과학자들이 초파리 16만 개 뉴런을 지도로 만들었다 — 다리는 뇌 없이 스스로 움직인다

초파리의 다리는 걸음을 내딛기 전 뇌에 묻지 않는다. 이것이 성체 동물 중추신경계의 모든 뉴런을 처음으로 지도화한 새 논문의 핵심 결론이다. 뇌에서 몸 전체를 관통하는 복부 신경삭까지 16만 개 뉴런 전체가 담겼다.

이 연구는 하버드 의과대학, 보스턴 소아병원, 프린스턴 대학교 실험실들이 Rachel Wilson과 Mala Murthy를 중심으로 협력한 결과물이다. 뉴런이 서로 어떻게 연결되는지를 보여 주는 배선도인 완전 커넥톰은 2026년 6월 10일 Nature에 발표됐다. 이 배선도가 밝혀낸 사실은 신경과학자들이 운동 제어 위계에 대해 가져온 생각을 근본적으로 바꾼다.

교과서적 모델에서는 사지 운동이 위에서 감독된다. 뇌가 명령을 내리고, 척수(혹은 곤충의 등가기관)가 이를 전달하며, 근육이 실행한다. 초파리의 커넥톰은 그렇게 보이지 않는다. 복부 신경삭에는 국소 회로가 있다. 조밀하고 자급자족하는 뉴런 네트워크로, 뇌의 개입 없이 협응된 다리 운동을 독자적으로 만들어 낼 수 있다. 뇌는 일상적 운동에서 지휘관이 아니라 조절자에 가깝다는 사실이 드러났다.

지도를 만들기 위해서는 뇌와 신경삭 전체에 걸친 조직 부피에서 개별 시냅스 연결을 추적할 수 있는 해상도의 전자현미경이 필요했다. 2024년 FlyWire 프로젝트가 초파리 뇌 회로를 상세히 지도화했지만 목에서 멈췄다. 이번 연구는 척수에 해당하는 부위까지 성체 동물 최초로 지도를 확장했다.

이 차이가 중요한 이유는 운동 처리의 대부분이 신경삭에서 일어나기 때문이다. 이를 지도화하면 그 처리의 구조가 드러난다. 본부의 메시지를 기다리는 중계소가 아니라 고유한 내부 논리를 가진 분산 처리기다. 곤충의 운동과 운동 학습을 연구하는 신경과학자들은 이제 완전한 회로도를 손에 쥐었다.

초파리는 뉴런이 16만 개다. 쥐는 약 7000만 개, 인간은 860억 개다. 초파리 커넥톰은 종착점이 아니라 개념 증명이다. 여기서 개발된 도구들이 이미 쥐 뇌 회로에 적용되고 있다. 다리가 어떻게 움직이기로 결정하는지에 대한 질문은 이제 더 명확한 답을 얻었다.

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