교실 밖에서 듣는 바이오메디컬공학

‘전자약’에서부터 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’까지
상상만 해 온 미래가 이미 다가와 있다면?
질병 치료에서부터 인간 증강까지, 바이오메디컬공학이 떠오르고 있다

세계 자동차 시장을 선도하고 있는 테슬라의 CEO ‘일론 머스크’가 관심을 가지고 있는 또 하나의 분야가 있는데, 그것은 바로 '뇌'다. 현재는 뇌전증과 같은 질병을 뇌에 전극을 심어 치료하는 기술을 연구하고 있지만, 궁극적으로는 우리 머릿속 생각을 컴퓨터에 업로드할 수 있는 단계까지 발전시키는 것을 목표로 하고 있다고 한다. 그리고 그는 진짜로 원숭이의 뇌에 전극을 심어 생각만으로 컴퓨터 게임을 하게 함으로써 그 가능성을 보여주었다. 먼 미래의 이야기인 줄만 알았던 현실이 생각보다 가까이 와 있는 것이다.
이런 놀라운 실험이 성공하기까지는 흔히 ‘의공학’으로도 불리는 ‘바이오메디컬공학’ 기술의 발전이 한 몫을 톡톡히 했다. 100년 전까지만 해도 우리는 X-레이 기술조차 없어 우리 몸속의 모습을 들여다보고 아픈 곳을 찾아내는 것이 어려운 시대였다. 하지만 바이오메디컬공학 기술의 발전 덕분에 이제는 수초 단위의 심장의 움직임을 영상으로 찍어낼 수 있게 되었고, 인공와우 같은 인공장기가 상용화되어 많은 사람들이 새 삶을 얻게 되었다. 뿐만 아니라 바이오메디컬공학은 먹지 않고도 질병을 치료하는 ‘전자약’, ‘인공지능’이 판독하는 CT 영상처럼 우리가 상상만 했던 현실을 이미 실현시키고 있다.
그리고 이제 바이오메디컬공학은 4차 산업혁명의 대흐름과 함께 파킨슨병, 치매와 같이 인류가 극복하지 못한 질병을 정복하기 위해, 그리고 ‘로봇 팔’과 같은 첨단 의료기기를 개발하기 위해, 궁극적으로는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’ 기술을 통한 인간 증강을 위해 쉼 없이 달려나가고 있다. 바야흐로 미래 의료서비스와 인류의 복지를 책임질, ‘미래 핵심산업기술’이 된 것이다.

추천의 말
프롤로그

1부 우리 몸을 들여다보다
1. 몸속 사진 한 장 한 장을 모으면 : X-레이 영상과 CT (임창환)
2. 뇌는 제가 잘 봅니다 : MRI (임창환)
3. 소리를 이용해 영상을 보다 : 초음파 영상기기 (임창환)
4. 몸속에선 어떤 일이 일어나고 있을까? : 핵의학영상 (장동표)

2부 장애를 넘어 신체를 증강하다
1. 손발 잃은 사람들의 희망 : 근전 인터페이스 (전자의수, 의족) (임창환)
2. 세상과 연결해 주는 인공 귀 : 보청기와 인공와우 (김인영)
3. 뇌를 통해 세상을 보다 : 인공망막 (장동표)
4. 몸짓으로 만드는 에너지 : 생체 내 에너지 하베스팅 (김선정)
5. 로봇이 벌크업을 하면 어떻게 될까? : 인공근육 (김선정)

3부 뇌 치료에서 인공두뇌까지, 뇌공학
1. 머릿속의 페이스메이커 : 뇌심부자극술 (장동표)
2. 두개골을 열지 않고 뇌를 치료하는 법 : 비침습적 뇌자극 (임창환)
3. 내 도파민 농도는 괜찮을까? : 신경전달물질 측정 기술 (장동표)
4. 너의 ‘뇌 소리’가 보여 : 뇌 신호 측정 기술 (임창환)
5. 내 뇌에 칩이 들어간다면 : 뇌-기계 인터페이스 (장동표)
6. ‘뇌’맘대로 움직이는 세상 : 뇌-컴퓨터 인터페이스 (임창환)

4부 예방에서 치료까지, 나만의 주치의를 만나다
1. 내 손 안의 작은 병원 : 원격진료와 U-healthcare (김인영)
2. 함께 자고, 먹고, 일하는 기기 : 웨어러블 헬스케어 (김인영)
3. 더 많은 정보, 더 나은 진단 : 의료 빅데이터와 디지털 헬스케어 (김인영)
4. 나에게 꼭 맞는 치료 : 맞춤 의학 (김인영)

5부 몸속 세포에서 답을 얻다
1. 우리 몸속 나노센서 로봇 : 마이크로 나노ㆍ제조기술 (최성용)
2. 별자리처럼 빛나는 세포들 : 세포막 수용체 분석 (최성용)
3. 암 치료의 원조, 면역시스템 : 면역 치료제 (최성용)
4. DNA는 범인을 알고 있다 : DNA 진단기술 (최성용)
5. 세포들의 특별한 메신저 : 나노 소포체 진단기술 (최성용)

6부 우리 뇌를 더 잘 이해해야 하는 이유
1. 뇌를 수식으로 표현하다 : 뇌신경 수학적 모델링 (김안모)
2. 인공지능을 진화시키는 뇌과학 : 뇌모방 인공지능 (김안모)
3. 생각이 업로드 되었습니다 : 뇌신경계 시뮬레이션 기술 (임창환)
4. 뇌가 사용하는 언어가 있다? : 신경코드 해독 (임창환)

7부 계속해서 진화하는 의료기기
1. 먹지 않아도 되는 약이 있다? : 전자약 (이병훈)
2. 내 몸 안의 119 구조대 : 이식형 의료기기 (이병훈)
3. 냄새로 병을 진단할 수 있을까? : 인공후각 (김안모)
4. 내 몸속의 초소형 드론: 캡슐형 내시경 (이병훈)
5. 질병을 예방하는 똑똑한 시계 : 스마트 의료기기 (최성용)
6. 빛으로 풀어내는 인체의 비밀 : 광유전학 (이병훈)

에필로그