왼쪽 방은 바나나가 있는 사육방이에요. 파리 한 마리를 누르면 가운데 통로를 지나 오른쪽 실험방으로 데려가고, 그 파리의 진짜 뇌가 켜져요. 오른쪽 위 돋보기에 그 파리가 크게 보여요.
아래 한 줄에서 무엇이든 누르면 오른쪽 실험방에 생겨요. 칸이 채워져 있으면 지금 실험방에 있는 거예요. 실험대·효모·거미·구애는 다시 누를 때까지 남아 있고(여러 개를 같이 넣어도 돼요), 설탕·쓴 설탕·그림자·붓·소리·식초는 실험방에 데려온 파리에게 한 번 쓰고 사라져요.
실험대는 고른 파리를 공 위에 묶어요(걸으면 공이 굴러가고, 왼쪽 위에 가상 경로가 그려져요). 효모는 암컷이 먹으면 알을 훨씬 많이 낳게 해요. 거미는 바닥의 파리에게 살금살금 다가와 덮쳐요. 구애는 접시에 데려온 수컷이 암컷을 따라다니며 날개를 떨어 노래해요. 설탕·쓴 설탕은 바닥에선 파리 앞에 한 방울, 실험대에선 유리관으로 주둥이 끝에. 그림자는 바닥에선 손 그림자, 실험대에선 옆 화면의 검은 원(왼쪽·오른쪽 번갈아). 붓은 머리 털을 간질이고, 소리는 스피커가 나와 딸깍, 식초는 냄새를 뿌려요. 식초는 이 모델의 뇌를 폭주시켜요.
뇌 화면 위 빛으로 켜기는 몸으로 가는 명령 뉴런만 빨간 빛으로 켜요. 뒤로·앞으로 걷기, 돌기, 점프를 감각 없이 시켜 볼 수 있어요. 한 번 더 누르면 꺼져요.
자극마다, 그리고 거미가 덮칠 때마다 어느 몸 신호가 먼저 기준을 넘었는지, 몇 ms 걸렸는지 적어요. 뇌 화면 위쪽 결과에서 표와 자극별 요약을 봐요.
뇌를 톡 치면 그 자리 뉴런 종류가 잠깐 켜져요. 꾹 누르면 계속 켜져요. 뇌는 끌면 돌아가요. 상자는 휠이나 두 손가락으로 그 자리를 향해 확대하고, 확대한 채로 끌어서 옮겨요.
상자 속 시간은 하루 6초예요. 암컷이 바나나에 알을 낳고, 다 자란 애벌레가 바나나에서 기어 나와 앞 유리를 타고 올라가 번데기가 되고, 거기서 새 파리가 나와요. 바나나는 먹히고 썩으면서 줄어요. 다 떨어지면 오른쪽 위 새 바나나로 갈아 주세요.
놓아주기를 누르면 파리가 사육방으로 돌아가고 뇌가 꺼져요.
화면의 반응은 모델 계산이에요. 실제 파리 행동을 예측하지 않아요.
이 뇌는 어떻게 도나
뇌는 FlyWire가 전자현미경으로 재구성한 성체 암컷 초파리 뇌 연결도(783판)예요. 뉴런 138,639개를 세포체와 가지 한 곳, 실제 위치에 점으로 찍었어요. 불꽃의 꼬리는 그 두 점을 잇는 선이에요.
고른 파리 한 마리만 이 뇌로 움직여요. 나머지는 쉬고, 걷고, 날고, 먹이에 모이는 간단한 규칙으로 움직여요. 휴대폰에서 뇌 수십 개를 한꺼번에 돌리기는 어려워서예요. 실험방까지 가고 돌아오는 비행은 시뮬레이터가 대신해요. 실험방 바닥에 내려앉은 뒤로는 그 뇌의 걷기·돌기·점프 신호가 몸을 움직여요(앞으로 초속 16 mm, 뒷걸음 초속 9 mm, 돌기 초당 3.2 rad, 거대 섬유 20 Hz를 넘으면 점프 · 모두 정한 값). 뛰어서 유리벽에 앉으면 잠시 뒤 시뮬레이터가 바닥으로 다시 내려 줘요.
공 위 실험대는 초파리 실험실에서 쓰는 '공 위에 묶기'를 흉내 냈어요. 가슴을 가는 핀에 붙인 파리가 공기로 띄운 공 위에서 걸으면 공이 돌고, 그 회전으로 걸은 길을 거꾸로 계산해요(가상 경로). 여기선 앞으로 걷기 뉴런(DNp09)이 100 Hz면 초속 16 mm로 걷고, 문워커(MDN)가 100 Hz면 초속 9 mm로 뒷걸음, 돌기 뉴런(DNa01·02)의 좌우 차이가 90 Hz면 초당 3.2 rad로 돌아요. 거대 섬유가 20 Hz를 넘으면 날개를 펴고 뛰려 하지만 묶여 있어서 못 떠나요. 모두 이 시뮬레이터가 정한 값이에요.
