다음 글의 ㉠~㉢에 들어갈 내용으로 적절한 것을 바르게 짝지은 것은?

뇌와 컴퓨터를 연결한다는 뜻을 지닌 '뇌-컴퓨터 인터페이스(brain-computer interface)'는 '뇌-기계 인터페이스(brain-machine interface)'라고도 불리는데, 이는 1973년 미국 UCLA의 자크 비달(Jacques Vidal) 교수가 처음으로 제안한 개념이다.
뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 로봇 팔을 제어해야 하는 상황을 가정해보자. 다만, 아직은 기술적으로 해결해야 할 문제가 산더미처럼 쌓여 있다.

뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 로봇 팔을 제어할 때 가장 어려운 문제는 ㉠ . 참고로 우리 인간에게는 고유수용감각이 있어서 팔이나 다리를 보지 않고도 자신의 팔다리가 어디에 있는지를 알 수 있다.
그러나 지금으로서는 로봇 팔을 보고 있지 않으면 팔의 위치를 정확히 알 수 없기 때문에 눈을 감거나 다른 곳을 보고 있을 경우 로봇 팔을 움직이는 것이 불가능하다.
그리고 로봇 팔을 보고 있지 않으면 로봇 팔을 통제하는 것이 어려워 옆에 놓인 유리컵을 깨버리거나 물건을 부술 수도 있다.
이처럼 로봇 팔의 위치 정보를 정밀하게 뇌-컴퓨터 인터페이스로 전달하는 것은 쉬운 일이 아니지만 많은 연구자들이 이 기술을 연구하고 있기에 머지않은 미래에 고유수용감각을 가진 로봇 팔을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 로봇 팔을 제어하기 위해 반드시 해결해야 하는 또 다른 문제는 ㉡ . 물론 오늘날의 뇌-컴퓨터 인터페이스는 팔의 운동과 관련된 좁은 영역에서 발생하는 신호만을 사용하기 때문에 팔을 움직이는 상상을 하지 않는 이상 로봇 팔이 제멋대로 움직일 가능성은 낮다.
하지만 우리는 일상생활에서 무의식적인 운동을 자주 경험한다.
예를 들어 뜨겁거나 날카로운 자극이 가해지면 우리는 본능적으로 신체 부위를 자극으로부터 멀리 떼어놓게 된다.
문제는 이러한 무의식적 운동에 의한 뇌 신호 패턴과 의식적인 운동 상상에 의한 뇌 신호 패턴을 구분하기 어렵다는 데 있다.
특히 무의식적인 운동은 워낙 다양하기 때문에 최신 인공지능 기술을 사용하더라도 학습을 위한 데이터를 모으기가 결코 쉽지 않다.
이 문제 역시 뇌공학자들이 많은 연구를 통해 해결해야 한다.

마지막으로 뇌-컴퓨터 인터페이스의 실용화를 위해 매우 중요한 문제는 ㉢ . 듀크대학교의 미겔 니코렐리스(Miguel Nicolelis) 교수 연구팀은 원숭이를 대상으로 하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 실험 과정에서 재미난 현상을 하나 발견했는데, 원숭이가 똑같이 오른팔을 움직여도 그때마다 활동하는 신경세포의 패턴이 매일매일 무작위로 달랐던 것이다.
예를 들어 첫날에 1번, 5번, 12번, 32번 신경세포가 활동을 했다면 다음 날에는 2번, 8번, 19번, 55번 신경세포가 활동을 하는 식이었다.
뇌과학자들은 이런 현상을 뇌의 자기 보호 메커니즘의 일종이라고 설명한다.
만약 어떤 사람이 오른팔을 들어 올리기 위해 1번, 5번, 12번, 32번 신경세포만을 사용하는데 갑자기 사고로 인해 12번 신경세포가 죽어 버렸다고 해보자. 그 경우 그때부터 그 사람은 오른팔을 더 이상 들어 올리지 못하게 될 것이다.
그런데 오른팔을 들어 올릴 수 있는 다른 신경세포 패턴이 있다면 문제없이 오른팔을 들어 올릴 수 있게 된다.
언뜻 비효율적으로 보일 수도 있지만 한번 죽은 신경세포는 다시 살아날 수 없기 때문에 뇌의 입장에서는 당연히 이런 보호 장치가 필요한 것이다.
① ㉠: 로봇 팔의 내구성을 확보하는 것이다

㉡: 의식적인 운동 의도와 무의식적인 운동으로 인한 뇌 신호 패턴의 구분이다

㉢: 측정되는 뇌 신호 패턴이 매일 달라지는 문제이다

② ㉠: 로봇 팔을 직접 보고 있지 않으면 로봇 팔을 제어할 수 없다는 것이다

㉡: 팔을 움직이다가 무의식적인 운동이 개입하는 상황이다

㉢: 측정되는 뇌 신호 패턴이 매일 달라지는 문제이다

③ ㉠: 로봇 팔을 직접 보고 있지 않으면 로봇 팔을 제어할 수 없다는 것이다

㉡: 로봇 팔 사용자가 의식적 운동과 무의식적 운동을 구별하지 못하는 상황이다

㉢: 로봇 팔의 제어 알고리즘을 최적화하는 것이다

④ ㉠: 로봇 팔의 위치 정보를 정밀하게 뇌로 전달하는 것이다

㉡: 다양한 외부 자극에 대한 뇌의 반응을 분석하는 것이다

㉢: 뇌와 로봇 팔 사이의 데이터 전송 방식을 개선하는 것이다

⑤ ㉠: 로봇 팔을 보고 있지 않으면 로봇 팔이 제멋대로 움직이는 상황이다

㉡: 팔을 움직이다가 무의식적인 운동이 개입하는 상황이다

㉢: 운동하는 데 항상 사용되는 동일한 신경세포가 없다는 것이다