초파리 눈에서 몸까지 이어진 ‘배선’…AI로 복원한 신경지도를 본다

초파리는 눈으로 본 것을 어떻게 몸의 움직임으로 바꿀까. 연구진이 공개한 신경지도에는 머리 안의 뇌뿐 아니라 몸으로 이어지는 복측 신경삭이 함께 들어 있다. 눈에서 정보를 받는 시각 신경과 움직임을 조절하는 운동 신경을 연결하는 길을 따라갈 수 있는 구조 지도다. 살아 있는 초파리를 컴퓨터 안에 복제했다는 뜻은 아니다.

머리만 그린 그림이 아니라 몸으로 이어지는 지도

HHMI Janelia·Google Research·영국 케임브리지의 연구진 등이 공개한 수컷 초파리 중추신경계 지도는 16만6천 개가 넘는 뉴런과 1억2천5백만 개의 시냅스 연결을 담는다. 숫자보다 눈여겨볼 부분은 머리에서 몸까지 이어지는 연결이다. 복측 신경삭은 척추동물의 척수와 비교되는 구조로, 감각 입력이 운동 출력에 이어지는 회로를 살펴보게 한다.

위에서 본 원본에서는 머리 양쪽과 길게 이어진 신경 구조를 한눈에 볼 수 있다. 연구진은 시각 정보를 받는 R1–R6 신경에서 운동 신경 DNg13으로 이어지는 경로도 예로 제시했다. 중간에 여러 신경 단계가 있으며, 구애 행동과 관련된 수컷 특이 신경도 포함된다. 자극과 행동 사이에 구체적으로 어떤 연결이 놓이는지를 연구할 자료가 된 것이다.

AI가 상상한 뇌가 아니라 촬영 자료를 맞춘 결과

복원은 얇은 조직 절편을 전자현미경으로 촬영한 뒤 컴퓨터와 AI로 신경의 3차원 형태를 이어 붙이는 과정으로 이뤄졌다. 사람 전문가가 검증·주석 작업을 수행했다. 연결의 구조를 확보하는 일과 순간순간의 신경 활동이나 의식을 재현하는 일은 구분해야 한다.

이 자료는 9월3일 공개됐고 Google의 시각화 소개는 9월21일 수정됐다. 오늘의 새 속보가 아니라, 감각과 행동 사이의 길을 원본 그림으로 살펴보는 기사다. 인간 뇌 전체의 지도나 질병 치료가 완성됐다는 결과는 발표되지 않았다. 연구진은 공개 도구를 통해 지도를 탐색·다운로드할 수 있다고 안내한다.