알레프(Aleph)가 두개골을 열지 않고도 뇌 혈관 활동을 고해상도로 관찰할 수 있는 초음파 기반 뇌 인터페이스 하드웨어를 공개했습니다. 이는 살아있는 인간의 뇌를 온전한 두개골 너머로 촬영한 가장 상세한 혈관 이미지로, 기존 MRI 장비의 넓은 시야와 높은 해상도를 동시에 제공하면서도 휴대성과 경제성을 높일 수 있는 새로운 접근 방식입니다. 이 기술은 뉴런 활성화 부위로 혈액 공급이 증가하는 신경혈관 결합(neurovascular coupling) 현상을 이용해 뇌 전체의 혈류 및 혈액량 지도를 만듭니다.
알레프의 하드웨어는 초음파가 적혈구에서 산란되는 신호를 포착하여 뇌 활동을 읽어냅니다. 현재 공개된 결과는 미세기포 조영제(microbubble contrast agent)를 4분간 지속 주입하여 비교 가능한 CT보다 체적 기준 100배 높은 해상도를 달성했습니다. 이는 인간 뇌의 경두개 3D 초음파 위치현미경(transcranial 3D ultrasound localization microscopy)의 첫 사례로, 뇌졸중, 알츠하이머병, 외상성 뇌손상 등 기존 CT나 MRI로 포착하기 어려웠던 미세 혈관 시그니처를 관찰하는 데 활용될 수 있습니다. 알레프는 전체 파이프라인과 데이터셋을 오픈소스로 공개하며 기술 확산에 기여하고 있습니다.
궁극적인 목표는 조영제 없이 신경혈관 초음파 이미징을 구현하는 것입니다. 적혈구는 미세기포보다 훨씬 약하게 초음파를 산란시키기 때문에, 이를 복원하기 위해서는 대규모 데이터셋과 엔드투엔드(end-to-end) 머신러닝(ML) 기술이 필수적입니다. 알레프는 현재 세계 최대 규모의 신경혈관 초음파 데이터셋을 수집 중이며, 머신러닝을 통해 기존 방식으로는 놓쳤던 약한 신호까지 복원할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 이 기술이 상용화되면 MRI처럼 고가 장비 없이도 뇌 활동을 정밀하게 모니터링할 수 있어, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)의 발전은 물론 뇌 질환의 조기 진단 및 치료에도 혁신적인 변화를 가져올 수 있습니다.