사람 vs 쥐 vs 파리: 뇌세포 다섯 라운드를 어떻게 쟀나 (그리고 처음에 틀린 것들)

영상 Human vs mouse vs fruit fly brain cells: who wins?의 방법 글입니다. 영상은 4분이라, 숫자 뒤의 과정과 정정은 여기에 적습니다.

English version: Human vs Mouse vs Fly: How We Measured Five Rounds

왼쪽부터 사람 측두엽 5층 피라미드 뉴런(H01), 쥐 시각 피질 2/3층 피라미드 뉴런(MICrONS), 초파리 거대섬유 하행 뉴런(Janelia 수컷 신경계). 같은 축척의 실제 메시입니다.

질문

사람 뇌는 초파리 뇌보다 압도적으로 큽니다. 이번에 직접 잰 수컷 초파리 뇌의 외곽 폭은 약 0.73 mm 였어요. 그러니 큰 뇌는 더 크고 더 바쁘고 더 촘촘히 연결된 세포로 만들어졌을 거라고 생각하기 쉽습니다. 마침 세 종의 전자현미경 커넥톰이 모두 공개되어 있어서, 공개 데이터에서 직접 재거나 원 논문에서 인용할 수 있는 숫자만으로 물어봤습니다. 뉴런을 나란히 세우면 누가 이길까?

세 지도

	사람	쥐	파리
데이터	H01	MICrONS (minnie65, v1300)	Janelia FlyEM 수컷 중추신경계 v1.0
조직	뇌전증 수술 때 그 아래 해마의 병소에 닿기 위해 떼어낸 측두엽 피질. 두께 170 µm 판 모양으로 1층부터 백질까지(약 3 mm), 부피는 1 mm³ 조금 넘음	시각 피질 약 1 mm³	중추신경계 전체
논문	Shapson-Coe 외, Science 2024	MICrONS Consortium, Nature 2025	Berg 외, Cell 2026
라이선스	CC BY 4.0	CC BY 4.0	CC BY (공개본 기준)

셋 다 로그인 없이 읽을 수 있습니다. MICrONS 는 공개된 Delta Lake 내보내기(받는 쪽 ID 범위마다 Parquet 파일 하나)에서 시냅스 표를 바로 읽어서, 뉴런 하나의 입력을 몇 초 만에 받았습니다. 계정이 필요한 CAVE 는 쓰지 않았습니다.

1라운드 · 빽빽함: 1 mm³ 당 뉴런 수

• 사람 약 16,000. H01 본문에 「the density of neurons was ~16,000/mm³」라고 직접 나오고, 센 숫자는 뉴런 16,087 · 교세포 32,315 입니다. 표본이 1층부터 백질까지 들어 있어서(H01 세포 태그 46,637개 중 12,482개가 백질 태그) 회색질만의 밀도는 이보다 높습니다.
• 쥐 약 120,000. MICrONS 공식 페이지 기준으로 1.4 × 0.87 × 0.84 mm 안에 뉴런 약 12만 개입니다(우리가 쓴 minnie65 와 옆의 minnie35 를 합친 전체 부피 기준)(논문의 생체 상태 치수는 1.3 × 0.87 × 0.82 mm). 우리가 세포표에서 분류가 가장 잘 된 100 µm 기둥들을 직접 세면 약 18.5만/mm³ 가 나옵니다. 다만 이건 회색질만 센 값이고, 그 기둥에서도 핵의 17% 가 미분류라서 하한값입니다. 공식 값과 재는 대상이 달라서 영상에는 공식 값을 썼습니다. H01 논문도 사람 밀도가 「쥐 연합 피질보다 거의 10배 낮다」고 적고 있습니다.
• 파리 약 350만. 수컷 중추신경계 뉴런은 166,700개입니다. 공개본의 뇌·신경삭 외곽 메시 부피를 직접 계산하니 0.032 + 0.016 = 0.048 mm³ 였고, 166,700 ÷ 0.048 ≈ 350만입니다. 파리 신경계 전체가 1 mm 정육면체에 약 20번 들어갑니다. 이 외곽 메시가 세포체 층까지 감싸는지 확인했습니다. 공개본의 세포체 점을 무작위로 200개씩 뽑아 보니 뇌 쪽은 98.5%, 신경삭 쪽은 100% 가 외곽 메시 안에 들어 있었습니다(신경삭 neuropil 메시 안에는 0%). 그러니 세포체 층을 빼먹어서 밀도가 부풀려진 것은 아닙니다.

