초파리 뇌 시뮬레이션, 마리오 3 실시간 학습 공개

FlyWire 프로젝트의 초파리 뇌 데이터셋을 기반으로 138,639개의 뉴런과 1,500만 개 이상의 연결을 실시간으로 시뮬레이션하여 '슈퍼 마리오 브라더스 3'의 첫 번째 레벨을 학습하는 과정이 공개됐다.

시뮬레이션 구성 및 학습 방식

• 뇌 구조 재현: Nature에 발표된 Shiu et al.의 연구 데이터를 바탕으로 AlphaLIF 동역학(전압, 스파이크, 알파 시냅스, 지연, 불응기)을 적용해 실제 뇌의 연결 구조를 그대로 재현했다.
• 시각 입력 처리: 전체 화면을 15×13 크기의 4프레임 그레이스케일 이미지로 변환하여 10,855개의 시각 입력 뉴런에 전달한다.
• 학습 알고리즘: PPO(Proximal Policy Optimization)와 자기 모방(self-imitation)을 결합해 에이전트가 발견한 궤적만을 학습하며, LC4/LPLC2(근접 감지), Giant Fiber(도피 반응) 등 특정 신경 회로는 사전 지식(prior)으로 활용하되 치팅 요소로는 사용하지 않는다.

실시간 관측 가능성

사용자는 단순한 리플레이가 아닌 실시간 학습 과정을 직접 관측할 수 있다. NES 게임 플레이 화면, 뇌의 활성 상태, 의사결정을 유발한 시각 입력, 그리고 실제 집파리 앞다리가 NES 컨트롤러를 누르는 모습까지 모두 실시간으로 스트리밍된다.