인간의 뇌세포로 컴퓨터를 만든다? 살아 있는 뇌세포 20만 개가 보여준 놀라운 미래
우리가 사용하는 컴퓨터는 반도체와 전자회로를 통해 정보를 처리합니다. 그런데 최근 과학자들은 전혀 다른 방식의 컴퓨터를 개발하고 있습니다.
놀랍게도 살아 있는 인간의 뇌세포를 이용해 정보를 처리하는 컴퓨터입니다.
공상과학 영화 속 이야기가 아닙니다. 실제로 호주 연구기업이 개발한 기술이며, 뇌세포를 컴퓨터에 연결해 게임 속 움직임을 제어하는 실험도 이루어졌습니다.
컴퓨터가 인간의 뇌를 흉내 내던 시대를 넘어, 이제는 진짜 뇌세포를 컴퓨터의 일부로 사용하는 시대가 시작된 것입니다.
도대체 어떤 원리일까요? 인간의 세포를 어떻게 뇌세포로 바꾸는 것일까요? 그리고 이런 기술이 발전하면 AI도 언젠가 사람처럼 생각할 수 있을까요?
오늘은 그 흥미로운 이야기를 살펴보겠습니다.
1. 살아 있는 뇌세포가 들어 있는 컴퓨터, CL1
호주 멜버른의 생명공학 기업 **코티컬 랩스(Cortical Labs)**는 2025년 살아 있는 뉴런을 이용한 바이오컴퓨터 'CL1'을 공개했습니다.
뉴런(Neuron)은 뇌와 신경계에서 정보를 전달하고 처리하는 신경세포입니다.
이 회사의 CL1에는 약 20만 개의 뉴런이 실리콘 칩 위에 배양되어 있습니다.
일반 컴퓨터가 반도체 회로로 정보를 처리한다면, CL1은 살아 있는 신경세포의 전기적 활동을 컴퓨터 시스템과 연결해 활용합니다.
여기서 중요한 점이 있습니다.
CL1은 사람의 뇌를 통째로 옮겨 놓은 컴퓨터가 아닙니다.
뇌세포를 배양하고, 세포의 신호를 읽고 자극하는 장치를 결합한 실험용 생물학적 컴퓨팅 시스템입니다.
이 기술을 바이오컴퓨팅(Biocomputing), 즉 생물학적 컴퓨팅이라고 부릅니다.
2. 인간의 혈액으로 뇌세포를 만들 수 있다고?
여기서 가장 신기한 질문이 생깁니다.
"사람의 뇌세포는 도대체 어디에서 가져오는 걸까?"
연구진은 기증받은 사람의 혈액에서 출발해 뇌세포를 만드는 방법을 사용합니다.
핵심은 **유도만능줄기세포(iPSC)**라는 기술입니다.
쉽게 설명하면 다음과 같습니다.
- 사람에게서 혈액 등 체세포를 얻습니다.
- 해당 세포를 특별한 방법으로 초기화해 유도만능줄기세포로 만듭니다.
- 줄기세포가 신경세포로 분화하도록 배양 조건을 조절합니다.
- 만들어진 뉴런을 배양하고 실리콘 칩에 연결합니다.
줄기세포는 적절한 조건에서 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 특성을 가지고 있습니다.
이러한 세포 초기화 기술의 발전에는 2012년 노벨 생리의학상 수상으로 이어진 연구도 중요한 역할을 했습니다.
그렇다고 혈액 한 방울이 곧바로 뇌가 된다는 뜻은 아닙니다. 복잡한 세포 초기화와 분화, 배양 과정을 거쳐야 합니다.
또한 뇌세포가 많이 만들어진다고 해서 사람의 뇌 전체가 재현되는 것도 아닙니다. 인간의 뇌에는 다양한 신경세포와 보조세포, 복잡하게 조직된 신경망이 존재하기 때문입니다.
3. 뇌세포가 게임을 배운다? 실제 실험 결과
이 기술이 세계적으로 주목받은 중요한 계기 중 하나는 게임 실험입니다.
2022년 코티컬 랩스 연구진은 학술지 Neuron에 'DishBrain'이라는 시스템을 이용한 실험 결과를 발표했습니다.
연구진은 배양된 인간 및 생쥐 유래 신경세포를 전극 장치에 연결하고, 고전 비디오게임인 '퐁(Pong)'과 비슷한 환경을 제공했습니다.
퐁은 화면에서 움직이는 막대로 공을 받아치는 간단한 게임입니다.
그런데 눈도 손도 없는 뇌세포가 어떻게 게임을 할 수 있을까요?
방법은 전기 신호였습니다.
연구진은 공이 어디에 있는지를 전극을 통한 자극으로 전달했습니다. 그리고 신경세포가 만들어내는 전기적 반응을 읽어 게임 속 막대의 움직임에 연결했습니다.
공을 받아쳤는지 놓쳤는지에 따라 서로 다른 피드백도 제공했습니다.
그 결과, 일부 배양 신경망에서 짧은 시간 안에 게임 수행 능력이 달라지는 학습 유사 반응이 관찰되었습니다.