수컷 초파리의 뇌와 신경삭(공개본 외곽 메시)과 1 mm 정육면체. 분홍 선이 거대섬유 뉴런입니다.

2라운드 · 듣기: 뉴런 하나가 받는 입력 시냅스

받는 쪽이 그 세포에 닿는 시냅스를 모두 셌습니다.

• 사람: H01 세포 태그에서 2층 또는 3층이면서 「pyramidal」인 4,156개 중 무작위로 뽑은 2/3층 피라미드 뉴런 60개. 중앙값 2,428 (범위 41~11,413). H01 은 대부분 자동 재구성이라 쪼개진 세포는 시냅스를 잃습니다. 그래서 실제보다 적게 센 값이고, 아주 작은 값(500 미만 2개)은 조각난 재구성입니다.
• 쥐: 세포표에서 교정 완료로 표시된 2/3층 피라미드 뉴런 30개. 그런 세포 526개 중 표 순서로 앞의 30개이고, 교정 표시 두 열의 뜻은 값을 보고 추정했습니다. 중앙값 4,357.
• 파리: 고른 유형 10종(거대섬유, LPLC2, LC4, 케년세포, Mi1, T4a 등)에서 유형마다 표 순서로 최대 3개씩, 26개. 중앙값 2,203. 무작위 표본이 아닙니다. 참고로 수컷 중추신경계에서 입력이 있는 뉴런 166,529개 전체의 중앙값은 364 로, 우리가 고른 유형들이 입력이 많은 쪽에 치우쳐 있습니다.

이 라운드는 점수를 주지 않습니다. 영상 첫 판을 만든 뒤 사람 숫자를 문헌과 대조했습니다. 사람 2/3층 피라미드 세포 하나에 흥분성 시냅스가 약 30,000개라는 추정이 있습니다(Eyal et al. 2018). 우리 H01 중앙값의 열 배가 넘습니다. H01 은 두께 약 170 µm 조각이라 세포 대부분의 가지가 잘려 나가고, 자동 추적에서 더 잃습니다. 그래서 2,428 은 사람 세포를 공정하게 대표하지 못하고, 이 라운드를 쥐에게 주던 판정을 거둡니다.

기록은 파리가 가져갑니다. 버섯체에 넓게 퍼져 있는 APL 뉴런 두 개(Liu & Davis 2009)가 각각 118,348개와 124,656개의 입력을 받습니다.

3라운드 · 크기

메시 꼭짓점을 고르게 나눈 64개 방향에 투영해서 가장 넓게 퍼진 폭을 쟀습니다.

• 사람: 1,527 µm. 영상에 나오는 5층 세포 하나의 값입니다. 자동 재구성이라 다른 조각이 잘못 붙어 있으면 크게 나올 수 있습니다.
• 쥐: 1,113 µm. 우리가 잰 교정 뉴런 5개(5층 ET 뉴런 4개, 2/3층 1개) 중 최대입니다. 영상 화면에 보이는 쥐 뉴런은 이것과 다른, 더 작은 세포입니다.
• 파리: 633 µm. 거대섬유입니다(Namiki 외 2018의 하행 뉴런 이름으로는 DNp01).

사람과 쥐 세포는 표본 경계 밖으로 이어져서 실제로는 더 큽니다. 파리 세포는 온전합니다. 데이터 좌표로 보면 뇌와 신경삭을 합친 세로 길이는 약 1.0 mm(z ≈ 791,077 µm)이고, 거대섬유는 z ≈ 125735 µm 로 뇌에서 신경삭까지 내려갑니다. 신경계 길이의 약 61% 입니다.

