실리콘 병원: 실리콘과 소프트웨어가 약물을 대체할 수 있음

2024년 1월, 오픈워터는 자신이 개발한 장치의 청사진과 소프트웨어뿐만 아니라 모든 특허를 오픈 소스로 만들겠다고 발표했습니다. 이는 회사의 목표가 의료 분야의 혁명을 시작하는 것이었기 때문에 이례적이면서도 정당한 조치였습니다.

스타트업 역사상 헬스케어 혁명을 약속한 기업, 테라노스가 이미 불명예로 끝난 사례가 있다. OpenWater의 성공을 여전히 신뢰할 수 있는 이유는 무엇입니까? 한 가지 보증은 회사의 CEO인 Mary Lou Jepsen 입니다.

위키피디아에서:

그녀는 One Laptop per Child(OLPC)의 공동 창업자이자 최초의 최고 기술 책임자였으며, 이후 대만 타이베이에 Pixel Qi를 설립하여 디스플레이 설계 및 제조에 주력했습니다. 그녀는 Google X에서 두 개의 Moonshot을 설립하고 이끌었으며 Facebook/Oculus VR에서 임원으로 재직하면서 가상 현실 발전을 위한 노력을 주도했습니다. 타임지는 그녀를 세계에서 가장 영향력 있는 과학자 및 사상가 100인 목록에 선정했습니다(2008년 타임 100). CNN은 그녀를 디스플레이 혁신 분야의 업적을 인정받아 2013년 과학 및 기술 분야 최고의 사상가 10인 중 한 명으로 선정했습니다. 그녀는 200개 이상의 특허를 출판했거나 발행했습니다.

나쁘지 않은 포트폴리오죠? 그러나 가장 중요한 것은 Jepsen이 뇌종양에서 살아남아 현재 의료 시스템의 문제를 직접 경험하고 이를 바꾸려는 강한 의지를 갖게 되었다는 것입니다.

그런데 의료시스템에 무슨 문제가 있는 걸까요?

현재 시스템에서는 일반적으로 증상이 있을 때 의사를 방문합니다. 그러나 많은 경우 증상은 질병이 진행된 단계에서만 나타납니다. 암이 그 대표적인 예이다. 많은 유형의 암은 초기 단계에서는 쉽게 치료할 수 있지만, 진행된 단계에서는 치료가 어렵거나 심지어 치료가 불가능할 수도 있습니다. 예방이 매우 중요합니다. 우리 몸의 상태에 대한 최신 정보가 있다면 이러한 질병을 제때에 멈출 수 있습니다. 이렇게 되면 회복 가능성이 획기적으로 높아질 뿐만 아니라, 진행된 단계에서는 별도의 치료가 필요하지 않아 의료 비용도 크게 절감됩니다. 따라서 진단 시스템의 개발은 적어도 치료법 개발만큼 중요합니다.

그러나 이미 발병된 질병의 경우에도 진단이 매우 중요합니다. 좋은 예가 뇌졸중이다. 환자가 2시간 이내에 진단을 받으면 적절한 치료를 통해 상태를 완전히 회복할 수 있습니다. 그러나 시간이 다 지나면 매우 심각하고 영구적인 손상을 입을 수 있습니다. 따라서 이 경우에도 진단이 중요합니다.

오픈워터팀은 근적외선과 초음파를 이용하여 우리 몸의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있는 장치를 연구하고 있습니다. 예를 들어 OpenMotion이라는 프로토타입 시스템은 혈류를 모니터링하여 뇌졸중 감지에 도움을 줄 수 있습니다. 나는 시스템 작동에 대한 전체 기사를 작성했으므로 여기서는 그 개요만 설명하겠습니다.

이 시스템은 근적외선이 인체 깊숙이 침투하는 능력을 기반으로 합니다. 연조직과 심지어 뼈까지 통과할 수 있어 인체 내부를 볼 수 있습니다(이 주제에 대한 TED 비디오 는 여기에서 볼 수 있습니다). 문제는 빛이 조직 내에서 산란되어 정보 추출이 어렵다는 점이지만 불가능한 것은 아닙니다! OpenWater는 집속된 초음파가 통과하는 빛의 파장을 변경하여 관찰을 위한 중요한 광선을 효과적으로 표시하는 음향 광학 솔루션을 사용합니다. 이렇게 표시된 광선의 위상은 특수 카메라로 캡처할 수 있으며 적절한 소프트웨어를 사용하여 필요한 정보를 추출할 수 있습니다.

이 솔루션의 가장 큰 장점은 상대적으로 저렴한 부품(몇 달러짜리 레이저, CCD 칩, 초음파 소스)으로 제작할 수 있어 고가의 의료 장비가 아닌 누구나 접근할 수 있다는 점입니다.

그러나 이 기술의 역할은 예방과 진단에만 국한되지 않습니다. 집중 초음파로 뇌종양을 파괴할 수 있는 고급 실험이 진행 중입니다. 임산부 검사에 사용되는 일상적인 초음파 기술은 적절하게 조정되면 교모세포종 세포를 파열시킬 수 있습니다. 또한, 현재 약물로만 치료할 수 있는 질환인 우울증을 미래에 성공적으로 치료할 수 있는 뉴런의 직접적인 초음파 자극에 대한 실험이 진행되고 있습니다.

