초파리 뇌, 디지털 세상에 이식

기존 학계가 수십 년간 풀지 못한 고대 문서를 학생 3명이 인공지능(AI)을 활용하여 해독했다. 이는 고대 철학 문서 해독 콘테스트의 15억 달러 상금이 걸린 프로젝트였다.

AI는 CT 스캔 이미지 내의 알파벳을 스스로 식별하고 추출하는 방식으로 문서를 분석했다. 이를 통해 플라톤 무덤의 위치와 에피쿠로스 학파의 새로운 철학 내용이 발견됐다.

GPT-6의 등장 이후, 기술적 난제들이 전문가 영역을 넘어 개인에게도 기회를 제공하는 변곡점이 됐다. 과거에는 기술적 한계로 접근하기 어려웠던 분야에 AI 활용 능력을 가진 개인이 도전할 수 있게 된 것이다.

이러한 기술 발전은 개인이 좋은 아이디어만 있다면 AI를 활용하여 창업하고 경제적 기회를 창출할 수 있는 새로운 시대를 열었다.

이는 초파리 영혼을 뇌 업로드했다고 표현될 정도로 혁신적인 성과다.

디지털화된 초파리 뇌는 학습 없이도 가상 환경에서 스스로 생존 반응을 수행했다. 이는 생물학적 설계도를 디지털로 복제하여 구현한 최초의 사례로 기록된다.

가상 환경에 구현된 디지털 초파리는 실제 초파리의 뇌선도를 그대로 가지고 있다. 이 초파리는 외부 입력값 없이도 스스로 환경에 반응하는 모습을 보였다.

예를 들어, 가상 공간에서 먼지 가루가 떨어지면 이를 털어내는 자극 반응 행동을 구현했으며, 먹이 냄새를 감지하고 먹으려 하는 능동적인 행동까지 확인되었다.

기존에는 초파리의 뇌 16만 개 정도 되는 뇌세포만 분석했지만, 이제는 뇌에서 척수 다발과 말초 신경계까지 전부 분석하는 단계에 이르렀다. 이는 신경계 전체의 연결 구조를 파악하려는 시도다.

가상 세계에서 초파리의 정교한 움직임을 구현하는 데 성공했으며, 이를 통해 실제 생명체의 복잡한 행동 메커니즘을 디지털로 재현할 수 있었다.

이러한 연구는 AI 기술을 활용하여 5년이 걸릴 것으로 예상되던 작업을 단 몇 년 만에 완수하는 성과를 거두었다.

공개된 초파리 커넥텀(뇌 배선도) 데이터를 이용하여 디지털 초파리의 게임 수행 능력을 테스트했다. 이 초파리는 리듬 게임에서 빨간색 레이저로 빨간색을, 파란색 레이저로 파란색을 없애는 과제를 수행했다.

놀랍게도 디지털 초파리는 사람보다 이 게임을 더 잘했다. 이는 초파리가 뛰어난 동체 시력을 가졌기 때문으로 분석되며, 게임 내 특정 동작 발생 시 뇌의 어느 부위가 활성화되는지 시각적으로 확인할 수 있었다.

초파리 뇌의 커넥텀 정보를 복제하여 디지털 세상에 구현한 성공 사례는 인간도 온라인에 집어넣을 수 있다는 가능성을 제기한다. 규제가 없을 경우 개인의 자아를 온라인에 이식하는 미래 시나리오에 대한 논의가 활발하다.

이는 커넥텀 정보를 바탕으로 한 디지털 인격을 생성하고, 본인 대신 사회적 역할을 수행하는 대리 아바타 개념으로 확장될 수 있다.

이제 디지털 초파리는 실제로 살아가듯 가상 세상에서 움직이는 모습을 보인다. 입력값 없이도 스스로 움직이는 디지털 초파리 시뮬레이션이 가능하다.

바나나 등 외부 자극에 반응하여 그쪽으로 날아가 먹는 행동을 하기도 한다. 이 과정에서 뇌가 어떻게 활성화되는지 실시간으로 관찰할 수 있다.

암컷과 수컷 초파리의 뇌 배선도를 100% 분석한 결과, 뇌 구조가 95%는 동일하지만 5%에서 차이가 나타났다. 이 차이는 주로 고차원 사고 부위에서 발생한다.

이 5%의 차이는 짝짓기 전략을 최적화하기 위해 발달한 특정 신경 회로에 기인하는 것으로 밝혀졌다.

