우리는 현재 의학과 첨단기술이 서로 교차하는 새로운 시대를 맞이하고 있다. 특히 AI는 의학 분야에서 놀라운 가능성을 보여준다. 이는 우리 사회와 의료 시스템에 중대한 영향을 미치고 있다. AI와 의학의 결합은 단순한 기술 발전을 넘어 의료 서비스의 질을 향상시키고 환자 치료에 혁신을 가져오는 새로운 의료 혁신의 시작점이 되고 있다. AI는 인간의 지능을 모방하여 문제를 해결하고 학습하는 컴퓨터 시스템이다. 방대한 데이터를 처리하고 분석하는 능력, 복잡한 패턴을 인식하는 능력, 그리고 스스로 학습하고 발전하는 능력을 갖췄다. 이러한 특성은 의료 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 잠재력을 지니고 있다.

AI는 이미 의료 현장 곳곳에서 놀라운 성과를 보여준다. 영상 판독, 질병 진단, 치료 계획 수립, 심지어 수술까지 활용 범위는 빠르게 확장되고 있다. IBM 왓슨 헬스, 구글 딥마인드 헬스 등 글로벌 IT 기업들은 앞다투어 AI 의료기술 개발에 뛰어들었으며, 그 결과물들은 의료 서비스의 질을 향상시키는 데 크게 기여하고 있다. 딥러닝 기술의 발전은 인간 의사의 숙련된 경험과 직관을 뛰어넘는 성과를 만들어냈다. 2017년, 스탠퍼드대학교 연구팀이 개발한 AI모델은 피부암 진단에서 피부과 전문의보다 더 높은 정확도를 보였으며, 2020년, 구글 딥마인드의 알파폴드2는 단백질 구조 예측 분야에서 혁신적인 성과를 거두며 AI가 의학의 전통적인 경계를 넘어설 수 있음을 강력히 시사했다. 이러한 흐름은 시간이 지나며 더욱 가속화되었고, 2024년 5월 8일 알파폴드3가 공식 출시되면서 그 가능성이 한층 더 확장되었다. 알파폴드3는 단일 단백질 구조 예측을 넘어 단백질-단백질, 단백질-핵산, 단백질-리간드 등 거의 모든 유형의 단백질 기반 생체 분자 복합체의 3차원 구조를 놀라운 정확도로 예측하는 능력을 갖추며 이전 버전들을 뛰어넘는 진화를 이루어냈다.

구글 딥마인드의 CEO 데미스 허사비스는 노벨상 수상 소감에서 “알파폴드가 AI를 활용한 과학적 발견을 가속화할 수 있는 잠재력을 보여준 첫 번째 증거로 기억되길 바란다.”고 밝히며, 이 기술의 지속적인 발전과 영향력에 대한 기대를 강조했다. 알파폴드3의 출시는 이러한 비전을 더욱 확고히 다지는 계기가 되었으며 AI가 과학과 의학의 미래를 새롭게 정의할 수 있는 강력한 도구로 자리 잡았음을 보여준다.
--- pp.20-21 「의료 혁신, AI와 의학의 만남」 중에서

AI 의료의 역사를 논하기 전에 놀랍게도 AI의 개념 자체가 의학에서 출발했다는 사실을 짚고 넘어가야 한다. 인류는 오래전부터 인간을 닮은 존재를 만들고자 하는 열망을 품어왔다. 그 결과 인체의 모방은 다양하게 이루어졌다. 컴퓨터 과학 및 수학에 근거하여 자동으로 작동하는 기계인 초기의 오토마타부터 인체의 순환 시스템을 모방한 자동 장치까지, 인간의 역설계는 끊임없이 이어져왔다.

이러한 노력의 최종 목표는 인간의 사고 구조를 역설계하는 것이었다. 즉 뇌를 모방하여 생각하는 기계를 만드는 것이다. 뇌 연구를 통해 밝혀진 신경망의 존재는 AI 개발에 새로운 가능성을 열었다. 인간의 신경망을 모방한 머신러닝 알고리즘을 개발하면 ‘생각하는 기계’, 즉 AI를 만들 수 있겠다는 결론에 이르렀던 것이다.

인공 신경망을 최초로 생각해낸 사람은 신경 생리학자 워런 맥컬럭(1898~1969)과 인문학자 월터 피츠(1923~1969)다. 이들은 1943년 ‘맥컬럭 피츠 뉴런’ 모델을 탄생시킨 논문 〈신경 작용에 내재한 개념에 대한 논리적 해석〉에서 신경망에 대한 수학적 모형을 처음으로 제시했다. 그들은 이 논문에서 인간의 두뇌를 이진법 원소들의 집합으로 설명하고 인간의 두뇌가 정보를 처리하는 방식을 설명하는 수학적 모델을 만들었다. 지금의 AI를 탄생시킨 학문적 토대를 마련한 것이다. (…)

