초파리 뇌를 따라 만들기가 얼마나 어려운지 보면 생명이 얼마나 신기한지 알 수 있다
먼저 확실히 해 두자. 이건 살아 있는 초파리의 뇌를 미소녀 3D 아바타에 바로 연결해서 초파리를 사이버 미소녀로 만든 이야기가 아니다. 진짜 그랬다면 이건 과학 기사가 아니라 사건 사고 뉴스였을 것이다.
1. 시작부터 이상하다: “내가 만든 미소녀가 초파리가 됐다”
한 3D 아바타 제작자가 자기 작품이 초파리 신경 모델을 이용한 실험의 가상 몸으로 쓰이고 있다는 걸 알게 됐다. 반응은 대충 “이렇게 쓰일 줄은 몰랐네ㅋㅋ”. 실험한 사람도 “엄청 이상하게 써서 죄송합니다”라고 답했고, 제작자는 빵 터졌다.
그럴 만하다. 보통 3D 아바타를 만들면 VR에서 쓰이거나, 사진에 찍히거나, 방송에 나오거나, 누가 개조해서 쓰는 정도를 떠올린다. 그런데 실제로 붙은 용도는 “초파리 신경 모델의 가상 몸”. 아바타 인생의 갈림길이 갑자기 연구실로 이어진 셈이다.
재미있는 건, 누가 써 줬다는 사실 자체가 제작자에게 보상이 된다는 점이다. 판매량이나 ‘좋아요’ 숫자만이 아니다. 내 작품이 다른 사람의 목적 안에서 실제로 제 역할을 했다는 확실한 증거가 돌아온다. 게다가 예상 밖의 용도라면, 혼자서는 절대 쓸 수 없었던 후일담까지 생긴다.
“내가 만든 미소녀가 초파리가 됐다”는 창작자로 살면서 자주 겪을 수 있는 일이 아니다.
물론 예상 밖의 사용이 다 반가운 건 아니다. 권리 침해, 사기, 제작자의 평판을 깎는 사용, 허락 없는 상업적 이용이라면 이야기가 완전히 달라진다. 하지만 피해가 적고, 존중이 있고, 기술적으로 흥미롭다면 예상 밖의 사용은 작품에 두 번째 삶을 준다.
2. 살아 있는 초파리가 아바타를 직접 조종하는 것은 아니다
요즘 “초파리 뇌를 어딘가에 연결했다”는 이야기가 많아서 진짜 뇌를 건드리는 건가 싶을 수 있다. 핵심은 이거다. 살아 있는 초파리의 뇌를 실시간으로 아바타에 연결한 게 아니다.
2026년 9월, Google Research와 HHMI Janelia 등의 연구진은 수컷 초파리의 뇌와 몸을 따라 이어지는 신경줄까지 포함한 중추신경계 전체를, 신경세포끼리 맞닿는 연결 지점 하나하나까지 담은 완전한 신경 연결 지도로 공개했다. 이 지도에는 166,691개의 신경세포가 들어 있다.
만드는 방법도 엄청난 노가다다. 실제 조직을 굳혀서 아주 얇게 썰고, 전자현미경으로 찍은 다음, 어마어마한 양의 사진에서 컴퓨터가 신경세포와 연결을 다시 맞춰 낸다.
즉 출발점은 진짜 초파리지만, 결과물은 ‘누가 누구와 연결되어 있었는지’를 보여 주는 거대한 디지털 지도다.
원래 초파리가 컴퓨터 안에서 눈을 뜨고 “여기가 어디지?” 하고 묻는 건 아니다.
3. 배선도를 얻어도 뇌 전체를 얻은 것은 아니다
여기가 제일 재미있는 부분이다.
“신경 연결을 전부 읽었으면 그대로 다시 만들면 초파리가 되는 거 아냐?” 싶지만, 현실은 그렇게 간단하지 않다.