공개된 초파리 뇌 배선도는 GPT-6를 활용하여 단 3일 만에 데이터화되었고, 관련 연구 결과들이 빠르게 쏟아지고 있다. 뇌의 회로 분석은 100% 완료된 상태다.

그러나 뇌 회로를 모두 분석했음에도 불구하고, 신경전달물질의 분비량 등은 100% 구현하지 못했다. 이는 현재 기술이 완전한 복제가 아닌 과도기적 단계에 있음을 보여준다.

초파리의 뇌 배선도는 디지털 정보를 넘어 실제 초소형 드론에도 탑재될 수 있다. 이를 통해 초소형 드론의 자율 비행 효율성을 높이고, 장애물을 더 잘 피하게 만들 수 있다.

트라우마를 극복하는 가장 효과적인 방법은 정신과 전문의들이 많이 사용하는 '소거법'이다. 이 방법은 공포의 대상을 완전히 없애는 것이 아니라, 새로운 긍정적 기억을 생성하는 데 중점을 둔다.

예를 들어, 개에게 물려 개를 볼 때마다 힘들어하는 환자에게는 매우 상냥한 개를 데려와 긍정적인 경험을 하게 함으로써 트라우마를 해소한다.

카이스트 연구진이 네이처 뉴로사이언스에 발표한 성과에 따르면, 부정적 기억을 삭제하는 것이 아니라 새로운 기억으로 대체하는 방식으로 트라우마가 극복된다.

새로운 경험을 통해 형성된 긍정적 기억 회로는 기존의 트라우마 기억(앵그램)을 완전히 지우지 않고 뇌에 그대로 남겨둔다. 대신 새로운 앵그램이 생긴다.

뇌의 '내측 중격'이라는 부위가 기존 기억과 새롭게 만들어진 기억 중 무엇을 활성화할지 결정하는 스위치 역할을 한다. 이 부위가 새롭게 형성된 긍정적 기억만 켜도록 조절하여, 기존의 트라우마 기억은 억제되고 새로운 기억만 떠올리게 만든다.

뇌의 엔그램(기억 저장소)은 기존 기억을 완전히 지우지 않는다. 트라우마 기억은 뇌에 그대로 남아있으며, 행복한 경험을 통해 새로운 엔그램이 생성되는 것이 밝혀졌다.

즉, 트라우마 이후 행복한 경험이 쌓이면 행복 기억을 담당하는 새로운 엔그램이 생겨나고, 특정 신경망이 기존 트라우마 기억의 발현을 억제하는 방식으로 작동한다.

억제 신경망을 끄면 행복 기억이 사라지고 다시 트라우마가 발현되는 현상이 관찰되었다.

반대로 행복한 기억을 억제하던 상태에서 신경망을 끄면 행복 기억이 다시 돌아온다. 이는 인간의 트라우마도 이와 유사한 뇌 기전으로 작동할 가능성을 시사한다.

과거 트라우마 엔그램은 뇌에 그대로 남아있기 때문에, 심리적 자극이 주어지면 억제 상태였던 트라우마가 언제든지 다시 활성화될 위험이 있다.

따라서 마음 수양은 한 번 하고 마는 것이 아니라 지속적으로 노력해야 하는 과정이다. 끊임없는 노력을 통해 새로운 긍정적 기억을 유지하고 트라우마의 재발을 방지해야 한다.

밀레니엄 7대 난제 중 하나였던 뇌 연구에 AI 기술이 적용되면서 그 속도가 가속화되고 있다.

이는 인간 뇌 분석 시대를 수백 년에서 수년 단위로 앞당길 가능성을 제시한다. AI는 방대한 데이터를 처리하고 복잡한 연결망을 파악하는 데 필수적인 도구가 될 것이다.

뇌를 복잡한 신경 배선도로 보고 이를 데이터화하는 '마인드 업로딩' 이론은 자아의 연속성에 대한 깊은 질문을 던진다. 물질적인 뇌가 디지털화될 때 '나'라는 정체성이 어떻게 유지될 것인가에 대한 논의가 활발하다.

데이터가 업로드된 존재도 스스로를 동일인으로 인식할 가능성이 있다. 그러나 뇌의 물리적 제거와 디지털 복제 사이의 자아 연속성 문제에 대한 우려가 제기된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 뇌를 1%씩 단계적으로 디지털에 이식하고, 동시에 뇌의 1%를 제거하는 방안이 제시되기도 한다. 이 과정을 통해 자아의 연속성을 유지하려는 시나리오가 논의된다.