초파리를 톡 누르면 이름과 나이를 볼 수 있어요.
맛 버튼을 눌러 보세요. 점 하나가 뉴런 하나예요. 반짝이는 건 그 뉴런이 신호(스파이크)를 보낸 순간이에요.
모은 발견 배지
관찰 일지
이 초파리들은
진짜 초파리 뇌로 생각해요
2024년, 과학자들이 처음으로 어른 초파리 뇌 전체의 배선도를 완성했어요. 뉴런 약 14만 개, 시냅스 5천만 개짜리 지도예요. 이 실험실은 그 지도에서 뽑은 진짜 뉴런 1,267개를 여러분의 휴대폰이 직접 계산해요.
어떻게 만들었나요
- 뇌를 얇게 썰어 찍었어요초파리 한 마리의 뇌(양귀비씨만 한 크기)를 수천 장으로 얇게 잘라 전자현미경으로 찍었어요. 전 세계 연구자와 시민 과학자들이 몇 년에 걸쳐 뉴런 하나하나를 따라 그렸어요. 이게 FlyWire 뇌 지도예요.
- 지도를 '살아 있는 뇌'로 바꾼 연구버클리의 연구팀은 이 지도의 모든 뉴런을 단순한 전기 신호 규칙으로 계산했어요. 그랬더니 단맛을 주면 혀를 내밀고 쓴맛을 섞으면 멈추는 진짜 초파리의 행동이 계산만으로 나왔어요(2024년 Nature).
- 우리 컴퓨터로 뇌 전체를 돌렸어요같은 지도, 같은 식으로 뇌 전체 12만 7천 개 뉴런을 단맛·쓴맛·물·더듬이 자극마다 직접 계산했어요. 단맛 한 번에 약 400개 뉴런이 반응했는데, 논문 결과와 같아요.
- 휴대폰에 들어갈 만큼 줄였어요이 계산에서는 한 번도 신호를 안 보낸 뉴런은 다른 뉴런에 아무 영향을 주지 않아요. 그래서 실제로 반응한 뉴런 1,267개와 그 사이의 진짜 연결 56,464개만 남겼어요. 그리고 8가지 자극 모두에서 뇌 전체와 결과가 똑같이 나오는 것을 확인했어요.
- 그 회로가 초파리를 움직여요밥을 주면 그 맛이 이 회로에 들어가고, 혀를 내미는 뉴런(MN9)이 충분히 신호를 보내야 초파리가 먹어요. 먹을지 말지는 우리가 정하지 않았어요. 뇌 지도가 정해요.
여기서 할 수 있는 것
이 실험실은 어떻게 움직여요?
🔬 과학자들이 진짜 초파리 한 마리의 뇌를 아주 얇게 수천 장으로 잘라서 현미경으로 찍었어요. 그리고 뉴런(신경세포) 12만 7천개가 서로 어떻게 연결됐는지 지도를 만들었어요.
🧠 이 실험실에는 그 지도에서 맛을 보고 먹고, 더듬이를 닦는 일에 쓰이는 뉴런 …개와 그 사이의 진짜 연결 …개가 들어 있어요. 휴대폰이 이 뉴런들을 1초에 1만 번씩 계산해요.
🍌 밥을 주면 초파리 혀의 단맛 뉴런이 켜지고, 신호가 뇌를 지나 혀를 내미는 뉴런까지 가면 초파리가 먹어요. 쓴맛이 섞이면 신호가 막혀서 안 먹어요. 이건 우리가 정한 게 아니라 뇌 지도가 계산해서 나온 결과예요.
🥚 알 → 애벌레 → 번데기 → 어른이 되는 과정과 흰 눈 유전은 진짜 초파리가 사는 방식을 따라 만들었어요. 대신 시간은 빨리 가요.
무엇이 진짜이고 무엇이 게임 규칙인가요
| 부분 | 어떻게 정했나 |
|---|---|
| 뉴런과 연결(누가 누구에게, 시냅스 몇 개, 흥분/억제) | 진짜 데이터FlyWire 초파리 뇌 지도 |
| 뉴런이 신호를 주고받는 방식 | 논문 모델Shiu 외(2024, Nature)의 단순 뉴런 모델과 같은 식·같은 숫자 |
| 먹을지 말지, 더듬이를 닦을지 | 계산 결과혀 운동뉴런 MN9가 1초에 10번 넘게 신호를 보내면 먹어요 |
| 배고플수록 단맛 신호가 세짐 | 게임 규칙실제 초파리도 배고프면 단맛에 예민해지지만, 세기는 우리가 정했어요 |
| 알·애벌레·번데기 기간, 흰 눈 유전 | 실제 생물학25℃ 기준 약 1·4·4일, 흰 눈은 X염색체 유전(모건, 1910) |
| 시간 속도, 수명, 낳는 알 수, 운동 효과 | 게임 규칙아이가 볼 수 있게 줄이고 단순하게 했어요 |
| 걷기·날기 모습 | 그림뇌 계산과 상관없는 애니메이션이에요 |
어른을 위한 설명
데이터. FlyWire 성체 암컷 초파리 전뇌 커넥톰(스냅샷 630)을 philshiu/Drosophila_brain_model(MIT)에서 받았습니다. 뉴런 127,400개, 연결 14,687,178쌍입니다.
모델. 논문과 같은 누설 적분-발화(LIF) 모델입니다. 휴지전위 −52mV, 역치 −45mV, 막 시간상수 20ms, 시냅스 5ms, 불응기 2.2ms, 지연 1.8ms, 시냅스당 0.275mV(부호 포함), 0.1ms 간격으로 계산합니다. 감각뉴런 자극은 포아송 입력입니다.
왜 일부 뉴런만으로 되나. 이 모델에서는 한 번도 발화하지 않은 뉴런이 다른 뉴런에 아무 영향도 주지 않습니다. 그래서 PC에서 뇌 전체(12.7만 개)를 자극별로 계산하고, 그중 한 번이라도 발화한 뉴런과 그 사이의 실제 연결만 남겼습니다. 같은 자극에서 작은 회로와 전체 뇌의 출력이 같은지 아래 표로 확인했습니다.
한계. 이 계산은 "진짜 배선도로 계산한 단순한 흉내"입니다. 실제 뇌의 도파민 같은 확산성 물질, 학습, 뉴런마다 다른 성질, 몸 감각은 빠져 있습니다. 논문이 검증한 범위는 맛·몸단장 같은 특정 회로이고, 이 실험실도 그 회로만 씁니다. 사육장의 수명·번식 속도·운동 효과는 게임 규칙입니다.
저장. 서버와 계정이 없습니다. 기록은 이 기기의 브라우저에만 저장됩니다. ⚠️ 아이폰 홈 화면 앱은 사파리와 저장 공간이 따로이고, 홈 화면 아이콘을 지우면 기록도 지워집니다. 가끔 아래 '기록 저장하기'로 백업해 두세요.
설정
시간 속도: 보통은 초파리 하루 = 2시간, 빨리는 하루 = 20분이에요. 앱을 꺼 둬도 시간은 흘러서 알이 깨고 새끼가 자라요. 너무 오래 안 열면 실험실처럼 서늘한 곳에 보관한 것으로 쳐서 최대 10일만 흘러가요(보통 속도로 약 20시간). 오래 비울 땐 먹이를 가득 채워 두세요.
실사 초파리 사진: André Karwath(Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5)를 오려서 사용. 출처: Dorkenwald 외(2024) · Schlegel 외(2024) Nature — FlyWire 커넥톰 / Shiu 외(2024) Nature — 초파리 뇌 계산 모델. 넥시스랩.