美 18년 난임 부부, AI기술 덕에 임신 성공

컬럼비아대, 행성탐지 기술 착안
현미경으로도 검출 어려웠던 정자
AI로 1시간만에 44개 찾아 수정
의학계 일각 “추가검증 필요” 신중

남편의 무정자증으로 18년간 아이를 가지지 못했던 미국의 한 난임 부부가 인공지능(AI) 기술의 도움으로 임신에 성공한 것으로 알려졌다. 그간 의료진이 식별하지 못했던 극소량의 정자를 AI가 찾아낸 까닭이다.

3일(현지 시간) CNN 등 미 언론에 따르면, 18년간 임신을 시도했으나 실패했던 한 부부는 올 3월 미국 뉴욕 컬럼비아대 난임센터가 개발한 AI 기반 ‘정자 추적 및 복구(Sperm Tracking and Recovery·STAR)’ 기술을 이용한 체외수정(IVF)으로 첫아이를 갖게 됐다.

신분을 밝히지 않은 이 부부는 그간 전 세계의 난임 클리닉을 방문해 15번이나 IVF 시술을 시도했다. 하지만 남편의 정액에 정자 수가 거의 없다시피 한 무정자증으로 번번이 실패했다. 일반적인 정액 샘플에는 수억 개의 정자가 포함되지만, 무정자증 환자의 샘플에는 2∼3개만 있어 전문가가 현미경으로 몇 시간 동안 들여다봐도 검출이 어렵다. 정자는 인간의 신체에서 가장 작은 세포다.

문제를 해결한 것은 AI다. 컬럼비아대 난임센터는 AI 기반 STAR 기술로 남편의 정액 샘플에서 숨겨진 정자를 검출했다. STAR 기술은 정액 샘플을 통과시킬 수 있는 특수 칩과, 정자 세포를 감지하도록 5년간 학습시킨 AI 알고리즘을 활용한다. 정액 샘플을 칩에 흘려보내면 AI는 현미경과 연결된 고속 카메라로 1시간에 800만 개 이상의 이미지를 촬영한 뒤 이를 실시간으로 분석한다. 정자로 추정되는 세포를 인식한 AI는 이를 연결된 세관(細管)으로 분리해 낸다.

이 같은 과정을 통해 분리된 소수의 정자는 보관, 냉동 또는 난자 수정에 사용될 수 있다. 이번에는 AI가 검출해 낸 정자 3개를 난자에 수정한 결과 아내가 임신에 성공했다. 출산 예정일은 올해 12월이다.

이 기술은 천체물리학자들이 AI를 사용해 새로운 별과 행성을 탐지하는 데서 영감을 받았다. 개발을 주도한 제브 윌리엄스 컬럼비아대 난임센터장은 CNN에 “숙련된 기술자가 이틀간 (정액) 샘플을 살펴도 정자를 찾지 못했는데, AI는 단 1시간 만에 44마리를 찾아냈다”며 “AI는 말 그대로 게임 체인저”라고 강조했다. 개발팀은 이 연구개발 성과를 공개해 다른 난임센터들과 공유할 예정이다.

다만 이번이 첫 사례라는 점에서 추가 검증이 필요하다는 평가가 나온다. 미국생식의학회 차기 회장인 로버트 브래니건은 워싱턴포스트(WP)에 “겉보기에는 유망하지만 데이터를 추적하고 더 연구해야 한다”며 “다른 병원에서도 결과가 유지되는지 추가 테스트가 필요하다”고 강조했다.

난임 시술 같은 생식 의학에 AI 적용을 서두르는 것이 환자들에게 잘못된 희망을 줄 수 있다는 우려도 나온다. 웨일 코넬 의대의 난임 시술 전문가 잔피에로 팔레르모 교수는 “일부 남성들은 인간이든 기술이든 누가 검증해도 정자가 없을 수 있다”며 AI 기술이 난임 분야에서 모든 걸 해결하는 건 아니라고 강조했다.