맥컬럭과 피츠의 뉴런 이론이 발견한 것은 뉴런의 작용이 0과 1의 정보 전달로 이루어지는 이진법 논리 회로라는 사실이었다. 따라서 맥컬럭과 피츠는 당시 전신에서 사용하던 ‘릴레이’라는 장치로 논리 회로를 만들 수 있다고 생각했다. 이들의 이론에 큰 영향을 받았던 수학자 존 폰 노이만(1903~1957)은 이 릴레이를 진공관으로 대체해서 프로그램을 내장한 컴퓨터를 생각하게 되었다. 결국 이런 이론을 토대로 진공관을 사용하여 만든 전자식 계산기, 에니악이 탄생했다. 인공 신경망 이론이 최초의 컴퓨터를 탄생시키는 산파 역을 한 셈이다.
--- pp.54-56 「AI 의료의 역사, 의학이 탄생시킨 생각하는 기계」 중에서

뇌졸중은 전세계적인 주요 사망 및 장애 원인 중 하나이며, 뇌졸중 생존자들은 종종 운동 기능, 인지 기능, 그리고 일상생활 활동 능력에 심각한 제약을 겪는다. 이러한 뇌졸중 환자의 재활은 삶의 질 향상을 위해 필수적이지만, 기존의 재활 치료는 단조롭고 반복적인 훈련으로 인해 환자의 참여도와 흥미를 유발하기 어려웠다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 등장한 네오펙트는 게임 기반의 스마트 재활 솔루션을 개발하여 뇌졸중 재활 분야에 새로운 패러다임을 제시하고 있다.

네오펙트의 핵심 역량은 재활 치료를 게임처럼 즐겁게 만들어 환자의 적극적인 참여를 유도하는 데 있다. 이를 위해 이들은 다양한 센서 기술, AI 기반 알고리즘, 그리고 사용자 친화적인 인터페이스 디자인을 활용하여 혁신적인 재활 솔루션을 개발하고 있다. 특히, 대표 제품인 라파엘 스마트 글러브는 손 기능 회복을 위한 다양한 게임 콘텐츠를 제공하며, 환자의 움직임 데이터를 실시간으로 분석하여 개인 맞춤형 재활 훈련을 제공한다. 이는 환자의 흥미와 동기를 유발하여 능동적인 재활 참여를 이끌어내고 치료 효과를 극대화하는 데 기여한다.

네오펙트의 경쟁력은 뇌졸중 재활 분야에서 독보적인 게임 기반 솔루션을 제공한다는 점이다. 기존의 단순하고 반복적인 재활 훈련과 달리, 네오펙트의 솔루션은 다양한 게임 콘텐츠를 통해 환자의 흥미를 유발하고, 능동적인 참여를 이끌어내 재활 효과를 높인다. 또 AI 기반 움직임 분석 기술을 통해 환자의 상태를 정확하게 파악하고, 개인별 맞춤형 재활 훈련을 제공함으로써 치료 효율성을 극대화한다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 국내외 다수의 임상 연구를 통해 그 효과를 입증했으며, 뇌졸중 재활 분야의 새로운 표준으로 자리매김하고 있다.
--- pp.453-455 「재활 AI, 회복의 마법사」 중에서

AI의 영향력은 의료의 모든 영역에서 균일하게 나타나지는 않을 것이다. 마치 과일 샐러드에서 각 과일의 맛이 다르게 느껴지듯, AI의 영향력도 분야별로 다르게 나타날 것이다. 영상의학, 병리학, 안과학 등 이미지 분석이 중요한 분야에서는 AI가 마치 슈퍼히어로처럼 등장할 것이다. AI는 이미 이들 분야에서 인간 전문가 수준의 정확도를 보이고 있으며, 때로는 인간을 뛰어넘는 초인적 기량을 자랑하고 있다.

내과, 정신건강의학과 등에서도 AI는 중요한 역할을 할 것이다. AI가 개인 맞춤형 치료 계획을 수립한다. 질병 예측 및 조기 진단도 척척 해내고 있다. 원격 모니터링은 AI의 장기이다. AI는 마치 의사의 충실한 왓슨처럼, 아니 오히려 셜록 홈즈처럼 영민하게 의사를 보조할 것이다. 하지만 모든 영역에서 AI가 주연은 아닐 것이다. 복잡한 수술이나 고도의 임상적 판단이 필요한 분야에서는 AI의 역할이 상대적으로 제한적일 수 있다. 여기서 AI는 주연이 아닌 조연으로, 의사의 의사결정을 지원하고, 수술 계획을 최적화하며, 예후를 예측하는 등 보조적인 역할을 통해 의료의 질을 높이는 데 기여할 것이다. 마치 영화 ‘아이언맨’에서 자비스가 토니 스타크를 보조하듯 말이다.

특히 AI는 일부 의료 분야에서는 필수 불가결한 존재가 될 것이다. 유전체 분석, 신약 개발, 희귀질환 진단 등 빅데이터를 다루는 분야에서 AI는 이미 대세가 되어가고 있다. 이런 분야에서 AI를 사용하지 않는 것은 마치 현대 의학에서 현미경을 사용하지 않는 것과 다름없을 것이다. AI 없이 유전체 분석을 한다는 것은 마치 칼 없이 수술하는 것과 같다.