이 기술을 나노기술이나 유전공학과 같은 다른 기술과 결합한다면 미래의 가능성을 고려해 볼 가치가 있습니다. 예를 들어, 적절한 조영제의 도움으로 이전에는 심각한 의료 장비가 필요했던 질병을 감지하는 것이 가능해졌습니다. 우리는 암세포를 표시한 다음 초음파를 집중하는 곳에서만 분해되도록 나노기술을 사용하여 암세포 파괴 독을 포장할 수 있습니다. 이를 통해 우리는 약물의 효과를 매우 정확하게 목표로 삼을 수 있습니다.

시각 피질의 뉴런을 유전적으로 변형해 기계적으로 활성화시켜 초음파를 사용해 영상을 뇌에 직접 전달함으로써 시각 장애인의 시력을 회복시키는 실험도 진행 중이다. 또한 근적외선을 사용하여 뉴런의 상태를 읽을 수 있어 ALS 환자와 같은 마비 환자의 말하기 능력을 잠재적으로 복원할 수 있습니다.

이 기술이 얼마나 다재다능할 수 있는지는 분명합니다. 이것이 바로 OpenWater가 단일 질병에 초점을 맞추지 않는 이유입니다. 대신 플랫폼을 구축하고 있습니다. 목표는 진단 목적이든 특정 치료이든 관계없이 다양한 치유 영역에 사용할 수 있는 초음파 및 근적외선을 기반으로 하는 범용 장치를 개발하는 것입니다.

이 시점부터 치유는 소프트웨어 문제가 되기 때문에 이는 엄청난 발전입니다!

모든 사람이 접근할 수 있고 근적외선 레이저 또는 초음파 소스와 같은 필수 구성 요소를 포함하는 이러한 범용 웨어러블 장치를 상상해 보십시오. 동일한 하드웨어를 뇌졸중이나 암 감지, 심지어 임상적 우울증 치료에도 사용할 수 있습니다. 그것은 단지 우리가 그것을 무엇에 사용하는지 프로그래밍하는 문제일 뿐입니다.

몇 주 전에 저는 이러한 이미지를 소프트웨어로 처리하는 것이 얼마나 복잡한지 알아보기 위해 온라인을 검색했습니다. 나는 MRI 이미지에서 뇌종양을 99%의 효율성으로 인식할 수 있는 MRI 데이터 세트와 오픈 소스 소프트웨어를 발견했습니다( 이 내용은 이에 대한 내 기사입니다 ). 이 시스템은 개발자가 취미로 만든 비교적 간단한 신경망입니다. 저는 적절한 도구와 데이터가 있다면 오픈 소스 소프트웨어 개발 커뮤니티가 놀라운 일을 할 수 있다는 점을 지적하고 싶습니다. 이러한 장치와 오픈 소스 생태계가 결합되면 의료 분야에서 폭발적인 발전이 일어날 수 있다고 상상해 보십시오.

Jepsen과 OpenWater는 이러한 잠재력을 보고 오픈 소스 기반에 전체 플랫폼을 구축하기로 결정했습니다. 특허는 누구나 자유롭게 사용할 수 있지만 설계도, 소프트웨어 구성요소, 의료 데이터 등 개발에 필요한 모든 것도 오픈소스다. 회사의 비즈니스 모델은 기술 자체가 아닌 하드웨어 제조를 통해 이익을 얻는 것입니다. Jepsen은 이 분야에 경험이 있어 모델이 실행 가능한 것처럼 보입니다. 의료 개혁은 기념비적인 과제입니다. 이는 하나의 전통적인 스타트업이 달성할 수 있는 것이 아니기 때문에 Jepsen이 이에 대해 진지하게 생각하고 있다면(그녀도 그렇습니다), 오픈 소스로 전환하는 것 외에는 다른 선택이 없습니다.

그렇다면 우리가 혁명적인 기술에 대해 이야기하고 있다는 것은 분명합니다. 기하급수적인 성장이 가능하고 잠재적으로 몇 년 내에 전체 의료 시스템을 개혁할 수 있는 것입니다. 유일한 질문은 언제 기하급수적인 폭발에 필요한 임계 질량에 도달할 것인지, 그리고 커뮤니티가 오픈 소스 AI를 중심으로 개발된 것과 유사한 기술을 중심으로 구축되어 발전을 멈출 수 없게 될 것인지입니다. 나는 비슷한 분야에서 일하는 모든 사람이 이러한 발전을 돕고 혁명의 일부가 되도록 격려합니다.

이 기술은 정말로 역사적인 잠재력을 갖고 있습니다. 누구나 접근할 수 있는 일반 헬스케어 하드웨어 플랫폼과 인공지능 기반 소프트웨어가 결합되면 헬스케어를 근본적으로 변화시킬 수 있습니다. 이 새로운 의료 플랫폼은 Silicon Hospital입니다.

자세한 내용을 보려면 해당 주제에 대한 Jepsen의 기사를 읽 거나 YouTube에서 그녀의 프레젠테이션을 시청하세요 .