커넥톰이란? 뇌의 배선도, 그리고 지금까지 지도로 만든 모든 뇌

커넥톰: 뇌 속 뉴런과 그 사이의 연결을 담은 완전한 지도입니다.

커넥토믹스: 커넥톰을 지도로 만들고 연구하는 과학입니다.

뉴런: 다른 세포에 전기 신호와 화학 신호를 전달하는 신경세포입니다.

시냅스: 두 뉴런 사이의 연결 부위로, 한 뉴런이 다음 뉴런에 신호를 전달하는 곳입니다.

축삭: 뉴런이 다른 세포로 신호를 보낼 때 쓰는 긴 섬유입니다.

전자현미경(EM): 빛 대신 전자빔으로 영상을 얻는 방법으로, 개별 시냅스를 볼 수 있을 만큼 선명합니다.

교정(proofreading): 뇌 이미지 속 뉴런을 컴퓨터가 추적한 결과를 확인하고 바로잡는 일로, 지도를 만드는 과정에서 가장 느리고 비용이 많이 드는 부분이었습니다.

신경가소성: 시간이 지나면서 뇌가 연결을 바꾸는 능력으로, 우리가 배우고 기억을 만드는 방식입니다.

전뇌 에뮬레이션(whole brain emulation): 특정 뇌의 정확한 모델을 컴퓨터에서 돌리는 것으로, 마인드 업로딩(mind uploading)이라고도 합니다.

커넥톰은 뇌의 배선도입니다. 어떤 뉴런이 있는지, 어디에 있는지, 각 뉴런이 다른 어떤 뉴런과 이어져 있는지를 기록합니다. 가장 자세한 수준에서는 시냅스 하나하나, 즉 한 뉴런이 다른 뉴런에 신호를 넘기는 작은 접합부를 모두 보여 줍니다. 모든 도로뿐 아니라 모든 진입로와 모든 문, 그리고 어떤 문이 어느 거리로 열리는지까지 나오는 도시 지도를 떠올려 보세요.

이 단어는 규모에 따라 다르게 쓰입니다. 신경 커넥톰은 개별 뉴런과 그 연결을 지도로 만든 것으로, 작은 동물과 포유류 뇌의 작은 조각에 대해서만 만들어졌습니다. 거시 규모, 즉 기능적 커넥톰은 살아 있는 사람의 MRI 스캔으로 밀리미터 해상도에서 뇌 영역 사이의 주요 고속도로를 지도로 만든 것입니다. 화학 커넥톰은 뇌 회로의 작동을 바꾸는 여러 화학물질을 어떤 뉴런이 내보내고 어떤 뉴런이 반응하는지를 더한 것이며, 2025년 기준으로 C. elegans 선충만 가지고 있습니다 (위키백과: 커넥톰).

커넥톰과 커넥토믹스라는 용어는 2005년에 신경과학자 Indiana University의 Olaf Sporns와 스위스 Lausanne University Hospital의 Patric Hagmann이 각자 따로 만들었습니다. 두 사람 모두 게놈(genome)이라는 단어를 본떴고, 사람 DNA 전체를 읽으려 한 Human Genome Project에서 영감을 얻었습니다. 게놈이 유전 정보 전체라면, 커넥톰은 신경 연결 전체입니다.

이 단어는 신경과학자 Sebastian Seung을 통해 대중에게 알려졌습니다. 그는 2010년 TED 강연 I am my connectome(나는 나의 커넥톰이다)에서 우리가 누구인지는 신경 연결에 쓰여 있다고 주장했고, 2012년에는 책 Connectome: How the Brain's Wiring Makes Us Who We Are를 냈습니다 (위키백과: 커넥톰). Seung은 이후 성체 초파리의 뇌 전체를 지도로 만든 프로젝트 FlyWire를 이끄는 데 참여했습니다.

