어느 부분을 자극하면 시각 장애인도 볼 수 있다는
내용이란 걸 알았다. 시각 장애인 아버지를 둔 친구 생각이 났다. 평소 너무 불쌍하다고
생각했는데 이런 게 있다니! 멋진 과학자! 과학자가 꿈이었던 병훈은 장래에 시각
장애인도 볼 수 있게 하는 무언가를 만들 결심을 했다.

한국과학기술원(이하 과기원) 석사 과정 입학식 일 주일 후, 교정에서 시각 장애 학생을
만난 병훈은 그 동안 뇌 저편에 내팽개쳐 두었던 그 결심을 뒤져 내게 된다.

논문을 찾고 실험을 하고
거의 10여 년 전 보았던 그림을 떠올리며 논문을 뒤적거린 결과, 6개월 만에 <네이처>지
(Vol. 259, January 15, 1976)에서 해당 논문을 찾을 수 있었다. 논문의 제목은 ‘시각
장애인 자원자에게 시각 피질을 자극하여 점자를 읽게 하다’였다.

원했던 논문을 찾은 이후, 그와 관련 있는 여러 가지 논문을 입수할 수 있었다. 그 중
눈에 띈 것은 자기장을 이용해 뇌의 운동 영역을 자극함으로써 손가락을 움직이게 하는
실험 장치를 발표한 논문이었다.

이걸로 하자! 1993년 1월 논문에 나와 있는 장치를 직접 만들기로 했다. 부품을 사기
위해 오르내리던 서울과 대전행 버스에서 잠을 해결하고, 3주 내리 밤샘 작업을 한 결과
1월말, 기기를 완성했다.

이제 남은 건 테스트. 매우 긴장됐다. 고압을 방출하기 때문에 코일이 전류를 견디지
못하면 강한 폭발력을 가진 폭탄이 될 수 있었다. 처음에는 나침반을 이용하여 코일에
자기장이 발생하는지 검사를 했다. 안전했다. 이제 사람을 대상으로 테스트해야 했다.

와, 움직인다! 그러나……
새벽 3시, 밖엔 함박눈이 내리고 있었다. 병훈은 자신이 피검자가 되었다. 왼쪽 새끼
손가락을 움직이는 근육을 택했다. 콘덴서에 전압을 충전시키기 시작했다. 1000v까지는
약 5분이 걸린다. 전압이 올라가는 동안 피우는 담배 맛은 묘했다. 드디어 전압계가
1000v를 가리킨다. 담배를 끄고, 전압 충전을 중지시키고, 코일을 왼손에 배치시켰다.
그리고 빨간색 스위치를 눌렀다. 움직인다. 의도하지도 않았는데 가볍게 움직인다. 약간
저린 느낌도 있다. 성공이다!

“그래서 용감하게도 석사 학위 논문 계획서에 ‘인공 시각 장치’를 써냈어요. 장치를
시각계에 적용하기 위해 여러 차례 보완하고 실험도 하고요. 하지만 결국 한계를
느꼈어요. 뇌라는 것의 시스템이 미지의 세상임을 절감했고, 제 자신의 기술적 수준도
높여야겠다고 생각했지요. 아직까지 보류되어 있는 상태입니다.”

어떻게 알게 된 뇌인데
인공 시각 장치는 덮어 두었지만 뇌 연구를 포기할 수는 없었다. 마침 인공 시각 장치를
찾을 때 보았던 무샤 교수의 ‘쌍극자 추적법’이 떠올랐다. 그래! 무샤 교수의 기사를 다룬
<뉴턴>을 뒤적거려 다시 읽었다. 뇌파를 이용하여 활동하는 뇌 세포의 3차원 좌표를
찾는 기술을 독자적으로 개발했다는 대강의 내용이 적혀 있었다.

“독자적이란 말에 주목했어요. 과학 하는 사람은 뭘 해도 남들이 안 하는 거, 내가 세계
최초로 하는 거, 뭐 그런 거 찾잖아요. 그래서 ‘나도 독자적으로 개발해 봐야지.’ 하고
시작했죠. 그래서 뉴런의 흥분성 전류에 대한 물리적 모델링을 시도해 보고 나도 뇌파를
이용하여 활동 뉴런의 3차원 좌표를 찾는 연구를 했어요. 이것만 가능하다면 사람의
생각도 읽어 낼 수 있지 않겠냐는 막연한 기대감에 부풀어서요. 그래서 2년 동안 연구
했는데, 막상 하고 보니 제가 독자적이라고 생각하고 시작한 연구 관련 논문이 책상 가득
쌓이더라고요. 흐흐. 그래도 국내에서는 최초였어요.”

뇌기능 계측에 관한 연구는 박사 과정에서도 이어졌다
“제 연구의 궁극적 목적은 사람이 상상을 하거나 생각을 할 때, 자극을 받았을 때, 뇌의
어느 부위가 자극을 받는지 그걸 아는 거예요. 그런데 정상적인 사람의 뇌는 절개해서
볼 수가 없잖아요. 그래서 이쪽 연구에서는 비 침습 뇌 기능 계측 방법 및 장치 개발이
연구의 주가 되죠.”

배병훈의 박사 과정 논문 작업은 뇌신경 세포의 활동을 검출할 수 있는 새로운 원리와
방법을 찾는 게 주였다. 가정을 세우고, 기존 뇌파 측정 방법의 한계를 극복하는 다른
원리를 찾던 병훈은 신경세포의 전기 전도로 변화를 검출할 수 있는 장치를 개발하게
되었다.

“밤새워 코일 감고 납땜하면서 제작했죠. 코일을 하도 많이 감아 나중엔 코일 감는
기계까지 만들었어요. 코일을 이렇게 감고 저렇게 감고 하다가 컴퓨터 시뮬레이션을 통해
우연찮게 새로운 코일 구조를 개발하게 돼 실험에 성공했죠.”

병훈의 논문은 <리뷰 오브 사이언티픽 인스트루먼트>에 실렸고, 현재 특허 출원해 놓은
상태다.

한국에서의 뇌 연구
뇌과학에 관심 있는 사람이라면 배병훈의 홈페이지(http://www.laxtha.com/bhbae/)에
한번 가 보라. 그가 어떤 걸 연구하는지, 그가 어떻게 뇌를 연구하게 되었는지는 물론,
한국에서의 뇌 연구 상황은 어떤지, 뇌과학 관련 논문들은 어떤 게 있는지 등 뇌과학에
관한 웬만한 자료들을 구할 수 있다.

배병훈이 뇌에 관심을 갖고 연구하기 시작한 때는 1993년이고, 홈페이지 만든 때는
1996년이다.

“물리학을 전공하는 제가 혼자서 신경과학 분야를 공부하자니 갑갑했어요. 과기원
안에도 뇌를 전공한 교수가 없었을 뿐만 아니라 뇌를 연구한다고 하면 모두 웃었어요.
무엇보다 동지를 찾는 일이 급했죠. 어떻게 할까 생각하던 중 몇몇 사람들이 홈페이지를
만들어 다양한 정보를 전하는 걸 알게 되었어요. 그래서 만들게 되었죠.”

그해 배병훈이 만든 건 또 하나 있다. 바로 ‘가상뇌과학연구소‘(Cyber Brain Research
Center). 사이트에서만 존재하는 연구