이 지도는 엄청나게 중요하지만, 기본적으로는 구조에 대한 정보다. 실제 신경계가 움직이려면 각 연결이 얼마나 강한지, 신경세포끼리 주고받는 화학 신호와 그걸 받아 주는 ‘받는 자리’, 세포 표면의 전기적 성질, 뇌의 넓은 영역을 한꺼번에 올리거나 내리는 물질, 어떤 유전자가 켜져 있는지, 뇌가 스스로 바뀌는 능력, 신경세포를 돕는 세포들, 지금 이 순간 오가는 신호, 감각기관과 몸에서 계속 돌아오는 정보까지 배선 말고도 여러 층이 함께 작동한다.
그래서 지금의 디지털 신경 모델은 진짜 배선을 쓰면서도, 신경세포가 신호를 내는 방식은 단순한 수학으로 처리하는 경우가 많다.
인간: “배선도 완성!”
인간: “좋아, 돌려 보자!”
인간: “……왜 진짜처럼 안 움직이지?”
자연: “난 그냥 매번 알에서 알아서 만드는데?”
이 대비가 너무 세다.
배선을 읽는 정밀도가 엉망이라는 얘기가 아니다. 배선을 다시 맞추는 기술 자체는 놀라울 만큼 정밀해졌다. 다만 구조를 읽어 낸 것과 그 작동을 통째로 재현하는 것 사이에는 거대한 골짜기가 있다.
4. 인간도 언젠가 디지털화할 수 있을까
당연히 다음 질문은 “그럼 사람도 언젠가 되는 거 아냐?”다.
사실 그 입구에는 이미 서 있다.
2024년 Google Research와 Harvard 연구진은 사람 뇌 옆쪽 부분의 조직 약 1 mm³(1세제곱밀리미터)를 아주 미세한 수준으로 다시 만들어 냈다. 그 작은 조각 하나에 약 57,000개의 세포, 약 1억5천만 개의 연결 지점이 있었고, 데이터 양은 약 1.4페타바이트였다.
1 mm³에 1.4PB.
뇌: “작은 샘플이에요.”
저장장치: “전혀 안 작거든요.”
사람의 뇌 전체를 같은 정밀도로 다루려면 촬영, 저장, 계산, 검수 모두 지금과는 차원이 다른 규모가 필요하다. 게다가 완벽한 배선도를 얻는다 해도 그것만으로 성격, 기억, 의식까지 되살릴 수 있는지는 아무도 모른다.
사람의 신경 배선을 정밀하게 읽는 것, 사람 뇌의 기능을 정밀하게 시뮬레이션하는 것, 특정한 사람의 기억과 성격을 재현하는 것, 그리고 ‘그 사람 본인의 의식’이 이어졌다고 말할 수 있는 것은 전부 다른 문제다.
SF는 이 네 가지를 한 줄로 훌쩍 뛰어넘지만, 연구자들은 그 사이의 골짜기를 하나씩 메워 가야 한다.
5. AI를 보다 보면 오히려 “뇌가 너무 이상하다”로 돌아온다
신경회로를 인공으로 다시 만들려고 할수록 오히려 생물 쪽이 얼마나 말도 안 되는지가 보인다.
인간이 회로 하나를 다시 만들려고 전자현미경, 거대한 저장장치, 기계학습, 검수, 사람이 직접 하는 확인 작업까지 총동원하는 동안, 생물은 수정란 하나에서 신경계를 알아서 짜 올린다.
게다가 DNA에 “12,847번 신경세포를 14,201번에 연결하라” 같은 배선 목록이 한 줄씩 적혀 있는 것도 아니다. 유전자가 켜지고 꺼지는 것, 화학 물질의 흔적, 세포끼리 주고받는 영향, 신경섬유가 목적지까지 길을 찾아가는 것, 활동에 따른 미세 조정 같은 작은 규칙들이 모여 회로가 스스로 만들어진다.
