시각은 인간의 생활에서 의심할 바 없이 매우 중요한 감각입니다. 하지만 불행히 여러가지 이유로 시각이 심하게 손상되거나 혹은 사실상 볼 수 없게되는 환자들이 현대에도 다수 존재합니다. 최근에 진행되는 연구들 가운데는 이런 저런 이유로 각막 이식등 현대 의학으로는 시력을 되찾을 수 없는 환자에서 직접 망막에 전기적 자극을 가해서 시력을 일부라도 되찾을 수 있는지에 관한 것들이 있습니다. 이를 테면 진정한 의미의 레티나 (망막) 디스플레이라고 할 수도 있는데 망막 신경 세포가 살아있는 환자에서 망막에 직접 전기적 자극을 가해 시력을 복원하려는 연구라고 하겠습니다.
최근의 Thomas Z. Lauritzen 등의 연구자들이 Frontiers in Neuroprosthetics 에 보고한 바에 의하면 비록 단순한 점자 (Braille) 이지만 망막에 직접 이식한 일종의 전자 신경 기기 (Neuroprosthetic Device ) 가 시력을 잃은 환자에서 점자를 '볼 수 있도록' 도와주는데 성공했다고 합니다.
연구자들은 50 명의 시력을 상실한 환자들을 연구에 참여시켰는데 목표는 간단한 점자를 전자 신경을 통해 인식하는 것이었습니다. 그 이유는 점자가 비교적 모양세가 간단하고 환자들이 쉽게 인식할 수 있는데다 이들이 실험하는 기기 (Argus II) 가 높은 해상도를 구현할 수 없기 때문입니다. 총 60 개의 전극으로 이루어진 이 인공 망막은 망막에 직접 이식되어 신경 말단을 자극하며 이 패턴을 '본' 환자들은 이를 인식할 수 있습니다.
(이와 같은 전극의 그리드를 망막에 직접 이식하는 기기 Grid of electrons directly implanted on the retina. (Credit: Second Sight) )
환자들은 각 점자를 0.5 초씩 보고 난 후 약 80% 정도의 정확도로 단순한 단어를 맞출 수 있었습니다. 이 계획은 Project Visual Braille (즉 프로젝트 비주얼 점자) 라고 불리고 있으며 목표는 물론 현재 기술 수준으로도 전자 망막으로 글을 읽을 수 있게 되는 것입니다.
이를 응용할 수 있다면 점자 책이 아니라도 일종의 증강 현실 기기를 이용해서 책을 읽을 수 있을 것이며 더 나아가 사실 종이 책 자체가 필요가 없을 수도 있습니다. 직접 디바이스를 통해 전자책을 읽을 수 있게 될 것이니 말이죠. 그렇게 되면 점자화된 책만 읽을 수 있었던 사람들에게도 더 넓은 세상이 열릴 것입니다.
물론 이 계획의 궁극적은 목표는 글만 읽는 것이 아니라 더 나이가 카메라와 연동해서 외부 환경을 전자 망막을 통해 직접 볼 수 있게 만드는 일이라고 할 수 있습니다. 비록 저해상도나 흑백 화면이라고 할 지라도 직접 볼 수 있다면 매우 큰 의미가 있을 수 있습니다. 이와 같은 인공 망막의 연구는 사실 여러 곳에서 진행 중에 있으나 아직 성능과 안전성 (안전성도 매우 중요합니다. 잘못해서 환자에게 해를 끼치면 안되기 때문이죠) 면에서 만족할 만한 인공 망막은 없습니다. Second Sight 에서 개발 중인 이 인공 망막은 그나마 실용성과 안전성에서 실용화에 비교적 가까이 다가간 셈입니다. 다만 좀더 개량이 필요하겠죠.
(Argus 시스템의 프로모션 영상)
이와 같은 인공 망막 연구는 망막에 남아있는 신경을 자극하는 것 부터 뇌에 있는 시력을 관장하는 부위 (visual cortex) 를 직접 자극 하는 것들까지 다양합니다. 미래에 이와 같은 인공 망막 연구가 여러가지 이유로 인해 시력을 잃은 환자들에게 큰 도움이 되기를 기대해 봅니다.
참고
Journal Reference:
Thomas Z. Lauritzen, Jordan Harris, Saddek Mohand-Said, Jose A. Sahel, Jessy D. Dorn, Kelly McClure, Robert J. Greenberg. Reading Visual Braille with a Retinal Prosthesis. Frontiers in Neuroscience, 2012; 6 DOI:10.3389/fnins.2012.00168
댓글
댓글 쓰기