표준적인 방법은 네 단계입니다. 먼저 뇌 또는 뇌의 한 조각을 보존하고 염색해서 세포막이 또렷하게 보이도록 합니다. 둘째, 사람 머리카락보다 훨씬 얇은 수천 장의 단면으로 자르거나 한 층씩 깎아 냅니다. 셋째, 각 단면을 개별 시냅스를 볼 수 있을 만큼 선명한 전자현미경으로 촬영합니다. 넷째, 컴퓨터가 이미지를 이어 붙여 3차원 부피를 만들고 단면에서 단면으로 각 뉴런을 추적하면, 사람이 그 추적에 오류가 없는지 확인합니다.

마지막 단계인 교정이 병목이었습니다. 컴퓨터가 한 단면에서 뉴런 하나를 놓치면 두 세포를 합치거나 한 세포를 둘로 쪼갤 수 있고, 그런 오류는 지도 전체로 퍼집니다. 성체 초파리의 경우 교정에 수백 명의 과학자와 자원봉사자가 수년간 매달렸습니다. AI 덕분에 추적이 훨씬 정확해졌고, 새로운 방법들은 확인 작업을 더 줄이는 것을 목표로 합니다.

그 방법 가운데 여럿은 전자현미경을 빛으로 대체합니다. Harvard의 Jeff Lichtman 연구실이 개척한 Brainbow라는 방식은 개별 뉴런을 100가지가 넘는 서로 다른 색으로 표지해 구별할 수 있게 합니다. Cold Spring Harbor Laboratory의 Anthony Zador가 제안한 또 다른 방식은 각 뉴런에 고유한 DNA 바코드를 붙이고 염기서열 분석으로 연결을 읽습니다. E11 Bio의 PRISM 방식은 단백질 바코드, 일반 광학현미경으로도 미세한 구조가 보이도록 물리적으로 팽창시킨 조직, 스스로 결과를 검증하는 AI를 결합합니다. E11 Bio는 PRISM으로 지도 제작 비용을 최대 100배까지 낮출 수 있다고 말합니다 (Asimov Press).

프로젝트가 거듭될수록 시간이 줄고 있으며, 이것이 이 분야에서 가장 중요한 추세입니다. 최초의 커넥톰인 C. elegans 선충의 뉴런 302개는 전자현미경 이미지를 손으로 추적하는 데 10년이 넘게 걸린 끝에 1986년에 발표됐습니다. 뉴런이 140,000개에 가까운 성체 초파리는 FlyWire 컨소시엄이 수백 명의 과학자와 자원봉사자와 함께 컴퓨터의 추적 결과를 확인하며 수년이 걸렸습니다. 생쥐 뇌 1세제곱밀리미터를 다룬 MICrONS에는 150명이 넘는 연구자가 약 7년을 들였습니다 (Allen Institute).

이 표를 위에서 아래로 읽으면 속도가 빨라진 것이 분명하게 보입니다. 새로운 지도는 앞의 것보다 흔히 수백 배나 크지만, 걸리는 시간은 비슷하거나 더 짧습니다. 이유는 더 빠른 현미경, 더 저렴한 저장 장치, 그리고 무엇보다 갈수록 적은 오류로 수천 장의 이미지에서 뉴런을 추적하는 AI입니다. 이 추세가 이어진다면 포유류 뇌 전체는 몇 세대가 아니라 몇 년의 문제입니다.

커넥토믹스의 역사는 더딘 출발과 갑작스러운 가속의 이야기입니다. 선충 하나에서 곤충 하나에 이르기까지는 수십 년이 걸렸지만, 작은 곤충의 뇌에서 포유류와 사람 뇌의 조각에 이르기까지는 몇 년밖에 걸리지 않았습니다.