자연은 완성된 뇌만 만든 게 아니다. 뇌를 만드는 장치와, 경험을 통해 그 뇌를 바꾸는 장치까지 만들었다.
여기까지 오면 놀라움의 방향이 뒤집힌다. “AI가 뇌에 가까워졌다”가 아니라 “뇌는 대체 뭘 아무렇지 않게 하고 있던 거야?”가 된다.
6. 진화는 현실 자체가 점수를 매기는 거대한 탐색처럼 보인다
생물이 얼마나 복잡한지 생각하면, 진화는 거대한 최적화 시뮬레이터처럼 보인다.
변이가 생긴다. 환경 속에서 살아간다. 번식에 성공한 계통이 다음 세대에 더 많이 남는다. 또 변이가 생긴다. 이게 상상도 못 할 시간과 개체 수로 되풀이된다.
사람이 만든 탐색이라면 점수 매기는 기준을 사람이 정한다. 하지만 진화에서는 현실 세계 자체가 필터다. 기온, 포식자, 먹이, 감염병, 경쟁자, 짝, 지형, 우연. 전부 합쳐서 하나의 거대한 시험장이다.
다만 “진화 = 완벽한 최적화 AI”라고 생각하면 틀린다. 진화는 미래를 내다보지 못한다. 목표도 고정되어 있지 않다. 환경은 바뀌고, 지나온 역사, 우연, 유전자의 무작위 변화도 영향을 준다.
진화가 만드는 건 ‘우주 최강의 설계’가 아니라 대개 그 상황에서 후손을 남기기에 충분했던 것이다.
그래서 몸에는 덧대고 땜질한 설계나 이상하게 돌아가는 구조가 잔뜩 남아 있다. 그래도 그런 임시방편이 수억 년 동안 쌓이면 신경계, 면역계, 눈, 비행, 그리고 언어를 다루는 뇌까지 나온다.
시도 횟수가 그야말로 무지막지하다.
7. 더 무서운 것은 생물만 그런 것이 아니라는 점이다
이야기를 뇌 밖으로 넓히면 더 무서워진다.
세포막은 분자의 성질 때문에 스스로 모여 만들어진다. 식물은 그 자리의 성장 규칙과 호르몬, 빛과 중력에 대한 반응으로 가지를 뻗는다. 강은 물이 조금 낮은 곳으로 흐르고, 그곳이 깎이고, 그래서 물이 더 모이는 되먹임을 통해 나뭇가지 모양의 물길을 만든다. 구름이나 태풍도 누가 설계도를 그려서 만드는 게 아니다.
이걸 전부 자연선택으로 설명할 수는 없다. 지형과 진화는 서로 다른 원리로 움직인다.
하지만 공통된 모습이 있다.
작은 규칙과 상호작용을 계속 돌리기만 해도, 중앙 지휘자 없이 거대한 구조가 생겨난다.
이런 현상을 ‘자기조직화’라고 부르기도 한다. 작은 조각들이 모여 큰 질서가 저절로 생기는 것이다.
혈관, 나뭇가지, 강줄기, 곰팡이 실 같은 것들이 비슷하게 갈라지는 모양을 보이는 것도 재미있다. 완전히 같은 원리로 만들어지는 건 아니지만, ‘한정된 공간에서 퍼지고, 모으고, 나른다’는 같은 조건이 비슷한 모양을 계속 만들어 낸다.
자연은 디자인 회의도 안 하는데 디자인이 너무 좋다.
8. 신이 수백만 명 있어도 일일이 관리하면 머리가 터진다
여기까지 오면 “누군가 이걸 전부 하나하나 관리한다”는 그림이 오히려 더 힘들어 보인다.
세포 하나 안에서만 해도 화학 반응이 엄청나게 돌아간다. 그 세포가 모여 몸이 되고, 몸이 생태계에 들어가고, 날씨와 지형과 다른 생물과 서로 영향을 주고받는다.
