사람과 닮은 초파리 뇌, 전체 지도 완성했다

[앵커]
인간 유전자의 70%를 공유하는 초파리 뇌의 전체 지도가 완성됐습니다.

지금까지 애벌레의 뇌 지도가 완성된 적은 있지만, 이 정도로 복잡한 생물의 뇌가 낱낱이 파헤쳐진 것은 처음입니다.

장아영 기자입니다.

[기자]
초파리 성체의 뇌 지도입니다.

길이가 1mm도 안 되는, 깨알보다 작은 뇌지만 뉴런 13만 9천여 개, 시냅스 5천만여 개가 숲처럼 복잡하게 얽혀 있습니다.

초파리의 시신경부터 각종 호르몬을 생산하는 내분비까지, 뇌 구석구석을 3D 지도로 완성했습니다.

인간 유전자의 70% 정도를 공유하는 초파리는 사람처럼 술이나 커피에 반응하고, 짝짓기를 위해 노래도 부릅니다.

태어나고 죽기까지 2주가 채 걸리지 않아, 의학 연구에서 특히 중요한 실험 대상입니다.

지금까지 전체 뇌 지도가 완성된 생물은 있었지만, 예쁜꼬마선충의 뉴런이 302개, 초파리 애벌레 뉴런이 3천여 개로, 뇌 구조가 훨씬 단순했습니다.

[김진섭 / 성균관대 생명과학과 교수 (초파리 뇌 지도 논문 참여) : 이번 초파리 커넥톰(뇌 지도)의 완성으로 감각, 지능, 기억, 행동제어 같은 뇌 기능의 기초를 이해하기 위한 토대가 마련됐다고 할 수 있습니다. (이번 논문에) 눈으로 본 장면을 뇌가 어떻게 해석하는지, 단맛을 느끼면 왜 먹으려 하는지, 이런 질문들을 커넥톰의 도움을 받아 연구한 것들이 포함되어 있습니다.]

이번 연구는 지난 2018년 전자 현미경으로 촬영한 고해상도 초파리 뇌 사진 2천백만 장으로 시작했습니다.

인공지능을 이용해 작은 퍼즐을 조립하듯, 뉴런과 시냅스를 추적했는데 사람 혼자 했다면 5만 년이 걸렸을 분량입니다.

'플라이 와이어'라는 웹사이트를 만들어 연구자 수백 명이 수정하고 결과를 공유해 시간을 단축했습니다.

[배준환 / 서울대 기초과학연구원 연구원 (초파리 뇌 지도 논문 참여) : AI는 사실 완벽하지가 않거든요. 사람들이 일일이 수정 과정을 거쳐야 해요. / '플라이 와이어'라는 도구가 그 수정을 가능하게 하는 거거든요. 그리고 동시에 여러 명의 접속자가 접속을 해서 수정이 가능하게 만드는 도구인데 그걸 시작한 게 2019년이에요.]

인간의 뇌는 뉴런 860억 개, 시냅스 100조 개 정도로 이뤄져 있는 것으로 추정됩니다.

[네이처]에 실린 이번 연구는 치매를 비롯한 뇌 질환을 이해하는 밑바탕이 될 전망입니다.

YTN 장아영입니다.



영상편집;김희정








YTN 장아영 (jay24@ytn.co.kr)