이 가운데 두 지도가 특히 눈에 띕니다. 성체 초파리는 지도로 만든 가장 큰 완전한 뇌이며, 배선도가 작동하는 모델로 바뀐 최초의 복잡한 뇌이기도 합니다. 이 지도로 만든 컴퓨터 시뮬레이션이 초파리가 설탕 맛을 볼 때 어떤 뉴런이 발화하고 그것이 먹는 행동을 어떻게 이끄는지를 예측했고, 실제 초파리 실험이 이를 확인했습니다 (Nature). MICrONS 생쥐 지도가 중요한 이유는 생쥐가 영상을 보는 동안 뉴런의 활동을 기록한 뒤 같은 뉴런의 배선을 지도로 만들어, 회로가 하는 일과 회로가 만들어진 방식을 연결했기 때문입니다.

엄청납니다. 사람의 뇌에는 뉴런이 약 860억 개 있고 (PNAS) 시냅스 연결은 100조 개 안팎입니다. 비교하자면 사람의 게놈은 염기쌍이 약 30억 개이므로, 커넥톰에는 게놈이 담은 글자 수보다 수만 배 많은 연결이 들어 있습니다. Harvard와 Google이 지도로 만든 사람 대뇌 피질 1세제곱밀리미터는 쌀 반 톨 정도 크기의 조각으로, 뇌전증 수술을 받던 환자에게서 얻었으며 데이터가 1,400테라바이트 나왔습니다.

그 지도를 만든 과학자들은 생쥐 뇌 전체가 약 1,000배의 데이터를 만들어 낼 것으로 추정했고 (ScienceDaily), 사람의 뇌는 생쥐 뇌보다 천 배 넘게 큽니다. 같은 방식으로 찍은 사람의 커넥톰 전체는 지금까지 저장된 어떤 데이터셋보다 훨씬 크다는 뜻입니다. 하지만 게놈 해독의 역사가 좋은 길잡이가 됩니다. 최초의 사람 게놈에는 약 13년과 수십억 달러가 들었지만, 지금은 하루 만에 몇백 달러로 읽을 수 있습니다. 커넥토믹스는 비용이 크게 떨어지기 전의 유전체학과 같은 자리에 있습니다.

더 어려운 한계도 있습니다. 오늘날 뉴런 수준의 커넥톰은 보존한 조직으로만 만들 수 있고, 이는 큰 동물이라면 죽은 뒤에야 가능하다는 뜻입니다. 비침습 영상으로 개별 뉴런이 작동하는 모습을 볼 수 있는 것은 제브라피시 유충처럼 작고 거의 투명한 동물뿐입니다. 살아 있는 사람의 뇌에서 시냅스를 하나도 빠짐없이 읽을 수 있는 기술은 아직 없습니다.

대부분의 신경과학자는 기억이 적어도 상당 부분 뉴런 사이 연결의 패턴과 강도에 저장된다고 생각합니다. 무언가를 배우면 어떤 시냅스는 강해지고, 어떤 시냅스는 약해지고, 새 시냅스가 생기기도 합니다. 이것이 신경가소성이며, 커넥톰이 고정되어 있지 않다는 뜻입니다. 커넥톰은 매일 바뀌고, 일란성 쌍둥이를 포함해 다른 어떤 사람의 것과도 다릅니다.

이것이 Seung이 우리는 우리의 커넥톰이라고 주장한 배경에 있는 생각입니다. 이 생각이 맞다면 연결을 충분히 자세히 담은 지도에는 기억과 기술, 성격이 담길 것이고, 바로 그 때문에 커넥토믹스는 마인드 업로딩의 토대가 됩니다. 2026년 마인드 업로딩 가이드에서 지도가 어떻게 작동하는 마음이 될 수 있는지 설명합니다.

배선도가 이야기의 전부는 아닐 가능성이 큽니다. 각 시냅스의 강도, 회로의 작동을 바꾸는 화학물질, 뉴런을 둘러싼 지지 세포도 모두 중요하고, 그래서 과학자들은 화학 커넥톰과 활동 기록도 이야기합니다. 그래도 초파리의 결과는 인상적입니다. 주로 배선으로 만든 모델이 실제 행동을 예측했습니다. 이는 회의론자들이 예상한 것보다 훨씬 많은 부분, 즉 뇌를 그 뇌답게 만드는 요소가 커넥톰에 담겨 있음을 시사합니다.