4라운드 · 세포체

H01 에서 세포체 바로 위에 있는 시냅스는 아주 적습니다. 받는 쪽을 분석한 1억 3,370만 개 중 0.394% 예요. 그래서 범위를 넓혀 세포 중심에서 15 µm 안의 입력을 셌습니다. 이 범위에는 가지가 시작되는 부분도 들어갑니다.

• 사람: 같은 2/3층 피라미드 뉴런 60개. 208,273개 중 3,769개, 1.8% (세포별 중앙값 2.0%). 세포 중심은 메시로 추정했습니다. 꼭짓점이 가장 빽빽한 10 µm 칸을 찾고 반경 15 µm 평균 이동으로 다듬었어요. 입력이 41개뿐인 조각 하나가 76% 로 튀는데(아래 그래프), 이걸 빼도 합친 비율은 1.81% → 1.80% 로 거의 그대로입니다.
• 쥐: 30개. 140,746개 중 3,938개, 2.8% (세포별 중앙값 2.8%). 중심은 세포표의 핵 위치입니다.
• 파리: 26개. 519,602개 중 142개, 0.03%. 중심은 공개본의 세포체 점입니다.

파리 결과는 파리 해부 구조와 맞습니다. 성체 초파리 뇌에서 뉴런 세포체는 표면 근처에 「세포체 겉층」을 이루고, 그 안쪽의 시냅스 영역(neuropil)에는 속하지 않습니다(Robinson 외 2025 리뷰, Pereanu 외 2010 인용). 단서가 두 가지 있습니다. 사람과 쥐는 세포 중심을 다른 방법으로 구했고, 15 µm 라는 고정 반경은 크기가 아주 다른 세포들에서 같은 의미가 아닙니다. 그래서 쥐가 앞서긴 하지만 근소한 차이입니다.

5라운드 · 가장 센 연결

세포마다 입력을 보내는 쪽 ID 로 묶고 가장 큰 묶음을 골랐습니다.

• 사람: H01 초록에 「rare powerful axonal inputs of up to 50 synapses」라고 나옵니다(심사 전 원고에는 「~50」). 본문의 한 예로, 흥분성 축삭 하나가 근처 억제성 인터뉴런에 시냅스 53개를 만들었습니다(그림 7E). 우리 5층 세포의 가장 센 상대는 17개입니다. 축삭이 자주 끊기는 자동 재구성에서 센 값이라 실제보다 적을 가능성이 큽니다.
• 쥐: 30개 중 최대 29, 중앙값 12.
• 파리: 1,878. DPM 이라는 뉴런 하나가 APL 에 주는 수입니다. 다른 APL 의 가장 센 상대는 다른 DPM 뉴런이고 1,611개입니다. 파리 26개의 중앙값은 84 입니다. 단, 이건 우리 표본 안의 최댓값입니다. 파리 중추신경계 전체로 보면 이보다 센 연결이 다섯 개 더 있고, 가장 센 것은 2,591개입니다.

흰 점: DPM 이 APL 하나에 주는 시냅스 1,878개. APL 의 나머지 입력은 감췄습니다.

최종 점수: 파리 2(+입력 기록), 쥐 1, 사람 1, 그리고 승자 없는 라운드 하나(듣기).

처음에 틀린 것들

초안부터 공개본까지 오류 일곱 개를 잡았습니다. 대부분 숫자에서 문장으로 너무 빨리 넘어간 게 원인이었습니다.

