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

“O desenvolvimento de uma missão astronómica espacial é uma aventura demorada, que, nos casos mais complexos, pode demorar mais de duas décadas. Com o Athena estamos envolvidos neste processo desde os primeiros passos, tendo ajudado a construir a proposta ‘vencedora’”, conta José Afonso, que lidera a participação portuguesa na missão Athena, prevista para 2031.

Projeto de Sismologia nas Escolas do Instituto Dom Luiz

Guilherme Weishar apresenta-nos o projeto de Sismologia nas Escolas do Instituto Dom Luiz e que tem uma componente de citizen science.

Wani na Indonésia

Objetivo da missão dos investigadores do IDL Ciências ULisboa e do IPMA?! Melhorar a caracterização do tsunami de 28 de setembro de 2018, de modo a desenvolver técnicas e programas de mitigação destes fenómenos naturais.

Ricardo Honório

Cernorium é o canal YouTube de Ricardo Honório, aluno do mestrado integrado em Engenharia Física de Ciências ULisboa. O projeto tem já disponível o primeiro episódio e é a “concretização de uma ideia antiga que procura aliar a paixão pela Física com algum humor.

Galeria da fauna marinha (maioria tropical), anos 1950/1960

Evocações sobre Entomologia no Museu Bocage e na Faculdade, pelo professor, cientista José Alberto Quartau. Versão abreviada da alocução proferida aquando do 35.º aniversário do Departamento de Biologia Animal de Ciências ULisboa, em 5 de junho de 2018.

Francisco Saldanha da Gama

Nesta fotolegenda destacamos uma passagem da entrevista com Francisco Saldanha da Gama, professor do Departamento de Estatística e Investigação Operacional e investigador do Centro de Matemática, Aplicações Fundamentais e Investigação Operacional de Ciências ULisboa, e que pode ser ouvida no canal YouTube e na área multimédia do site da Faculdade.

Lisboa

Ciências é uma das cinco instituições da ULisboa que integra o projeto ALHTOUR. O principal resultado deste projeto é a criação do HEALx-LAB, um living lab para potenciar a inovação e a colaboração entre a academia, a indústria, a administração pública e a sociedade civil na área do turismo de saúde na região de Lisboa.

 Conselho Diretivo da ELRA

António Branco, professor do DI Ciências ULisboa, é o novo presidente da ELRA-European Language Resources Association, a principal associação científica europeia para o processamento da linguagem natural e uma das mais importantes associações a nível mundial nesta subárea da Inteligência Artificial.

Robô e criança

"Revendo as discussões nos últimos anos sobre a Inteligência Artificial (IA), a ideia da superinteligência (super-homem) e da frieza dos comportamentos dos agentes artificiais, quando comparados com os seres humanos, concluímos que o medo à IA só será ultrapassado com uma nova postura da IA, virada para a enfâse nos benefícios", escreve Helder Coelho, professor do DI Ciências ULisboa.

Raúl Ferreira

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências ULisboa? O Dictum et factum de dezembro é com Raúl Ferreira, assistente operacional da Oficina Gráfica da Área de Serviços Técnicos de Ciências ULisboa.

Às vezes é mesmo preciso “sair da cabeça e dar ouvidos ao corpo”

“Às vezes é mesmo preciso 'sair da cabeça e dar ouvidos ao corpo'. Dar atenção aos sinais físicos e às sensações”, escreve na rubrica habitual a psicóloga do GAPsi, Andreia Santos.

Soraia Pereira

Leia a entrevista com Soraia Pereira, vencedora do Prémio SPE2018 e que descobriu o interesse pela Estatística no último ano da licenciatura em Matemática.

Matemática

O novo livro de Jorge Buescu, professor do Departamento de Matemática de Ciências ULisboa é apresentado ao público em dezembro. Leia a entrevista com o matemático e escritor que através da Matemática "rasga horizontes e abre novos mundos a mentes sequiosas".

Logotipo

"Até agora, os cientistas cidadãos das comunidades GROW implementaram/instalaram 2.000 sensores com o intuito de avaliar a humidade, temperatura e radiação solar do solo nos diferentes GROW Places. No próximo ano deverão ser implementados cerca de 10.000 sensores. Este é considerado o maior levantamento de dados de diversas propriedades do solo na Europa, realizado por cidadãos", escreve em artigo de opinião Gil Penha-Lopes, investigador do DBV Ciências ULisboa e cE3c.

Livros

O projeto “NitroPortugal -Strengthening Portuguese research and innovation capacities in the field of excess reactive nitroge” promove livro infantil “A história do azoto, bom em pequenino e mau em grande”.

Adrià López Baucells

A British Ecological Society anunciou esta sexta-feira, dia 30 de novembro, os vencedores do concurso anual de fotografia Capturing Ecology. Entre as várias fotografias premiadas encontram-se as de Adrià López Baucells, estudante do programa doutoral Biodiversidade, Genética e Evolução e investigador do polo de Ciências ULisboa do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais.

Ilustração de um buraco negro ativo no centro de uma galáxia

Cientistas portugueses estiveram envolvidos na primeira medição espacial do redemoinho de massa que orbita um buraco negro de centenas de milhões de massas solares.

C6

Soraia Pereira, investigadora do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa e antiga aluna de Ciências ULisboa, vence Prémio Sociedade Portuguesa de Estatística 2018.

Representação esquemática da bicamada fosfolipídica da membrana e da sua alteração, após ação do antibiótico (à esquerda) e visualização da membrana danificada por ação de uma dose inferior à concentração mínima letal (à direita)

Uma equipa liderada por Ciências ULisboa descobriu antibióticos derivados de açúcares, que matam células de espécies de Bacillus spp, incluindo Bacillus anthracis, um micróbio causador da doença antrax, que ataca animais e seres humanos e é um agente de bioterrorismo.

Mar

No Dia Nacional do Mar trazemos à memória os 20 anos da EXPO’98 e da Ponte Vasco da Gama e a reabilitação daquela área, na qual participaram vários professores de Ciências ULisboa e investigadores do extinto Instituto de Oceanografia, atual MARE.

Talhões SUSBEAUTY

Estudo coordenado por Ana Duarte Rodrigues, investigadora do DHFC e do CIUHCT, demonstra que plantas autóctones do Algarve são mais sustentáveis do que as espécies exóticas introduzidas na paisagem e que esgotam os recursos hídricos da região.

Cristina Máguas

“A Federação Europeia de Ecologia (FEE) tem objetivos muito claros – um deles é o de alargar o conhecimento ecológico à Europa”, diz Cristina Máguas, primeira portuguesa a ser eleita presidente da rede europeia de ecólogos. A tomada de posse ocorre em janeiro de 2019.

Ana Subtil Simões

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências ULisboa? O Dictum et factum de novembro é com Ana Subtil Simões, técnica superior da Área de Comunicação e Imagem de Ciências ULisboa.

Campus Ciências ULisboa

Ciências ULisboa organiza no seu campus a competição internacional destinada a treinar equipas multidisciplinares de estudantes universitários para a inovação e o empreendedorismo na área da saúde. A equipa vencedora irá participar no EIT Health Winners Event, em Londres, nos próximos dias 11 e 12 de dezembro.

Diego Rubiera-Garcia

Aos 14 anos o investigador do polo de Ciências ULisboa do IA deslumbrou-se com um livro “A criação do Universo” e a teoria do big-bang. O que mais gosta de fazer é simples: pequenos cálculos sobre ideias que lhe vêm à mente!

Páginas