Google Research와 하워드 휴즈 의학연구소 자네리아 연구 캠퍼스 등이 성체 수컷 노랑초파리에 대해 뇌와 복측신경삭을 포함한 중추신경계 전체의 배선도를 완성했습니다. 연구 성과가 정식 발표된 지 단 며칠 만에, 공개된 약 16만 6,700개의 뉴런 연결 데이터를 활용해 『DOOM』이나 『슈퍼 마리오 64』를 조작하는 실험이 등장했습니다. Google maps entire brain and central nervous system of adult male fruit fly, software engineers immediately make it run Doom — AI-powered 3D model of over 166,000 neurons can also play Super Mario 64 | Tom's Hardwarehttps://www.tomshardware.com/software/programming/google-maps-entire-brain-and-central-nervous-system-of-adult-male-fruit-fly-software-engineers-immediately-make-it-run-doom-ai-powered-3d-model-of-over-166-000-neurons-can-also-play-super-mario-64노랑초파리는 수명이 짧고, 행동이나 신경계에 일정한 공통성이 있어 100년 이상 유전학 등의 연구에 사용되어 온 모델 생물입니다. 최근에는 뇌를 구성하는 신경세포와 그 연결 관계를 망라적으로 기록하는 '커넥톰' 연구에서도 중요한 대상이 되고 있습니다. 하워드 휴즈 의학연구소의 자네리아 연구 캠퍼스를 중심으로 케임브리지 대학교와 Google Research 등이 참여한 공동 연구 팀은 수컷 노랑초파리의 중추신경계를 기록한 'MaleCNS v1.0'을 2026년 6월 8일에 공개했습니다. MaleCNS v1.0은 뇌의 중심부나 시엽에 더해, 포유류의 척수에 해당하는 복측신경삭까지 망라하고 있으며, 16만 6,000개가 넘는 뉴런과 약 1억 2,500만 곳의 시냅스 연결이 수록되어 있습니다. 뉴런 수로 보면 기사 공개 시점에서 최대 규모의 뇌 배선도입니다.
이어 2026년 9월 3일, MaleCNS v1.0을 설명하는 논문이 학술지 'Cell'에 게재되었으며, Google도 연구 성과를 정식으로 소개했습니다. 논문에서는 수컷의 중추신경계 전체를 다룬 커넥톰의 완성에 더해, 이미 작성되어 있던 암컷 커넥톰과의 비교 결과도 보고되었습니다. 연구 팀은 수컷 또는 암컷에만 존재하는 세포 유형을 262종류, 암수 양쪽 모두에 존재하지만 연결 방식이 다른 세포 유형을 114종류 확인했습니다.
For the first time, scientists have mapped the complete brain and central nervous system of an adult male fruit fly — a key model organism in science. ????Working alongside HHMI Janelia Research Campus and the scientific community,@GoogleResearchscientists and researchers used…pic.twitter.com/dpcXH4jmNS
이 커넥톰을 만들기 위해 연구팀은 초파리의 신경 조직을 매우 얇은 절편으로 나누고, 전자현미경으로 촬영한 수많은 2차원 이미지를 이어 붙였습니다. Google Research가 개발한 AI 기술 등을 사용해 이미지 내의 뉴런을 식별하고, 각각의 입체 형상과 연결 관계를 재구축한 후, 전문가가 결과를 확인하여 오류를 수정하고 있습니다. 완성된 모델에는 1만 1691종류의 신경세포가 포함되어 있으며, 시각·청각·후각 등의 감각 입력부터 몸을 움직이는 운동 뉴런까지의 경로를 추적할 수 있다고 합니다. Google의 발표로부터 3일 뒤인 9월 6일, 소프트웨어 엔지니어 알렉스 워머스 씨는 MaleCNS v1.0을 『DOOM』 조작에 이용하는 실험을 공개했습니다.