깡충거미는 실험방 바닥의 파리를 골라 몸을 돌리고, 멈췄다 갔다 하며 다가가다 18~42 mm 앞에서 웅크렸다 뛰어요. 뛰는 시간은 거리를 초속 0.45 m로 나눈 값(약 40~95 ms)이에요. 기어 오는 동안은 거미가 움직일 때만, 거미 모습이 커지는 속도만큼 그쪽 눈의 접근 감지 뉴런 일부에 약한 입력을 넣어요(가까울수록 세지고 많아져요. 멈춰 있으면 없어요). 깡충거미가 멈췄다 갔다 하는 건 눈에 덜 띄려는 거예요. 기어 오는 동안 먼저 달아나는 일은 드물어요(40번 중 2번, 22 mm 안에서). 뛰는 동안 거미가 다가오는 쪽 눈의 접근 감지 뉴런에 뜀의 진행률 제곱에 비례하는 입력(최대 150 Hz)을 넣어요. 거미 다리가 닿는 시점(뜀의 85%)보다 5 ms 먼저 거대 섬유가 20 Hz를 넘으면 탈출이에요(둘 다 정한 값). 같은 계산을 뛰는 시간마다 40번씩 돌려 보면 45 ms 0/40, 55 ms 6/40, 65 ms 21/40, 75 ms 30/40, 85 ms 38/40, 95 ms 39/40번 탈출했어요. 무리 파리는 이 비율로 탈출 여부를 정해요.
효모 한 숟갈은 규칙이에요. 암컷은 비행할 때 17%, 수컷은 5% 확률로 효모로 날아가 먹어요. 효모를 먹은 암컷은 바나나로 돌아가 알을 낳는데, 낳는 확률이 최대 3배가 되고 붐빈 바나나에도 더 낳아요(실제 암컷도 알을 만들려면 단백질이 필요해요). 숫자는 정한 값이에요. 3분씩 두 번 돌려 보면 효모를 넣은 상자가 알을 두 배 가까이 낳고, 바나나가 더 빨리 바닥나 먼저 무너졌어요.
수컷의 구애도 규칙이에요. 수컷이 암컷 쪽으로 돌아서 따라가며 암컷 쪽 날개 하나를 펴서 떨어요(실제로는 이 떨림이 노래예요). 노래를 5~11초쯤 들으면 암컷이 70% 확률로 받아들여 짝짓기를 하고(실제 20분쯤을 12~18초로 줄였어요), 아니면 달아나요. 이 뇌 모델에선 더듬이 청각 뉴런이 켜지면 거대 섬유가 점프를 일으켜서, 암컷의 뇌로 돌리면 노래를 듣고 펄쩍 달아나 버려요. 실제 암컷은 그러지 않아서 뇌 대신 규칙으로 움직였어요.
도구는 실제 감각 뉴런을 켜요. 설탕은 주둥이 끝의 설탕 맛 뉴런(LB3c, 32개), 쓴 설탕은 여기에 쓴맛 뉴런(42개)을 더하고, 그림자는 그쪽 눈의 접근 감지 뉴런(LPLC2·LC4), 붓은 머리 털 감각 뉴런(305개), 소리는 양쪽 더듬이 존스턴 기관의 청각 뉴런(387개), 식초는 냄새 뉴런(DM1)이에요. 켠 뉴런은 각자 초당 150번(머리 털은 80번) 무작위로 발화해요. 그래서 같은 자극도 매번 조금씩 달라요.
결과표는 몸으로 가는 신호 일곱 가지(앞으로·뒤로·왼쪽 돌기·오른쪽 돌기·점프·주둥이·손질)의 발화율을 80 ms로 평균해 0.5 ms마다 보고, 자극을 준 뒤 (자극 길이 + 0.6초) 안에 기준을 처음 넘은 신호를 첫 반응으로 적어요. 기준은 점프·주둥이 20 Hz, 나머지 30 Hz로 정한 값이에요.
이 페이지와 같은 계산을 자극마다 10번씩 돌려 봤어요. 자극 없음 → 0/10. 설탕 → 주둥이 뻗기 10/10(평균 61 ms). 쓴 설탕 → 반응 없음 10/10. 그림자 → 점프 10/10(평균 19 ms), 이어서 반대쪽으로 돌기 10/10. 붓 → 손질 10/10(평균 23 ms). 소리 → 점프 10/10(평균 75 ms). 식초 → 폭주 10/10(평균 50 ms). 빛으로 켠 명령 뉴런 → 그 동작 10/10(평균 17~25 ms).
