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

Cinquenta alunos do 4.º ano do Colégio Colibri, de Massamá, foram cientistas por um dia nos Departamentos de Biologia Animal e Biologia Vegetal.

Quando João Graça Gomes iniciou o estágio “Cenarização Sistema Elétrico 100 % Renovável em 2040”, com a duração de um ano, no Departamento Técnico da Associação Portuguesa de Energias Renováveis (APREN), sob a orientação de José Medeiros Pinto, engenheiro e secretário-geral daquela associação, quis “dar o melhor e mostrar a qualidade do ensino de engenharia na FCUL”. O ano passado foi distinguido com um dos prémios de maior destaque da engenharia nacional.

João Graça Gomes, engenheiro do Departamento Técnico da APREN e mestre em Engenharia da Energia e do Ambiente, foi galardoado com o Prémio - Melhor Estágio Nacional em Engenharia Eletrotécnica da Ordem dos Engenheiros.

Nesta fotolegenda destacamos uma passagem da entrevista com o climatologista Ricardo Trigo e que pode ser ouvida no canal YouTube e na área multimédia deste site.

Por forma a gerir a ansiedade de uma forma mais eficaz antes dos momentos de avaliação são propostas algumas estratégias que não eliminam a ameaça mas podem ajudar a lidar de um modo mais eficaz com a ansiedade.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O primeiro Dictum et factum de 2018 é com Marta Daniela Santos, responsável pelo Gabinete de Comunicação do cE3c – Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais.

Ciências será o palco de uma eliminatória regional do Famelab 2018, um dos maiores concursos internacionais de comunicação de ciência.

Ler Filosofia (através de Espinosa) permite olhar o mundo, de forma crítica e pensar em profundidade. Em Ciência, observar e refletir são indispensáveis, para caminharmos, abrindo novas linhas de pesquisa.

Vinte e três alunos estiveram na Faculdade de Ciências a estudar as bases metodológicas para a classificação sistemática de plantas. O curso inseriu-se no projeto HEI-PLADI, um programa ERASMUS + e ocorreu pela primeira vez em Portugal.

Parte do antigo bar do edifício C1 de Ciências dá agora lugar a um novo laboratório de investigação em Ecologia Evolutiva. Aqui vai ser explorado um sistema biológico composto por duas espécies de ácaro aranha,Tetranychus urticaeeTetranychus ludeni, que competem por um alimento - a planta do tomate.

O livro Faça Sol ou Faça Vento reúne seis histórias infantojuvenis sobre energias renováveis. Todas elas são escritas por autores com ligação à Faculdade de Ciências da ULisboa.

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?

Quase a terminar o ano, surgem as frequentes resoluções de ano novo, um conjunto de ideias e desejos para aquele que se perspetiva ser um ano talvez igual ou melhor que o anterior. Existem assim duas perspetivas temporais: o ano que passou (o passado) e o que vem (futuro), e é sobre a integração destas duas perspetivas que gostaria de deixar uma reflexão.

Estas duas imagens foram produzidas por André Moitinho, Márcia Barros, Carlos Barata do Centro Multidisciplinar para a Astrofísica (CENTRA) e Hélder Savietto da Fork Research no âmbito da missão Gaia.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de dezembro é com Rodrigo Maia, técnico superior do Laboratório de Isótopos Estáveis do Departamento de Biologia Vegetal de Ciências.

A cidade é um bom exemplo de um sistema adaptativo, inteligente e complexo. Fala-se hoje muito em cidades espertas, onde os peões e os habitantes só encontram motivos para viverem contentes, porque tudo é pensado para os ajudar, graças à capacidade analítica sobre os dados das pessoas e das cidades. A sua manutenção é imprescindível, e a sua renovação deve obedecer à inteligência e jamais à usura. Nem sempre isso ocorre.

O projeto AQUA LINE, da empresa PEN Wave, vencedor do concurso MAREINOV Montepio, destina-se a produzir de forma inovadora microalgas e copépodes para o sector da aquicultura.

André Borges, Bernardo Tavares e Luis Martins, alunos do mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente venceram o 1.º Hackathon de Transportes Internacional de Moscovo. A equipa classificada em 1.º lugar contou ainda com estudantes de Espanha e Colômbia.

O Prémio Luso-Espanhol de Química 2017 foi atribuído a Amélia Pilar Rauter, professora do Departamento de Química e Bioquímica e coordenadora do Grupo da Química dos Glúcidos do Centro de Química e Bioquímica de Ciências.

O quinto livro de António Damásio, colocado à venda a 3 de novembro, aborda o diálogo da vida com os sentimentos, como formadores da consciência e motor da ciência, e o que daí resulta, em especial para a cultura (ou ainda, sobre a estranha ordem, da sensação à emoção e depois ao sentimento). Os sentimentos são sinais da nossa vida e também os motivadores da criação intelectual dos homens. E, daí resultam multitudes de condutas, padrões variados de comportamentos. Enfim, os sentimentos facilitam a formação da nossa personalidade.

Uma das melhores decisões de Ricardo Rocha foi estudar Biologia em Ciências. Aqui fez amigos e aprendeu. Na entrevista que se segue fica a conhecer o antigo aluno de Ciências, membro do cE3c e investigador pós-doutorado da Universidade de Cambrigde, galardoado com o 1.º lugar do Prémio de Doutoramento em Ecologia - Fundação Amadeu Dias, lançado este ano pela primeira vez pela Sociedade Portuguesa de Ecologia.

A procrastinação é uma das grandes causas do insucesso académico e fonte de muito sofrimento e conflito interno. Para conquistar a procrastinação podemos começar por nos questionarmos: porque é que ando, constantemente a adiar.

Um estudo publicado na revista científica Science, do qual Vítor Sousa, investigador do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c), é coautor, demonstra que há mais de 34 000 anos os grupos de seres humanos caçadores-recoletores desenvolveram redes sociais complexas para escolher parceiros e evitar riscos da endogamia.

No âmbito dos projetos “MoTHER – Mobilidade e Transição em Habitações Especiais e Reativas” e “HIPE – Habitações Interativas para Pessoas Excecionais”, Manuel J. Fonseca, Luís Carriço e Tiago Guerreiro, professores do Departamento de Informática e investigadores do Laboratório de Sistemas Informáticos de Grande Escala, irão desenvolver soluções tecnológicas para melhorar a qualidade de vida, nomeadamente a autonomização de pessoas com lesões vertebro medulares, alojadas em residências da Santa Casa da Misericórdia de Lisboa.

A Associação Ciências Solidária foi constituída por escritura pública em 6 de abril de 2016, por iniciativa da Direção da Faculdade de Ciências, com o apoio de vários membros da comunidade. É um projeto de proximidade, baseado na responsabilidade social, com o fim de contribuir para a construção de uma comunidade mais justa e solidária.

Páginas