초파리 뇌 13만9천 뉴런을 마인크래프트에 넣자, 스스로 도망쳤습니다

마인크래프트 화면 안에서 초파리 한 마리가 좀비를 피해 뛰어오릅니다. 게임이 정해 둔 행동이 아닙니다. 실제 초파리 뇌를 스캔한 배선도가 그 순간 계산한 결과입니다. 2026년 9월 7일 유튜브에 올라온 20분짜리 영상 이야기입니다. 보도

뇌 지도는 이미 공개돼 있습니다

이 작업이 가능했던 것은 재료가 공짜로 놓여 있었기 때문입니다.

2024년 10월 2일 Nature 에 암컷 초파리 뇌 전체의 배선도가 실렸습니다. 프린스턴대 등이 참여한 FlyWire 연구진이 만든 것으로, 뇌를 얇게 잘라 전자현미경으로 찍고 뉴런 하나하나를 이어 붙였습니다. 뉴런 13만9,255개, 시냅스 연결 약 5,450만 개입니다. 논문

이런 지도를 커넥톰이라고 부릅니다. 도시로 치면 큰길부터 골목까지 빠짐없이 그린 지도입니다. 어디로 갈 수 있는지가 전부 적혀 있습니다.

그리고 이 자료는 논문 안에만 있는 것이 아닙니다. 프린스턴 신경과학연구소가 만든 Codex 라는 웹 도구에서 뉴런 하나를 눌러 어디에 이어지는지 따라갈 수 있고, 내려받는 링크도 그 자리에 있습니다. 공식

뉴런 하나를 양동이로 봅니다

지도가 있다고 뇌가 움직이지는 않습니다. 이어져 있다는 것만 알 뿐, 신호가 어떻게 오가는지는 따로 계산해야 합니다.

여기서 쓴 방법이 누출 적분 발화 모형입니다. 이름은 어렵지만 그림은 간단합니다.

멀리 있는 좀비는 물을 조금 붓고, 다가오는 좀비는 한꺼번에 많이 붓습니다. 바닥 구멍이 있어서 지나가는 좀비 몇 마리 정도로는 양동이가 차지 않습니다. 넘치는 순간에만 신호가 다음으로 넘어갑니다. 이 양동이가 13만9,255개 있고, 어느 양동이가 어느 양동이로 물을 넘기는지는 배선도가 정합니다. 보도

영상에 나온 프린스턴 연구자 Arie Matsliah 는 이 방식이 생물물리학을 많이 단순화한 것은 맞지만, 그래도 충실도 높은 시뮬레이션을 만들 수 있다고 말합니다. 어려운 부분은 따로 있습니다. 뉴런이 어떤 신경전달물질로 얼마나 세게 이야기하는지를 배선도가 알려 주지 않아서, 그 값들을 알아맞히는 일이 남습니다. 보도

무엇을 느끼게 했나

게임 안에서 벌어지는 일을 신호로 바꿔 뇌에 넣고, 뉴런이 내놓는 반응으로 캐릭터를 움직이는 방식입니다. 만든 사람은 감각을 하나씩 붙여 나갔습니다. 보도

가장 눈에 띄는 것은 날씨입니다. 초파리에게는 비 온 뒤 흙에서 나는 냄새(지오스민)를 감지하는 수용체가 따로 있습니다. 젖어서 썩어 가는 땅에는 곰팡이와 세균이 있지 먹이가 있지는 않아서, 초파리는 이 냄새를 피합니다. 2012년 Cell 에 실린 연구가 이 회로를 밝혔습니다. 논문

그래서 게임에 폭풍 예보를 넣고 그것을 습도 신호로 바꿔 뇌에 넣었더니, 아무도 위협하지 않았는데 초파리가 그 자리를 피합니다. 보도

파리채가 빗나가는 이유

초파리가 위협을 처리하는 길은 짧습니다. 눈에서 받은 신호가 자이언트 파이버라는 굵은 뉴런 한 갈래로 모이고, 거기서 곧장 다리 근육으로 갑니다. 판단을 거치지 않고 튀어 오르는 구조입니다.

시야에서 무언가 커지는 것만으로 몸이 먼저 반응하는 것은 초파리만의 일이 아닙니다. 1962년 Science 에 실린 실험에서 원숭이에게 점점 커지는 그림자를 비추자, 닿을 수도 없는 그림자인데도 몸을 피했습니다. 논문

그런데 초파리의 겹눈에도 빈 곳이 하나 있습니다. 바로 뒤쪽입니다. 만든 사람이 커지는 그림자를 그 자리에 비췄더니 신호가 하나도 잡히지 않았습니다. 위쪽에서 같은 시험을 했을 때는 3만4,000번 발화한 자리입니다. 보도

20%만 쓰고 있습니다

이 프로젝트에서 가장 뜻밖의 결과는 마지막에 나왔습니다.

시각, 청각, 촉각, 미각, 후각, 기억, 배고픔까지 다 붙이고 나서 뇌 전체를 들여다봤더니, 불이 켜져 있는 뉴런의 대부분이 게임과 아무 상관이 없었습니다. 만든 사람은 게임에 연결된 것이 20% 남짓이고 나머지 80%는 무슨 일을 하는지 모른 채 계속 신호를 주고받고 있다고 말합니다. 정밀한 측정이 아니라 어림한 값입니다. 추정

고장이 아닙니다. 배선도대로 이어진 뉴런이 배선도대로 작동하고 있는데, 그것이 무엇을 하는 회로인지를 아무도 모르는 것입니다.

수컷 쪽도 한 대목 나옵니다. 이 프로젝트가 쓴 커넥톰은 암컷이라, 수컷이 구애할 때 쓰는 회로 가운데 수컷에게만 있는 뉴런 무리는 자료에 아예 들어 있지 않습니다. 그래서 만든 사람은 HHMI 재닐리아와 케임브리지대가 공개한 수컷 중추신경계 커넥톰을 따로 가져와 붙였습니다. 이 자료는 2026년 9월 3일 Cell 에 실린 수컷 초파리 배선도와 같은 것입니다. 공식