I'm training a fly brain to play Doom using the full MaleCNS v1.0 fruit fly connectome.Each Doom frame stimulates sensory neurons. Neural activity is mapped to game controls. Damage triggers a stimulus to two PPL101 dopamine cells as reinforcement.Will the fly learn to…https://t.co/ObCJ03gxy3pic.twitter.com/H2YDBtyuR8
워머스 씨의 시도는 게임 내에서 플레이어가 데미지를 받으면 2개의 PPL101 도파민 세포에 자극을 주어, 모델이 생존으로 이어지는 조작을 학습할 수 있는지 검증하는 것입니다. 『DOOM』 화면을 구성하는 각 프레임에서 밝기와 색상 정보를 추출하여, 명암을 감지하는 3335개의 R1-R6 시각 뉴런과 색상 정보를 받아들이는 811개의 R8 시각 뉴런에 대한 자극으로 변환합니다. 그 자극에 의해 약 16만 6700개의 뉴런으로 구성된 네트워크 내에서 발생한 활동을 계산하고, 특정 하행성 뉴런의 반응에 따라 좌우 회전이나 전진, 사격과 같은 조작을 실행하는 구조입니다.
다만, 좌우 선회 등과 각 뉴런의 대응 관계는 초파리 본래의 운동 기능을 그대로 재현한 것이 아니라, 개발자가 게임 조작용으로 설정한 것입니다. 소스 코드는 GitHub에 공개되어 있으며, 16만 6700개 뉴런의 활동과 학습 상황을 웹상에서 확인할 수 있습니다. 아울러, 기사 작성 시점에서는 학습 도중이며, 초파리의 신경 회로가 『DOOM』을 공략한 것은 아닙니다. 또한 다음 날인 9월 7日에는 개발자인 제시카 패킷 씨가 동일한 커넥톰으로 『슈퍼 마리오 64』를 조작하는 영상을 공개했습니다. 영상에서는 마리오가 점프하면서 벽에 반복해서 충돌하고 있어, 이 역시 게임을 이해하고 공략할 수 있는 단계에는 도달하지 못했습니다. 패킷 씨에 따르면 이 프로그램은 GPT-6 Astra를 사용한 바이브 코딩으로, 재미를 위해 만든 것이라고 합니다.
playing mario 64 using a fly's brainpic.twitter.com/G4BmfMSWb8
또한 개발자인 에반 스ミス 씨는 MaleCNS v1.0을 『마인크래프트』 세계에서 움직이는 파리에 적용하는 「NeuroCraft Fly」를 발표했습니다. 파리는 플레이어의 접근이나 공격, 먹이, 빛 등에 대응하여 준비된 동작을 수행합니다.
I’ve successfully run the full retained MaleCNS v1.0 fruit fly connectome, all 166,700 neurons, inside Minecraft, with its simulated neural activity driving a fly’s movement.V1 Currently in development. Built with the help of GPT-6 Astra.Props to the@OpenAIteam and…https://t.co/wqsrsN5DFnpic.twitter.com/BN9cGvwVP1
이번 실험은 초파리의 뇌를 그 기능까지 포함해 완전히 컴퓨터상에 재현한 것은 아닙니다. 커넥톰이 나타내는 것은 주로 뉴런의 형상과 연결 관계이며, 개별 신경세포의 성질이나 신호 전달 방식까지 충실히 복제한 것은 아닙니다. 또한, AI는 주로 현미경 이미지로부터 3차원 구조를 복원하는 공정에서 이용되고 있으며, "AI화된 초파리의 뇌가 자발적으로 게임을 플레이하고 있다"라는 의미도 아닙니다. 그럼에도 불구하고, 이번 『DOOM』, 『슈퍼 마리오 64』, 『마인크래프트』에서의 플레이 검증은 연구용 데이터가 공개된 직후 원래와는 다른 용도로 응용된 사례라고 할 수 있습니다. MaleCNS v1.0은 CC BY 라이선스로 공개되어 있으며, 신경 회로와 행동의 관계를 조사하는 연구나 생물의 뇌 구조를 참고한 새로운 제어 기술 등에 활용될 것으로 기대됩니다.
원문 보기 | 출처: Gigazine