1. 사람 표본이 다른 종류의 세포였습니다. 2·4라운드에 처음 쓴 H01 세포 158개를 「5층 뉴런의 이웃」이라고 설명했는데, 실제로는 갤러리에 저장된 2층 세포 묶음이었습니다. 157개가 인터뉴런으로 태그돼 있었고, 그 5층 뉴런에서 약 1.1~1.6 mm 떨어져 있었어요. 사람 인터뉴런과 쥐 피라미드 뉴런을 비교한 셈이라 같은 조건이 아니었습니다. 이 글을 의심하면서 다시 읽은 두 번째 점검에서 잡혔고, 무작위 2/3층 피라미드 뉴런 60개로 다시 쟀더니 4라운드 승자가 사람(5.3%)에서 쥐로 바뀌었습니다.
2. 표본 수가 짝수일 때 중앙값이 틀렸습니다. 코드가 가운데 두 값의 평균이 아니라 위쪽 값을 골랐어요. 예를 들어 파리 입력 중앙값을 2,381 로 냈는데 실제는 2,203 입니다.
3. 사람 뉴런 수를 초록에서 추정했습니다. 초록의 「세포 약 57,000개, 교세포가 뉴런보다 2:1 많다」로 나누면 약 19,000 이 나오는데, 본문에는 센 값 16,087 과 밀도 ~16,000/mm³ 가 있습니다.
4. 「세포체 위 시냅스」는 우리가 잰 것을 틀리게 부른 말이었습니다. 15 µm 구역에는 가지의 시작 부분도 들어갑니다. 라운드 이름을 「세포 중심 15 µm 안」으로 바꾸고, 논문 그림의 대표 세포 하나로 일반화한 문장은 뺐습니다.
5. 거대섬유가 「파리 뇌를 가로지른다」고 했는데 틀렸습니다. 외곽과 겹쳐 보니 뇌에서 신경삭으로 내려가는 뉴런이었습니다.
6. 「50」의 출처를 잘못 적었습니다. 처음엔 「교정 전 자동 재구성 기준」이라고 썼는데, 이건 초록의 요약이고 본문 예시는 시냅스 53개짜리 연결입니다.
7. 덜 센 숫자로 2라운드를 판정했습니다. 처음엔 H01 중앙값(2,428)이 MICrONS(4,357)보다 작다는 이유로 「듣기」를 쥐에게 줬습니다. 뒤에 쇼츠를 검증하다 사람 2/3층 피라미드 세포가 약 30,000개라는 문헌 추정을 확인했습니다. 얇은 H01 조각이 세포를 잘라 내므로, 이 라운드는 점수를 주지 않는 것으로 바꿨습니다.

작은 것 하나 더: MICrONS 에서 몇몇 세포의 「가장 센 상대」가 자기 자신이었습니다. 자동 재구성에서 자기 연결(autapse)은 대부분 분할·검출 오류라서 뺐습니다.

스스로 어떻게 확인했나

• 우리 집계 vs 논문. H01 에 공개된 세포 종류 태그를 직접 세면 교세포 30,278 · 뉴런 15,567 로, 논문 숫자(32,315 · 16,087)와 가깝습니다.
• 인용 문장은 출처와 대조. H01, MICrONS, hemibrain, Namiki, Robinson 논문은 본문을, 파리 수컷 신경계 논문과 Liu & Davis 는 초록을 대본과 문장 단위로 맞춰 봤습니다.
• 의심하는 두 번째 점검. 「틀린 곳이 있다」고 가정하고 글을 문장마다 다시 읽는 점검을 따로 했습니다. 여기서 오류 1, 중앙값 오류, 과장된 표현 몇 개가 나왔고 모두 고쳤습니다.
• 밀도 숫자 두 개를 섞지 않음. 쥐는 공식 약 12만을 쓰고, 우리 회색질 기둥 값이 왜 더 큰지 설명했습니다. 더 그럴듯한 쪽을 고르지 않았습니다.

