WiredMind 소개

실제 그대로인 것과 단순화한 것

실제 그대로인 것

• 뉴런. 수업마다 MaleCNS v1.0 (새 탭에서 열림) 커넥톰에서 재구성한 뉴런 3,000~4,500개를 써요. 이 커넥톰은 수컷 초파리 한 마리의 중추신경계 전체를 담고 있고, 세포 유형은 저자들이 분류한 그대로예요.
• 시냅스 수. 모든 연결의 가중치는 데이터셋이 두 세포 사이에서 찾아낸 시냅스 수예요. 검출 신뢰도가 0.5 이상인 시냅스만 세요.
• 연결의 부호. 뉴런이 다음 세포를 흥분시킬지 억제할지는 그 뉴런이 내보낸다고 예측된 신경전달물질로 정해요. 아세틸콜린은 흥분을, GABA와 글루탐산은 억제를 일으켜요. 도파민, 세로토닌, 옥토파민을 내보낸다고 예측되었거나 전달물질이 불분명한 세포는 모델에서 아무 효과도 내지 않아요.
• 모양과 위치. 뉴런마다 데이터셋에 있는 자기 골격을 따라, 초파리 몸속 실제 위치에 그려요.

단순화한 것

• 작게 잘라 낸 회로. 수업마다 신경계 전체가 아니라 뉴런 3,000~4,500개로 이루어진 부분 회로를 돌려요. 냄새 회로는 수용체, 투사 뉴런, 케니언 세포, 출력 뉴런이라는 네 세포 집단으로 이루어져요. 나침반 회로와 탈출 회로는 출발점이 되는 세포 유형에서 연결을 두 단계까지 넓힌 뒤, 가장 강하게 연결된 상대만 남겨요. 시냅스가 다섯 개 미만인 연결은 뺐어요. 잘라 낸 범위 밖의 것은 모두 사라지는데, 원래 네트워크의 균형을 잡아 주던 억제도 여기에 들어가요.
• 모든 세포에 하나의 뉴런 모델. 모든 곳에서 같은 매개변수를 쓰는 누설 적분-발화(leaky integrate-and-fire) 점 뉴런이에요. 매개변수는 Shiu et al. (2024) (새 탭에서 열림)에서 발표한 값을 그대로 써요. 휴지 전위와 재설정 전위 −52 mV, 역치 −45 mV, 막 시간 상수 20 ms, 시냅스 시간 상수 5 ms, 불응기 2.2 ms, 지연 1.8 ms, 시냅스당 0.275 mV예요. 가지돌기 계산도, 등급 전위 뉴런이나 스파이크를 내지 않는 뉴런도, 신경 조절도, 학습도 없어요. 시냅스는 절대 바뀌지 않아요.
• 간극 연접은 없어요. 커넥톰에는 화학적 시냅스만 기록되어 있어서, 전기적 시냅스는 빠져 있어요. 이 점은 탈출 수업에서 가장 중요해요. 실제 초파리에서 거대 섬유와 점프 운동 뉴런 사이의 연결은 간극 연접에 크게 기대는 혼합 시냅스예요. 여기서는 그 연결을 화학적 시냅스 90개로만 나타내요.
• 아무것도 학습하지 않아요. 냄새 수업은 초파리가 냄새 기억을 저장하는 곳, 곧 케니언 세포에서 출력 뉴런으로 가는 시냅스를 보여 줘요. 하지만 모델에는 도파민 뉴런도, 가소성도 없어요. 잘라 낸 회로에는 케니언 세포의 활동을 희소하게 유지해 주는 APL 뉴런도 빠져 있어요.
• 이상화한 자극. ‘자극하기’는 그룹의 모든 뉴런에 서로 독립적인 푸아송 입력을 줘요(냄새 수업과 탈출 수업에서는 40 Hz로 200 ms 동안, 회전 뉴런에는 60 Hz로 800 ms 동안). 입력 하나하나가 세포를 발화시킬 만큼 강해서, 광유전학으로 뉴런을 활성화하는 것과 비슷해요. 실제 냄새는 몇 가지 수용체 유형을 특정한 패턴으로 활성화하지만, 수업 속 냄새는 잘라 낸 회로에 있는 수용체 뉴런 1,861개를 모두 발화시켜요. 파리채도 접근 감지 세포 304개를 한꺼번에 발화시키지만, 실제로 다가오는 물체는 커지면서 이 세포들을 차례로 끌어들여요.
• ‘끄기’는 완전한 차단이에요. 끈 그룹은 휴지 상태에 머물러 스파이크를 전혀 내지 않고, 아무 신호도 보내지 않아요. Kir2.1이나 파상풍 독소처럼 실제로 뉴런을 끄는 도구는 효과가 부분적이고 더 느리며, 전기적 시냅스는 그대로 작동하게 둘 수도 있어요.
• 나침반과 랜드마크. 모델에서 링 뉴런은 시각 입력을 전혀 받지 않아요. 링 뉴런을 끄면 나침반에 주던 억제가 사라지는데, 여기서 활동 봉우리가 떠도는 것도 그 때문이에요. 실제 초파리에서는 링 뉴런이 감각 기관으로부터 랜드마크와 여러 단서를 들여와요.
• 타이밍. 반응 지연 시간은 실제 기록이 아니라, 어디에나 똑같이 적용한 1.8 ms 지연과 막·시냅스 시간 상수에서 나와요. 그럴듯한 범위에 들어오긴 하지만, 실제로 측정한 탈출 지연 시간에 맞추어 조정한 것은 없어요. 뷰어는 기기에 따라 프레임당 초파리 시간 0.2~2 ms씩, 모든 과정을 느린 화면으로 보여 줘요. 그리고 마지막 자극 뒤 150 ms가 지나면 시뮬레이션을 멈춰요. 일부 회로에는 흥분성 고리가 있어서, 잘라 낸 범위 밖에 남겨 둔 억제가 없으면 신호가 끝없이 메아리치기 때문이에요.
• 실제 형태가 아닌 그림. 뉴런은 실제 가지 모양이 아니라, 골격을 따라 점 12개를 이은 선으로 그려요. 번쩍이는 빛은 스파이크를 나타내요. 움직이는 점은 이해를 돕는 그림일 뿐, 전도 속도나 스파이크가 실제로 지나가는 경로를 보여 주지는 않아요.

