삼성전자엔 ‘뇌졸중을 예고하는 모자(이하 ‘뇌예모’)’를 개발하는 사람들이 있습니다. 이들은 삼성전자 직원들로 구성된 C랩(C-Lab, Creative Lab) 소속으로  스마트폰을 활용, 뇌파를 분석해 뇌졸중 발생 위험을 판별하는 기기를 만들고 있는데요.

뇌예모 팀은 ‘기존 뇌파 측정 방법이 번거롭고 힘들다’는 점에 착안, 평소에도 손쉽게 뇌파를 측정할 수 있는 웨어러블 기기를 제작하기로 했습니다. 작고 사용하기 편하도록 말이죠. 물론, ‘쉽지 않은 도전이 될 것’이란 예상은 했지만 현실은 더욱 녹록지 않았습니다.

명색이 사람을 살리는 웨어러블 기기를 만드는데 엔지니어인 이들에게 의학 지식은 넘을 수 없는 벽처럼 느껴질 때가 많았거든요. 관련 분야 전문의를 찾아가 조언을 구하고 각종 논문·전공서 등을 섭렵했지만 모르는 것투성이였죠.

그렇게 초반 6개월 동안은 아무런 진전이 없었습니다. “하다 보면 뭔가 나오겠지” 했지만 막상 모니터에 보이는 건 노이즈와 뇌파조차 구별되지 않는 데이터뿐이었는데요.

하지만 이들에겐 '포기'란 없었습니다. 무수한 실패 속에서 또 다른 가능성을 찾기로 했죠. 이번엔 정병탁 서울대학교 컴퓨터공학과 교수에게 조언을 구했습니다.

뇌예모 팀은 해볼 수 있는 게 아무것도 생각나지 않은 상황을 오히려 기회로 여겼습니다. ‘이것저것 시도하다 보면 기존에 보지 못 했던 더 좋은 방법이 생각날 수 있을 것’이라고 생각했거든요. 그렇게 0.5초든 1초든 잠깐씩 보이는 시그널을 발견할 때마다 희망의 끈을 놓지 않았습니다.

그렇게 실패를 거듭하기 수백 번. 드디어 뇌파 추출 성공률 1%에서 시작한 연구가 100%가 됐습니다. 물론, 뇌파 추출 단계에 이르렀다고 해서 모든 개발 과정이 끝난 건 아닙니다. 뇌졸중을 미리 알려주는 단계까진 앞으로 넘어야 할 큰 산이 몇 개는 더 남아있는데요. 과연 이들의 연구는 얼마나 진척됐을까요? 영상을 통해 뇌예모 팀의 최근 연구 근황을 확인해보세요.

 
지금까지 이 뇌파는 ‘생각으로 움직이는 컴퓨터(BCI, Brain Computer Interface)’처럼 과학논문에 등장하거나, 중증 환자의 상태를 정밀 진단하는 데 활용됐는데요.

이러한 뇌파를 이용해 뇌졸중과 같은 심각한 질환을 예방하고, 현대사회에 널리 퍼진 우울증까지 진단할 수 있다면 얼마나 획기적인 발명이라 할 수 있을까요.

삼성전자 직원들로 구성된 C랩(C-Lab, Creative Lab) 개발팀이 뇌파를 측정해 뇌졸중 발병 여부를 판별할 수 있는 ‘뇌졸중 예고 모자’ 프로토타입을 제작해 관심을 모으고 있습니다.

 
이번 과제는 일상생활 속에서 해당 장치를 착용하고 있으면 그 사람의 뇌파가 정상인지 또는 뇌졸중 위험이 있는지 분석해주고, 결과를 휴대전화 화면으로 알려준다는 콘셉트입니다. 아직 개선해야 할 부분들이 남아 있지만 현재 정상 뇌파인지, 뇌졸중의 위험이 있는 뇌파인지는 90%의 정확도로 판별해내는 자체 결과를 확보했습니다.

뇌졸중은 뇌에 혈액을 공급하는 혈관에 문제가 생겨 발생하는 병으로, 신속하게 대응하지 않으면 신체마비나 죽음에까지 이를 수 있는 무서운 질환입니다. 웨어러블 형태의 기기로 뇌졸중의 위험을 미리 파악할 수 있다면 소중한 생명을 지키는 데 크게 기여할 수 있겠죠.