이 비교가 공정하지 않은 이유

• 부위와 나이가 다릅니다. 수술 환자의 사람 측두엽, 쥐 시각 피질, 파리 신경계 전체.
• 교정 수준이 다릅니다. 쥐 세포는 교정됐고, 사람 세포는 교정되지 않았고, 파리는 전체가 교정됐습니다.
• 잘림. 사람·쥐 세포는 표본 경계에서 잘렸고, 사람 표본은 두께 170 µm 판입니다. 파리 세포는 온전합니다.
• 「시냅스」의 단위가 다릅니다. 파리에서는 출력점(T-bar) 하나에 여러 받는 가지가 동시에 닿습니다(Scheffer 외 2020). 우리는 받는 쪽 접촉 하나하나를 셌기 때문에, 여기서 말하는 파리 「시냅스」는 일대일인 포유류 시냅스와 같은 단위가 아닙니다.
• 검출이 시냅스를 놓칩니다. H01 팀은 축삭 일부를 교정해서 흥분성 11%, 억제성 35% 를 놓친다고 추정했습니다. MICrONS 는 정밀도 96%, 재현율 89% 입니다.
• 작고 무작위가 아닌 표본. 주요 라운드 표본은 60·30·26개이고, 쥐는 표 순서로, 파리는 유형을 골라서 뽑았습니다. 크기와 사람의 최강 연결은 각각 세포 하나의 값입니다.

그래서 정직한 결론은 영상 제목보다 좁습니다. 이 표본들에서 세 종의 뉴런은 뇌 크기와 같은 방향으로 줄 서지 않습니다. 파리는 가장 빽빽하고 단일 연결이 압도적으로 굵습니다. 우리 표본의 쥐 세포는 입력이 가장 많습니다(중앙값 4,357). 다만 사람 세포보다 많다는 뜻은 아닙니다. H01 조각이 얇아 사람 세포가 잘려 있어서 사람과는 비교가 안 되고, 문헌 추정으로는 사람 2/3층 피라미드 세포의 입력이 약 30,000개입니다. 우리가 잰 사람 세포 하나는 가장 큽니다. 이건 이 표본들에 대한 설명이지 일반 법칙이 아닙니다.

데이터와 참고문헌

• H01: Shapson-Coe A. 외 (2024) Science 384:eadk4858, doi:10.1126/science.adk4858 · gs://h01-release
• MICrONS: MICrONS Consortium (2025) Nature 640:435–447, doi:10.1038/s41586-025-08790-w · www.microns-explorer.org
• 파리 수컷 중추신경계: Berg S. 외 (2026) Cell 189:5504–5526, doi:10.1016/j.cell.2026.08.015 · gs://flyem-male-cns
• Liu X., Davis R.L. (2009) Nat Neurosci 12:53–59, doi:10.1038/nn.2235 (APL)
• Namiki S. 외 (2018) eLife 7:e34272, doi:10.7554/eLife.34272 (거대섬유 = DNp01)
• Scheffer L.K. 외 (2020) eLife 9:e57443, doi:10.7554/eLife.57443 (polyadic 시냅스)
• Eyal G. 외 (2018) Front Cell Neurosci 12:181, doi:10.3389/fncel.2018.00181 (사람 2/3층 시냅스 수 추정)
• Robinson 외 (2025) The Drosophila adult brain: short overview of structure, function, and resources. Curr Res Insect Sci 7:100113, doi:10.1016/j.cris.2025.100113 (세포체 겉층)

측정은 공개 파일을 대상으로 우리 스크립트로 했습니다. 오류를 찾으시면 알려주세요. 글을 고치고 영상 아래에 정정 댓글을 고정하겠습니다.

「Inside the Connectome」의 다른 글: 사람 뇌 지도에서 뉴런 하나를 따라가 봤다(H01) · 니코틴은 왜 끊기 어려울까 · 같은 자물쇠, 다른 효과 — LSD와 리수라이드

---

저자 — kbrain-map.org 운영자. 멀티오믹스(프로테오믹스) 데이터를 분석하는 연구자로, 「Inside the Connectome」 영상과 이 방법 글의 측정은 공개 커넥톰 데이터로 직접 했습니다.

운영자의 말 — 영상은 4분이라 숫자 뒤의 과정을 다 담지 못했습니다. 틀린 곳을 찾으시면 알려 주세요. 글을 고치고 영상에 정정 댓글을 고정하겠습니다.