No Campus com Helder Coelho

Compreender a Inteligência Humana

Podemos aumentar a velocidade e a segurança da investigação do cérebro, o que dada a sua enorme complexidade, é um enorme passo em frente

Pixabay

Helder Coelho

Será possível ter uma pessoa dentro de um scanner e dizer-lhe para mudar a atividade de diferentes zonas do seu cérebro, com base no que estamos a observar num monitor desse mesmo scanner? Pode a Inteligência Artificial (IA) abordar e interatuar com a Neurociência, e vice-versa?

A recente Tese de Doutoramento (junho, 2017) de Romy Lorenz, no Laboratório de NeuroImagiologia Clínica, Computacional e Cognitiva do ICL (Imperial College London), focou as respostas neuronais (neurofeedback) em tempo real, através da interação com um scan, ou seja com o leitor de varrimento (scanner) do cérebro de um paciente.

A experiência sobre as respostas neuronais apoia-se numa conversa via o ecrã do monitor do posto de trabalho, o qual permite mudar a atividade de diferentes partes do cérebro do paciente, enquanto se vêm as imagens do cérebro em direto. Tudo isto graças a um programa de computador que é capaz de descodificar as imagens do cérebro (sob fMRI ou functional Magnetic Ressonance Imaging), enquanto se liga ou desliga a atividade (maior durante a concentração) de uma região particular, por exemplo a que estabelece a conexão de parte do córtex cerebral às áreas mais profundas, como o hipocampo (onde se produzem as imagens).

Um dos exercícios da Romy consistiu em descodificar como as diferentes redes do cérebro interatuam, em tempo real, o que não é uma tarefa simples. Por isso, ela optou por escolher, em primeiro lugar, as regiões mais estudadas do cérebro, os córtices visual e auditivo. Para os seres humanos é fácil realizar combinações de visões e sons, de molde a ativar o córtex do ouvido e não o da visão, e vice-versa.

Foi desenvolvido um algoritmo de IA, que é capaz de jogar com duas espécies de “alavancas”, para ligar ou desligar aquelas partes do cérebro. Durante este trabalho foram ensaiados diferentes algoritmos, de aprendizagem profunda (Deep Learning) e de Redes Neuronais, embora o êxito só fosse alcançado com o método de otimização bayesiana, o qual permite calcular a validade das hipóteses em função de conhecimento prévio. Esta técnica facilitou obterem-se as melhores respostas: ter a combinação correta do vídeo e do som. Em média, o algoritmo, denominado Automatic Neuroscientist, consegue obter o estímulo ótimo em seis minutos.

São poucos os tópicos da Psicologia, que sejam velhos ou controversos, como o do estudo da inteligência humana. A tese da Romy continua outras tentativas recentes (por exemplo a de Adam Hampshire e do seu orientador Adrian Owen em 2012), que procuraram também responder à pergunta “Como o cérebro suporta diferentes aspetos da inteligência?”, embora a investigação seja ainda limitada no seu alcance, por exemplo pelo número e variabilidade das tarefas cognitivas usadas (o Cognitron foi usado para realizar o levantamento de várias aptidões mentais). O Automatic Neuroscientist pode dissecar os trabalhos de um cérebro, desenhar testes clínicos e, ainda, descobrir como estimular o cérebro.

Romy acha que “nos últimos tempos, os homens não têm sido suficientemente imparciais para fazer justiça à grande quantidade de informação colecionada pelas técnicas da imagiologia do cérebro. Contudo, recorrendo às técnicas da IA, enquanto se obtêm ao mesmo tempo dados do cérebro, melhoramos muito a fiabilidade das nossas descobertas”. E, isto quer dizer, que podemos aumentar a velocidade e a segurança da investigação do cérebro, o que dada a sua enorme complexidade, é um enorme passo em frente.

Referências:
Lorenz, R. Neuroadaptive Bayesian Optimization – Implications for the Cognitive Sciences, Tese de PhD (Orientadores: Robert Leech e Aldo Faisal), ICL, 2017.
http://www.wired.co.uk/article/automatic-neuroscientist-ai-brain-experiments

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
Paulo Motrena

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de outubro é com Paulo Motrena, técnico superior do Gabinete de Organização Pedagógica da Direção Académica de Ciências ULisboa.

Sala de aulas com crianças

Cerca de 90 alunos do Colégio S. João de Brito visitaram o DQB e DG Ciências ULisboa. O projeto educativo desta escola contempla a dinamização de atividades relacionadas com as ciências experimentais, destinadas a enriquecer as aulas de Estudo do Meio.

Campus de Ciências ULisboa

José Francisco Rodrigues, professor do DM e investigador do CMAFcIO de Ciências ULisboa, escreve sobre a interação profícua entre a Matemática e a Biologia, no Ano da Biologia Matemática, que celebra o extraordinário progresso das aplicações matemáticas na Biologia.

“Reportagem Especial - Adaptação às Alterações Climáticas em Portugal”

"Reportagem Especial - Adaptação às Alterações Climáticas em Portugal" está nomeada para o prémio internacional Best Climate Solutions 2018. É o único projeto ibérico a concurso.

Sara Magalhães

Nesta fotolegenda destacamos uma passagem da entrevista com Sara Magalhães, professora do Departamento de Biologia Animal, investigadora do cE3c, e que pode ser ouvida no canal YouTube e na área multimédia do site da Faculdade.