연구 논문에서는 약 5분의 실시간 상호작용 안에서도 학습을 시사하는 변화가 나타났다고 보고했습니다.
특히 피드백이 없는 대조 조건에서는 같은 형태의 학습이 관찰되지 않았다는 점이 중요했습니다.
다만 이것을 사람이 게임 규칙을 이해하듯 뇌세포가 게임을 이해했다고 해석해서는 안 됩니다.
실험에서 확인된 것은 신경세포의 전기적 활동과 게임 수행 결과가 상호작용하며 변화했다는 사실입니다.
이 차이를 이해하는 것이 중요합니다.
4. 2026년, 뇌세포 2,400만 개 규모의 데이터센터까지
연구는 단순한 실험실 시연에서 한 단계 더 나아갔습니다.
2026년 3월 호주 컴퓨터협회(ACS)의 기술 전문매체 Information Age는 코티컬 랩스가 멜버른에 바이오 데이터센터 시제품을 구축했다고 보도했습니다.
이 시설에는 CL1 장치 120대가 설치되었습니다.
장치 한 대에 약 20만 개의 뇌세포가 사용된다는 설명을 기준으로 계산하면, 전체는 약 2,400만 개의 뉴런에 해당합니다.
물론 2,400만 개의 뉴런이 하나의 거대한 뇌처럼 연결되어 작동한다는 뜻은 아닙니다. 각각의 장치가 독립적인 생물학적 컴퓨팅 시스템으로 활용되는 구조입니다.
이러한 시설을 통해 연구자들은 원격으로 생물학적 신경망을 이용한 실험을 진행할 가능성을 넓히고 있습니다.
같은 해에는 뇌세포를 슈팅게임 '둠(Doom)'과 연결해 게임 속 행동에 참여시키는 시연도 공개됐습니다.
하지만 여기서도 게임 전체를 뇌세포가 실행한 것은 아닙니다.
게임을 실행하고, 상황을 전기 신호로 바꾸고, 다시 신경세포의 반응을 게임 명령으로 해석하는 과정에는 기존 컴퓨터와 소프트웨어가 필요합니다.
즉, 현재의 바이오컴퓨터는 기존 컴퓨터를 완전히 대체한 기술이 아니라 생물학과 전자기술을 결합한 새로운 컴퓨팅 연구 플랫폼이라고 이해하는 것이 정확합니다.
5. 왜 굳이 살아 있는 뇌세포를 사용할까?
이미 뛰어난 AI와 반도체가 있는데 굳이 뇌세포를 사용하는 이유는 무엇일까요?
중요한 이유 중 하나는 생물학적 신경망이 가진 적응 능력입니다.
인간의 뇌는 감각 정보를 처리하고, 새로운 환경에 적응하고, 경험을 바탕으로 행동을 조절합니다.
또한 뇌 전체가 사용하는 에너지는 매우 적은 편으로 알려져 있습니다.
반면 대규모 AI 시스템은 학습과 서비스 운영에 많은 전력을 필요로 합니다.
그래서 연구자들은 생물학적 신경망의 특성을 활용하면 미래에 새로운 형태의 효율적인 정보처리가 가능하지 않을까 기대하고 있습니다.
코티컬 랩스 측은 CL1 한 대의 전력 사용량을 약 30W 수준으로 설명했습니다.
하지만 여기에는 주의할 점이 있습니다.
전력 사용량이 적다고 해서 지금의 대형 AI보다 같은 일을 더 효율적으로 처리한다는 것이 증명된 것은 아닙니다.
현재 두 시스템의 연산 능력과 수행할 수 있는 작업이 크게 다르기 때문입니다.
살아 있는 세포를 유지하기 위한 영양분 공급, 온도 조절, 산소 공급, 폐기물 처리에도 장치와 에너지가 필요합니다.
따라서 바이오컴퓨터가 AI의 전력 문제를 해결할 수 있을지는 앞으로 더 많은 검증이 필요합니다.
6. 게임보다 중요한 것은 의료와 뇌 연구
뇌세포가 게임을 한다는 사실은 흥미롭지만, 실제 활용 가능성은 의료 연구에서도 찾아볼 수 있습니다.
예를 들어 살아 있는 인간 유래 뉴런을 이용하면 신경세포의 반응을 직접 관찰할 수 있습니다.
이를 통해 다음과 같은 연구가 가능해질 것으로 기대됩니다.
- 뇌 질환 연구: 신경세포의 기능 변화와 질병 기전을 이해하는 연구
- 신약 개발: 후보 약물이 인간 유래 신경세포에 어떤 영향을 미치는지 확인하는 실험
- 독성 평가: 특정 물질이 신경세포의 활동에 미치는 영향 분석
- 뇌의 학습 원리 연구: 신경망이 경험과 자극에 어떻게 적응하는지 관찰
물론 배양된 신경세포가 인간의 뇌 전체를 대신할 수 있는 것은 아닙니다.
하지만 동물실험이나 기존 세포실험을 보완하는 연구 도구로 발전할 가능성은 있습니다.
장기적으로는 로봇이 복잡한 환경에 적응하도록 돕는 제어 기술에도 응용할 수 있을 것으로 기대됩니다.
