[뉴스스페이스=이은주 기자] 스탠포드 대학교 연구진이 세계 최초로 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 이용해 '내적 언어'(inner speech)를 최대 74% 정확도로 실시간 해독하는 데 성공했다.

즉 사람들의 머릿속 무언의 생각인 내적 언어를 성공적으로 해독함으로써 신경기술 분야에서 획기적인 성과를 달성, 신경과학과 인간-기계 상호작용의 패러다임을 뒤흔들고 있다.

인간의 생각을 실시간 해독하다: 스탠포드 BCI, 내적 언어를 읽는 시대 선언

STAT News, El País, Cosmosmagazine, The Naked Scientists, Eurekalert, Smithsonianmag 등의 매체보도에 따르면, 2025년 8월 Cell 저널에 발표된 이번 연구는 심각한 근위축성 측삭경화증(ALS) 및 뇌간 뇌졸중 환자 4명을 대상으로 뇌 운동피질에 삽입한 미세전극 배열을 통해 진행됐다.

이 기술은 사용자가 단어를 시도하여 말하거나, 머릿속으로만 상상할 때 나타나는 신경 패턴을 분석해 마치 기계가 생각을 읽듯 해독해낸다.

기술의 작동 원리: 내적 언어와 발화 시도의 신경 지문

스탠포드 팀은 내적 언어와 실제 발화 시도가 뇌의 같은 영역(운동피질)을 활성화한다는 사실을 밝혀냈다. 다만, 내적 언어는 더 약한 신호로 나타난다. 연구진은 인공지능(AI) 모델에 이 신경 패턴을 학습시켰는데, 상상된 문장의 단어를 12만5000개의 대규모 어휘 집합에서 해독하는 시스템을 구축했다.

에린 쿤츠 박사후연구원은 "인간이 말하는 것에 대해 단순히 생각만 할 때, 뇌 활동이 어떻게 보이는지 최초로 규명했다"고 강조했다. 실제로 시스템은 내적 언어 해독에 74%의 정확도를 보였지만, 정확도는 참가자별ㆍ상황별로 차이가 있었다.

공동 제1저자 베냐민 메쉐데-크라사(Benyamin Meschede-Krasa)는 "말을 시도할 필요 없이 생각만 하면 되므로, 환자에게 더욱 쉽고, 의사소통 속도 또한 빨라질 수 있다"고 설명한다.

인간 존엄성 수호: 독창적 개인정보 보호장치 내장

내적 언어 해독 기술의 잠재적 윤리 문제, 즉 ‘마음 속 비공개 생각’이 외부에 노출되는 위험을 인지한 연구팀은 ‘정신 암호(Passphrase)’ 시스템을 도입했다. 사용자가 BCI를 활성화하려면 머릿속으로 “chitty chitty bang bang”을 떠올려야 하며, 시스템은 이 구문을 98.75% 정확도로 감지해 작동하도록 설계됐다.

엘 파이스(El País)는 “암호문이 평소 사고 패턴에서는 나타나기 어려운 문장이라는 점이 핵심”이라고 전했다. 실험 결과, 의도적 발화와 내적 발화는 판별이 충분히 명확해, 미래 BCI 시스템은 필요시 내적 발화를 완전히 무시하고 의도적 발화만 인식할 수 있도록 훈련할 수 있을 것으로 기대된다.

프랭크 윌렛 교수는 "암호 보호와 패턴 기반 필터링이 내적 언어 누출 방지에 극도로 효과적"이라고 평가했다.

의료 응용과 미래 전망: ALS·뇌졸중 환자에게 '생각의 언어' 선사

현행 BCI 기술은 발화 시도 해독에서 최대 98% 정확도를 낸다. 하지만 환자들이 실제로 발화 근육을 움직이려면 많은 체력 소모와 피로를 감내해야 한다. 통상적인 대화는 분당 150단어 수준이나, BCI 기반 발화 해독은 분당 약 90단어에 불과하다.

이번 내적 언어 디코딩 기술은 운동 신경 경로가 심각히 손상된 중증 환자들에게 훨씬 더 편안하고 자연스러운 의사소통 수단을 제공할 것으로 기대된다.

아직 자유자재로 ‘자동 생각’을 해독하는 단계에는 못 미치지만, 윌렛 교수는 "이 연구는 뇌-컴퓨터 인터페이스가 언젠가 일상적 대화만큼 유창한 의사소통을 완전히 복원할 수 있다는 진정한 희망을 제시한다"고 밝혔다.