“Tomar consciência do tipo de relação que se tem connosco pode ser muito importante, na medida em que nos ajuda a perceber de que forma andamos ou não a cuidar de nós próprios”, escreve Andreia Santos, psicóloga do Gapsi, na sua rubrica habitual.

Átrio do C3

Este ano registaram-se mais de 6000 candidaturas aos cursos de Ciências ULisboa no âmbito do Concurso Nacional de Acesso. Em ambas as fases as vagas foram totalmente preenchidas. Durante a 1.ª fase de inscrições, matricularam-se 833 estudantes. A 2.ª fase de matrículas termina a 1 de outubro.

 Noite Europeia dos Investigadores

A Noite Europeia dos Investigadores foi lançada em 2005. “Ciência na cidade” é o tema desta edição que se realiza a 28 de setembro e conta com 22 iniciativas com o carimbo de Ciências ULisboa.

Ana Simões

É a primeira vez que uma cientista portuguesa preside à European Society for the History of Science. Ana Simões, professora do DHFC e cocoordenadora do CIUHCT, tomou posse como presidente desta sociedade científica, a 16 de setembro, durante o “8th ESHS Meeting”, ocorrido em Londres. O mandato de dois anos termina em 2020.

Golfinhos

Uma equipa multidisciplinar, que inclui membros do CEAUL, vai monitorizar comunidades de baleias e golfinhos ao longo da costa portuguesa. O objetivo é criar um atlas dos cetáceos em Portugal e protegê-los.

Sequência de vértebras caudais do exemplar de dinossáurio terópode

Elisabete Malafaia, doutorada em Ciências ULisboa, deixa alguns conselhos a quem quer seguir uma carreira em Paleontologia.A primeira autora do artigo do Journal of Paleontology é investigadora do IDL e da UNED e na prestigiada revista internacional apresenta os resultados do estudo feito ao conjunto de fósseis do dinossáurio carnívoro, descoberto em Torres Vedras e que indica a presença de carcarodontossáurios no Jurássico Superior de Portugal há 145 milhões de anos.

O SMART FARM CoLAB ficará localizado nas antigas instalações do Instituto da Vinha e do Vinho, em Torres Vedras

Ciências ULisboa participa através do cE3c, do BioISI e do IDL no recém-criado SMART FARM CoLAB.

Inscrições Ciências 2018

O primeiro período de matrículas para os alunos do 1.º ano, 1.ª vez em Ciências ULisboa termina a 14 de setembro. Pela primeira vez o processo é feito online.

Teresa Rodrigues

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de setembro é com Teresa Rodrigues, técnica superior da Biblioteca de Ciências ULisboa.

Tejo

Vanessa F. Fonseca, investigadora do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE-ULisboa), doutorada em Biologia Marinha e Aquacultura por Ciências ULisboa, coordena o projeto Biopharma, que deverá terminar em 2019.

Jardim do Campo Grande

Os jardins do Campo Grande surgem entre os preferidos de Lisboa, de acordo com os resultados de um inquérito online desenvolvido pelo Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c) em colaboração com a Câmara Municipal de Lisboa.

Alunos no átrio do C1

Ciências ULisboa preenche a totalidade das vagas na 1.ª fase do Concurso Nacional de Acesso ao ensino superior. Este ano houve mais de cinco mil candidaturas aos cursos da Faculdade.

Solidariedade

Colegas e amigos homenageiam José Rufino, falecido em julho passado, com uma missa em ação de graças e uma recolha de fundos para a Ciências Solidária, que será entregue a esta associação em nome do professor do Departamento de Informática de Ciências ULisboa.

O presidente da Câmara Municipal de Lisboa, Fernando Medina, ficou a conhecer os carros solares de Ciências ULisboa

Sara Freitas, doutorada em Sistemas Sustentáveis de Energia por Ciências ULisboa, foi um dos membros da organização do Festival Solar de Lisboa 2018. O acontecimento contribuiu para a atribuição à cidade de Lisboa do prémio Capital Verde Europeia 2020.

Figura feminina

Andreia Santos, psicóloga do Gapsi, deixa uma questão para cada um pensar sobre si próprio: “Qual é a minha atitude perante aquilo que geralmente não pode ser mudado?”.

Mais de um milhão de euros para quatro projetos da ULisboa, ao abrigo do 1.º Concurso da FCT e da Aga Khan Development Network. Ciências ULisboa é a instituição proponente de um desses quatro projetos, participando noutro. Ao todo foram selecionados 16 projetos.

Samuel Barata

Samuel Barata estuda na Faculdade no mestrado de Química e é atleta com algumas medalhas alcançadas. Conheça mais pormenores do percurso do estudante, entrevistado por Ciências ULisboa.

Euryphara ribauti

Se ainda não conhece o projeto das cigarras marroquinas, entre no Instagram e acompanhe as aventuras de Gonçalo Costa, distinguido este ano com uma bolsa de início de carreira pela National Geographic Society.

campus universitário

A ULisboa continua a ser a universidade portuguesa melhor classificada no Ranking de Shanghai. Acima do intervalo em que é classificada a ULisboa – 151 a 200 – encontram-se 52 universidades europeias, mas nenhuma delas é do sul da Europa ou do espaço ibero-americano.

Fotografia de Sven Fischer da Unsplash

“Back to the future: Testing different scenarios for the next supercontinent gathering” da autoria de Hannah S. Davies, J. A. Mattias Green e João C. Duarte foi publicado na Science Direct a 26 de julho e é um dos temas da edição impressa do próximo mês de outubro da Global and Planetary Change.

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