삼성전자 생활가전사업부와 무선사업부 소속 직원 5명은 지난 2013년 팀을 꾸려 ‘뇌졸중 예고 모자’ 개발에 나섰습니다.

주변 지인이 갑작스레 뇌졸중으로 쓰러지는 모습을 보며 아이디어를 착안한 개발팀은 BCI 관련 대학교수와 신경·정신과 의료진을 백방으로 찾아 다녔습니다. 하지만 돌아온 것은 “뇌파 관련 전문가 한 명 없는 팀에서 아이디어만으로 뇌졸중을 예고하는 모자를 만든다는 건 말도 안 되는 일”이라는 답변뿐이었죠.

하지만 개발팀은 하드웨어(H/W)와 소프트웨어(S/W) 분야에 정통한 경험과 함께 ‘기술의 힘’을 믿고 과감하게 도전했습니다.

가장 먼저 해결해야 할 일은 기존 뇌파 취득 장치의 불편을 해소하는 것이었습니다. 이전에 병원에서 쓰는 장치는 젤이나 식염수를 마구 발라야 하고 두피와 닿는 센서 또한 금속 소재여서 사용하는 데 불편이 이만저만이 아니었습니다.

이러한 불편함을 해소하기 위해 끊임없이 고민한 개발팀은 '센서 부분의 소재 자체를 바꿔보면 어떨까' 하는 작은 질문에서 출발해, 전기가 통하는 고무 소재를 발굴하게 됐습니다. 이로써 젤이나 식염수를 사용하지 않는 형태의 센싱 장치에 대한 가능성을 확인했고, 착용감까지 개선하는 ‘일석이조’의 효과를 얻었습니다.

개발팀은 또 현업에서 쌓아온 S/W 역량을 한껏 발휘해 뇌파의 정상 여부를 판별하는 알고리즘을 만들어내기도 했습니다. 특히 이 과정에서 뇌졸중 환자의 뇌파를 취득하고, 증상에 대한 분석과 병리학적 자문을 진행하는 등 삼성서울병원(홍승봉 신경과 교수, 전홍진 정신건강의학과 부교수)과의 협업이 커다란 보탬이 됐습니다.

개발팀은 또 뇌파를 정밀하게 수집하고 노이즈를 최소화할 수 있는 기법을 연구해 뇌졸중 예고 모자의 인쇄회로기판(PCB)과 센싱 장치를 아주 작게 만들 수 있는 방법도 고안했습니다. 이로써 향후 모자가 아닌 안경, 머리핀과 같은 다양한 웨어러블 형태로 폼팩터를 개선할 수 있는 방법까지 고안한 상태입니다.

아울러 ‘뇌졸중 예고 모자’ 과제에 대해 처음부터 의학자문을 진행한 삼성서울병원에서는 이번 성과를 매우 높게 평가하는 한편, 향후 우울증 판별까지 적용을 확대할 수 있다는 의견을 제시했습니다.

다시 말해 뇌졸중 진단에서 출발한 이번 과제가 뇌파를 활용해 건강을 지킬 수 있는 헬스케어 플랫폼으로 발전할 수 있는 가능성을 확인하는 수준까지 발전한 것입니다.

홍승봉 교수는 “아직까지 임상시험을 비롯해 실제 적용까지 넘어야 관문들이 남아있다”라면서도 “간단한 웨어러블 형태의 장치로 뇌파를 정밀 측정하고, 이를 분석해 여러 질환의 위험을 경고할 수 있는 플랫폼을 개발한 것은 상당한 의미가 있다”고 설명했습니다.

삼성전자는 향후 이번 ‘뇌졸중 예고 모자’의 요소기술들을 통합 검증하고, 향후 활용방안을 면밀하게 검토할 계획입니다.

삼성전자는 연초 ‘창조상’을 만들어 지난해 최고의 임직원 창조활동으로 ‘뇌졸중 예고 모자’ 개발팀을 선정·시상했는데요. 앞으로 이와 같이 임직원들이 우리 사회에 기여할 수 있는 창의적인 프로젝트를 맘껏 개발할 수 있도록 폭넓게 기회를 부여할 계획입니다.