사이언스 코퍼레이션, 인간 환자에게 최초의 뇌 센서 이식 예정

뉴럴링크(Neuralink)의 전 사장이자 공동 창업자인 맥스 호닥(Max Hodak)이 설립한 스타트업 ‘사이언스 코퍼레이션(Science Corporation)’이 자사의 바이오하이브리드 뇌-컴퓨터 인터페이스에 대한 미국 내 첫 임상 시험을 주도할 저명한 신경생물학자를 영입했다.

2년간의 논의 끝에 예일 의과대학 신경외과 과장인 무라트 구넬(Murat Günel) 박사가 과학 고문으로 합류했다. 그의 초기 목표는 향후 인터페이스(궁극적으로 실험실에서 배양한 신경세포와 전자 장치를 통합하도록 설계된)를 위한 첫 번째 센서를 환자의 뇌에 수술적으로 이식하는 것이다.

2021년에 설립된 사이언스(Science)는 지난달 2억 3,000만 달러 규모의 시리즈 C 투자 유치를 완료하며 기업 가치를 15억 달러로 평가받았다. 이 회사의 가장 발전된 제품은 황반변성 및 유사 질환으로 시력을 상실한 환자의 시력을 회복시켜 주는 장치인 '프리마(PRIMA)'다. 사이언스는 2024년 이 기술을 인수해 임상 시험을 거쳐 발전시켜 왔으며, 규제 당국의 승인이 나면 올해 안으로 유럽에서도 공급을 확대할 계획이다.

호닥은 컴퓨터와 인간 뇌 사이에 신뢰할 수 있는 통신 경로를 구축한다는 더 야심 찬 비전을 품고 이 회사를 공동 창업했다. 이는 질병 치료뿐만 아니라 완전히 새로운 감각을 부여하는 등 인간의 능력을 향상시키는 방안을 모색하는 것을 목표로 한다. 그는 학부생 시절 신경과학 대학원 연구실에 합류한 것을 시작으로, 첫 번째 바이오테크 컴퓨팅 스타트업을 설립하고, 엘론 머스크와 함께 뉴럴링크를 공동 창립하는 등 평생 이 목표를 위해 헌신해 왔다.

뉴럴링크와 다른 연구 그룹들은 전자 센서를 활용해 ALS, 척수 손상, 그리고 뇌와 신체 간의 소통을 방해하는 기타 질환을 앓고 있는 환자들의 뇌 활동을 감지하는 데 성공했다. 이 장치를 이식한 사용자는 생각만으로 컴퓨터를 제어하거나 화면에 텍스트를 생성할 수 있다. 그러나 규제 장벽과 해당 진단을 받은 환자 수가 상대적으로 적다는 점으로 인해, 이러한 장치의 실질적인 시장 진출 경로는 여전히 불투명하다.

호닥은 금속 프로브나 전극을 사용해 전기로 뇌에 영향을 미치는 기존의 접근 방식에는 근본적인 결함이 있다고 결론지었다. 이 기술이 인상적인 결과를 낼 수는 있지만, 귄엘은 이러한 프로브가 뇌 손상을 유발하여 시간이 지남에 따라 기기 성능이 저하될 가능성이 높다고 지적한다. 이러한 한계로 인해 사이언스의 창립자들은 보다 유기적인 전략을 추구하게 되었다.

"자연적인 신경 연결을 활용해 전자 기기와 인간 뇌 사이에 생물학적 인터페이스를 구축한다는 개념은 훌륭합니다,"라고 귄엘은 테크크런치에 말했다.

공동 창립자이자 회사의 최고과학책임자(CSO)인 앨런 마딘리는 30명의 연구원 팀을 이끌고 사이언스의 바이오하이브리드 센서를 개발해 왔다. 최종 장치에는 실험실에서 배양한 신경세포가 이식될 예정이다. 빛의 펄스로 자극할 수 있는 이 신경세포들은 환자의 뇌 신경세포와 자연스럽게 통합되어 생물학과 전자공학 사이의 가교 역할을 하도록 설계되었다. 2024년, 이 회사는 쥐에게 장치를 안전하게 이식하고 이를 이용해 뇌 활동을 자극하는 것을 입증한 연구 논문을 발표했다.

현재 내부적으로는 장치 프로토타입 개발과 의료 기준을 충족하는 다양한 치료 용도를 위한 신경 세포 배양 방법 확립에 주력하고 있다.

귄엘은 팀이 인간 대상 임상 시험을 준비하는 과정에서 자문을 제공할 예정이며, 이미 인간 대상 연구를 감독하는 의료 윤리 위원회와 논의 중입니다. 첫 단계는 신경세포가 내장되지 않은 상태의 이 회사의 첨단 센서를 살아있는 인간의 뇌 내부에서 테스트하는 것입니다.

뇌 조직에 직접 삽입되는 뉴럴링크(Neuralink)의 장치와 달리, 사이언스(Science)의 센서는 두개골 내부에 이식되지만 뇌 표면에 닿는 형태로 배치됩니다. 회사는 이 차이점을 근거로 초기 임상시험에 대해 FDA 승인을 신청할 계획이 없다고 밝혔으며, 완두콩 크기의 공간에 520개의 기록 전극을 집적시킨 이 초소형 장치가 환자에게 미치는 위험은 미미하다고 주장합니다.

연구팀은 뇌 부종을 완화하기 위해 두개골 일부를 제거해야 하는 뇌졸중 환자 등, 이미 대수술을 받고 있는 환자를 대상으로 할 계획이다. 이러한 경우, 구넬은 뇌 활동을 측정하는 데 있어 센서의 안전성과 효능을 평가하기 위해 대뇌 피질에 센서를 부착할 것으로 예상한다.

귄엘은 이 장치가 성공적으로 개발된다면 다양한 신경학적 질환 치료에 도움이 될 수 있다고 믿는다. 초기 적용 사례로는 손상된 뇌나 척수 세포에 미세한 전기 자극을 가해 치유를 촉진하는 것이 있을 수 있다. 더 복잡한 용도로는 뇌종양 환자의 신경 활동을 모니터링하여 간병인에게 발작 발생 가능성을 조기에 경고하는 것이 포함될 수 있다.

이러한 장치의 잠재력이 완전히 실현된다면, 구넬은 환자의 신체 조절 능력을 서서히 상실시키는 진행성 질환인 파킨슨병과 같은 질환에 대해 더 효과적인 치료법을 제공할 수 있을 것으로 전망한다. 현재의 치료 옵션으로는 실험적인 뇌 세포 이식과 심부 뇌 전기 자극이 있지만, 어느 것도 질병의 진행을 확실히 막을 수 있다는 것이 입증되지는 않았다.

그는 테크크런치와의 인터뷰에서 "저는 이 바이오하이브리드 시스템을 전자 장치와 생물학적 시스템이 융합된 형태로 구상하고 있습니다"라고 말했습니다. "예를 들어 파킨슨병의 경우, 우리는 질병의 진행을 막을 수 없습니다. 신경외과 수술에서는 단지 전극을 이식해 떨림을 억제할 뿐이죠. 하지만 만약 [이식된] 세포를 뇌에 다시 도입하고 그 신경 회로를 보호할 수 있다면, 질병의 진행을 멈출 수 있는 가능성이 있습니다. 제 생각에는 꽤 높은 가능성이 있다고 봅니다."

하지만 그 단계에 도달하기까지는 아직 갈 길이 멀다. 귄엘은 2027년에 임상 시험이 시작될 것이라고 기대하는 것은 "낙관적인" 전망이라고 밝혔다.