빛으로 켜기는 광유전학 실험을 흉내 냈어요. 빛에 반응하는 단백질이 하강 뉴런 한 종류에만 있다고 치고 그 뉴런만 켜요. 문워커 뉴런(MDN)은 뒤로 걷기, DNp09는 앞으로 걷기, DNa01·02는 그쪽으로 돌기, 거대 섬유는 점프를 일으키는 뉴런으로 알려져 있어요. 켠 뉴런이 곧 몸 반응을 읽는 뉴런이라 움직임은 바로 나와요. 이 뉴런들은 신호를 주로 배 신경삭(VNC, 이 연결도에 없는 부분)으로 보내서 뇌 안의 불꽃은 작아요.
바람 감각과 물 맛 뉴런도 켜 봤어요. 하강 뉴런 몇 종이 켜지긴 하는데, 그 뉴런들이 몸에서 무슨 일을 하는지 아직 잘 몰라서 움직임으로 옮기지 않았어요.
뉴런 모델은 Shiu 외(2024, Nature)의 단순 발화 모델을 이 페이지에서 다시 짠 거예요. 원본(Brian 2)과 같은 설탕 실험을 돌려 보면 뉴런별 발화율이 거의 같아요(상관 0.998). 휴대폰에서도 돌도록 시냅스 5개 이상인 연결 270만 개(전체 시냅스의 63%)만 쓰고, 0.5 ms 간격으로 계산해요.
몸은 따로 없어요. 하강 뉴런 몇 종의 발화를 공 굴리기·점프 시도·주둥이 뻗기·손질로 옮기는 규칙은 이 시뮬레이터가 정했어요. 결과표의 횟수는 이 모델에서 나온 횟수예요. 실제 파리가 그렇게 할 확률이 아니고, 실제 파리 행동을 예측하지 않아요.
냄새·온도 쪽 뉴런을 켜면 원본 모델에서도 뇌 전체가 멈추지 않고 타올라요. 실제 파리는 그러지 않아요. 여기선 '폭주'로 보여 주고, 3초 뒤 그 파리의 뇌를 처음 상태로 되돌려요.
한살이는 25 °C의 실제 발생 시간을 따라요. 알 1일, 애벌레 4일(세 번 허물을 벗고 마지막엔 먹이에서 기어 나와요), 번데기 4일. 하루를 6초로 빨리 감았어요. 어른 수명은 30~70일로 잡았고, 알은 실제(하루 수십 개)보다 훨씬 적게 낳게 해서 상자가 넘치지 않게 했어요. 애벌레가 붐비면 많이 죽는 것도 실제와 같아요. 이 한살이와 무리의 행동은 규칙이에요.
바나나는 하루에 썩어서 0.8%, 먹고 있는 애벌레 한 마리당 0.05%, 어른 한 마리당 0.02%씩 줄어요. 4분의 1 아래로 줄면 알을 덜 낳아요. 다 떨어지면 어린 애벌레는 하루 안에 굶어 죽고, 3령 후반 애벌레는 그때까지 먹은 것만으로 번데기가 돼요(임계 체중). 어른은 2~5일 버텨요(암컷이 더 오래). 실제 초파리도 물만 있으면 2~3일쯤 살아요.
수컷(배 끝이 검고 조금 작아요)을 골라도 같은 암컷 뇌 연결도로 돌려요. 공개된 전체 뇌 연결도가 암컷 것이라서예요.
상자는 한 변 약 21 cm인 정육면체 두 개를 이어 붙였어요(안쪽 42 × 21 × 20 cm). 가운데 유리벽 한복판에 안지름 3.6 cm, 길이 4.6 cm 유리관을 끼웠어요. 왼쪽은 바나나가 있는 사육방, 오른쪽은 고른 것만 들어가는 실험방이에요. 바나나는 앞 유리에 붙여 놓아서, 다 자란 애벌레 대부분이 가장 가까운 앞 유리를 타고 올라가 번데기가 돼요. 무리 파리는 가끔(비행의 3.5%) 실험방을 구경 가고, 거기선 비행할 때마다 34% 확률로 돌아와요. 걷는 파리와 애벌레는 유리벽을 넘지 못해서 알·애벌레·번데기는 왼쪽 방에만 생겨요. 파리와 알·애벌레·번데기는 멀리서도 보이게 실제의 두 배쯤으로 그렸고, 실험대 공과 거미도 그만큼 크게 그렸어요. 색은 야생형 노랑초파리를 따랐어요. 황갈색 몸에 벽돌빛 빨간 눈, 배에는 검은 가로 줄무늬가 있고, 갓 나온 파리는 연한 색이다가 하루쯤 지나며 짙어져요.
첫 반응: 자극 뒤 (자극 길이 + 0.6초) 안에 몸 신호(80 ms 평균)가 기준을 처음 넘은 것. 거미는 다리가 닿기 5 ms 전까지 거대 섬유가 20 Hz를 넘으면 탈출. 기준은 점프·주둥이 20 Hz, 나머지 30 Hz(정한 값). 감각 입력이 무작위라 같은 자극도 조금씩 달라요. 모델 계산이고, 횟수는 실제 파리의 확률이 아니에요. 기록은 이 탭에만 있고 저장하지 않아요.