초파리 디지털 뇌, 인터넷을 뒤흔들다
HHMI 재넬리아 연구소와 구글 리서치가 수컷 초파리의 중추신경계 전체(약 16만 6천 개 뉴런)를 매핑한 커넥톰 'MaleCNS v1.0'을 공개했습니다. 온라인 커뮤니티에서는 이 디지털 뇌에 마인크래프트·둠 등 게임, 비트코인 거래 등 다양한 과제를 시키는 실험이 화제가 되고 있으며, 과학계에서는 성별 간 신경 회로 비교 등 신경과학 연구의 중요한 자원으로 주목받고 있습니다.
디지털 초파리 뇌가 이달 초 공개된 이후 비트코인 거래, 평행주차, 양성애 탐구, 되네르 케밥 자르기, 마인크래프트·둠·비트 세이버 등 게임하기를 하며 소셜미디어 타임라인을 뜨겁게 달구고 있다. 이 시뮬레이션 뇌는 '커넉톰(connectome)'이라 불리며, 수컷 초파리 성체의 신경계를 구성하는 16만 6천 개 이상의 뉴런에 대한 완전한 지도다.
구글 리서치와 협력해 HHMI 재넬리아 연구 캠퍼스가 개발한 이 커넥톰(MaleCNS v1.0)은 2024년 최초의 암컷 초파리 성체 커넥톰에 이어 이달 초 공개됐다. 연구팀은 9월 3일 보도자료에서 "중추뇌, 광엽(포유류 망막에 해당), 복수신경코드(척수에 해당)를 포함하는 수컷 초파리 전체 중추신경계의 첫 완성된 커넥톰을 제시한다"며 "기존 암컷 커넥톰과 함께 이 자료를 통해 복잡한 해부학 구조와 행동을 가진 성체 동물의 최초의 시냅스 해상도 수준 성별 간 비교가 가능해졌다"고 밝혔다.
초파리는 우리 주방을 괴롭히는 이유와 같은 이유로 과학계의 강자 종이다. 빠르게 번식하고 다양한 환경에 잘 적응하기 때문에 저렴하고 다재다능한 모델 생물로 자리 잡았다. 연구자들은 초파리 뇌를 가상으로 재현함으로써 신경과학, 약리학, 바이오테크, 인공지능 등 여러 분야에서 돌파구를 마련하고자 한다.
한편 MaleCNS v1.0은 온라인 모더(modder)들의 폭발적인 반응을 얻었다. 이들은 초파리 뇌를 다양한 가상 환경에 투입해 각종 활동을 시켰다. 조지아공과대 컴퓨터과학 대학원생 에반 싱클레어 스미스는 초파리 뇌에 마인크래프트를 플레이하도록 프로그래밍하며 이 바이럴 트렌드를 시작했다. 9월 4일 결과를 공개한 지 하루 만에 마인크래프트 초파리는 수백만 회의 조회수를 기록했다.
스미스는 404 미디어와의 통화에서 "이렇게 커질 줄 몰랐고, so 많은 사람들이 이 아이디어를 받아 저렇게 다양한 창의적 프로젝트를 만들어내는 것이 정말 멋지다"라고 말했다. 게임 외에도 이 초파리는 비트코인 거래('stonkfly'가 됨), 링크드인 게시물 작성, 가상의 '초파리 천국'으로 은퇴하기 등을 학습했다. 기업가이자 AI 연구자인 니코 크리스티는 초파리가 다른 수컷에게 끌리도록 프로그래밍해('bi fly') 화제가 됐다. 크리스티는 이메일을 통해 X에서 이 트렌드를 발견하고 재미있다고 생각했지만 "그 배후에 있는 과학을 더 엄밀하게 만들고 싶었다"고 밝혔다.
신나는 온라인 실험 열풍 외에도 이 커넥톰은 레딧 등 포럼에서 도덕적·윤리적 논쟁을 불러일으켰다. 다만 MaleCNS v1.0은 뇌의 디지털 지도일 뿐, 어떤 실질적인 생물학적 의미에서도 지각이나 의식을 가질 수 없다는 점을 강조할 필요가 있다. 이 커넥톰은 초파리의 신경 배선과 전체 구조를 재현하지만, 실제 생물체가 지닌 복잡한 생화학적 구성 요소는 전혀 담고 있지 않다.
이 커넥톰은 온라인 콘텐츠 열풍을 일으켰지만 본래 과학계를 위한 자원으로 만들어졌다. 신경과학 매체 더 트랜스미터에 따르면 2024년 공개된 암컷 초파리 뇌 'FlyWire'는 이미 운동 제어, 감각 시스템, 초파리 사회성 등에 관한 수많은 연구에 활용됐다. 수컷과 암컷 초파리 커넥톰이 모두 완성됨에 따라 연구자들은 이 성적 이형 종의 신경 배선 차이를 평가할 수 있게 됐다.
마인크래프트 초파리를 만든 스미스는 이러한 모델이 궁극적으로 자신이 살아있는 동안 인간 뇌 전체의 커넥톰으로 가는 길을 열어주기를 희망한다. 인간 뇌는 860억 개의 뉴런을 포함하고 있어 초파리 뇌보다 수 자릿수 많기 때문에 훨씬 많은 시간이 걸릴 것이다.