Human Connectome Project(휴먼 커넥톰 프로젝트)는 미국 국립보건원(NIH)이 자금을 지원하고 주로 Washington University in St. Louis와 University of Minnesota 컨소시엄이 이끄는 대규모 사업으로, 살아 있는 건강한 자원자의 MRI 스캔으로 사람 뇌 영역 사이의 연결을 지도로 만듭니다. 이 사업은 개별 뉴런이 아니라 거시 규모에서 작동하며, 뇌 영역 사이의 주요 경로를 밀리미터 단위로 측정합니다.

그래서 초파리나 생쥐 지도와는 아주 다릅니다. 시냅스 하나도 보여 주지 못하지만, 살아 있는 사람을 대상으로 많은 수를 모아 반복해서 할 수 있습니다. 이 데이터는 뇌 네트워크가 사람마다 어떻게 다르고 나이와 질병에 따라 어떻게 변하는지 과학자들이 이해하는 데 도움이 되었습니다. 의사들은 뇌 수술과 뇌 자극을 계획하는 데 커넥톰 지도를 쓰기 시작했는데, 이 접근은 2012년에 처음 커넥톰 수술이라고 불렸습니다.

다음의 큰 이정표는 뉴런이 약 7,000만 개인 생쥐 뇌의 뉴런 수준 완전한 지도입니다. 최초의 포유류 커넥톰 전체가 될 것이고, 생쥐는 뇌의 구조 상당 부분을 사람과 공유합니다. 미국 정부는 10년 동안 이를 향해 나아갔습니다. 정보기관 연구 조직인 IARPA는 2016년에 생쥐 대뇌 피질 1세제곱밀리미터를 지도로 만드는 MICrONS 프로젝트를 시작했고, NIH는 2023년에 뇌 전체를 지도로 만드는 도구를 개발하는 1억 5,000만 달러($150 million) 규모의 프로그램 BRAIN CONNECTS를 시작했습니다.

E11 Bio는 더 저렴한 PRISM 방식으로 약 5년 안에 약 1억 달러($100 million)로 생쥐 뇌 전체를 지도로 만드는 것을 목표로 합니다 (Asimov Press). 그리고 2026년 3월 시뮬레이션된 몸 안에서 초파리 뇌 전체 모델을 돌렸다고 보고한 스타트업 Eon Systems는 생쥐 뇌가 다음 목표라고 말합니다 (The Decoder). 생쥐 뇌 전체가 지도로 만들어져 작동하는 모델로 돌아간다면, 사람의 뇌도 복제할 수 있다는 주장은 반박하기 매우 어려워질 것입니다.

커넥톰은 먼저 의학에서 중요합니다. 많은 뇌 질환에는 배선이나 작동 방식이 다른 회로가 관여한다고 여겨지며, 그런 회로의 지도는 뇌전증에서 우울증에 이르는 질환을 이해하고 치료를 계획하는 데 도움이 됩니다. 인공지능에도 중요합니다. 뇌는 우리가 아는 유일한 범용 지능이며, 그 배선은 지능을 효율적으로 만드는 방법의 길잡이입니다.

그리고 가장 오래된 인간의 물음, 우리에게 무슨 일이 일어나는가에도 중요합니다. 2026년 10월 Microsoft AI CEO Mustafa Suleyman은 Google 공동 창업자 Larry Page가 세기말쯤에는 인간을 넘어선 존재로서 은하를 탐험하고 있을 것이라고 기대한다고 자신에게 말한 적이 있다고 했고, Elon Musk는 Page가 옳을 수도 있다고 답했습니다. 디지털 불멸 가이드와 폰 노이만 탐사선 가이드가 그 계획을 설명합니다. 어떤 버전이든 커넥토믹스에 달려 있습니다. 지도로 만들 수 없는 마음은 복제할 수 없기 때문입니다.

