뇌는 우주와 더불어 남아있는 미지의 분야로 최근 연구자뿐 아니라 일반인들도 많은 관심을 보이고 있다. 이와 관련되어 뇌공학이라는 학문이 탄생하였지만 확실하게 정립되었다기보다는 계속 진화하고 있는 분야라고 할 수 있다. 이미 우리나라에는 필자가 속해있는 KAIST에는 바이오및뇌공학과, 고려대에는 뇌공학과 등 이미 관련학과가 설립되어 있다. 뇌공학이라는 용어는 1998년에 제정된 뇌연구촉진법에 이미 기술된 바와 같이 ‘뇌의 고도의 지적 정보처리 구조와 기능을 이해하고 이의 공학적 응용을 위한 이론 및 기술에 관한 학문’으로 정의한다.
뇌공학에 대한 본격적인 소개를 하기 전에 먼저 과학과 공학이 어떻게 구분할 수 있는지 생각해 보자. 필자의 개인적인 견해이지만 과학은 질문으로부터 시작하고 공학은 문제로부터 시작한다고 할 수 있다. 질문이라 함은 우리가 주위에 갖는 호기심에서 유래되고 공학은 현 상황의 불편함에서 시작된다고 할 수 있다. 불편함을 일으키는 문제를 해결함으로써 가치를 창출하는 과정이라 할 수 있다. 문제 해결 과정은 과학적 지식과 이론에 기반을 두게 되고, 공학적 기술을 통해 개발된 기술을 통해 과학적 진보를 가져오는 선순환 구조를 가진다.
이런 맥락에서 뇌공학을 이해하면 되리라 생각한다. 즉, 뇌에 관련된 문제점을 해결하고 작동 기전을 응용하여 새로운 기술을 개발하는 것이라 할 수 있다. 따라서 뇌공학의 연구 방향은 뇌기능의 저하를 초래하는 뇌 질환과 관련된 기술, 그리고 뇌 기능을 증진하는 기술, 그리고 뇌의 정보처리를 응용한 기술 등을 들 수 있다.
구체적인 주요 연구 주제로서는 뇌의 이해를 위한 뇌 지도(brain mapping), 또는 커넥토믹스(connectomics)와 뇌정보 해독(Brain decoding), 뇌기능 조절(Brain modulation), 뇌컴퓨터 접속(Brain-computer interface), 신경보철(neural prosthesis) 등을 들 수 있다. 뇌공학은 기본적으로는 뇌과학에 대한 깊은 이해와 더불어 다양한 과학적, 공학적 접근이 필요한 융합 연구 분야라고 할 수 있다.