일본 전통 신앙에서 말하는 ‘팔백만 신’이 있다고 치고, 이걸 하나하나 손으로 승인한다고 생각해 보자.
“이 세포는 지금 이쪽으로.” “이 연결 지점은 0.3만큼 강화.” “이 빗방울은 오른쪽으로 2 mm.” “이 나뭇가지는 다음 마디에서 갈라짐.”
우주 운영 회의는 영원히 끝나지 않을 것이다.
물론 이건 신의 존재를 부정하는 주장이 아니다. 신학에서는 모든 걸 알고 모든 걸 할 수 있는 존재를, 한계가 있는 인간의 처리 능력과는 전혀 다른 것으로 정의할 수 있다.
여기서 웃음거리가 되는 건 사람 같은 중앙 관리자를 그대로 크게 키운 모델이다.
자연의 진짜 강점은 중앙에서 전부 결재하지 않아도 돌아간다는 데 있다. 곳곳의 작은 규칙이 동시에 돌아가고, 그 결과로 전체가 만들어진다. 본사 없는 거대한 시스템이다.
9. 결국 인간의 작업기억이 먼저 무너진다
사람이 자연을 있는 그대로 머릿속에 넣으려고 하면 무리가 있다.
그래서 사람은 압축한다.
이름을 붙인다. 분류한다. 그림으로 그린다. 수식으로 만든다. 모델을 만든다. ‘신경세포’, ‘유전자’, ‘생태계’, ‘강’, ‘전선(날씨)’ 같은 개념으로 바꿔서, 현실의 엄청난 세부를 잘라 내고 들고 다닐 수 있는 크기로 만든다.
과학은 어떤 의미에서 현실을 아주 잘 압축하는 도구다.
물론 압축이니까 정보는 빠진다. 모델은 현실이 아니다. 신경 연결 지도는 뇌 그 자체가 아니다. 일기도는 대기 그 자체가 아니다. 진화 모델도 과거의 모든 생물을 다시 재생하는 게 아니다.
그래도 압축하지 않으면 사람의 단기 기억이 먼저 끝나 버린다.
‘이해했다’는 건 세상의 모든 상태를 머릿속에 담았다는 뜻이 아니라, 필요한 목적에 충분히 쓸 만한 대략적인 그림을 얻었다는 뜻일 때가 많다.
10. 결론: 아무도 지휘하지 않는데 모든 것이 돌아간다
미소녀 3D 아바타에 초파리 신경 모델을 올린다는, 아무리 생각해도 이상한 입구에서 시작했다.
그런데 파고들다 보면 이야기는 뇌를 재현하는 어려움으로, 진화로, 자기조직화로, 지형으로 가고, 마지막에는 “사람 머리로는 자연의 원본 데이터를 감당할 수 없다”는 데까지 온다.
가장 놀라운 건, 자연에는 전체를 내려다보며 지시하는 현장 감독이 안 보인다는 점이다.
세포 하나는 사람을 만들겠다고 이해하지 않는다. 생물 한 마리는 종을 진화시키려 하지 않는다. 물 한 방울은 계곡을 만들려고 하지 않는다.
그런데도 작은 반응이 쌓이면 뇌가 생기고, 숲이 생기고, 강이 생기고, 생태계가 생긴다. 그리고 그 뇌를 가진 인간이 전자현미경을 만들고, 결국 초파리의 신경 배선을 읽어서 미소녀 아바타를 걷게 하려고 한다.
자연이 수십억 년에 걸쳐 만든 신경계를, 자연이 만든 인간의 뇌가 분석하고, 그 인간이 만든 컴퓨터 안에 신경계를 다시 만들려 하고 있다.
겹겹이 너무 깊다.
그리고 지금으로서 가장 강한 감상은 이거다.
자연, 관리자도 없는데 다 돌아가는 거 버그 아니냐.
