구글 리서치와 자넬리아 연구팀이 초파리 뇌 지도를 완성했어요. 뉴런 16만 6천 개, 시냅스 연결 1억 2500만 개를 담았어요. AI 덕분에 10년 걸린 작업이 이 정도로 압축될 수 있었대요.
HHMI 산하 자넬리아 리서치 캠퍼스와 영국 MRC 분자생물학연구소, 케임브리지대학교, 그리고 구글 리서치가 손을 잡고 초파리 뇌 지도를 완성했다는 소식이 떴어요. 그냥 지도가 아니라 뉴런 하나하나가 어떻게 연결돼 있는지 다 그려낸 '커넥톰(connectome)'이에요.
규모부터 말씀드리면, 이번에 완성된 지도에는 뉴런이 16만 6천 개 넘게 들어있고, 시냅스 연결은 무려 1억 2500만 개예요. 뇌뿐 아니라 양쪽 시신경엽이랑 배 신경삭까지 다 포함한, 수컷 초파리의 중추신경계 전체를 통째로 담은 거고요. 지금까지 나온 세포 단위 뇌 지도 중에서 뉴런 수 기준으로는 역대 가장 큰 규모라고 해요.
이게 그냥 하루아침에 나온 결과가 아니에요. 무려 10년에 걸친 이미징 작업이 바탕에 깔려 있어요. 초파리 뇌를 아주 얇게 잘라서 전자현미경으로 한 장 한 장 찍고, 그 이미지들을 다시 3차원으로 재구성하는 작업인데, 사람 손으로만 하면 평생이 걸려도 못 끝낼 규모예요.
여기서 AI가 결정적인 역할을 했어요. 기존에 쓰던 '플러드필링 네트워크(flood-filling network)'라는 AI 분할 기법에, 이번엔 '패스파인더(PATHFINDER)'라는 새로운 시스템까지 더했대요. 재밌는 건 이 AI가 합성으로 만든 가짜 뉴런 데이터로도 일부 학습됐다는 점이에요. AI가 이미지에서 신경세포의 경계를 자동으로 그려내면 사람 연구자들은 그 결과를 검수만 하는 식으로 작업했다는데, 이 방식 덕분에 원래보다 훨씬 빠르게 끝낼 수 있었다고 해요.
완성된 데이터는 논문으로만 나온 게 아니라 '뉴로글랜서(Neuroglancer)'라는 오픈소스 툴로 누구나 무료로 열람하고 탐색할 수 있게 공개됐어요. 전 세계 신경과학자들이 이 데이터를 바로 갖다 쓸 수 있다는 뜻이니, 파급력이 꽤 클 것 같아요.
이 지도가 왜 중요하냐면, 초파리는 신경과학에서 정말 오래된 '모델 생물'이거든요. 사람 뇌는 뉴런이 860억 개나 되니까 지금 기술로는 통째로 지도화하는 게 거의 불가능해요. 근데 초파리처럼 작고 단순한 신경계부터 완벽하게 이해해두면, 감각이 어떻게 행동으로 이어지는지 같은 근본적인 원리를 파악하는 데 큰 도움이 되거든요. 특히 이번엔 암수 회로 차이까지 비교할 수 있게 되면서, 구애 행동이나 공격성 같은 게 신경 회로 수준에서 어떻게 다르게 설계돼 있는지도 들여다볼 수 있게 됐대요.
솔직히 이런 뉴스는 챗봇이나 이미지 생성 모델 얘기에 비하면 화려하진 않아요. 근데 개인적으로는 이런 게 AI가 진짜 과학에 기여하는 방식이라고 생각해요. 사람이 평생 걸려도 못할 이미지 분석을 AI가 대신 해주니까, 연구자들은 그 시간에 더 중요한 질문에 집중할 수 있잖아요. 신약 개발이든 뇌과학이든, 결국 AI가 잘하는 건 이런 방대한 분석을 빠르게 처리해주는 부분인 것 같아요.
물론 초파리 뇌 하나 완성했다고 해서 사람 뇌까지 가는 길이 갑자기 가까워지는 건 아니에요. 그래도 이 페이스라면 다음 목표로 더 복잡한 신경계로 넘어가는 것도 시간문제일 수 있겠다는 생각이 들어요. 🔬🧠
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