연구용 도구라면 달라질 점

• 중추신경계 전체를 시뮬레이션하거나, 원칙에 따라 정한 경계에서 자르고 입력을 모델링해요. 약한 연결도 남겨 둬요.
• 세포 유형별 매개변수를 실제 기록에 맞추고, 등급 전위 뉴런과 스파이크를 내지 않는 뉴런도 넣어요. 가지돌기가 중요한 곳에는 전도도 기반 모델이나 다구획 모델을 써요.
• 다른 데이터에서 얻은 간극 연접, 도파민과 옥토파민 같은 신경 조절 물질, 그리고 가소성을 더해요. 예를 들면 케니언 세포에서 출력 뉴런으로 가는 시냅스가 도파민 신호를 받을 때 약해지는 현상이에요.
• 감각 뉴런을 실제 세상과 같은 방식으로 자극해요. 냄새마다 다른 수용체 패턴을 쓰고, 물체가 커지면서 세포를 차례로 끌어들이는 접근 자극을 써요.
• 신경전달물질 예측과 가중치를 불확실한 값으로 다뤄요. 값을 바꿔 가며 여러 시드로 돌려 보고, 결과를 전기생리학 실험과 행동 실험 결과와 비교해요.

원자료 찾아보기

• neuPrint (새 탭에서 열림): MaleCNS v1.0을 세포 하나하나, 시냅스 하나하나 찾아볼 수 있어요.
• MaleCNS 논문 (새 탭에서 열림): Berg, S., Beckett, I. R., Costa, M., Schlegel, P., Januszewski, M., et al. (2026). Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome. Cell 189, 5504–5526.e15.
• Shiu et al. (2024) (새 탭에서 열림): WiredMind가 매개변수를 빌려 온, 뇌 전체를 다루는 누설 적분-발화 모델이에요.
• 소스 코드 (새 탭에서 열림): 데이터 파이프라인, 시뮬레이터, 수업, 그리고 각 수업의 설명이 실제 회로에서 맞는지 확인하는 테스트가 들어 있어요.

뉴런 데이터 출처

모든 뉴런과 시냅스 수는 수컷 초파리 중추신경계의 MaleCNS v1.0 커넥톰 (새 탭에서 열림)에서 가져왔어요. 이 커넥톰은 HHMI Janelia FlyEM (새 탭에서 열림), 케임브리지 대학교 (새 탭에서 열림), MRC 분자생물학 연구소 (새 탭에서 열림), Google Research (새 탭에서 열림)가 함께 만들었어요.

Berg, S., Beckett, I. R., Costa, M., Schlegel, P., Januszewski, M., et al. (2026). Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome. Cell 189, 5504–5526.e15. doi:10.1016/j.cell.2026.08.015 (새 탭에서 열림)

이 데이터는 CC BY 4.0 (새 탭에서 열림) 라이선스로 공개되어 있어요. WiredMind는 데이터를 이렇게 바꿨어요. 작은 회로 세 개만 잘라 내고, 시냅스가 다섯 개 미만인 연결은 빼고, 뉴런을 하나하나 단순한 선으로 그렸어요. 시뮬레이터는 Shiu et al. (2024) (새 탭에서 열림)의 뉴런 모델을 써요.

만든 사람

WiredMind는 텔아비브의 풀스택 개발자이자 SEO 전략가인 Guy Dahan의 작품이에요. 2026년 9월, 일주일 동안 만들었어요.

GitHub (새 탭에서 열림)·guy-dev.com (새 탭에서 열림)

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