다만 이러한 활용은 아직 상당 부분 연구 단계입니다.
7. 그렇다면 AI도 언젠가 인간처럼 생각할까?
여기서 많은 사람이 가장 궁금해하는 질문이 등장합니다.
"살아 있는 인간의 뇌세포를 컴퓨터에 연결했으니, 언젠가는 사람처럼 생각하는 AI가 탄생하는 것 아닐까?"
흥미로운 상상이지만, 아직은 과학적으로 조심스럽게 접근해야 합니다.
우선 세 가지를 구분할 필요가 있습니다.
첫째, 정보를 처리하는 능력입니다.
전기 신호를 주고받으며 정보를 처리하는 능력은 신경세포에서 실제로 관찰할 수 있습니다.
둘째, 학습하고 적응하는 능력입니다.
배양 신경망이 특정 자극과 피드백에 반응하면서 활동을 변화시키는 현상 역시 연구에서 확인되었습니다.
셋째, 의식과 주관적인 경험입니다.
자신이 존재한다는 사실을 인식하거나 기쁨과 슬픔을 실제로 경험하는 문제는 전혀 다른 차원입니다.
현재의 연구만으로 배양된 뇌세포 네트워크가 인간과 같은 의식을 가진다고 말할 수는 없습니다.
사람의 언어를 자연스럽게 구사하는 AI나 학습 반응을 보이는 생물학적 컴퓨터가 반드시 인간과 같은 내적 경험을 가진다는 뜻도 아닙니다.
그러나 이러한 연구는 지능이 어떻게 발생하는지 이해하는 데 새로운 단서를 제공할 수 있습니다.
8. 인간과 AI는 경쟁할까, 함께 발전할까?
컴퓨터는 인간의 계산 능력을 확장했고, 인터넷은 인간의 정보 접근 능력을 크게 넓혔습니다.
인공지능은 이제 언어, 이미지, 연구, 의료 등 다양한 영역에서 인간의 활동을 보조하고 있습니다.
그리고 바이오컴퓨팅은 여기에 또 하나의 가능성을 제시합니다.
인간의 신경세포가 가진 특성과 디지털 컴퓨터의 기능을 결합하는 것입니다.
미래에는 AI가 인간의 판단을 돕고, 로봇이 위험한 일을 대신하며, 생명공학이 질병과 신체적 한계를 줄이는 방향으로 발전할 수 있습니다.
다만 기술 발전이 곧바로 고통 없는 세상을 보장하지는 않습니다.
신기술이 누구에게 제공되는지, 생물학적 세포의 기증과 이용이 윤리적으로 이루어지는지, 안전성과 개인정보 문제는 어떻게 관리할 것인지도 함께 고민해야 합니다.
기술이 인간의 능력을 확장하는 만큼, 그 기술을 책임 있게 사용하는 지혜 역시 중요해질 것입니다.
9. 마무리: 컴퓨터가 생물학을 만난 시대
불과 얼마 전까지만 해도 컴퓨터 안에 살아 있는 인간의 뇌세포가 들어간다는 것은 공상과학 영화에 가까운 이야기였습니다.
그러나 이제 우리는 인간 유래 뉴런을 실리콘 칩에 배양하고, 전기 신호를 주고받으며 디지털 환경과 상호작용시키는 실제 연구를 보고 있습니다.
아직 인간처럼 생각하는 인공 생명체가 만들어진 것은 아닙니다. 기존의 AI를 대체할 수준의 범용 바이오컴퓨터가 완성된 것도 아닙니다.
그럼에도 이 연구가 특별한 이유는 분명합니다.
지금까지 우리는 뇌를 닮은 컴퓨터를 만들려고 했다면, 이제는 살아 있는 뇌세포 자체를 컴퓨터 기술과 연결하기 시작했기 때문입니다.
앞으로 이 기술이 의료와 로봇공학, 인공지능 분야에서 어떤 변화를 만들어낼지는 아직 알 수 없습니다.
그러나 한 가지 질문은 오래도록 남을 것 같습니다.
인간이 만든 기술이 점점 인간을 닮아간다면, 미래의 인간과 AI는 어떤 모습으로 함께 살아가게 될까요?
어쩌면 미래 기술의 진정한 가치는 인간과 기계 중 누가 더 우월해지는지가 아니라, 서로의 한계를 보완해 더 안전하고 나은 세상을 만드는 데 있을지도 모릅니다.
참고자료
- Cortical Labs — CL1 공식 소개
https://www.corticallabs.com/cl1.html - Kagan et al. (2022), Neuron — In vitro neurons learn and exhibit sentience when embodied in a simulated game-world
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.09.001 - Australian Computer Society, Information Age (2026.03.11) — This Melbourne data centre runs on human brain cells
https://ia.acs.org.au/article/2026/this-melbourne-data-centre-runs-on-human-brain-cells.html
이 글은 2026년 10월 기준 공개된 연구와 보도를 바탕으로 작성했으며, 상용화 가능성과 미래 전망은 현재 입증된 연구 성과와 구분했습니다.