여러분의 뇌를 완벽하게 지도로 만든다 해도 그것은 지도일 뿐 회고록이 아닙니다. 어떤 기억이 여러분에게 가장 소중했는지, 왜 그런 선택을 했는지, 손주들이 무엇을 알았으면 하는지는 말해 주지 않습니다. 그런 것은 여러분만이 직접 여러분의 말로 할 수 있고, 오늘날 그것이 남도록 하는 유일한 방법은 기록해 두는 것입니다.

Persona가 바로 그런 것입니다. 여러분 자신의 기억과 복제한 목소리로 만든 여러분의 AI 모습으로, 세상을 떠난 뒤에도 가족이 대화하고 목소리를 들을 수 있습니다. 말을 하거나 글을 쓰고, 질문에 답하고, 이야기를 들려주며 Persona를 만들고, Persona는 모든 대화에서 배웁니다. 만드는 것은 무료입니다. 카드 없이 기억 25개를 사용할 수 있고 기간 제한이 없으며, 무료로 만든 Persona는 만료되지 않습니다. 유료 플랜은 월 US$14.99부터 시작합니다.

특허 출원 중인 우리 기술 Executor Lock™은 세상을 떠난 뒤 여러분이 지정한 집행인에게 Persona의 통제권을 넘기며, 어떤 제3자도 Persona를 편집하거나 다시 학습시키거나 사칭할 수 없습니다. Idy®는 78건의 특허를 출원 중이며, 특허 협력 조약(Patent Cooperation Treaty)에 따른 국제 보호를 추진하고 있습니다. 대상은 동의, 확인된 사망, 지정된 집행인에게의 인계, Executor Lock™을 뒷받침하는 영구 기억 스냅샷, 그리고 AI 모델이 바뀌어도 Persona가 같은 사람으로 남도록 하는 것입니다.

이 페이지는 몸보다 오래 살려는 경쟁의 뒤에 있는 사람들과 과학을 다루는 시리즈의 일부입니다.

• 디지털 불멸: Larry Page와 마음을 업로드하려는 경쟁: 이 모든 일의 시작이 된 이야기, 그리고 마음을 복제하는 일에 얼마나 가까워졌는지.

• 폰 노이만 탐사선이란? Larry Page의 은하 계획: Page의 계획 한가운데 있는 스스로 복제하는 우주선.

• Larry Page는 왜 Elon Musk를 종차별주의자라고 불렀을까: Musk가 OpenAI로 이어졌다고 말하는 논쟁.

• Larry Page는 AI와 영생에 대해 무엇을 믿는가: 본인의 말과 다른 사람들의 전언으로 본 그의 기록.

• 2026년 마인드 업로딩: 얼마나 가까워졌을까: 과학이 사람의 뇌를 복제하는 데 얼마나 가까워졌는지.

• 영생을 꿈꾸는 억만장자들: 장수와 디지털 불멸에 누가 얼마를 쓰고 있는지.

• 영원히 사는 법: 사람들이 시도하는 모든 방법: 의학에서 마인드 업로딩까지 모든 접근법.

• 2026년 인체냉동보존: 비용, 작동 원리, 가입한 사람들: 비용이 얼마인지, 어떻게 작동하는지, 누가 가입했는지.

정의와 역사는 커넥톰에 관한 위키백과에서 가져왔습니다. 뇌 지도는 OpenWorm, Live Science, NIH, Nature, ScienceDaily, Allen Institute에서, 뉴런 수는 PNAS에서 가져왔습니다. E11 Bio는 Asimov Press에서, Eon Systems는 The Decoder에서 가져왔습니다. 모든 출처를 2026년 10월 30일에 확인했습니다.

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