뇌파를 읽어 문장으로 바꾸어주는 AI 개발한다

캘리포니아 대학 연구팀, 간질환자 상대로 실험

뇌에 삽입된 전극에서 검출한 뇌파를 문장으로 변환하는 인공지능(AI) 기술을 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 연구팀이 개발하고 있어 관심을 모으고 있다.

가디언, 기가진 등 외신에 따르면 간질 치료에는 뇌의 표면과 뇌 내부에 전극을 심는 치료법이 사용되는 경우가 있다. 연구팀은 이 치료 과정 중 뇌에 전극이 박힌 간질 환자 4명을 피실험자로 참여시켜 전극에서 검출한 뇌파에서 문장을 생성하는 실험을 진행했다.

이번 실험의 피실험 중 한 명은 티나 터너라는 팝 가수다. “도둑이 30개의 보석을 훔쳤어요” 등의 단문 50개를 소리 내어 여러 번 읽게 하고, 검출된 뇌파를 기계학습 알고리즘을 사용한 AI를 통해 문자열로 변환했다. 실험 시작 시점에는 AI가 의미 없는 문장을 생성했지만, 읽어준 글과 생성된 각 단어의 나열을 비교함으로써 정확도가 개선됐다.

뇌 자료사진(제공=픽사베이)

피실험자에 의해 생성되는 문장의 정확도는 저마다 달랐는데, 어느 참가자의 경우는 전체의 3% 밖에 수정할 필요가 없는 높은 완성도를 지닌 문장이 생성됐다. 사람 속기사가 기고하는 글에서도 전체의 약 5% 정도는 오류를 담고 있으므로 이 결과는 상당히 정확도가 높은 경우에 해당됐다.

다만 AI의 분석 대상 문장이 50개 단문으로 한정되기 때문에, 이 외의 문장들에서는 정확도가 떨어졌다. 또 어떤 경우는 전혀 다른 문장을 생성하기도 했다.

이번 연구의 최대 저자인 조셉 마킨 씨는 “우리가 작성한 AI는 영어의 일반적인 문법을 인식하고 뇌의 활동에서 단어를 특정하는 동시에, 특정한 글에 대한 학습을 조합해 문장을 생성한 것”이라며 “아직 갈 길이 멀지만 글을 자동으로 써내는 장치의 기초가 되면 좋겠다”고 말했다.

마스트리히트 대학 크리스천 허프 박사는 “글을 소리 내어 말하는 피실험자를 활용했기 때문에 글을 읽을 수 없는 장애 환자에게 적용할 수는 없다”면서도 “이런 종류의 연구는 보통 수백만 시간의 실험을 요한다. 그런데 이번 연구는 피실험자 한 명의 실험 시간이 40분 미만이었고 각 문장을 읽는 횟수도 제한돼 있었기 때문에 이를 감안하면 획기적”이라고 이번 연구 성과를 높이 평가했다.